（油气田开发工程专业论文）孤岛油田中区特高含水期剩余油分布研究.pdf

s u b j e c t as t u d y o nt h ed i s t r i b u t i o no fr e m a i n i n go i li ne s p e c i a l l yh i g hh y d r o u s p e r i o d i ng u d a o0 i lf i e l d s p e c i a l i t y ：o i l a n dg a sf i e l dd e v e l o p m e n te n g i n e e r i n g n a m e ：l i u l i ( s i g n a t u r e ) l hl i 。t r 。t 。，：w us h 。b 。( 。i g n a t u r e ) ! ! 盘l 么叠垃 a bs t r a c t i nt 1 1 ew a t e rf l o o d i n go i lf i e l d ，t h er e m a i n i n go i l d i s t r i b u t e ss c a t t e r e d l yi nt h ep r o c e s so f l o n g t e r ma r t i f i c i a le n e r g yc o m p l e m e n ta n d o i lp r o d u c i n gd u r i n gt h ep e r i o do fe s p e c i a l l yh i g h h v d f o u sa n d t h ed i s t r i b u t i o n o fr e m a i n i n g o d i so n eo f t h ek e yb a s i so f a l la d j u s t m e n t m e t h o d s 【td e t e r m i n e st h es e l e c t i o no fd e v e l o p m e n tp a a e m a n dt h ed i r e c t i o no fd e v e l o p i n ga d j u s t m e n t s o i th a sa l r e a d yb e c o m et h em o s ti m p o r t a n tt a s ki nt h ec o t l r s eo fi m p r o v i n g t h ed e v e l o p m e n t e m c t i v e n e s st o d e s c r i b ea n df o r e c a s tt h ed i s t r i b u t i o no fr e m a i n i n go i la c c u r a t e l y w i t ha l l d y n a m i c a n ds t a t i cd a t a 0 nt h eb a s i so fs t u d y i n gm o d ea n d m e t h o do ft h ed i s t r i b u t i o no fr e m a i n i n go i t ，t h i sp a p e r s l l m m a r i z e st h ed i s t r i b u t i o nl a w , t y p ea n di n f l u e n c ef a c t o r so f t h er e m a i n i n go i l a n dt a k e i n g i n t oa c c o u n tt h es t a t u so fc h a t m e ls a n dr e s e r v o i ro fo u d a o o i lf i e l d ，t h i sp a p e rc h o o s e st w o m e t h o d sw h i c ha r ed e v e l o p m e n tg e o l o g ya n dt e s t i n gi n f o r m a t i o n b vc o n s t r u c t i n gt h ew o r ka r e as u b t l eg e o l o g i c a lm o d a la n ds t u d y i n g t h eh e t e r o g e n e o u s r e s e r v o i rd e e p l y ，u t i l i z e i n gt h ek n o w nd i s t r i b u t i o no fr e m a i n i n go i l ，u s i n ga l lk i n d so r d y n a m i 。 