《油气田开发地质学》 第三章 油藏动态地质特征

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如果合注，则渗透率大的层吸水多
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（2）注水压力和注采井距的影响 注水井吸水靠注水压力。提高注水压力，可
增加吸水层数和吸水量。但注水压力不能高于 油层破裂压力，否则会引起注入水层间、井间 窜流，单层注入水突进，油井过早暴性水淹， 套管损坏等。
注采井距越小，油水井之间连通程度越高， 油层吸水程度越高。
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对比注入同位素前 后两条放射性测井曲 线，在注同位素后放 射性曲线上所增加的 异常值，就反映了对 应层位的吸水能力。
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各层相对吸水量： 各吸水层异常面积除以 总面积。 各层绝对吸水量： 注入总量乘以各层相对 吸水量。
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（3）井温法
井温法是应用电缆式井 温测量仪连续测量水井 温度随深度的变化曲线。
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2．油藏含水率与含水上升率的关系
含水上升率——每采出1％地质储量的含水率 上升值，是个非常重要的指标，它既关系着油 藏当前的开采状况，又关系到最终采收率。
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二、吸水剖面监测
注水井吸水剖面是测量在一定注水压力下， 注水井每个层段或单层的相对吸水量或绝对吸 水量。
测量结果有助于了解各层吸水动态，间接了 解油井分层产油状况，可以作为分层配注、确 定改造层位、检查改造效果的主要依据。 ——属于生产测井方法（或开发测井）
第三章 油藏动态地质特征
第一节 影响注水过程的地质因素分析 第二节 注水开发油藏生产动态特征及其监测 第三节 油水运动状态的差异性 第四节 油藏注水开发过程中性质变化
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第一节 影响注水过程的地质因素分析
一、油田开发方式 二、油田注水应考虑的地质因素
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油田开发方式概念
油田开发方式：指油田在开发过程中依靠何种 能量来驱动石油。 首先是天然能量开发，油田天然能量即使非常 充足，只依靠天然能量进行开发，油田采收率 低，采油速度低，开发周期长。 我国油田开发方针是进行早期人工注水，保持 油层压力。
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4、砂体连续性 砂体连通与否是油层注水开发的先决条件。
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5、沉积韵律和孔隙结构
（1）沉积韵律
正韵律油层下部砂岩颗粒较粗，渗透率较好，注水见效 快，水淹早。 上部砂岩颗粒较细，相对来说渗透率较差，注水见效 慢，一次采油后含油饱和度较高。
（2）孔隙结构
孔隙结构均匀岩石，渗透率变化小，注水效果较好；反 之，渗透率变化大，影响注水效果。 砂粒愈圆，不连通的孔隙愈少，被水驱的油愈多。
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6、矿物成分的敏感性 油层中蒙脱石和伊利石含量与注水水质有关。 粘土膨胀的大小与水的性质有关。粘土遇到淡水 膨胀会降低渗透率，而遇到盐水则膨胀程度变小。 黄铁矿与注入水所含氧气会形成硫酸，腐蚀设 备。钡与硫化物混合，产生不溶性硫酸钡，堵塞 油层，降低产量。
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7、原油粘度 原油粘度是选择注水重要条件，当油水粘度比 太大时，开发效果不好。 当地下原油粘度大于 150mPa.s 时，油藏不适 宜注水，最好用热力采油。
气压驱动——驱油动力主要是气顶中压缩气体的弹性膨胀 力。开采时，采出油量由气顶中气体的膨胀而得到补充。
弹性驱动——驱油动力是油藏本身的弹性膨胀力生产。该 类驱动油藏多是断层封闭或岩性封闭油藏，缺乏充足水源 供给（边底水或人工注水），油藏压力高于饱和压力。
溶解气驱——驱油动力是从石油中分逸出来的溶解气体的 膨胀力。驱动能量大小主要取决于原油溶解气体的数量。
当注入水与油层温度有 明显差别，且井筒温度 场未平衡时，根据各层 位温度异常大小及趋近 地温快慢，可定性判断 各层吸水能力。
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2.吸水剖面应用 （1）了解油层吸水状况，分析层间差异，提出改 善措施 吸水层数越多，吸水厚度越大，注水效果越好。
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改合注为分注后可增大吸水层数和吸水厚度。
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（2）利用吸水剖面推测产出剖面 当油层连通性好，注采层位对应明确时，一般
油藏注水开发的生产动态主要表现在采油井 和注水井在开采过程中含水、压力和产量的变 化状况，以及油藏整体的含水、压力和产量的 变化。
掌握不同开发阶段的油水分布状况和运动规 律，有针对性地采取调整措施，就能提高开发 效果和经济效益。
