第四章动态变化及分析

1、第四章第四章油藏地质动态变化及动态分析油藏地质动态变化及动态分析 第一节第一节 采油过程中油层性质的变化采油过程中油层性质的变化 油田投入开发后，特别是在注入水的驱替作用下，储油田投入开发后，特别是在注入水的驱替作用下，储层的物理性质将发生一定的变化，如层的物理性质将发生一定的变化，如岩石表面润湿性的转岩石表面润湿性的转变，岩石孔隙结构及流体性质的变化，以及温度场、压力变，岩石孔隙结构及流体性质的变化，以及温度场、压力场的分布场的分布等。这些物理性质的变化控制着油水的等。这些物理性质的变化控制着油水的运动规律运动规律和剩余油的分布状态和剩余油的分布状态。研究这些变化对正确制定高含水期。研究这些

2、变化对正确制定高含水期开采技术，方案调整措施及提高油层最终采收率，都有普开采技术，方案调整措施及提高油层最终采收率，都有普遍的指导意义。遍的指导意义。 项目项目泥质含泥质含量量孔隙孔隙度度孔喉半孔喉半径径渗透渗透率率渗透率变异系渗透率变异系数数润湿性润湿性初始初始16.9116.9131315.35.30.7190.7190.70.7弱亲水弱亲水注水后注水后131336.436.47.47.41.21.20.760.76亲水亲水大港油田港西区油藏注水前后物性变化大港油田港西区油藏注水前后物性变化项目项目渗透率渗透率面孔面孔率率孔隙直径孔隙直径分选参分选参数数粘土含粘土含量量渗透率渗透率变异系变

3、异系数数闰湿性闰湿性最小最小 最大最大平均平均初始初始0.340.348.278.27 17.217.2 190.7190.7 69.969.9 0.6650.6655.325.320.1670.167偏亲油偏亲油注水后注水后 0.3890.389 9.149.14 17.617.6 248.3248.3 71.771.7 0.6790.6794.924.920.1720.172亲水亲水大庆油田主力油层注水前后物性变化大庆油田主力油层注水前后物性变化一、油层岩石表面润湿性变化一、油层岩石表面润湿性变化 油层岩石的润湿性是指在地层条件下，当存在两种油层岩石的润湿性是指在地层条件下，当存在两种非混

4、相流体时，某种非混相流体时，某种流体在岩石表面附着或延展的倾向流体在岩石表面附着或延展的倾向性性。在岩石。在岩石油油水体系中，这种基本特性表现为水体系中，这种基本特性表现为一种一种流体在分子力的作用下自发地驱赶另一种流体的能流体在分子力的作用下自发地驱赶另一种流体的能。它。它是影响两相流体渗流特性和油层采收率的重要因素，也是影响两相流体渗流特性和油层采收率的重要因素，也是合理开发油田的理论基础之一。是合理开发油田的理论基础之一。 1 1、影响润湿性的因素：、影响润湿性的因素： A A、由于组成岩石的、由于组成岩石的矿物成分矿物成分不同，岩石表面又不十分光滑，不同，岩石表面又不十分光滑，加之石油

5、和水的性质差异，这些对油层表面润湿性都有较大影响。加之石油和水的性质差异，这些对油层表面润湿性都有较大影响。所以在原始条件下油层岩石润湿性是混合非均匀润湿性，当储集所以在原始条件下油层岩石润湿性是混合非均匀润湿性，当储集层中流体性质发生变化时，油层岩石的表面润湿性也随之转变。层中流体性质发生变化时，油层岩石的表面润湿性也随之转变。 B B、固体表面的这种润湿选择性还与、固体表面的这种润湿选择性还与表面活性物质表面活性物质在溶液中的在溶液中的浓度有关，即随着表面活性物质浓度的增加，固体表面将由水湿浓度有关，即随着表面活性物质浓度的增加，固体表面将由水湿转为油湿，或由油湿转为水湿。转为油湿，或由油

6、湿转为水湿。 C C、水的性质对、水的性质对岩石表面润湿性岩石表面润湿性的影响，一般表现为碱水中石的影响，一般表现为碱水中石英颗粒表面上油英颗粒表面上油水体系的接触角要比在硬水和蒸馏水介质中小些。水体系的接触角要比在硬水和蒸馏水介质中小些。在蒸馏水中添加碱性地层水会使润湿性接触角逐渐减小如，油田注在蒸馏水中添加碱性地层水会使润湿性接触角逐渐减小如，油田注水开发中，注入碱水可使润湿性由亲油向亲水转化水开发中，注入碱水可使润湿性由亲油向亲水转化。由此可以认识到，在油藏形成过程中，当油充分地驱由此可以认识到，在油藏形成过程中，当油充分地驱替了水时，石油中的极性物质（一般为沥青的组分）会吸替了水时，石

7、油中的极性物质（一般为沥青的组分）会吸附在岩石表面，而附在岩石表面，而转化成亲油非均质润湿性转化成亲油非均质润湿性。 同时润湿性还与空气渗透率和含水饱和度有关，大庆同时润湿性还与空气渗透率和含水饱和度有关，大庆油田检查资料表现，当空气渗透率油田检查资料表现，当空气渗透率在在100010001010-3-3mm2 2以上以上时，时，岩石润湿性随渗透率增加而岩石润湿性随渗透率增加而亲油性增强亲油性增强；在在100010001010-3-3m m2 2以下以下时，则润湿性随空气渗透率减少而时，则润湿性随空气渗透率减少而亲水增强亲水增强。当原始。当原始含水饱和度在含水饱和度在2525以下以下（即含油饱

8、和度（即含油饱和度7575以上）时润湿以上）时润湿性随含油饱和度增加，而性随含油饱和度增加，而亲油性增强亲油性增强；相反，当含水饱和；相反，当含水饱和度在度在2525以上以上时，油层润湿性则随含水饱度增加而时，油层润湿性则随含水饱度增加而亲水性亲水性增强增强。、开发过程中、开发过程中岩石润湿性岩石润湿性变化变化在注水开发中，随着油层含水饱和度的增加，水湿在注水开发中，随着油层含水饱和度的增加，水湿程度也相应增加，当油层含水饱和度大于程度也相应增加，当油层含水饱和度大于2525后，开始后，开始转为弱亲水。大庆对转为弱亲水。大庆对5050个密闭取心井个密闭取心井100100块岩样润湿性块岩样润湿性

