塔里木盆地北部奥陶系海相碳酸盐岩断溶体油藏成因类型及特征再认识

前人提出的“断溶体”油藏概念,现已成为海相碳酸盐岩油气藏勘探开发的新目标、新类型。但断溶体油藏与传统的风化壳型喀斯特油藏有显著差别,断溶体储集体类型、结构特点也存在差异。研究断溶体溶蚀作用和构造破裂作用的差异性,将断溶体划分为过溶蚀残留型、破碎+强溶蚀型和强破碎+弱溶蚀型3种类型。研究表明不同成因类型的断溶体油藏,其溶蚀程度、缝洞规模、累产油量、地层能量和缝洞间连通性差异明显。过溶蚀残留型油藏的分布受风化壳不整合面及断裂带的纵向溶蚀作用控制。破碎+强溶蚀型及强破碎+弱溶蚀型油藏的形成和分布与不整合面的发育和构造位置关系不大,主要受溶蚀断裂带“破碎+溶蚀程度”控制,在溶蚀断裂带核部发育规模较大的洞穴,向两侧逐步发育裂缝-孔洞型、裂缝型储层。

托普台南区块断溶体油藏栅状断片结构数值模拟

塔河油田托普台南区块断溶体油藏开发初期产量高,后期暴性水淹和快速见水井多,产量递减快,针对此类特征,目前尚未建立较好的模拟方法。结合断溶体油藏岩溶特征、地震特征、实钻井井储关系以及三带结构提出断溶体油藏栅状断片结构,根据此认识,通过融合断层自动提取技术和蚂蚁体属性,得到断裂指示因子,用以刻画栅状断片储集体,利用张量属性刻画溶蚀孔洞型储集体,建立双重介质组分模型,开展数值模拟研究。结果表明:栅状断片结构是断溶体油藏的主要导流通道;断裂指示因子比断层自动提取技术和最大似然更适合表征栅状断片结构,并在通水源处与张量属性匹配度高,在其他区域匹配性差;与单重介质模型相比,基于栅状断片结构的双重介质模型拟合精度更高,更能反映断溶体油藏生产动态特征。

顺北一区断溶体油藏溶解气驱开发特征

为确定顺北一区断溶体油藏是否有溶解气驱,通过油藏数值模拟,表征了断溶体油藏溶解气驱的特点;基于油藏工程,分析了顺北一区断溶体油藏的溶解气驱特征。研究表明,由于顺北断溶体油藏厚度大,在井底附近和油藏顶部同时发生组分重力分异,大量溶解气未被采出,形成次生气顶,发挥了溶解气的弹性能,使得井底流压的下降变缓,同时一定程度上增加了单井的动态储量,这个过程伴随着油相驱动指数的下降。随着溶解气进一步析出,次生气顶侵入井底,从而造成产油量快速递减。因此,在顺北一区断溶体油藏衰竭开发过程中,可在一定程度上利用溶解气驱,但仍需保压开发,不可任由溶解气进一步析出。

断溶体油藏应力敏感特征研究

断溶体油藏连通介质为裂缝、溶洞、孔隙,随着压力下降导致渗透力下降、导流能力降低,对油井产能产生不可逆的影响。根据断溶体油藏应力敏感特征,设计并开展了72组导流能力物理模拟对比实验,分析了不同连通介质应力敏感特征及其影响因素;基于物理模拟实验结果及和渗流力学理论建立了断溶体油藏流动数值反演模型,开展了储层压力下降导致的应力敏感效应对油井产能的研究。结果表明:压力下降对不同连通介质的导流能力、油井产能以及恢复能力具有较大影响。裂缝型、溶洞型及孔隙型压力拐点出现时机分为原始压力的5.3%、20.4%、35.1%,裂缝型、溶洞型导流能力损失分别为99.7%、45.0%,孔隙型测试范围内未出现走平端。压降拐点特征研究对合理控制产量和能量补充时机的确定提供了依据,对油井稳产具有重要的指导意义。

