含夹层气顶底水油藏开发技术对策

赵琳

摘要：气顶底水油藏在开发中面临着气窜、水窜的危险，而夹层的发育可以延长单井无气、无水采油周期，控制含水上升速率，增加采收率，“寻夹避窜”是有效开发这类气藏的关键。Z油藏是一种典型的气顶强底水油藏，它的油水界面和油水界面都是一致的，在这一区域内，存在着一定的渗透率，在中间层和下层之间存在着明显的物性差异。利用储层数值模拟技术，探讨了储层层系对储层开发指标的影响，并提出了“划层系、分区”的发展战略，并在此基础上，将储层划分为两套层系，三个区域，第一层系根据气顶底水储层进行开发，并尽可能避免与天然气共采；

关键词：气顶底水油藏；夹层；层系划分；数值模拟

1引言

薄层气层顶底水储层结构复杂，厚度小，采用传统的气窜、水窜开采技术难以达到，采气期缩短，使得开发难度增大。研究表明，在薄层气顶底水储层中，采用隔层可以减缓气、水窜速度，从而显著提高储层的开发效果。所以，找出中间夹层的位置，评价它的发展效益是非常关键的。目前，有关隔夹层在气顶底水储层开发中的应用，已有文献报道，但对其开采规律的研究较少。本文根据储层中存在连续分布的低渗层特征，创新地提出了“划层系、分区”的开采战略，以及先底开采后边侧采油的开采模式，在中间层之上的区域按照气顶边底水层开采，而在夹层之下则按底水开采，这种开采技术方针能达到良好的开发效果。

2夹层的综合评价

通过对 Z井5个井的连井剖面分析，可以看出：在井内存在两组夹层，将储层划分为 ZI、 ZII、 ZIII三组，其中， ZI （CO2）与 ZII （ZII）间的 m夹层 m, m型夹层在 a、 b井为粘土夹层，厚度在1.3~2.2 m左右，而 b井、 c井和 e井为钙质夹层。

在高能量底水的压制下，气窜的影响很大，但在实际开发中，要注意合理的生产压差，以防止气顶气压降过快而导致油侵气顶。在顶板布置时，三相饱和度的变化表明，20年末出现了明显的油侵气顶，这是因为小气顶压力迅速降低，油层边缘及底层的原油经夹层进入储层，而边底水则侵入储层和储层。这表明，由于高能量的底水的驱使，底板不能阻挡底层的石油进入气顶。对 Z储层的影响进行了全面的评价，并进行了数值仿真，得出结论：在层间布置井眼可以有效地降低储层的产气量，从而有效地控制气窜，但在气顶区布置井眼无法阻止油侵气顶，建议采用划层系、分区的方法来发展含隔层的气顶底水储层，这种方法能够有效地开发这类储层，并使其达到最大的增产效果。

3开发技术对策研究

3.1开发方式优选

对于小气顶薄油层底水油藏，由于油柱高度较小，气窜是无法避免的，油气同采作为此类油藏的最佳开发方式，但是由于气顶能量较低，底水能量较强，隔夹层具有隔气不隔油的特性，因此在油气同采的过程中就会出现底部原油的损失(受油藏非均质性影响)。因此按“划层系、分区域”的原则进行开发方式的优选，如图1所示，将Z油藏以夹层为界限，夹层以上的区域称为层系Ⅰ、夹层以下的区域称为层系Ⅱ，层系Ⅰ的气顶区域成为油藏顶部，层系Ⅰ的油环区域称为油藏边部，层系Ⅱ称为油藏底部。通过数值模拟优选6种开发方式。方式1：底部采油，即仅在隔夹层底部布井生产；

图 1 Z油藏油气水分布场图

方式2：顶部采气—底部采油，即在气顶区域和夹层底部布井同时生产；

方式3：底部采油—边部采油，即在夹层上部的油环区和夹层底部布井同时生产；

方式4：三区同采，即在夹层上部的油环区、夹层上部的气顶区和夹层底部布井同时生产；方式5：先底部采油后三区同采，即先在隔夹层底部布井生产，再夹层上部的油环区、夹层上部的气顶区和夹层底部布井同时生产；方式6：先底部采油后边部采油，即先在隔夹层底部布井生产，再夹层上部的油环区布井生产。