9、测定资料分析表现，水淹层的平均无因次吸水量比吸油测定资料分析表现，水淹层的平均无因次吸水量比吸油量大量大4.4%4.4%。水淹岩样比非水淹岩样的吸油量明显减少。水淹岩样比非水淹岩样的吸油量明显减少。 这说明水淹层岩石的润湿性发生了明显转化。已这说明水淹层岩石的润湿性发生了明显转化。已由由偏亲油偏亲油的非均匀润湿性转变为的非均匀润湿性转变为偏亲水偏亲水的非均匀润湿性。的非均匀润湿性。水洗油层不同部位润湿性的变化特征水洗油层不同部位润湿性的变化特征3 3、润湿性变化后开发状况的分析、润湿性变化后开发状况的分析实验模拟和现场试验结果表明，亲水油层比亲实验模拟和现场试验结果表明，亲水油层比亲油油油油层

10、的开发效果好，在同样注入水倍数时，亲水油层可以层的开发效果好，在同样注入水倍数时，亲水油层可以获得比亲油油层高的采出程度。获得比亲油油层高的采出程度。江汉油田实验，当注入量倍数为江汉油田实验，当注入量倍数为0.70.7倍时：倍时： 亲油层亲油层最终采收率为最终采收率为21.7%21.7% 亲水层亲水层最终采收率为最终采收率为33.6%33.6% 强亲水层强亲水层最终采收率为最终采收率为64.5%64.5%强亲水油层开发特点是：强亲水油层开发特点是： 有较长时间的有较长时间的低含水期低含水期， 进入进入高含水期高含水期后，含水率上升很快，说明大部分后，含水率上升很快，说明大部分油在低含水期阶段已

11、采出。油在低含水期阶段已采出。 亲水油层比亲油油层驱油效果好有两方面的亲水油层比亲油油层驱油效果好有两方面的原因：原因： 注水时流体的分布状态和流动特点不同：注水时流体的分布状态和流动特点不同：A A、亲水油层孔隙介质内的流体分布状态和流动特亲水油层孔隙介质内的流体分布状态和流动特征具有亲水洗油的作用征具有亲水洗油的作用 水驱油初期，注入水首先在岩石表面润湿呈薄膜状态，水驱油初期，注入水首先在岩石表面润湿呈薄膜状态，吸附在砂粒表面，孔隙空间充满石油，中期含水饱和度增吸附在砂粒表面，孔隙空间充满石油，中期含水饱和度增加大，在油水同时流动的加大，在油水同时流动的地带。地带。亲水岩石水驱油的驱替过程

12、亲水岩石水驱油的驱替过程 大部分处于大部分处于连通孔隙通道连通孔隙通道内内，在水驱油压力下从油，在水驱油压力下从油层中采出来，在末期，含水饱和度更高，存在于小孔隙内层中采出来，在末期，含水饱和度更高，存在于小孔隙内的原油被大量的水分割成滴状存在，水淹以后在岩石内仅的原油被大量的水分割成滴状存在，水淹以后在岩石内仅剩下被分割的油滴剩下被分割的油滴因而水驱效率高。因而水驱效率高。亲油岩石水驱油的驱替过程亲油岩石水驱油的驱替过程在亲油油层中在亲油油层中，注入水进入油层，首先沿孔道中的推进，注入水进入油层，首先沿孔道中的推进，形成水窜油式的流动，原油容易吸附在岩石表面，因而水驱形成水窜油式的流动，原油

13、容易吸附在岩石表面，因而水驱油效率低。油效率低。 B B、毛细管力的自吸排油作用毛细管力的自吸排油作用在注水过程中，油水在孔隙介质中的流动，除了注在注水过程中，油水在孔隙介质中的流动，除了注水井与油井间的压力差产生的驱动力外，还有水井与油井间的压力差产生的驱动力外，还有毛细管力毛细管力的的作用，对亲水油藏毛细管力是驱动力的一部分，由于毛细作用，对亲水油藏毛细管力是驱动力的一部分，由于毛细管的作用，在油层内大小孔道之间自发的产生油水交换，管的作用，在油层内大小孔道之间自发的产生油水交换，大孔道的水进入小孔道中，小孔道中的油被替出进入大孔大孔道的水进入小孔道中，小孔道中的油被替出进入大孔道里，从而

14、在油层内部形成了吸水排油的道里，从而在油层内部形成了吸水排油的对流运动对流运动。如江汉油田利用强亲水特点，采用间歇注采，取得明显效如江汉油田利用强亲水特点，采用间歇注采，取得明显效果。果。二、油层孔隙结构的变化二、油层孔隙结构的变化陆相碎屑砂岩储层，以陆相碎屑砂岩储层，以原生孔隙原生孔隙为主，胶结性弱，胶为主，胶结性弱，胶结物多为粘土矿物，在开发过程，经长期注水冲刷后，岩结物多为粘土矿物，在开发过程，经长期注水冲刷后，岩石孔隙结构发生了一定的变化。经室内水洗砂样试验，密石孔隙结构发生了一定的变化。经室内水洗砂样试验，密闭检查井取心分析电镜扫描观察可看到如下变化：闭检查井取心分析电镜扫描观察可看

15、到如下变化： 在注入水的冲刷下，岩石孔隙间的在注入水的冲刷下，岩石孔隙间的粘土矿物粘土矿物，主要是，主要是高岭土矿物有的被水高岭土矿物有的被水冲散，破坏冲散，破坏，粘土，粘土碎片有的被水冲去或碎片有的被水冲去或带出岩石母体带出岩石母体，与油气一起流入井中（如油井出砂、出泥）。，与油气一起流入井中（如油井出砂、出泥）。从而使部分从而使部分孔隙的表面变的比较干净孔隙的表面变的比较干净，一部分孔隙喉道被打，一部分孔隙喉道被打通，因而使流体流动更加通畅。通，因而使流体流动更加通畅。 水洗部分的岩石强度下降，部分胶结物被冲光，其中水洗部分的岩石强度下降，部分胶结物被冲光，其中部分部分长石表面有溶蚀现象长