基于井温的超深断溶体油藏油井动用深度计算

超深断溶体油藏纵向连通性好,油井生产时井底下方油气易沿断裂高导流通道向井底流动。为明确油井油藏动用深度,以Z油田W9井为例,对比分析超深断溶体油藏流温、静温特征,并基于温度特征建立不同温度-深度关系下油井动用深度计算方法。研究表明:同一深度下流温大于静温,与油嘴直径无关;当深度一定时,油嘴直径越大,流温越高;随深度增大,流温与静温差整体呈降低趋势,靠近井底处流温梯度较低;超深断溶体油藏温度特征受热损失、油井动用深度和传热方式影响;W9井在目前4.5 mm油嘴生产条件下动用深度约为52~62 m。该研究可为超深断溶体油藏油柱高度判断、储量计算、合理生产制度的制订提供依据。

塔河断溶体油藏典型断溶体注水驱替规律及剩余油分布特征

塔河断溶体油藏受岩溶水选择性溶蚀和裂缝发育程度的影响,油藏内部结构极其复杂,缝洞体分隔性明显,非均质性极强,导致注水驱替规律认识困难。为此,以油藏储流关系和5种典型断溶体为基础,根据流体动力学,侧重从注入速度、注采位置和裂缝发育程度3个方面对5种典型断溶体的注水驱替规律和剩余油分布特征开展数值模拟研究。结果表明:"Y"字型和复合型2种断溶体随着注入速度增大和注采位置由低到高,驱替效率均不断提高,而"V"字型、"T"字型和条带型3种断溶体的驱替效率受注入速度和注采位置影响较小;裂缝发育降低了断溶体的注水驱替效率;剩余油分布取决于注采位置和断溶体间的连通方式,主要分布在非优势流动通道的分支断裂溶洞、小型突起和断溶体的底部。

基于物质平衡的超深断溶体油藏弹性驱产能主控因素分析

以塔里木盆地Q单元为例,基于物质平衡原理,从储量、能量、流度3大方面分析超深断溶体油藏弹性驱产能主控因素,解释不同断裂级次弹性驱产能差异。结果表明:超深断溶体油藏弹性驱产能主控因素包括缝洞储集体规模、地层弹性能量和流体流动能力,这3个因素整体均呈主干断裂大于分支断裂、分支断裂大于次级断裂的特征;弹性驱单井累积产油量、日产油量、阶段累积产油量均与单井控制储量呈强线性关系;单井累积产油量和单井控制储量与初始地层压力乘积在对数坐标上是一条斜率近似为1的直线;综合弹性压缩系数、缝洞储集体规模对累积产油量影响大于初始地层压力影响;流体流动能力越强,平均单井日产油量越高;要提高超深断溶体油藏弹性驱产能,早期井位部署应优选规模大、地层破碎程度高的缝洞储集体,开发中后期要尽量提高单井控制储量。

顺北油田S井超深超高温碳酸盐岩断溶体油藏大型酸压关键技术

顺北油田S井目的层属于典型的超深超高温断溶体储层,工程地质条件和井筒条件复杂,酸压改造面临巨大挑战。针对上述酸压改造难点,提出了“回填井段集中改造+酸损伤降破+管柱浅下+加重压裂液组合提排量+前置液造缝+交替注入造高导流裂缝+自生酸疏通远端断溶体”的复合酸压技术,通过试验优选了超高温工作液体系,包括180℃聚合物压裂液、160℃加重瓜胶压裂液、160℃交联酸和自生酸;基于数值模拟结果优化了大型酸压方案,推荐压裂液规模为1800~2200 m^(3),酸液规模为800~1000 m^(3)。现场试验表明,相同注液排量下,注加重压裂液的井口压力比注聚合物压裂液降低了7%,应用效果明显。S井大型酸压后,测试天然气产量10.45×10^(4) m 3/d,取得了顺北4号断裂带开发的突破,也为类似油气藏大型酸压方案优化设计提供了技术借鉴。

