胜利石油管理局石油开发中心毕业生见习论文
第1章 水平井技术在油藏开发中的研究现状
1.1水平井技术
水平井(horizontal well)是指在油藏中钻遇油层部分的井段斜度超过85°,其水平段延伸长度为产层厚度10倍以上的井。水平井技术确切地说是指通过扩大油层泄油面积提高油井产量和采收率,提高油田开发经济效益的开发技术,这一技术是包括地层评价、钻井、测井、完井、开采方法、增产措施等多学科一体化的系统工程。它具有直井无法比拟的突出优势:(1)少井高产,便于管理,高速高效开发新油田;(2)单井控制面积大,储量多,可较大幅度增加泄油面积,增加可采储量;(3)热采水平井吸气指数大,注汽程度高,排液能力强;(4)生产压差小,有利于开发底水及气顶油气藏,可减缓底水及气顶锥进,开发效果和经济效益好。用水平井开发油气藏也有不利的方面:(1)钻井成本较高;(2)见水后难以控制,对产量影响大;(3)水平段测井有难度,而且由于钻井液向下方渗透,侵入带与井筒不对称,电测解释的含油气饱和度不准确,误差目前尚不明确;(4)钻井及采油工艺方面尚存在一些问题,如固井质量不易提高,难以对储集层实施压裂等。
总体而言,从开发的油藏类型上讲,水平井早期以开发薄层和底水油藏为主,目前趋向于开发裂缝性油藏,在低渗透油田也取得了较好的开发效果,现已成功应用于底水、屋脊断块、稠油、裂缝、低渗透、整装、地层不整合、薄层、厚层正韵律等9种油藏类型;从水平井技术的发展趋势看,从早期的单分支水平井向多分支、智能化方面发展;从水平井的应用类型看,由早期的采油井发展到目前的注水井、注汽井,应用的范围覆盖油田开发的各方面,以适应不同生产情况的需要。
1.2国内外水平井发展概况
水平井最早出现于美国,但直到八十年代才开始大规模工业化推广应用,主要分布于美国、加拿大、俄罗斯等69个国家,其中以美国和加拿大为主,近年来每年600~1000口的速度增长。我国早在六十年代就在四川碳酸盐岩中尝试打成了磨3井和巴24井两口采气水平井,但限于当时的技术水平,未取得应有的效益。直到1988年,我国的水平井开发技术才又重新兴起,首先在南海完钻LH11-1-6水平井,并相继在胜利、新疆、辽河等油田开展攻关,经过十多年的发展和完善,已具备了一定的生产规模。到2007年1月,我国共完钻水平井近2200口,其中中石化完钻投产830
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口,占全国水平井总数的38%。
1.3胜利油田水平井研究现状
胜利油田于1990年完钻第一口科学试验水平井-埕科1井,经过十多年的发展,已经形成了水平井、侧钻水平井区块筛选、精细油藏描述(地质模型建立)、剩余油分布研究、水平段轨迹参数优化及产能预测等一系列配套技术。胜利油田水平井的应用范围不断拓展,技术不断进步,其开发技术已居于国内领先水平,整体上达到了国际先进水平,在油田“增储上产”中的作用越来越明显。
截止到2007年3月,胜利油田已在39个油田累计投产水平井613口,初期平均单井日产油23.4t,含水47%,累产油857.1×104t,平均单井累产油1.4×104t。2006年胜利油田油井开井16921口,年产油量2742×104t,水平井开井数(457口)占总开井数的2.7%,年产油量占全油田产量的4.12%。水平井在油田稳产上发挥了重要作用,水平井技术已成为胜利油田持续有效发展的重要支撑技术之一。
1.4胜科管理区水平井应用现状
胜科管理区自2003年成立以来,为开发难动用储量及改善薄油层的开采效果,对所辖区块采用单一水平井及水平井与直井组合开采方式,先后完钻并投产水平井14口,其中草128块4口、草4块3口、草109块7口(见表1),2006年累计产油31646.4吨,占胜科31.2万吨产量的10.2%,平均单井产量达到相同地质条件下直井的2-3倍,取得了良好的生产效果和经济效益。
表1 胜科管理区水平井分布表
区 块 草4块 井 名 草4-P1、草4-P2、草4-P3 草109块 草109-P1、草109-P2、草109-P3、草109-P4、草109-P5、草109-P6、草109-P7 草128块 草128-P1、草128-P2、草128-P3、草128-P4
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第2章 草128块油藏地质概况
乐安油田草128块地处山东省东营市广饶县以北草桥村,构造位臵位于济阳坳陷东营凹陷南斜坡,乐安油田根据断裂系统和油水分布可划分为东、西、南三个区。草128块位于西区(图1),西邻草斜118块,东接草104块。
草128块西区东区广饶凸起
图1 草128块区域位臵示意图
