海上浅水三角洲油田水平井高效开发技术_王少鹏.pdf

地球科学 Earth Sciencehttp:/第 48 卷 第 2期2 0 2 3 年 2 月Vol.48 No.2Feb.2 0 2 3https:/doi.org/10.3799/dqkx.2022.267海上浅水三角洲油田水平井高效开发技术王少鹏，孙广义，吴穹螈，翟上奇，常会江中海石油（中国）有限公司天津分公司渤海石油研究院，天津 300450摘要：陆地定向井密井网开发模式在海上浅水三角洲油田适应性差，对海上浅水三角洲油田水平井开发技术开展研究.以浅水三角洲沉积模式为指导，根据地震沉积学原理，提出了 BZ油田浅水三角洲储层的形成条件、成因机理及分布特征；结合大尺寸物模实验及油藏数值模拟方法对一次井网进行部署与优化.BZ油田浅水三角洲储层发育类型为多个单一分流河道侧向迁移叠置所形成的连片朵叶状复合砂体，识别了 3种河道接触样式.海上浅水三角洲油田一次井网采用水平井交错井网，储层上部采油、下部注水开发效果最好，提出 3种河道接触样式下井网优化方法.首次提出了海上浅水三角洲油田基于单河道的水平井单砂体布井开发技术，在 BZ油田应用，开发效果评价为一类.关键词：浅水三角洲；储层构型；水平井；井网优化；驱油效率；石油地质.中图分类号：P744 文章编号：1000-2383(2023)02-764-12 收稿日期：2022-12-19The High Efficiency Development Technology of Horizontal Well in Offshore Shallow Water Delta OilfieldWang Shaopeng，Sun Guangyi，Wu Qiongyuan，Zhai Shangqi，Chang HuijiangBohai Petroleum Research Institute，CNOOC（China）Co.，Ltd.，Tianjin Branch，Tianjin 300450，ChinaAbstract:The development mode with dense well pattern in land is not applicable to offshore shallow water delta oilfield,This paper studies the development technology of horizontal wells in offshore shallow water delta oilfield.Based on the sedimentary model of shallow water delta and the principle of seismic sedimentology,the formation conditions,genetic mechanism and distribution characteristics of shallow water delta reservoir in BZ oilfield are put forward.The primary well pattern is deployed and optimized through largescale physical model experiment and reservoir numerical simulation.The development type of shallow water delta reservoir in BZ oilfield is continuous lobed composite sand body formed by lateral migration and superposition of multiple single distributary channels,Three river contact patterns were identified.The primary well pattern of offshore shallow water delta oilfield adopts horizontal well staggered well pattern,and the effect of oil production in the upper part and water injection development in the lower part of the reservoir is the best.The well pattern optimization method under three channel contact patterns is proposed.For the first time,the development mode of horizontal well and single sand body layered system based on single channel in offshore shallow water delta oilfield is proposed,which is applied in BZ oilfield,and the development effect is evaluated as class I.Key words:shallow water delta oilfield;reservoir configuration;horizontal well;well pattern optimization;oil displacement 基金项目：中海石油（中国）有限公司综合科研项目“渤海双高油田挖潜关键技术研究”（No.YXKY2018TJ04）.