塔里木盆地顺北超深断溶体油藏特征与启示

近年来,塔里木盆地顺托果勒低隆起发现了10亿吨级的新类型油藏——顺北超深断溶体油藏。通过深化顺北地区油气成藏地质条件认识,突破了构造低部位岩溶储层欠发育的限制,提出走滑断裂带构造破裂作用为主的叠加后期埋藏流体改造也可形成规模储层。走滑断裂带多期活动对储层改造、圈闭形成和油气运聚具有重要的控制作用,建立了顺北超深断溶体油气藏“寒武纪多期供烃、深埋断溶成储、原地垂向输导、晚期成藏为主、走滑断裂控富”成藏模式,初步提出了顺北断溶体油藏富集的主控因素。顺北超深断溶体油藏作为一种新类型油藏,丰富了海相碳酸盐岩油气成藏理论,展现了超深层海相碳酸盐岩巨大的勘探潜力,是盆地未来油气增储的重点领域。

顺北油气田断溶体油藏油井产能评价新方法

顺北油气田新型断溶体油藏高产能试点区块在油井产能认识方面存在2个问题:由于油井系统试井后地层压力波动明显,传统系统试井解释方法在顺北油气田不再适用;基于系统试井资料确定的油井产能指示曲线呈现非线性特征,因此,采油指数法也不适用于顺北油气田油井产能定量评价。为实现顺北油气田油井产能定量评价,基于系统试井阶段弹性产率的系统试井资料修正方法,提出了包括油井指数式产能方程、综合采油指数和产能划分标准的顺北油气田油井产能评价方法。通过实例井验证系统试井资料修正方法和产能评价方法适用于顺北油气田油井产能定量评价,为顺北油气田油井产能定量认识提供了理论依据。

塔河油田断溶体油藏气驱井组注气量计算方法

塔河油田断溶体油藏注氮气提高采收率开发效果显著,但尚没有针对塔河油田断溶体油藏合理注气量的确定方法。根据生产数据分析法,通过流量重整压力和物质平衡时间曲线的拟合,得到了塔河油田断溶体油藏气驱井组总动用储量;考虑塔河油田断溶体油藏井网特征,得到了线状井网气驱平面波及系数计算方法;根据地震能量体属性缝洞体三维分布,得到了考虑缝洞体空间展布的断溶体油藏气驱纵向动用程度。利用数值模拟方法对典型断溶体油藏进行模拟,明确了断溶体油藏合理注气量为剩余储量的0.75 PV;在得到断溶体油藏气驱井组总动用储量、注气前累计产油量、平面波及系数、纵向动用程度和合理注气量的基础下,建立了塔河油田断溶体油藏气驱井组合理注气量的计算方法。将该计算方法得到的合理注气量应用于塔河油田断溶体油藏注气现场,见效井产油量增加到未注气前的2.5倍。

断溶体油藏仿底水与仿压裂注水方法和应用效果研究

断溶体油藏是碳酸盐岩缝洞型油气藏开发的新对象,通过对开发现象与注水机理的深入研究,针对塔河油田开发中常见的3种典型的注水波及效率低的问题:井储关系匹配差、常规注水形成类水锥、多个缝洞组合结构,提出了一种更能适应缝洞体井储关系、不同展布形态和复杂内部结构的仿底水注水方法,以此来提高注水波及率,这相较于常规注水替油,注水有效率从60%上升至75%。针对井眼与缝洞体之间3种常见的注水动用通道差的开发问题:井眼与缝洞体存在偏移、井眼与缝洞体没有建立有效动用通道、井控缝洞体采出程度高而远井有未动用缝洞体,提出了一种更加全面的建立缝网动用体系的低成本仿压裂注水方法,有效扩大了井控动用储量,平均单井产能增油幅度为11 t/d。通过仿底水与仿压裂注水方法应用实践显示:提高注水总量和注水压力,断溶体油藏注水有效率大幅提升,注水增产效果得到明显改善。

