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6 2剩余油分布研究 剩余油分布问题 是油田开发地质研究的核心问题 只有准确掌握油藏剩余油气的分布状况 才能采取正确的对策与措施予以有效采出 从而获取油田开发的最佳效果 剩余油的分布在各具体油藏各有特点 千差万别 在一些孔隙结构复杂 油藏的储集空间与渗流通道原本就不十分清楚的油藏中 比如裂缝型油藏 溶蚀缝洞型油藏等 其剩余油分布的细节至今仍不甚清楚 虽然如此 但就一般孔隙性砂岩油藏来说 其剩余油分布仍具有一定的规律性 我们就剩余油的剖面 平面分布和微观分布的基本特点分述如下 一 剩余油剖面分布 1 油层剖面动用的一般情况在描述或展示油层剖面动用情况时 主要使用油层剖面动用程度这一概念 所谓油层剖面动用程度 是指在射开的有效厚度油层中受到有效驱替开采的油层厚度比例 即 公式中 油层剖面动用程度 油层动用厚度 油层射开的总厚度 剩余油剖面分布 所谓出油的油层 就是在开发中受到有效驱替开采的油层 就是参与注采流动的那部分油层 这些油层储集的油气受到有效的驱替开采 动用 其厚度占总射开有效厚度的比例 就可展示油层剖面的动用程度 可以根据注水井吸水剖面测试资料 采油井出液剖面测试资料 来判定油层剖面动用情况和动用程度 还可以用水淹层测井解释资料 剩余油测井资料 检查井密闭取心分析资料等 来判定油层剖面动用情况和动用程度 剩余油剖面分布 我国的碎屑岩油藏主要为陆相沉积储集层 油层层数较多 非均质性较严重是其主要特点 根据我国注水开发的碎屑岩油藏资料 全井油层的剖面动用程度一般只在40 80 左右 油层条件极好者可以超过80 但鲜有超过90 者 而油层条件较差 剖面非均质性严重的油藏 其剖面动用程度可低至40 以下 这就是说 多数油藏的油层在剖面上都有约1 3左右的未动用厚度 参见表6 2 1 怎样提高油层的剖面动用程度 是油藏开发中的一个重要研究课题 表6 2 1大庆油田不同渗透率级差油层的剖面动用情况 38口井资料 剩余油剖面分布 图6 2 1为大庆油田的130 32井在笼统注水时的吸水剖面 该井共射开31个层段 但吸水好的只有11个层 微弱吸水的有5个层 不吸水有11个层 图6 2 1130 32井笼统注水吸水剖面图 剩余油剖面分布 2 剩余油的剖面分布特征剩余油的剖面分布 显示如下特征 1 层间差异导致在低渗透层中存在较多的剩余油在我国 陆相砂岩油田占多数 油层层数多 非均质性强是其主要特点 比如 大庆的萨 葡 高油层 最多时可以细分达136个小层 辽河 胜利的主力油层也多是这种情况 在多油层并有较强非均质性的情况下 合理划分开发层系是必要的 但即便按照很细的划分思想划分2套 3套 4套开发层系 也仍然大量存在多层合采的情况 剩余油剖面分布 在注水开发中 在多层合采的情况下 高渗透层吸水多 水推快 水洗充分 而低渗透层则吸水少 水推慢 水洗差 剩余油较多 尤其当层间差异较大 渗透率相差较为悬殊时 那些渗透率很低的差油层甚至可能处于不吸水 不出液的基本未动用状况 显然 这样的低渗透层剩余油较多 图6 2 2 图6 2 2层间差异导致低渗透层中的剩余油 剩余油剖面分布 例如 大庆油田初期开发层系划分较粗 多采用1 2套井网开发 结果发现一套井网开发时 主要是渗透率高的河道砂体油层发挥作用 厚度动用仅达30 60 很大一部分低渗透油层未得到动用 后来通过细分开发层系调整为3 4套井网 