作者简介：王少鹏（1982-），男，高级工程师，长期从事油气田开发地质相关研究工作.ORCID：0000000205520350.Email：*通讯作者：孙广义，Email:引用格式：王少鹏，孙广义，吴穹螈，翟上奇，常会江，2023.海上浅水三角洲油田水平井高效开发技术.地球科学，48（2）：764-775.Citation：Wang Shaopeng，Sun Guangyi，Wu Qiongyuan，Zhai Shangqi，Chang Huijiang，2023.The High Efficiency Development Technology of Horizontal Well in Offshore Shallow Water Delta Oilfield.Earth Science，48（2）：764-775.第 2 期王少鹏等：海上浅水三角洲油田水平井高效开发技术efficiency；petroleum geology.浅水三角洲储层广泛发育于我国的松辽盆地（王家豪等，2012）、江汉盆地（易晶晶和陈科霏，2021）、鄂尔多斯盆地（刁帆等，2013）以及渤海湾盆地（李振鹏，2020）等区域，该类型储层纵、横向变化快，非均质性较强，直接影响井网部署及有效注采关系的建立.相比定向井，水平井具有泄油面积大，初期产能高的特点，但同时应用成本相比定向井要高昂，陆地浅水三角洲油田一般一次井网采用定向井密井网开发模式，多应用水平井进行二次开发调整及高含水期剩余油挖潜（赵志峰，2007；曾祥平，2010；贾 俊 山 等，2012；朱 丽 红，2013；周 亚 洲 等，2014；刘书宁，2016），而浅水三角洲油田一次井网采用水平井开发模式无成熟经验可供借鉴.海上油气田开发多依托固定式或浮式海上平台，受平台空间、构造及设计寿命限制，难以采用陆地密井网开发模式.海上油气田开发的主要特征为“高速高效”，“少井高产”是一次井网部署要考虑的重要指标.渤海油田自“十五”期间开始尝试采用水平井对河流相大底水油藏进行开发，在秦皇岛 326等油田应用取得较好的效果，而浅水三角洲常规边水油藏主要在“十一五”期间进行规模开发，以 BZ 油田为主的浅水三角洲油田储层发育多层砂岩，油藏埋深跨度大，砂体叠合程度较差，因此常规定向井密井网模式开发适应性差.本文以 BZ 油田为研究区，结合地质油藏特征，对浅水三角洲储层复合砂体进行了构型解剖，在此基础上结合大尺寸岩心物模实验和油藏数值模拟方法开展了井网部署与优化研究，在海上浅水三角洲油田首次提出了水平井一次井网分层系布井开发的创新模式，形成水平井高效开发技术.在该模式指导下，BZ油田“十二五”以来大规模采用水平井开发与调整，投产至今连续 12 年稳产百万方以上，取得较好开发效果.1 研究区概况 BZ油田位于渤海南部海域，为发育于黄河口凹陷中央构造脊北端的一个复杂断块，主要含油层系发育于新近系明化镇组下段，油藏埋深1 1801 450 m，储层为朵叶状浅水三角洲沉积为主，具有河道切割叠置、局部连通性差特征，孔隙度分布范围为23.6%40.3%，平均值32.1%，渗透率分布范围为100.87 588.1 mD，平均值为 2 366.7 mD，具有特高孔、特高渗的储集物性特征.BZ油田油气藏分布明显受构造控制，同时受岩性影响，平面上和纵向上存在多套油气水系统，流体系统复杂多样，以岩性-构造油气藏为主.BZ油田流体性质为中-重质常规油，明化镇组地面原油密度0.8890.929 t/m3（20），地层原油粘度 8.2122.80 mPas，平均11.71 mPas.油田探明原油地质储量5 000万吨规模.BZ油田于2009年初投产，初期采用水平井分层系布井开发模式，目前已钻井100余口，井距250500 m，综合含水率已达 84.3%，采出程度 25.5%.2 水平井高效开发技术 2.1复合砂体内部构型解剖技术储层构型（Reservoir architecture）的概念最早由 Miall提出，其核心是“层次分析”，即研究不同级次成因单元的空间形态、规模和接触关系（Chapin et al.，1994；Pyles et al.，2011；Zhang et al.，2021）.构型层次分析方法最早应用于曲流河、辫状河等河流体系的现代沉积和野外露头观察，目前国内学者也将该方法引入地下浅水三角洲储层研究.国内外学者对浅水三角洲沉积相带组合和构型单元特征进行了研究，认为砂质供给和浅水湖盆可容空间的变化控制了浅水三角洲的构型模式，分流河道是浅水三角洲最主要的构型单元，构型单元的接触样式及分布规模控制了流体的运移（吴穹螈等，2020；衡勇等，2022；任奕霖等，2022；尹楠鑫等，2022）.然而这些研究主要是利用密井网资料进行分析，利用地震资料开展浅水三角洲构型研究较少，研究方法难以应用到海上稀井网油田.本文以浅水三角洲沉积模式为指导，根据地震沉积学原理，研究了 BZ 油田浅水三角洲储层的形成条件、成因机理及分布特征.在进行储层构型研究之前，往往需要确定研究区目的层段的沉积模式，受限于观测手段，本文采用现代沉积来进行原型模型适用性分析，明确研究区的沉积模式及成因机理.Atchafalaya三角洲为典型的朵叶状浅水三角洲，为物源供给充足、盆地地形坡度平缓条件下所形成.从卫星照片可以看出，平原分流河道在牵引力的作用下逐渐进入河口区，在初期湖水难以对其改造，平原分流河道在水下继续向前延伸，而展现出孤立条带状形态（图 1a），此时分流河道以纵向延伸为主.随着往河口方向迁移765第 48 卷地球科学 http:/距离的增加，河口区水体深度也逐渐增加，水下分流河道受河口区水体顶托作用发生改造，使得分流河道频繁侧向迁移改道，此后分流河道不断发生分叉、交汇，并对早期所形成的分流河道产生一定的改 造，最 终 形 成 连 片 分 流 河 道 复 合 体（赵 伟 等，2011；段冬平等，2014）（图 1b）.BZ油田主力含油层位为新近系明化镇组下段，实钻井资料表明平面上砂体大面积连片，地震振幅属性切片也呈现出典型的连片分布特征，整体上研究区为中期基准面下升半旋回