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大庆油田精细油藏描述技术追踪剩余油纪实

千米地下,神秘油藏。开发了50多年的大庆油田,要想摸清哪里有剩余油,就如同绣一幅十字绣,需要拿起“绣花针”,在细小的网格里穿针引线。这根“绣花针”,被专家称为精细油藏描述技术。

 

目前,大庆油田长垣主力油田综合含水率已达94%,寻找剩余油尤其需要好“眼力”。精细油藏描述技术,如同给油田开发工作者增添了一双“千里眼”、一副“透视镜”。

 

8月25日,记者从大庆油田开发部了解到,通过精细油藏描述技术,看清地下剩余油分布,再采取压裂、作业等措施,近10年来,大庆油田新增动用可采储量近亿吨。

 

精确:取全取准每个生产数据

 

大庆油田对地质认识的进程,相当于从放大镜到显微镜的进化。而这,离不开大庆油田50多年来基础数据资料的准确翔实。

 

大庆油田自诞生以来,地质技术人员就练就了扎实的基本功:取全取准各项资料,及时准确上报汇总。大庆油田副总地质师王渝明回忆说:“我在小队做技术员的时候,每口井的生产数据都要手写,下面垫7张复写纸,层层上报汇总。每天,各厂地下调度都要打电话上报开发数据,每个月都要做每口井的井史。那时,每名技术员都有一把漂亮的算盘和一把计算尺。”

 

取全取准每个生产数据,“三老四严”在大庆油田一直被“完整”地传承着。2013年年底,由大庆采油工程研究院设计的杏7-20-斜632井,位于断层破碎带,取芯难度很大。驻井技术人员告诉记者,这口井取芯收获率达到99.31%,114.51米的岩芯装了整整150盒。从开始取芯他们就反复拍照,记录好每段岩芯的情况,为地下断层的岩芯样本留下上千张宝贵的图片资料。

 

可以说,大庆油田50多年积累的勘探开发数据资料,是汗水和智慧的结晶,是进行再分析、再认识的知识基础,是企业的宝贵财富。

 

为了适应发展需要,大庆油田加大数据资产管理力度,为这些精准的数据插上“E翅膀”。从早的标准数据库,到2004年大庆油田作为试点启动重大信息化建设项目A1系统,如今,大庆油田不仅拥有亚洲规模大的岩芯库,而且拥有庞大的油田开发数据资料,堪称无形的宝库。

 

大庆油田平均每年打6000口井,每打一口新井,就多一次重新认识油层的机会,精细描述的数据不断更新。

 

在大庆采油四厂,当记者问到计算的数据是不是海量时,这个厂地质大队副大队长沈忠山的回答是“比海量还多”。他说,假如一个区块100口井,纵向上有100个层,那么数据就有1万个。在这1万个数据中,还要分析它们之间的联系与区别。

 

2013年,大庆采油五厂通过对全厂18个区块1826万个节点数据的整理分析,在大庆油田首次实现多学科精细描述全厂全覆盖。据悉,这个厂建立的模型网格节点数达891万个。

 

精准:工具应手降低人为因素

 

扎实的基础管理,让数据基础平台存有海量信息。如何在应用时得心应手?如何使工具平台更为精准、规范,甚至使其精准程度能达到操作者应用起来“个体差异”低?

 

初期是7000口井的资料,现在是10万口井的资料,从勉强看清地下油藏“骨架”,到现在“有血有肉”地呈现,大庆油田精细油藏描述技术的发展依靠三个平台的建设:数据基础平台、软件工作平台和地质研究应用平台。

 

大庆油田副总地质师王渝明告诉记者:“2008年以后,三维地震的全覆盖,为精细油藏描述提供了很好的平台,使地质认识从‘一孔之见’变得‘豁然开朗’。”

 

通过沉积相控制地质建模技术,技术人员已经可以熟练地将测井资料、地震资料结合起来,利用层序地层学和构造理论,结合沉积相数字化成果进行相控建模。这一模型可以在一个比较小的单元网格上,高度数字化地表达储层物性特征和流体分布规律。

 

地质建模离不开软件工作平台。大庆油田大规模开展多学科精细油藏研究的关键技术攻关,即精细油藏数值模拟技术。他们构建了用于并行油藏模拟的双CPU微机群,研发出具有自主知识产权的大规模数值模拟软件PBRS,不仅摆脱了对国外数值模拟软件的完全依赖,而且适应大庆长垣油田大规模水驱并行数值模拟。从此,大型数值模拟在采油厂进入规模应用时代。

