鄂爾多斯某區(qū)塊致密油產(chǎn)能影響因素分析與優(yōu)化研究

馬雄強(qiáng)，李坤潮，韓波(山西能源學(xué)院，山西 晉中 030600)

0 引言

鄂爾多斯盆地位于我國(guó)中西部地區(qū)，具有東高西低的特點(diǎn)[1]，是我國(guó)第二大沉積盆地[2]。該地區(qū)煤炭、石油、天然氣等儲(chǔ)量位居我國(guó)前列[3]，礦產(chǎn)種類豐富，開發(fā)潛力巨大，是我國(guó)重要的資源聚寶盆。鄂爾多斯盆地地形呈現(xiàn)東高西低的特征，整體較為平緩，坡降較小，構(gòu)造簡(jiǎn)單[4]。在鄂爾多斯盆地中，致密油田分布十分廣泛，資源總量巨大[5]，是我國(guó)未來(lái)一段時(shí)期油氣開發(fā)的主戰(zhàn)場(chǎng)之一[6]。

鄂爾多斯盆地油氣資源儲(chǔ)量可觀，但開采難度極大[7]。通過(guò)研究鄂爾多斯盆地某致密油區(qū)塊的開發(fā)方式，將為鄂爾多斯盆地致密油藏的開發(fā)提供指導(dǎo)和借鑒，從而助力我國(guó)非常規(guī)油氣資源的發(fā)開。

1 區(qū)塊地質(zhì)分析

鄂爾多斯致密油某區(qū)塊屬于背斜構(gòu)造，內(nèi)部沒有較大斷層切割，構(gòu)造較為完整，呈現(xiàn)西南方向的展布。區(qū)塊含油面積14 km2，儲(chǔ)層厚度12 m。

鄂爾多斯致密油某區(qū)塊儲(chǔ)層為致密砂巖，滲透率為0.3×10-3～1.5×10-3μm2，孔隙度8.2%～12.6%，孔喉個(gè)數(shù)較少，孔隙半徑不大，儲(chǔ)層物性較差。

2 區(qū)塊開發(fā)特征分析

鄂爾多斯致密油某區(qū)塊現(xiàn)有生產(chǎn)井29口，均為水平井，水平段長(zhǎng)度為300～500 m，日產(chǎn)液量263 m3，平均含水率65%。區(qū)塊現(xiàn)有注水井16口，日注水78 m3。地層壓力12.7 MPa。

區(qū)塊內(nèi)部分生產(chǎn)井的含水率超過(guò)85%，多數(shù)生產(chǎn)井存在含水率過(guò)高，含水率上升速度過(guò)快，見水早等問(wèn)題。區(qū)塊累積產(chǎn)油6.5×104t，采出程度較低，具有較大的開發(fā)潛力。

3 地質(zhì)條件對(duì)致密油產(chǎn)能的影響

3.1 天然裂縫發(fā)育程度對(duì)致密油產(chǎn)能的影響

鄂爾多斯致密油某區(qū)塊天然裂縫較為發(fā)育，有利于致密油生產(chǎn)井初期的生產(chǎn)。如圖1所示，與天然裂縫不發(fā)育的致密油區(qū)塊相比，鄂爾多斯致密油某區(qū)塊的生產(chǎn)井初期產(chǎn)能高出大約15%。但是天然裂縫所能溝通的范圍有限，在生產(chǎn)井生產(chǎn)一段時(shí)間后，即會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)量遞減明顯等現(xiàn)象。在進(jìn)入穩(wěn)產(chǎn)期后，鄂爾多斯致密油某區(qū)塊生產(chǎn)井的產(chǎn)油量與天然裂縫不發(fā)育的致密油區(qū)塊生產(chǎn)井產(chǎn)油量接近，不再具有生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)。

圖1 鄂爾多斯致密油某區(qū)塊單井平均日產(chǎn)油量 與天然裂縫不發(fā)育區(qū)塊比較

3.2 區(qū)塊構(gòu)造對(duì)致密油產(chǎn)能的影響

鄂爾多斯致密油某區(qū)塊構(gòu)造的地層傾角較小，對(duì)致密油井的產(chǎn)能影響不大。如表1所示，在構(gòu)造高部位處的高產(chǎn)生產(chǎn)井占構(gòu)造高部位生產(chǎn)井總數(shù)的比例為33%，與在構(gòu)造低部位處的高產(chǎn)生產(chǎn)井占構(gòu)造低部位生產(chǎn)井總數(shù)的比例接近。可見生產(chǎn)井在構(gòu)造中的位置對(duì)生產(chǎn)井的產(chǎn)量影響有限。

