油藏立体开发研究进展与现状.doc

油藏立体开发研究进展与现状摘要：油藏立体开发在辽河油田和胜利油田虽然已经有所应用，但是油藏立体开发的油藏类型、目的、内 涵等都有很大不同文章对各自的应用重点、研究程度等进行了介绍同时介绍了国外在立体开发重要基 础一一重力驱开发方面的研究成果最后介绍了油藏立体开发前景、将来可能的主要应用领域——变质岩 基岩潜山油藏在全球的分布情况，以及未来主要研究方向关键词：油藏立体开发重力驱变质岩潜山关键技术1油藏立体开发在中国方兴未艾立体开发，在城市规划等领域虽然早有提出和应用，但是在汕气田开发中却少有研究 辽河汕III第一次明确提出汕气III立体开发的概念、内涵，并应用于兴隆台变质岩潜山汕藏和 巨厚层稠油油藏开发实践⑴油藏立体开发通过设计冇针对性的井网，合理选取开发方式和井型，利川重力势能，最 人程度地提高汕气采收率，经济、高效实现汕气开采的新型开发模式既适川于巨厚或者人 倾角砂岩油藏，更适用于高角度裂缝发育的碳酸盐岩油藏、火山岩油藏和变质岩油藏立体 开发的渗流机理中既考虑水平方向上的注采压力差、粘滞力等水平作用力对流体渗流的影 响，同时考虑重力、毛细管力等垂直作用力对流体渗流的影响在中国，油藏立体开发作为关键词最早是在2007年提出的，但是其概念、内涵和所应 用的汕藏类型在2013年之前一直比较模糊，其至存在较大差异。

以立体开发应川的汕藏类 型，就有两种主要类型：—种是以王端平、关富佳、张金岗研究、应用的复杂断块油藏针对复杂断块油藏 断裂系统复杂、断块小、汕层多、非均质性强、汕水关系复杂，造成开发单元分散，难以形 成开发井网，布井难度大的特点，王端平提岀通过层系、井网、钻采工艺的立体优化，对平 面上大小不等的块和纵向上渗透率差杲大的层，实现统筹兼顾，一次调整到位，从而达到 经济有效开发的目的同时总结了层系、井网、钻井、采汕4方血•优化方向的转变：层系的 立体优化由原來的分段划分向相似划分转变，由逐步细分向一次细分到位转变井网的立体 优化由断块内完善向跨断块完善转变；井网由仅考虑构造因素向考虑多因素各向界性影响 转变，由多期井网向一期井网转变;钻采工艺的立体优化山原來的水平井单一井型为主，转 变为多靶点定向井、跨块水平井、绕锥弧形井等复杂结构井，在采汕工艺方面由原先的分层 注水转为分采分注及同井采注，由原先的作业换层转为智能换层根据这些认识，在永安镇 油出永3试验区进行了实践也取得水驱控制程度从63 %提到90. 9 % ,采收率提高9.6% 的好效果关富佳、张金岗则提出利用水平井控制优势油砂体，使用定向井和直井完善注采 关系，认为立体井网是一种适应复杂小断块油藏的定向井和水平井联合的井网。

因此，复杂 断块汕藏的“立体开发”本质上是一种“联合优化、整体开发”是一种超出于单个汕藏之 上，借助复杂结构井，通过多专业联合，将多个油藏作为一个整体设计井网系统，进行的整 体开发关富佳文中提出的“立体井网，是以断块平Ifli儿何形态、断块规模、油砂体空间分 布特征为基础，同时考虑储层非均质性、渗透率方向性的-种适应复杂小断块汕藏的水平井、 定向井联合一次布井方式”、王端平文中总结的“T类和类油层通过立体优化组合，针 对剩余油不同组合方式,采用不同类型的复朵结构井设计，设计了平而绕水舌、纵向绕锥水 平井、跨断块水平井和跨断块多靶点定向井的井型组合模式”都反映了这一认识应用的另一种油藏类型是块状油藏一些尚停留在概念设计和比较阶段，如范乐宾等 人应用数模工具对两口界面水平注釆井跟端界向悄况等进行了开发指标对比而以辽河油m 任芳祥为代表的块状油藏立体开发则在取得初步理论认识的基础上，进行了开发实践工为有效开发潜山稀油油藏、隔夹层发育的中深层块状稠油油藏及特深层块状稠油油藏, 辽河油出任芳祥等建立了多段多层水平井叠置（见图1）、直井注汽平面驱替加水平井垂向 重力泄汕、上水平井注汽下水平井泄水加肓井采汕三种立体开发模型，采用现场测试、物理 模拟、数值模拟等技术研究了 3种立体开发方式的机理。

