水驱油田开发晚期的几个重要问题

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油层动用状况不断改善,剩余油的数量越来越少,从而 就决定了人们对剩余油的认识及挖潜从易到难,从宏观
到微观,从井网加密到三次采油的过程。


一、油田开发晚期剩余油类型和分布 二、油田开发晚期优势渗流通道 三、油田开发晚期储层和流体性质变化 四、油田开发晚期阶段性开发调整 五、油田开发晚期经常性调整挖潜做法 六、对油田开发规律的认识
的重力分异作用,造成注入水优先沿着河道砂体底部高渗透
带向油井快速突进,并且在长期注水冲刷条件下,水相渗透 率逐渐升高,形成油水井间相互连通的厚度不大的高渗透强 水洗通道。当其驱油效率接近或达到残余油饱和度时,强水 洗段的波及体积和驱油效率不再明显提高,形成注入水的低 效无效循环场,严重干扰油层顶部及其它部位的吸水出油状 况。这一定义特指油层内原始孔隙结构相对较好的高渗透部 位,经长期水冲刷后所形成的大孔道。
(2)角隅残余油
残余油呈孤立的滴状存在于被注入水驱扫过的孔隙死角处,
而附近的绝大部分孔隙空间均被注入水所填充。
(3)喉道残余油
残余油呈孤立塞状或柱状残留在连续孔隙的喉道处,特别
是在那些相对细长的喉道中更为明显。这种残余油是由于注入 水选择了wk.baidu.com喉道两边相邻的孔隙作为通道,使其中的原油未能
被水驱走而残留下来。
二、油田开发晚期优势渗流通道
(一)优势渗流通道定义
优势渗流通道是指由于地质及开发因素导致在地层
局部形成的低阻渗流通道。注入水沿此通道形成明显的
优势流动而产生大量无效注入水循环层,俗称大孔道。
在优势渗流通道作用下,劣势渗流的区域或部位水驱效
果差,有的甚至未被波及而形成剩余油富集区。
低效、无效循环层大庆主要表现为各种河道砂岩储层由 于自身向上变细的旋迥性造成的渗透率的差异性,加上油水
一个油田、油藏或者油层从开发设计开始就 是要确定合理的层系井网、注采方式等,以便使 其采收率达到最高,剩余油减少到最少。开发过
程中不断调整也是为了改善当时开发方案和开发
措施不尽完善和合理造成剩余油过多的现状。用
开发调整开采出原方案和措施采不出的剩余油,
以便使油田、油藏或油层的采收率提高。
(二)水驱油田开发晚期剩余油受到重视的原因
至到小层和单砂体的注采系统,选择合适的注采井组,选择
最多的连通方向,选择一对一的注采关系,在有注无采、有 采无注、甚至是无注无采的地方找剩余油,在没有定量描述
剩余油方法之前,定性的确定剩余油就可以了,我想在相当
长的时间内只能如此。
对于特定的油田微观剩余油就要研究油层的孔隙结构 及有关的各项参数,研究水驱过程中黏滞力、重力、毛管
(四)油田开发晚期剩余油类型和分布
严重的油田非均质性造成再好的开发方案设计,工 艺措施,再精细的开发调整措施,甚至是各种提高采收 率方法,都会在油田开发晚期,水驱油田的特高含水期
留下相当数量剩余的。
一般认为剩余油有两大种,即宏观剩余油和微观剩
余油,也可分为可动剩余油和不可动剩余或残余油。
1、大庆油田1994年通过动静态资料综合判断认 为受油田开发方式影响的宏观剩余油为9种类型
(3)颗粒内剩余油
颗粒内剩余油多分布在碎屑成分成熟度低而粒内溶蚀
孔发育的层内,存在于粒内孔中。由于成岩作用的结果,
在长石、云母等片状矿物溶孔里或颗粒的裂隙以及高岭石、 绿泥石微粒中所含片状矿物的解理缝隙和裂缝中形成剩余
油,包括内孔状剩余油和裂隙状剩余油。
这些微观剩余油在不同的水淹部位,如未水淹部位、低 水淹部位、中水淹部位和高水淹部位也是差别很大的。 在这项研究中由于采用的是实际岩心薄片,面积很小, 所以没有发现存在很广、分布面积很大的簇状剩余油类型, 也就是前边说到的小孔包围大孔形成的孤岛状、斑块剩余油
也更复杂多样。根据对微观驱替实验薄片观察结果,按照
水驱微观残余油占据孔隙空间的具体部位,可将其划分为 以下5种基本类型。
(1)簇状残余油
这种残余油是残留在被通畅的大孔道所包围的小喉道孔隙 簇中,实际上是存在于微观水淹区内更小范围的死油。容纳簇
状残余油的孔隙从绝对值上讲不一定都是小的,只是由于它们
