垂直裂縫對南梁油田開發(fā)的影響

劉雨峰+包立軍+張杰+潘昊

摘 要：南梁油田作為采油一廠新的增儲上產(chǎn)區(qū)塊，僅僅6年時間建成年產(chǎn)40萬噸能力的整裝油田。區(qū)塊內(nèi)多油層發(fā)育，受區(qū)域構造運動、壓裂改造、注水誘導多種因素影響，儲層平面、垂直裂縫發(fā)育，導致平面、層間開發(fā)矛盾突出，油井快速水淹。本文專門針對垂直裂縫對油藏開發(fā)的影響，由地質(zhì)認識、開發(fā)方面入手，通過注采井網(wǎng)、改造井段調(diào)整，注水控制、機械堵水等措施。延長了油井的低含水采油期，并為此類油田開發(fā)提供了指導意見。

關鍵詞：三疊系；區(qū)域裂縫；壓裂改造裂縫；注水誘導裂縫；注采調(diào)整

一、地質(zhì)概況

南梁油田位于鄂爾多斯盆地南部沉積中心，主要含油層為三疊系延長組及侏羅系延安組，三疊系延長組是一套以碎屑巖為主的內(nèi)陸湖泊～三角洲沉積，三角洲分流河道和河口壩砂體是油氣的良好儲層，屬于典型的巖性構造油藏。以沉積旋回將延長組自上而下分為長1、長2、長3、長4+5、長6、長7、長8、長9、長10層。主要含油層長33、長4+51、長81層。

自注水開發(fā)以來，延長組平面上表現(xiàn)出的油井呈現(xiàn)裂縫型見水已得到廣泛認知，但隨著油田多油層的規(guī)模開發(fā)，區(qū)域內(nèi)發(fā)育的垂直裂縫對油藏開發(fā)產(chǎn)生的層間矛盾日益突出。

二、裂縫成因

（一）區(qū)域裂縫

鄂爾多斯盆地廣泛存在的區(qū)域裂縫主要為燕山期形成的E-W向、S-N向裂縫和喜山期形成的N-E向裂縫，E-W向和S-N向裂縫以剪性閉合縫為主，裂縫分布較規(guī)則，間距大，延伸遠，發(fā)育范圍廣泛，產(chǎn)狀穩(wěn)定，屬于區(qū)域裂縫。盆地內(nèi)部的褶皺和斷層均不發(fā)育，盆地在失去了上述因素控制后，巖層厚度對裂縫的影響變得較為重要。一方面，巖層中的裂縫發(fā)育程度受單層厚度的控制，即巖層越薄裂縫越發(fā)育[1]；另一方面，構造應力作用巖層后促使各單層面裂縫間產(chǎn)生溝通，即形成一定程度上縱跨巖層的垂直裂縫[2]。

（二）壓裂改造裂縫

在水力壓裂施工過程中，人工裂縫要延伸，不僅要克服最小主應力，還要克服巖石的抗張強度，郝世彥 [3]在研究延長川口油田人工裂縫與天然裂縫的關系時提出：水力壓裂縫總是沿垂直于最小主應力的方向發(fā)生和發(fā)展，形成各個方向都有可能的垂直裂縫。這一理論在南梁油田開展的油井壓裂監(jiān)測結果中亦得到證實，如SH01井壓裂改造時進水裂縫高度8.0m，該壓裂油層厚度4.5m，壓裂產(chǎn)生的人工裂縫穿透上覆夾層。并通過對比SH02井壓裂前后的正交偶極聲波圖監(jiān)測顯示：水力壓裂施工壓力作用下，垂向裂縫延伸較遠，改造范圍廣。

（三）注水誘導裂縫

南梁油田長3油層平均埋藏深度為：1520.0-1800.0m，儲層井口破裂壓力為30.2MPa。長4+5油層平均埋藏深度為：1820.0-2060.0m，儲層破裂壓力為30.5MPa。區(qū)塊內(nèi)注水井井口注入壓力為11.0-14.0Mpa，理論計算井下壓力接近或超過儲層破裂壓力，導致注水過程中使地層沿原生裂縫或斷面產(chǎn)生裂縫，針對長4+5油藏注水井水驅(qū)前緣監(jiān)測顯示：注水有效區(qū)長度613.50m，寬度141.75m，高度39.33m，監(jiān)測結果表明注入水可產(chǎn)生較大范圍的誘導裂縫。

