油藏数值模拟百科

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浅谈侧积夹层水平井数值模拟

2011-08-05 22:42:08 本文行家:急躁彭三爷

目前,国内大多数油田经过几十年的开发都已进入高含水、高采出程度的“双高”阶段,原油产量呈明显的递减趋势,但油藏内仍有大约50%的可采储量,这些残留, 地下的剩余石油储量对于增加可采储量和提高采收率是一个巨大的潜力,河流相油层储大 非均质性严重、采收率低,是

   目前,国内大多数油田经过几十年的开发都已进入高含水、 高采出程度的“ 双高” 阶段,原油产量呈明显的递减趋势, 但油藏内仍有大约5 0 %的可采储量, 这些残留,
地下的剩余石油储量对于增 加可采储量和提高采收率是一个巨大的潜力,河流相油层储大
非均质性严重、采收率低 ,是陆相地层中剩余油潜力最大的领域,也是我们研究和开发的重要领域。对于高含水开发后期的大庆喇萨杏油田 , 厚油层中剩余油分布零散但局部相对富集 , 其中夹层对剩余油起着一定的控制作用, 如何精确描述厚油层内部的夹层三维特征 , 尤其是曲流河砂体内部的侧积夹层 , 成为储层描述的前沿课题。
一侧积夹层识别的地质基础
1. 侧积夹层的成因:沉积过程中水动力条件发生变化 , 河道摆动致使河流相储层的砂质纹层间形成泥质夹层。在河流的侧向加积作用下 , 每一次洪水形成一个侧积体 , 洪水期间的枯水期或间洪期则形成一层泥质层。因侧积体与地层界面斜交 , 披覆其上的泥质层形成泥质侧积层 ,在砂质河道内部泥质夹层空间展布表现为 , 在顶底面处的倾角较小 , 一般在 2° ~4° , 而中间倾角在 8°~10° 。侧积泥岩层从上点坝向下点坝延伸 , 达到砂体厚度的 1 /2~1 /3处 , 河流常年水位以下 , 由于流水的常年冲刷而不能保存 , 因此泥质侧积层一般发育在点坝的中上部 , 从而形成曲流河点坝砂体下部连通、中上部不连通的 “ 半连通体 ” 。
2.侧积夹层产状:曲流夹层的产状是剖面上储层非均质性影响的重要因素之一.河点坝砂体侧积泥倾角变化趋势, 在河弯顶部分侧积泥倾角最大, 多在20º 以上, 河弯上下两端侧积泥倾角最小, 多在20º以下; 下游端的坝尾部分比上游端的坝头部分为缓, 但总趋势沿
侧积泥走向变化, 两端缓, 中间陡.侧积泥的夹角下部缓, 为2º~5º , 中部较陡, 为8º~12º , 剖面上的中上部多发育。
3.废弃河道和点坝砂体的识别是水平井岩心侧积夹层认识的研究基础 , 其认识描述程度决定了侧积夹层的预测精度。废弃河道的识别标志是: 单井测井曲线的形态、平面组合特征、单井砂岩厚度。点坝砂体的识别标志: 点坝砂体紧邻废弃河道、砂体厚度在平面上的形态呈透镜状、河道与点坝的宽度符合经验公式。根据河道的经验公式: 由河道砂体的厚度预测出河道的深度 , 由河道的深度预测活动河道的宽度 , 3倍的活动河道的宽度 =点坝砂体走向的宽度。
4.侧积夹层水洗特点:在同一侧积体内部 , 水洗状况受韵律控制。侧积夹层上下水洗界面明显 , 具有上部水洗重、下部水洗轻的特点。在 1 234~1 238m之间发育一明显侧积夹层 , 侧积夹层上下水洗界面明显 , 具有上部水洗重、下部水洗轻的特点 。
二水平井优点和应用:(1)开发薄油藏油田,提高单井产量。水平井可较值井和常规定向井大大增高泄油面积,从而提高薄油层中的油产量,使薄油层具有开采价值。(2)开发低渗透油藏,提高采收率。(3)开发稠油油藏。(4)开发以垂直裂缝为主的油藏。(5)开发底水和气顶活跃的油藏。(6)利用老井采出残余油。(7)用丛式水平井扩大控制面积,减少丛式井的平台数量。(8)用水平井注水注气有利于水线气线的均匀推进。(9)用水平探井可钻穿多层陡峭的产层,往往先党羽多搂止境的勘探效果.(10)有利于更好的了解目的层的性质。水平井在目的层中的井段较直井长得多,可以更多更好地收集目的层的各种特性资料。(11)有利于环境保护。
三夹层控制下的剩余油产状格局
层内夹层在正韵律油层中普遍发育,对剩余油的分布(产状)起着重要作用。夹层阻止了注入水因重力作用而沿底部突进的趋势,导致垂直向上流体流动受阻,在夹层的下部形成剩余油富集段;同时由于夹层的分隔导致韵律段上部薄油层注水不见效,造成局部层段驱替效果变差,剩余油富集。在高含水开发油田的后期 , 曲流河河道砂体的下高水淹 , 由于夹层对注入水的遮挡作用 , 曲流河河道砂体的中上部 , 还存在直井动用不好或不能动用的剩余油 ,利用水平井扩大油层泄油面积的优势,可以有效地挖潜河道砂体中上部的剩余油。水平井岩心中 , 剩余油分布复杂 , 油层上部夹层密度大的位置 , 剩余油富集 , 侧积夹层发育明显处,对应的水洗级别有变化 , 证明夹层对剩余油起控制作用。
