伊拉克孔隙型碳酸盐岩油藏产水特征及控水对策.doc

伊拉克孔隙型碳酸盐岩油藏产水特征及控水对策
卢立泽1 臧克一1 刘敬强2 武新民2 蒋利平1 孙照磊1 黄 凯1
（1.振华石油研究中心，四川成都 610051；2.绿洲石油有限责任公司，北京 100011）
摘要：伊拉克AH油田是一个以孔隙型为主，局部发育缝洞的碳酸盐岩背斜油藏，主要依靠天然能量和注水开发。结合油井生产动态分析，针对油井见水、含水高和油水关系复杂的特点，根据水油比曲线划分出6种典型产水类型，延伸了产水特征曲线的应用范围。研究表明以孔隙型储层为主的碳酸盐岩油藏，储集空间类型是水驱开发的关键地质要素，局部受溶蚀塌陷作用的影响。通过进行储层分类表征，从而提出有针对性的制定稳油控水对策。
关键词：伊拉克；孔隙型；碳酸盐岩；产水特征；控水对策

Water features and measures of water-controlling in porous carbonate
reservoir，AH，Iraq
LU Li-ze1，ZANG Ke-yi1，LIU Jing-qiang2，WU Xin-min2，JIANG Li-ping1，SUN Zhao-lei1，HUANG Kai1
(1.Zhenhua oil research center，Chengdu-Sichuan，610051；2.Al-Waha Petroleum Co.，Ltd.，Beijing 100011)
Abstract：AH oilfield is a pore-based，local development fractured carbonate reservoir in Iraq. It is mainly developed by natural energy and water flooding. Using the WOR plots and dynamic Analysis to identified six typical water production types for its complex oil-water relationship. Deepen understanding the carbonate reservoir and extends the scope of application of the WOR plots. Indicate pore pattern carbonate reservoir is not simple，erosion by the collapse of the local action，and geological reservoir space is a key factor in the development of water flooding. Classified the reservoir characterization，make targeted the development of water- controlling measures.
Key words：Iraq；porous；carbonate reservoir；water features；water- controlling measures

1 油藏概况
伊拉克AH油田位于伊拉克南部KUT镇，距巴格达东南180km。构造上处于美索不达米盆地、底格里斯亚带的南部，开发目的层为中下白垩统的Khasib、Mishrif、Rumaila和Mauddud油层，为一平缓的长轴背斜，油藏埋深2600m～3100m，原油性质为中质原油，地层水为CaCl2水型，整体上为一个以孔隙型为主，局部发育缝洞的碳酸盐岩油藏，地质储量较大，2P储量达到X亿吨。
AH油田纵向上发育7个油藏，分上、下两套层系。其中主力油藏是上部层系的Kh2层，全区均有发育；下部层系仅在AD-1井区发育，储层岩性为灰岩，储集空间以孔隙型为主，伴有溶蚀孔缝，局部发育塌陷溶洞，为中高孔、中低渗储层。油藏为构造-岩性层状边水和构造块状底水油藏，油水关系比较复杂。
2 产水类型特征曲线识别方法
Randy K. Parker于1977年在底水锥进研究中开始系统利用产水类型特征曲线预测水油比的特征[1]。水油比是生产井日产水量和日产油量的比值（WOR），产水类型特征曲线是水油比及水油比导数（WOR′）随生产时间的变化曲线。不同产水类型的水油比和水油比导数与生产时间的双对数曲线呈现不同形态特征，利用这种双对数曲线的不同形态特征能够迅速识别产水类型。
K.S.Chan等（1995）基于数值模拟系统研究产水诊断曲线[2]，通过对油井实际生产历史数据进行拟合，划分不同的油井产水类型，发现了水（气）锥与高渗通道见水特征曲线形态存在明显区别，并建立了底水锥进、高渗通道和贼层水窜等典型的产水特征曲线图版。Z.Yang等（2005）基于解析模型和数值模拟建立了层状油藏水油比特征曲线系列图版[3]。Majid A.AL Hasani（2008）运用水油比曲线诊断了水平井产水特征[4]。
水油比曲线诊断方法已在国外多个油田进行了现场应用，主要用于快速诊断油井见水原因，但较少涉及储层特征和类型的识别。国内主要在塔河油田有所应用，塔河碳酸盐岩油田储集体有溶洞型、裂缝型、裂缝溶洞型、溶洞裂缝型和缝孔型等。生产曲线形态定性地表征油井见水快慢，将油井划分为缓慢出水型、含水突发上升型和间歇出水型等[5-7]，在储层特征方面与伊拉克AH油田这种以孔隙型为主，局部发育缝洞的碳酸盐岩油藏存在明显区别。本次研究在利用原有油井产水类型识别图版与储层特征类型联系的同时，将直井产水特征识别扩展到水平井注采井网产水类型识别，细化了产水特征曲线类型（图1～图6），扩大了特征曲线的应用范围，延伸了特征曲线对油藏地质特征的认识。

