辽河油区西部凹陷西斜坡薄层稠油带的评价与应用水平井开发研究
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摘要
本文以辽河断陷西部凹陷西斜坡古近系沙一二段为例,开展了中深层薄层稠油难采储量的勘探开发研究工作。本文从分析区域地质背景入手,通过高精度层序地层理论、油气成藏系统理论等的研究,得出了薄层稠油油藏的分布规律及控制因素。在精细评价的基础上,优选出有利的含油圈闭,利用水平井方式进行评价部署研究,并取得较好的效果。
通过本文所依托项目的研究,取得了下列研究进展:
(1)建立古近系沙一二段的高精度层序地层格架,划分出2个三级层序和4个四级层序和9个五级层序。确定了该区发育有西八千和齐家两个扇三角洲沉积体系,其中西八千扇三角洲沉积体发育的面积大,相带延伸长,是主要的沉积体。通过目标层的单层沉积微相的研究,提供了目标层位单砂体在平面上的变化规律:河道砂体在横切水道的剖面呈透镜状特征,透镜体宽度一般300～400m,厚度一般5～10m,平面上沿着水道方向呈条带状,相互交叉成网状;在交叉的河道之间,发育有河道间的微相,主要以分选较差、泥质含量较高的薄层砂岩为主,少数部分发育成厚层泥岩,是油气储存的不利相带。
(2)根据断裂体系研究,将主要断裂分为三类;以断裂体系研究为统领,将工区划分为内部斜坡带及盆地边缘带,同时根据区块成因特征的相似性,进一步归类细分为6个断块区,以区带为单元进行构造特征精细研究。通过对盖层分布特征的研究,确定该区两种圈闭遮挡条件的分布规律。按照成因类型,将发现的圈闭分成构造圈闭、地层圈闭、岩性圈闭三大类。构造圈闭是该区圈闭的主要类型,细分为断块圈闭、断鼻圈闭、断背斜圈闭,主要分布在内部斜坡带;地层圈闭主要是地层不整合遮挡圈闭,分布在盆地的边缘带;岩性圈闭主要以砂体上倾尖灭和河道侧向尖灭形成的圈闭为主,在该区分布较少。根据目标砂体的特征进行了目标圈闭的微构造特征研究。
(3)描述了西斜坡薄层稠油的纵向、平面的分布特征,确定3个大的有利勘探开发目标区。从建立本区两种不同的成藏模式研究入手,分析了构造、沉积、断裂及油藏封闭条件等因素对稠油分布规律的影响,总结出5个油藏控制因素,分别提出了相带控制目标储层砂体发育、构造和位置控制油藏分布、小断层控制原油在厚薄油层中差异分布、盖层控制油藏类型、不整合控制原油性质等观点。
(4)通过水平井相对于直井优越性的论证,确定本区薄层稠油采用水平井方式进行评价部署的可行性,结合本区薄层油藏目标储层、微构造等的研究成果,开展水平井开发技术研究。综合应用数值模拟方法,论证了水平井部署的油层厚度下限标准为4m,水平井长度为300-450m,并通过新钻探水平井证明利用水平井开发薄层稠油油藏的可行性。
This paper is a technical summary on the evaluation and development of the thin-stratum heavy oil in the Western slope, west Depression, Liaohe oilfield. It presented the distribution and the control factors of the thin-stratum heavy oil reservoir by analyzing the regional geology background and by using the high-resolution sequence theory and the hydrocarbon accumulation system theory. The technologies about horizontal wells will be introduced to the exploration and development in thin-stratum heavy oil reservoir. This paper is a meaningful attempt on the exploration and development of the difficult recoverable reserves of heavy oil.
The following results were achieved in this paper:
1. The high-resolution sequences framework of shahejie formation has been established and divided into two 3rd order sequences and four 4th order sequences and 9 5th order sequences. Several sedimentary micro faces have been recognized within the high-resolution sequences framework, such as channels, bars and so on. Two large scale fan deltas were identified.
The sedimentary micro faces mapping of the 4th order sequence revealed the xibaqian fan delta is bigger in this area and the lateral change of micro faces and sand thickness.