表1 高產(chǎn)生產(chǎn)井占生產(chǎn)井比例

構(gòu)造中部發(fā)育有一小型的泥巖夾層，這一泥巖夾層的滲透率極低。在投產(chǎn)初期，泥巖層附近生產(chǎn)井的產(chǎn)油量與其他位置生產(chǎn)井的產(chǎn)量基本相同。之后，泥巖層附近生產(chǎn)井的產(chǎn)油量迅速下降，產(chǎn)油量顯著低于其他位置的生產(chǎn)井。這是由于泥巖層附近生產(chǎn)井的動(dòng)用區(qū)域在沒有波及到泥巖層時(shí)，致密油的動(dòng)用情況與其他位置的生產(chǎn)井情況基本一致。當(dāng)泥巖層附近生產(chǎn)井的動(dòng)用區(qū)域波及到泥巖層之后，由于泥巖層的阻擋，泥巖層之下的致密油無(wú)法被動(dòng)用。此時(shí)，與其他位置生產(chǎn)井相比，泥巖層附近生產(chǎn)井的可動(dòng)用區(qū)域大幅度減小，導(dǎo)致生產(chǎn)一段時(shí)間后，產(chǎn)量出現(xiàn)明顯下降。

4 致密油增產(chǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

4.1 體積改造參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

壓裂參數(shù)的設(shè)計(jì)直接影響到儲(chǔ)層改造的效果，通過(guò)統(tǒng)計(jì)已有生產(chǎn)井的壓裂方案，可以為優(yōu)化設(shè)計(jì)方案提供參考。鄂爾多斯致密油某區(qū)塊常用的壓裂方案有3種，其增產(chǎn)效果如表2所示。通過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn)，采用5段壓裂，裂縫半長(zhǎng)為80 m的非等間距的壓裂改造方案效果較好。

表2 不同壓裂改造方案增產(chǎn)效果

4.2 水平段長(zhǎng)度的優(yōu)化設(shè)計(jì)

合理設(shè)計(jì)的水平井段長(zhǎng)度，能夠最低的成本實(shí)現(xiàn)對(duì)致密油藏的高效開發(fā)。統(tǒng)計(jì)區(qū)塊內(nèi)生產(chǎn)井的水平段長(zhǎng)度和生產(chǎn)井穩(wěn)產(chǎn)期日產(chǎn)油量的關(guān)系如圖2所示。從圖中可以看出，水平井水平段長(zhǎng)度小于400 m時(shí)，隨著水平段長(zhǎng)度的增加，水平井的日產(chǎn)油量增加較為明顯。但當(dāng)水平段的長(zhǎng)度超過(guò)450 m之后，生產(chǎn)井的日產(chǎn)液量增長(zhǎng)幅度有限。因此，本區(qū)塊生產(chǎn)井的水平段長(zhǎng)短應(yīng)設(shè)計(jì)為400～450 m之間的范圍。

圖2 單井產(chǎn)量隨水平井段長(zhǎng)度的變化曲線

4.3 井型的優(yōu)化設(shè)計(jì)

鄂爾多斯致密油某區(qū)塊構(gòu)造中存在的泥巖層對(duì)生產(chǎn)有較大影響，直接降低了致密油的動(dòng)用效果和區(qū)塊的采收率。區(qū)塊現(xiàn)有的生產(chǎn)井設(shè)計(jì)井深都在泥巖層之上，無(wú)法對(duì)泥巖層之下的致密油進(jìn)行開發(fā)。為了改善區(qū)塊的開發(fā)效果，提高區(qū)塊致密油的采出程度，建議在后續(xù)的開發(fā)過(guò)程中部署生產(chǎn)井。結(jié)合區(qū)塊現(xiàn)有生產(chǎn)井的部署情況，為了降低致密油的開發(fā)成本，取得更好的經(jīng)濟(jì)效益，可以利用泥巖層附近現(xiàn)有的生產(chǎn)井的井筒，通過(guò)合理設(shè)計(jì)，進(jìn)行開窗側(cè)鉆，從而低成本的實(shí)現(xiàn)對(duì)泥巖層之下致密油的有效動(dòng)用。

5 結(jié)語(yǔ)

(1)天然裂縫發(fā)育程度和泥巖夾層對(duì)致密油井的產(chǎn)能具有較大影響。天然裂縫發(fā)育的儲(chǔ)層中，生產(chǎn)井投產(chǎn)初期產(chǎn)能高于天然裂縫不發(fā)育的致密油藏；泥巖夾層附近容易形成死油區(qū)，降低油藏采收率。

(2)鄂爾多斯致密油可以使用5段壓裂，裂縫半長(zhǎng)為80 m的非等間距的壓裂改造方案，以獲得較好的開發(fā)效果。

(3)鄂爾多斯致密油生產(chǎn)井的水平段長(zhǎng)短應(yīng)設(shè)計(jì)為400～ 450 m之間，并通過(guò)開窗側(cè)鉆等方式提升泥巖夾層附近致密油的動(dòng)用程度。