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1．油藏含水率与采 出程度的关系
（1）油藏类别不同， 含水上升规律不同。
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（4）注入水水质的影响 注入水水质对油层吸水能力影响很大，应防注入 水中杂质、微生物细菌类化学物质污染油层，造 成油层吸水能力下降，损害油层产能。
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第二节 注水开发油藏生产动态特征及其监测
一、注水开发油藏生产动态特征 二、吸水剖面监测 三、产液剖面监测
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三、产液（出）剖面监测
产液剖面监测是指在生产井正常生产条件 下，测量各生产层或层段的产出情况，其结果 一般用各层或层段的相对产液量或绝对产液量 来表示。
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（2）分采井管柱测试法 一种自喷井测试方法。 将测试仪下入分采井管柱内，测分层段的日产
液量、含水率和地层压力。
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（3）环空测试法 在抽油井正常生产情况下，从油套管环形空间
起下专用的小直径测试仪器，在套管中测试。 这是目前公认的最好的测试方法之一。 测试过程中不破坏油井的正常工作制度，测试
周期短，所测分层含水和日产液结果较为可靠。
重力驱动——靠原油自身的重力将油驱向井底时为重力驱 动。重力驱油要求油层倾斜大，厚度大。
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外来补给的驱动方式 内能消耗的驱动方式
水压驱动 气压驱动 弹性驱动
溶解气驱动
重力驱动
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第一节 注水过程的地质因素分析
一、油田开发方式 二、油田注水应考虑的地质因素
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二、注水应考虑地质因素
油田注水是把水注入油层并将原油驱替到生产井，这一过 程是在油层内进行，油层性质和结构必然要对油田注水产 生重要影响，甚至是决定性的影响。
主力吸水层也是主产液层，不吸水层厚度对应不 出油层厚度，即吸水与产出剖面有大体一致的对 应关系。
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3. 影响油层吸水能力的因素
（1）油层渗透率的影响 油层渗透率是影响油层吸水能力的基本因素。油 层渗透率越高，吸水量和吸水强度越大，油层开 始吸水所需启动压力愈小；注水层段渗透率级差 越大，吸水层数和厚度百分数明显减小。
关键是如何布置注水 井位置，控制注入速 度。
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3、油层物性
对砂岩油层注水时主要考虑孔隙度、渗透率、连续性 和矿物成分。石灰岩油藏注水所受限制更多，但影响注 水效果的主要因素是裂缝(包括溶洞)。
（1）在确定是否适合注水时，孔隙度本身不是控制因 素，主要与储油量有关。
（2）渗透率是影响注水的基本因素 高渗透率砂岩中，可采用大井距注水，注入压力较 低，可用少数注水井，维持油田高产稳产，避免采油 成本太高。 在低渗透砂岩中，需要较高的注水压力或较小的井距。
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8、注入水的水质要求
应根据油藏储层敏感性、孔隙结构、渗透率、流 体物理化学性质及水源特点通过实验来确定
（1）悬浮杂质不超过2mg/L。 （2）含铁量不超过0.5mg/L,铁离子易于和地层中的 HO-离子生成氢氧化铁沉淀。 （3）无腐蚀性（H2S与CO2不高，PH＝7-8）. （4）含氧量小于0.5mg/L. （5）无藻，无菌及其它微生物。 （6）化稳定性好，不生成沉淀，不与地层水发生化 学反应，不使粘土矿物膨胀。
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第三章 油藏动态地质特征
第一节 注水过程的地质因素分析 第二节 注水开发油藏生产动态特征及其监测 第三节 油水运动状态的差异性 第四节 油藏注水开发过程中性质变化
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第二节 注水开发油藏生产动态特征及其监测
一、注水开发油藏生产动态特征 二、吸水剖面监测 三、产液剖面监测
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一、注水开发油藏生产动态特征
1、油层埋藏深度和构造形态
浅油层（深度小于100m）和深油层（深度大于5000m）注水 应慎重。 油层太浅，难以承受很高注水压力，注水压力可能压破地 层或压开延伸到地面的裂缝面； 油层太深，注水压力太大，注水成本太高。
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构造形态是确定注水井位和注水井网的重要因素
构造太平缓和太陡都对注水不利。 构造闭合高度小，油层原生水饱和度较高，使 整个或大部分油层变为“油水过渡带”。 构造很陡的油田，受重力驱动影响，一次采油 采收率较高，注水效果不理想。
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影响注水效果的是储层非均质性。