16、石表面有溶蚀现象。孔隙半径孔隙半径孔隙体积百分数孔隙体积百分数长期水冲洗前后孔隙分布曲线变化图长期水冲洗前后孔隙分布曲线变化图 水洗后，一部分喉道被打通，水洗后，一部分喉道被打通，迂回度迂回度降低，结构系数降低，结构系数减小，使岩石渗透率增加，据大庆油田资料，水洗后的孔隙减小，使岩石渗透率增加，据大庆油田资料，水洗后的孔隙半径为水洗前的半径为水洗前的1.51.5倍倍，渗透率增加，渗透率增加0.5-10.5-1倍倍，甚至，甚至1-21-2倍倍。 迂回度迂回度La/LLa/L(L(L为岩样的长度；为岩样的长度；LaLa为液流路径的长度）为液流路径的长度） 根据检查井根据检查井4 4个厚油层的同井、

17、同层的个厚油层的同井、同层的1010块岩样的资块岩样的资料比较，未水洗岩心退出效率平均为料比较，未水洗岩心退出效率平均为77.3%77.3%，而水洗岩石，而水洗岩石的退出效率仅的退出效率仅59.4%59.4%，岩心退出效率，岩心退出效率主要反映主要反映喉道体积与喉道体积与孔隙体积的比例孔隙体积的比例，主要受岩石的孔喉比屏蔽效应等因素影，主要受岩石的孔喉比屏蔽效应等因素影响，水洗岩石退出效率的降低充分说明了水淹层岩石孔隙响，水洗岩石退出效率的降低充分说明了水淹层岩石孔隙结构发生了改变。结构发生了改变。W=Smax-SW=Smax-SR R/Smax100%/Smax100% ( (压汞后退出的汞

18、体积与降压压汞后退出的汞体积与降压前注入的总汞体积的比值）前注入的总汞体积的比值）三、油层温度的变化三、油层温度的变化对于注水开发的油田，长期向油层注入大量冷水，就对于注水开发的油田，长期向油层注入大量冷水，就有可能在一定范围内和一定程度上引起油层温度降低，给有可能在一定范围内和一定程度上引起油层温度降低，给开采效果带来一定的不利影响。开采效果带来一定的不利影响。国内外研究和油田实际观测表明，由于向油层灌注冷国内外研究和油田实际观测表明，由于向油层灌注冷水，油层内实际发生的水，油层内实际发生的不等温水驱油过程不等温水驱油过程。据大庆油田测。据大庆油田测试资料统计，地层温度场的变化范围试资料统计

19、，地层温度场的变化范围主要在注水井周围主要在注水井周围100100m m左右左右，不同油田注水方式不同，油水井的排列位置有，不同油田注水方式不同，油水井的排列位置有别，则地层温度场在平面上的变化是各不相同的。别，则地层温度场在平面上的变化是各不相同的。 地层温度变化时，水驱油过程的影响，主要通过以下三地层温度变化时，水驱油过程的影响，主要通过以下三个主要因素的变化起作用。个主要因素的变化起作用。一是改变了地层原油和水的粘度及油水粘度比：一是改变了地层原油和水的粘度及油水粘度比： 原油和水的粘度都与温度呈反比关系，当地层温度下原油和水的粘度都与温度呈反比关系，当地层温度下降到石蜡饱和温度以下，则

20、原油粘度急剧增加，严重影响降到石蜡饱和温度以下，则原油粘度急剧增加，严重影响原油在油层中的流动。原油在油层中的流动。 二是改变了岩石的选择润湿性，二是改变了岩石的选择润湿性，同时也改变了油同时也改变了油水相对水相对渗透率和残余油饱和度，国外研究资料表明，高温下的润渗透率和残余油饱和度，国外研究资料表明，高温下的润湿接触角比常温的小，当温度降低其接触角数值变大。随湿接触角比常温的小，当温度降低其接触角数值变大。随着温度降低，油的相对渗透率明显下降，整条曲线左移，着温度降低，油的相对渗透率明显下降，整条曲线左移，而残余油饱和度却明显增加，而残余油饱和度却明显增加，在在4545至至3030范围内，温

21、度范围内，温度每降每降11，残余油饱和度平均增加，残余油饱和度平均增加0.85%0.85%。三是改变了原油的流变学性质三是改变了原油的流变学性质：如原油发生流动的初始压：如原油发生流动的初始压力梯度。力梯度。在油田实际生产中，长期注水使油层温度下降表现在：在油田实际生产中，长期注水使油层温度下降表现在：油层内部析蜡，流动阻力增大，使油井不能自喷，原油稠油层内部析蜡，流动阻力增大，使油井不能自喷，原油稠化，使管道结蜡严重等。化，使管道结蜡严重等。关于注冷水对油层采收率的影响，一般在开采初期不关于注冷水对油层采收率的影响，一般在开采初期不明显，为油层冷动范围还不大，直接驱油的水已被地层加明显，为油

22、层冷动范围还不大，直接驱油的水已被地层加热了。而在开发高含水期表现比较明显，热了。而在开发高含水期表现比较明显，试验表明，一般试验表明，一般500500m m井距时，注入井距时，注入1515水，使采收率降低水，使采收率降低2%2%左右左右，而在相，而在相同条件下，小井距时则使最终采收率降低同条件下，小井距时则使最终采收率降低5%5%，甚于，甚于7-8%7-8%。由此可见，在井距小注水强度大的情况下，注冷水对开采由此可见，在井距小注水强度大的情况下，注冷水对开采效果的影响不可忽视。效果的影响不可忽视。 四、油层压力的变化四、油层压力的变化1 1、油田开发前后地层压力的变化、油田开发前后地层压力的

