深水浊积储层注气开发油藏流动单元划分及剩余油挖潜研究_陈筱.pdf

第 卷第期 年月非常规油气 引用：陈筱，肖鹏，段瑞凯，等深水浊积储层注气开发油藏流动单元划分及剩余油挖潜研究 非常规油气，（）：，（）：深水浊积储层注气开发油藏流动单元划分及剩余油挖潜研究陈筱，肖鹏，段瑞凯，吕文睿，张昕，陈国宁（中国海洋石油国际有限公司，北京 ；中海油研究总院有限责任公司，北京 ）摘要：为了明确深水浊积储层注气开发油藏流动单元分布及剩余油挖潜方向，以油田油藏浊积朵叶为例，综合分析沉积相、构造、断裂、储层构型、隔夹层、储层品质、开发方式以及井型井网等动静态资料，探讨了朵叶注气开发油藏的流动单元划分及剩余油分布。研究表明：）浊积朵叶横向连片分布，纵向叠置连通，储层品质及连通性较好；）将靶区划分为个流动单元（个受断层和井网控制，个受到断层和相带的控制，个受相带及动态影响），整体上东部以断层控制为主，西部以相带及井网控制为主；）研究区剩余油富集区主要分布在东部单元和单元、西部单元和单元，东部剩余油潜力整体优于西部；）单元为一级潜力目标，剩余油地质储量大于 百万桶，是部署调整井的优选目标；单元为二级潜力目标，剩余油地质储量为 百万桶，可考虑作为调整井接替目标；单元和单元为三级潜力目标，剩余地质储量小于百万桶，可考虑邻近单元联合部署调整井、邻井侧钻方式提高区域开发效果。以上成果认识，对浊积朵叶注气油藏高效开发具有重要的借鉴价值。关键词：深水浊积朵叶；挥发性油藏；注气开发；流动单元；剩余油中图分类号：文献标识码：，（.，；.，.，）：收稿日期：基金项目：中国海洋石油有限公司科研项目“西非水道型浊积储层连续性及井网适应性研究”（）第一作者简介：陈筱（），女，硕士研究生，工程师，研究方向为油气田开发地质。：非常规油气油气开发 ，：），；）（，），；），；），；，：；引言近年来，深水浊积砂岩油气田已成为全球油气勘探开发的热点区域，西非尼日尔三角洲、南美圭亚那、英国北海和国内渤海湾盆地等均发现了规模可观的深水油气资源，并获得了较好的开发效果。深水浊积形成于重力流环境下，是受到重力滑塌作用，沉积物沿陆坡向盆地中央运移形成的大型砂岩沉积体，受沉积环境及沉积物源影响，同时成岩作用较弱，深水浊积储层物性普遍较好。浊积储层按沉积环境可划分为浊积水道和浊积朵叶类。受区域沉积环境及演化过程差异影响，沉积体内部结构和储集特征具有显著差异。水道型储层平面摆动及纵向叠置相对频繁，储层内部结构及连通性更为复杂；朵叶型储层多呈席状连续沉积，储层连通性及均质性均优于水道型。目前，针对深水扇储层的研究主要集中在浊积机理研究、浊积扇形成过程研究、浊积砂体识别及刻画、沉积相及储层构型研究 、储层连通性分析、储层精细表征 、生产动态及开发规律研究 等方面，现有研究多集中在浊积水道，针对浊积朵叶的研究相对较少。前人关于剩余油的研究更多集中在陆相河流相和浅水三角洲相，裘亦楠等按照剩余油的规模将其划分为油藏规模级、油层规模级、层内规模级和孔隙规模级；张新春等依据注水开发油藏的沉积模式及剩余油分布特征，划分出种剩余油模式；高博禹等对剩余油分布特征及评价方法进行了探讨。现有的针对深水浊积砂岩油田的剩余油研究主要集中在浊积水道和注水开发油田中，针对朵叶型注气开发油藏的剩余油研究较少。该文以西非 深水油田注气开发油藏为例，基于沉积储层及构型研究，通过动静结合的方法构建研究区的流动单元分区，并以单元划分为抓手，结合生产动态，分析目标油藏的剩余油分布特征，明确剩余油主控因素，为调整挖潜指明方向。