剩余油分布機(jī)理及預(yù)測(cè)技術(shù)

剩余油分布機(jī)理及預(yù)測(cè)技術(shù)徐守余石油大學(xué)(華東)February23在一般情況下，人們僅采出總儲(chǔ)量的30％左右，這意味著還有大約2／3的剩余石油仍然被殘留在地下。剩余石油儲(chǔ)量對(duì)于增加可采儲(chǔ)量和提高采收率是一個(gè)巨大的潛力，提高采收率無異于找到新的油田。據(jù)估計(jì)，只要石油采收率上升到50％，就可使地球上的石油生產(chǎn)至少延續(xù)到22世紀(jì)。如果世界上所有油田的采收率提高1％，相當(dāng)于增加2～3年的石油消費(fèi)量。因此，從出現(xiàn)石油開采工業(yè)以來，提高油田的采收率一直是油田開發(fā)地質(zhì)工作者和油藏工程師為之奮斗的頭等目標(biāo)。剩余油的基本概念概念辨析目前關(guān)于儲(chǔ)集層中的油氣分布，有這幾個(gè)名稱需注意區(qū)別：原狀油：投入開發(fā)前油藏中的油。殘余油：指特定開采過程終了時(shí)，油藏中殘余下來的油。剩余油：一般指投入開發(fā)后，在現(xiàn)有的開采工藝條件下，油藏中的可被開采的油，也稱剩余可動(dòng)油。剩余油研究是油田開發(fā)研究中的永恒的主題。2、剩余油的狀態(tài)油藏內(nèi)剩余油的狀態(tài)是多種多樣的。對(duì)于儲(chǔ)層巖石孔隙中剩余油的狀態(tài)研究，有助于理解其形成與分布的機(jī)理。剩余油分布狀態(tài)主要有：網(wǎng)狀、片狀分布×100剩余油宏觀研究研究重點(diǎn)剩余油分布規(guī)律研究剩余油分布研究的方法和技術(shù)剩余油宏觀形成機(jī)理研究對(duì)剩余油挖潛技術(shù)研究平面剩余油富集區(qū):

剩余油飽和度及剩余儲(chǔ)量豐度高值迭合區(qū);邊灘中的水下淺灘、凹槽，天然堤；雙凸型、頂凸底平型、頂平底凸、頂?shù)妆菭畹任?gòu)造模式；強(qiáng)非均質(zhì)井區(qū)流動(dòng)單元B,C分布區(qū)

Ng44不同沉積相帶剩余油飽和度(統(tǒng)計(jì)72口井,126井段)36.0040.0044.0048.0040.344.347.145.9灘脊水下淺灘凹槽天然堤中一區(qū)Ng44累計(jì)水油比分布圖<5>15層間非主力層剩余油飽和度相對(duì)較高,但剩余油潛力仍在主力層。0204060So(%)中12-J411井Ng3-4層間剩余油飽和度對(duì)比圖層位3333435424447.557.052.046.352.31).沉積層序上部;2).多段富集。沉積韻律性控制縱向剩余油富集單元間夾層是控制縱向剩余油富集的主要因素

不同含水級(jí)別各層的剩余儲(chǔ)量在宏觀上，剩余油主要分布在注入水未波及到的、或者波及程度比較低的部位，剩余油形成與分布主要受沉積相、構(gòu)造、儲(chǔ)層非均質(zhì)性以及井網(wǎng)條件的控制。一般認(rèn)為剩余油主要分布在：①邊緣相帶，如河床邊緣、堤岸相帶、邊邊角角、低滲透差儲(chǔ)層或表外儲(chǔ)層；②封閉性斷層附近、構(gòu)造高部位與微構(gòu)造起伏的高點(diǎn)；③正韻律厚層的上部;④井間分流線、井網(wǎng)控制不住、注采系統(tǒng)不完善的部位。