23、变化油田投入开发前，处于静止状态的地层压力为油田投入开发前，处于静止状态的地层压力为原始地原始地层压力层压力，它的，它的大小一般与深度成比例关系大小一般与深度成比例关系，除出现压力异，除出现压力异常现象外，对同一个油藏，居于同一个水动力系统的油层，常现象外，对同一个油藏，居于同一个水动力系统的油层，其不同部位的其不同部位的原始地层压力与深度成线性关系原始地层压力与深度成线性关系。油田投入开发后，地层压力开始发生变化，一般用油油田投入开发后，地层压力开始发生变化，一般用油井正常生产时井正常生产时泄油范围泄油范围内（泄油半径）的平均压力代表该内（泄油半径）的平均压力代表该井处的井处的地层压力地层压

24、力（目前地层压力）。对于不同的驱动方式，（目前地层压力）。对于不同的驱动方式，其地层压力的变化不同。其地层压力的变化不同。原始地层压力与深度关系原始地层压力与深度关系压力压力深深度度俄罗斯地台俄罗斯地台某油田上泥某油田上泥盆统油藏原盆统油藏原始地层压力始地层压力与平均埋深与平均埋深之间的关系之间的关系 利用天然能量开采时的地层压力变化利用天然能量开采时的地层压力变化开发初期，通过油层岩石和液体弹性能量的释开发初期，通过油层岩石和液体弹性能量的释放把油驱到井底，随着地下累积采出油量的增加，放把油驱到井底，随着地下累积采出油量的增加，地下亏空体积的加大，地层压力就逐渐降低，降低地下亏空体积的加大，

25、地层压力就逐渐降低，降低的速度与开发速度有关，其压力变化的规律将符合的速度与开发速度有关，其压力变化的规律将符合弹性驱动方式下，固定产量时压力变化的方程式弹性驱动方式下，固定产量时压力变化的方程式: : P Pi i=ah+b=ah+ba ba b地区性的系数地区性的系数 PoiPoiP P饱和饱和 （由弹性驱开采）（由弹性驱开采） 溶解气析溶解气析出出进入溶解气开采进入溶解气开采（此时产量大小）（此时产量大小）取决取决气量大小气量大小（合理的生产要求）（合理的生产要求）科学井网科学井网 注水保持能量开采时的地层压力变化注水保持能量开采时的地层压力变化一般要求不使油层压力下降到饱和压力以下，大

26、体可分两一般要求不使油层压力下降到饱和压力以下，大体可分两种情况：种情况： 一种是一种是 保持地层压力近似为一定值，如把地层压力保持保持地层压力近似为一定值，如把地层压力保持在原始地层压力附近，此时在原始地层压力附近，此时为了维护一定的采油速度，就为了维护一定的采油速度，就需要逐步降低井底压力来保持一定的生产压差需要逐步降低井底压力来保持一定的生产压差。二是二是在开采过程中随油井含水上升而使生产压差缩小，必在开采过程中随油井含水上升而使生产压差缩小，必须不断提高地层压力来维持一定采油速度的稳产。如果保须不断提高地层压力来维持一定采油速度的稳产。如果保持地层压力不变，油井产量就要下降。持地层压力

27、不变，油井产量就要下降。因此，无论是采取何种开采方式，都存在一个合理的地因此，无论是采取何种开采方式，都存在一个合理的地层压力和流动压力的选择问题，也就是必须在水驱开采过程中层压力和流动压力的选择问题，也就是必须在水驱开采过程中处理好：处理好：地层压力，饱和压力、流动压力地层压力，饱和压力、流动压力三者的关系，确定出三者的关系，确定出各种压力的合理界限。一般来说所谓油田或油井的合理压力应各种压力的合理界限。一般来说所谓油田或油井的合理压力应该是：该是： 满足油田和油井一定采油速度的要求，即要达到一定产量满足油田和油井一定采油速度的要求，即要达到一定产量 是保证有较长的稳定期是保证有较长的稳定期

28、 要不影响油田或油井的开发效果，即达到预期的采收率要不影响油田或油井的开发效果，即达到预期的采收率2 2、油田注水开发后地层（孔隙）压力分布规律、油田注水开发后地层（孔隙）压力分布规律在非均质多油层早期注水保持压力开发的油田中，在非均质多油层早期注水保持压力开发的油田中，由于层间差异，层内差异等因素的综合影响使油田地层由于层间差异，层内差异等因素的综合影响使油田地层（孔隙）压力发生如下变化：（孔隙）压力发生如下变化： 地层（孔隙）压力在平面上的分布规律地层（孔隙）压力在平面上的分布规律注水开发油田油层中的流体处于流动状态，流体压注水开发油田油层中的流体处于流动状态，流体压力是经常变化的。注水井

29、正常注水时，力是经常变化的。注水井正常注水时，油层中任一深度上油层中任一深度上的压力相当于泵压加上静液柱压力的压力相当于泵压加上静液柱压力，水注入地层后，压力，水注入地层后，压力很快消耗下降。因此在注很快消耗下降。因此在注水井水井附近形成一个附近形成一个反向的压降漏反向的压降漏斗斗。而采油井在正常采油过程中，井底流动压力低于原始。而采油井在正常采油过程中，井底流动压力低于原始地层压力，在采地层压力，在采油井油井周围形成一个周围形成一个正向压降漏斗正向压降漏斗，从注水，从注水井到采油井压力变化是由变逐渐变低，注水井一端压力高，井到采油井压力变化是由变逐渐变低，注水井一端压力高，采油井一端压力低，

30、像一个横写的采油井一端压力低，像一个横写的“S”S”型，如图：型，如图： 地层（孔隙）压力在纵向上的分布规律地层（孔隙）压力在纵向上的分布规律由于油层组内单层的厚度、分布范围和渗透率不同，注由于油层组内单层的厚度、分布范围和渗透率不同，注入水在各油层中的推进速度也不相同，一些注采平衡的层位，入水在各油层中的推进速度也不相同，一些注采平衡的层位，孔隙压力接近于原始地层压力，形成孔隙压力接近于原始地层压力，形成常压区常压区；注少采多的油；注少采多的油层，孔隙压力低于原始地层压力，形成层，孔隙压力低于原始地层压力，形成欠压区欠压区；注多采少或；注多采少或只注不采的油层或地层，其孔隙压力高于原始地层压