2. According to fracture System research, all the faults were divided into three groups and the work area was divided into two parts: the internal slope and the basin margin. According to the similarity of causes and features, the structure was subdivided into six block-areas. In accordance with the genetic type, the traps were classified. All the traps were divided into 3 major categories, such as structure traps, formation traps and rock traps. The main trap type is structure in this area. Structure traps can be subdivided into block traps, broken-nose traps, broken-anticline traps. And they mainly distribute in the internal slope. the main formation trap is the unconformity trap which mainly distributes in the basin margin. Rock trap is seldom in this area.
3. The distribution characters of the thin-stratum reservoirs were described and three major areas were identified to be explored. Started from two different modes in this district, all sorts of factors was analyzed which influence and control the distribution of heavy oil, such as structure, deposition, fracture and reservoir conditions. Those factors which control the distribution of heavy oil in the thin-stratum reservoir were focused. And the characters of the unconformity reservoir was tried to be told in this paper, too.
4. Through analyzing the superiority of the horizontal wells which compare to the vertical wells, the horizontal wells were selected as the style to evaluate and develop these reservoirs. By applying numerical simulation methods, the minimum stratum thickness was demonstrated. So the research of exploration and development about horizontal wells was carried out in the three areas.
通过本文所依托项目的研究,取得了下列研究进展:
(1)建立古近系沙一二段的高精度层序地层格架,划分出2个三级层序和4个四级层序和9个五级层序。确定了该区发育有西八千和齐家两个扇三角洲沉积体系,其中西八千扇三角洲沉积体发育的面积大,相带延伸长,是主要的沉积体。通过目标层的单层沉积微相的研究,提供了目标层位单砂体在平面上的变化规律:河道砂体在横切水道的剖面呈透镜状特征,透镜体宽度一般300～400m,厚度一般5～10m,平面上沿着水道方向呈条带状,相互交叉成网状;在交叉的河道之间,发育有河道间的微相,主要以分选较差、泥质含量较高的薄层砂岩为主,少数部分发育成厚层泥岩,是油气储存的不利相带。
(2)根据断裂体系研究,将主要断裂分为三类;以断裂体系研究为统领,将工区划分为内部斜坡带及盆地边缘带,同时根据区块成因特征的相似性,进一步归类细分为6个断块区,以区带为单元进行构造特征精细研究。通过对盖层分布特征的研究,确定该区两种圈闭遮挡条件的分布规律。按照成因类型,将发现的圈闭分成构造圈闭、地层圈闭、岩性圈闭三大类。构造圈闭是该区圈闭的主要类型,细分为断块圈闭、断鼻圈闭、断背斜圈闭,主要分布在内部斜坡带;地层圈闭主要是地层不整合遮挡圈闭,分布在盆地的边缘带;岩性圈闭主要以砂体上倾尖灭和河道侧向尖灭形成的圈闭为主,在该区分布较少。根据目标砂体的特征进行了目标圈闭的微构造特征研究。
(3)描述了西斜坡薄层稠油的纵向、平面的分布特征,确定3个大的有利勘探开发目标区。从建立本区两种不同的成藏模式研究入手,分析了构造、沉积、断裂及油藏封闭条件等因素对稠油分布规律的影响,总结出5个油藏控制因素,分别提出了相带控制目标储层砂体发育、构造和位置控制油藏分布、小断层控制原油在厚薄油层中差异分布、盖层控制油藏类型、不整合控制原油性质等观点。
(4)通过水平井相对于直井优越性的论证,确定本区薄层稠油采用水平井方式进行评价部署的可行性,结合本区薄层油藏目标储层、微构造等的研究成果,开展水平井开发技术研究。综合应用数值模拟方法,论证了水平井部署的油层厚度下限标准为4m,水平井长度为300-450m,并通过新钻探水平井证明利用水平井开发薄层稠油油藏的可行性。
This paper is a technical summary on the evaluation and development of the thin-stratum heavy oil in the Western slope, west Depression, Liaohe oilfield. It presented the distribution and the control factors of the thin-stratum heavy oil reservoir by analyzing the regional geology background and by using the high-resolution sequence theory and the hydrocarbon accumulation system theory. The technologies about horizontal wells will be introduced to the exploration and development in thin-stratum heavy oil reservoir. This paper is a meaningful attempt on the exploration and development of the difficult recoverable reserves of heavy oil.
The following results were achieved in this paper:
1. The high-resolution sequences framework of shahejie formation has been established and divided into two 3rd order sequences and four 4th order sequences and 9 5th order sequences. Several sedimentary micro faces have been recognized within the high-resolution sequences framework, such as channels, bars and so on. Two large scale fan deltas were identified.
