春风油田沙湾组稠油油藏倾斜油水界面成因

春风油田新近系沙湾组一段稠油油藏油水关系复杂,运用传统油水界面观点难以解释,影响该油田勘探开发进程。以油水关系矛盾突出的P601-20区块为例,开展地震-地质综合研究及成藏动力学研究,结合油藏开发动态资料,分析春风油田沙湾组一段稠油油藏油水关系及其成因。研究认为:该油田油水关系复杂是由于油藏存在倾斜油水界面,其油藏类型仍然为构造-岩性油藏,并且存在边底水;储集层物性、断层、地层压力、构造运动等方面,形成倾斜油水界面的主要原因是构造运动导致油藏调整,原油稠化和地层构造平缓加剧了油水界面调整滞后,该油藏属于非稳态油气藏。

基于层次分析法的地震有利储层预测

将系统工程领域的层次分析法(AHP)应用于地震储层预测中。按照层次分析法递阶层次原理,结合春风油田P609井区实际地质情况,在波阻抗反演、地震多属性分析和断层裂缝预测等基础上,确定出储层预测四级层次结构,即基础数据层、方案层、准则层和目的层。实际应用中,研究区16口井中有14口井的AHP预测结果与录井结果一致,应用效果较好。该方法将有利储层预测这一较复杂的问题分解为若干个次级物理意义和地质意义较明确的问题,从而达到了更好、更全面分析储层的目的。该研究方法对研究区后续开发有指导意义,对国内其他类似区块有借鉴作用。

应用水平井复合采油及配套技术开发薄浅层超稠油

针对春风油田薄浅层超稠油举升热损失大的难题，研究了水平井复合采油技术，配套完善了薄浅层储层预测技术、注人参数优化技术、水平井大斜度泵、流化床燃煤锅炉高干度注汽技术。根据热化学相结合原理，在蒸汽中添加油溶性降黏剂及氮气，氮气与蒸汽在水平井段上部形成蒸汽腔室，能隔热保温驱油；氮气导热系数是上覆岩石导热系数的1％，注入的氮气可阻隔岩石吸收蒸汽中的热量；氮气与蒸汽对降黏剂产生了多重介质混合搅拌作用，进一步改善了原油流动性能，解决了井筒举升问题。在春风油田已建成产能65×10^4t／a，采油速度3．0％。

春风油田火成岩储层控制因素及有利储层分布

准噶尔盆地西缘春风油田石炭系储层以火成岩为主,影响火成岩储层储集性能的主要因素有火成岩的岩石类型、断裂发育程度以及风化淋滤作用。利用岩心观察、岩石薄片分析,结合测井、录井、核磁等资料明确了该区火成岩的岩石类型,主要发育凝灰岩、玄武岩、安山岩、火山角砾岩等,储集空间类型以孔洞及裂缝为主;通过对地震剖面进行目标处理,利用地震相、地震属性等优化断裂组合体系,寻找断裂发育区;利用孔、渗、油气显示及试油等资料确定风化淋滤作用在纵向上对火成岩的影响,初步明确火成岩勘探的垂向深度;结合重磁等非震资料优选储层发育区。综合分析各因素对火成岩储层发育的影响,对该区火成岩勘探区域进行了评价,优选该区东北部靠近红车断裂带附近P66井区为有利火成岩储层发育区。

准噶尔盆地春风油田浅薄储集层地震逐级精细预测

针对准噶尔盆地春风油田浅薄储集层地震资料信噪比低和分辨率不足等问题,开展针对性的处理、解释技术研究,形成浅薄储集层地震逐级精细预测方法。采用互叠式偏移距分组处理技术,将地震资料的覆盖次数由8次增加至16次,同时经过提频去噪成像等精细处理,局部低信噪比区信噪比提高1.4倍;建立叠前提高分辨率目标处理、叠后子波重构拓频、叠前叠后联合反演的三级预测技术,最终砂体分辨能力由12 m逐步提高至2 m,有效提高了储集层识别精度。浅薄储集层在逐级提频后的资料中反射更为清晰、连续,与实际钻探结果吻合较好,资料具有较好的保幅性,取得了较好的实际应用效果。

