（油气田开发工程专业论文）河流相储层层内剩余油分布模式及预测方法研究.pdf

一 一竺! 型塑 r e s e a r c ho nd i s t r i b u t i o np a t t e r na n dm e t h o dp r e d i c t i o no f f l u v i a lf a c i e sr e s e r v o i rl a y e r i n t r i n s i c a l l yr e s i d u a lo i l a th i g i lw a t e r 。c u ts t a g e ，p r i m a r ym i s s i o no fo i l f e l dd e v e l o p m e n ta n dr e g u l a t o r y i s ”a c q u a i n t e dw i t hr e s i d u a lo i la n de x p l o i t a t i o nr e s i d u a lo i l ”w a t e rf l o o d i n gd e v e l o p m e n to f d a q i n go i l f i e l dh a sg o n et h r o u g hf o rf o r t ym u l t i - y e a r ，i nt h es u b s u r f a c e ，d i s t r i b u t i o no fo i la n d w a t e ra r ec o m p l i c a t i o n ，w h o s ee x p l o i t a t i o na r cd i 瓶c u l t r e s e a r c hs h o w st h a t ，a tp r e s e n t r e s i d u a lo i i “：s a 懈o fd a q i n go i l f i e l dm o s t l yf o c u s c so nt h i c ko i ll a y e rm e d i a ，a n d h e n c e f o r t hi tb e c o m e st h es u b j e c to fr e s i d u a lo i ld u gd i v e t h e r e f o r e j tw a si m p o r t a n c e p r o b l e mo f d a q i n go i l f i e l dh i g hw a t e r c u td e u t e r i ct h a tt h i c ko i ll a y e rr e s i d u a lo i ld i s t r i b u t i o n r e s e a r c h i nc o n s i d e r a t i o no f t h i s ，f l u v i a lf a c i e sr e s e r v o i ri sp r i n c i p a lr e s e r v o i r sf o ro i la n d g a s s 1 y l ea n dr e s i d u a lo i ld u gd i v er e g i o no fc o n t i n e u t a lb a s i n s t h em a i nt y p eo ft h ef l u v i a l f a c i e sr e s e r v o i rr e s i d u a lo i li n c l u d e sw a t e r i n g d i v e r s ep h a s er e s i d u a l o i l ，e i t h e rl o w p e r m e a b i l i t yf e e b l e n e s sw a t e r i n gr e s i d u a lo i ll a y e ra tc h a n n e ls a n dt o p ，o v c r b a n ko rb o r d e r f a c i e st h i nl a y e rh y p o t o n i cr e s i d u a lo i l ，r e s i d u a lo i ll a y e ro fp o l l u t i o nb ye i i g i n e e r i n g ，砖s t c o m p a r t m e n tm i c r o t r a pr e s i d u a lo i l ， s e v e re d g er e 西o nr e s i d u a lo i lo fd c v e l o ，e df a u l tb l o c k e x t e n s i o n ，i ta m o u n t st os i xs t r a i nm a i n t h ef o r m a t i o nf a c t o r , c o n s t t u c tf a c t o r ，p h y s i c a l p r o p e r t yf a c t o ro fc r u d eo i l ，d e v e l o p m e n t a lp r o j e c tf a c t o ra sw e l la sr e s e r v o i rm a n a g e m e n t l e v e lh a v ea 掣e a ti n f l u e n c eo nr e s i d u a lo i lf o r m i ti sr e g u l a r i t i e so fd i s t r i b u t i o no ff l u v i a l f a c i e sr e s e r v o i rr e s i d u a lo i ia tp o r t r a i t p l a n ea n ds p a t i a lt h a th e l p su st ok n o wc l e a r l yf l u v i a l f a c i e sr e s e r v o i rr e s i d u a lo i ld u gd i v ea n dk e e pm e a s u r ea n db a s i cp o l i c y 。a sw e l li ti s i m p o r t a n tf o rb o t hr e s e a r c ho nf l u v i a lf a t i e sr e s e r v o i rr e s i d u a lo i ia n dr e s e r v o i rm a n a g e m e n t p o s s e s ss u p e r v l s es e n s e i nt h i sp a p e l w ei r e p o s ep h y s i c a ls i m u l a t i o ni n s t r u m e n to nk n o w i r l gc l e a r l yf l u v i a l f a c i e sr e s e r v o i rr e s i d u a to i lf o r mm e c h a n i s m ，a sw e l ls e tan e wm o d et h a tu t i l i z e sf l o we e l l m e t h o dt os t u d vt h i c ko i l l a y e ri n t r i n s i c a l l yr e s i d u a lo i ld i s t r i b u t i v ea c c o r d a n c ew i t hg e o l o g y a n de x p l o i t a t i o na g e n t i a la g g r e g a t ea n a l y s i sa b o u tf l u v i a lf a c i e sr e s e r v o i rr e s i d u a lo i l d i s t r i b u t i v e t h e r e b y 。w es u m m a r i z ef l u v i a lf a c i e zr e s e r v o i rr e s i d u a lo i ld i s t r i b u t i o nf e a t u r e o fd a q i n go i l f i e l db yt h en u m b e r s 。a n di nt h ec o r r s co fl a - s a - x i n go i l f i e l dd e v e l o p m e n t s u c c e e di np r a c t i c ea n da p p l i c a t i o n i ti si m p o r t a n tf o rt h i c ko i ll a y e rr e s i d u a ld i ld u gd i v ea t d a q i n go i l f i e l ds p e c i a lh i g hw a t e r - c u ts t a g e k e y w o r d s ：r e s e r v o i rf l o wc e l l ；r e s i d u a lo i l ；d e p o s i t i o n a lf e a t u r e ；p h y s i c a ls i m u l a t i o n ；d a q i n g o i l f i e l d i i 大庆石油学院硕十研究生学位论文 1 1 选题目的和意义 第一章绪论 我国注水开发油田大都经历了几十年的开发与调整，目前已进入高含水后期开采阶 段，随着油田采出程度的不断提高，地下油水分布变得十分复杂，从而给油嗣今后剩余 油挖潜带来了困难。高含水期油田开发与调整的主要研究内容就是“认识剩余油，开采 剩余油”，其难度要比处于低、中含水期的油田大得多，重点难点就是确定剩余油的 窆闯分布。 