剩余油分布规律及控制的多方位研究

剩余油分布规律及控制的多方位研究

【摘要】关于剩余油分布规律及控制因素的研究认识，是科学合理制定提高采收率的基础，利用试井资料确定剩余的分布是一种方便、经济，可靠的实用方法。同时通过对河流成因储层非均质性及注采状况的阐明，进而认识到剩余油分布的宏观地质控制因素，对河流成因储层剩余油的挖潜具有较好的指导作用。

【关键词】剩余油;分布规律;控制因素;储层

1.利用河流成因储层的探讨

1.1河流成因储层主要特征

河流相沉积为陆相冲积环境的主导沉积，主要有辨状河和曲流河两种类型。河流的水流属牵引流，碎屑沉积物以砂、粉砂为主，分选差至中等，分选系数一般大于1.2，粒度概率曲线显示明显的跳跃、悬浮两段型，并以跳跃总体为特征，悬浮物总含量为2%~3%。其层理发育，类型繁多，包括块状层理、韵律层理、粒序层理、水平层理、平行层理、交错层理，但以板块和大型槽状交错层理为特征，一般有半数以上的层具交错层理。细层倾斜方向指向砂体延伸方向，倾角15°~30°，由下至上层系及细层的厚度变薄、粒度变细，细层具粒度正韵律特征，层系厚度一般30cm或更薄，很少超过1m。在河流沉积剖面上大型板状、槽状交错层理发育在下部，小型板状、槽状交错层理发育在上部，波状层理发育在剖面顶部。河流沉积中，常见流水不对称波痕，也可见砾石的叠瓦状排列，砾石扁平面向上游倾斜，倾角约为10°~30°。河床最底部常见明显的侵蚀、切割及冲刷构造，即冲刷面与底砾岩。

河流沉积砂体在平面上多呈弯曲的长条状、带状、树枝状等，在横剖面上呈上平下凸的透镜状或板状嵌于四周河漫泥质沉积中。如辨状河心滩砂体，总是呈对称的透镜状成群出现，交错叠置，四周为泥质沉积所包围，显示河道的多次往复迁移。曲流河边滩砂体则呈不对称的透镜状，凸岩沉积厚、凹岩砂体薄，平面上多呈弯曲的条状、带状，反映河道长期侧向迁移、加积的沉积特征。

河流沉积特征决定了其储层孔渗性较好，但平面及纵向上具有很强的非均质性。

1.2河流成因储层剩余油分布规律

油藏储层中聚集的原油，经一定阶段或程度的开采后，遗留下来的原油即为剩余油。其存在方式分为不可动的残余油和可动剩余油两大部分。据资料统计全国油田水驱总平均采收率为33.1%，河流相储层平均水驱采收率只有30.2%，目前地质储量采出程度为23%左右，储层中尚有四分之三地质储量的剩余油。

认识和掌握剩余油分布规律，即搞清油层中经弹性和水驱开采后剩余的原油

所在空间位置与数量，及其与储层特征、注采状况等之间的关系，是进一步调整挖潜剩余油，提高驱油效率及原油采收率的前提和基础。

平面上剩余油较富集的部位主要在天然堤、决口扇、废弃河道、河漫滩微相等较低孔渗性储集体以及井网未控制的透镜砂体及砂体边缘，注采不完善区，井间、断层遮挡等低压差滞留区，局部微构造高部位（按储层顶底面微构造组合配置模式，主要在顶凸底凸、顶底平、顶凸底凹、鼻状凸起微型构造）。天然堤、决口扇、河漫滩微相及废弃河道亚相为主的非主力油层，剩余油饱和度相对较高，但剩余储量丰度较低；主力层，即以边滩、心滩、天然堤、决口扇微相为主孔渗性较好、层较厚的油层，平均剩余油饱和度相对较低，但剩余储量丰度较高，因而剩余油主要分布在主力油层中。

1.3剩余油分布控制因素探讨

剩余油分布十分复杂，其控制因素也极为复杂，用系统的观点来解决复杂的问题，是本文探讨的基本出发点。

从水驱采收率的角度来看，采收率越高，自然是剩余油越少；而采收率是驱油效率和波及体积系数的乘积。因此搞清驱油效率和波及体积系数的控制因素，也就基本搞清了剩余油分布的控制因素。研究表明，驱油效率的主要控制因素有储层孔隙结构、润滑性、油水粘度比、以及注入倍数；波及体积系数为平面波及系数和纵向波及系数之积，其主要控制剩余油分布主要受储层非均质性及注采状况两大因素控制。