The sedimentary micro faces mapping of the 4th order sequence revealed the xibaqian fan delta is bigger in this area and the lateral change of micro faces and sand thickness.
2. According to fracture System research, all the faults were divided into three groups and the work area was divided into two parts: the internal slope and the basin margin. According to the similarity of causes and features, the structure was subdivided into six block-areas. In accordance with the genetic type, the traps were classified. All the traps were divided into 3 major categories, such as structure traps, formation traps and rock traps. The main trap type is structure in this area. Structure traps can be subdivided into block traps, broken-nose traps, broken-anticline traps. And they mainly distribute in the internal slope. the main formation trap is the unconformity trap which mainly distributes in the basin margin. Rock trap is seldom in this area.
3. The distribution characters of the thin-stratum reservoirs were described and three major areas were identified to be explored. Started from two different modes in this district, all sorts of factors was analyzed which influence and control the distribution of heavy oil, such as structure, deposition, fracture and reservoir conditions. Those factors which control the distribution of heavy oil in the thin-stratum reservoir were focused. And the characters of the unconformity reservoir was tried to be told in this paper, too.
4. Through analyzing the superiority of the horizontal wells which compare to the vertical wells, the horizontal wells were selected as the style to evaluate and develop these reservoirs. By applying numerical simulation methods, the minimum stratum thickness was demonstrated. So the research of exploration and development about horizontal wells was carried out in the three areas.
引文
[1]童晓光 辽河坳陷石油地质特征 辽河油区勘探与开发(勘探分册)石油工业出版社 1997 年 1 月北京第一版
[2] 童晓光等 中国东部第三纪陆相断陷湖盆隐蔽油藏的发育特点和分布规律 石油勘探与开发 1983 年第 3 期
[3] 谢文彦等 辽河探区油气勘探新进展及下步勘探方向 中国石油物探 2005/04
[4] 罗英俊 难动用储量油藏评价方法 北京 石油工业出版社
[5] 刘喜林 难动用储量开发稠油开采技术 北京 石油工业出版社
[6] 池秋鄂 龚福华 层序地层学基础与应用 北京 石油工业出版社
[7] 朱筱敏 含油气断陷盆地盆地分析 北京 石油工业出版社
[8] 吴崇筠 薛书浩 中国含油气盆地沉积学 石油工业出版社 1993
[9] Vail P.R. Seismic stratigraphy and global changes of sea level AAPG 1977 Memoir26
[10] Davis R. A. JR. Depositional systems- A genetic approach to sedimentary geology. Prentice-Hall Inc. 1983
[11] Mail A.D.,Alluvial Sedimentary Basins: Tectonic setting and basin architecture, Sedimentary and Tectonic in Alluvial Basin ,1981
[12] Wesccot W. A.& Ethridge F. G. 1980, Fan-delta sedimentology and tectonic setting AAPG 1980 Vol.64 No.3
[13] Reading H. G. sedimentary environments : Process and Stratigraphy, Blackwell Science 1996
