延長油田長7 頁巖油產(chǎn)建有利區(qū)預(yù)測方法研究

劉文強(qiáng)，康勝松，孫 曉，賈自力，石 彬，王 偉，張?zhí)忑?/p>

（陜西延長石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司研究院，陜西西安 710065）

中國含油氣盆地普遍進(jìn)入勘探中后期，勘探開發(fā)非常規(guī)石油資源成為保障國家能源安全的重要舉措[1-3]。2021 年慶城油田成為了開發(fā)鄂爾多斯盆地長7 頁巖油藏的典型代表[4]。長7 所蘊(yùn)含的巨大潛力也成為了延長油田“十四五”勘探開發(fā)規(guī)劃中的熱點(diǎn)[5]。目前延長油田已完成志丹、定邊、甘泉多個(gè)地區(qū)的長7 頁巖油開發(fā)試驗(yàn)，處于規(guī)模開發(fā)準(zhǔn)備階段，由于試油成功井比較分散，未進(jìn)行整體評價(jià)，因此如何對開發(fā)潛力目標(biāo)區(qū)塊進(jìn)行分級評價(jià)，優(yōu)選出可規(guī)模建產(chǎn)區(qū)塊是目前迫切需要解決的難題。前人對頁巖油藏評價(jià)的一系列標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，常通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)合專家分析的形式分類分級評價(jià)潛力區(qū)[6-9]。這種方式對于有利區(qū)范圍的圈定有十分好的效果，但對于規(guī)模建產(chǎn)，應(yīng)考慮次序，因此僅有分類標(biāo)準(zhǔn)還不足以滿足產(chǎn)建優(yōu)選的需求。為了解決這一難題，考慮采用“甜點(diǎn)”系數(shù)計(jì)算的方法優(yōu)選產(chǎn)建有利區(qū)。層次分析法（AHP）能夠充分運(yùn)用已知資料，在油田的勘探開發(fā)領(lǐng)域有多處應(yīng)用，該方法可隨著資料不斷完善，預(yù)測精度會不斷提高，可分析性更強(qiáng)[10-12]。

本文以層次分析法為手段，首次將烴源巖品質(zhì)的相關(guān)參數(shù)納入產(chǎn)建有利區(qū)計(jì)算，并提出了長7 頁巖油產(chǎn)建有利區(qū)潛力區(qū)預(yù)測的方法，以志丹地區(qū)長7 頁巖油藏為研究對象，進(jìn)一步明確志丹地區(qū)長7 優(yōu)質(zhì)儲層分布，圈定志丹地區(qū)產(chǎn)建有利區(qū)，優(yōu)化建產(chǎn)順序。本文為同類油藏產(chǎn)建有利區(qū)的有效預(yù)測提供可行方法，為提升延長油田頁巖油藏的大規(guī)模有效動用提供借鑒。

1 潛力區(qū)分級標(biāo)準(zhǔn)

延長油田在制定頁巖油潛力區(qū)時(shí)，充分考慮儲層物性、工程條件、經(jīng)濟(jì)性等因素，結(jié)合油層下限、儲層評價(jià)、產(chǎn)能評價(jià)等方面研究，運(yùn)用富集規(guī)律主控因素分析結(jié)果，同時(shí)考慮到頁巖油層一般采用水平井開發(fā)，加上單油層水平井開發(fā)經(jīng)濟(jì)性因素，選取了沉積特征、物性特征、烴源巖品質(zhì)、含油性、工程可壓性、產(chǎn)能情況、微觀孔隙結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)因素等參數(shù)[13-15]對潛力區(qū)進(jìn)行分級，對產(chǎn)建目標(biāo)區(qū)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)制定，將長7 頁巖油潛力區(qū)劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類（表1）。