碳酸盐岩断溶体油藏模型识别图版及其应用

针对碳酸盐岩断溶体油藏建模中孔隙度、渗透率等参数难以确定的问题,运用岩溶模型演化和油藏开发动态分析相结合的建模方法,利用能量指示曲线、注水指示曲线的动态数据,建立了“2大类5亚类”油藏模型识别图版。依据图版可识别不同储集空间类型的断溶体油藏,并建立相应的油藏模型。通过在单一储集空间缝洞密集群多频次体积酸化恢复扩大泄油体积、多储集空间缝孔联合体远距离酸化建立连通通道、多储集空间缝洞密集群复杂缝酸化提高导流能力等实际应用表明,该识别方法简单有效,应用性强,对指导精准措施、高效注水注气和提升开发效益均有借鉴意义。

顺北1井区奥陶系断溶体油藏岩溶发育特征

随着塔里木盆地超深层碳酸盐油气藏勘探工作的深入,在塔河外围斜坡区发现了断溶体油藏岩溶储层新类型。顺北1井区是中石化顺北油田主力产区,为典型断溶体油藏。该区先后经历一间房组顶面准同生岩溶作用、良里塔格组顺层-断裂控储岩溶作用、前志留系桑塔木组覆盖埋藏岩溶作用和海西晚期二叠系热液岩溶改造4个期次。其中对本区一间房组顶面以下80~120 m放空漏失段起控制作用的为良里塔格组顺层-断裂控储岩溶期。同时研究认为顺北1井区断溶体油藏发育的必要条件是发育区域大型走滑-拉分断裂,拉分段的杂乱反射体横向规模大,纵向发育深度深,是优质高产储集体;强挤压逆冲段杂乱反射呈夹板状,横向延展范围较窄,储集空间次之。

基于物质平衡方程的断溶体油藏动态油水界面预测新模型

断溶体油藏裂-洞空间发育、结构复杂,开发过程中动态油水界面难以确定。在孤立溶洞和多供给溶洞两类典型缝洞组合模式的基础上,假设井筒与溶洞为垂向自由流,推导微可压缩流体在溶洞内流动的井底压力与溶洞平均压力基本解;视孤立溶洞为单一封闭储集体,多供给溶洞为通过裂缝连通的多套储集体,运用物质平衡方程建立一种新的断溶体油藏动态油水界面实时追踪预测模型,并采用逐次迭代法进行半解析求解。结果表明与常规数值模拟方法相比,本模型更快速简便,且油水界面运移速度预测准确度大于87%;对于孤立溶洞,保持2%~3%的采油速度能使油水界面上升速度保持稳定;随着采油速度增加,界面上升速度明显变快,且呈非线性增加规律;对于多供给溶洞,裂缝导流能力越大、连通溶洞数量越多,油水界面上升速度越缓慢;建立的新模型可为断溶体油藏见水预警及开发方案优化调整提供基础理论与方法。

断溶体油藏高效井预测方法与应用效果——以HLHT油田奥陶系潜山区为例

针对碳酸盐岩岩溶缝洞型储集层分布区存在的开发井"高产不稳产"、高效井预测成功率低的难题,基于对断溶体油藏成藏机理的新认识,归纳出六种断溶体油藏高效井地质解释模式;依托GeoEast解释系统平台,提出以高精度断裂识别、潜山趋势面预测为基础、断裂分段评价为核心、断溶体划分及评价描述为重点的地质—地球物理综合系列技术,落实了断裂控制储层发育的位置、不同断裂带之间或同一断裂不同层段含油气性的差异、缝洞体之间的连通关系等关键问题,实现了断溶体油藏的准确划分及精细描述,精确评估断溶体含油气规模并优选高效井钻探目标。在塔北HLHT地区实际应用效果表明,断溶体高效井预测系列技术实现了缝洞型油藏开发由点状溶洞向沿断裂发育的溶蚀断裂带的转变,显著提高了高效井预测成功率。