31、力，形只注不采的油层或地层，其孔隙压力高于原始地层压力，形成成高压层或憋压层高压层或憋压层。从而导致原始状态的油层变成了压力不。从而导致原始状态的油层变成了压力不等的油层，水淹层和油水同层相间并存，在纵向上形成一个等的油层，水淹层和油水同层相间并存，在纵向上形成一个憋压层，欠压层，常压层憋压层，欠压层，常压层组成的多压力层系剖面。组成的多压力层系剖面。第二节第二节 开采过程中油层内油、水分布开采过程中油层内油、水分布油田开发过程中，油、水在油层中的运动是油田开发过程中，油、水在油层中的运动是驱动力、驱动力、重力、毛管力和粘滞力重力、毛管力和粘滞力共同作用的结果。但由于油田地质共同作用的结果。但

32、由于油田地质特征不同，主要是油层非均质的程度不同，各种力的作用特征不同，主要是油层非均质的程度不同，各种力的作用程度就有差别。因此不同类型油层的程度就有差别。因此不同类型油层的油水分布特征油水分布特征也就不也就不同。研究各类油层油水运动规律，特别是研究油层内部不同。研究各类油层油水运动规律，特别是研究油层内部不均匀水洗的特点，对油田开发，油田调整及日常生产管理均匀水洗的特点，对油田开发，油田调整及日常生产管理和提高油田采收率都有十分重要的意义。和提高油田采收率都有十分重要的意义。 一、影响油层内部油水分布状况的主要因素一、影响油层内部油水分布状况的主要因素各类油田的开发实践证明，影响油层内油水

33、分布的重各类油田的开发实践证明，影响油层内油水分布的重要因素是要因素是油层的非均质性油层的非均质性，油层非均质性主要表现为：，油层非均质性主要表现为：平面上平面上的连续性和的连续性和纵向上纵向上油层的分层性，而在同一油层油层的分层性，而在同一油层内内反映油层非均质的主要特征参数为反映油层非均质的主要特征参数为渗透率渗透率和和厚度厚度的分布状的分布状况。况。1、渗透率分布的影响许多反映岩石孔隙结构特征的参数，许多反映岩石孔隙结构特征的参数，PcPc曲线、孔喉比曲线、孔喉比（半径）、退汞效率、粒度中值（半径）、退汞效率、粒度中值等，都与渗透率有相应变等，都与渗透率有相应变化关系。水驱油试验结果表明

34、，化关系。水驱油试验结果表明，驱油效率和油层渗透率的驱油效率和油层渗透率的对数成正比对数成正比。 油层水淹厚度随油层水淹厚度随渗透率渗透率级差（级差（Kmax/kminKmax/kmin）增大而减小增大而减小研究表明，层内渗透率级差越大，则层间干扰大，渗研究表明，层内渗透率级差越大，则层间干扰大，渗流阻力越大，该层内不出油的厚度可能就越大。流阻力越大，该层内不出油的厚度可能就越大。2 2）在同一油层剖面中，高渗透段在整个韵律中所占厚）在同一油层剖面中，高渗透段在整个韵律中所占厚度的比例越大，则水淹厚度越大。度的比例越大，则水淹厚度越大。同时从平面分布上看，同时从平面分布上看，凡渗透率高的地区，

35、油层厚度就大，在注水开发过程中凡渗透率高的地区，油层厚度就大，在注水开发过程中表现出的水淹规律是：表现出的水淹规律是：高渗透部位先见到注水效果，先高渗透部位先见到注水效果，先水淹，含水饱和度高，低渗透部位则相反。水淹，含水饱和度高，低渗透部位则相反。2 2、层理构造类型的影响、层理构造类型的影响 层理构造对水驱油效率有较大影响。层理构造对水驱油效率有较大影响。 在在交错层理交错层理中，其渗透率变化有方向性；中，其渗透率变化有方向性；垂直层理倾斜垂直层理倾斜方向的渗透率，小于沿层理纹层延伸方向的渗透率方向的渗透率，小于沿层理纹层延伸方向的渗透率。沿着。沿着纹层延伸的不同方向注水，其波及系数和水驱

36、效率不同。纹层延伸的不同方向注水，其波及系数和水驱效率不同。 沿沿平行层理纹层平行层理纹层方向注水，较粗粒纹层比细粒纹层或泥方向注水，较粗粒纹层比细粒纹层或泥质纹注入水推进快，沿垂直层理方向注水时，由于细纹层质纹注入水推进快，沿垂直层理方向注水时，由于细纹层比粗纹层渗流阻力大，当注入水进入较粗纹层足够时，才比粗纹层渗流阻力大，当注入水进入较粗纹层足够时，才能突破细纹层，而进入下一个粗粒纹层，从而使注入水均能突破细纹层，而进入下一个粗粒纹层，从而使注入水均匀推进，效率高。匀推进，效率高。 不同层理类型、驱油效率不同不同层理类型、驱油效率不同 由于砂体形成时沉积条件不同，形成的由于砂体形成时沉积条

37、件不同，形成的斜层理纹斜层理纹层层有直线形和孤形之分，层理规模也大小不一，这些形有直线形和孤形之分，层理规模也大小不一，这些形态和规模不同的斜层理，注入水的波及厚度和驱油效率态和规模不同的斜层理，注入水的波及厚度和驱油效率相差很大，相差很大，微细交错层理微细交错层理，由于纹层厚度小，各个层系，由于纹层厚度小，各个层系倾向多变，使注入水在岩石中迂回而缓幔的推进，形成倾向多变，使注入水在岩石中迂回而缓幔的推进，形成较高的驱油效率，直线型层理一般规模较大，不均匀指较高的驱油效率，直线型层理一般规模较大，不均匀指状水淹，使驱油效率较低，而一般中型的孤形状层理，状水淹，使驱油效率较低，而一般中型的孤形状