表1 延長油田長7 頁巖油潛力區(qū)優(yōu)選分級標(biāo)準(zhǔn)表

Ⅰ類潛力區(qū)一般屬于三角洲前緣的水下分流河道沉積，為含油范圍落實(shí)，連片性好，單井產(chǎn)能高，物性好，周圍井錄井可見到較高級別的油氣顯示，試油獲工業(yè)油流，有效厚度高，儲量豐度和單儲系數(shù)高。Ⅱ類潛力區(qū)一般屬于三角洲前緣的水下分流河道沉積和河道側(cè)緣，含油范圍較落實(shí)，連片性較好，單井產(chǎn)能較高，物性較好，周圍井錄井有一定級別的油氣顯示，試油一般為低產(chǎn)工業(yè)油流，位于解釋有效厚度厚值區(qū)或邊部，儲量豐度和單儲系數(shù)中等。Ⅲ類潛力區(qū)認(rèn)識程度相對較差、含油范圍不落實(shí)，需要做較多工作來培養(yǎng)的潛力區(qū)塊，單井預(yù)測產(chǎn)能較低，資源品質(zhì)差，連片性不好，位于解釋有效厚度較薄區(qū)或邊部，周圍井錄井有一定級別油氣顯示，儲量豐度和單儲系數(shù)低。

2 頁巖油產(chǎn)建有利區(qū)預(yù)測

2.1 產(chǎn)建有利區(qū)預(yù)測方法

廣義頁巖油“甜點(diǎn)”評價(jià)包括“地質(zhì)甜點(diǎn)”、“工程甜點(diǎn)”和“經(jīng)濟(jì)甜點(diǎn)”3 類。類比甜點(diǎn)評價(jià)，產(chǎn)建有利區(qū)預(yù)測的步驟如下：

（1）確定問題，構(gòu)建物理模型并收集數(shù)據(jù)。根據(jù)潛力好壞將長7 頁巖油儲層分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類。然后選取建模要素并按照最高層（目標(biāo)層）、中間層（準(zhǔn)則層）、最低層（方案層）構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型。根據(jù)表1 中分級標(biāo)準(zhǔn)，選取儲層類別、儲量豐度、脆性指數(shù)、產(chǎn)能預(yù)測值、孔喉半徑、孔隙度、鏡質(zhì)體反射率、滲透率、含油飽和度作為建模要素，建立模型見圖1。

圖1 產(chǎn)建有利區(qū)預(yù)測結(jié)構(gòu)模型

（2）兩兩比較打分，確定下層對上層的分?jǐn)?shù)引用數(shù)字1～9 及其倒數(shù)作為標(biāo)度來定義判斷矩陣。

（3）計(jì)算權(quán)重向量Wi，選用幾何平均法計(jì)算。其步驟為：①A 的元素按行相乘得一新向量；②將新向量的每個(gè)分量開n 次方；③將所得向量歸一化即為權(quán)重向量。

產(chǎn)建有利區(qū)預(yù)測各判斷矩陣和計(jì)算結(jié)果見表2。經(jīng)計(jì)算排序，各因素權(quán)重大小從大到小依次為儲量豐度、脆性指數(shù)、產(chǎn)能預(yù)測值、孔喉半徑、孔隙度、鏡質(zhì)體反射率、滲透率、含油飽和度。

表2 權(quán)重計(jì)算結(jié)果

（4）最后根據(jù)權(quán)重計(jì)算結(jié)果和表1 提供的潛力區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步計(jì)算出長7 頁巖油Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類潛力區(qū)有利區(qū)系數(shù)（表3）。

表3 有利區(qū)系數(shù)計(jì)算結(jié)果

計(jì)算結(jié)果表明，Ⅰ類潛力區(qū)有利區(qū)系數(shù)>0.740，Ⅱ類潛力區(qū)有利區(qū)系數(shù)0.550～0.740，Ⅲ類潛力區(qū)有利區(qū)系數(shù)0.430～0.550，<0.430 則認(rèn)為是非有利區(qū)。可根據(jù)該方法計(jì)算有利區(qū)系數(shù)，快速判定某區(qū)域的儲層類別和開發(fā)潛力大小，制定開發(fā)次序。