春风油田浅薄层超稠油油藏高速高效开发关键技术

春风油田作为中国石化“十二五”期间唯一投入整体开发的五千万吨级储量油田,开发伊始即确立了用5年时间建成百万吨原油生产基地的战略目标。针对浅薄层超稠油油藏高效开发缺乏有效的储层描述方法、开发方式、工程技术以及管理体系等难题,围绕“三新三高”模式,开展针对性的系统攻关,创新配套了7项关键技术,突破了2m浅薄储层精细预测、高效热力复合采油技术,解决了有效动用难题;配套了水平井防砂免钻塞钻完井一体化、注汽水平泵采油一体化技术,解决了高效开发难题;完善了高干度循环流化床环保锅炉、产出水低温多效机械压缩蒸发技术,实现了绿色低碳发展;构建了智能油田高效管理运行体系,大幅度提高了劳动生产率,降低了开发成本。春风油田共动用地质储量近5000万吨,2015—2018年连续4年稳产超过100万吨,产能建设投资及单位完全成本降低了1/3左右,在产生了巨大经济社会效益的同时,形成的关键技术丰富了稠油开发理论与技术,并已推广应用到新疆、河南以及胜利东部等同类型油田,支撑了低品位超稠油油藏的规模效益开发。

利用多种手段进行地层综合划分与对比——以准噶尔盆地春风油田主力稠油层层位归属为例

对于准噶尔盆地春风油田主力稠油层层位归属为新近系沙湾组还是白垩系争议较大。在层位标定法、层序地层分析法和测井资料对比法等常规地层划分与对比的基础上,利用地层结构分析法、正演模型法和钻井验证法等多种手段,进行了地层综合划分与对比的新尝试。结果表明:春风油田目前发现的主力稠油层层位应为新近系沙湾组,属于辫状河三角洲前缘分支河道砂体、湖岸砂坝等沉积砂体形成的地层-岩性油藏,其发育在中生界白垩系与新生界新近系不整合面之上。春风油田主力稠油层层位划分争议这一疑难问题的解决,为滚动勘探和开发方案部署奠定了良好的地质基础。

流体包裹体技术在春风油田特超稠油成藏研究中的应用

春风油田位于准噶尔盆地西北缘车排子凸起上,稠油油藏具有埋藏浅、分布层位多、原油密度高、粘度大的特征,原油的生物标志化合物普遍降解严重,导致该区的油源对比及成藏研究成为难点。针对春风油田稠油储层开展了流体包裹体主成分生标特征、包裹体光学特性、产状特征、均一化温度及盐度等实验分析,同时进行了稠油油源对比、成藏期次及成藏演化分析,研究认为:(1)稠油主要来源于昌吉凹陷二叠系烃源岩,油气在该区聚集成藏前就已经遭受了轻微的生物降解作用,后期又继续遭受降解,部分井区还存在后期充注现象;(2)三叠纪末期,中、下二叠统烃源岩已进入生油高峰,生成的油气在车拐断裂带聚集成藏;白垩纪末期至古近纪的燕山-喜马拉雅早期的构造运动,导致车拐断裂带的油气藏遭受改造和破坏,油气向车排子凸起运移,并在侏罗系和白垩系储层中聚集成藏,但由于研究区地层埋深小,保存条件差,油气普遍遭受严重的生物降解作用而形成稠油;新近纪以来,构造运动导致车拐断裂带油气藏进一步调整改造,油气向车排子凸起运移,在春风油田的有利圈闭聚集成藏,后期又遭受生物降解形成现今的稠油油藏。

车排子地区春风油田稠油成藏模式

通过对车排子地区春风油田稠油的物性和地球化学特征的分析研究,认为稠油主要是来源于二叠系的原油后期遭受生物降解作用形成的,并伴随着一定的水洗和氧化作用。通过对稠油储层流体包裹体特征、烃源岩的生排烃史、储层成岩作用和构造运动的综合分析,认为研究区稠油为车拐断裂带古油藏调整的产物,稠油油藏的成藏模式为远源阶梯状输导次生成藏模式,早期生成的油气聚集后发生次生调整,通过断层和不整合面运移到春风油田,晚期又遭受生物降解,形成稠油油藏。