38、层理，EaEa介于上述二者之间。介于上述二者之间。注水方向与层理的垂直关系注水方向与层理的垂直关系注水方向注水方向无水采收率无水采收率最终采收率最终采收率注入水占孔隙体积注入水占孔隙体积顺层理方向顺层理方向2.822.8221.321.31.071.07逆层理方向逆层理方向19.419.448.548.52.52.5垂直层理方向垂直层理方向34.634.653.253.21.01.0不同注水方向驱油效果对比不同注水方向驱油效果对比3 3、层内夹层发育程度的影响、层内夹层发育程度的影响一般来说，只要在注采井组范围内分布比较稳定的夹一般来说，只要在注采井组范围内分布比较稳定的夹层，对油水就能起到层

39、，对油水就能起到封隔作用封隔作用，防止水下窜，可以将油层，防止水下窜，可以将油层分成两个独立的油水运动单元。把厚油层的层内问题变成分成两个独立的油水运动单元。把厚油层的层内问题变成了层间问题。了层间问题。但是，如果在注采井组范围内夹层不稳定，则油层上但是，如果在注采井组范围内夹层不稳定，则油层上下具有水动力联系，一般表现为注入水下窜，虽然厚油层下具有水动力联系，一般表现为注入水下窜，虽然厚油层内不稳定夹层越多，其间的油水运动与分布也就越复杂。内不稳定夹层越多，其间的油水运动与分布也就越复杂。 总之，在夹层分布越稳定的注采井组，越容易形成多总之，在夹层分布越稳定的注采井组，越容易形成多段水洗，水

40、淹厚度大；在夹层分布不稳定的注采井组，仍段水洗，水淹厚度大；在夹层分布不稳定的注采井组，仍然是底部水淹，水淹厚度小。然是底部水淹，水淹厚度小。4 4、油层厚度影响、油层厚度影响开发实践证实，油层开发实践证实，油层厚度越大，油水在推进过程厚度越大，油水在推进过程中重力作用就越明显，中重力作用就越明显，这样就使油层上部相当大范围这样就使油层上部相当大范围内的水线推进迟缓，储量动用情况差，油层相对水淹内的水线推进迟缓，储量动用情况差，油层相对水淹厚度减小。厚度减小。总的说来，影响油层纵向水淹特征的因素是多种总的说来，影响油层纵向水淹特征的因素是多种多样的，但主要是受多样的，但主要是受地质特征地质特征

41、的影响，其次也有的影响，其次也有微观微观孔隙结构孔隙结构的影响。的影响。二、油层内部纵向上油水分布特点：二、油层内部纵向上油水分布特点：在一厚油层内部，纵向上渗透率的分布很复杂，综在一厚油层内部，纵向上渗透率的分布很复杂，综合油田实践资料，一般可分为合油田实践资料，一般可分为正韵律、反韵律和复合韵正韵律、反韵律和复合韵律律三种类型。三种类型。 正韵律油层为底部水淹型、水淹厚度小正韵律油层为底部水淹型、水淹厚度小正韵律油层特点：正韵律油层特点：底粗、高渗、顶变细、低渗底粗、高渗、顶变细、低渗，在，在重力和渗透率非均质作用下注入水首先沿底部快速推进，重力和渗透率非均质作用下注入水首先沿底部快速推进

42、，因此底部水洗严重，水淹厚度小。因此底部水洗严重，水淹厚度小。 反韵律油层，水淹厚度大，开采效果好反韵律油层，水淹厚度大，开采效果好 与正韵律相反，与正韵律相反，顶、粗粒高渗、底细粒低渗。顶、粗粒高渗、底细粒低渗。 在反韵律油层中，处于下部的低渗透层段，其渗透率在反韵律油层中，处于下部的低渗透层段，其渗透率与毛管力的共同作用都是阻止水下窜，从而减缓了注入水与毛管力的共同作用都是阻止水下窜，从而减缓了注入水沿底部推进的趋势，使纵向上水洗均匀，水洗厚度大，在沿底部推进的趋势，使纵向上水洗均匀，水洗厚度大，在水驱过程中，重力作用有利于使水向下进入低渗段，既有水驱过程中，重力作用有利于使水向下进入低渗

43、段，既有利水洗厚度又扩大了驱油效果。利水洗厚度又扩大了驱油效果。渗透率注水端注水端采出端采出端不同非均质类型油层水线推进图不同非均质类型油层水线推进图 复合韵律均匀层，水淹厚度大，开发效果比较好，介于正、复合韵律均匀层，水淹厚度大，开发效果比较好，介于正、反韵律油层之间，好于正律油层反韵律油层之间，好于正律油层 。水洗厚度水洗厚度注水倍数注水倍数不同类型油层水洗厚度与注水倍数的关系不同类型油层水洗厚度与注水倍数的关系喇检井多段多韵律油层水淹状况喇检井多段多韵律油层水淹状况中检井正韵律油层水淹状况中检井正韵律油层水淹状况南、检井葡南、检井葡复合韵律层水淹状况复合韵律层水淹状况三、油层平面上的油水

44、分布特点：三、油层平面上的油水分布特点：注入水在油层平面上的注入水在油层平面上的波及程度波及程度是衡量注水开发是衡量注水开发效果一个重要指标。不同类型油层平面上的油水分布特效果一个重要指标。不同类型油层平面上的油水分布特点主要受油层点主要受油层渗透率，砂体分布形态及注采关系渗透率，砂体分布形态及注采关系等的因等的因素控制，也就是素控制，也就是油层平面非均质形态对水驱砂体油田的油层平面非均质形态对水驱砂体油田的开采动态和剩余油分布开采动态和剩余油分布有极大影响。有极大影响。如：河道砂为高渗层，总的未被水淹厚度比例只有如：河道砂为高渗层，总的未被水淹厚度比例只有10%10%左右，而断续分布的前缘相

45、砂体总的未被水淹厚度左右，而断续分布的前缘相砂体总的未被水淹厚度比例占比例占30%30%左右。左右。泛滥平原河道砂体平面油水运动特点泛滥平原河道砂体平面油水运动特点平面上油水分布特点可以分为以下几种情况平面上油水分布特点可以分为以下几种情况： 井网控制不到的地区剩余油分布较多；井网控制不到的地区剩余油分布较多； 主砂体边部剩余油较多；主砂体边部剩余油较多； 渗透率级差大的砂体剩余油多渗透率级差大的砂体剩余油多 大片分布的低渗透区剩余油多大片分布的低渗透区剩余油多 微相带不同部位剩余油分布不同微相带不同部位剩余油分布不同 注水井间，生产井间水洗程度不同注水井间，生产井间水洗程度不同 注采井网不完