从调研看，尽管剩余油研究方法很多，由于剩余油分布的复杂性和其研究资料所限， 以及目前各种剩余油研究方法处于独立、分散状况且它们在精度上存在着差异，各种方 法还有待进步完善。剩余油研究是一项综合性的研究，在提高单项剩余油描述技术精 度的同时，必须采取多学科联合攻关，在充分利用一切可利用的动、静态信息的基础上， 采取多种方法的集成和综合，从而保证剩余油判别的准确性，以满足油田高含水期挖潜 需要。 目前我国绝大多数陆相河流相储层均已进入高含水开发阶段，尽管河流相储层平面 上水淹比较严重，但储层内部均不同程度地存在剩余油分布，要提高这类油田的采收率， 首先要搞清层内剩余油的分布，以便提出切实可行的挖潜措施。因此该项目的应用将为 油田高含水后期寻找剩余油及确定剩余油潜力提供可靠的技术保证，具有广泛的应用价 值。 1 。2 目前国内外研究概况、水平及发展趋势 1 1 2 - l 剩余油研究概况及水平 通过国内外大量文献资料调研，把剩余油研究分为宏观分布研究、微观分布研究和 剩余油饱和度研究三大部分。国外比较注重于剩余油饱和度测量方砸的研究比较多，而 国内侧重于宏观分布的研究。目前，各油田采用的剩余油研究方法主要有t 油藏工程方 法、数值模拟方法“1 、溅并解释方法、检查井岩心分析、分层测试及动静结合 综合判断等方法。但由于剩余油的复杂性和其研究资料的局限性。各种方法还有待进 一步完善。 ( 1 ) 油藏工程方法 第一章绪论 该方法比较成熟，而且已广泛应用。其方法主要是利用油f f i 生产动态资料，对区块 剩余可采储量等宏观剩余油潜力指标作出预测，但不能给出剩余油的具体分布。常用的 方法主要有物质平衡法及各种水驱特征曲线等方法，主要适用于油田开发中后期剩余油 总体潜力评价等方面。 ( 2 ) 数值模拟方法 该方法既能给出区块剩余地质及可采储量等宏观剩余油潜力指标，同时又能给出单 层剩余油饱和度的分布。但由于受计算机内存限制，目前只能对范围较小的某一具体油 层进行剩余油模拟计算，因此层位划分不能太细。百万节点数值模拟的引进扩大了剩余 油研究范围，但对研究区块井数和层数也有一定限制，目前该项技术正处在推广应用阶 段。 ( 3 ) 测井解释方法 该方法只能反映新井完钻时井点纵向各小层的水淹状况。由于受地层压力、温度、 泥浆比重、地层水矿化度、井况及围岩等因素的影响，薄差油层测井水淹层解释精度还 比较低。 ( 4 ) 检查井岩心分析 通过钻检查井，分析高含水期各类油层的动用状况、驱油效率0 1 及潜力。 ( 5 ) 分层测试 通过历年油水井分层测试资料。分析各类油层的动用状况及潜力。 ( 6 ) 综合判断方法 该方法主要是在精细地质研究的基础上，综合运用各种监测资料，采用动静结合方 法研究小层剩余油平面分布。但该方法经验性强、不易操作。该方法已在油田广泛应用。 1 2 2 剩余油描述方法总的发展趋势 ( 1 ) 由定性描述向定量预测发展 过去，在剩余油研究方面，主要以定性或半定量描述为主“3 ，如动静结合综合判断 等方法，取得了许多宝贵的经验，为剩余油定量描述奠定了基础；但在剩余油饱和度、 单层剩余储量计算等方面，工作开展的比较少。 ( 2 ) 由单一技术肉集成化、综合化发展 尽管剩余油研究方法很多，由于剩余油分布的复杂性和其研究资料所限，不同剩余 油研究方法它们在精度上存在着差异，而且各种方法之间缺乏联系性。而剩余油研究是 一项综合性的研究，在提高单项剩余油描述技术精度的同时，必须采取多学科联合攻关， 2 大庆石油学院硕十研究生学位论史 在充分利用一切可利用的动、静态信息的基础上，采取多种方法的综合与集成，从而保 证剩余油判别的准确性。目前我们已开展这方面的研究。 ( 3 ) 由单一层次向多层次方向发展 通过发展和完善区块宏观剩余油潜力研究方法，单层剩余油分布确定以及单井水淹 层识别方法，形成一套完整的从区块到单层及单井的不同层次的剩余油描述方法。不仅 要研究水驱后剩余油分布，同时还要研究聚驱后剩余油分布，以满足油田剩余油挖潜的 需要。 ( 4 ) 由手工操作向自动化、软件化方向发展 充分利用计算机、计算数学等专业技术，进一步提高剩余油研究的自动化程度，实 现剩余油研究软件的商品化。 ( 5 ) 由井点向井间预测方向发展 过去，剩余油研究只注重井点处的状况。随着精细地质研究砂体预测精度的不断提 高以及地质研究成果( 相带图) 的扫描进机，必将向井间剩余油预测方向发展。 ( 6 ) 由平面向三维可视化方向发展 过去，剩余油研究成果都是以平面二维的形式展示出来，不能反映剩余油纵向上的 分布。为了反映剩余油、水淹层及与隔层三者之间的空间位置关系，必须通过三维显示 来实现。 1 ，3 具体研究内容和重点要解决的问题 1 _ 3 1 大庆油田目前剩余油研究的攻关目标 针对大庆油田目前剩余油研究现状，并结合油田生产实际需求提出剩余油研究的 攻关目标，通过对河流相储层层内剩余油分布模式及其描述方法的研究，最终形成一套 集开发地质、油藏工程、测井、测试、计算机技术于体。并适合于多油层注水砂岩油 田高含水期厚油层层内剩余油综合描述方法和技术，从而进一步提高剩余油识别精度， 以满足高含水期油田不同挖潜的需要。 