断溶体油藏油源深度对井温分布影响的数值模拟

塔河油田断溶体油藏蕴藏着丰富的石油资源,以大型溶洞和裂缝为主要储集空间和流动通道。在对断溶体油藏钻井时常发生泥浆漏失和井眼垮塌,难以进行常规测井测量,因而无法进行储层评价,甚至无法确定油层位置(即油源深度)。温度测井不受井眼条件的影响,可以测量关井时的静温和生产时的流温曲线,人们试图通过流静温度差异来推测油源的深度。本文依据断溶体油藏的形态特征和尺寸参数,构建多种井筒、地层与缝洞的物理模型,建立受流体流动影响的温度场,通过数值方法耦合温度场和流动场,模拟不同断溶体油藏石油生产时,井筒温度分布的变化。进而通过流温和静温的关系推测断溶体油藏油源位置,为断溶体油藏进一步的开发提供技术支持。

超深断溶体油藏油井见水特征及生产制度优化——以塔里木盆地顺北油田Z井为例

为优化超深断溶体油藏油井见水后的生产制度,以塔里木盆地顺北油田Z井为例,利用油藏工程与数值模拟方法,结合动态和静态资料,分析油藏地质特征和油井见水特征,对比见水前后油井产能差异,计算水侵速度和动用储量,并利用数值模拟方法研究水窜特征,优化见水后油井的生产制度。结果表明,Z井流入动态曲线之所以呈上翘型,是因为降低井底流压或增大井底生产压差后流体存在高速流动,且超深断溶体油藏中有新的缝洞体开启,增加了新的流动通道,导致油井采油能力大幅度增加;油井一旦见水,日产油量急剧下降,油井产能损失大;Z井动用储量约为338×10^(4) t,底水侵入时间为2020年1月,水侵速度约为0.61×10^(4) m^(3)/月,到2020年11月3日,Z井水锥位置距离初始油水界面约395 m,距离井底约131 m;推荐Z井合理生产制度为7 mm油嘴。矿场应用后日产油量由96 t增加至170 t,含水率控制在2.00%以内,达到较好效果。

断溶体油藏连通路径智能识别

油藏连通路径识别是分析井间连通结构的基础,是开展注水(气)分析及井网改造的重要依据,对提高油藏采收率具有重要意义。目前,连通路径识别是在储集体动、静态描述的基础上,采用人工识别的方法手工绘制连通图,识别效率低、效果差。文中在地震孔隙度切片的基础上,首次将图像处理技术与达西定律相结合,获取流动通道的路径权重,利用迪克斯特拉算法开展连通路径的智能识别。塔河油田断溶体油藏2口井的研究表明,智能识别的连通路径与示踪剂分析结果一致。该方法具有一定的可行性,可为同类油藏提供参考。

油气微生物对顺北断溶体油藏的近地表响应

顺北油气田是塔里木盆地的超深断溶体油藏,具有目的层埋藏深、断裂发育的特点。地震信号因沙漠地表吸收衰减严重,资料信噪比、分辨率低,勘探难度大。基于油气垂向微渗漏理论的微生物勘探技术可以探测断裂带的含油气性,配合地球物理,可提高识别断裂带含油气性预测的成功率。以顺北5断裂带为主要目标的微生物油气勘探试验研究表明,油气微生物丰度异常对断溶体油藏具有较好的近地表响应。与植被覆盖区相比,沙漠区的油气微生物指标(包括甲烷氧化菌和丁烷氧化菌)具有测量值低、波动性小的特点,但由于沙漠区特殊的生态条件,油气微生物受其他微生物群落的干扰更少,从而更能反映深层油气垂向微渗漏的近地表响应。应用结果显示,无论是甲烷氧化菌还是丁烷氧化菌,其高值异常区均主要集中分布于顺北5断裂带附近,同时,在顺北1断裂带附近也有较好的异常显示。从异常的走向来看,同断裂带的走向也基本一致,显示微生物异常带与断溶体油藏存在较高的关联度,表明油气微生物勘探技术在断溶体油气藏勘探中具有良好的应用前景。