Albacora Leste油田開發:儲層情況和開發策略

編譯:張群 (大慶油田有限責任公司第五采油廠)

審校:楊為華 (大慶油田有限責任公司第五采油廠地質大隊)

Albacora Leste油田開發:儲層情況和開發策略

編譯:張群 (大慶油田有限責任公司第五采油廠)

審校:楊為華 (大慶油田有限責任公司第五采油廠地質大隊)

Albacora Leste是坎普斯盆地中最大深水油田之一,其組成為中新世高孔隙度、高滲透率的砂巖,其有效厚度為5～35 m,適于水平井開發。在沉積期后,侵蝕河道產生流體遮擋形成不同的儲層單元。文章論述了該油田主要的儲層情況以及開發過程中所采取的策略。

沉積侵蝕濁流河道 高流率井地質模型 儲層流體模型 開發策略

1 簡介

在坎普斯盆地北部的大型Albacora Leste深水油田,其儲層埋深一般在2 300～2 600 m,這些儲層為好的硅質碎屑中新世砂巖,其平均孔隙度為30%,平均絕對滲透率為3 000 mD,原油重度為16.5～21.5 API,Albacora Leste油田總體上油的采收率為90×106m3,氣的采收率為10×109m3。油田發現于1986年,但油田環境的挑戰減緩了油田的開發,油田需要新技術的支持,例如長水平填礫井及隔熱管道技術。開發井鉆于2002年。一個容量為28 600 m3的浮式采油、儲油、卸油油輪 (FPSO),P50,用于生產。2006年末當所有生產井都生產時能達到原油生產高峰。

2 地震資料

1987年該地區獲得最早的三維地震資料,但是采集的參數以及處理過程對于儲層特性的表征并不太好。在2001年,獲得了一種新的三維地震資料,它能對油田開發的儲層特性予以表征。圖1顯示了在主要儲層區域,1987年和2001年地震資料的不同。新的地震資料在解釋Albacora Leste地質模型上有顯著的改進。由于地震分辨率的提高,儲層邊界、河道砂體、河道沖刷等刻畫得更好。

一般在地震三維體中儲層表現為低阻抗,且很明顯地區別于周圍顯示高阻抗的深海頁巖。在Albacora Leste區域,由于存在著低阻抗的頁巖及薄互層 (薄的頁巖及砂巖疊合層序),形成負振幅的地震反射,從而與好儲層的反射相似。通常低阻抗的頁巖及薄互層可以通過振幅隨炮檢距變化(AVO)分析和彈性反演來區分,但是在Albacora Leste區域由于低地震分辨率,這些方法不能解決問題。由于相同的原因,識別出小型氣頂也很困難。模型表明鉆井中小的氣藏厚度即使用疊前技術在以前也沒能探測到,主要是地震脈沖干擾效應造成的。

圖1 1987年和2001年同一層地震振幅水平切片對比

2005年,獲得了一種在較小接收器上有更多地震道數的三維地震,它能獲得更多的頻率組成。這種地震將來能更好地控制儲層及可能用作四維研究,從而識別出差的儲集體。

3 開發策略

鉆完大部分開發井后發現,很多小型自由氣頂分布在油田里,并且在油田開發目標儲層中忽略了很多自然含水層的流體。大量水體的注入對于提高采收率和增加采油速度都是很重要的。注水對維持氣頂也很重要,它能避免開發井中未成熟氣噴出。高注入能力井是需要的,在 P-50運作以后,開始實施集中注水。由于儲層非常的區塊化,且注水是針對所有生產儲集區塊,所以需要很多注水井。

為了達到要求的生產和注水速率,所有16口生產井和14口注水井都水平填礫完井以控制砂體,因為存在著未固結的砂巖儲層。水平段范圍為500～800 m。使用了氣體舉升以增加流體速率。

一些研究表明在生產井以及生產設備里面的沉積垢主要來源于海水的注入及海水與地層水間的相互作用。在P-50 FPSO中安裝了除酸設備,通過除酸及嚴格控制注水質量來減少或避免儲層酸化。

在復雜的濁流沉積體系中,附近區塊的儲層壓力數據和2001年三維地震數據表明:嚴重的儲層非均質化影響排驅格局的設計。因此,在鉆生產井之前預先選擇鉆一些探井以收集儲層資料。探井表明小型氣頂有著不同的氣油界面。在收集的油樣品中發現,油密度及CO2含量存在著變化,這說明儲層的非均質性。探井也能用來核實儲層頂及底深,這樣能進一步設計高凈儲層的水平井,這樣的水平井可從定向探井側向鉆進,從而降低資本開支。

水平井雖然有長度,但是它們在幾何形態上設計簡單,可以最大程度地減少鉆井和完井問題。所有生產井和一些注水井都裝有井下壓力計。這種井下壓力和溫度數據為流體檢測、氣舉優化、儲層控制等提供了準確的信息。

完井后立即進行井數據測試以從根本上優化儲層中井位設置和改進鉆井、完井技術。這種策略的另一個積極作用是降低了不確定性,因為它對有效儲層滲透率、與儲層邊界的距離、井生產指數(PI)、注水指數 (II)及產油潛能有更好的了解。另外,還可在首次產油前清除污染損害問題。每口井測試以后,檢測新信息并且更新流體模型。