1 , 3 ，2 具体研究内容 ( 1 ) 通过精细地质研究对河流相储层进行油层精细划分和描述； ( 2 ) 综合利用取心井、测试、测井等一系列现场资料对厚油层层内剩余油存在的影响 因素进行分析； 第一章绪论 ( 3 ) 充分利用动、静态信息以及现场的各种检测资料，通过流动单元、动静结合综合 分析判断、数值模拟方法、神经网络和模糊综合评判等方法，研究河流相储层层内剩余 油分布规律及分布模式。 1 。4 技术路线和技术难点 1 4 1 课题研究的思路示意图 4 河流柱储层层内剩余油研究 上 分析资料 il i 精细地质i测井资料i | 测试资料ll 取芯井资l 预测方法 j _上 j 一 上 数综神流油 值经动藏 模分 阐 萱 工 拟析 络兀程 方 判识 分方 法 断 别析 法 弋 _ _ _ - - _ - f- 1 - l 1 分布模式i 层内剩余油分雍规律 l i 厚油层剩余油挖潜 图卜l 河流相储层层内剩余油研究流程图 f i g ，1 - 1 s c h e m eo f r e s e r c ho nf l u v i a lf a c i e s r e s e r v o i rl a y e ri n t r i n s i c a l l yr e s i d u a lo i l 大庆石油学院硕士岍究生学位论文 l t 4 2 研究的技术难点 ( 1 ) 河流相储层层内剩余油分靠模式的确定： ( 2 ) 层内剩余油分布预测方法研究。 1 5 主要成果及创新点 形成一套能处理各种资料信息，集开发地质、油藏工程、测井、测试、计算机技术 于一体的储层层内剩余油综合描述的方法和技术。 利用流动单元”1 方法研究厚油层层内剩余油分布。 第一章喇萨杏油 j 储层地质特征 第二章喇萨杏油田储层地质特征 大庆喇萨杏油田”1 位于松辽盆地北部，面积9 2 0 k 一，发育有大量河道砂体。是我国 最大的河流一三角洲相沉积的油田。自1 9 5 9 年投入开发至今累积生产原油1 7 x1 0 8 t ， 目前己进入高含水后期开发阶段。 2 1 喇萨杏油田储层沉积特征 大庆喇萨杏油田萨、葡、高油层为大型浅水湖盆河流一三角洲沉积物。形成于早白 垩系中晚期。沉积时期总体湖彷极浅，地形平坦。受构造运动、气候变化和物源等多因 素影响，形成了分布广、沉积类型多样、层数多、单层厚度薄、总地层厚度很大的砂泥 互层。储层具有以下特点： 2 1 1 储层纵商分布井段长，屡数多 大型浅水三角洲沉积形成过程中，无论湖退还是湖进每个三角洲叶体上沉积亚相和 微相都发育完整”3 ，都具有建设性三角洲的沉积特征，垂向剖面上砂层多。萨、葡、高 油层在油田北部含油井段一般3 0 0 5 0 0 m 可钻遇1 0 0 多个小层。 2 t 2 单雇厚度薄 萨葡高油层单层厚度一般1 3 m ，薄的仅0 2 o 4 m ，较厚的分流河道河道砂体3 6 m ，只有个别的切叠型河道“1 厚度可达l o m 左右。总体看，从油田北部以分流平原相为 主到南部以外前缘相沉积为主的沉积物中，层数增加、厚度变薄。 2 1 3 垂向上各种沉积相带交互分布 大型浅水湖盆三角洲的沉积背景，使沉积时期湖进湖退频繁，湖岸线波动范围较大， 油田北部不同亚相的砂体在垂向上相互叠合( 图2 - 1 ) 。即使在油田南部以前缘相沉积为 主的地层中，受物源供给、沉积能量大小、距物源远近等多种因素的影喻，储层性质也 有较大差别。不同亚相甚至同一亚相“1 发育的不同微相砂体渗透率“”差异很大，储层空 气渗透率最低的为l x l 0 。3 u m 2 ，最高的达到2 um 2 以上。 6 大庆石油学院硕十研究生学位论文 图2 - 1 喇、萨、杏油田萨、葡油层细分岩相块状图 f i g 2 - 1b l o c kd i a g r a mo f s u b s e c t i o np e t r o f a e i e so f t h e s a 口uo i ll a v e ro f t h el a ，s a x i n go i lf i e l d 2 1 4 单层内粒度和渗透率的组合形式复杂 图2 - 2 沉积相带的划分 f i g 2 - 2d e p o s i t i o n a lf a i e e s z o n a r yd i v i s i o n 单层内粒度和渗透率的组合形式复杂，包括正韵律、多段多韵律、复合韵律和反韵 律1 等多种类型，层内的非均质性变化较大。 2 1 5 平面上相带发育完善，沉积类型多样，砂体几何形态变化大 与我国其它小型断陷湖盆形成的浅水或缓坡三角洲相比，由于斜坡长，坡度缓，松 辽大型浅水三角洲具有大型河流入湖并向前推进的特点，砂体广布，相带宽阔，分异完 善。如主要根据骨架砂体的变化可划分出泛滥分流平原相和前缘相。在前缘相内根据骨 架砂体的延伸情况进一步细分出内前缘相和外前缘相( 图2 2 ) 。其中内前缘相包括了水 下河道和席状砂的组合，而外前缘相则主要以席状砂沉积为主。河流相储层中发育砂质 辫状河砂体、曲流河道砂体、高弯度分流河道砂体、低弯度分流河道砂体、顺直型分流 河道砂体。“。上述各类河流相砂体中，侧向展布宽度大的在几公里以上，窄的只有几百 米甚至小于l o o m 。