剩余油分布机理及预测技术

剩余油分布机理及预测技术徐守余石油大学(华东)February23在一般情况下，人们仅采出总储量的30％左右，这意味着还有大约2／3的剩余石油仍然被残留在地下。剩余石油储量对于增加可采储量和提高采收率是一个巨大的潜力，提高采收率无异于找到新的油田。据估计，只要石油采收率上升到50％，就可使地球上的石油生产至少延续到22世纪。如果世界上所有油田的采收率提高1％，相当于增加2～3年的石油消费量。因此，从出现石油开采工业以来，提高油田的采收率一直是油田开发地质工作者和油藏工程师为之奋斗的头等目标。剩余油的基本概念概念辨析目前关于储集层中的油气分布，有这几个名称需注意区别：原状油：投入开发前油藏中的油。残余油：指特定开采过程终了时，油藏中残余下来的油。剩余油：一般指投入开发后，在现有的开采工艺条件下，油藏中的可被开采的油，也称剩余可动油。剩余油研究是油田开发研究中的永恒的主题。2、剩余油的状态油藏内剩余油的状态是多种多样的。对于储层岩石孔隙中剩余油的状态研究，有助于理解其形成与分布的机理。剩余油分布状态主要有：网状、片状分布×100剩余油宏观研究研究重点剩余油分布规律研究剩余油分布研究的方法和技术剩余油宏观形成机理研究对剩余油挖潜技术研究平面剩余油富集区:

剩余油饱和度及剩余储量丰度高值迭合区;边滩中的水下浅滩、凹槽，天然堤；双凸型、顶凸底平型、顶平底凸、顶底鼻状等微构造模式；强非均质井区流动单元B,C分布区

Ng44不同沉积相带剩余油饱和度(统计72口井,126井段)36.0040.0044.0048.0040.344.347.145.9滩脊水下浅滩凹槽天然堤中一区Ng44累计水油比分布图<5>15层间非主力层剩余油饱和度相对较高,但剩余油潜力仍在主力层。0204060So(%)中12-J411井Ng3-4层间剩余油饱和度对比图层位3333435424447.557.052.046.352.31).沉积层序上部;2).多段富集。沉积韵律性控制纵向剩余油富集单元间夹层是控制纵向剩余油富集的主要因素

不同含水级别各层的剩余储量在宏观上，剩余油主要分布在注入水未波及到的、或者波及程度比较低的部位，剩余油形成与分布主要受沉积相、构造、储层非均质性以及井网条件的控制。一般认为剩余油主要分布在：①边缘相带，如河床边缘、堤岸相带、边边角角、低渗透差储层或表外储层；②封闭性断层附近、构造高部位与微构造起伏的高点；③正韵律厚层的上部;④井间分流线、井网控制不住、注采系统不完善的部位。

研究流程静态资料动态资料动静态精细油藏描述数据库储层逐级细分对比沉积微相储层微型构造断层构造微观储层表征流体性质井间随机模拟不同含水期测井多井处理与解释储层参数油藏参数生产数据测试资料地层格架模型沉积模型构造模型微观结构模型流体模型储层非均质精细地质概念模型不同含水期三维定量地质模型生产动态模型油藏数值模拟剩余油分布规律及控制因素挖潜措施、方案设计，经济评价方案实施，生产验证地质随机建模研究内容、方法和技术（1）建立油藏地质模型，从开发地质学角度预测剩余油形成与分布（2）在地质条件约束下应用测井技术预测剩余油分布（3）应用油藏数值模拟技术预测剩余油分布（4）利用动态资料预测剩余油分布（5）精细、综合、定量地确定剩余油形成与分布（6）剩余油综合评价和预测单砂体细分对比和地层模型沉积微相和沉积模型断层与油层微型构造微观储层表征和结构模型流体性质与流体模型储层非均质性特征流体流动单元研究剩余油形成机制和分布规律剩余油分布模式及综合评价微型构造模式水淹层测井响应特征微观剩余油研究是指油藏长期注水开发过程中，地下储层中的流体（油、水和油水混合物）对储层的骨架（矿物颗粒、基质和胶结物）、孔喉网络以及流体自身的风化、剥蚀、搬运、沉积等对储层微观的改造和破坏的作用。油藏开发流体动力地质作用动力油藏长期注水开发过程中的流体油藏开发流体动力地质作用产生的地质环境