46、善注采井网不完善 微构造中正向小高点为注水后油气富集区微构造中正向小高点为注水后油气富集区 复砂体连通情况水洗不均复砂体连通情况水洗不均注水井间，生产井间水洗程度不同注水井间，生产井间水洗程度不同断层引起未水洗区剩余油较多断层引起未水洗区剩余油较多复砂体连通情况不明复砂体连通情况不明构造小高点剩余油较多构造小高点剩余油较多第三节、第三节、 油油藏藏动态监测动态监测油田全面投入开发以后，地下油层中油水处于运动和变油田全面投入开发以后，地下油层中油水处于运动和变化之中，而这些变化又是通过油井中的化之中，而这些变化又是通过油井中的油、气、水产量和压油、气、水产量和压力力变化反映出来，为了取全，取淮反

47、映油井动态变化的各项变化反映出来，为了取全，取淮反映油井动态变化的各项第一性资料，就必须进行油田动态监测。它不仅是对生产现第一性资料，就必须进行油田动态监测。它不仅是对生产现状的了解，也是对储层地下油田动态监测，贯穿于油田开发状的了解，也是对储层地下油田动态监测，贯穿于油田开发的始终，通过动态研究达到进一步深化的始终，通过动态研究达到进一步深化。时期时期阶段阶段针对问题针对问题建立检测系统建立检测系统开发开发 初期初期早期注水开早期注水开发阶段发阶段搞清油井主要见水层和搞清油井主要见水层和来水方向为主来水方向为主建立以主力油层动用状况为主建立以主力油层动用状况为主的动态检测系统的动态检测系统中

48、含中含 水期水期同井分层开同井分层开采调整阶段采调整阶段搞清层段开采动态和措搞清层段开采动态和措施效果为主施效果为主建立以层段开采状况为主的动建立以层段开采状况为主的动态检测系统态检测系统高含水高含水前期前期细分层系调细分层系调整开发阶段整开发阶段搞清低渗透率油层动用搞清低渗透率油层动用状况为主状况为主建立以低渗透单油层动用状况建立以低渗透单油层动用状况为主的动态检测系统为主的动态检测系统高含水高含水后期后期加密井网开加密井网开发调整阶段发调整阶段搞清纵向、平面分散分搞清纵向、平面分散分布的低、薄、表外层动布的低、薄、表外层动用状况为主用状况为主建立以低、薄、表外层动用状建立以低、薄、表外层动

49、用状况为主的动态检测系统况为主的动态检测系统特高含特高含水期水期不均匀加密不均匀加密层系互用调层系互用调整开发阶段整开发阶段寻找局部未动用和剩余寻找局部未动用和剩余油教富集地区为主油教富集地区为主建立特高含水条件下检测剩余建立特高含水条件下检测剩余油为主册动态检测系统油为主册动态检测系统大庆油田动态检测系统的建立和发展大庆油田动态检测系统的建立和发展 动态监测是油藏开发中的一项重要基础工作，它贯动态监测是油藏开发中的一项重要基础工作，它贯穿于油藏开发的始终。不仅是利用穿于油藏开发的始终。不仅是利用各种仪器各种仪器，采用不同，采用不同测试手段和测量方法测试手段和测量方法，获取开采过程中的，获取开

50、采过程中的动态和静态资动态和静态资料料，而且还要监督所取资料的齐全准确和质量，遵循资，而且还要监督所取资料的齐全准确和质量，遵循资料全，有代表性，有足够样品数的原则。料全，有代表性，有足够样品数的原则。一、动态监测的内容是根据油藏特点开发要求一、动态监测的内容是根据油藏特点开发要求决定的决定的 一般包括：一般包括： 流量监测；流量监测； 油层压力监测；油层压力监测； 油井产出剖面及吸水剖面临测；油井产出剖面及吸水剖面临测； 井下技术状况监测等。井下技术状况监测等。 但对一些特殊油藏，则另有其它内容的监测。但对一些特殊油藏，则另有其它内容的监测。 流量监测流量监测由于油层性质的差异和压力高低不同

51、，在同一口由于油层性质的差异和压力高低不同，在同一口井中每个油层的产油、产水量都是不同的，甚至在同井中每个油层的产油、产水量都是不同的，甚至在同一油层的不同部位，产量也有差异，因此，通过一油层的不同部位，产量也有差异，因此，通过流量流量监测监测可掌握油井的分层产油、产水量。可掌握油井的分层产油、产水量。油、水产量监测要以单井计量为基础，要采用连油、水产量监测要以单井计量为基础，要采用连续计量方法，计量误差不得超过续计量方法，计量误差不得超过5%5%。 油、水井压力监测油、水井压力监测油层压力监测要求反映整个油藏的油层压力监测要求反映整个油藏的油层压力分布状油层压力分布状况况，因此要求所，因此要

52、求所选择的测压井点能遍及油藏各部位，这选择的测压井点能遍及油藏各部位，这样所测得的样所测得的压力分布图压力分布图，才能基本反映油藏本身特点。，才能基本反映油藏本身特点。原始油层压力图原始油层压力图油层静止压力等压图油层静止压力等压图3口井同时生产时油层压力分布示意图口井同时生产时油层压力分布示意图油层压力监测要求在油层压力监测要求在油藏开发初期油藏开发初期就测得油藏的就测得油藏的原始原始地层压力地层压力，绘制原始地层压力等压图，从确定油藏的水动，绘制原始地层压力等压图，从确定油藏的水动力学系统。开发以后的力学系统。开发以后的目前油层压力目前油层压力是油藏开发过程中动是油藏开发过程中动态最为敏感