氮气及降粘剂辅助水平井热采开发浅薄层超稠油油藏

准噶尔盆地西缘春风油田的超稠油油藏具有埋藏浅、粘度高、厚度薄的特点,常规直井注蒸汽开发效果差。根据油藏开发难点,提出了氮气及降粘剂辅助水平井热采(HDNS)强化开发技术,揭示了各要素的作用机理,即水平井降低注汽压力、增强吸汽能力、减少热损失;降粘剂有效降低井筒周围的原油粘度,提高注汽质量;氮气提高浅层油藏能量,具有助排、隔热作用,提高开发效果;蒸汽具有加热降粘和蒸馏作用。在春风油田排601超稠油油藏投产水平井54口,通过运用HDNS强化采油技术,第1a平均单井产油能力为8.2t/d,累积油汽比为0.48t/t,平均单井峰值产油量为32t/d,实现了浅薄层超稠油的高效开发。

春风油田沙湾组储层特征及储集性能分析

春风油田位于准噶尔盆地西部车排子凸起的东北部,主要发育扇三角洲前缘水下分流河道与辫状河三角洲前缘水下分流河道微相。在地层精细划分对比及沉积微相研究基础之上,通过岩心、薄片观察,结合扫描电镜、X-衍射分析、压汞曲线等实验数据,对春风油田沙湾组一段1砂组展开储层特征及主控因素研究。研究结果表明：沙湾组一段1砂组N1s1~1层主要为棕褐色含砾不等粒砂岩,经鉴定认为属于岩屑质长石砂岩,目的层自下而上呈现出底砾岩→粗砂岩＋含砾砂岩→细砂岩＋泥质粉砂岩三层结构;储集空间主要为原生粒间孔,大孔粗喉型及大孔中喉型为目的层油气主要富集型孔隙结构;常见碳酸盐胶结,不同井区不同相带下碳酸盐含量差异较大,为影响储层物性的主控因素。

地震沉积学在春风油田白垩系储集层预测中的应用

根据地震沉积学原理,将其研究方法和技术思路应用于准噶尔盆地车排子地区春风油田下白垩统,以储集层精细划分与对比、最小研究单元为基础,以地震—储集层关系研究为桥梁,主要分析了利用地震数据驱动约束、多层控制、Wheeler域转换的储集层精细等时对比方法,完善了等时地层切片和双域分析解释技术,探讨了基于地震沉积学研究的储集层预测描述方法。

春风油田石炭系勘探成效分析

准噶尔盆地西缘春风油田石炭系普遍发育火成岩且见到了油气显示,由于地震反射杂乱,油水关系复杂,储层预测难度较大。运用磁力异常、地震多属性和井间裂缝预测等方法对烃源岩的生烃能力和油源贡献进行分析。研究认为,该区石炭系火成岩具备生烃条件,或存在自生自储型油藏。同时,探索了石炭系火成岩水力喷砂压裂、水平井等实用开发技术。以此为指导,成功发现了多个以孔隙-裂缝型储层为主的油藏,并获得了工业油流,证实该区勘探开发潜力较大。

春风油田高速高效勘探开发过程及启示

回顾了春风油田排601区块勘探、开发、达产的研究过程,重点分析了其石油地质特征和开发实用技术的形成过程,为今后推进该方面的技术进步提供参考。

春风油田浅层超稠油开发效果评价

对春风油田薄浅层超稠油开发效果进行了评价研究。水平井蒸汽吞吐开发技术利用水平井增大泄油面积,蒸汽在水平井段上部形成蒸汽腔室,实现隔热保温驱油。矿场实践证实水平井蒸汽吞吐辅助氮气、降粘剂开发薄浅层超稠油是可行的。稠油产量周期内、周期间快速递减的规律不可改变,但可以通过技术配套和加强管理减缓递减。通过开发规律研究,为指标预测、开发决策提供了依据。对于较厚油层,可以采用蒸汽吞吐辅助氮气、降粘剂开发。春风油田已建成产能65万吨/年,累产油115万吨。