认为潜山稀油油藏立体开发机理是 分段均压作用、垂向重力作用及立体联供作用，隔夹层发育的中深层块状稠油油藏立体开发 机理是重力泄汕和蒸汽驱作用，特深层块状稠汕汕藏立体开发机理是重力泄水与蒸汽驱作 用他们在兴古潜山稀汕汕藏、杜84块兴VI组中深层块状超稠汕汕藏、洼59块特深层块状 稠油油藏进行了现场试验图1 2300米含油幅度的裂缝型潜山油藏4段7层水平井立体开发（剖面）示意图与“联合优化、整体开发”的复杂断块油藏立体开发不同，辽河油皿指出，油藏立体 开发是以流体三维运移和驱动规律为棊础，既考虑水平作川力对流体渗流的影响，又考虑垂 直作用力对流体渗流的影响而建立起來的一种开发模式此种开发模式不局限于一套层系、 一套井网，而是将垂肓•井网与水平井网札I结合，采用立体井网对汕藏进行开发因此，这种 油藏立体开发是作为一种新开发方式，而不是部署或者油藏管理原则，以传统径向流模型（线 性、球形）为基础，在油层纵向上增加垂向驱动（重力排泄）的渗流模型2重力驱成为立体开发基础研究的重要方面在国外，检索截止2012年底，汕气藏（田）立体开发尚未形成概念偶有多汕藏整体 规划、整体开发的研讨，与复杂断块汕藏立体开发相近役重力驱是蒸汽辅助重力泄汕、多介质辅助重力泄汕的主要采汕机理，也是潜山稀汕汕 藏、块状稠油油藏顶部注气开发研究的重要因素之一，国外早在上世纪九十年代就有这方面 的许多研究，包括：注C02气实现高渗透倾斜油藏稳定重力驱⑺、深层（埋深达5〜7km）巨厚 （油层厚度2 km）强非均质性的碳酸盐岩凝析油气田（滨里海凹陷盐下层PD油气山）推荐 注C02开发的研究⑹、注气开发中开采方案-生产制度-生产装置等的优化引、水驱或者水气 交替注入之后近混相气驱中三相流动-共存水-毛细管力-润湿性等对重力驱的彩响w叫考 虑重力作用下气顶驱或底水驱锥进参数的预洲叭气驱中受重力-粘度-非均质性影响而导致 油的窜流⑯、注坯气驱汕效率的计算w以及对于注气和循坏注气过程中在裂缝介质中存在 的扩散现象的研究购等。

除了以上研究，其他一些研究人员围绕重力作用开展研究，客观上奠定了汕藏立体开 发的一些基础这些研究有：通过成像测井、生产测井、开采史的综合分析认识裂缝特征, 研制简单的机械模型研究重力、毛细管力、扩散、裂缝参数、基岩渗透率的不确定性等对混 相注气和一次采汕的影响网；通过实验、统计和数值模拟，用X射线和CT手段观察裂缝岩 心的更力驱，考虑裂缝表面的粗糙度和摩擦力因子，描述流体流过裂缝农而的特征固；根据 室内试验，推导估测底水向水平井脊进时汕水界面移动的方程式，其中考虑了在密闭赫尔- 肖氏模型中研究重力影响下油-水界血的移动，并建立用來描述此过程的新的理论，并且对 于Dupuit解建立一种包括储层高度/宽度比影响的关系式，可以用来计算垂直方向的流动 阻力⑷当然，也有通过解析解和数值解描述重力吸吮作用及重力排驱过程的研究呦3任重道远，立体开发渗流机理、油藏适用性、油藏工程设计等尚待研究初步分析表明，油层纵向连续、厚度大，内部没有较大面积连续分布夹层的砂岩和特 殊岩性油藏都适用于立体开发已经取得较好效果的变质岩棊岩潜山油藏在全球冇广泛分 布现今发现的含姪基岩潜山，除了而苏联，在欧洲、亚洲、非洲、南北美洲和澳洲各种 类型的沉积盆地中都冇存在冋。