储层非均质性表现为储层砂体的几何形态、大小尺寸、连续性和砂体内的孔隙度、渗透率等参数的分布所引起的平面非均质性；各单砂层厚度、孔隙度、渗透率等差别所引起的层间非均质性；以及单砂层内部垂向上储层性质的变化、非渗透夹层等所引起的层内非均质性。对于河流成因储层，平面、层间及层内非均质性主要受其沉积微相控制，不同沉积微相单元储层具有不同的孔渗性、孔隙结构和渗流特征，也具有不同的水驱油效率和剩余油特征。因而河流成因储层沉积微相单元是剩余油分布的主要宏观地质控制因素。

2.应用流线数值试井方法研究

正确评价已开发油茂和剩余油分布是科学、合理制订提高采收率方案的基础，利用试井资料确定剩余油分布是一种简便、经济、可靠的实用方法。随着国内外大多数油田进入中期和后期开发阶段，油藏所呈现出的复杂流动特征（储层非均质、多相流、多井相互干扰等）已无法用基于对理想模型（储层均质、单相流、流体均匀分布，或以测试井为圆心的圆环状分布、油藏等厚等）解析求解的常规试井和现代试井方法进行解释，导致矿场上大量的测试资料没有充分利用。而在常规油藏数值模拟基础上发展起来的基于二维或三维网格划分的一般数值试井解释方法，虽然能够考虑多种复杂影响因素，但由于其网格划分的局限性和复杂性，求解精度和速度难以同时满足数值试井自动拟合解释的需要。为此，笔者提出了基于油藏真实地质模型，能考虑复杂因素影响的聚合物驱流线数值试井

解释模型，形成了利用试井资料确定剩余油分布的新方法。

2.1技术路线

数值试井要基于油藏真实地质模型，考虑更多的地质和开发因素，包括：非均质、复杂边界、生产历史、多相流动、多层合采合注、井网和井型，污染系数、井储系数等。对于聚合物驱，还有聚合物浓度、段塞等，如此复杂的渗流模型快速求解是关键，为此，采用聚合物驱流线数值试井解释模型。该模型包括生产和测试两个阶段的数学模型：前者主要用于模拟生产历史过程，以求得测试井测试时刻的压力分布、饱和度分布和聚合物浓度分布等，采用聚合物模型，采用流线法进行求解；后者主要用于模拟测试井在测试阶段的压力变化，以求得测试井的理论压力响应，结合遗传算法进行数值井自动拟合解释，以求得试井解释参数和剩余油分布。采用流线模型的总体技术路线。

2.2生产阶段的渗流数学模型

2.2.1数学模型的建立

生产阶段的模型采用多层聚合物驱模型，其建立基于以下基本假设：(1)流体由油水两相和三个组分组成，油相中只有油组分，水相中含有水和聚合物两个组分；(2)油藏中的岩石和流体均不可压缩；(3)渗流满足广义达西定律，弥散遵循广义Fick定律；(4)聚合物溶液只降低水相渗透率；(5)油水相对渗透率关系不随水相中组分的变化而变化；(6)忽略聚合物的存在对水溶液质量守恒的影响；(7)不考虑重力。

2.2.2数学模型的求解

生产阶段的数学模型复杂，因而快速求解是关键，笔者选择流线方法对其进行求解，与传统的油藏数值模拟计算方法相比，该方法具有以下优势：

传统的计算方法采用相同的网格来求解压力与饱和度，并且流体只能沿着网格方向流动；而采用流线方法时，只需沿着流线上的各流动单元将饱和度向前推移，而不需要沿着整个油藏中求解压力场时用到的所以基础网格块进行计算，这在很大程度上减小了与网格划分及网格排列有关的各种因素对计算过程和结果的影响，从而使流线方法得出的计算结果更加准确。

由于在基础网格系统中求解压力场的次数明显减少，而在沿着流线计算饱和度时可以采用较大的时间步长，所以流线方法的计算速度要比传统数值模拟方法快。

总之，采用流线方法可以将复杂的二维或三维渗流问题转化为一系列沿着流线的一维问题进行求解，大幅度提高了计算速度和求解精度，为生产阶段的快速历史拟合奠定了基础。■