[14] 林畅松, 刘景彦, 张英志等 构造活动盆地的层序地层与构造地层分析——以中国中、新生代构造活动湖盆分析为例[J]. 地学前缘 2005(04)
[15] 林畅松 构造活动盆地的层序地层与构造地层分析——以中国中、新生代构造活动湖盆分析为例 现代地质 2005.4
[16]邱桂强 陆相断陷盆地高精度层序地层研究现状与思路 油气地质与采收率 2005/03
[17]张永华 杨道庆等 高精度层序地层学在隐蔽油气藏预测中的应用 石油物探 2007/04
[18] Van Wagoner J.C., Jones Cliver R, High Frequence-stratigraphy and facies architecture of the Sego Sandstone in the Book Cliffs of western Colorado and eastern Utah. In: Sequence stratigraphy applications to shelf sandstone reservoirs; outcrop to subsurface examples; AAPG field conference, September 21-28,1991:1-10
[19] Posamentier H W, Jervy M T et al., Eustatic controls om clastic deposition I –Conceptual frameworks in: Sea-level changes: an tnterpreted approach. Spec. Publ. Soc. Ecan. Paleont. Miner. 1988,42:104-114
[20] Cross T A. Controls on coal distribution in trasgressive-regressive cycles, Upper Cretaceous, Western Interior, U.S.A. In: Wilgaus C K, et al. Sea-level changes: An intergrated approach. SEPM Special Publication, 42, 1988.371-380
[21] 林畅松 高精度层序地层分析:建立沉积相和储层规模的等时地层格架 现代地质 2002 年第 03 期
[22]樊中海 杨振峰 高精度层序地层格架在扇三角洲体系储层精细对比中的应用 地质科技情报 2005/02
[23] 夏位荣 张占峰 程时清 油气田开发地质学 北京 石油工业出版社
[24] 张厚福 方朝亮 高先志 等 石油地质学 北京 石油工业出版社
[25] 吴元燕 陈碧钰 油矿地质学 北京 石油工业出版社
[26] 车翔飞 马宏斌等 辽河油区稠油分布规律
[27] 于兰兄 张庆龙 断层在辽河曙一区超稠油油藏形成中的作用 大庆石油学院学报 2005/06
[28] 赵启双 辽河油区难采储量综合评价 中国地质大学(北京)硕士论文
[29] 万仁溥 中国不同类型油藏水平井开采技术[M] 北京 石油工业出版社,
[30] Drskins W. D. Horizontal finding niche in heavy oil Amer. Oil Gas Rep. 1995,38(9) P44-48
[31]Moroongroge V. Improved oil recovery through the use of horizontal well in thin oil column: a case study from Platong field, Gulf of Thailand SPE Asia Pacific Oil Gas Conf. Exhib. 2003
[32]Moroongroge V. Improved oil recovery through the use of horizontal well in thin oil column: a case study from Platong field, Gulf of Thailand SPE Asia Pacific Oil Gas Conf. Exhib. 2003
[33]Mackow H.M. Successful implementation of shared leraning and new technology to develop a thin column with horizontal wells in the Mahogany gas field,offshore Trinidad 4th International Conf. Exhbn. On Horizontal Well Tech.
[34]Islam M.R. Oil recovery from bottomwater reserviors J. Pet. Tech. 1993, P514-516
[35]Bagci S. A comparative laboratory analysis of steam-flooding with horizontal wells in heavy oil reservoirs having bottom water zone Can. SPE/CIM/CANMET Inter. Recent Adv. Horizontal Well Appl. 1994
[36]Zaitoun A. Control of water influx in heavy-oil horizontal wells by polymer treatment 67th Ann. Tech. Conf. 1992
[37] Zheng Hongyin Improved oil recovery of edge and bottom water reservior by drilling horizontal sidetracks SPE Asia Pacific Oil Gas Conf. Exhbn
