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1 6 0 内 蒙 古 石 油 化 工 第 2 7卷 气顶油藏开采动态特征及开发对策 张爱 国 张永军 韩 玉坤 高修祥 中国石油 化工 集 团公 司 中原油 田分公 司采 油二厂 摘要探讨气顶油藏最佳开发方式， 提高油气藏的开发水平和最终采收率。 通过描速油 气藏构造、 储层物性及流体特征 ， 运用室内试验结果分析 油、 气、 水相互之间的驱替机理厦其对 采 收率 的影响 ， 分析 油 气藏 开采动 态 变化 特点 ， 提 出了开 发思路 和对 策 。 关键词气顶油藏渗流采收率对策西区沙上 1 1 油气 藏地质 特 征 1 ． 1 构 造特征 濮城 油 田西 区抄二 上 1油气藏 位于 濮城 背斜 构造的西北部 ， 东西宽 2 ． 2 k in， 南北长 6 ． 5 k m， 构 造 面积 1 4 ． 3 k m ， 闭合高度 1 8 0 m。 走 向北北 东 ， 构 造西陡东缓， 向 I L I L 东方向倾覆 ， 东翼倾角 5 9 ， 西翼倾 角 6 ． 7 。 ， 北翼倾角 1 ． 2 。 。平面上被两条太 断层 分 为濮 4断 块 区和 复 杂断 块 区 图 1 濮 4 断层以西， 是油气藏的主体部分 ， 地层 向东、 西， 北 三个方向倾； 复杂断块区共发育 1 6条小断层 ， 使 其构造 进一步 复杂 化 。 尉 1西 区 二 七 1构 造 意 尉 1 ． 2沉积相 特征 沙 二上 1沉积 时期 ， 湖水 变浅 ， 沉积 的是 一套 紫 红色 泥岩 、 粉砂 质泥岩 及褐 灰色 粉砂岩 ， 粉砂 岩 夹 在 紫红 色 泥岩 之 问 ， 反 映 当 时为一 种 浅 水 一 氧 化 环 境 ， 油气 储层 属 于 三 角洲 前 缘席 状 砂 和 辫 状 河道 砂体 。 储 层岩 石颗粒 细 ， 分选 好 ， 韵 律不 明显 。 粒度 概率 曲线表 现 为 两段 式 ， 反 映 的 为滚 动 和 悬 浮总 体 。测 井 曲线上表 现 为漏斗 形及箱 型 特 征 I ． 3 储层轴性厦非均质特征 西 区 沙 二 上 1平 均 孔 隙 度 2 7 ． 1 ， 渗 透 率 5 1 4 l O F m ， 碳酸 盐含 量 5 ． 4 。 油 藏东 北部及 构 造轴 部 的物性好 ， 向 西南 部和边 部物 性 变差 。 取 芯 分 析 ， 东 北 部 及构 造 轴 部 平 均 孔 隙 度 2 8 ． 0 ， 渗 透 率 7 3 0 1 0 ,a m。 ， 西 南 部 平 均 孔 隙 度 2 5 ． 1 ， 渗透率 1 3 4 x1 0 F m 。 纵 向上 ， 沙 二 上 1 。 小 层储 层 发 育 ， 物性 比 较接 近 ， 孔 隙度 2 5 ～3 O ， 渗 透率 3 0 0 1 0 。～ 5 0 0 x1 0 F m ， 构造 西南 部较 差 。 岩性均 匀 ， 层 内均 质程 度高 对应 样 品分 析 ， 层 内平行 样 品 与垂 直 样 品 的物 性 接 近 ， 垂 直 渗 透 率 为 6 4 3 1 0 F m ， 水 平 渗 透 率 为 8 8 81 0 F m ， 垂 直渗透 率 与水 平渗透 率 比为 1 1 ． 3 8 。层 间和平 面非 均 质性弱 ， 层 问渗透 率级差 仅 3 ． 9倍 ， 平 面渗透 率级 差 4 ． 0 ～ 7 ． 6倍 。 1 ． 4储层 的孔 隙结构特 征 抄 二 上 1油气 储层 的 孔 隙 类 型 主 要 为 粒 同 孔 ， 孔 喉大 ， 分 选 好 ， 孔 喉半 径 中值 一般 为 0 ． 9 ～ 6 ． 8 F m， 孔 喉 分 布 呈 单 峰 态 ， 峰 位 一 般 为 6 ． 3 ～ 1 0 ． 0 ,u m， 峰值一般都大于 4 O ， 毛管压力 曲线呈 维普资讯 第 2 7卷 气顶 油藏 开采动 态特征及 开发 对策 1 6 1 平 台型 。 