2.1地层特征 (1)地层层序
本区自下而上经钻井揭示的地层有下第三系孔店组、沙河街组,上第三系馆陶组、明化镇组地层及第四系平原组。发现了馆陶组、沙河街组油层,其中沙河街组中的沙一~沙三段是草128块的目的层,埋深1110~1340m,划分为8个砂层组,24个小层,其中含油小层11个,主力含油小层6个,纵向上层多。
(2)隔层特征
沙一~沙三段11个含油小层之间均有隔层相隔,在平面上不同层间隔层厚度在具有不同的变化,而且某些井区为上下连通。各小层之间的隔层岩性以泥质岩类为主,在隔层厚度较薄的部位则为泥质粉砂岩。
2.2构造特征
草128块构造位臵处于东营凹陷南部缓坡带东段,乐安油田西区石村断层下降
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盘,构造形态为自北东向南西倾没的断鼻构造,构造倾角3°~5°,构造高点在北部草128-斜2井附近。北界石村断层在本区内基本为近东西走向,延长30~40km,断面倾向南,上陡下缓,为一南倾南掉的继承性基底大断层。该断层不仅对本区的构造格局、沉积体系,而且也对本区的油气运移、聚集起控制作用。
2.3储层特征
依据草128-斜2、草斜107井96块岩心样品分析资料,沙一段~沙三段储层以粉细砂岩为主,平均孔隙度35.3%;平均渗透率932×10-3μm2,为特高孔高渗储层。
2.4油层及油水分布
沙一~沙三段的油层主要位于北部构造高部位,含油小层11个,主力含油小层6个:Es231、 Es311、 Es312 、Es313 、 Es321、 Es322;边、底水主要位于区块的南部。总的水油体积比大于10:1,说明该块边、底水活跃,水动力能量充足。
2.5油藏特征 1.流体性质
依据21口试油、试采井的地面原油物性分析资料,地面原油密度为0.9476~0.9954 g/cm3,平均值为0.9733 g/cm3,50℃时地面脱气原油粘度1726~44344 mPa〃s,平均值为13309 mPa〃s,凝固点-4~9℃。原油粘度纵向上从上到下逐渐变小,平面上构造高部位小于低部位。草128块原油粘度对温度敏感性强,适合注蒸汽热采。据草128-斜3、草128-斜4等井水性资料分析,地层水总矿化度5813 mg/L,氯离子2947 mg/L,水型为NaHCO3型。
2.油藏压力、温度
据草128-斜2井等6口井的测试资料,油藏温度60℃,地温梯度3.7℃/100m,原始地层压力12.19~13.02MPa,压力系数0.94~0.98,属常温常压系统。
3.油藏类型
草128块油气成藏受储层发育和断层、构造倾向的控制,油水分布主要受构造、岩性控制,其油藏类型属于构造稠油油藏。
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第3章 水平井开采效果分析
3.1生产现状
草128块估算地质储量524×104t,含油面积1.67 Km2,共有油井24口, 2006年井口产油4.38×104t,平均日产油120t。截止到2007年8月,开井13口,日产液149.9t,日产油87.2t,综合含水41.8%,累产油7.37×104t,采出程度2.23%。
通过对本区油藏地质和油藏工程的分析研究,沙一段~沙三段油层具有水平井开发的必要性和可行性。草128块目前投产了4口水平井(图2,表2),2006年日产液60.2t,日产油33.8t,综合含水43.9%,累计产油12334.3t,占胜科总产量的3.95%。草128-P1和P4井目前采取的是常规开采的方式;草128-P2井热采,但因含水高已停井;草128-P3井先期常规开采效果不理想后转热采,生产稳定。
图2 草128块水平井井位示意图 表2 草128块水平井基本数据表
草128-P1 生产层段 (m) Es313, 水平段油层厚50℃原油粘平均孔隙度 31-33% 平均渗透率(*10μm) 600-800 -32投产时间 开采 方式 长(m) 度(m) 度(mPa.s) 200.36 4.8 6996 2005.7.17 冷采 1480-1610 草128-P2 Es133, 198.1 4 4704 31-33% 600-700 2006.4.8 热采 1411.9-1592.5 草128-P3 Es321, 300.56 8 7708 31-35% 600-800 2006.3.10 冷采转热采 1480-1780 草128-P4 Es312, 294.6 6 2927 31 469 2006.3.9 冷采 1383.4-1664
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