与周围孔隙的连通喉道较细长,注入水波及到该部位时发生绕 流而形成的。这种残余油在微观水淹区所占的比例较大。
水驱油田开发晚期的
几个重要问题
二○一四年三月


一、油田开发晚期剩余油类型和分布 二、油田开发晚期优势渗流通道 三、油田开发晚期储层和流体性质变化 四、油田开发晚期阶段性开发调整 五、油田开发晚期经常性调整挖潜做法 六、对油田开发规律的认识
一、油田开发晚期剩余油类型和分布
中国东部油田经过几十年的注水开发,含水率很
力、弹性力和惯性力五种力的作用和相关关系,再做些仿
真的水驱油实验,但是我觉得微观剩余油的定量描述还是 很长远的问题,短期内做到定性描述就可以了。 总之,对于非均质严重的多油层油田,剩余油的存在 是必然的,并且剩余油的存在并不是单一因素作用的结果, 而是地质条件与开采条件的有机结合,其中地质条件是形 成剩余油的先决条件,开采井网、井距及一些开采措施是 决定剩余油分布状况的外部因素。
因此可以定义这种注入流体或油藏流体流动阻力较小的通道为
优势通道,这种优势通道存在于油层中沉积微相中的主河道、 高渗透条带、裂缝、强水洗层等部分。
(二)优势渗流通道的成因
由于储层非均质的存在,部分层位、部分方向上渗透率
高甚至有裂缝存在,流体运移阻力小,容易形成注入水 相对较快突破,这是产生优势渗流通道的内因。 在储层中高渗透部位层位和方向上,随着注入水的增多, 含水饱和度越来越大,在一般油藏油水流度比大于1的 情况下,后续注入水的流动阻力越来越低,使得优势通 道的优势增加更明显。
(三)陆相油田储层复杂性具体表现
沉积是多旋迥性,油田纵向上油层多,有的多到百层以上, 而且层间差异大; 断层多,由断层分割成差异性较大的大小不同断块; 砂体分布零散,平面连通性差,且颗粒分选差,孔隙结构复 杂,物性变化大,非均质性严重; 储层间渗透率级差大,河道砂体渗透率多呈上部低,下部高 的正韵律分布特征,加上重力作用,注入水易从下部窜流; 原油多属中质油,地下黏度一般为10~15,石蜡含量高,还 有一批重质稠油; 一般油田天然能量很小,大多数油田需要注水补给能量进行 水驱开发。
多地区油田都达到 90% 以上的特高含水期,剩余油分
布更加零散,很多技术人员都把此时期的剩余油分布 特征描述为“总体分散,局部富集”。地下储集层中 还存在较多的剩余油富集区,提高采收率的潜力仍然 较大。因此研究剩余油富集区的形成机理和分布规律,
完善剩余油富集区的描述和预测技术,以便更好的挖
掘剩余油就成了油田开发人员的热点和难点问题。
油膜状:主要分布在岩石颗粒亲油的孔道表面上,水的剪切
应力难以将这类残余油驱替出来,膜的厚度随组成孔道岩石
颗粒的物性不同而变化,分布范围很广。
吸附状:这类剩余油多分布在泥杂基或黏土矿物含量较高的 部位。常吸附在颗粒表面、孔壁表面以及填隙物表面,往往 是由于颗粒表面具有较强的吸附能力且孔隙中形成连续水相 使得颗粒表面的剩余油不能被驱替而形成吸附状剩余油。
3、山东油田李阳等人认为陆相水驱油藏主要存在断层 分割控油、夹层分割控油和优势渗流通道控油等3种主
要剩余油富集区形成模式。
4、大港油田还把已动用油层的剩余油分为以下5种: 注采井网难以控制形成的剩余油; 断层与微构造控制的剩余油; 因储集层纵向非均质性动用不均形成的剩余油; 平面低渗透带控制的剩余油; 层内渗流屏障及注采滞留区形成的剩余油。
现有井网不能控制的小砂体;
断层附近井网难以控制的部位; 断块的高部位、微构造起伏的高部位以及切选型油层中的上部砂
体;
优势通道造成的未被水淹的部位及层间干扰形成的剩余油、井间 分流线部位; 正韵律厚层的上部; 注采系统本身不完善或与砂体配置不良所形成的有注无采、有采 无注或单向受效而遗留的剩余油。
角隅状:这种剩余油呈孤立的滴状,主要分布在孔道的连通的部
位,无论是高水淹部位还是低水淹部位都有存在,分布很广。
喉道状:这种剩余油主要存在于细小孔道和未被水波及到的中低
渗透部位,呈连续分布占面积较大,在物性不好的低未水淹岩心 中分布较广,在中高水淹中只有窄喉道处分布。
(2)颗粒表面剩余油分为
的初始状态的缺陷,薄片厚度0.03~0.05mm,使微观
状态更清楚,在这样的薄片上进行荧光实验分析了厚