1 ． 5 流 体分布 及 其特 征 1 ． 5 ． 1 流体分 布 西 区抄 二 上 1的 流 体分 布 较 单 一 ， 具有 一 套 油气 关 系和一套 油水 关系 ， 原始 油气 界 面 2 3 5 0 m， 原始 油水 界 面 2 4 2 7 m。气 顶 高 度 8 3 m， 油环 高度 7 7 m， 油 气 过 渡 带 和 油水 过 渡 带 宽 度 1 0 0 m， 气 顶 指数 0 ． 8 6 。 1 ． 5 ． 2 流 体组 份特 征 西 区沙 二 上 1气 顶 气 基 本 上 接 近 凝析 气 ， C N 。组份 含量 0 ． 8 4 8 1 4 ， C 。 一 C O 组 份含 量 0 ． 1 4 2 8 5 ， C 含 量 0 ． 0 0 9 0 1 。凝 析 油 含 量 9 2 ． 7 5 g ／ m 3 。 油 环原 油的 组 份 ， C- 组 份 含量 0 ． 4 7 2 4 9 ， 接 近 黑 油 ， 中 问烃类 C 一 组 份 含量 0 ． 2 0 3 2 6 ， 属于 西 区 沙 二上 1油 环 ， 原 油性 质好 ． 具 有 密 度小 、 粘 度小 、 含 硫低 的特 征 。 地 面原 油 密度 0 ． 8 4 3 6 0 ． 8 7 1 2 g ／ cm。 ，地 面 原 油 粘 度 7 ． 7 O ～ 4 1 ． 0 mp as ， 含硫 0 ． 2 7 ～ 0 ． 4 5 ， 凝 固 点 3 O ～ 3 3 ℃ ， 凝 析 油 地面 原 油 密 度 0 ． 7 1 3 3 ～ 0 ． 7 1 5 0 g ／ c m ， 粘 度 0 ． 4 8 ～ 0 ． 5 8 m Pa S。 2开采 动态 特征 2 ． 1 生产 动 态特 点 西区沙二 上 1油气 藏于 1 9 8 0年投产 ， 初期 1 9 8 0年 1月 ～1 9 8 7年 9月 利 用天 然 能 量进 行 开 发 ， 地层 压力 下 降快 ， 气顶 扩散 ． 采 油 指数下 降 。 1 9 8 3 ～ 1 9 8 5年 地 层 压 力 下 降 速 度 为 每 年 1 ． 9 ～ 2 ． 4 MP a ， 单 井 日产 油 田 9 2 t 下 降到 5 O ． 6 t ， 生产 气 油 比从 3 0 0 m ／ t 上升到 6 0 0 m。 ／ t ， 每米采 油指数 从 4 ． o t ／ d。 MP am 下 降到 0 ． 5 t ／ d MP a m 气 顶 从 1 9 8 3年 开始 扩 散 ， 到 1 9 8 5年 底 气 顶 已 往 濮 4块 北部 扩 散 了约 1 0 0 m， 1 9 8 7年 9月 ， 地 层压 力下 降到 1 5 ． 0 MP a ， 北 部 油 环 中气 顶 扩 散 面积达 到原 始 含 油面 积 的 7 O 左 右 ， 平 均 地层 压 力 每下 降 1 ． 0 MP a采出原油 4 ． 8 3 1 0 ‘ t ， 累积产气 3 ． 7 1 0 m 。 1 9 8 7年 1 0月 ～ 1 9 8 9年 1 2月 将 油 环北 部 投 入 注 水 开发 ， 注采 井距 4 0 0 4 5 0 m， 不规 则三 角形 井 网 ， 点 状面积 注 水方 式 。 部 署采 油井 1 3口， 注水 井 9口。注水井投注后 ， 其周围油井一般 1 ～3个 月见 效 ， 在见效 后 1 ～ 3个 月见水 。油 环北 部地 区 注水后 ， 地层压力逐渐上升， 油气界面基本上已退 回到原始油气界面。油环西南部仍靠气顶驱和溶 解气 驱生 产 ， 地层 压力维 续下 降 ， 气顶 压力 也髓 之 下 降 ， 地 层 压 力 下 降 到 l 1 ． 5 MP a ， 地 层 原 油 已经 脱气， 地层压力下降到 l 1 ． 5 MP a ， 地层 原油已经 脱气， 大部分地区含 气饱和度在 1 0 以上， 产生 的 次生气 顶 与原 始气 顶连 片， 油 环 中 原油 流 人气 顶 约 4 1 0 ‘ t 。 