研究区概况油田位于尼日利亚西南海域，距岸约 ，油田位于被动大陆边缘，区域水深 。尼日尔三角洲北部（近岸地带）主要受到伸展应力作用，发育拉张型的正断层为主，南部（近海地带）主要受到挤压应力作用，发育逆冲断裂。油田位于中部的拉张挤压构造转换带上，为四向倾伏的背斜构造，纵向上构造具有继承性，断裂较为发育，如图所示。油田形成于海退环境下，整体呈进积型堆积，主要含油层系位于中上中新统阿格巴达组。纵向上可划分为两期沉积体系，早期为朵叶沉积体系，主要发育分布范围广、厚度相对稳定以及储层连续的席状砂；晚期受海退影响，沉积物源逐渐向深海推进，形成浊积水道沉积体系。油藏形成于朵叶沉积体系的晚期，是埋深最浅的朵叶体。整体为四向倾伏的构造背斜特征，发育拉张性正断层，储层以深水浊积朵叶为主，由多期单期朵叶叠置复合而成，并发育晚期水道。受断裂及相带影响，平面渗流具有分区性。同时由于靶区流体为临界态挥发性的原油，地面原油密度为 （），地层原油黏度为 ，气油比为 ，地饱压差为 ，适合采用注气开发。受到开发方式及井网影响，剩余油分布特征与注水开发油藏有显著不同。因此有必要开展储层流动单元及剩余油分布研究，为后续调整挖潜指明方向。年月陈筱等：深水浊积储层注气开发油藏流动单元划分及剩余油挖潜研究图尼日尔三角洲南北向剖面图 流动单元划分前人对浊积储层连通性及流动单元研究多集中于浊积水道，针对浊积朵叶的流动单元及剩余油分布特征研究较少，然而浊积朵叶在沉积模式、储层特征、流体分布、储层连通性及剩余油分布等方面与水道储层均有较大差异。该文基于岩心、测井、地震和生产动态资料，综合构造断裂、沉积储层以及构型等研究成果，在模式指导下，采用动静结合的方法，标定渗流边界，对靶区进行流动单元划分，明确储量动用范围，进行剩余油分布预测，指导后续生产优化及调整井部署。静态边界识别及分区静态边界主要依据了构造断裂、储层分布和构型等特征。构造断裂特征油藏发育多条近北东南西走向的正断层，断层北侧为下降盘。主体区主要断层延伸长度多为，最大可达 。早期通常通过分析断距大小、断层两侧储层厚度及储层对接性来进行判断（图中断层黑色区域为封堵段），研究表明油藏西侧断距较大，多为 ，封堵性较强，向东断距逐渐缩小至 以内，断层多为不封堵，仅在东北部局部具有遮挡性。图油藏断层封堵性预测平面图 非常规油气油气开发 沉积储层特征目标油藏形成于非限制环境下，砂体呈席状连片分布 ，储层埋深为 ，含油范围内砂体满覆盖，储层南北延伸 ，东西宽达 ，厚度多为 。复合朵叶砂体中间厚，向边部逐渐减薄尖灭，在地震反演剖面上呈丘状特征，顶底与泥岩接触面为强反射（如图所示）。井上朵叶相 曲线以箱型、齿化箱型为主，与下伏泥岩呈突变接触 。研究区朵叶发育中孔中高渗储层，孔隙度多为 ，平均孔隙度达，渗透率多为 ，渗透率变异系数多在 以下，均质性好，相较于水道型储层，朵叶储层分布范围更广，厚度稳定，储层品质更优，是优质的油气储集体。图油藏东西向过井地震反演剖面 构型特征研究区三维地震资料的主频为 ，分辨率约为，井上钻遇储层厚度多为 ，地震反演整体呈一套相对稳定且连续分布的同相轴特征，基于过油藏钻井的岩心及测井资料，可以将油藏复合朵叶进一步划分为期单一朵叶，自深而浅分别是 ，和 （如图所示）。早期可容纳空间偏向背斜东侧且相对局限，由北向背斜东侧迁移，朵叶分布范围相对局限；沉积后，随着沉积物源充足且可容空间扩大，形成了大规模的朵叶 ，在 油藏全区连续分布，厚度大且稳定，中间厚，向东西两侧逐渐减薄；在此之后沉积中心再次向背斜东侧迁移形成 ，其规模及分布与 接近；晚期沉积中心向西迁移，沉积物源与可容空间进一步缩小，形成规模最小的 ，叠置于 之上（如图所示）。