湖岸线以下以水下河道和席状砂为组合特征的内前缘相储层发育坨状 三角洲砂体、过渡状三角洲砂体和枝状三角洲砂体等沉积类型，其储层性质、平面几何 形态和连通状况等差别很大。即使是外前缘相以席状砂为主的薄层砂体，其分布规模和 储层性质也有一定的差别。由于各类砂体的几何形态、延伸方向、规模大小、沉积微相 接触关系，渗透率的分布等都变化很大，平面非均质性严重。 储层的上述沉积特征是大型浅水湖盆三角洲陆相沉积的特定产物，与入海河流一三 7 第二章喇萨杏油田储层地质特征 角洲沉积物迥然不同，与断陷和深水湖盆三角洲相比较也有一定的差别。储层具有复杂 的沉积结构特征和严重的平面非均质性。 2 2 油田开发现状及存在问题 大庆喇萨杏油田自五九年投入开发，相继经历了基础井网( 开采高渗透油层为主) 、 一次加密调整( 开采中低渗透油层为主) 、二次加密调整( 丌采低渗透薄差油层为主) 、 三次加密调整( 开采薄差油层及表外层为主) 四个井网加密调整开发阶段“。至2 0 0 2 年底，大庆喇萨杏油田年产油量4 3 6 6 1 0 4 t ，累积采油1 6 1 0 8 t ，已采出地质储量的 3 8 9 4 ，年末综合含水8 9 。2 2 。 2 2 1 大庆油田开发现状 大庆油田自1 9 7 6 年年产5 0 0 0 1 0 4 t 已稳产2 7 年。大庆油田从1 9 6 0 年投入开发， 依靠不断投入新的开发区，使年产油量逐步上升，到t 9 7 6 年达到5 0 0 0 1 0 1 t ，之后油 田又陆续地进行了一、二次并网加密调整、聚驱工业化推广和外围新区的投入开发，使 油田一直保持5 0 0 0 1 0 4 t 以上稳产。与国外同类型大油田比较，大庆油田稳产年限最长， 稳产期末的含水、采出程度“”和剩余可采储量采油速度最高，取得了陆相砂岩油田开发 的高水平。 2 2 2 嘲萨杏油田存在问题 ( 1 ) 目前喇萨杏油田剩余可采储量主要集中到主力油层，而这部分油层已进入特 高含水开采阶段。 喇萨杏油田自1 9 9 0 年结构调整以来，基础井网年产油在喇萨杏油田水驱产量中比 例和剩余可采储量比例逐年下降，到2 0 0 0 年基础并网与一次井剩余可采储量比例分别 为4 1 9 和3 4 5 ，两类井网剩余可采储量比例占喇萨杏水驱剩余可采储量的8 0 左右， 喇萨杏油田剩余可采储量主要集中在基础井网和一次调整井的厚油层层内，但基础井网 和一次调整井的含水已高达8 5 以上。 ( 2 ) 喇萨杏油田非主力油层水淹严重，剩余油分布高度零散，挖潜难度大“”。 尽管低渗透的高台子油层开发井和薄差油层的二次加密调整井含水相对低一些，但 也都超过8 0 ，分别为8 1 8 3 和8 2 5 3 ，剩余油在平面及纵向上呈高度零散分布，主要 以卜2 口井控制的剩余油为主，并与水淹层呈犬牙交错状分布。另外，厚度相对较大、 含油相对较为饱满、连通性较好的表外储层基本都已动用。剩余三分之二未动用的表外 大庆石油学院硕士研宄生学位论文 储层厚度都相对较薄，大多处于0 5 - 0 2 m ，含油性又较差，基本为“非实体”连通。这 部分表外储层与水淹层间的隔层较小，使压裂等油层改造措施增加了难度。由于目前薄 差层水淹层解释还未过关，加之对挖潜工艺要求较高，导致表外储层开发难度大。 总之喇萨杏油田水驱开发部分目前综合含水已达到8 9 2 2 ，即将全面进入特高含 水期，剩余油高度零散，挖潜难度越来越大”。由于多种因素的影响，递减率有逐步加 大的趋势，油田开发形势十分严峻。 9 第三章河流相储层剩余油形成机理征 第三章河流相储层剩余油形成机理 河流相储层是陆相盆地最重要的油气储层类型和剩余油挖潜领域。河流相油层储量 大、非均质性严重、采收率低，是陆相地层中剩余油潜力最大的领域。统计表明，我国陆 相盆地碎屑岩地层已动用储量中，河流相储层占了5 3 ；注水采收率一般只有3 0 9 6 4 0 9 6 ， 比一般碎屑岩油藏低约2 0 “”。随勘探成本的不断提高，如何有效挖掘这些剩余油资源已 成为石油企业增储上产的重要课题。河流相储层中剩余油的主要类型，包括水洗区分散 相烈余油、河道砂上部低渗透弱水洗剩余油层、溢岸或边缘相薄层低渗剩余油、工程污 染所致剩余油层、井间微圈闭剩余油、已开发断块外延断棱区剩余油等六种主要类型 “；地层因素、构造因素、原油物性因素、开发工程因素以及油藏管理水平都影响了 剩余油的形成；河流相储层剩余油在纵向、平面及空间的分布规律，老油区剩余油挖潜 和新油区剩余油抑制的措施和基本策略，对河流相储层剩余油研究和油藏管理具有指导 意义。 3 1 河流相储层中的剩余油成因类型 研究表明，河流相储层中的剩余油基本包括下列六种主要类型： 3 1 1 水洗区剩余油 ( 1 ) 分散相剩余油 分散相剩余油即油层水洗后残存于注水波及区油层孔隙中的剩余油，多呈膜状、滴 状散布于油层中，约占总剩余油储量的1 5 4 5 ，是当今三次采油“”的主要对象。 ( z ) 局部滞留油 根据“半连通体”模式，河流相油层主体点坝砂体内部通常分布有丰富的侧积 或溢岸成因的泥片、泥楔或泥层，呈斜切、横切、复切、直切等方式分布于点坝砂体内， 造成众多屏蔽滞留区即剩余油区。主力油层完全水洗后，其内部仍有众多的这类滞留油 区存在。水平井技术可有效地开采点坝内一组同向泥楔形成的剩余油区。 