图1 正常底水锥进水油比特征曲线 图2 底水过渡带推进水油比特征曲线

图3 层状弱底水推进水油比特征曲线 图4 近井缝洞水突进水油比特征曲线

图5 注水多通道推进水油比特征曲线 图6 注水缝穴漏失水油比特征曲线
3 孔隙型碳酸盐岩油藏产水类型
利用油井产水类型特征曲线，结合地质、测井及动态分析等多种方法，对AH油田所有油井进行产水类型识别，共识别出6种典型的产水类型特征曲线，并对应认识了不同的储层特征。

图7 不同类型储层产水类型特征响应剖面示意图
（I.正常底水；Ⅱ.底水过渡带；Ⅲ.层状弱底水；Ⅳ.近井缝洞；Ⅴ.注水通道；Ⅵ注水缝穴）
Ⅰ.正常底水锥进型：这种类型是典型的底水油藏特征（图7）。在油井生产过程中，受油井避射距离和生产压差控制等因素影响，在一定的时间内会出现底水锥进，造成油井含水率上升，产油量下降，特别是避射距离过小或生产压差过大都会造成底水的快速锥进，严重影响油井产量。该类型的WOR特征曲线初期较低，随生产时间呈快速上升趋势（图8），但WOR′特征曲线随生产时间呈先升后缓慢递减趋势，反映出油井在生产过程中持续得到底水水体能量的补充。
Ⅱ.底水过渡带推进型：这种类型在油层底部发育一定厚度的油水过渡带，受储层非均质性及毛管力作用的双重影响，油水过渡带在纵向上和平面上呈非均匀分布，造成与测井解释的油水界面存在差异（图7）。当油井的射孔段接近或低于油水过渡带时，开井即见水，且含水率上升速度加快。该类型的WOR特征曲线初期较高且保持稳定，产水原因主要为过渡带水锥进，一段时间后WOR特征曲线开始快速上升，WOR′特征曲线也开始出现上升趋势，此时的特征曲线形态接近正常底水锥进型，产水原因主要为底水锥进（图9）。反映出油井在产水过程中持续得到底水水体能量的补充，且具备充足的底水水体供应。

图8 AD-1井WOR特征曲线 图9 AD4-12-4H井WOR特征曲线
Ⅲ.层状弱底水推进型：这种类型是在油层的下部发育一些较为致密的储层（图7），在成岩过程中有部分水体赋存在这种致密的储层中，正常情况下不具备流动能力。由于碳酸盐岩储层中发育一定程度的缝穴，在局部起到了连通底水的作用，在油井生产过程中，储层中的赋存水就会进入到井筒中。但是这种储层渗透率较低，渗流能力相对较弱，且储层中的水体大小有限，不能提供持续的水体能量供应，因此油井表现出含水较低且长时间平稳的特征。该类型的WOR特征曲线随生产时间变化非常平缓（图10），但是WOR′特征曲线随生产时间呈快速下降趋势，反映出油井在产水过程中有少量水体进入井筒，但是水体能量较弱，不能提供持续的底水能量补充。
Ⅳ.近井缝洞水突进型：这种类型的油井较少，出现在部分措施井（图7）。在井筒附近发育一定程度的缝洞，在正常生产过程中，油井并不见水，但是由于换层或酸化措施后，沟通了部分高渗通道，造成油井含水率的快速上升。该类型的WOR特征曲线早期比较稳定（图11），在措施实施后突然急剧上升，同时WOR′特征曲线由向下变为急剧上升，表现出沟通了高渗通道，水体沿高渗通道急剧突进的特征。

