油田采收率的影响因素分析.docx

2012 年 5 月liaoning chemical industrymay，2012油田采收率的影响因素分析蔡淑香 1， 孙忠娟 2（1. 神华集团煤制油公司 质检处，内蒙古 鄂尔多斯 017209； 2. 延安职业技术学院 化工化学系，陕西 延安 716000）摘要:从深化油藏地质认识，指导油田开发调整入手，采用多学科集成化研究技术手段，开展精细油藏描述工作，有效指导油田开发调整挖潜工作。要坚持“精细挖潜，综合调整”的思路，以精细油藏描述为基础，以精细数值模拟为手段，结合油田监测资料，认真进行油田采收率的影响因素分析，使得在开发过程 中人们对油气藏可采用合适的部署和有效的工艺措施，促使油气藏固有的地质特性得到改造，从而使油气藏 的采收率得到提高。关 键 词：采收率；开发；油层压力；工艺技术中图分类号：te 355文献标识码： a文章编号： 1004-0935（2012）05-0531-05内因；二是外因，凡属于受人对油气藏所采取的开发策略和工艺措施所影响的因素都是外因。内因起 主导作用，好油藏总比差油藏采收率高。在开发过 程中人对油气藏采用的合适的部署和有效的工艺措 施也会使油气藏固有的地质特性得到改造，从而使 油气藏的采收率得到提高。1.2 影响采收率的因素大量生产实践表明，不同驱油机理采收率不 同，同一驱油机理不同油田的采收率变化范围也很 大。这是因为影响采收率的因素很大也很复杂。但 概括起来可分为两大方面：地质因素和开发因素。 前者取决于油藏本身，后者则与人为的开发和工艺 措施有关。1.2.1 油气藏的内在因素(地质因素)（1）油气藏的类型，如构造、断块、岩性和裂 缝性油气藏；（2）储层岩石性质，如岩石孔隙结构特征、非 均质程度、连通性、孔隙度、渗透率及饱和度大小 等；（3）油藏的天然能量，如油藏是否有气顶、边 水和底水及其能量的可利用程度；（4）储层流体性质，如油、气的密度，原油的 黏度、气油比、气田的天然气组分和凝析油含量。1.2.2 油气藏的外在因素(开发因素)（1）开发方式的选择，如油田选择消耗方式还 是注水或注气方式开采，凝析气藏选择消耗方式还 是干气回注方式开采；（2）井网合理密度及层系合理划分；中国石油可采资源探明率为 43%，尚有 57%的剩余可采资源有待探明，总体属于石油勘探中等成 熟阶段。但中国待探明石油资源 70%以上主要分布 在沙漠、黄土塬、山地等，勘探开发难度加大，技 术要求和成本费用越来越高1。伴随着油田勘探程 度与难度的不断加大，能否对现有区域内的油气资 源进行充分利用、确保油田采收率就成了至关重要 的一环。通过对油田采收率影响因素这项基础性问 题的研究分析,对提高采收率是一项关键性的工作。 这对油田开发初期及在以后的开发过程中，始终把 加强地质综合研究和工艺技术攻关放在重要位置。1 影响采收率的因素分析1.1 采收率的基本概念原油采收率是指累计采油量占地质储量的百分 数。一个油藏的采收率不仅与地质条件有关，而且与油田开发方式、油藏管理水平和采油工艺技术水 平有关，它是评价油田开发效果和开发水平的综合 指标。在油田生产过程中，为了对不同开发阶段的 开发效果和生产动态进行综合评价，人们给出了几 种不同采收率的概念：无水采收率是指无水采油阶 段采出的油量占地质储量的百分数；目前采收率也称采出程度是指截至到目前(计算时间)为止，所采 出的油量占地质储量的百分数；最终采收率是指油 藏开发至废弃时，所采出的累积采油量占地质储量 的百分数。影响采收率的因素很多，总体而言：一是内因， 凡属于受油气藏固有的地质特性所影响的因素都是收稿日期： 2011-09-16作者简介： 蔡淑香（1972-），女，工程师，毕业于黑龙江科技学院。e-mail：caisxiang_008。532辽宁化工2012 年 5 月式中：er采收率；k算术平均的绝对渗透率, m2 0 地层原油粘度，mpas；swi地层束缚水饱和度；有效孔隙度；h有效厚度，m。式（2）的相关系数为 0.839 4。