非均质性强，渗透率变化大，注入水容易Байду номын сангаас过高渗透 带从注水井向生产井突进，使得低渗透率的油层中的 油不能采出。
非均质性弱,水线在油层内均匀推进,则注水效果好
渗透率的方向性：是布置注水井时必须考虑的。
水平方向渗透率比垂直方向高，对注水有利。因为水 能沿水平方向向生产井移动，油层中的泥质夹层可以 阻止垂向窜流。垂直渗透率较高时，适于水平井开采。 因为水平井的采油压差小，不易引起水的窜流，渗流 面积大，油井产量高。
Production Logging
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二、吸水剖面监测
选择注水 压力
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1.吸水剖面测量方法
（1）流量计法：点测流量计法和连续流量计 法，适用于合层注水井。 （2）放射性同位素载体法 一种应用同位素示踪的方法。 常用的放射性同位素是碘131和铟-113，后者比 前者半衰期短，只有99.4min，应用更为广泛。
弹性能——在压力下降过程中，岩石和流体本身膨胀，会 产生弹性能量，同样具有驱油作用。地饱压差越大，弹性 能量也越大。
重力能——只有在油层较厚、地层倾角比较大时，原油本
身的重力能才能表现出来。
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油藏驱动方式
油藏驱动方式是指油藏在开采过程中主要依靠何种能量将 油气从油层中驱出。
水压驱动——油藏开采后压力下降，周围水体(边底水或人 工注水)流入油藏对油藏水体进行补给，就是水压驱动。
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油藏天然能量
边、底水能量——水体体积与油体体积的比值是反映水 体能量大小的重要参数，水体越大，能量越充足。
气顶能量——原始地下自由气体积与原始地下油体积的 比值越大，气顶能量越大。
溶解气能量——当油层压力低于原油饱和压力时，原油中 的溶解气就会分离出来膨胀驱油；地层压力和饱和压力之 差（简称地饱压差）越小，溶解气越容易释放出来；原始 溶解气油比越高，溶解气能量越充足。
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（3）注水时间和油层含水饱和度的影响
在由多个吸水层组成的注水层段内，随注水时 间增长，主要吸水层吸水能力越来越高，吸水 差的层吸水性能越来越差，吸水剖面愈来愈不 均匀。
这是因为：
原高吸水层随注水时间增长，含水饱和度越来越 大，水相渗透率增大，吸水能力不断增强；渗透率 也会增大。
原低吸水层，多为低渗层,孔喉小，易堵塞，吸水 能力也会越来越小。
层位 S2下3
濮65井产液剖面成果（1987年）
射孔层数
射孔厚度 m
产液量 m3/d
产油量 产水量 m3/d m3/d
含水 %
流压 MPa
8
8.6
0
0
0
S2下4
6
10.6
0
0
0
S2下51＋2
4
7.6
8.72
0.8
7.92 90.8 30.4
S2下53＋5
3
6
104.17 7.17 97.0 93.1 30.8
可及时了解油井中各油层的出油和见水情 况，是分析油井分层动态，采取分层调整措 施，提高油井产能的重要依据。
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三、产液（出）剖面监测
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1.产液剖面测量方法
（1）找水流量计法： 用流量计和含水率计组合使用，用电缆将仪
器下到预定测点，测量分层产液量和分层含水 率，通常也称为自喷井找水测试。
这种测试适用于油水二相流，当油、气、水 三相流动存在时，则需使用放射性密度计。
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(4)气举测试法 是将抽油泵起出，下入气举管柱，气举降低流 压，然后用自喷井测试仪器进行测试。 存在的主要问题是工艺较复杂，从抽油变为气 举后，使测试结果不能代表油井正常抽油生产时 的分层出油见水情况。
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2.产液剖面应用
（1）分析各层产液、产油、含水状况，了解各油 层动用差别，提出调整挖潜的对象和措施。
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2、断层和裂缝 若断层是封闭的或放射状的，则适合注水和
控制，可按断块进行注采设计。 若断层是敞开的，会破坏注水效果，特别是
出现连续敞开雁列式断层对注水效果的影响更 为严重，甚至会完全破坏注水效果。
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在裂缝性储集层与单 孔隙储层驱油机理不 同。裂缝中是水驱油 过程。裂缝中的水与 基质孔隙中的油是水 油交换过程。
曲线16、15、14、13是潜 山块状底水碳酸盐岩油 藏，驱替方式比油水粘度 比的影响大
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1．油藏含水率与采 出程度的关系
（2）原油性质不同， 含水上升特征不同。
层状砂岩油藏油水粘度比 影响大，曲线12、11、1 原油粘度低，曲线3、4、 5原油粘度大。
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1．油藏含水率与采 出程度的关系
（3）油藏含水是可以 调控的。