地质工程一体化，是围绕高效开发这个关键问题，地质服务于工程、工程依托于地质，充分发挥企业内部信息资源共享、内部技术资源有机调节的优势，并搭建起油田公司地质研究与现场工程应用之间缺失的桥梁，实现研究与工程服务的动态印证与调整，从而以无限逼近地质目标体真相，通过优化工程技术方案，实现油气藏低成本开发^[1]。实际上, 地质工程一体化概念的提出已很久，但真正实施却很不容易，目前各个油田基本都是处于探索阶段，很少有做得比较好的案例，其根本原因是地质研究和工程应用的脱节^[2]：虽然很多针对某些专业学科的研究的深度和科学性都非常出色，但是由于不能与实际项目的开发进程相匹配，且不能及时而灵活地针对开发中的“突发事件”做出反应，这些研究通常都被“束之高阁”，使地质工程一体化管理理念流于形式。

YM32油田是塔里木盆地首个白云岩油藏开发区块，油田地质特征较为复杂, 剩余油类型多样, 且埋藏深度超过5800m，属于超深层油藏。该油田进入中、高含水开发阶段后，油藏内的油水运动特征变得越来越复杂，剩余油分布规律不清楚，开采难度越来越大，稳产形势严峻。如何挖掘剩余油，改善开发效果，实现高效开发，是目前深层白云岩油藏勘探开发面临的关键问题^[3-6]。针对该类油气藏的剩余油分布特征，提出了主要针对超深层复杂白云岩油藏开发的地质工程一体化实施技术路线和具体的一体化合作内容，实现了裂缝孔隙型白云岩油藏剩余油的经济开发和效益开发，已如期建成40×10⁴t/a产能规模，目前原油产量已连续稳产4年。

YM32油田位于塔里木盆地塔北隆起西段，北邻库车坳陷，西为阿瓦提凹陷，东邻哈拉哈塘凹陷，南为满加尔凹陷，其位于大型鼻状古隆起背景下的低幅度构造群，构造主体走向北东—南西向（图 1），发育低幅度圈闭15个，面积约0.32~4.65km²，总圈闭面积为17.3km²。目的层段为蓬莱坝组，地层倾角较大，为单面山地层，向东北方向依次发育下奥陶统、上寒武统、中寒武统和下寒武统。上覆地层为下白垩统卡普沙良群泥岩，是该区寒武系—奥陶系白云岩油藏的良好盖层。储层岩性主要为中—细晶白云岩、泥晶白云岩、粉晶白云岩，为半局限台地的台内滩^[7-9]，其中泥晶白云岩、粉晶白云岩起到物性隔挡层的作用。白云岩油藏类型为构造控制的底水块状油藏，油水界面主要受圈闭幅度控制。

图 1

图 1 YM32油田位置图

在地质研究和工程应用合作过程中，探索出“嵌入型”地质工程一体化模式（图 2）：从事采油工程部门、地面工程部门、现场试验部门等干系部门分别派工程师进驻勘探开发研究院，直接参与油气勘探开发现场的工程技术服务和方案制订，以及在此服务过程中的跟踪管理，实施对开发建设项目的“地质科研+工程技术+生产管理”的一体化运作。与此同时，工程人员及地质人员需要及时交接、质量控制、掌握现场录井、地质导向、测井、储层改造与试油、油气井生产动态等资料。一边参与现场生产管理，一边从事地质研究；实现区域资料、数据的资源共享；摒弃以统计数据、填报数据为主的传统方式；遇到实际问题时克服因单位间“缺乏沟通、各自为政”而带来的损耗，真正提高开发项目的效率、效果和效益。

图 2

图 2 地质工程一体化项目实施模式图

“嵌入型”地质工程一体化模式特点及作用为：①使地质成果实时服务于生产、指导生产；②使工程作业信息及时反馈给地质单位，不断进行修正，更好地服务于生产。

针对YM32油田剩余油开发，成立油田公司级缝洞型白云岩油藏剩余油挖潜项目领导小组：规划计划处、质量安全环保处、基建工程处、勘探开发部等机关处室；成立工程试验项目管理小组：地质方案组、采油技术组、地面技术组、现场管理组，勘探开发部统一协调。由采油工程部门、地面工程部门、现场试验部门等干系部门分别派工程师进驻勘探开发研究院，发挥质检部门、施工部门间的沟通渠道作用。针对工程应用中出现的关键性问题，在实施过程中不断分析、总结和完善，最终形成可以通用的标准化组织结构和流程。

根据YM32油田具有构造幅度低、储层为裂缝孔洞型白云岩、水体能量强、水平井开发、高含水后难治理的特征，地质工程部门一起设置系列专题研究课题（表 1），信息共享，共同制订解决问题的方案。