油层特高含水期的微观剩余油分布模式。总结出颗粒
间、颗粒表面和颗粒内三大类微观剩余油分布。
(1)颗粒间剩余油分为
油球状:这种剩余油多分布于粒间的大孔中。它是在水驱过程中 油卡断并被水包围形成的,有时在细长孔隙中形成短棒状。
水驱优势通道更一般的概念是根据达西定律,对于两个并 行的流管进行水驱时,每条流管的渗流阻力与流管中水相有效 渗透率成反比,与油水黏度比成正比。当第一条流管渗透率大 于第二条时,第一条流管内水淹区长度大于第二条,导致渗流 阻力越来越小于第二条,这种注入水沿第一条流管渗流的能力 大于第二条的现象被称为具有渗流优势。同样对于两个不相连 通的层状油藏,具有高渗透,高含水饱和度的层具有渗流优势,
一是油田晚期产量递减严重,尽量多采剩余油
以便减缓递减趋势; 二是剩余油更加分散,挖潜困难,千方百计想 找局部剩余油富集区,以便以最小的投入采出更多 的原油。总的目的都是为了提高采收率。 在剩余油问题研究上,大部分人员从地质角度
出发,认为陆相沉积油田地质条件复杂是形成剩余
油,使得水驱采收率偏低的原因。
(一)油田开发晚期剩余油形成原因
对于中国东部这些陆相多层复杂非均质油藏,影 响开发晚期剩余油分布的主控因素是什么呢?一般认 为储层的地质条件是形成剩余油的内因,井网层系注 采关系及生产状况等是形成剩余油的外因。内因是客 观存在,外因是因内因而采取的措施不当造成的。
对每一个特定的油田或油藏,内因条件都是固定的, 而且内因条件要在开发过程中不断深化认识才能逐渐的
使人们的认识接近真实的油田地质面貌,因此,外因也
就是油田开发措施包括开发方案、开发调整、提高采收 率技术等就成了决定油藏开采过程中形成剩余油的主控
因素,也就是油田开发井网、层系、注水方式及它们在
开发过程中的调整、提高采收率做法、不同的增产增注 措施等等就决定了剩余油富集区的形成机理和分布规律, 概括的说剩余油富集区决定于油藏上的注采关系,包括 注采井的平面空间位置、距离、注采强度。
地质条件相同的油田采用的井网、井距和开采措施 不同,剩余油的分布状况就存在差异。相反相同的井网 对不同的油藏其剩余油的数量和类型也不一致。对一个 具体油田而言,地质条件是客观存在的,客观条件一定 后,不同井网、井距和开采措施就决定了剩余油的存在 形式和数量。一般油田随着井网加密,人们对油层的认
识越来越接近实际,井网对油层的控制程度越来越高,
和大孔包围小孔形成细小的网格状、连续状剩余油。
水驱油田开发晚期无论是宏观剩余油还是微观剩余油,
在特定的地质条件下,都决定于注采关系及注采系统的完善
情况,无论是砂体的边角地区以及断层、泥岩遮挡物,岩性 剧烈变化等等都不能形成完善的注采系统,二线受效型、单 向受效型、滞留区型等等也是由于不能有完善的注采系统造 成的,因此找宏观剩余油就要详细的研究储层的注采系统甚
5、我们应用微观渗流物理模拟技术分别用油田5口检
查井25块天然岩心和人造微观网络模型进行了系统的 水驱模拟实验,实验结果认为水驱后微观剩余油按照 其形成原因可分为两大类
第一类微观剩余油是由于注入水的微观指进与绕流而
形成的微观团块状剩余油。因为这部分原油在微观上没有 被水波及到,所以仍保持着原来的状态。 第二类微观剩余油是滞留于微观水淹区内的水驱后残 余油。和前一类剩余油相比,在孔隙空间中更分散,形状
(4)溶蚀孔缝残余油
残余油残留在岩心的微观溶蚀孔缝中和这些孔缝边缘的岩 石颗粒上。
(5)孔隙颗粒表面的残余油
这种残余油呈全部连续厚薄不等的油环或油膜残留在孔隙 周围的岩石颗粒表面,在油湿岩石中这种残余油比较典型。
6、2011年大庆研究院魏丽影等人利用检查井岩心样品 采取冷冻制片手段避免常规样品制片法破坏油水分布
井网控制不住型 注采不完善型 层间干扰型 层内未水淹型
二线受效型
单向受效型 滞留区型
隔层损失型
成片分布差油层型
2、韩大匡院士认为剩余油富集部位包括
不规则大型砂体的边角地区,或砂体被纵或横向的各种泥质遮挡 物形成的滞油区; 岩性变化剧烈,在砂体边部变差部位及其周围呈镶边或搭桥形态 的差储层或表外层;
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