3 1 2 弱水洗区剩余油层 弱水洗区剩余油层主要是指正韵律河流相油层上部低渗段油层。由于该段油层渗透 大庆杠油学院硕士研究生学位论文 率较下部段低，通常注水波及程度低，油层呈弱水洗甚至未水洗状念，形成剩余油层。4 m 以上的厚油层纵向水淹模拟表明，河流相j f 韵律厚油层”具有底部薄层水进特征，使上 部细粒段形成死油层；即使上部单元受到波及，薛培华等的模拟研究表明，其上部单元剩 余油饱和度( 5 8 ) 也大大高于下部段剩余油饱和度( 4 2 ) 。 3 1 3 未动用的薄油层 ( 1 ) 溢岸薄砂体油层 河道砂主体内部、边缘或外部，通常有大量溢岸相薄砂体( 夹层) 分布，这类决口扇、 溢岸沉积形成韵薄砂体通常分稚较广啪3 ，但物往较差，测并艇释多解释为差油层。过去受 认识水平和技术条件限制，这类油层单独存在时一般不作射孔处理，呈主力油层夹层时 虽一并射孔但因内部渗透率较低而几乎形成死油层。大庆的研究表明，这类剩余油层约 占全部剩余油层的4 0 ，充分重视、精细解释、精心作业是开采这类剩余油的关键。大庆 石油地质工作者在0 5 m 左右的表外层取得的巨大成功为大庆油田长期高产稳产提供了 重要的保障。 ( 2 ) 河道砂主体边缘上倾尖灭部位剩余油 受河流相沉积条件及压实作用规律控制，许多河道砂体的边缘具有上倾尖灭特征”“， 它们不仅原始含油，而且是注水开发后期油藏内分散剩余油在油藏内重新聚集的重要场 所，因而通常含有丰富的剩余油资源( 图3 1 a ) 。油藏开发后期，以精细的油减描述”“为基 础，找准尖灭位置并布开发井，实施“厚注薄采”，可获丰富的油气。 ( 3 ) 未射孔薄油层 油田注水开发后期，有时仍存在部分低渗薄油层未射孔，形成潜力层。 3 1 ，4 开发工程原因造成的剩余油层 ( 1 ) 油层污染造成的剩余油层 钻井、作业中，通常会因钻井、作业等施工中入井液选择不当而使油层污染堵塞形 成剩余油层，是最重要的剩余油挖潜对象之。 ( 2 ) 层间干扰形成的剩余油层 河流相油层层间矛盾突出，合采时层间干扰极大，致使高孔隙度、高渗透段出油，低 孔隙度、低渗段很少出油或不出油形成剩余油层。注水开发阶段，严重的层间矛盾”同 样使低孔、低渗段形成剩余油层。 第三章河流相储层剩余油形成机理缸e 3 1 5 微型圈闭内的剩余油 巧再 t 鬟砂镩曩d 井纛颤麓奠 一 图3 - 1河流相储层剩余油类型示意图 f i g 3 - 1d i a g r a mo f f l u v i a lf a c i e sr e s e r v o i rr e s i d u a lo i ls t y l e 人庆廿油学院硕十研究生学位论文 3 1 6 已开发断块外延断棱型剩余油 对多数已开发的复杂断块区油藏，受过去地震构造分辨精度限制，断棱位置通常难 于把握，致使在目前断块高点井以外的区域，通常有外延的断棱体油气富集区残存形成 剩余油。杜贤樾等根据在东营凹陷的经验指出，反向屋脊带局部断块高点的断棱区是剩 余油分布的相对集中区，以钻井资料和高分辨率开发地震资料为基础，重新制作大比例 尺精细构造图，找准断棱体是钻高效调整井的关键( 图3 一l d ) 。图3 一l 给出了河流相储层 中主要剩余油类型，表3 1 给出了有关剩余油类型及丰度的估计数字。 表3 - 1 各类剩余油潜力估计数据表 类型类型描述剩余油产状前苏联 美国中国大庆 水洗油层中的 分散相剩余油局部滞留区油膜、油滴死孔隙 2 8 2 3 4 0 剩余油 层脊状滞流带 8 弱水洗油层中 近原始层状 的剩余油 低渗薄油层溢岸薄砂体边缘上倾尖灭 簿夹层 1 6 7 7 4 0 渗透率尖灭透镜 1 9 体2 7 【程污染造成污染造成的剩余油层原始油层 的剩余油层层间矛盾造成的剩余油层近原始状态油层 微型圈闭型微型车句造 止向构造圈闭 泰估计来估计 2 0 微型砂体岩性圈闭 断块油藏外延 油层外延带未估计 未估计未估计 断棱带 3 2 河流相储层剩余油形成机理 3 2 1 影响河流相储层剩余油分布因素分析 l 、地层或储层因素 地层因素是控制河流相储层剩余油分布的关键因素，其宏观因素包括储层厚度、物 性、宏观非均质等：微观因素包括孔隙结构非均质、粘土类型、产状及含量、碎屑及胶 结物成分等。而这些因素又从根本上受控于沉积和成岩两大因素( 注水水洗过程中的变 化也可归结为成岩因素) 。 ( 1 ) 沉积因素“ 沉积因素即沉积相对剩余油的控制作用。勘探实践表明，河流沉积微相是控制河流 第二三章河流相储层剩余油形成机理征 相地层内油气富集的根本原因，也是控制剩余油分布的关键因素，这表现在：沉积微相 控制了砂体结构及宏观非均质性，进而控制了低渗薄层型、泥楔遮挡滞留型、井问微砂 体型、侧缘上倾尖灭型、水洗残留型、上部单元低渗型等类剩余油的空间分布。沉积 微相决定了河流砂体的底部水洗类型和水淹规律。沉积微相决定了注入水的空间运动 规律，即河流相内的注入水无论从何部位注入，都会就近流向河道主体微相，并沿河道走 向优先流动，直到泻流受阻后才向上和侧向流动。上述表现决定了河流相油层不但在底 部水淹区具有较多的分散相剩余油，而且通常在油层上部段滞留了大量的连片剩余油。 ( 2 ) 成岩因素 成岩作用1 对剩余油形成和分布具正反两方面的背景性作用。正常情况下。