（3）美国石油学会（api）的相关经验公式（1967）美国石油学会（api）采收率委员会，在 arps 的主持下，从 1956 年至 1967 年，对北美（美国和 加拿大）和中东地区 72 个水驱砂岩油田的采收率， 进行了广泛的研究。对于 72 个水驱砂岩油田的相关 经验公式为：er =（3）钻采工艺技术水平和合适而有效的增产措施，如钻水平井、复杂结构井、酸化、压裂等；（4）提高原油最终采收率方法的应用,为提高 油田采收率所进行的三次采油技术，如注聚合物驱、 化学驱、热驱等；（5）经济合理性，涉及经济模式、油价、投资 成本、操作成本、开采期限、产量经济极限等。1.3 确定采收率的方法由上述分析可知，影响采收率的因素很多，不 可能用一种方法精确地预测出最终采收率，而必须 用不同的方法，通过计算分析、综合考虑、对比， 选择适合于不同油田的方法，用以确定其恰当的最终采收率值，为油田调整和制定油田开发规划提供 科学依据。一般常采用方法有 6 种：油田统计资料 获得的经验公式法；室内水驱油实验法；岩心分析 法；地球物理测井法；分流量曲线法；油田动态资 料分析法。1.3.1油田统计资料获得的经验公式法 经验公式是根据油藏实际生产资料进行统计，并加以适当的数学处理来获得某一相关经验公式， 来估算油藏采收率的一种方法。这种方法综合地包 括了各种地质因素和开发过程中各种人为因素的影 响，所以运用得好往往可以得到比较满意的结果。 而且方法比较简单，所以应用十分普遍。在使用经 验公式时，需了解经验公式所依据的油田地质和开 发特性，参数的确定方法和应用范围、量纲单位， 选择有代表性的参数值进行计算。（1）我国水驱砂岩油藏的相关经验公式 由我国东部地区 150 个水驱砂岩油藏，统计得到的 相关经验公式为：）-0.1903（ pi ）-0.21590.3225 (1 swi) 0.0422（ kwi ）（swipab0i 0i（3）式中：er采收率；有效孔隙度； swi地层束缚水饱和度； k算术平均的绝对渗透率,m2；wi 在原始地层的压力下的地层水粘度，mpas； 0i 在原始地层的压力下的地层原油粘度 mpas； pi原始地层压力,mpa；pa 油田废弃时的地层压力（当早期注水保持地层压力时，pa=pi）,mpa。式(2-3)的相关系数为 0.958，标准差为 17.6%。wayhan 等利用式（3）对美国科罗拉多州丹佛 盆地的 23 个注水开发的砂岩油田进行了采收率的测算。这 23 个注水开发的油田已接近开发的结束阶 段。他们的统计研究表明，注水开发的采收率，随 注水前因一次采油地层压力消耗程度的增加而减 小。这是由于注水前地层压力低于饱和压力时，会 引起地层原油的收缩，从而增加了原油粘度和地层 残余油饱和度，并降低了水驱的流速比。根据他们的统计研究结果，需要对式（3）做出如下的修正：ker = 0.058420.08461 lg 0.34640.003871s（1）o式中：er原油采收率；k空气渗透率,m2 0 地层原油粘度，mpas；有效孔隙度；s井网密度,口/km2。bers=cr1(1e* )ob （4）rbowfe* =0.54898 (1 swi) 0.0422（ kwi ）0.077（s式（1）的相关系数为 0.761 4。（2）guthrie 和 greenberger 法（1995）guthrie 和 greenberger 根据 graze 和 buckley 为 研究井网密度对采收率的影响，所提供 103 各油田 中 73 个完全水驱和部分水驱砂岩油田基础数据，利 用多元回归分析法得到的相关经验公式为：er = 0.114030.2719 lgk0.1355 lg 0 0.25569 swi1.538）-0.1903（5）rwib0i 0wf式中： ers考虑地质原油收缩影响修正后的采收率；e*r假定没有地层压力降（即 pi/pa=1）和注水时的地层原油 粘度( owf )，由式(2-5)计算的采收率；b 饱和压力下的地层原油体积系数；abbowf在开始注水时的地层原油体积系数；cr相对波及系数，及人工注水和天然注水驱波及系数值比，它 的大小在 0.910.97 之间。