研究流程靜態(tài)資料動(dòng)態(tài)資料動(dòng)靜態(tài)精細(xì)油藏描述數(shù)據(jù)庫儲(chǔ)層逐級(jí)細(xì)分對(duì)比沉積微相儲(chǔ)層微型構(gòu)造斷層構(gòu)造微觀儲(chǔ)層表征流體性質(zhì)井間隨機(jī)模擬不同含水期測(cè)井多井處理與解釋儲(chǔ)層參數(shù)油藏參數(shù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)測(cè)試資料地層格架模型沉積模型構(gòu)造模型微觀結(jié)構(gòu)模型流體模型儲(chǔ)層非均質(zhì)精細(xì)地質(zhì)概念模型不同含水期三維定量地質(zhì)模型生產(chǎn)動(dòng)態(tài)模型油藏?cái)?shù)值模擬剩余油分布規(guī)律及控制因素挖潛措施、方案設(shè)計(jì)，經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方案實(shí)施，生產(chǎn)驗(yàn)證地質(zhì)隨機(jī)建模研究?jī)?nèi)容、方法和技術(shù)（1）建立油藏地質(zhì)模型，從開發(fā)地質(zhì)學(xué)角度預(yù)測(cè)剩余油形成與分布（2）在地質(zhì)條件約束下應(yīng)用測(cè)井技術(shù)預(yù)測(cè)剩余油分布（3）應(yīng)用油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)預(yù)測(cè)剩余油分布（4）利用動(dòng)態(tài)資料預(yù)測(cè)剩余油分布（5）精細(xì)、綜合、定量地確定剩余油形成與分布（6）剩余油綜合評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)單砂體細(xì)分對(duì)比和地層模型沉積微相和沉積模型斷層與油層微型構(gòu)造微觀儲(chǔ)層表征和結(jié)構(gòu)模型流體性質(zhì)與流體模型儲(chǔ)層非均質(zhì)性特征流體流動(dòng)單元研究剩余油形成機(jī)制和分布規(guī)律剩余油分布模式及綜合評(píng)價(jià)微型構(gòu)造模式水淹層測(cè)井響應(yīng)特征微觀剩余油研究是指油藏長(zhǎng)期注水開發(fā)過程中，地下儲(chǔ)層中的流體（油、水和油水混合物）對(duì)儲(chǔ)層的骨架（礦物顆粒、基質(zhì)和膠結(jié)物）、孔喉網(wǎng)絡(luò)以及流體自身的風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)、沉積等對(duì)儲(chǔ)層微觀的改造和破壞的作用。油藏開發(fā)流體動(dòng)力地質(zhì)作用動(dòng)力油藏長(zhǎng)期注水開發(fā)過程中的流體油藏開發(fā)流體動(dòng)力地質(zhì)作用產(chǎn)生的地質(zhì)環(huán)境

孔喉網(wǎng)絡(luò)和孔喉骨架的微觀領(lǐng)域油藏開發(fā)流體動(dòng)力地質(zhì)作用油藏開發(fā)流體風(fēng)化作用油藏開發(fā)流體剝蝕作用油藏開發(fā)流體搬運(yùn)作用油藏開發(fā)流體沉積作用