孔喉网络和孔喉骨架的微观领域油藏开发流体动力地质作用油藏开发流体风化作用油藏开发流体剥蚀作用油藏开发流体搬运作用油藏开发流体沉积作用

物理风化作用化学风化作用机械剥蚀作用化学剥蚀作用机械搬运作用化学搬运作用机械沉积作用化学沉积作用2-2-178井12层2单元（综合含水40%）2-1-J1803井12层2单元（综合含水95%）注入水的温度与油层的温度差别比较大，岩石矿物为热的不良导体，长期剧烈的温差使孔喉表面和内部骨架的收缩及膨胀发生不协调，使地下储层孔喉网络中的胶结物及骨架矿物在原地产生机械破碎。(1)、物理风化作用氧离子与储层中的基质和胶结物发生作用，导致基质和胶结物被溶蚀，使粘土的总含量减少。(2)、化学风化作用流体在地下储层中渗流，流速相对慢，流量也分散，冲击力较小，故油藏流体对储层机械剥蚀作用相对较弱，但机械剥蚀作用一般与流体物理风化作用相互伴生。2-1-J1662井83层2单元2-1-J1803井83层2单元(3)、机械剥蚀作用注入水中的氧离子能对任何储层的孔喉骨架和孔喉网络进行不同程度的溶蚀，这种化学剥蚀作用使喉道增大，渗透率增加。油藏开发流体剥蚀作用（溶蚀孔隙的毛管压力曲线）(4)、化学剥蚀作用(5)、机械搬运作用储层中微细的长石、粘土、地层微粒等物理风化剥蚀产物以推移、跃移和悬移三种形式向前搬运。(6)、化学搬运作用化学风化剥蚀的产物一般呈胶体溶液或真溶液形式存在，一方面可以随采出的油水搬运到地表，另一方面也可以搬运到一定地方沉积下来，从而改造和破坏储层的骨架或孔喉网络，这种作用称为流体化学搬运作用。卡堵式沉积充填式沉积流体所携带的长石、粘土、地层微粒等碎屑物质因流体流速改变而发生堆积的过程称为流体机械沉积作用。(7)、机械沉积作用(8)、化学沉积作用：以胶体溶液和真溶液形式存在的开发流体，在搬运过程中，当物理和化学环境发生变化时产生沉淀，这种沉积过程称为流体化学沉积作用。石英次生加大呈齿牙状石英加大不规则集合体孔喉大小对微观剩余油的控制孔喉均质程度对微观剩余油的控制孔喉形态对微观剩余油的控制岩石表面润湿性对微观剩余油的控制孔喉连通程度对微观剩余油的控制

微构造起伏与未被水洗剩余油的可能分布状态上倾和下倾驱油时，油相运移动力的示意图（A）油滴；a—在并联孔道中；b—在H形孔隙中；c—在死孔喉中；d—在由于胶结物被封隔的孔隙中（Dawe等,1978）；（B）索状；（C）蔟状剩余油微观形成机理（A）毛细管力作为驱动力；本区注水驱油实际是主要克服粘滞力和重力影响。①单孔道模型。对于单根圆柱形毛细管模型，油或水单相渗流速度服从泊稷叶公式，即单根毛细管的变断面油滴阻力示意图②双孔道模型。储层孔隙体系很复杂，无法用一个简单的模型表述，但可定性地用一对不等径的并联孔道即双孔道模型来阐明驱替动态。双孔道模型剩余油形成作用力分析示意图（据Dawe等，1978）剩余油分布模式剩余油分布模式剩余油分布模式a、油呈网状、斑块状网络状b、斑块状2．斑块状c、油呈孤滴状、孤粒状3．孤粒、孤滴状d、油包水、水包油4．油包水、水包油

剩余油综合研究中应当特别注意的三个要点：

一、要全面考虑各种因素的影响；二、要深入了解油田开发史；三、要掌握获取基础资料的时间。研究进展和发展趋势（1）精细油藏描述要搞清水淹油藏内部复杂而又分散的剩余油分布特征，油藏描述必须向精细化和定量化方向发展，建立能够反映地下客观情况的、精细刻划油藏非均质特征的三维定量地质模型。一方面通过油藏地质的层次化研究，达到精细化的目的；另一方面利用密井网资料和井间信息，将沉积学最新研究成果和地质统计学相结合，建立预测剩余油分布的精细地质模型。

（2）多学科综合水淹后油藏油水关系十分复杂，剩余油分布研究难度很大，仅凭单一学科预测剩余油分布存在很大局限性，只有应用多学科理论、方法和技术才有可能准确地预测剩余油分布。多学科综合研究要求最大限度地采用综合信息，地质、地球物理、油藏工程等多不同专业的专家共享一个数据库，以单一的统一的地质模型为媒介，以预测剩余油分布为目的，紧密配合，协同攻关。要求每一学科从不同侧面为预测剩余油分布提供依据，且允许各学科从自身角度出发来评价本学科和其它学科对剩余油分布进行预测的结果是否一致。（3）地质条件约束通过油藏地质精细研究，可以揭示剩余油分布规律及控制因素，它为利用其它技术预测剩余油分布提供了条件。预测剩余油分布的测井、井间预测、油藏数值模拟技术均要求给定一个地质模型和地质约束条件，要求在选取各种参数（如剩余油饱和度公式中的a、b、m、n值，相对渗透率等油藏参数）必须有地质上的科学依据。（4）动静态结合国内过去开展的油藏描述侧重于静态描述，利用原状地层参数，建立概念模型和静态模型。开发后期剩余油分布研究则必须开展动静态相结合的精细油藏描述，充分利用动静态资料，考虑储层及流体参数在注水开发过程中的动态变化（胡杰，1994）。大庆、胜利等油田每年都要打一些检查井，为搞清油藏中的这些变化提供了依据。动静态相结合的油藏描述要求地质模型和数值模拟一体化研究，动静结合揭示剩余油分布。在油层描述和油井动态分析基础上，研究宏观剩余油分布（于洪文，1993）。（5）预测精度确定剩余油饱和度的核心是精度，所使用方法、工程项目及费用均和精度直接有关。通常高于5个饱和度单位的误差对三次采油在经济上都可能不被接受，因此，要求各项参数要尽可能精确地确定，例如孔隙度就有重要的影响，一个孔隙度单位的误差可能导致几个饱和度单位的变化。根据确定剩余油饱和度的随机误差和系统误差，通常优先选用压力取心、脉冲中子测井和单井示踪剂测试、核磁测井、“测－注－测”等单项技术虽然