4 地質模型

在油田開發計劃實施中及時更新地質和流體模型,以為鉆井、井位設置和經濟分析、儲量估算等提供支持。為實現這些目標,以儲層構造圖、主要層位有效砂巖厚度變化圖等為基礎,建立了地質流體模型。

在地質模型的基礎上,建立了一種更精細的模型,該模型以沉積相分布為基礎。由于低的地震分辨率,很難確定河道外型。為解決這個問題,研究了類比露頭巖層,主要研究沉積侵蝕濁流河道數據,這些研究結果作為目標模擬輸入的原始數據。在生成模型的過程中,需進行稍微的數據修改。

通過分析地震振幅和阻抗圖、井間地震剖面和地震屬性切片能解釋儲層非均質性及約束體 (流體屏障)連通性,這種方法應用于地質和流體模型中。主要的儲層非均質性與以下兩個因素有關:①侵蝕AB140和AB210儲層 (在振幅圖中較清晰)的較新河道;②側向尖滅沿沉積軸向分布的濁積體。

地震解釋、井數據、流體分析以及儲層靜壓力數據等廣泛應用于AB140和AB210區域的儲層區塊的解釋。通過特殊的取心技術來描述儲層沉積相的特征,同時建立更為合理的地質模型。

為了解復雜的儲層流體分布,進行了地球化學研究。雖然研究表明只有一種烴源巖,但是油氣運移發生在兩個不同時期。在有些區域,油氣是以生物降解和非生物降解的混合形式存在的。

儲層的復雜性和薄砂巖給井位設計和鉆探帶來挑戰。應付這種挑戰的策略就是在有很大不確定性的區域先鉆探井以收集儲層數據,并且及時更新地質和流體模型。這些措施能降低不確定性及更好地控制風險,從而在初始階段后對開發方案進行改進。

5 儲層流體模型

儲層模擬用來建立和調整油田開發計劃以及確定最終的采收率和生產剖面。模擬中用到一種黑油三維三階段商用數字模擬器。沿井、管線和立管的多相流通過多相流平臺連接至模擬模型。其中也考慮了氣舉優化選配。

模擬模型是建立在儲層整體框架上的,主要通過三維地震數據及地質解釋來定義儲層整體框架。這種綜合應用形成了一種實用的模擬模型,用來研究油田開發方案,調整和優化項目措施以及預測生產規模和儲量。

建立的數字流體模型考慮了所有儲層,可用來優化鉆井的數量、類型和位置。在每口井鉆探過程中獲取的數據及時地用來更新地震、地質模型和數字模擬器的輸入數據文件。更新的過程很快 (一般不到兩星期),原因是有一個由地球物理學家、地質學家和儲層工程師組成的綜合團隊以及一個專用的軟件鏈。

為取得必要的更新模擬模型的速度,只考慮最顯著的非均質性、儲層巖石以及流體特征。在每個儲層區塊中都假定了平均孔隙度、滲透率和初始飽和度。模擬模型中使用的PI和II是用不同種方法交叉確認建立的,最初這些是通過分析公式和坎普斯盆地中相似儲層及井位的經驗建立的。因為所有的開發井都是完井后即進行數據測試,所以實際上井測試的PI和II都是在儲層模型中更新的,以便獲得一個更實際的生產剖面。

6 井設計

通常儲層組提交給其他組井位的儲層特征、相關的預測泄流概念以及設計的鉆井軌跡。鉆井和完井組主要指出井結構的局限性,并提出井設計的改進方法。地質實施組負責監督鉆井使建井按設計進行。在鉆井或完井過程中,如果出現影響計劃進行的情況則所有組一起討論替換方案。

由于儲層特性的不同以及存在很多分散的小型氣頂,故鉆水平井前先鉆探井。探井能更好地弄清楚儲層沉積相的特征,并且修正地震時深關系式,這些對于設計最佳的水平井軌跡都很關鍵。

通過鉆時測井工具和特殊軟件來進行實時規劃和地質導向,大大減少了井的重鉆,提高了水平井的產層有效厚度。由于產層有效厚度較小 (一些水平井的垂直有效產層厚度小于10 m),成像測井的使用對于地質導向來說是必要的。與實時地質導向軟件相關的電阻率成像測井響應,可監控井路徑以及校正井軌跡。

完井后所有的水平生產井和注水井都要進行測試,以評價鉆井和完井技術的效果,從而在井設計過程中對井位置、鉆井以及完井進行改進。

這種規劃、地質導向和井評價能帶來更好的井位置、厚的水平井有效生產層、PI或 II的提高,以及減少井的重復鉆探及增加工程收益。

7 結論

開發深水油田需要有高流率井,在Albacora

Leste項目中,長水平填礫井以及開始階段大量海水的注入能實現這樣的要求。為了減少儲層的不確定性和鉆進有效生產層厚度大的井 (為獲得高流率),在鉆水平井前先鉆探井。所有的生產井和注水井在完井后即進行數據測試以從根本上實現項目的改進。以儲層為目標的三維地震數據的采集和處理對于項目的成功實施非常重要。在鉆探階段,多個團隊設計的水平井位以及鉆探、測井工具的優選和細致的地質導向對于鉆得高產能生產井和注水井都是關鍵。

資料來源于美國《JPT》2006年10月

10.3969/j.issn.1002-641X.2010.9.002

2009-05-07)