m a t e d a io b t a i n e di np r o c e s so fp r o d u c i n g ，t h i sp a p e rs e t su pc h a r a c t e r 、t y p e a n di m p r e s s i n g f a c t o ro ft h er e m a i n i n go i 【o fg u d a o o i lf i e l d ，a n dw h i c hi st e s t e db yt h ei n t b r m a t i o nc o m i n g f r o mt e s t i n ga n dn u m e r i c a ts i m u t a t i o n 【nt h ee n d ，t h i sp a p e rg e t st h ef e a t u r ea n dp o t e n t i a l i t yo f o n d a oo i lf i e l d k e v w o r d s ：d i s t r i b u t i o no fr e m a i n i n go i l p e r i o do fe s p e c i a l l yh i g hh y d r o u s c h a n n e l s a n dr e s e r v o i r t h e s i s ：a p p l i c a t i o ns t u d y 学位论文创新性声明 y 6 0 5 5 6 c 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做 了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名妄1 确 日期：j ，o 年0 学位论文使用授权的说明 本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读 学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、 公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接 相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。 论文作者签名：万f 州 ，l 一 导师签名z 专“吏 日期：如0 4 3 日期：刍一乒多 第一章绪论 第一章绪论 1 1 项目背景 孤岛油田是胜利油区七十年代发现并投入开发的整装大油田，在经历了 产能建设、高速高效稳产及控水稳油减缓递减等几个开发阶段，已累计生产 原油一亿多吨，目前已进入了特高含水期。其主要开发层系为上第三系馆陶 组河道砂储层，这是我国东部比较有代表性的一类油藏。油层发育相对较差、 油砂体分布零散，平面上连通性差、非均质性强，油层胶结疏松、孔隙度大、 渗透率高、出砂严重，原油为重质原油。由于储层严重的非均质性，致使油 层平面、纵向水淹严重且不均衡，剩余油分布零散，挖潜难度大，严重制约 着油田进一步的开发水平。因此，进行剩余油分布特点和规律的精细描述已 是刻不容缓。 本文以孤岛油田中区为例，通过油藏精细地质模型的建立和储层非均质 性的深入研究，分析储层本身的特性在注水过程中对地下油气分布及地下油 气水运动规律的控制作用，利用油田开发过程中可采集到的各种动态数据， 应用开发地质学方法结合剩余油测井评价和动态综合分析的方法，对孤岛油 田中区剩余油分布规律进行了深入的探讨和研究，指出了孤岛油田中区深入 挖潜的方向和潜力所在，同时得出了河道砂储层的剩余油分布特点。 1 2 国内外研究现状 随着高含水期油田水淹严重，剩余油分布相当分散的特点，剩余油研究 己从单一方法向多学科综合研究发展，由定性研究向定量研究发展，由单井 按层系的小范围向区块分小层的油田大规模研究发展，由粗略描述向精细描 述发展【l j 。 1 2 1 开发地质学方法 开发地质学方法是在精细油藏描述的基础上，从研究储层的宏观非均质 性入手，动静结合，研究不同构造部位、不同相带的剩余油空间分布状况。 现代意义的精细油藏描述与剩余油分布规律研究就是以沉积学、构造地 质学、石油地质学的理论为基础。综合应用地震地层学、测井地质学、储层 西安币i 油大学硕士学位论文 地质学、地质统计学等方法，以油藏测井技术、试验测试技术、实验室分析 技术、计算机技术为手段，以高含水、高采出程度、高剩余采油速度“三高” 单元为对象，以搞清剩余油分布特征、规律及其控制因素为核心，以确定挖 潜、提高采收率措施为最终目标所进行的油藏多学科综合研究1 2 。】。 1 2 2 利用监测资料获取剩余油分布信息。 利用监测资料可直接获得地层有关数据、为数值模拟和地质分析提供基 础。用监测方法获取储层剩余油相关数据的方法有多种，常用的有：岩心分 析、测井、地震、示踪剂测试等卜7 1 。 1 岩心分析的方法 岩心分析是唯一能够直接测量油藏岩性和流动特性的方法。目前国内确 定水驱后剩余油饱和度最常用的取心方式是密闭取心，但不能保持地层压力， 国外最常用的压力取心即能密闭又能保压，是一种非常有效的方式。常见的 岩心分析得到剩余油饱和度的方法有：常规取心、密闭取心、压力取心、橡 皮套取心和海绵取心。 2 地震技术 在油田开发中后期，由于横向可连续追踪这一优势，使得地震技术在剩 余油分布的预测中找到了用武之地。