油层剖面动用程度显著提高 剩余油剖面分布 2 厚油层剖面水洗差导致上部存在较多的剩余油油层厚度对注入水水洗程度的影响 我们在上一章中已做过介绍 一般来说 在油层较薄时 注入水的重力作用不明显 油层剖面水洗程度较高 剩余油较少 但对厚油层来说 注入水在水平推进的同时 由于油水密度差异明显 因而在重力作用下注入水存在一个下渗的作用 从而导致厚油层下部水洗好而上部水洗差 使其剖面动用程度显著降低 从而在厚油层的中上部存在较多的剩余油 特别当厚油层存在较大的层内非均质性且为正韵律油层时 这种差异将更为扩大 油层剖面动用程度更加降低 其中 上部的油层更难水洗到 从而留下较多的剩余油 剩余油剖面分布 在注蒸汽开采厚层稠油时 情况与注水开采厚层稀油正好相反 因为蒸汽比稠油密度低出许多 因而蒸汽在厚油层中水平推进的同时 还有很强的向上超覆的作用 从而造成上部油层水洗好而下部油层水洗差 在油层的中下部留下较多的剩余油 剩余油剖面分布 3 注采缺乏连通造成局部地区存在较多的剩余油在一些砂体窄小的油藏中 常常出现如图6 2 3所示的情况 某些砂体有注水井控制但局部方向无采油井钻遇 或某些砂体有采油井控制但局部方向却无注水井钻遇 形成注采连通不畅或缺乏注采连通的情况 从而形成局部水洗不到的剩余油 图6 2 3注采缺乏连通的剩余油 剩余油剖面分布 4 水锥和气锥形成的剩余油水锥是指底水油藏开发时 底水快速上窜造成油井过早水淹 使油井的井底附近形成锥状的向上突出的局部抬高的油水界面 而在离油井稍远一些的地方 油水界面还处在比较低的深度位置 从而留下大量未波及未动用的剩余油 与此类似 气锥是指气顶油气藏进行开发时 气顶气快速窜入油井的生产井段 导致油井气窜 气顶气大量采出 而在远井地带的原油则无法采出形成剩余油 剩余油剖面分布 以上是剩余油剖面分布的一般情况 对于各具体油田 具体油层 其剩余油剖面分布会各有特点 应当依据该油藏的地质特征 开发设计 注采工艺 技术措施等影响油层剖面动用的各种因素 综合各种剩余油检测分析资料具体分析研究 这样才能得出比较准确可靠的认识 二 剩余油平面分布 剩余油的平面分布 主要受两个方面的因素控制 一是油层平面非均质性尤其渗透率的平面非均质性的影响 二是受井网条件的控制 归纳起来 剩余油平面分布的基本特征如下 1 剩余油平面分布的一般情况 剩余油平面分布 在注水开发油田中 注入水的平面运动主要受渗透率差异和采油井点位置的控制 渗透率高的地带 注入水大量进入 油层水洗动用好 剩余油较少 渗透率低的地带 油层水洗动用差 剩余油较多 在采油井点附近 由于是泄压区 地层压力特别低 因而注入水大量汇集 水洗动用好 而在远离采油井的部位 由于地层压力较高 因而注入水难于推进到 剩余油较多 这就是剩余油平面分布的一般规律 剩余油平面分布 如果渗透率出现比较明显的方向性或条带状 甚至在某一方向出现裂缝或出现注入水严重窜进的情况 则剩余油分布又有新的特点 但它服从渗透率分布 服从压力差异分布的基本规律 剩余油平面分布 2 剩余油平面分布特征 1 平面非均质性较强的油层 局部低渗透带有较多的剩余油这种情况的产生是由于油层平面的渗透率出现差异造成的 当局部低渗透带较小时 可以借助主体带的水驱作用予以开采 但当局部低渗透带范围较大时 其水驱效果较差 剩余油较多 对于这种较大范围的局部低渗透油层 应采取局部加密等井网调整措施来提高油层平面动用程度 增加石油采收率 剩余油平面分布 2 两口相邻采油井的中间部位 