四水平井岩心侧积夹层的研究方法
1.侧积夹层的定性识别方法
(1) 恢复岩心在地下储层中的位置: 根据岩心上的岩性界面及岩心的粒序 , 并辅助于层理类型和规模的变化 , 判断岩心在剖面中的上下位置; 根据钻头钻进的方向上 , 判断岩心在剖面的左右位置。
(2) 确定夹层规模: 在水平井的岩心描述中泥质夹层的角度上、从泥质夹层的厚度上、从泥质夹层延续的长度上 , 判定夹层发育状况。由此 , 初步判断侧积夹层的发育状况, 形成对岩心上侧积夹层的认识。
2.侧积夹层的定量预测方法
在实际研究中 , 基本上应用 2种定量预测方法。
(1) 夹层的密度和频率统计法
表征层内非渗透性或低渗透夹层分布的 2个定量指标是夹层分布频率和夹层分布密度:
夹层分布频率F = N /H (1)
式中  N— — — 层内非渗透性泥质夹层的分布个数个; H— — — 小层厚度 , m; F— — — 夹层分布频率 , 个 /m。
夹层分布密度S = H1 /H (2)
式中  H1— — — 层内非渗透性泥质夹层总厚度 , m;H— — — 小层厚度 , m; S— — — 夹层分布密度 , %。
夹层分布密度反映了夹层的厚度特征 , 夹层的分布频率反映了夹层的数量特征。据此得出水平井研究区目的层内部夹层在平面上的变化特征。
(2) 对子井夹层投影法
夹层的组数和个数的定量预测研究: 利用同井场的对子井 , 建立夹层的对比关系、预测夹层的倾角和数量 , 通过地质建模 , 进行夹层的三维显示。
应用水平井技术实现厚油层剩余油挖潜的目标是油层顶部未水淹或弱水淹层, 该部分厚度仅占目的油层总厚度的三分之一.水平井轨迹地质设计时, 应在油层顶部避免钻穿油层的同时, 又要避免钻遇下部高含水层.因此, 必须准确描述油层厚度、 油层顶深和含水状况, 刻画储层各种属性在三维空间的分布。
五点坝砂体侧积夹层预测及建模方法
1.单井夹层与层面“交点”的获得:依据水平井区内控制井计算侧积夹层倾角范围,给出各单井夹层的倾角和方位角。根据单井夹层投影与倾角和方位角的关系,推导夹层投影计算
公式,编制夹层在层顶面和距底1/3面上的交线投影坐标程序,并提取坐标。
2.侧积夹层与层面“交线”的预测:该步骤是预测侧积夹层连通状况的关键步骤。预测时主要遵从“由多到少、分级控制”的顺序和原则,同时应考虑夹层的连续性[6J:①首先预测夹层控制点多、相对稳定的侧积夹层。②根据点坝砂体侧积夹层沉积规律和夹层分布密度,合理预测无井点钻遇的夹层。
3. 三维“夹层面”的建立依据所预测的“夹层线”,采取变通的方式,在Petrel软件中将夹层作为断层并在空间中显示出来。
六水平井岩心的侧积夹层分析
根据岩心在剖面上的位置及产状 , 进行分析判别。轨迹与侧积夹层的接触关系根据水平井取心轨迹到储层顶底面的距离 , 判别所取岩心的剖面位置及夹层发育程度 , 再根据水平井取心轨迹与夹层位置的接触关系, 解释岩心上出现的夹层产状。不同部位的夹层 , 所反映的形、长度、厚度、角度有所不同; 岩心上所见在油层上部的夹层 , 泥质层呈断续状 , 砂泥交界不清 , 泥质层角度平缓; 在油层中上部的岩心 , 夹层形态连续 ,砂泥交界清晰 , 厚度 2cm左右 , 泥质层有一定的角度; 在油层中部的岩心 , 夹层在测井曲线上有明显反映 , 泥质层角度大、砂泥界线清晰。在油层下部的岩心 , 夹层不发育 , 砂岩以槽状交错层理为主。
综上所述,我们可以得出这样的结论:
(1)在进行地层面模拟和构造建模时,要根据实际情况,优选最适合该区井网密度与储层条件的数学算法,提高构造模拟精度。
(2)通过对单井夹层与层顶、底面“交点”进行夹层连通预测,并将预测的夹层与层顶、底面的“交线”转化为三维空间中的夹层面,建立了夹层在三维空间的分布模型,形成了一套侧积夹层连通预测与三维建模方法,所建立的夹层模型对水平井轨迹设计具有重要的指导作用。
(3)对于河道砂体相对窄、小、薄的储层,在以挖掘点坝砂体顶部剩余油为目的的水平井轨迹设
计中,高精度的构造模型是水平井设计成功的基础,点坝砂体内部侧积夹层、岩性和属性的三维数字化精细表征是设计水平井轨迹的重要地质依据。只有依据高精度的地质模型进行水平井轨迹设计,才能确保水平井轨迹设计的成功。
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参考资料:
[1] 水平井数值模拟
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