准噶尔盆地春风油田沙湾组油水倒置现象分析

春风油田新近系沙湾组油层的油水关系较为复杂,既存在正常的边底水,也存在油藏内部的水体,即在同一油藏内,高部位钻遇到水层,而低部位则为油层的油水倒置现象,影响了对油藏的整体认识与评价。经过分析认为,纵向上储集层的三层结构差异,平面上三角洲的水下分流河道与分流河道间之间的物性差异影响储集层的孔喉毛细管力变化,物性差的储层毛细管阻力大;另外本区稠油的原油密度较大降低了原油的充注动力;以上两方面的因素导致了本区油藏出现较为复杂的油水关系。

春风油田石炭系“缝-壳”型火山岩储层主控因素

利用岩心观测、铸体薄片、物性分析等资料,分析了春风油田石炭系火山岩储层的岩性、岩相、储集空间类型及储层物性,研究了岩性、岩相、风化淋滤及断裂对储层的影响。研究表明,该区石炭系储层岩性主要为火山熔岩和火山碎屑岩,以溢流相安山岩、爆发相热碎屑流亚相火山角砾岩储层最发育,溢流相玄武岩、爆发相空落亚相凝灰岩次之,火山沉积相储层不发育;纵向上储层分布于石炭系顶部风化壳内,风化淋滤作用使风化壳具有不同结构,其中顶部的土壤带、水解带物性差,中间的淋滤带和崩解带物性好,是主要的储层发育段;储层储集空间类型主要为溶蚀孔隙、风化缝和构造缝,表明风化淋滤和断裂作用对储层改造起到关键作用。春风油田石炭系有利储层主要分布于风化壳和裂缝发育区,为典型的"缝-壳"型火山岩储层。

电性曲线重构反演技术在火成岩油藏识别中的应用

车排子地区春风油田石炭系火成岩油藏识别难度大。为解决此问题，首先，重新构建了能真实反映火成岩油藏规律的电性曲线；其次，在精细解释地震资料的基础上，利用重构曲线约束地震波阻抗模型，开展随机协模拟反演，得到了高分辨的电性数据体。研究区火成岩油藏剖面和平面分布规律分析结果表明，石炭系火成岩油藏主要发育在石炭系中浅层及排60~排665井连线东南部。

薄浅层超稠油高含水井微生物采油技术研究

针对准噶尔盆地西缘春风油田靠近边水的高含水超稠油井蒸汽吞吐效果差的情况,开展了微生物单井吞吐采油技术研究。微生物与油水相互作用,对于原油降黏效果明显。排6-平48和排6-平49井微生物单井吞吐矿场试验,日增油25吨,阶段增油2 727吨,开辟了高含水超稠油井冷采的新途径,已在另外两口井推广。

准噶尔盆地超稠油成因及开发对策

准噶尔盆地西缘的春风油田是一个"油层薄、地温低、黏度大"的超稠油油田,应用常规蒸汽吞吐工艺时井筒、地层热损失大,蒸汽热波及范围小,直井蒸汽吞吐无法突破产能关。文章研究了春风油田超稠油的形成机理,指出沙湾组原油遭受过强烈的生物降解作用,油藏温度仅为26℃,对应原油黏度为70000mPa·s,60℃条件下稠油转变成牛顿流体。稠油中的沥青质相对分子质量大、极性强,原油中C+H含量达到95%以上,杂原子含量较低,加热时,烃类裂解需要的能量较低,胶质与沥青质之和低于20%,较容易降黏。以此油田物性分析为基础,提出了适合该油田特点的开发方案,发展了水平井+蒸汽吞吐+注氮气+注油溶性降黏剂的集成技术,实现了油田高速高效开发,建成年产61×104t原油的能力,采油速度为3.0%。截至2013年3月,HDNS技术已在春风油田257口井应用,均获得成功,累计增油65.4×104t。