期朵叶以垂向叠置关系为主，伴随横向迁移，晚期朵叶下切早期朵叶，局部发育泥岩隔夹层，隔夹层厚度较薄且呈不连续分布。单期朵叶间的构型特征决定了目标油藏储层纵向连通、平面连续。同时，在地震平面属性上还可识别出条水道，分别位于朵叶的西侧、中部和东侧。图油藏复合朵叶沉积单元划分及叠置模式图 年月陈筱等：深水浊积储层注气开发油藏流动单元划分及剩余油挖潜研究图油藏复合朵叶沉积演化模式 考虑到研究区为复合朵叶，晚期朵叶下切早期朵叶，泥岩隔夹层厚度薄且分布局限，储层纵向连续性较好，难以划分纵向流动单元且划分意义不大。该文流动单元划分侧重于平面单元划分。该文静态分区边界主要考虑沉积相及断层。针对晚期水道，其连通性受到内部填充物影响，砂质充填水道储层与朵叶类似，储层物性好且连通；反之泥质充填水道渗流能力弱，可作为渗流边界。基于地震平面属性可判断水道充填类型及连通性，图中水道绿色区域为偏泥质充填，将该类水道边界作为相控渗流边界。同时，考虑到研究区发育多条断层，将断层封堵段作为渗流边界。综合相控边界及封堵断层将靶区分为个平面单元，如图所示。图油藏静态分区单元划分 动态边界识别及分区静态边界只反映了对储层及断层等静态参数的认识，针对已开发油藏，还需要结合开发井网及生产动态，对静态边界进行修正，从而得到动静结合的分区认识。图油藏动静结合流动单元分区及主控因素示意图 图所示为油藏动静结合流动单元分区及主控因素。与油田其他油藏采用注水开发不同，由于油藏为临界态挥发性油藏，采用“顶部注气，边部采油”开发方式，开发方案为口注气井、口采油井。口注气井位于背斜顶部（和），口采油井分别位于背斜的西北（）、西南（）和东南（），考虑到晚期水道局部具有遮挡风险，开发井数少，井距大，开发井均设非常规油气油气开发 计为长水平井，部分井跨越晚期水道，在保证注采受效的同时使动用储量最大化。生产实践显示生产井均已气体突破，证实注采井组连通，井间储层连续，断层不封堵。同时根据油藏数值模拟反推单井动用储量规模，对单元和单元的分区边界以及单元的边界进行细化修正，得到动静结合的流动单元分区。综上，将靶区划分为个平面单元。各单元主控因素有所不同。流动单元划分对进一步明确单井的动用范围，深化动用储量认识，识别未动用和弱动用区，指明剩余油挖潜方向具有重要的意义。剩余油分布与挖潜研究 剩余油分布及主控因素油田开发中重点关注油藏及小层规模的剩余油，影响该类剩余油分布的主控因素可分为静态因素（地质油藏）和动态因素（开发）类。静态因素包括沉积相、构造、断裂、储层构型、隔夹层、储层物性及非均质性等与油藏形成相关的地质条件；动态因素包括油藏的开发方式、井型井网及工作制度等。该研究流动单元划分综合考虑了上述因素，在此基础上结合油藏数值模拟，可以更准确地识别剩余油富集区，并对剩余油潜力进行定量化评价。为了深入剖析油藏内部流体驱替过程和范围，定量表征气驱驱替程度，采用数值模拟中的流线模拟模块，模拟油相、气相和水相在储层中的流动过程，图中流线分布表征气驱波及范围，流线越多表示驱替强度越强。流线模拟显示，注入气主要沿着注采井间无封堵断层、无泥质水道的主流线方向推进，在部署了采油井的单元、单元和单元内形成优势运移通道，而单元、单元、单元、单元和单元内流线分布较少，表明气驱波及影响小；同时，考虑到单元内已有开发井，因此分析认为单元、单元、单元和单元具备形成剩余油富集区的条件。