应用三维高分辨率地震解释技术( 包括精 细构造刻划和储层反演) 精细刻划储层的微观特征，然后结合动态分析对目的 层进行剩余油分布研究和预测。 为使地震检测技术成为油藏管理的常规技术，必须综合使用开发地质与 油藏模拟技术。目前比较先进的方法是四维地震和油藏数值模拟相结合研究 剩余油分布的方法。四维地震监测油藏除能成功地分辨油藏中流体的变化， 还能确定油藏中死油层的位置。 3 用测井方法确定剩余油的技术 测井是目前现场进行剩余油饱和度测量的最主要方法之一，按照评价的 范围可分为单井测量、井间测量和油藏描述等三类；根据方法的适用情况， 可以分为两类：一类是裸眼井测井方法，另一类是套管井测井方法。 国外有些石油公司采用“测一注- i i ”方法探测水驱油田产层剩余油饱和 西安石油大学硕士学位论文 度的动态，我国使用过“测一吐- n ”的方法，这两种方法都是很有应用前景 的探测剩余油动态的方法。 精细油藏描述阶段的测井解释已不是勘探阶段的单井评价，而是多参数 的多井评价，测井也正逐渐和数值模拟等技术结合起来进行剩余油研究 8 母】。 4 。示踪剂测试法 示踪剂测试用于确定剩余油饱和度的技术已基本成熟。示踪剂测试的理 论依据是色谱理论。示踪剂测试与解释技术是一种直接确定地层参数分布较 为先进的技术。示踪剂类型很多，非分配性示踪剂主要用来确定井间连通特 性与渗透率的变异情况，分配性示踪剂主要来解决井间高渗层的剩余油饱和 度分布问题。 示踪剂测试分为单井示踪剂测试和井间踪剂测试。在八十年代，单井示 踪剂测试方法曾经作为一种确定高含水期井简周围剩余油饱和度分布的推荐 方法和技术出现。 总的来说，在地层参数解释方面，示踪剂方法是目前普遍认为具有很大 潜力的方法之一，在许多方面具有其它方法所不可比拟的优越性；同时，井 间示踪剂测试近年发展很快，随着新型示踪剂的出现以及示踪概念的更新， 该方法将有可能成为油田中后期测试的一种常规方法之一。 1 2 3 精细数值模拟技术 数值模拟技术是利用不同油层条件、井网、注水方式等条件模拟油气藏 中流体的渗流过程来定量研究剩余油分布的重要手段。得到的结果严格来讲， 介于物质平衡方法和精确解之间，当划分的网格数目非常精细时，则接近精 确解，否则，相当于一种较为精细的物质平衡解。数值模拟是目前广泛用来 定量描述剩余油分布的理想方法。 精细油藏描述阶段的数值模拟采用先进的数值模拟软件，应用先进的前 处理技术、后处理技术、不规则网络技术、顷角断层模拟技术、可动边界处 理技术、可视化技术等多种方法进行油藏描述，利用多种参数建立油田高精 度的解释模型。 从理论上讲，网格粗化近似技术是数值模拟的弱点，因此数值模拟的发 西安石油大学硕士学位论文 展都是围绕在选择模拟方法、建立更适合的模拟模型，以此来提高模拟精度。 目前较先进的模拟方法是采用拟函数方法模拟多相流在孔隙介质中的流动、 较先进的模拟模型是一种三维水驱油流线模型模拟剩余油饱和度分布的新方 法，该方法不同于常规的流管模型，也不同于传统的油藏数值模拟，在国外 也是9 0 年代才开始提出和应用。 1 2 4 物质平衡法 物质平衡方法有时又称为容积法，它的研究范围具有不同的层次，从油 田级别到井组级别，它的应用形式多样，从原理上来讲，包括常规的物质平 衡方法、水驱特征曲线等，甚至粗糙的数值模拟也是一种较为精细的物质平 衡方法。 常规物质平衡方法的基本思路基于物质守恒原理建立各种物质平衡方 程，根据参数间建立的关系式，从整体上对油藏特征进行分析和判断，包括： 确定油藏动用储量、判断油藏驱替机理、天然水侵分析以及油藏动态预测等 方面；该方法的应用遍及油田生产过程的各个环节。但这种方法不能指出平 面上剩余油分布的具体情况。 1 2 5 动态综合分析法 该方法是从研究油藏的小层沉积微相入手，充分利用油水井在钻井、试 油、采油过程中所得老区的各种资料，根据克雷格方程来研究油藏水淹情况， 综合分析油层平面和纵向上的油水分布和运动规律，确定剩余油富集区。 1 2 6 试井测试 单井试井测试的基本原理主要包括两个方面：一是油水的相对渗透率是 含油饱和度和含水饱和度的函数，因此可以根据有效渗透率估算剩余油饱和 度数值；另一方面，流体的导压系数是油水饱和度的函数，因此可以根据导 压系数的大小反算剩余油饱和度的数值【l l 。 多井试井包括多种测试工艺，例如井间干扰试井、脉冲试井等等。但是， 其基本原理主要包括三种：一是构造简单的等效模型；二是根据有效渗透率 求解剩余油饱和度；三是根据导压系数解释剩余油饱和度。根据有效渗透率 和导压系数来解释剩余油饱和度的一条途径是利用解析公式，首先在考虑单 两安石油大学硕士学位论文 相、均质的情况下得到视有效渗透率和视导压系数，然后根据有效渗透率和 导压系数是油水饱和度的函数，拆分以上两个结果，得到近似的剩余油饱和 度数值。 1 3 本课题的意义 目前，国内大部分实施二次采油的主力油田进入开发中后期，经过二十 年的注水开发，在长期的人工能量补充和采油过程中，地下参数场发生了巨 大的变化，其中最重要的变化是储层参数一剩余油饱和度的变化。 由于层间和平面非均质性的影响，油田进入高含水开发期后，三大矛盾 日益突出，储层大孔道发育，综合含水与采出程度关系极不匹配。地下油水 关系复杂，剩余油呈高度零星分布状态，分布特点日益难以掌握。