53、的参数之一，它是注水保持能量状况和注采平态最为敏感的参数之一，它是注水保持能量状况和注采平衡关系的直接反映，也是选用合理的开发方式及进行配注衡关系的直接反映，也是选用合理的开发方式及进行配注配产的主要依据。配产的主要依据。 开发后要选开发后要选1/31/3具有代表性的采油井作为具有代表性的采油井作为定点测压井定点测压井，构成一个构成一个压力动态监测系统压力动态监测系统。选择井即有数量保证，又要。选择井即有数量保证，又要有代表性，如沿某井组剖面方向进行系统的测试。每年测有代表性，如沿某井组剖面方向进行系统的测试。每年测一次地层压力，同时测流动压力，监测生产压差和产油量一次地层压力，同时测流动压力

54、，监测生产压差和产油量变化。其它油水井要求在两、三年内普遍测一次地层压力。变化。其它油水井要求在两、三年内普遍测一次地层压力。 油井产出剖面和注水井吸水剖面监测油井产出剖面和注水井吸水剖面监测以自喷为主的大油田必须有以自喷为主的大油田必须有30-40%30-40%以上的井点进行以上的井点进行测试，以机械采油为主的油田要有测试，以机械采油为主的油田要有20-30%20-30%以井点测试产出以井点测试产出剖面；剖面；复杂小断块及岩性油藏分单元选少量井点测试复杂小断块及岩性油藏分单元选少量井点测试，所，所定井点每年测试一次。对同一口油井，将不同时期的产出定井点每年测试一次。对同一口油井，将不同时期的

55、产出剖面进行对比，可以准确地了解每一个剖面进行对比，可以准确地了解每一个油层产油和产液量油层产油和产液量的变化情况。的变化情况。中区西部萨、葡油层稳产期开采曲线中区西部萨、葡油层稳产期开采曲线 凡具备测试条件的注水井每年应测一次吸水凡具备测试条件的注水井每年应测一次吸水剖面，测得分层吸水量和吸水厚度。剖面，测得分层吸水量和吸水厚度。放射性同位放射性同位素载体法放射性元素吸水测试素载体法放射性元素吸水测试。 对于一个单油层，其吸水能力的大小与下列对于一个单油层，其吸水能力的大小与下列因素有关：因素有关：注水压差注水压差油水井之间的距离油水井之间的距离原油性质原油性质油层性质油层性质流度比流度比同

56、位素吸水同位素吸水剖面示意图剖面示意图自然电位自然电位吸水剖面吸水剖面10.028.536.58.017.0123451-吸水层吸水层 2-同位素曲线同位素曲线 3-自然咖马曲线自然咖马曲线 4- 吸水面积吸水面积 5-分层线分层线相对吸水量相对吸水量胡胡12-16井分注前后吸水状况对比图井分注前后吸水状况对比图当开采对象及注采井距一定时，吸水能力的变化，当开采对象及注采井距一定时，吸水能力的变化，主要反映油层中含水饱和度的改变而引起的流动阻力的变主要反映油层中含水饱和度的改变而引起的流动阻力的变化上，既可用化上，既可用流度比流度比的变化来反映。的变化来反映。在注水过程中，流度比将随油层含水饱

57、和度的增加而在注水过程中，流度比将随油层含水饱和度的增加而增加，流度比增加（且增加，流度比增加（且1 1时）则注入水流动阻力减少，时）则注入水流动阻力减少，油层吸水能力也随之上升。当含水率大于油层吸水能力也随之上升。当含水率大于70%70%后增加较快，后增加较快，当含水大于当含水大于90%90%时，吸水能力相当于初期时，吸水能力相当于初期5-65-6倍倍。 井下技术状况监测井下技术状况监测在油藏注水开发过程中由于注水会在油藏注水开发过程中由于注水会引起断层活动引起断层活动或或泥岩遇水膨胀泥岩遇水膨胀，对油、水、井套管产生挤压，致使套管变，对油、水、井套管产生挤压，致使套管变形至错断；也可能由于

58、注入水或地层水的腐蚀，使形至错断；也可能由于注入水或地层水的腐蚀，使套管变套管变腐蚀腐蚀。因此，应对油、水、井进行必要的。因此，应对油、水、井进行必要的工程测井工程测井，随时，随时掌握井下技术状况。进行掌握井下技术状况。进行技术状况监测技术状况监测，应根据油藏构造，应根据油藏构造特点确定几条监测线，每条线上选几口井定期检测，一般特点确定几条监测线，每条线上选几口井定期检测，一般为一年检测一次；对重大增产措施井，在措施前后应测压为一年检测一次；对重大增产措施井，在措施前后应测压力恢复曲线。力恢复曲线。 油层水淹监测油层水淹监测由于油层非均质影响，水淹程度不同。水淹时间有早由于油层非均质影响，水淹

59、程度不同。水淹时间有早有晚，要了解这些变化必须对油层水淹情况监测。有晚，要了解这些变化必须对油层水淹情况监测。包括两个方面：包括两个方面： 一方面是一方面是对原井网生产的重点区块的油井，要通过碳对原井网生产的重点区块的油井，要通过碳氧比测井，确定含油水饱和度；氧比测井，确定含油水饱和度；另一方面是另一方面是对加密调整的对加密调整的新井都要监测，确定每个井点的各类油层水淹状况，根据新井都要监测，确定每个井点的各类油层水淹状况，根据测试资料绘制残余油饱和度平面分布图。测试资料绘制残余油饱和度平面分布图。 碳氧比能谱测井：碳氧比能谱测井：是利用是利用元素碳和氧对快中子元素碳和氧对快中子非弹性散射截面

60、的差别及放出的伽玛射线能量的差非弹性散射截面的差别及放出的伽玛射线能量的差别来确定剩余油饱和度的测井方法别来确定剩余油饱和度的测井方法。适用于孔隙大。适用于孔隙大于于20%20%的油层。不准确，可用于监视油水界面，判的油层。不准确，可用于监视油水界面，判断水淹层，监测油层产油情况。断水淹层，监测油层产油情况。二、特殊类型油藏的动态监测二、特殊类型油藏的动态监测 稠油、高凝油田的监测稠油、高凝油田的监测必须有必须有10-15%10-15%的井，每年测一次地层压力和温度。有的井，每年测一次地层压力和温度。有10-20%10-20%的井每个注气周期测一次流体产出剖面和吸汽剖面。的井每个注气周期测一次