[38]Sarkar A.K. Use of horizontal wells for improving steamflood performance of a thin-permeability heavy-oil reservoir SPE/DOE 9th Symp. IOR. 1994
[39]Doan L.T. Strategies for steamflooding marginal heavy oil reserviors using horizontal wells---a laborary study 48th Ann. Tech. Mtg. Pet. Soc. 1997
[40]Huang W. S. Cold production of heavy oil from horizontal wells in the Frog Lake field SPE Res. Eval. Engng. 1998,1(6) P551-555
[41]李晓平 水平井产能及试井分析研究进展 油气井测试 2003 年 2 月第12 卷第 1 期 P62-65
[42]陈昊 中原油田水平井地质评价技术 国外油田工程第 21 卷第 7 期 2005.7 P.42-44
[43]顾岱鸿 低渗油藏裂缝队水平井产能影响的实验研究 断块油气田 2005 年 9 月第 12 卷第 5 期 P31-33
[44]赵磊等 深层低渗透油藏难采储量评价及开发技术研究 重庆石油高等专科学校学报 2002 年第 4 卷第 1 期 P.9-11
[45]刘华勇,特稠油水平井热采技术经济评价方法及应用, 江汉石油学院学报(社科版)2005.1
[46]李顺明 丛式水平井组在复杂断块油藏开发中的应用研究 石油勘探与开发 2002 年 12 月 Vol.29 No,6 P81-87
[47] 王新宇等 河南油田特薄层稠油蒸汽吞吐试验综合评价 西部探矿工程 2002 年 9 月 第 5 期 N0.78 P.50-53
[48] 崔连训 3-5m 特薄层超稠油油藏蒸汽吞吐厚度界限研究 特种油气藏 2003 年 1 月 P35-38
[49]张初阳等 浅薄层特超稠油吞吐中后期间歇汽驱现场试验 江汉石油学院学报 2002 年 9 月 Vol.24 No.3 P.43-45。
[50] 牛丽娟 薄层特稠油油藏水平井地质优化设计-以乐安油田草 128 块为例 石油天然气学报(江汉石油学院学报) 2005 年 10 月 Vol.27 No.5 P635-637
[51] 左悦 难动用薄层稠油油藏水平井开发实践 特种油气藏 2005 年12 月 Vol.12 No.6 P.48-49
[52] 张文昭 中国陆相盆地油气开发实践,北京 石油工业出版社
[53] 胡见义等 中国陆相石油地质理论基础 北京 石油工业出版社
[54] 田在艺等 中国含油气沉积盆地论 北京 石油工业出版社
[55] 顾志明 辽河裂谷的断块运动和油气聚集 辽河油区勘探与开发(勘探分册)
[56]李应暹 辽河盆地渐新世初期的扇三角洲 辽河油区勘探与开发(勘探分册)
[57]朴明植 辽河裂谷盆地下第三系生油层评价 辽河油区勘探与开发(勘探分册)
[58]宋少英 辽河断陷下第三系生油岩演化特征及生油量模拟辽河油区勘探与开发(勘探分册)
[59] 童晓光 中国东部第三纪箕状断陷缓坡带的石油地质特征 石油与天然气地质 1984 年第 5 卷第 3 期
[60] 刘玉英等 渤海湾盆地箕状凹陷斜坡带油气形成条件及富集程度初步探讨 石油勘探与开发 1988 年第 3 期
[61] 王涛等 中国东部裂谷盆地油气藏地质 北京 石油工业出版社
[62] 徐怀大译 层序地层学原理——海平面变化综合分析 北京 石油工业出版社,1992
[64]樊太亮等 层序地层学应用于陆相油藏预测的成功实例 石油学报 1999,20(2)
[65]池秋鄂 龚福华等 层序地层学基础与应用 石油工业出版社
[66]苏宗富 邓宏文等 济阳坳陷古近系区域层序地层格架地层特征对比 古地理学报 2006/01
[67]陈洪德 侯明才等 加里东期华南盆地演化与层序格架 成都理工大学学报(自然科学版) 2006.1
[68]孟元林 高建军 扇三角洲体系沉积微相对成岩的控制作用——以辽河坳陷西部凹陷南段扇三角洲沉积体系为例 石油勘探与开发 2006.1
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[70] 林畅松, 潘元林, 肖建新等 “构造坡折带”——断陷盆地层序分析和油气预测的重要概念[J]. 地球科学-中国地质大学学报
[71] 胡望水 卫拥军 辽河盆地构造样式与圈闭发育特征 新疆石油地质 2002.3
[72] 孟卫工 断陷盆地复杂斜坡带油气分布与成藏规律研究 西南石油大学 2006 年博士论文
[73] 付广 孟庆芬 油气封盖的主控因素及其作用分析 海洋石油 2003 年第3 期
[74] 付广 薛永超 盖层与源岩的时空配置关系对油气运聚成藏的控制作用 矿物岩石 2001 年第 2 期
[75] 张建林 地层不整合对油气运移和封堵的作用 油气地质与采收率 2005.2
[76] 范从武 王华 国外地层圈闭的分类及时空展布规律 石油勘探与开发 2002.2
[77] 裘亦楠 陈子琦 我国油藏开发地质分类的初步探讨 石油勘探与开发 1983.5黄耀华 辽河油田西部凹陷油气藏分布规律及控制因素 资源与产业 2007.6
[78] 秦永霞 斜坡带油气成藏特征与勘探方法 海洋石油 2003 年第 23 卷第2 期
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[80] 马宏斌 姜来泽等 辽河油田复杂结构井研究
[81] 张忠义 荐鹏等 薄层稠油开发试验技术研究 [82、83] 喻高明 李建雄等 底水油藏水平井和直井开采对比研究[J] 江汉石油学院学报 1999,21(1):P51～53.
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[43]顾岱鸿 低渗油藏裂缝队水平井产能影响的实验研究 断块油气田 2005 年 9 月第 12 卷第 5 期 P31-33
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