有较多的剩余油无论在面积井网或是行列井网中 在两口相邻采油井的中间部位 由于远离泄压的采油井 其地层压力较高 使得注入水很难波及到 在这样的部位 往往存在较多的剩余油 剩余油平面分布 3 局部井网不完善的部位 有较多的剩余油实际油藏由于边界不规则或断层的分布 在靠近边界或靠近断层的地方布井时 时常出现多一口井嫌多 少一口井又嫌少的情况 这时为给后来的井网调整留下余地 较多采取少井策略 从而留下井网不完善的部位 此外 在老油田内部的某些地区 也有由于油水井严重出砂 套管损坏等原因导致报废而出现井网不完善的情况 在这些局部井网不完善的部位 往往由于缺少采油井点而存在较多的剩余油 剩余油平面分布 4 井间微构造的正向构造部位 有较多的剩余油由于注入水的重力作用 使得注入水易于进入油水井间的负向构造部位 使这些部位的油层水洗较为充分 而在油水井之间的正向构造部位 注入水进入较少 水洗程度不高 油层中将留下较多的剩余油 剩余油平面分布 5 平面水窜形成的剩余油注水开发油田平面水窜有两种情况 油层渗透率方向性差异形成的水窜 这种水窜普遍沿一个方向并有大量井发生 但水窜程度一般不严重 它多发生在河流相砂体的主流线方向上 或其它具条带状特征的砂体中 在这些砂体主流线两侧的砂体边缘部位 注入水难于水洗到 一般有较多的剩余油 剩余油平面分布 裂缝造成的水窜 当注水井和采油井之间裂缝比较发育甚至出现裂缝连通时 这时的水窜是惊人的 油井可以在短短的几个月内全部水淹 这时油层的过水断面很小 注入水波及体积很小 大量剩余油分布在 被注入水封闭在 裂缝通道的两侧 成为基本未驱替的优质易动用剩余油 剩余油平面分布 以上所述 是剩余油平面分布的一般情况 在各具体油藏中 其剩余油的分布是千差万别的 应当根据各油藏的具体情况进行分析研究 不可机械套用 三 剩余油微观分布 1 剩余油微观分布特征关于剩余油的微观分布 国内外都进行过大量研究 大多数都是采用人工模型或真实岩心 在室内进行水驱油实验来研究剩余油的 因此 这里所说的剩余油 是指室内水驱油经过充分水洗后的剩余油 实际应当是残余油的概念 与实际油田开采中的剩余油概念相去甚远 虽然如此 但它提供了油田开采中水驱油的极限情况 展示出油层岩石孔隙中残余油分布的各种典型特征 为分析思考实际油藏的剩余油状况和分布起着重要的指导作用 剩余油微观分布 关于残余油的分布 罗蛰潭参考国外同行的研究提出过残余油的如下微观分布 孤岛状残余油 索状残余油 珠状或滴状残余油 悬垂状残余油 簇状残余油 并联式孔隙中的残余油 死角中的残余油 等等 见图6 2 4 剩余油微观分布 大庆油田许焕昌等 采用真实岩心 用低粘度染色环氧树脂 驱替中呈液态 驱替结束时能固化 粘度可调 染色稠化水等模拟油或水 用染色甘油 驱替中呈液态 驱替结束时能固化 粘度高 模拟原始石油 进行油驱水及多种水驱油实验 每次实验结束时 将岩样固化制成铸体薄片进行观察和照相 根据实验资料 他们将剩余油 应为残余油 按其形态分成下列5种 微观小片死油区的簇状残余油 图6 2 5 颗粒表面的环状 膜状残余油 图6 2 6 孔隙死角处的孤立状残余油 图6 2 7 并联喉道中较小喉道中的柱塞状残余油 图6 2 8 剩余油微观分布 颗粒表面溶蚀孔 缝中的不规则残余油 在他们的实验中 极少见到如图6 2 4中所示的孤岛状 索状 珠状形态的残余油 应该说 上述实验是极富价值的 上述实验及结果至少说明 油层岩心即使经过实验室条件下的充分水洗 也仍然存在大量的簇状 