油藏开发 效果急剧变差，开发调整的难度越来越大，开采的经济效益也越来越差。 剩余油的分布状况是一切开发调整的核心依据之一，它决定了今后开发 方式的选择与开发调整的方向。因此，综合利用一切可利用的动、静态资料， 准确的进行剩余油分布规律的描述和预测，成为油田改善开发效果的主要工 作，对指导油田下一步的开发调整、挖潜及提高采收率具有重要的意义。 1 4 本论文研究的主要内容 油藏剩余油分布规律研究以油藏地质再认识和油藏精细描述为基础，以 油藏动态及动态监测资料分析为依据，在地质条件约束下精细、定量、综合 地预测剩余油分布状况，阐明特高含水期河流相储层剩余油形成条件、分布 规律和控制因素，总结出剩余酒形成与分布的理论、方法和技术，对剩余油 挖潜目标进行综合评价和预测，为剩余油挖潜和三次采油提供科学依据。 1 建立油藏地质模型 从开发地质学的角度预测剩余油的形成和分布。建立客观精细的油藏地 质模型的目的是揭示剩余油形成的分布规律及控制因素，同时为预测剩余油 分布的测井、油藏过程技术提供地质约束条件。通过开展储层多层次沉积微 相、微观储层表征、油层微型构造、流体性质等方面的研究，建立随注水开 发过程而变化的油藏非均质地质模型，从宏观至微观不同层次刻划油藏非均 质性，揭示菲均质综合参数对剩余油形成和分布的控制作用。 函安石油大学硕士学位论文 2 在地质条件约束下应用测井技术预测剩余油分布 以常规测井资料为主，通过综合分析利用检查井取心资料、加密钻井资 料、开发测井资料、分层测井资料和试井资料以及油水井生产动态数据，进 行地质条件约束的水淹层测井评价，确定井孔附近垂向上层内和层间的剩余 油分布，以同一时期井点的剩余油饱和度值预测平面上的剩余油分布。 3 精细、综合地确定剩余油的形成与分布 根据从开发地质学、测井、以及生产动态分析等多种手段综合预测出的 剩余油分布状态，阐明河流相储层剩余油的形成条件、分布规律和控制因素， 揭示平面上、垂向上的层间和层内以及微观的剩余油分布模式，提出沉积微 相、微型构造、流体性质、储层非均质以及井网条件等对剩余油分布的控制 作用。 第二章剩余油形成与分布的理论分析 第二章剩余油形成与分布的理论分析 2 1 剩余油的形成 2 1 1 宏观剩余油形成机理 从宏观的角度分析，剩余油的形成是储层非均质性对水驱油过程控制作 用的综合表现。试验研究也认为决定石油采收率的基本地质因素是储层的非 均质性。非均质性可以分为平面、层内和层间非均质性。 平面非均质性是指储层物性参数在平面上的变化，它影响到注入剂在平 面上的波及效率及剩余油的分布范围。注入水在单油层平面上的运动和分布 状况主要受沉积条件和压力场分布的影响，平面上，注入水首先沿河道砂体 主流线的高渗透率部位突进，位于河道砂主体带上的油井见效快、见水快， 注采井之间形成一个注采通道，致使两侧渗透率变差的微相成为剩余油集中 的地带。 纵向上，地层沉积韵律控制着储层垂向渗透率的变化，由于层内渗透率 差异的存在，使不同的沉积韵律其开发效果的差异很大。 注入水在油层内的运功主要受毛细管力和重力的共向作用，研究表明， 当高渗层位于砂体上部时，厚度波及系数大，开发效果好；当这部分高渗层 位于砂体下部时，注入水只沿少量高渗层突进，影响了注入水的厚度波及系 数。一般以反韵律和均质层开发效果好、正韵律开发效果最差。当在厚油层 中分布着不连续的非砂体薄夹层时，夹层使垂向渗透率产生差异，在水推进 的过程中就会使垂向上窜流受到抑制或起到一定的阻隔作用，在薄夹层的下 部水洗程度相对较弱，也使该处剩余油富集。 层间非均质性形成剩余油的机理与层内非均质性形成剩余油的机理相 似。由同一套开发井网控制的储层，由于层间渗透率的差异，注入水沿着高 渗透层推进，低渗透层难以波及，从而造成低渗透层储量动用差、剩余油富 集。 2 1 2 微观剩余油形成机理 水驱过程中微观剩余油的捕集机理为卡断和旁流，旁流捕集出现于孔隙 7 西安石油大学硕士学位论文 问的流动竞争中；而卡断拘留仅仅发生在水湿孔隙系统中。油湿孔隙系统， 油以薄膜流动方式被驱替，不会出现卡断现象。在水淹层中，水驱油效率及 剩余油分布主要受到孔隙非均质性、驱动力、毛管力、重力及润湿性等因素 的影响。有的孔隙水驱不到或部分驱替，孔隙中仍饱含油，有的孔隙虽被水 驱替过，但仍可保留部分残余油。 由于储层岩石的孔隙空间无论在大小、现状以及结构上都是变化的，因 此，剩余油就可能被俘留或被捕集于各种现状和结构的孔隙中，如并联式的 孔隙中，“死胡同”的孔隙中，封闭式的孔隙中，以及“h ”形的孔隙中等。 油藏中剩余油的形状与微观分布规律，可通过简化的孔隙模型来研究和 探讨。常用的简化模型有单孔隙模型、双孔隙模型和多孔隙网络体系模型。 这里以双孔隙模型为例，简要分析剩余油在孔隙中被捕集和被俘留的机理。 如图2 - i 所示，该双孔隙具有共同的入口a 和共同的出口b 。在入口处 与出口处之间的压差( p a 。p b ) 作 用下，水开始进入双孔隙内。为 了便于分析，假设油水两相的粘 度是一样的。当压差( p a p b ) 较 小时，毛管压力将占据优势，从 而控制油水界面运动的速度和方 向，也就是说，油水界面处的毛 细管力将向前方“引曳”水，而 使水进入两种孔隙内。