2.2 志丹長7 頁巖油藏產(chǎn)建有利區(qū)預(yù)測

延長志丹油田長7 頁巖油資源“甜點(diǎn)”面積共220.58 km2，預(yù)測地質(zhì)儲量3 376.25×104t。主要分布于樊川區(qū)中部、順寧區(qū)西部、洛河區(qū)和紙坊區(qū)西北部、河川區(qū)的西北部和中部。而對于“甜點(diǎn)”區(qū)的規(guī)模開發(fā)，優(yōu)選采用“井工廠”模式鉆取叢式水平井開發(fā)，因此在特定區(qū)塊的規(guī)模開發(fā)過程中，對于開發(fā)的先后順序需要重點(diǎn)考慮，以提高投產(chǎn)成功率。依據(jù)潛力區(qū)優(yōu)選分級標(biāo)準(zhǔn)，對同類中所給定的權(quán)重相同，不同類依據(jù)影響因素重要性權(quán)重降低，進(jìn)而進(jìn)行綜合分析，給定各井各層段綜合評價(jià)結(jié)果，進(jìn)而在平面上圈定出Ⅰ類產(chǎn)建有利區(qū)（產(chǎn)建目標(biāo)區(qū)）、Ⅱ類產(chǎn)建有利區(qū)（接替產(chǎn)建目標(biāo)區(qū)）、Ⅲ類產(chǎn)建有利區(qū)（可培養(yǎng)產(chǎn)建目標(biāo)區(qū)）。

以志丹油田小莊科區(qū)為例，運(yùn)用該方法對長7 頁巖油藏的3 套獨(dú)立砂體進(jìn)行產(chǎn)建有利區(qū)圈定。長711-1圈定Ⅰ類產(chǎn)建有利區(qū)19.94 km2，Ⅱ類產(chǎn)建有利區(qū)43.48 km2，Ⅲ類產(chǎn)建有利區(qū)63.96 km2。長711-1以Ⅰ、Ⅱ類產(chǎn)建有利區(qū)為主，產(chǎn)建有利區(qū)分布范圍廣，是開發(fā)建產(chǎn)的重要區(qū)域。長711-2圈定Ⅰ類產(chǎn)建有利區(qū)5.66 km2，Ⅱ類產(chǎn)建有利區(qū)8.4 km2，Ⅲ類產(chǎn)建有利區(qū)66.51 km2。長711-2以Ⅲ類產(chǎn)建有利區(qū)為主，產(chǎn)建有利區(qū)主要分布在研究區(qū)的東南部。長712圈定Ⅰ類產(chǎn)建有利區(qū)3.21 km2，Ⅱ類產(chǎn)建有利區(qū)26 km2，Ⅲ類產(chǎn)建有利區(qū)62.71 km2。長712以Ⅱ、Ⅲ類產(chǎn)建有利區(qū)為主，產(chǎn)建有利區(qū)主要分布在研究區(qū)的東南部和東北部，是開發(fā)建產(chǎn)的接替區(qū)域。最終小莊科區(qū)擬采用叢式水平井，應(yīng)優(yōu)先開發(fā)長711-1層Ⅰ類產(chǎn)建有利區(qū)，待評價(jià)完成后規(guī)模建產(chǎn)的次序整體開發(fā)。

3 結(jié)論

（1）志丹油田小莊科區(qū)產(chǎn)建有利區(qū)預(yù)測結(jié)果應(yīng)優(yōu)先開發(fā)長711-1層Ⅰ類產(chǎn)建有利區(qū)，其他區(qū)域?qū)游蛔鳛榻犹尜Y源。

（2）基于層次分析法的“八參數(shù)”長7 頁巖油產(chǎn)建有利區(qū)預(yù)測方法，可通過計(jì)算潛力區(qū)有利區(qū)系數(shù)，快速圈定產(chǎn)建有利區(qū)并識別其類別，進(jìn)而制定產(chǎn)建次序，具有較強(qiáng)實(shí)用性。