在此基础上，结合原始含油丰度平面分布特征，可以进一步细化对剩余油富集区的认识。含油平面丰度显示靶区储量丰度具有东部高、西部低的特点（如图所示），东部单元和单元的储量丰度好于西部单元和单元，剩余油潜力更大。上图油藏注气驱替流线模拟图 述研究实现了对剩余油富集区的定性评价，再结合油藏数值模拟，可实现对剩余油潜力的定量评价（如图 所示）。数值模拟显示东部单元剩余油地质储量大于 百万桶，属一级潜力目标，是最有利的挖潜区；单元剩余油地质储量为 百万桶，剩余油储量丰度较高，属二级潜力目标；西部单元和单元分布范围较小，剩余油地质储量小于百万桶，属三级潜力目标，可作为后续挖潜接替目标。图油藏原始含油丰度分布及剩余油富集区示意图 年月陈筱等：深水浊积储层注气开发油藏流动单元划分及剩余油挖潜研究图 油藏数值模拟剩余油分布图 研究区朵叶连片分布，晚期水道仅在局部为偏泥质充填，在平面上未形成连续性的渗流屏障，难以对剩余油富集起到决定性作用，而受到断层平面异性及井网影响，剩余油主控因素存在平面差异，其中西部单元和单元断层封堵性强，且无井网控制，注入气难以波及，剩余油主控因素为断层和井网；东部单元和单元虽无断层和泥质水道遮挡，但区域内无开发井，储量动用程度弱，剩余油主控因素为井网。油藏剩余油富集区评价见表。从表可以看出，单元为一级开发潜力，单元具有二级开发潜力，单元和单元具有三级开发潜力。综上，认为研究区影响剩余油富集的主控因素为断层和井网。表油藏剩余油富集区评价表 单元原始地质储量百万桶剩余地质储量百万桶流动单元主控因素剩余油主控因素开发潜力评级单元 相带井网动态井网不完善一级单元 相带断层井网井网不完善二级单元 断层井网断层遮挡三级单元 断层动态断层遮挡三级 剩余油挖潜及效果在油田调整挖潜研究中，针对不同规模剩余油，需要进行有针对性的分类挖潜。其中针对一、二级潜力区可以考虑部署调整井；三级潜力区，可考虑进行侧钻，同时针对现有井网覆盖区，可以通过智能完井、生产制度优化等方式改善气驱效果，达到均衡驱替的目的。研究认为东部单元为一级潜力区，与注气井之间无封堵断层，晚期水道多为砂质充填，无明显渗流屏障，是部署调整井的有利区域，后期在该区部署调整井，钻后单井初期日产达 ，连续稳产年，调整挖潜效果显著（如图 所示）。在 井投产后，研究认为东北部的单元与 井间受到断层局部遮挡影响，仍存在可观的剩余油潜力，已列入后续调整井目标。西部单元和单元 规 模 较小，为三级潜力区，可考虑联合开 发 部 署 口 调 整 井 或 考 虑 现 有 开 发 井侧钻。图 调整井 井产量剖面图 非常规油气油气开发 结论）研究区为复合朵叶沉积，砂体横向连片分布，纵向上多期朵叶叠置连通，同时发育多条晚期水道。区内发育多条近东西向正断层，断层局部封堵。油藏采用“顶部注气边部采油”的开发方式，开发效果较好，可作为注气开发油藏流动单元划分及剩余油研究的典型区；）在沉积模式指导下，采用动静结合的方法将靶区划分为个流动单元，综合分析识别出个剩余油富集区，其中东部剩余油潜力高于西部；）受沉积模式及开发方式影响，朵叶注气开发油藏的剩余油主要分布在构造下倾方向无井区及断层遮挡区域，主控因素为断层及井网，其中东部主要受井网控制、西部主要受断层控制；）针对朵叶注气型油藏的剩余油可采用分类挖潜方式，优质潜力区可单独部署调整井，潜力较小区可考虑侧钻、生产制度优化等方式进行挖潜。