半径为r ， 的较小的毛细管孔隙，由于其毛p 一p i 较小时p 一p 8 较大时 细管力比半径为r 2 的较大的毛细 图2 - 1 微观剩余油的形成 孔隙的毛管力大，而且油的体积比r 2 孔隙中的小，所以r ，孔隙内油气界面移 动较快，当r 。孔隙中的油水界面已通过共同的出口b ，即水从小的孔隙内驱 出全部油后，大的孔隙中只驱一部分油，这时在大孔隙的下游出现油水界面， 把大孔隙中的油气包围起来，封闭其去路、形成残余油。如果压差比较大， 则大孔隙中的油水界面将先达到共同出口b ，在毛细管力的作用下，剩余油 西安年i 油大学硕士学位论文 就被俘留在小的孔隙中，这就是双孔隙模型中的微观驱油过程。研究资料表 明，油藏中约有1 5 到4 0 的孔隙体积为俘留的剩余油所充填。 2 2 剩余油类型 据国内外油藏工程师对岩心资料、测井资料、测试资料以及开发动态等 大量的资料分析，认为产层水淹后剩余油分布大体有如下六种形式： ( 1 ) 存在于注水过程中水未洗到的低渗透率的夹层中，或者是水绕过的 低渗透带中的剩余油。研究结果表明，这类剩余油的数量大体占总量的2 7 。 ( 2 ) 存在于地层压力梯度小，石油不能流动的滞流带内的剩余油，这类 剩余油的数量大体占总量的t 9 5 。 ( 3 ) 存在于钻井时未被占遇的透镜体中的剩余油，这类剩余油约占总量 的1 6 。 ( 4 ) 有一些剩余油存在于局部的不渗透的遮挡层内，这种由约占总量的 8 。 ( 5 ) 在一些d - ：l 隙中由于原油受到较大的毛管力的束缚而不易流动，从 而形成剩余油。这类剩余油的数量约占总量的1 5 。 ( 6 ) 有一些原油是以薄膜状的形式存在于地层岩石的表明，这种油在一 次采油甚至二次采油都无法采出而形成剩余油，这类剩余油约占总量的1 3 5 。 2 2 1 宏观剩余油类型 从成因角度分析，可以把剩余油的类型分为两类，一是完全由地质因素 控制形成的剩余油；二是开采方式与地质条件的配伍程度形成的剩余油i r a 1 2 l 。 1 在河道砂模型中，地层非均质特性及地质结构等因素造成的剩余油类 型有： ( 1 ) 河道拼接带型剩余油。在以多条河道砂体拼接组合为主体的低弯曲 河流砂体模型中，在大排距、稀井网注采条件下，由于注入水优先沿着每条 河道砂的主体带推进，而在不同河道砂的拼合带( 边部变薄变差处) 留下一 些条带状剩余油。越是复杂的河流拼合地带，越是剩余油的最有利富集区。 河流模型建立的越精细，此种剩余油的寻找越有利。 西安石油大学硕士学位论文 ( 2 ) 河道局部分散型剩余油。是指在大型河道砂体中，河间砂发育在水 井主流线上，油井处于河间砂的两边，水线经过河间砂受阻而向油井方向推 进，在河间砂的后面形成剩余油滞留区。此类中还包括河流边部零散的剩余 油。 ( 3 ) 废弃河道及其遮挡型剩余油。废弃河道沉积中，砂体厚度和物性变 差，受主体河道砂的平面和层间干扰严重，多数成为剩余油。 ( 4 ) 由于油层内有小隔层或同一油层渗透率有高有低，渗透率高的地方 被水淹，渗透率低的地方为剩余油，即层内非均质形成的剩余油。 ( 5 ) 河间薄层砂型剩余油。在主力油层开采层系中，由于受河道砂严重 的层问和平面干扰，薄层状的河间砂体难以动用，成为剩余油的主要类型。 2 井点损失带、构造高部位、构造边部、断层边缘等部位形成的剩余油 类型为： ( 1 ) 由于井况问题，破坏了原有的注采关系，注采系统不完善造成的剩 余油。 ( 2 ) 储量靠天然能量开采，无法形成注采井网类的透镜体砂体型剩余油。 ( 3 ) 由于注入水向低处流，构造高部位可能造成水动力滞留区，注入水 驱替不到，从而在构造高部位形成剩余油。 ( 4 ) 决口水道型剩余油。在大型河道砂体的边部，经常发育一些低弯度、 顺直型的窄小决口水道砂体，在主力油层大排距、稀井网开采条件下，它们 很难形成完善的注采系统，因而多数成为剩余油。 ( 5 ) 由于层间非均质影响，油井见效后注入水沿高渗透层突进水淹造成 其余层难动用，即层问干扰形成的剩余油。 2 2 2 微观存在形态 通过对水淹层的岩心薄片的观察，认为水淹层中剩余油的主要存在状态 包括【1 3 1 ： 1 珠状剩余油。珠状剩余油多分布于粒问较大孔中。它是在水驱过程中 油被卡断并被水包围所形成的，有时在细长孔隙中形成短棒状。珠状剩余油 易形成于亲水砂岩油层中。这种油珠难以克服贾敏效应产生的阻力而被滞留 西安石油大学硕士学位论文 在孔隙中，分布范围广。 2 凝块状剩余油。此类剩余油主要存在于粒间较小孔内，为常压驱替下 未能被驱出的剩余油，分布范围广。 3 环状剩余油。环状剩余油是油水均匀推进时形成的环绕碎属颗粒分布 的剩余油。其油环的厚度与岩石的润湿性相关，多呈油膜、残环状分布于亲 油性较强的砂岩油层中，分布范围较广。 4 连片状剩余油。连片状剩余油主要是由于注入推进不均匀、舌进、绕 流而成，多见于非均质严重、孔道较细的低渗部位，分布范围有限。 5 条带状剩余油。条带状剩余油主要分布于纹理发育的非均质油层中。 这类剩余袖多见于粉、细砂岩油层中，分布范围有限。 6 浸染状剩余油。浸染状剩余油主要分布于泥质中。由于泥质对油的吸 附较强，水驱不能克服这种吸附力，部分油被束缚、残存下来，形成分布广 泛的浸染状剩余油。 2 3 剩余油分布影响因素 2 3 1 宏观剩余油分布影响因素 宏观剩余油分布受各种因素的综合影响，油层的非均质是形成剩余油的 地质因素，开采条件的不适应是形成剩余油的开发因素。 