分析模拟结果可以看出，在两个层系的开发政策上：由于底水的压制作用，夹层能有效地封隔气窜，并且油藏底部的储层物性较好，因此层系Ⅱ可采用底水油藏紧贴夹层布井的开发方式，底部采油(方式1)已经可以获得较高的采出程度，此时层系Ⅰ边部的原油还未动用。由于底水的驱动作用，夹层不能有效地防止油侵气顶，因此层系Ⅰ应按气顶底水油藏的开发方式进行油气同采或只在边部布井。底部采油边部采油(方式3)可以获得较高的初产，三区同采(方式4)由于气顶压力下降较快，部分底部原油进入油藏顶部，导致初产较低。由于油侵气顶，在开发层系Ⅰ的过程中会对层系Ⅱ产生一定的影响，此外，层系Ⅱ的储层物性要好于层系Ⅰ，因此在开发次序上：先开发层系Ⅱ后开发层系Ⅰ(方式5、6)可以得到较高的原油采出程度，但是由于初期只开发油藏底部，原油的初产不高；

层系Ⅰ、Ⅱ同时开发可以得到较高的初产但是原油采出程度较低。综合考虑油藏采收率和初期产量贡献，推荐先底部采油后边部采油的开发方式。

3.2布井数量优化

分别对油藏底部、边部的布井数量进行优化，不同井数下的底部、边部原油采出程度柱状图见图7。对于底部区域，在井数大于4口的情况下，采出程度变化不明显；对于边部区域，在井数大于2口的情况下，采油增量大幅下降。优选底部最优布井数量为4口、边部最优布井数量为2口。

3.3生产制度优化

优化油藏底部、油藏边部两个区域的生产制度，根据Z油藏的探井DST测试数据，当生产压差为0.1MPa时，产量约为150m3/d，结合Z油藏的地饱压差，对层系Ⅱ的单井产液范围在500~5000m3/d进行优化；由于油藏底部物性较好，边部物性较差，两者渗透率差异较大(底部含油区渗透率约为边部含油区的10倍)，对层系Ⅰ的单井产液范围在50~300m3/d进行优化。

随着单井产液量的增加，油藏初期产能增加，产气量增加，气顶向生产井的气窜量越大。但在单井产液量大于2000m3/d之后，初期产油量增幅大大减小，在单井产液量大于500m3/d之后，油藏采出程度几乎不变，说明在达到一定值后，不同的配产只影响初期产能，并不影响原油采出程度。优选最优生产制度为单井配产1500m3/d，在此条件下既可以得到较高的初期产能与原油采出程度，并且产气量平稳，有利于生产开发。

随着单井产液量的增加，原油的采出程度先增大后减小，且变化幅度不大，气顶气采出程度逐渐增大。优选最优生产制度为单井配产100m3/d，在此条件下可以得到最高的油藏采出程度和较小的产气量。

4结论

(1)在Z油藏中部连续发育一套具有一定渗透性(平均3mD)的夹层，由于底水能量较强，在底水能量的压制作用下，在夹层底部布井开发并且控制合理的生产压差可以很大程度上减小气窜量；但是在底水能量的驱动作用下，在夹层以上布井开发，夹层不能起到阻止油侵气顶的作用。

(2)对于小气顶薄油层底水油藏，通过对隔夹层的综合评价，系统地分析了隔夹层对于开发效果的影响，并创新性提出了适用于此类复杂油藏“划层系、分区域”的开发政策，即以夹层为界限将油藏分为2套层系、3个区域，其中层系Ⅰ按照气顶底水油藏进行开发并且尽量避免油气同采，层系Ⅱ按照强底水油藏进行开发，紧贴夹层底部布井。

(3)开发层系Ⅱ对层系Ⅰ的影响不明显，开发层系Ⅰ会使层系Ⅱ中的原油一定程度上侵入气顶，对开发效果造成影响。因此先开发层Ⅱ后开发层系Ⅰ会获得较高的原油采出程度，但初期产能较低，而同时开发层系Ⅰ、层系Ⅱ可以获得较高的初产，但由于油侵气顶，油藏采出程度较低。综合考虑油藏采收率和初期产量贡献，推荐先底部采油后边部采油的开发方式。

(4)针对Z油藏的实际情况，通过数值模拟结果表明：最优开发方式为同时开发油藏底部与边部，其中底部油藏最优布井数量为4口，单井最优配产1500m3/d,边部油藏最优布井数量为2口，单井最优配产100m3/d。

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