0.00115h（2）第 41 卷第 5 期蔡淑香，等：油田采收率的影响因素分析533vk参透率变异系数。（4）前苏联全苏石油科学研究所（bhhh）的相关经验公式 根据乌拉尔一伏尔加地区（又称第二巴库）约50 个水驱砂岩油田的实际开发数据，利用多元回归 分析法，得到确定采收率的相关经验公式。kokakhh 的相关经验公式（1972）为：er = 0.50700.167 lg r0.0275 lgk0.000855 a0.171m= okrwwkro（10）2 提高油田采收率工艺技术研究2.1 水动力学方法提高油田采收率技术阿甘油田在含水 90%后,大面积推广堵水工艺。 注入一定添加剂的柴油水泥混合物是限制水窜流动方法的主要工艺。各种措施增油量中 40%以上是依 靠堵水工作完成的,可大大降低采出液和注入水,使 未动用储量提早投入开发。大庆油田开发进入高含 水阶段,今后堵水工作量也将越来越大,优化协调堵 水工作是今后发展的一个方向和应大力研究的一项 技术,在这方面阿甘油田率先一步,在堵水工作中取 得了很大的成效。近年来微生物采油法在俄罗斯广泛应用。油田开发晚期应用该种方法与物理化学法 相结合,可解决钻井、油井开采、提高采收率、环保 等许多相关的问题。俄罗斯微生物采油法应用规模 较大,已在几个采油区工业性推广应用,效果理想。2.2 多种工艺结合提高油田采收率技术注水井调剖技术和油井堵水技术组成的油田控 水技术是各种提高采收率技术(如化学驱、混相驱、 热力采油、微生物驱)的基础技术。在充分调剖、堵 水,充分发挥二次采油作用的基础上,进行有限度三 次采油的技术,既可提高波及系数也可提高洗油效sk0.050 vk0.0018 h（6）式中：er采收率；r地层油水粘度比； k平均空气参透率,m2； a平均井控面积，km2；sk砂岩系数（开发层系的有效厚度除以井段地层厚度）或称净 毛比；vk参透率变率系数（标准差除以平均值）；h有效厚度，m。对采收率的相对影响程度，主要是砂岩系数，地层油水粘度比和储层参透率。 此外，还有一些预测油田水驱采收率的相关经验公式，在此就不一一叙述了。从上述经验公式的 应用可以看出：参数值的确定是计算的关键。如果 超出了经验公式中统计油藏参数范围，势必造成大 的误差值。因此，在使用中依据各类砂岩油藏特征， 对经验公式进行必要的修改和完善，以提高方法的 适应性和预测结果的准确度。1.3.2分流量曲线法 根据油水相对参透率曲线，用下列计算采收率：2率 。堵水时机及位置对堵水、控水效果有着重要影响。研究表明,采用堵水措施时,油井刚见水时是封 堵二次孔道的最佳时机,而靠近注水井的位置是最 佳的封堵位置3。隔相注水工艺、实行微破裂压力 注水及调剖、调驱等多种工艺结合进行合理注水、 控水,可以达到对非均质油藏系统开发,使低渗层水 驱动用程度及驱油效率得以提高,对应油井地层压boi(1 sw )er=1（7）bo(1 swi)式中： sw 在预定的极限含水率（fw=98%）下，水淹区的平均含水饱和度； swi束缚水饱和度； boi,bo分别为原始压力和在任意压力条件下的原油体积系数。4力上升、产能增加 。2.3 剩余油研究与提高油田采收率剩余油是提高水驱采收率的物质基础,而加强 剩余油分布及挖潜研究是提高油田水驱采收率的技 术基础,钻加密调整井及采用再完井技术,是剩余油挖潜的基本措施。利用地质、钻井、测井、开发资 料以及岩心分析技术研究储层沉积特征、储层微观 孔隙及裂缝多尺度发育特征是剩余油分布预测研究 的主要内容5外,加强砂岩油田砂体的沉积类型特征 和相关的油水运动关系、残余油的分布规律,细分油 层、分层注水、分层采油,注、采、堵相互结合的研上式中的 swi 可由岩心分析或测井解释结果得到，而 sw 可根据含水曲线求出。