1 地质因素1 0 】【1 1 】【1 2 】 ( 1 ) 沉积相。沉积相是沉积环境及在该沉积环境中形成的沉积物特征的 综合。它是油藏地质研究中最基本的内容，也是油藏剩余油分布研究中的出 发点。 不同沉积相中包含着不同的沉积微相，不同的沉积微相形成的沉积砂体 具有不同的非均质程度，因此可以说沉积微相控制着注入水在油层中的运动， 是影响剩余油平面分布的主要因素。在现井网条件下，微相井网控制程度主 要与微相的规模有关：规模较大的微相常常很容易被钻遇，规模较小的微相 则很难被控制，从而形成了现井网遗漏的高剩余油富集区。另外，宽度小于 目前的注采井距的砂体易形成“漏网”，成为油田开发后期剩余油富集的重要 部位。 西安年i 油大学硕士学位论文 大型河道砂中的油层，经常是几种沉积类型砂体同时伴生，在注采条件 完善时，注入水总是沿那些物性相对较好的砂体推进，因此，在特高含水期， 分布面积广、连通性好的砂体，平面上所有井几乎都已不同程度水淹，剩余 油主要分布在砂体物性变差或注采不完善的部位。 由于各类砂体平面及层内非均质的差异，加之井网对各类砂体控制能力 的不同，从而造成不同砂体其剩余油分布特征的不同。例如辫状河砂体属于 垂向加积，内部很少有尖灭区或废弃河道，在较稀的井网下注采关系就较完 善，该类砂体动用程度高，平面上几乎所有井点都已水淹；非主体带局部井 区砂体厚度变薄，渗透率偏低，属于低渗透流动单元，因此，只有局部由于 砂体物性相对变差而导致剩余油富集。特别是注入井处于河问砂部位，与河 间砂接壤的河道边部易形成剩余油。 曲流河砂体在平面上因曲流河的反复迁移和改造，以侧蚀和侧积方式形 成了面积广阔的复合曲流河砂体，内部发育有许多尖灭区及河间砂体，边部 及内部还存在一定数量的废弃河道，从而使得曲流河砂体上半部侧向连通性 变差。曲流河砂体厚度3 5 m ，纵向上一般由多个正韵律叠加而成。这类砂 体中剩余油主要分布于河间砂、废弃河道部位及尖灭区附近。由于注入水总 是沿着渗透率高的部位推进，所以河问砂部位的石油一般很难被水驱动；另 外由于废弃河道的遮挡，造成局部注采不完善，注入水难以达到附近砂体项 部，从而使砂体顶部形成剩余油。纵向上该类砂体表现为多段水淹，水淹厚 度较大，驱油效率较辫状砂低一些。 ( 2 ) 沉积单元。厚油层一般是以2 3 个沉积单元叠加而成的多段多韵 律沉积为主，其中每个沉积单元又主要是以正韵律沉积为主，由于地层沉积 韵律控制储层垂向渗透率变化，高渗部位位于砂体上部时，厚度波及系数大， 当高渗部位位于砂体下部时，就会影响注入水的厚度波及系数。岩芯分析资 料表明；这种厚油层水淹一般符合正韵律油层规律，即沉积单元底部高渗透 部位水淹严重，向上水掩程度逐渐减轻，在多个沉积单元叠加的厚油层剖面 上表现出多段水掩的特征。不同的沉积韵律其开发效果的差异很大，一般以 反韵律和均质层开发效果好，正韵律开发效果最差。 西安石油大学硕士学位论文 ( 3 ) 微伏构造。微伏构造是指油层顶面由于受古地形以及压实差异作用 的影响而形成的一种局部有微小起伏的构造。微构造影响油井生产和剩余油 分布的理论依据是油层倾角及油水重力分异对注水开发的影响。由于油水的 密度不同，使得同一孔隙空间内，油分布在水上面。当在构造低部位注水， 在高部位采油时，重力就会成为一种抑制水线推进的阻力，使水线推进的速 度减慢并趋于在平面上均匀分布，有利于油水按重力分异，在构造的高部位 就留存较多的剩余油，如果微伏构造的高部位没有井控制，就会形成剩余油 富集区。微构造的局部起伏形态及幅度大小直接影响剩余油的分布【1 钔。 1 ) 正向微型构造：主要是小高点、小鼻状构造、小断鼻构造。在这类地 质条件下，注入水向上驱油，原油被驱替到构造高部位，将形成剩余油富集 区，这类地质条件适宜部署采油井。 2 ) 负向微型构造：小低点、小沟槽、小断沟。这类微构造是不利的地质 条件，注入水向下驱油，将原油驱替到构造低部位，易形成水淹区，适宜部 署注水并。 3 ) 斜面微型构造：地质条件比正向微型构造差，但比负向微型构造好， 注入水为水平方向驱油，对剩余油的富集存在有利的因素，又具有不利的条 件。在这类微构造上部署油井还是注水井，要结合储层非均质性和并网完善 程度而定。 ( 4 ) 断层。封闭断层对注入水的推进起遮挡作用，可造成局部注采系统 不完善，使得断层与注水井异侧存在大量的剩余油：而开启性断层则为注入 水的窜流提供了有利通道，削弱了注水效果。在低部位注水、高部位采油， 且低部位存在开启性断层的情况下，或者低部位断层由封闭型转为开启型的 情况下，则在改造高部位很可能存在着较多的剩余油。 2 开发因素 影响剩余油分布的开发因素可归结为三方面，即井网因素、注采关系、 工艺因素和动力因素。 ( 1 ) 井网因素。井网因素主要表现为井网及注采系统对储量的控制程度 以及对油层非均质性的适应程度，最重要的是注采系统的完善程度及其与地 西安石油大学硕士学位论文 质因素的配置关系。 对于砂体分布不稳定的油层，由于砂体发育不稳定，或规模小，现有井 网控制程度低，造成注采不完善，或是有注无采，或是有采无注，从而形成 剩余油；另外，宽度小于目前的注采井距的砂体形成的“漏网”、部分非主力 层，井网控制差，储量未很好动用、以及被井钻遇而未采或无井控制的油层， 都成为油田开发后期剩余油富集的重要部位。 