在欧洲，潘农盆地发现有人最不同年代的基岩汕田，科尔巴仟盆地逆掩断层之下的前 寒武纪之结品基底中发现了隆布纳油III,维也纳盆地中生代碳酸盐基底中也发现了油气藏 （马岑、阿吉尔卡拉、什基尔罕-基瞅 什基尔罕-乌别尔基弗等油田）在奥林匹斯一科尔巴 仟高地，有北施特兰盆地的克莱尔汕田，存在于裂缝片麻岩和古泥盆纪-红色石炭纪灰岩基 底岩石中在亚洲，中国发现了一系列基岩油气田，主耍分布在两个盆地内——祁连山山前的鸭 儿峡及渤海湾的兴隆台其中，兴隆台变质岩潜山油川是貝有里程碑意义的潜山内幕油藏, 含汕幅度高达2335m, 2011年底探明上亿吨石汕地质储量在印度，1989年在孟买盆地发现了坎贝汕田和锡兰汕田两个含汕气基岩汕田，汕气总 虽介计达2900万吨早期，在阿萨姆-阿拉堪盆地，也发现冇规模较小的博尔勒拉基岩油出 在印度尼西亚的苏马特里盆地，基岩油藏主要分布在诺尔-伊斯特-比卢克油口在非洲，利比亚的希里特盆地发育冇世界上最大的基岩油田：阿乌日拉一纳死拉油田 该汕川与花岗岩丘陵潜山阿吗尔相接，它们之间（更准确地说靠近阿乌FI拉）还应该存在着 一•个完整的大油山非洲的摩洛哥，貝有工业价值的基岩油田主要存在于里夫盆地，是一些 小油田，如西奇一费里、伯列德一艾德一杜姆，乌艾德一梅拉等。

其中一些油出具备双层结 构特点：下部是古生代潜山残丘（石英岩、花岗岩风化壳），占大约40%的汕气储量；上部 是侏罗纪石灰岩埃及的伊丄湾盆地前寒武纪裂缝潜山油藏也采岀过少量原油在美国，基岩油藏也有分布包括中西部盆地十余个小油气田、安玛里奥潜山的休格通 —潘汉徳尔汕田，以及宾夕法尼亚二亞系花岗砾岩潜山汕藏加利福尼亚州也有3个较著名 的基岩油田：珊-哈尔金，劳斯-安杰列斯和桑塔一马利亚油出在南美洲，委内瑞拉基岩油田有拉帕斯油田和马拉开波盆地的马拉油田，巴西有希尔tl 比-阿拉高斯盆地的卡尔莫巴利斯、西里金尼亚、利阿金艾木油III,秘鲁有拉波利亚-巴利亚 斯油田，但是规模较小澳人利亚在博乌恩苏拉特盆地罗姆高地附近发现了含汕气古生代基岩潜山，在普林可达 乌恩斯汕气田基岩气藏基岩潜山山于普遍分布有裂缝，且常以中高角度裂缝为主，成为油藏立体开发潜在对 彖，油层巨厚的碳酸盐岩油藏、砂岩油藏也同样适合于立体开发，因此油藏立体开发前景广 阔但是，油藏立体开发的一些关键技术还处于空白第一，立体开发渗流机理，亦即与重力势能密切相关的三维渗流场的数学描述尚待建 立包括:1） 立体开发的压力和饱和度场建立正确的渗流场是建立数学模型和计算方法询提, 是所有研究的基础。

因此盂要表征渗流场形态，探究在平面直线流、平而径向流的基础上叠 加重力势能建立立体渗流场的口 J行性2） 三维立体渗流计算方法的研究，提出复杂井网采收率的快速评价方法一是要建立 三维的达西公式常规的开发方式都是在二维的基础上建立的，要立体开发就必须建立起三 维的达西公式二是建立考虑重力作用的水平井单井计算模型第二，立体开发油藏适应性，亦即筛选、确定能够显著体现重力效应、适应立体开发 的油藏地质条件第三，立体开发汕藏T程设计，形成立体开发模式包括：1） 准确划分开发阶段与开发技术指标的界定，完善试井分析理论2） 合理开发方式的选择，立体开发不可能至始至终完全依靠天然能量来开采3） 立体开发动态分析方法。