压实、 胶结等成岩作用会大大降低砂岩物性，进而形成大量低渗型剩余油层或油区；若这种成 岩作用发生于油气聚集之后，则会导致分散相剩余油数量的增多。但在某些地区，溶解作 用可大大增加油层的孔隙度和渗透率，从而对提高油气采收率较为有利。广义地，也可把 注水对油层结构及物性的变化归为成岩作用因素。 2 、构造因素 构造因素不仅对断棱、微构造等类型剩余油的分布具有直接控制作用，而且还通过 控制成岩因素控制剩余油分布。 3 、油性因素 原油中的组分及其含量，例如原油中的胶质、沥青质、蜡质及溶解气含量对剩余油 形成有较大影响表现为沥青质含量较高的原油因粘度较大而采收率较低；含蜡质较高 的原油在油藏温度低于蜡饱和温度时易形成空问结构和粘度异常，从而大大降低采收 率；而当溶解气含量较低时，也有相似的增粘作用，促进剩余油形成。原油的物理性质对 剩余油形成也有控制作用。通常，高粘、重质原油不易流动，较易形成剩余油。 4 、开发工程因素 开发工程因素啪1 对剩余油形成的影响是一个系统而关键的因素，例如井网密度、钻 井工艺( 泥浆成分及压力等) 、射孔完善程度、固井质量、洗井液类型、油层改造水平、 堵水工艺、注水水质及水温、生产压差导致的采油速度等。系统中一个环节不当，就会 对最终剩余油的水平产生巨大影响。 5 、油藏管理因素 现代油藏管理概念不仅包括地上管理( 人员、组织等) ，而且包括地下管理，只有做到 地上与地下管理的有机结合，才可能最大限度地降低剩余油水平。过去甚至目前，许多油 藏管理组织和人员的科学素质、经验水平都离科学管理的要求相去甚远，是造成剩余油 4 大庆石油学院硕士研究生学位论文 较高的不可忽视的因素，破坏性强采就是典型的例子。把油藏视作一个系统，把提高经济 采收率作为贯穿油藏开发全过程的根本目标，规范油公司化集成油藏管理是今后降低剩 余油水平的必然趋势。 3 2 2 河流相储层剩余油分布规律 河流相储层是碎屑岩类储层中结构最复杂、勘探难度最大、开发水平最低、剩余油 潜力最大的油气储层，研究并总结河流相储层剩余油分布规律，对充分开发利用剩余油 资源具有重要指导意义。 l 、垂商分布规律 单期河流形成的厚层单油层中，正韵律下部商渗主力油层段主要为分散相剩余油分 布区，也存在大量的但难以发现的泥楔遮挡滞流型剩余油区，两种剩余储量约占原始总 储量的5 0 6 0 以上；而在正韵律上部低渗段多为近于原始状态的剩余油层；上下之 间为含油饱和度渐变的过渡区，见图3 2 。大庆的经验表明，把这些“表外层”与下部 好油层系统对待是河流相剩余油研究与开采的重要经验。 相对稍众油 水平 图3 - 2 河流相储层剩余油垂向分布规律示意图 f i g 3 - 2d i a g r a mo ff l u v i a lf a c i e sr e s e f v o t l ：r e s i d u a lo i lv e r t i c a ld i s t r i b u t i o nr u l e 2 、侧向分布规律 河流相储层在横剖面上多具“中厚边薄”的透镜状，高孔渗区主要集中于砂体中央近 下部的点坝相，也是分散相剩余油和泥楔遮挡滞流型剩余油的主要分布区“；砂体外缘 第三章河流相储层剩余油形成机理征 有大量决口扇或水下堤成因的低渗薄层型剩余油发育；丽在河道砂主体两侧，则是渗透 率尖灭型剩余油发育区。图3 3 a 给出了河流相砂体横向结构的概念模型，图3 3 b 则是 对应水驱后剩余油分布的概念模型。 图3 - 3 河流相储层横向结构及剩余油分布概念模型 f i g 3 - 3h o r i z o n t a ls 衄l c n i r eo f f l u v i a lf a c i e sr e s e r v o i ra n dc o n c e p t u a lm o d e lo f r e s i d u a lo i ld i s t r i b u t i o n 3 、沿河道砂走向的分布规律 图3 4 是曲流河砂体沿走向的结构概念模型。沿走向，带状河道砂体实际是由若干 点坝砂体拼会而成，其间常有废弃期泥岩楔斜向分布。因此，沿河道砂体走向连通性实 际具有多变特征，即部分连通、部分半连通、部分不连通。由此推论，河道砂体沿走向 剩余油分布也具有强烈的不均一牲。很可能每一个点坝体内都具有独特的剩余浊分南。 考虑侧积面泥层具有与侧积面一致的侧凸形态及点坝问斜列泥岩体的产状特征，并结合 河道砂体内流体沿走向的优势渗流趋势，综合推论各点坝体凸侧外缘是大型滞留型剩余 油分布的有利部位，彼此沿走向组合为断续折线型的宏观组合趋势。 大庆石油学院硕士研究生学位论史 图3 - 4 沿河道砂体走向剩余油分布规律示意图 f i g 3 - 4d i a g r a mo f f o l l o w i n gs t a c k e dc h a n n e lt r e n dr e s i d u a lo i lr e g u l a r i t i e so f d i s t r i b u t i o n 4 、河道砂体空间剩余油分布规律 综合上述规律，可得出河道砂体内剩余油分布的空间规律。即总体上，水洗后的河 道砂内尚留有原始储量6 0 7 0 左右的剩余油量，分别呈分散相、片状、集合块状或连 续层状分布于砂体不同部位。