物理風(fēng)化作用化學(xué)風(fēng)化作用機(jī)械剝蝕作用化學(xué)剝蝕作用機(jī)械搬運(yùn)作用化學(xué)搬運(yùn)作用機(jī)械沉積作用化學(xué)沉積作用2-2-178井12層2單元（綜合含水40%）2-1-J1803井12層2單元（綜合含水95%）注入水的溫度與油層的溫度差別比較大，巖石礦物為熱的不良導(dǎo)體，長(zhǎng)期劇烈的溫差使孔喉表面和內(nèi)部骨架的收縮及膨脹發(fā)生不協(xié)調(diào)，使地下儲(chǔ)層孔喉網(wǎng)絡(luò)中的膠結(jié)物及骨架礦物在原地產(chǎn)生機(jī)械破碎。(1)、物理風(fēng)化作用氧離子與儲(chǔ)層中的基質(zhì)和膠結(jié)物發(fā)生作用，導(dǎo)致基質(zhì)和膠結(jié)物被溶蝕，使粘土的總含量減少。(2)、化學(xué)風(fēng)化作用流體在地下儲(chǔ)層中滲流，流速相對(duì)慢，流量也分散，沖擊力較小，故油藏流體對(duì)儲(chǔ)層機(jī)械剝蝕作用相對(duì)較弱，但機(jī)械剝蝕作用一般與流體物理風(fēng)化作用相互伴生。2-1-J1662井83層2單元2-1-J1803井83層2單元(3)、機(jī)械剝蝕作用注入水中的氧離子能對(duì)任何儲(chǔ)層的孔喉骨架和孔喉網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行不同程度的溶蝕，這種化學(xué)剝蝕作用使喉道增大，滲透率增加。油藏開發(fā)流體剝蝕作用（溶蝕孔隙的毛管壓力曲線）(4)、化學(xué)剝蝕作用(5)、機(jī)械搬運(yùn)作用儲(chǔ)層中微細(xì)的長(zhǎng)石、粘土、地層微粒等物理風(fēng)化剝蝕產(chǎn)物以推移、躍移和懸移三種形式向前搬運(yùn)。(6)、化學(xué)搬運(yùn)作用化學(xué)風(fēng)化剝蝕的產(chǎn)物一般呈膠體溶液或真溶液形式存在，一方面可以隨采出的油水搬運(yùn)到地表，另一方面也可以搬運(yùn)到一定地方沉積下來，從而改造和破壞儲(chǔ)層的骨架或孔喉網(wǎng)絡(luò)，這種作用稱為流體化學(xué)搬運(yùn)作用?？ǘ率匠练e充填式沉積流體所攜帶的長(zhǎng)石、粘土、地層微粒等碎屑物質(zhì)因流體流速改變而發(fā)生堆積的過程稱為流體機(jī)械沉積作用。(7)、機(jī)械沉積作用(8)、化學(xué)沉積作用：以膠體溶液和真溶液形式存在的開發(fā)流體，在搬運(yùn)過程中，當(dāng)物理和化學(xué)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生沉淀，這種沉積過程稱為流體化學(xué)沉積作用。石英次生加大呈齒牙狀石英加大不規(guī)則集合體孔喉大小對(duì)微觀剩余油的控制孔喉均質(zhì)程度對(duì)微觀剩余油的控制孔喉形態(tài)對(duì)微觀剩余油的控制巖石表面潤(rùn)濕性對(duì)微觀剩余油的控制孔喉連通程度對(duì)微觀剩余油的控制

微構(gòu)造起伏與未被水洗剩余油的可能分布狀態(tài)上傾和下傾驅(qū)油時(shí)，油相運(yùn)移動(dòng)力的示意圖（A）油滴；a—在并聯(lián)孔道中；b—在H形孔隙中；c—在死孔喉中；d—在由于膠結(jié)物被封隔的孔隙中（Dawe等,1978）；（B）索狀；（C）蔟狀剩余油微觀形成機(jī)理（A）毛細(xì)管力作為驅(qū)動(dòng)力；本區(qū)注水驅(qū)油實(shí)際是主要克服粘滯力和重力影響。①單孔道模型。對(duì)于單根圓柱形毛細(xì)管模型，油或水單相滲流速度服從泊稷葉公式，即單根毛細(xì)管的變斷面油滴阻力示意圖②雙孔道模型。儲(chǔ)層孔隙體系很復(fù)雜，無法用一個(gè)簡(jiǎn)單的模型表述，但可定性地用一對(duì)不等徑的并聯(lián)孔道即雙孔道模型來闡明驅(qū)替動(dòng)態(tài)。雙孔道模型剩余油形成作用力分析示意圖（據(jù)Dawe等，1978）剩余油分布模式剩余油分布模式剩余油分布模式a、油呈網(wǎng)狀、斑塊狀網(wǎng)絡(luò)狀b、斑塊狀2．斑塊狀c、油呈孤滴狀、孤粒狀3．孤粒、孤滴狀d、油包水、水包油4．油包水、水包油