膜状 环状 柱塞状等微观成片的剩余油 并且这些剩余油的分布形态多数已为现有理论或专著所阐释 成为研究剩余油分布的基础 剩余油微观分布 2 微观剩余油的主要类型综合上述罗蛰潭的研究和许焕昌等人的研究 我们认为 从提高采收率的角度出发 可以将微观剩余油归纳为两种基本类型 宏观水洗区微观未波及的剩余油 这类剩余油主要是局部低孔低渗部位的簇状剩余油 这些部位由于孔喉细小 注入水难于进入 如果这些部位的岩石颗粒具一定的亲水性 其中的石油尚可通过毛管力的自吸作用予以部分驱替排出 剩余油微观分布 但从岩心经过充分水洗仍存在这样的剩余油看 这些部位的岩石颗粒可能多数是亲油甚至强亲油 或者由于岩石颗粒表面泥质含量高 吸附原油中的极性物质改变了其表面的润湿性 因此 对这类剩余油 如果不改变原有的驱替水洗方式 一般难于有效采出 对这类剩余油比较有效的方式是采用增粘水驱 增大注入剂粘度 抑制注入剂窜进 迫使注入剂向原水窜通道的两侧扩大水洗 以此提高注入剂的波及体积 剩余油微观分布 微观水洗区各种附着于岩石颗粒表面 孔隙和喉道狭窄处以及死角部位的剩余油 这类剩余油的特点是比较分散 而且加强水洗一般效果甚微 因此 对这类剩余油就需要采取比较强烈的水洗手段 如化学驱 复合驱等 才能获取有意义的采收率 四 剩余油类型 在研究了大量油田的实际开采资料与剩余储量分布状况以后 我们提出将剩余油区分为如下两种基本类型 基本未动用的剩余油和采出程度不高的剩余油 下面将两种剩余油的特点与赋存情况阐述如下 1 基本未动用的剩余油 剩余油类型 所谓基本未动用的剩余油 是指基本未受注水波及 其油层孔隙中的油气未经注入水 或其它驱替剂 驱替 可能仅仅由于弹性能量或溶解气能量有所释放而有轻微动用的石油储量 这类剩余油的存在 往往是由于井网控制程度不高或层间差异太大所造成的 基本未动用的剩余油主要有以下8种类型 剩余油类型 1 井网控制不住的剩余油 属于这种情况的有以下三种类型 油藏边缘井网控制不住的剩余油 油层尖没带边缘局部井网控制不到的剩余油 包括注采缺乏连通的细小砂体中的剩余油 封闭性断层附近井网控制不住的剩余油 剩余油类型 2 局部低渗透区带存在的剩余油 3 层间差异严重的低渗透油层中的剩余油 4 两口相邻采油井中间部位存在的剩余油 5 局部微构造的正向构造部位存在的剩余油 局部小背斜部位存在的剩余油 上倾方向受断层 不整合界面或岩性遮挡部位的剩余油 剩余油类型 6 平面水窜形成的剩余油 渗透率方向性严重形成的剩余油 裂缝水窜形成的剩余油 7 水锥和气锥形成的剩余油 剩余油类型 8 剖面上漏划和漏射的油层 漏划和漏射的油层从基本意义上说不应该算作剩余油 因为这些储量根本就未开采 未射孔 未动用 甚至未发现 因而无剩余可言 但实际油田由于工作的难度和难于避免的疏漏 差错 因而也时常存在漏划和漏射的油层 因此 在进行剩余油研究时 应当注意和研究这类油层的情况 以尽可能提高油藏储量动用程度和资源利用程度 剩余油类型 以上8种类型的剩余油 由于注入水难于洗到 其油气基本未受到驱替 是注水开发油田基本未动用剩余油的主要类型 它们都是宏观大片分布的未水洗储量 它们的动用 除第八种可以直接补孔开采外 一般都需要进行层系 井网的调整 即需要细分开发层系或进行井网加密 才能有效地予以驱替采出 当然 对它们的调整是否可行还应当进行深入研究尤其经济评价以后才能决定 剩余油类型 2 采出程度不高的剩余油所谓采出程度不高的剩余油 是指已经受到注水波及 其主