其中对每个厚层河道砂油层而言，下部中粗砂岩( 河床滞 留和点坝微相) 内的水洗部位主要是分散相剩余油( 4 2 5 0 ) 和泥楔滞流型剩余油 ( 1 0 ) ；上部粉砂岩或泥质粉砂岩( 堤岸及河漫亚超) 部分水洗或未水洗部位主要为层 状低渗剩余油层( 表外层) ；河道砂主体侧缘则主要为决口扇和溢岸成因的薄层近未水 洗剩余油层和上倾尖灭型剩余油；而在河流相复合砂体的任何部位，都可能存在被漏掉 的微砂体、微构造型、外延断棱型剩余油。“。因此，水洗后的河流相油层内尚有类型多 样和数量较多的剩余油资源。值得针对不同类型采用不同技术措施来开采。 3 2 3 河流相储层层内剩余油形成机理 层内剩余油是指由于层内纵向上渗透率的差异、各种夹层及重力等的作用，注水开 发一定阶段后，尽管平面上已水淹，但油层内纵向上尚有一定的未水淹厚度，即剩余厚 度。层内剩余油的形成主要是层内非均质性、夹层分布、重力作用及注入速度等因素综 合作用的结果，层内剩余油主要存在于厚油层中。 l 、沉积单元是控制纵向油水运动的基本单元 大庆油田北部厚油层一般以多段多韵律沉积为主，研究表明，这种多韵律油层一般 由2 3 个沉积单元迭加而成，而每个沉积单元主要以正韵律沉积为主，检查井岩心分 1 7 第二章河流相储层剩余油形成机理征 析资料表明，这种厚油层内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，向上水淹程度逐渐减轻，在多个沉积单元迭加的厚油层剖面上表现出多段水 淹的特征。如萨尔图油m ：l e - - - 区东部密井网试验区的北2 - 3 5 7 一检8 2 井的萨i l l 5 8 层， 该层砂岩厚度7 2 米，有效厚度6 4 米，由两个正韵律油层迭加而成，岩心水洗剖面上 表现为两段水淹特征( 图3 5 ) 。 2 、沉积单元内渗透率的差异性控制着油层内纵向剩余油的分布 沉积单元内渗透率的差异性，即包括沉积韵律引起的垂向渗透率变化，又包括油层 中的泥质或物性隔层引起的垂向渗透率的差异。由于层内渗透率差异的存在，使得注 入水首先沿着商渗透部位推进，注入水难以波及到低渗透部位，从而形成厚油层顶部剩 余油的富集( 图3 - 6 ) 。 旧普吐吐自雹自抽甘血电南量 电挂曲曲 睡州 聃睾 乒铷瞥 # b b 日啸曲 叩叩 咽 唧 q 印”呻删呻 蓿 雾f - j ”j r l 乒。1 宦 乡i 0 。一 ? + ? 图3 - 5 多段多韵律油层水淹状况图( 北2 - 3 57 一捡8 2 井) f i 2 3 - 5d i a m a mo f m u l t i s e c t i oa n dm u c hr h v t h mo i ll a v e rw a t e ro u tb e h a v i o r 嫁导世鼍坤袅酋童甘讲司霸重 气雀耳 琴毒 柏盯 i d qr f fu 坍 冒 南 i 。1 一， 坤 雪 ：芏一一“i ； 图3 - 6 正韵律油层水淹状况躅( 中3 4 t - t 。t - 7 井 f i g 3 - - 6d i a g r a mo f p o s i t i v er h y t h mo i ll a y e rw a t e ro u t b e h a v i o r 如萨尔图油田中区西部密井网试验区的中3 4 3 5 井的萨1 1 8 层，砂岩厚度5 6 米， 有效厚度4 4 米，为正韵律油层，水淹层测井解释结果表明，该层底部1 3 米的有效 厚度己高水淹，顶都其余厚度未水淹：该井的另一层葡1 1 5 8 层，砂岩厚度8 1 米，有 效厚度5 5 米，水淹层测井解释。3 1 结果表明，该层底部3 1 米的有效厚度已高水淹，顶 部其余厚度未水淹，而且层内又有物性夹层。该井射开上述油层顶部砂岩厚度4 1 米， 投产初该井日产油1 3 吨，含水率1 7 。 大庆石油学院硕士研究生学位论文 为了进一步研究沉积单元内渗透率的差异性对纵向剩余油分布的影响，设计了渗透 率从上至下分别为0 2 um 2 、0 6 um 2 、2 2 i j m z 的三层等厚且中间无隔层的正韵律模型和 中间有两个渗透率小于0 0 1i j 砰的小夹层的表外层与薄表内层纵向组合模型。室内物理 模拟研究表明，对于正、反韵律油层在不同的注水速度下正、反韵律油藏采出程度随注 入孔隙体积的变化是不同的。计算结果表明反韵律油藏水驱采收率明显高于正韵律油 藏。对于正韵律油藏，水线的推进很不均匀，注入水主要沿底部高渗层窜流，高渗层水 驱动用程度高，而中、低渗透层水驱效果差，这种层间水驱效果上的差异使得正韵律油 藏纵向波及效率及水驱采收率低。以原油粘度9 6 m p a s ，注入速度5 9 方天方案计算结 果为铡，当生产井综合含本9 8 时高渗层含水已达9 9 6 ；中渗层含水4 0 8 ，丽低渗层 含水只有8 4 。此时，高渗层原油采出程度已达5 8 5 ，中渗层2 9 3 ，而低渗层采出 程度只有1 9 8 。由于中、低渗层的原油动用程度较差，因而综合采出程度只有3 9 2 。 对于反韵律油减，水线推进相对要均匀很多，各层水驱效果差异相对较小。还以原油粘 度9 6 厘泊，注入速度5 9