剩余油綜合研究中應(yīng)當(dāng)特別注意的三個(gè)要點(diǎn)：

一、要全面考慮各種因素的影響；二、要深入了解油田開發(fā)史；三、要掌握獲取基礎(chǔ)資料的時(shí)間。研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)（1）精細(xì)油藏描述要搞清水淹油藏內(nèi)部復(fù)雜而又分散的剩余油分布特征，油藏描述必須向精細(xì)化和定量化方向發(fā)展，建立能夠反映地下客觀情況的、精細(xì)刻劃油藏非均質(zhì)特征的三維定量地質(zhì)模型。一方面通過油藏地質(zhì)的層次化研究，達(dá)到精細(xì)化的目的；另一方面利用密井網(wǎng)資料和井間信息，將沉積學(xué)最新研究成果和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)相結(jié)合，建立預(yù)測(cè)剩余油分布的精細(xì)地質(zhì)模型。

（2）多學(xué)科綜合水淹后油藏油水關(guān)系十分復(fù)雜，剩余油分布研究難度很大，僅憑單一學(xué)科預(yù)測(cè)剩余油分布存在很大局限性，只有應(yīng)用多學(xué)科理論、方法和技術(shù)才有可能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)剩余油分布。多學(xué)科綜合研究要求最大限度地采用綜合信息，地質(zhì)、地球物理、油藏工程等多不同專業(yè)的專家共享一個(gè)數(shù)據(jù)庫，以單一的統(tǒng)一的地質(zhì)模型為媒介，以預(yù)測(cè)剩余油分布為目的，緊密配合，協(xié)同攻關(guān)。要求每一學(xué)科從不同側(cè)面為預(yù)測(cè)剩余油分布提供依據(jù)，且允許各學(xué)科從自身角度出發(fā)來評(píng)價(jià)本學(xué)科和其它學(xué)科對(duì)剩余油分布進(jìn)行預(yù)測(cè)的結(jié)果是否一致。（3）地質(zhì)條件約束通過油藏地質(zhì)精細(xì)研究，可以揭示剩余油分布規(guī)律及控制因素，它為利用其它技術(shù)預(yù)測(cè)剩余油分布提供了條件。預(yù)測(cè)剩余油分布的測(cè)井、井間預(yù)測(cè)、油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)均要求給定一個(gè)地質(zhì)模型和地質(zhì)約束條件，要求在選取各種參數(shù)（如剩余油飽和度公式中的a、b、m、n值，相對(duì)滲透率等油藏參數(shù)）必須有地質(zhì)上的科學(xué)依據(jù)。（4）動(dòng)靜態(tài)結(jié)合國(guó)內(nèi)過去開展的油藏描述側(cè)重于靜態(tài)描述，利用原狀地層參數(shù)，建立概念模型和靜態(tài)模型。開發(fā)后期剩余油分布研究則必須開展動(dòng)靜態(tài)相結(jié)合的精細(xì)油藏描述，充分利用動(dòng)靜態(tài)資料，考慮儲(chǔ)層及流體參數(shù)在注水開發(fā)過程中的動(dòng)態(tài)變化（胡杰，1994）。大慶、勝利等油田每年都要打一些檢查井，為搞清油藏中的這些變化提供了依據(jù)。動(dòng)靜態(tài)相結(jié)合的油藏描述要求地質(zhì)模型和數(shù)值模擬一體化研究，動(dòng)靜結(jié)合揭示剩余油分布。在油層描述和油井動(dòng)態(tài)分析基礎(chǔ)上，研究宏觀剩余油分布（于洪文，1993）。（5）預(yù)測(cè)精度確定剩余油飽和度的核心是精度，所使用方法、工程項(xiàng)目及費(fèi)用均和精度直接有關(guān)。通常高于5個(gè)飽和度單位的誤差對(duì)三次采油在經(jīng)濟(jì)上都可能不被接受，因此，要求各項(xiàng)參數(shù)要盡可能精確地確定，例如孔隙度就有重要的影響，一個(gè)孔隙度單位的誤差可能導(dǎo)致幾個(gè)飽和度單位的變化。根據(jù)確定剩余油飽和度的隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差，通常優(yōu)先選用壓力取心、脈沖中子測(cè)井和單井示蹤劑測(cè)試、核磁測(cè)井、“測(cè)－注－測(cè)”等單項(xiàng)技術(shù)雖然