参考文献：张景军，李凯强，王群会 渤海湾盆地南堡凹陷古近系重力流沉积特征及模式沉积学报，（）：，（）：徐志诚，吕福亮，范国章西非海岸盆地深水区油气地质特征和勘探前景油气地质与采收率，（）：，（）：陈筱，卜范青，王昊西非深水浊积复合水道储层连通模式表征西南石油大学学报（自然科学版），（）：，（），（）：秦雁群，巴丹，许海龙被动大陆边缘大型峡谷供给型深水扇沉积与油气成藏 以西非刚果扇为例中国石油勘探，（）：，：，（）：胡孝林，于水，刘新颖 尼日尔三角洲盆地过路朵叶体特征及发育模式 东北石油大学学报，（）：，（）：，王振奇，李士涛，于水 尼日尔三角洲盆地深水沉积的二元结构特征及层序划分地质学报，（）：，（）：于水，程涛，陈莹 尼日尔三角洲盆地深水沉积体系特征 地球科学（中国地质大学学报），（）：，（），（）：陈亮，赵千慧，王英民深水水道沉积单元及演化分析海洋地质前沿，（）：，（）：乐靖，田楠，蔡文涛地震属性分析在深水浊积水道刻画中的应用 物探化探计算技术，（）：，（）：赵卫平井震联合属性分析技术在深水浊积岩储层预测中的应用工程地球物理学报，（）：，（）：吴胜和，翟瑞，李宇鹏地下储层构型表征：现状与展望地学前缘，（）：，：，（）：赵晓明，吴胜和，岳大力，等西非某油田深水海底扇岩石相类型及其识别方法研究 测井技术，（）：，：，（）：赵晓明，吴胜和，刘丽尼日尔三角洲盆地 油田新近系深水浊积水 道 储 层 构 型 表 征 石 油 学 报，（）：，（）：李晨曦，王亚青，杨希濮深水浊积水道储层构型叠置关系定量表征 探 索 西 南 石 油 大 学 学 报（自 然 科 学 版），（）：，（），年月陈筱等：深水浊积储层注气开发油藏流动单元划分及剩余油挖潜研究（）：卜范青，张宇焜，杨宝泉 深水复合浊积水道砂体连通性精细表征技术及应用断块油气田，（）：，（）：，万琼华，吴胜和，陈亮基于深水浊积水道构型的流动单元分布规律 石油与天然气地质，（）：，（）：苑志旺，杨宝泉，杨莉深水浊积砂岩油田含水上升机理及优化注水技 术 以 西 非 尼 日 尔 三 角 洲 盆 地 油 田 为例石油勘探与开发，（）：，：，（）：杜庆龙，王元庆，朱丽红 不同规模地质体剩余油的形成与分布研究石油勘探与开发，（）：，（）：张新春，陆文明，李林地 油田深水浊积岩剩余油分布研究非常规油气，（）：，（）：高博禹，彭仕宓，王建波剩余油形成与分布的研究现状及发展趋势 特种油气藏，（）：，（）：段瑞凯，张旭，郭富欣深水复合朵体内部沉积结构及其叠置模式 以尼日尔三角洲盆地 油 田中 新 统 油组为例岩性油气藏，（）：，：，（）：陈国宁，段瑞凯，卜范青尼日尔三角洲南部深水区朵叶沉积特征及主控因素 重庆科技学院学报（自然科学版），（）：，（），（）：袁丙龙，张辉，叶青 基于三角洲复合砂体构型的流动单元划分及剩余油分布模式沉积学报，（）：，（）：张磊夫，李易隆深水浊积朵叶体构型特征 以爱尔兰克莱尔盆地石炭系露头为例石油勘探与开发，（）：，：，（）：赵鹏飞，杨香华，张会来 深海浊积扇朵叶复合体的沉积构成特征与油气水系统：以尼日尔三角洲前缘深水区 油田为例地球科学，（）：，：，（）：（上接第 页），（）：石国新，聂仁仕，路建国，等 区复合油藏水平井试井模型与实例解释 西南石油大学学报（自然科学版），（）：，（），（）：杨坚，姚军，王子胜，等底水碳酸盐岩油藏数值试井模型及其应用油气地质与采收率，（）：，（）：刘良 跃，岳 江 河，熊 友 明，等 水 平 井 底 水 锥 进 临 界 产 量 计算 西南石油学院学报，（）：，（）：