在油层性质一定的条件下，布井方式对剩余油分布也有很大影响。如行 列井网，如果注水井排上油层变化较大那么即使在两口注水井之间也可能 存在剩余油，在中间井排上两口油井之间通常是剩余油的富集区；而四点法 面积井网，即使在油层比较稳定情况下，在注水井之间的压力平衡区附近也 存在剩余油。 ( 2 ) 注采关系。注、采井网的配备是一项科学性很强的工作，它直接影 响着油藏的水淹进程和剩余油的分布。井网套数主要是由层间非均质程度决 定的，层问非均质程度越高，所需配备的井网套数就越多。虽然分井网开采 只能减轻而不能完全消除层间干扰现象，但是，它已经在不同程度上对各层 的水淹起了均衡作用。因此，在分析油藏上水淹层及剩余油的分布时，必须 分井网来研究层间干扰程度。 井网密度的大小主要取决于砂体连通率及其物性变化，它对水淹进程及 剩余油的分布也具有直接影响，在井网密度低的情况下，平面剩余油的分布 具有更强的非均质性。 注、采压差的大小和注、采比的高低对油田采油速度起着决定性的作用， 对油藏的水淹和剩余油的分布具有十分重要的影响。在多层合注、合采的情 况下，注采压差的大小与层间干扰程度有着密切的联系，而层间干扰程度决 定着各层的水淹进程和纵向上剩余油的非均质分布【l 引。 2 3 。2 微观剩余油分布的影响因素 相对于宏观储层特性来说，微观储层特性对剩余油形成的控制作用更加 直接。微观驱替试验研究表明，在水驱油的过程为非混相驱替，原油流度比 及界面张力的影响，水推进前缘是呈锯齿状由孔壁向内推进。这样在孔喉比 西安石油大学硕十学位论文 较大处( 细喉和大孔内) 、在几个喉道处及水未波及到的地方易形成剩余油。 它以油滴、油段和连续运移等方式向前推进，绕流、舌进和非均匀推进现象 明显，从而造成剩余油在平面上和孔隙网络中的分布不均。微观剩余油的分 布主要受岩性、物性、孔隙结构非均质性的制约，与孔隙的大小、主要渗流 通道参数、孔隙和喉道均匀程度及组合排列方式关系密切 1 3 1 。 总体上看：细粉砂岩水洗不均，剩余油多呈连片状、斑块状、或局部 网络状裂缝充填状存在：中砂岩中剩余油在孔隙中呈厚环状、连片状和蜂 窝状分布；粗粒以上砂岩，水驱较彻底，剩余油量少，且呈孤滴或浸染杂 基的形式存在。 1 层理。正粒序层纵向上渗透率差异大，在重力的作用下，注入水在下 部的推进速度快，造成下部水窜。由于注水在纵向上的分配不均，正粒序层 理油层下部强水洗段驱油效率大于5 0 ，明显高于上部，使上部剩余油较集 中；而逆粒序层，由于纵向渗透率差较小，水洗较均匀，几乎无剩余油。由 于组成纹理的纹层粒度粗细不同，粒度粗的纹层渗透率高，水洗较强，剩余 油含量低，而粒度细的纹层则相反，剩余油的含量较高。 2 孑l 隙结构。在孔隙结构均匀的孔隙网络中，剩余油多呈珠状、环状分 布。在孔隙结构不均匀的孔隙网络中，剩余油的分布有两种情况：大孔隙中 剩余油多里珠状，小孔隙中则成连片状分布。在纹层发育的油层中，可形成 一侧呈连续水相，一侧呈连续油相的油水分布格局。 3 岩石结构和成分 ( 1 ) 碎屑颗粒。砂岩粒间孔隙的大小与碎屑颗粒的粒径和分选性关系十 分密切。因此，碎屑颗粒越租、分选性越及磨圆越好，砂岩渗透性越好，越 有利于驱油。 ( 2 ) 粘土矿物。粘土矿物含量及其产状是影响剩余油微观分布的主要因 素。粘土矿物含量低，则粒间孔发育，反之，则微孔隙发育。粉、细砂岩粘 土矿物含量较高，渗透率较低，剩余油主要分布于微孔之中。 4 润湿性。微观研究表明：驱替效率受润湿性的影响，从水湿、油湿到 中等润湿，微观驱替效率依次增加。水湿条件下，剩余油饱和度最高，最大 西安石油大学硕士学位论文 剩余油液滴的尺寸最大，一般在1 0 0 个孔隙数左右；相反，中等润湿条件下， 剩余油饱和度最低，最大剩余油液滴的尺寸最小，孔隙数一般小于2 0 个孔 隙数。对剩余油液滴尺寸分布的分析也得到了同样的认识，即从水湿、油湿 到中等润湿，剩余油液滴平均尺寸依次减小，小液滴数目增加，组成分布曲 线向小液滴增加的方向移动。这些结果都明显反映出润湿性微观剩余油组成 的控制作用。 总之，润湿性的影响，在宏观上表现为驱替效率和剩余油饱和度的变化， 微观上则表现为对剩余油液滴的尺寸和分布的控制。事实上，毛细管数增加 就意味着驱替效率的增加。因此，可以说：微观驱替效率的增加就会引起剩 余油液滴尺寸的减小和微观剩余油组成的变化，不管驱替效率的增加是来自 于驱替动力的改变，还是来自于介质润湿性的变化，都导致同样的结果。 2 4 剩余油分布的基本特征 2 4 1 未动用或基本未动用的剩余油层 在开发过程中，一些油层的动用很好，但另一些油层则可能由于储层性 质和开发条件的限制而末动用或基本末动用，这些油层属于完整的剩余油层， 是进一步挖潜的重要对象【16 1 。包括： 1 井网控制不住的剩余油层。一些小型的透镜状或条带状砂体，储量分 布很分散，在三维空间上具“迷宫状”结构，井网很难控制。有的砂体无井钻 达，油层保持原始状态；有的砂体只有注水井而没有采油井，注水后油层成 为憋高压的未动用层；有的砂体只有采油井，没有注水井，仅靠天然能量采 出少部分油，而成为低压基本未动用油层。 2 层间干扰造成的剩余油层。