图10 AD4-8-4H井WOR特征曲线 图11 ADM4-1井WOR特征曲线
Ⅴ.注水多通道推进型：这种类型主要出现在注水井组中（图7）。由于Kh2层上部的砂屑段溶蚀作用较强，平面和垂向渗透率远高于其它层段，高Kv/Kh值造成注入水容易往砂屑灰岩段推进，沿高渗条带突破到生产井。该类型的WOR特征曲线早期比较稳定（图12），当注入水突破后，WOR及WOR′特征曲线呈现台阶状上升的突变，反映出注采井间由于注入水突破造成产水量压力的波动变化。
Ⅵ.注水缝穴漏失型：这种类型主要出现在Kh2层靠近塌陷溶洞的注水井组中（图7）。在Kh2层局部发育一定规模的塌陷溶洞，塌陷溶洞周边存在一定程度由于塌陷和溶蚀作用造成的裂缝，注入水容易沿这些高深通道漏失到缝穴中，生产井同时受到注入水及缝穴沟通的地层水双重作用影响。该类型的WOR特征曲线急剧向上突变（图13），而WOR′特征曲线变化较为平缓，反映出注入水沿高渗通道持续稳定漏失到缝穴中，部分注入水与地层水同时作用，地层水矿化度下降幅度较缓。

图12 AD2-7-4H井WOR特征曲线 图13AD2-9-2H井WOR特征曲线
4 不同产水类型的控水对策
在识别出的6种产水特征类型中，以弱底水推进、正常底水锥进等类型为主，反映出储层整体上是基质孔隙型，储集空间以溶蚀孔道为主，但部分油井也表现出注水多通道推进和注水缝穴漏失（主要出现在注采井组）、近井缝洞水突进（主要出现在措施井）等类型，表明储层在局部上发育一定程度的缝洞，增强了储层的非均质性。通过产水类型特征曲线识别，对相应的储层特征认识更加深刻，从而有针对性地制定稳油控水对策。
正常底水锥进和底水过渡带推进是底水能量充足造成的，主要差别在于过渡带含水饱和度高，且射开后可动水即流动，共同特征是油层厚度薄、油井避射距离不足和生产压差控制不好，加快了底水锥进的速度。数值模拟研究表明，在Ru1层采用直井天然能量开发，当油层厚度小于2m后，油井含水上升趋势明显增大，几乎没有无水采油期，因此当油层厚度小于2m后，不建议用直井开发（图14）；油井的见水速度和含水上升率随射开程度增加而变大，当射开程度大于40%后，油井快速见水，且含水率迅速上升，因此油井射开程度应小于40%（图15）；生产压差对油井含水变化的影响也比较明显，当生产压差大于4MPa后，油井见水速度和含水上升率快速增加，因此在油井生产过程中要保持合理的生产压差（图16）。

图14 含水率与油层厚度关系曲线 图15 含水率与油井射开程度关系曲线

图16 含水率与生产压差关系曲线 图17 Ma1层ADR5-8井生产曲线
层状弱底水见水来源主要是油层底部致密储层中的赋存水，由于水体区域储层相对致密，且水体能量有限，因此对油井正常生产或转注水开发的影响不大。生产Ma1层的ADR5-8井，该井于2012年10月投产，初期日产液515b/d，日产油465b/d，开井即见水，初期含水率近10%。经过近两年时间，日产液、日产油、含水率均保持稳定，目前含水维持在10%（图17）。对于此类型油井，可暂时不采取控水措施。
Kh2层基质注水先导试验表现为多通道特征，由于Kh2层上部的砂屑灰岩段溶蚀作用强，平面和垂向渗透率远高于其它层段，高Kv/Kh值造成注入水容易往砂屑段推进，而下部层段溶蚀作用弱，为中低渗储层，水驱程度低，剩余油分布较多。生产Kh2层的AD2-231H井，该井于2011年6月投产，初期日产液1989b/d，初期日产油1985b/d，几乎不含水。2012年8月该井组转入注水开发，5个月后含水发生突变，呈迅速上升趋势，产出水矿化度分析为注入水，目前含水70%（图18）。对于此类型的水平井注采井组，可进行个性化注采参数优化，优选注水时机、注入压力、注入强度和注入速度等参数，减缓注入水沿高渗通道指进速度，也可以通过化学调剖改善井段吸水剖面，或采用径向射流等新工艺改造储层，最大限度地提高注水波及体积，提高储量的动用程度。
近井缝洞水突进和注水缝穴漏失表现为生产井含水率发生突变，且在水平井注水时容易导致注入水沿缝穴漏失，会对油井正常生产造成极大的影响。对近井缝洞水突进型油井可以通过产液剖面测试等手段落实见水层段，通过机械堵水或化学堵水等措施封堵出水的高渗通道，降低油井的含水率，使油井恢复正常生产；对注水缝穴漏失型油井可以根据缝穴的发育程度及空间展布位置进行井网优化调整，改用直井注采井网开发，灵活调整直井注采井段，减少注水缝穴漏失的发生（图19）。
不同产水类型对应的储层特征及控水对策见表1。

