石勘院牽頭的973計劃項目形成的兩個理論認識和四項開發關鍵技術助力塔河油田,截至2012年底試驗區四區可采儲量增加163萬噸采收率提高了2.57個百分點

    隨著穩定東部發展西部能源戰略的實施我國油氣勘探開發重點開始轉向海相碳酸鹽巖等新領域以塔河油田為代表的超深層特大型碳酸鹽巖縫洞型油藏的勘探開發成為其重要標志之一但由于該類油藏不同于碎屑巖油藏其儲集體類型和流體流動方式復雜具有深散多的特點就像埋藏在廣闊沙灘里的斷線珍珠開發極其困難

    由石油勘探開發研究院牽頭西北油田分公司南京物探技術研究院石油大學等多家生產研究單位參與的國家973計劃項目《碳酸鹽巖縫洞型油藏開發基礎研究》和《碳酸鹽巖縫洞型油藏開采機理及提高采收率基礎研究》終于讓滿地珍珠串連成線

    其成果揭示了縫洞型油藏儲集體形成機制和流體動力學機理兩個理論認識問題形成了超深層縫洞儲集體地球物理描述多尺度巖溶相控縫洞儲集體建模油藏數值模擬和縫洞單元注水等四項開發關鍵技術其中三項填補國內外研究空白有力指導了塔河油田的高效開發

    難題--碳酸鹽巖縫洞型油藏開發之困

    碳酸鹽巖油藏是世界上最重要的油氣勘探開發領域之一占已探明石油儲量的52%我國已探明碳酸鹽巖儲量中縫洞型油藏約占三分之二是我國石油增儲上產的主要領域之一

    縫洞型油藏在亞洲美洲非洲等地區廣泛分布因缺乏成熟的理論和技術開發效果差俄羅斯庫尤姆賓油田儲量20多億噸, 上世紀五十年代發現由于鉆井建產率低,至今未開發

    縫洞型油藏特征與孔隙型和裂縫-孔隙型油藏差異巨大儲集介質由溶洞裂縫和溶孔組成分布不連續缺乏有效識別和描述這種儲集體的方法與技術儲集體中存在多種流體流動狀態基于多孔介質的滲流理論不適用國內外沒有成熟的開發理論和技術導致開發過程中普遍存在鉆井成功率低采收率低和產量遞減快的兩低一快現象

    塔河油田位于塔里木盆地北部是我國已經發現的儲量規模最大的碳酸鹽巖縫洞型油藏埋深超過5600米原始地層壓力60MPa左右地層溫度在125℃以上屬于超深超高溫高壓復雜油藏但由于地質條件限制采收率最初只有14%左右不到碎屑巖油藏一半產量初期自然遞減率達到38%以上開發難度極大如何讓塔河油田的原油噴涌而出科研人員徹夜難眠

    求索--揭開困擾縫洞型油藏開發的基本科學問題

    儲集體形成機制流體動力學機理是縫洞型油藏開發中兩個基本科學問題只有這兩個問題弄清楚研究才有了牢固的根基

    通過攻關研究人員發現縫洞儲集體空間分布具有平面分區性垂向分帶性的特點峰叢洼地和丘峰洼地區古巖溶縫洞數目最多規模較大產量占區塊總量的69.8%縫洞型油藏儲集體由多個縫洞單元組成縫洞單元內部具有統一壓力系統類似于一個獨立的油藏縫洞單元的形成受構造形態斷裂方向和斷裂組系的控制潛水面持續下降導致各種類型洞穴不斷擴大和疊加闡明儲集體機制有利于揭示縫洞發育規律為縫洞儲集體的地球物理識別和地質建模提供理論依據

    縫洞型油藏介質類型多樣空間尺度差異大充填情況復雜不僅存在滲流還存在自由流通過建立流體流動數學模型揭示流體動力學特征為油藏數值模擬和高效開發奠定理論基礎

    依據相似準則研究團隊自主研發了縫洞型油藏物理模擬實驗裝置形成了縫控造洞末端效應消除粗糙度控制等可控的縫洞組合物理模型制作技術物理模擬實驗表明縫洞型介質中單相流體流動時在高流速度段呈非達西流特征油水兩相流動實驗表明水驅油的影響機制包括洞位置洞密度洞穴度以及縫洞網絡

    突破--關鍵技術讓縫洞型油藏煥發生機

    在縫洞型油藏儲集體形成機制和縫洞型油藏流體動力學機理的指導下研究團隊針對碳酸鹽巖縫洞型油藏識別描述和開發的難題形成了四項原創性的關鍵技術超深層縫洞儲集體地球物理描述多尺度巖溶相控縫洞儲集體建模油藏數值模擬和縫洞單元注水

    研究人員從提升原始資料質量入手以正演模擬為指導確定了小面元高覆蓋的高密度地震采集方案提高了原始資料的信噪比主頻由25HZ提高到32HZ頻寬由8-55HZ提高到8-68HZ建立了一套針對碳酸鹽巖縫洞體儲層空間描述的技術流程可識別6000m以下20m左右的縫洞體S48單元預測的井間溶洞位置和規模鉆井吻合率達到93%以上

    縫洞型油藏地質建模沒有成熟方法技術研究中以巖溶為相控條件形成了多尺度非連續縫洞儲集體建模方法

    為了進行縫洞型油藏精細數值模擬研究人員建立了耦合型數學模擬方法為了進行油藏規模的快速模擬建立了等效多重介質數值模擬方法縫洞型油藏數值模擬技術在塔河油田應用S48縫洞單元單井含水擬合率達90.2%

    通過物模數模及礦場試驗以注采井組為對象形成了包括注采井網注采井組配置注水時機及注水政策等內容的縫洞型油藏注水開發技術采用不規則注采井網根據縫洞體空間立體結構裂縫連通狀況剩余油分布部署注水井形成了縫注洞采低注高采分段注水底部注水等注采方式

    成果應用于生產后截至2012年底試驗區四區可采儲量增加163萬噸采收率提高了2.57個百分點