这类剩余油主要是相对于纵向上物性较差 层而言。在多层合采的情况下，由于层间非均质性会使多油层同时开采时出 现层间干扰的问题。层位越多，层间干扰越大；单井产液量越高，层间干扰 越严重；层间渗透率差别越大，层间干扰也会越严重。储薄、物性相对较差、 较低渗的油层在原井网条件下虽然已经射孔，并且注采关系也较比完善，但 由于这部分油层在纵向上与其同时射开的油层相比，在岩性和物性上更差一 些，水驱启动压力高，因而弱吸水或不吸水，出少量油或不出油，造成目前 瞪安石油大学硕士学位论文 井网条件下水驱动用差或不动用而剩余油成片分布的相对差油层。 3 污染损害严重的油层。钻井、完井、开采过程中的施工作业以及外来 流体对井底附近油层造成的污染损害，会使油层产能大大降低，甚至堵死油 层，使原来可以动用的油层变为基本不动用或动用很差的油层。这在低渗、 低压油层中表现尤为突出。对于这类油层，需加强储层敏感性及油层损害的 研究。 4 末列入原开发方案的油层。在开发生产中，还有一类未列入原开发方 案的、未射孔的潜力层，出现这类油层通常有三个方面的原因：一些原来 不能开发的油层，由于开发技术的发展变为可能开发的油层；开发前测井 未解释出而后来重新解释的油层；不属于原开发层系但在采油井中存在的 油层。这部分油层仍是剩余油富集的主要油层。是油层进一步挖潜的重点对 象之一。 2 4 2 己动用油层的平面剩余油滞留区 对于已动用油层，往往由于平面矛盾或层问矛盾的存在，油层在平面上 动用情况差别较大，一些地区动用得很好，但另一些地区基本未动用或动用 不好，从而形成剩余油滞留区。按其控制因素【16 ，一般有以下几种情况： 1 注采系统不完善造成的剩余油区 一套开发井网一般能控制大部分的油层，但对于一些薄油层、条带状和 不规则零星状分布的油层，可能仅控制住了油层的一部分，而另一部分可能 控制不住而基本未动用或动用不好，从而形成这一类剩余油滞流区。例如： ( 1 ) 由于井况损坏，注采井小层连通性差等原因，导致注采井网不完善 或注采层位不对应的井区，储量水驱动用状况差，采出程度低形成剩余油； ( 2 ) 在小型的沉积体中，砂体发育规模小，形状不规则或者砂体的边角 部位和构造形成的三角部位，由于砂体和井网之间的匹配不好，虽然有井点 钻遇，但往往有注无采、有采无注或元注无采等注采不完善形成剩余油。 如果这类油层完全未受井网控制，则形成前面谈到过的完整的未动用剩 余油层。 2 储层变化造成的剩余油区 砖安石油大学硕士学位论文 在两种沉积微相的交界地带，由于沉积条件不同，造成物性的差异，虽 然注采井网较完善，但油层动用较差或未动用，从而形成连片分布的剩余油： 或由多个物源沉积体共同作用形成的储层，其岩性横向变化快，在远砂微相 沉积区的砂层厚度变薄，储层渗透性变差，砂体以透镜体形式零星分布，因 此部分地质储量仍处于弹性或未动用的状态。 3 平面水窜造成的剩余油区 在注水开发的过程中，由于储层平面非均质性、流体非均质性或开发条 件的影响严重，在平面上会造成的注入水线推进不均匀，注入水突进的情况。 注水井中的注入水向不同方向驱油，推进往往是不均匀的，一般总有一个方 向突进最快，且经过长期水洗之后，这个方向有可能发展成“水道”。当注采 井间形成大孔道时，在高渗透地带造成水窜，注入水优先沿一个方向驱油， 而在低渗透地区水洗程度弱或未水洗形成剩余油滞流区。它包括以下几种情 况： ( 1 ) 条带状高渗透带与低渗透带共存。若油层高渗透带呈条带状( 如沿 古河道主流线) ，而大部分地区为低渗透区( 如漫滩) 在注水开发时，水沿 高渗透带窜流，而绕过低渗透带甚至把低渗透带包围起来，这样，砂体单向 水驱，在受效井点背水侧的低渗区的原油就采不出来，成为剩余油滞流区。 ( 2 ) 裂缝水窜造成的剩余油滞流区。注入水沿裂缝窜流，使油井迅速水 淹，从而使大量的原油仍饱含在基质岩块或微裂缝中而采不出来形成剩余油 滞流区。 ( 3 ) 平面注入水失调。一口油井或一个油井排受几个方向注水影响时， 若其中某一、二个注水方向的注水强度大、注水量大且含水饱和度高，那么 就会造成其它方向的储量动用不好。这样长期下去，就会造成平面失调，尤 其是出现“水道”时，问题就更严重了。这种平面失调主要是储层渗透率在平 面上的各向异性和( 或) 不同注水井间的压力差异造成的。 4 构造高部位的水动力滞留区 由于注入水向低处绕流，如果构造高部位无井控制则可能造成水动力滞 留区，或者油井位于构造边角，注入水驱替不到，形成剩余油区。 西安石油大学硕士学位论文 5 封闭断层附近的水动力滞留区 由于断层的遮挡作用或构造的前期认识不清，造成注采井网不完善，注 入水难以波及断层附近；或由于构造复杂，断块破碎，断块面积太小没能形 成注采井网，要么只注不采，要么只采不注，因此，在封闭断层边角附近的 局部区域，剩余油分布较集中。 6 注水切割型剩余油 在储层物性较好的连片分布油层中，在相邻两三口油井或注水井之间， 由于油水井工作制度和井距的不配套致使一部分含油面积注入水未波及到， 剩余油富集：或在主力油层连片分布的注采完善区，由注入水的切割，在流 线未波及的区域而形成的剩余油。 7 滞留型和边角型剩余油 在主力油层砂体的边角部位，或者在构造的边角部位，由于砂体的变化， 或构造的遮挡作用，易造成井网控制不住或注采不完善而形