表 1

表 1 地质工程一体化研究专项课题设计表 序号 重点研究专题 研究内容 1 地震资料处理 叠前深度偏移攻关研究 2 构造、断裂精细描述 多轮次构造精细解释（1×1）与井校构造成图；断裂分类、分期、分级研究 3 油藏特征研究 成像裂缝精细解释与评价；动静态结合储层综合评价；油气藏类型研究 4 开发动态研究 能量、动态储量、见水特征、含水上升规律；出水对产量的影响研究 5 剩余油分布研究 油藏地质建模、数值模拟、剩余油成因与分布特征研究 6 挖潜措施可行性论证 注气驱油机理、注气井优选、注气方式、注气参数论证等 7 水平井地质导向技术 储（隔）层界定及识别、避水高度分析、地质应力分析、随钻标志层识别等 8 工程方案设计 方案设计及指标预测；经济评价及保障措施研究

表 1 地质工程一体化研究专项课题设计表

地质工程一体化专项研究认为，YM32油田剩余油分布受油藏形态、储集空间结构、储层隔层组合关系、原油性质、岩石表面性质多种因素控制^[10-13]。通过剩余油分布产状分析、测井分析、数值模拟研究，结合油藏开发实际，把研究区滞留在油藏不同部位的剩余油概括为以下3种分布类型。

YM32油田白云岩潜山面微构造高点或高断棱带分布复杂，在开发初期水驱难以控制，从而形成剩余油富集区。如中部潜山油藏呈鼻状分布，其上倾部位原来设计W1井水平段进山深（图 3），水驱未能波及，高部位又无生产井控制，上倾高度65m，通过数值模拟显示含油饱和度较高，为阁楼式剩余油富集区（图 4）。W1井附近完钻两口井W1-1井和W1-2井全部获得高产，日产量分别为107t和99t。因此认为研究区局部构造高部位存在一定面积的、和水驱程度较低有关且具有一定规模的阁楼式剩余油。

图 3

图 3 过W1井地震剖面

图 4

图 4 过W1井含油饱和度剖面图

YM32油田白云岩油藏具有低幅度构造、高角度裂缝、强水体能量的特征，造成见水以水体锥进为主，形成井间剩余油富集（图 5）。受锥间低油水界面控制，剩余油主要分布在高水锥井之间。开发过程中，油水界面的变化形态非常复杂，它既不是一个水平的平面，也不是一个规则的锥面，而是由许多大小高低不等、分布复杂的锥形体的综合。由于这种局部的差异性，在油藏内部也存在油水界面的局部低部位，这将是YM32白云岩油藏中后期开发阶段的生产潜力。

图 5

图 5 过A井、B井含油饱和度剖面图

YM32油田储层和低渗透层间互发育，低渗透层岩性多为含泥粉晶白云岩且分布较稳定。由于地层倾斜度在30°左右，低渗透层主要在横向上对流体起到渗流壁障作用。

低渗透层阻隔了开发井对油藏的有效开采，横向上存在未开发的剩余油富集。如图 6所示，T-1井及T-1C井两井相距310m，T-1井累计产油0.9×10⁴t，而T-1C井累计产油3.4×10⁴t，通过反演资料及数值模拟资料研究^[14-15]，发现两井之间发育低渗透层，两井并不是一个连通的油藏，低渗透层起到了渗流壁障的作用，隔挡了剩余油分布^[16-17]。

图 6

图 6 受低渗透层影响的剩余油分布图

目前YM32油田多井已经因高含水而关井，且实际生产动态表明关井压锥不起作用，综合递减率大、开井率低、油藏结构复杂，急需形成提高采收率的地质工程配套技术对策。工区动、静态资料丰富，专题研究系统，剩余油分布清楚，工程实施方面选用周期注气、侧钻加密井等措施。

针对阁楼式剩余油及井间剩余油，可采用周期注气的办法提高采收率。选注气井的原则主要考虑以下几个方面：①开发井靶点钻遇缝洞体较低部位，高部位有较多阁楼式剩余油；②试采效果好，剩余可采储量大，无常规措施潜力；③裂缝发育程度高，与井筒连通性好，便于注气作业。

以W1H井为例 (图 7)，靶点垂向进山9m完钻，钻遇背斜斜坡部位，高部位阁楼式剩余油储量为4.0×10⁴t；采用注氮气非混相驱的方法，以动用构造高部位的“阁楼式剩余油”，参照油田现场注气设备的注气能力，设计注气量为1734×10⁴m³，注气20天，焖井30天，开井180天为一个轮次，日配产120m³，6轮次增油量为2.4×10⁴t（表 2），通过此项挖潜措施的实施，提高采收率15%。