三、開發(fā)實例

南梁油田多油層發(fā)育，三疊系延長組長4+5油層廣泛發(fā)育，為該區(qū)主力建產(chǎn)層位。采用反五點注采井網(wǎng)開發(fā)。延長組長3油藏受沉積環(huán)境影響，呈局部、條帶狀發(fā)育、井間油層厚度變化大，針對長3油層發(fā)育特點，為有效動用該層地質(zhì)儲量，采用水平井開發(fā)，水平段垂直平面裂縫方向，實行多段雙簇水力壓裂改造。開發(fā)過程中表現(xiàn)出嚴重的層間矛盾，油井快速見水。

（一）動態(tài)表現(xiàn)：延長組長3與長4+5油層隔層厚度10.0-55.0m，巖性以泥巖及細砂巖為主。長3水平井投入開發(fā)后，采油井在無本層注水井補充能量的情況下仍表現(xiàn)出高壓、高產(chǎn)、見注入水特征，且個別油井快速水淹。如SP01井，水平段長度620.0m，與長4+5層注水井水線方向垂直，全井共有8個噴射點，其中第4-5噴射點距離長4+5層注水井平面距離45.0m，油層隔層厚度36.4m，油井在投產(chǎn)5個月后快速水淹。地關長4+5層注水井后，油井含水下降。動態(tài)表現(xiàn)為長4+5層注入水沿垂直裂縫上竄至長3層。

（二）治理措施：針對三疊系注入水沿垂直裂縫串通的開發(fā)矛盾，采取多方面的治理和預控措施。首先，在布井和油層改造方面：一方面調(diào)整油水井井距，平面距離由原來的45.0m加大至240.0m，另外儲層改造過程中，長3層射孔段充分避開長4+5層水線方向，減弱開發(fā)過程中對油層的抽吸作用。如后期開發(fā)的SP02井，投產(chǎn)后動態(tài)平穩(wěn)，開發(fā)效果好。

其次，針對現(xiàn)已見水油井從注、采兩方面開展治理工作。一方面控制對應的長4+5層注水井注水強度，根據(jù)郭倫文等研究表明：誘導裂縫延伸與誘導應力的大小緊密相關，由于儲層損害或高速注水等可導致破裂壓力增加，促使裂縫延伸[4]。因此控制注水強度，保持水線均勻推進，可有效的控制油井含水上升。如SP03井，油井見水后將裂縫線上對應長4+5層注水井注水強度由3.16m3/m﹒d下調(diào)至1.58m3/m﹒d，注水下調(diào)2個月后，油井含水下降；另一方面對控水無效油井實施機械堵水、同時加大參數(shù)抽吸降流壓，改善產(chǎn)液剖面，促進油層段出油。如SP04井，在采取上述措施后，油井含水由初期100.0%下降至75.0%，日增油3.0噸。

四、結語

研究表明：構造運動控制的區(qū)域裂縫，壓裂改造過程中形成的人工裂縫，注水引發(fā)的誘導裂縫都是研究區(qū)內(nèi)垂直裂縫的產(chǎn)生因素。三疊系儲層裂縫復雜，充分認知垂直裂縫的存在及成因，對油田的高效開發(fā)具有重要的實際意義。并通過調(diào)整布井及油層改造方式，以及在開發(fā)過程中采取控制注水、機械堵水等多種手段，有效的緩解了開發(fā)矛盾，提升了油田的開發(fā)水平。

參考文獻：

[1] 陜甘寧盆地儲層裂縫特征及形成的構造應力場分析[J].地質(zhì)科技情報，2003，6（2）：21-24.

[2] 鄂爾多斯盆地中東部三疊系_侏羅系露頭區(qū)裂縫體系展布特征[A].大地構造與成礦學，2006，30（2）：168-172.

[3] 延長川口油田水力壓裂水平縫垂直縫的判別[A].地球科學與環(huán)境學報，2009，31（2）：166-168.

[4] 注水對誘導裂縫的影響因素研究[J].化學工程與裝備，2010，6：8-10.

作者簡介：

劉雨峰（1984-）男，漢族，黑龍江省明水縣人，供職于長慶油田采油一廠，油田開發(fā)工程師，主要從事油田開發(fā)與技術管理工作。endprint