第二章 油田开发基础知识(审后)

第二章 油田开发基础知识

第一节 油藏驱动方式

油藏驱动方式通常是指在开发的某一阶段，将油气从地层中推向井底所利用的主要能量。油藏在开发过程中是具有综合驱动力的，其中所有可能的能源对于油藏流体的产出和一次采收率都起着重要作用。

油藏驱动类型是指油层开采时驱油的主要动力，或者说是具有支配作用的一种驱动能量。而主要的驱油动力不同，驱动方式也就不同。油藏的驱动方式可以分为五类：弹性驱动、水压驱动、气压驱动、溶解气驱动和重力驱动。实际上，在油藏开采过程中同时存在着几种驱动方式，只是在不同的开发阶段其各自发挥的作用大小不同而已。

一、弹性驱动

油藏在开发之前，处于均衡受压状态。当钻开油层采油之后，井底压力降低，地层与井底之间建立起压差，于是平衡被打破了，岩石受挤压变形，岩石固体颗粒因液体压力降低而膨胀，从而使岩石孔隙体积缩小，另一方面，孔隙中的油和水也发生弹性膨胀，在岩石孔隙缩小及液体体积膨胀的共同影响下，把油从油层推向井底。由于压力不断下降，压降漏斗不断向油层纵深发展，油层内部不断释放出弹性能。当压力降落影响到含水区时，含水区的岩石及水的弹性能也不断的释放出来，将水推向油区，驱赶油流向井底，使含油区逐渐减小。这种依靠含油区和含水区的弹性能驱油的方式叫做弹性驱动方式。

弹性能量的大小，与综合压缩系数、油层的超压程度（油层压力高于饱和压力的大小）、压降的大小及油层体积的大小有关。在弹性驱动方式下，油层含流体饱和度一般不发生变化。

二、水压驱动

如果油层的供水区存在露头，且供水区的水依靠露头与油层的水柱压差源源不断地从露头流向油层，驱使油气由地层流向井底。这种依靠水柱压能驱油的方式称为水压驱动，如图2—1所示，此时弹性能退居次要地位。露头水柱压能的大小不但与露头和油藏埋深之间的高度差有关，还与露头到油藏的距离及供水区的渗透率有关。

水压驱动可分为刚性水压驱动和弹性水压驱动。

刚性水压驱动，主要驱油动力是边水、底水或人工注水的水头造成的压力。其储层渗透性好，油水层连通好，供水充足。它又可分为天然水压驱动和人工水压驱动（人工注水开发）。刚性水压驱动油藏是最理想的油藏，其采收率最高。

弹性水压驱动，是油藏一方面依靠水区和油区的弹性能，另一方面又依靠边、底水或露头水的压能，二者同时作用进行驱油。这是因为，虽然有露头水，但水量供应不足，或是有断层遮挡，或者是供水区的渗透率太低。总之，水源供给不能满足驱油的需要，要保证一定的采油速度必须有一定的压降释放弹性能才行。

具有边水或底水的油藏，由于水的流动性好，有好的驱油效率。一般说来水驱是最有效图2－1 水压驱动示意图

的一种驱动方式。

水驱油藏在开采过程中压力下降是较为缓慢的，这是由于采出的油、气体积被水的入侵所补充。压力下降的速度主要取决于采油速度和水的入侵速度。若采油速度过快，而水侵速度跟不上则造成地层压力降低；若水侵速度与采油速度相当则可使地层压力保持稳定，所以影响油藏压力的重要指标是采油速度的大小。

一般来说，水驱油藏压力较为稳定，因而溶解在油中的气体分离出来的数量相对来说比较少，所以油气比变化很小，此外油井含水生产期较长。

水驱油藏的最终采收率通常比其它任何驱动方式的采收率要高。影响水驱采收率的主要因素之一是水驱活跃程度。一个水驱非常活跃而且压力保持程度也很好的油藏，在开采过程中把水驱油作为主要动力，因而可得到最大的采收率。另一因素是水驱油时的扫油效率，一般说来，油藏非均质性的增加，造成水的不均匀推进，则采收率就要降低。

三、气压驱动

对于有原生气顶的油藏，其地层压力等于饱和压力。打开油井生产时，井底地区压力下降，当低于饱和压力时，溶解在油中的气就会分离出来，从而在井底地区呈现溶解气驱动的特征，但不占主导地位。当压力降落波及到气顶区，而且气顶的体积足够大时，则气顶气发生膨胀，成为主要的驱油能量。这种依靠气顶气弹性膨胀能而驱油的方式，称为气压驱动或气顶驱动，如图2—2所示。

油藏存在原始气顶而水驱作用很小或

没有水驱的油藏为气顶驱油藏，该驱动方

式的驱动能量主要是在开采过程中，随着

压力的降低，气顶气的弹性膨胀能以及地

层原油中溶解气的逸出而释放的弹性膨胀

能。因此，气顶驱油藏是气顶—溶解气混

合驱动的油藏。这类油藏的开采特点是：

与溶解气驱油藏相比较，压力下降较缓，

产生的原油不含水，由于气顶膨胀进入含

油区而引起构造较高部位井的油气比急剧

增加。

气顶驱动油藏的最终采收率比溶解气驱油藏的一般要高20%到40%。这是由于气顶驱依靠气体前缘的推进而驱油，气体饱和度在油藏各个部分不会同时形成。其采收率的大小取决于原始气顶的大小，气顶体积越大，则最终采收率也越高。此外还与垂直渗透率、地层原油粘度以及气体保存程度等因素有关，好的垂直渗透率使得原油向下移动时具有较小的气体窜流，随着原油粘度的增加会增加气体的指进，发生气体的早期突进。气体通常是非润湿相，将先行通过较大的孔隙空间，而使原油滞留在较小的孔隙空间之中，一旦这一部分原油被气绕过，则其绝大部分就采不出来了，从而降低了驱油效率。

为提高气顶驱动油藏的采收率，应采取保持压力的措施。因为随着油、气不断采出，油藏压力将连续下降，则一部分溶解气会从地层原油中分离出来，一旦含气饱和度大于其平衡饱和度，自由气就要流动，此时原油的有效渗透率将降低，而气体的有效渗透率将增加，从而导致油藏从气顶驱动开采为主变为以溶解气驱开采为主，降低最终采收率。为了使气顶驱动开采机理发挥最大功效，应控制油气比，使油藏压力尽可能地保持在饱和压力附近，因此，可采用气顶注气等措施。气顶驱油藏对采油速度比较敏感，因这类油藏的驱油效果在很大程度上取决于能否保持均匀的气体推进前缘。放慢采油速度，由于推进的气体指进现象较小并可产生最大的重力分离，从而有利于这一前缘的均匀推进，因此可提高最终采收率。

四、溶解气驱动

图2－2 气顶驱动示意图