图 7

图 7 W1H井注气前（左）、后（右）含油饱和度剖面对比图

表 2

表 2 注气措施相关参数表 阁楼式剩余油储量/104t 地下含油孔隙体积/104m3 注气轮次 首轮补充体积比例/% 地面注气量/104m3 增油/t 4.0 5.52 1 10 173 2400 2~6 90 1561 21600 合计 6 100 1734 24000

表 2 注气措施相关参数表

研究区剩余油挖潜除了采取周期注氮气吞吐措施以外，针对低渗透层影响的剩余油分布，由于物性隔挡层的影响，导致注气动用范围也有限，采用加密、侧钻地质导向水平井方法进行精确剩余油挖潜^[18-21], 其基本原则为：①靶点在油水界面以上构造高部位；②有低渗透层隔挡，并且井轨迹穿过低渗透层，扩大多层泄油面积。

例如研究区W3-1井、W3-2井、W3-3井、W3-4井为高产井区（图 8），由于低渗透层的存在，使得井与井之间不连通，注气措施失效，建议选用随钻自然伽马地质导向水平井侧钻方案进行高位阁楼式剩余油的动用。由于碳酸盐岩油藏储层非均质性较强，储层发育位置存在很大的不确定性，因此钻探过程中需要根据实钻情况适时调整轨迹。通过多口井的实钻工程经验，结合随钻自然伽马曲线解释出的地质特征，总结出了水平井钻探过程中轨迹调整的4个关键节点（图 9）。节点1，在实钻进入白云岩顶时，依据地震标定宏观确定靶层深度，进行初步调整，调整幅度大于20m；节点2，当井斜在60°~70°时，依据随钻自然伽马曲线确定井底位置，与邻井精细对比，对靶层进行优化调整，调整幅度为10~20m；节点3，在入靶前，结合区域储层顶部自然伽马特征，根据随钻自然伽马曲线变化，准确确定靶点位置，调整幅度为5~10m；节点4，在目的层水平段钻进时，根据随钻自然伽马特征、录井显示及地震响应形态进行精确调整，调整幅度小余5m。“4个关键节点”法的设计，层层递进，及时、合理、精细优化设计轨迹，确保水平井精确入靶，提高储层钻遇率，增加泄油面积，圆满完成地质工程设计方案，有效提升单井产量, 体现了地质工程一体化的思维。

图 8

图 8 过W3-1井、W3-2井、W3-3井、W3-4井含油饱和度剖面图

图 9

图 9 4个关键节点地震预测隔夹层剖面示意图

W3-1井、W3-2井之间发育低渗透层，剩余油油藏高度为28m，含油面积为0.13km²，储量为21.76×10⁴t，2010年部署1口新井（图 8中SHEJI井），增油量为4.0×10⁴t，表明对低渗透层形成的底水剩余油的挖潜成功。自地质与工程合力研究并应用水平井地质导向技术以来，采收率较往年提高20.1%，成为YM32油田底水油藏高含水期剩余油挖潜成功的又一大技术亮点。

通过地质工程一体化理念的指导，围绕单井产量这个中心，工程部门很好地利用地质认识，按期保质完成工程量。地质工作者及时分析工程部门实施数据，从而也深化了油藏的地质认识。地质工程一体化工作呈现“我中有你、你中有我”的良性循环的发展态势。

在实施地质工程一体化过程中，在某些环节，比如个别井轨迹所穿越的油层差，利用率低，造成后续作业难度增大；另外，具体操作人员存在经验不够丰富的情况，综合业务水平还有待进一步提高。因此，加强综合型人才培养是地质工程一体化顺利实施的重要保障。

一是加强工程实施人员与地质技术人员的交流与合作，建立工作经验和技术资料充分分享的渠道，同时，地质人员薪酬也应与工程实施效果挂钩，助力工程与地质实现无缝结合，保障工程实施质量和投产效果；二是加强地质工程一体化综合型人才的培养和爱护，推动地质工程一体化在油气勘探开发中发挥更大的作用。

(1) 以“嵌入型”地质工程一体化的技术路线为依托，强化以产量为关键目标导向的组织管理，多学科和多部门协同，快速积累和提高技术能力及工程实践经验，就能够在较短时间内形成适合碳酸盐岩等复杂油气藏高效开发之路。

(2) 推进地质工程一体化，有利于工程服务企业的集约化发展；有助于破解当前甲乙方勘探开发成本高、效率低、获取油气难等一系列问题；有助于油田公司加快转变发展方式，实现整体效益全面提升。

(3) YM32油田地质工程一体化实践，为塔里木盆地其他白云岩区油藏有效开发提供了成功案例和技术经验。