1 9 9 0年 1 月～2 0 0 0年 1 2月油环全面投入注 水开发 。 主要表现为油环地层压力上升 ， 气顶地层 压力下 降 ， 油环 与气 顶的 压力 差逐 渐加 大 ， 油 环 中 的大量 原油 和 注水入 侵入 气顶 。到 2 0 0 0年底 ， 油 井 总 数 4 1口 ， 注水 井 总 数 3 2口， 年 采 油 速 度 0 ． 8 7 ， 综 合 含 水 9 4 ． 8 1 ， 综 合 气 油 比 4 4 m ／ t ， 原 油 采 出程 度 2 4 ． 8 6 ， 天然 气 采 出 程 度 2 6 ． O 6 ， 数值模拟预测油环中原油侵入气顶 1 8 1 0 4 t ， 占 原 始地 质储量 的 3 ． 7 。 2 2 渗 流特征 2 ． 2 ． 1 水油 系统 渗流 特征 室内岩心水驱油试 验表明， 初期 含水饱和度 较 低 ， 由于 孔 酵结 构的 复杂性 ， 水 在 流动过 程 中挥 发油类型， c 含量 0 ． 3 1 8 7 1 ． 接近黑油。 说明油环 基本为黑油， 但又具有挥发油性质 。 容易失去连续 性 ， 出 现贾 敏 现 象 ， 对 油 的流 动 影 响很 大 ． 所 以油 相渗透率下降很 快， 髓着含水 饱和度增 加 大 于 4 O 水形 成连续 相 ， 油 和水各 在 自己的渗透 通道 中流动， 油相渗透率下降变缓。 水相渗透率随含水 饱和度增加呈直线 上升， 但上升幅度较小。 无水采 收率 2 6 ． 6 7 ， 注入倍数 l 1 时采收率 5 1 ． 9 7 ． 水驱 晟终 采 收率 6 5 ． 7 4 。残 余油 饱 和度 2 8 ． 1 2 2 ． 2 ． 2 气油 系统 渗流 特征 气驱 油试 验反 映气 顶膨 胀驱 油 的过程 。气是 非 润湿相 ， 油是 润湿 相 ， 气驱 油是非 润 湿相 驱替润 湿 相的过 程 。 气 驱油试 验 表 明 ， 当含 气饱 和 度很低 5 时， 油相渗透率急剧下降， 此时气体呈气泡 分散在主要渗流孔道 中， 虽不流动， 但对油流动阻 力很 大 。 随着 注入气量 增加 ， 气 形成连 续 相 开始流 动， 贾敏现象逐 渐消失． 油相 渗透率下降变慢， 气 相渗透率上 升加快 ， 当含气 饱和度 达到 5 1 ． 3 时， 油相渗透率为 0 ， 气相渗透率达到最大， 这时 气体 占据渗流孔道 ， 残余油分 布在岩石颗粒表面 和喉道部位。 无气采收率 5 ， o N， 注入倍数为 2 6 9 6 维普资讯 l 6 2 内 蒙 古 石 油 化 工 第 2 7卷 时采 收率 6 3 ． 3 3 。 ． 气 驱 油后 再 水 驱 的 试验 表 明 ， 相 当于 气 顶 膨 胀驱 油后 ， 再 注水 驱油 的过 程 。气驱 后再 注水 ， 实 际 上是 三相 渗 流 。当 注气 体积 为孔 隙体 积 1 5 ． 4 5 倍 时 含 气饱 和 度 0 ． 4 9 3 ， 开始 注水 ， 当再 注入孔 腺体积 1 5 ． 5 4倍 时， 总采收率 为 6 7 ． 9 2 。 说 明气 顶膨 胀驱 油后 ， 再 注水驱 油 效果 比纯水 驱好 。 2 ． 2 ． 3 水气 系统 渗流特 征 水驱 气 过 程反 映气 区注 水 的驱 替 机理 ， 是强 滑湿相 驱替 非 润湿 相 的过 程 。 试 验表 明 ， 当开始 注 水 时 ， 含 水 饱 和 度 略 有增 加 ， 气 相 渗 透 率 急 剧 下 降 ， 这 是 因为水 占据 了主 渗流 孔道 ， 阻碍 了气体 流 动 ， 随着 注 入 量增 加 ， 水 形 成 连续 相 ， 快 接 近 等渗 点 时 ， 气相 渗 透 率 下 降减 缓 ， 水 相 渗 透率 上 升 加 快 ， 当 含 水 饱 和 度 为 8 5 ． 