考虑到地层的垂向非均质性，应乘以一经验的校正系数，于是最终采 收率为：boi(1 sw )er=c1（8）bo(1 swi)c 值可由以下公式求的：1 2kc=（9）m式中：m流度；534辽宁化工2012 年 5 月究,减少层内和层间、平面和垂向上的注水开发矛盾,对于重新认识油田开发状况,以及提高最终采收程 度具有十分重要的。法。（3）水动力学方法、多种工艺结合技术以及剩 余油研究及挖潜技术是目前提高原油采收率主要技 术,在国内外有着广泛应用,具有较好的应用效果。目 前我国就水动力学方法提高水驱采收率机理仍需进 一步深入研究。参考文献：1 杨通佑,范尚炯,陈元千，等.石油及天然气储量计算方法m.北京：石 油工业出版社,1990：108-110.2 徐婷,张学洪. 注水开发油田二次孔道最佳封堵时机和最佳封堵位置 的室内实验研究j. 油田化学, 2001, 18(1) : 34-36.3 闫范,侯平舒. 非均质注水开发油藏提高水驱油效率研究及应用j. 钻采工艺, 2003, 26 (6) : 48 -49；65.4 方宏长,冯明生. 中国东部几个主要油田高含水期提高水驱采收率的 方向j. 石油勘探与开发, 1999, 26(1) : 40-42.3结 论（1）储层非均质性、驱动压力、裂缝与注采井网匹配关系等对提高水驱采收率有重要影响,裂缝、润湿性、启动压力梯度和黏度等是提高碳酸盐岩油 田、低渗透油田和稠油油田水驱采收率必须予以考 虑的因素。（2）加强剩余油气分布及挖潜研究,提出解决 储层非均质性与波及体积系数、剩余油气分布与注 采井网、油水气流度比与驱油气效率之间矛盾的方 法将是未来有效提高水驱采收率的关键配套技术方factors to affect recovery ratio of oil fieldscai shu-xiang, sun zhong-juan（1. shenhua group coal to oil company, inner mongolia erdos 017209，china ;2. department of chemical chemistry, yanan vocational and technical college, shaanxi yanan 716000，china）abstract: in order to deepen understanding of reservoir geology and guide the adjustment of oilfield development, the fine reservoir description was carried out by the multidisciplinary integration of technical means, which can effectively guide the oilfield development adjustment and potential seeking work. taking the fine reservoir description as the basis, the fine numerical simulation as the means, combined with oilfield monitoring data, some factors to affect recovery ratio of oil fields were analyzed. so the development process of oil and gas reservoirs can adopt proper deployment and effective technical measures, which may improve recovery ratio of oil and gas reservoir.key words: recovery; development; pressure; process technology藻类生产出低成本抗疟疾疫苗美国加州大学圣迭戈分校的科学家宣称，他们用工程藻类生产出一种抗疟疾疫苗，并在小