 

通常来讲,精细油藏描述进行到油藏模拟的步骤,就已经完成了整个程序。但是,由于建模和数模工作对技术要求高、对专业软件依赖性强,并不是所有人都能直接应用其研究成果,导致研究成果与油田实际开发调整衔接不够好。

 

油藏研究成果很丰富,格式复杂不利于应用却是问题。大庆油田再接再厉,“降低”平台应用“门槛”。他们研发多学科集成化油藏研究成果应用平台,实现了研究成果与动态分析、综合调整方案编制的对接。这一平台的应用大大提高了编制措施调整方案的工作效率,规范化的流程也让新人更容易上手,更为关键的是,有助于改善开发效果。大庆采油五厂是初建设这个平台的倡导者和尝试者。2010年以前,采油五厂平均自然递减率达10.05%,平均含水上升率1.02。多学科油藏研究成果规模应用后,平均自然递减率下降为7%,平均含水上升率仅为0.09。

 

2002年至2013年年底,大庆油田多学科油藏研究共完成长垣193个区块,水驱区块已达100%覆盖;外围64个区块,覆盖面积超过40%,今年将争取达到60%。

 

大庆油田岩芯库简介

 

大庆油田岩芯库建于1982年,主要负责大庆油田会战以来所有岩芯实物资料的汇交、保管和利用,是大庆油田唯一的岩芯实物资料库。

 

大庆油田岩芯库现有岩芯库房5座,总建筑面积1.62万平方米。其中,1995年和2009年投入使用的4号库和5号库,采用高架密集型设计,具有占地面积小、库存量大的特点,实现了岩芯存取机械化。截至2014年8月,共入库岩芯4671口井、45.28万盒,其中岩芯41.83万盒,岩屑3.46万盒,库存量居亚洲第一。

 

目前,岩芯库已建立形成岩芯验收管理、岩芯样品制备、岩芯薄片制作、密闭取芯检查井现场实施、荧光检测分析、岩芯图像扫描、人造岩芯及岩芯长久保存八项配套的岩芯管理及实验前期准备技术,为岩芯实验分析及科研生产提供岩芯资料服务。(大庆油田勘探开发研究院岩芯资料室主任刘宝林提供)

 

由“静”而“动”,全面提高预测精度 

 

精细油藏描述是推动老油田可持续发展的重要基础。近年来,我国精细油藏描述技术的研究单元已从小层细化到单砂层(体),逐步实现了单砂层(体)精细表征及其剩余油分布预测,对地下情况的掌控精度好比医学检查从“X光”发展到“CT”。这为钻加密井、部署开发调整方案,以及按单砂层(体)完善注采井网、精细注采调控提供了有力支撑,有助于控制含水上升率和自然递减率,改善水驱开发效果,确保老油田持续稳产。

 

精细油藏描述技术取得的进步,主要得益于油田日益丰富的动静态资料和多学科理论方法的综合应用。在资料层面,油田不仅采集高精度三维地震、新加密井钻井测井和密闭取芯等静态资料,而且增加了油井和注水井的动态监测资料。由于地下情况不可见且十分复杂,凭借资料描述地下情况的过程犹如盲人摸象,资料越丰富,就越有利于认识完整的“大象”。

 

目前,我国油藏描述技术已经能够满足对地质体的静态认识和剩余油分布的预测要求,但还不能描述油藏的动态变化特征。因此,由“静”而“动”,精准描述变动中的油藏,规避刻舟求剑式的局限性,将是未来我国精细油藏描述技术的发展方向。

 

具体来说,在中高渗疏松砂岩或砂砾岩油藏开发中,长期的水流冲刷会导致储层孔隙结构发生改变,加剧储层层内非均质性,形成水流优势通道。这不仅影响油水相对流动能力和剩余油分布,而且影响油田堵水和深部调驱效果。为此,水流优势通道识别及表征是未来精细油藏描述的重要方面。而在低渗油藏开发中,受岩石力学性质和注采强度等因素驱动,油藏局部范围内会出现规模不等的动态裂缝,既影响低渗油藏剩余油分布,又影响低渗油藏水驱开发效果。为此,动态裂缝识别及表征也将是未来精细油藏描述的重要内容。此外,储层孔隙结构、渗透率、润湿性和原油性质等参数也会随油藏开发阶段发生一定程度的改变,应将这些变化与注水倍数、注水流线等因素统筹考虑,全面提高储层非均质表征和剩余油分布预测精度。