3 2 ， 气 相 渗 透 率 为 ⋯ 0 ， 水 相 渗 透 率 达 到 最 大 ， 这 时 残 余 气 饱 和 度 1 4 ． 6 8 ， 说 明气 区注水容 易实 现 。实验 室水驱 气 采收率 8 1 ． 5 ， 较实际水驱采 收率高， 是因为试 验用 岩 心较实 际 油气 藏储层 砂岩 均 质 。 2 ． 2 ． 4 油气 系统 渗流 特征 油 驱气 是 反 映气 顶 压 力 下 降 ， 原 油 侵 气顶 的渗 流特 征 ， 油 是 润湿相 ， 气 是非 润 湿相 。其机 理 与水驱气相似 ， 气相渗透率下降快 ， 残余气饱和度 低 。说 明 油进入 气 顶推 进 比较 均 匀 。 油驱 气后 再进 行 水 驱 的驱 替 试 验 ， 相 当于 原 油侵入 气顶 后 ， 再 在 侵入 区 注水 。 试 验 在含油 饱和 度 3 0 ． 3 1 含 气饱 和度 4 5 ． 4 4 时开 始 注水 ， 当 注入孔 腺 体积 2 ． 8 9倍 的水 时 ． 油 的采 收率为 3 4 ． 0 7 ， 有 6 5 ． 9 3 的原 油 呈残 留状 态 分 散在 岩 石 颗 粒表 面 和孔 喉处 采 不 出 来 ， 这是 可 动 油 变为 残 余 油 的储 量 损 失 油 侵 入 气顶 后再 注水 ． 地下 是 油、 气 、 水三相 渗流状 态 ， 三相 流动 时阻 力大 ， 残 余 油饱和 度高 。 气 顶油藏 在 开发 过程 中 ， 要 严格 避免 油环 中的原 油侵 入气 顶 。 3 开发 对策 气 顶 油藏 开 发 的关 键 是 防止 油 气 互 窜 ， 若 气 窜 入 油 区， 油 井产 量 将 下 降 ， 严 重 时 只 出 气 不 出 油 ， 影响稳 产 。油 环 中的原 油如 果流 人气顶 ， 将 降 低原油采收率 ， 造成资源浪费。 根据国内外气顶砂 岩 油藏 开 发 经验 ， 气 顶 油 藏 开发 一般 是先 开 发 油 区 油环 ， 后期开采气顶 ， 或在保持油气界面稳定 的条 件下 ， 同 时开 采油环 和气 顶 主要 做 法 一是 在 油气边 界 部 署 注 水井 排 ； 二 是 部署 注 聚台 物 凝 胶 的注入 井 ， 这样 便 可 以在 油 气边 界 外 建 立 阻 水 屏障， 拖住水驱前措 ， 变水驱为气驱 ， 变强水驱为 弱水驱 ， 防止 气 顶水 淹 。 若采 取 油 气边界 部署 注水 井 排 ， 先 开发 油 区 油环 ， 后 期 开采 气 顶 ， 这 在矿 场容易实现 ， 且能够有效 防止油气互 窜， 提 高油、 气 采 收率 ； 油 环和 气 顶同 时开采 ， 只有控 制好 油环 地 层 压力 与 气 顶压 力 平衡 ， 才 能保 持 油 气界 面稳 定 ， 做到 这一点 ， 在生 产过程 中有 一 定 的难 度 。因 此 ， 为高 效开发 西 区沙二上 1油 气藏 ， 应采 取 先开 采 油环后 期开 采气 顶 的开发 方式 。 4结论 不 同开发方 式 对气 顶油 藏 的开发 效果 和最 终 采收率影响较大 高效开发濮城油田西区沙二上 1 这 类 气顶 油藏 必 须在 开发 过 程 中控 制 油环 地层 压力 与气顶 压力平 衡 ， 防止油气 互 窜而 造成 油 、 气 可采储 量损 失 ． 提 高采 收 率 。 其 最佳 开 发方式 是油 气边界注水障， 先注水保持地层压力开发油环， 后 衰竭式 开采 气顶 。 张爱唇 ， 1 9 6 9年 1 2月生 ， 1 9 9 1年毕l业于 中国地质 大学石油地质专业 ， 现于 中原油 田分公 司采油 二厂地质 太队工 作。邮 编 4 5 7 5 3 z 电话 0 3 9 3 --4 8 4 1 0 2 4 参考 文献 1 冀 宝发等 一层状 气砸 油田注木 开发 中油气窜流曲控制 度调 整 ．中国油田开发 宾制 ．北京 石 油工业 出版 社 ， 1 9 8 9 收稿 日期 2 0 0 1年 3月 2 2日 维普资讯