图18 Kh2层AD2-231H井生产曲线 图19 孔隙型碳酸盐岩油藏注采井网示意图
表1 不同产水特征对应的储层特征及控水对策表
序号
产水特征
储层特征
控水对策
1
正常底水锥进
底水能量较为充足，油水过渡带较薄，受避射距离及生产压差影响容易造成底水锥进。
1、优化射孔位置及射孔方式，保持合适的避射距离；
2、优化生产工作制度，减小生产压差；
3、建立人工隔板。
2
底水过渡带推进
油水过渡带受储层非均质性及毛管力作用的双重影响，在纵向上和平面上呈非均匀分布，造成与测井解释的油水界面存在差异。
3
层状弱底水推进
油层下部发育一些较为致密的储层，内部存在一定能量的赋存水，受缝穴影响容易进入井筒，但水体大小和能量有限。
对油井生产和注水影响不大，暂不采取控水措施。
4
注水多通道推进
Kh2层上部的砂屑段溶蚀作用较强，平面和垂向渗透率远高于其它层段，高Kv/Kh值造成注入水容易往砂屑灰岩段推进，沿高渗条带突破到生产井。
1、个性化注采参数优化；
2、化学调剖改善吸水剖面；
3、径向射流改造储层。
5
近井缝洞水突进
井筒附近发育一定程度的缝洞，容易沟通地层水。
落实见水层段及部位，采用机械堵水或化学堵水。
6
注水缝穴漏失
注水井组附近发育一定程度的塌陷溶洞，溶洞周边存在一定程度的裂缝，注入水容易沿高渗通道漏失到缝穴中。
井网优化调整，改用直井注采井网开发
5 结论
（1）产水类型特征曲线在快速识别油井见水特征的同时，也能较好反映出相应的储层特征。利用本方法，在伊拉克AH碳酸盐岩油田识别出6种典型的产水及储层特征。
（2）不同的油井产水类型直接指向不同的储层类型，对应性较强，由简单的油水动态变化深入到对油藏特征的认识，深化了该油田碳酸盐岩油藏地质特征认识。
（3）依据WOR和WOR′特征曲线变化趋势，以及相应的储层特征情况，有利于快速制定有针对性的稳油控水对策。

参考文献：
[1] Randy K. Parker，Water Coning –A System For Predicting WOR Performance，SPE6978，1977.
[2] K.S.Chan，Water Control Diagnostic Plots，SPE30775，1995.
[3] Z.Yang，A Method for Pattern Recognition of WOR Plots in Waterflood Management，SPE93870，2005.
[4] Majid A.Al Hasani，Diagnosis of Excessive Water Production in Horizontal Wells Using WOR Plots，International Petroleum Technology Conference，IPTC11958，2008.
[5] 李宗宇. 塔河缝洞型碳酸盐岩油藏油井见水特征浅析.特种油气藏，2008，15（6）：52-55.
[6] 程倩，李江龙，刘中春，等.缝洞型油藏油井出水类型与储集空间类型分析.特种油气藏，2012.12
[7] 龙旭；李鹏；康志宏，等.塔河缝洞型油藏单井含水变化类型定量评价.西南石油大学学报，2012，34（4）:127-134
作者简介：卢立泽（1972-），男，高级工程师，博士，2007年毕业于西南石油学院石油天然气工程专业，现从事海外油气田开发管理工作。联系电话：[phone]，E-mail：zangkeyi@
中国兵器工业集团公司基础性创新团队研究