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6 2剩余油分布研究 剩余油分布問題 是油田開發(fā)地質(zhì)研究的核心問題 只有準(zhǔn)確掌握油藏剩余油氣的分布狀況 才能采取正確的對(duì)策與措施予以有效采出 從而獲取油田開發(fā)的最佳效果 剩余油的分布在各具體油藏各有特點(diǎn) 千差萬別 在一些孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜 油藏的儲(chǔ)集空間與滲流通道原本就不十分清楚的油藏中 比如裂縫型油藏 溶蝕縫洞型油藏等 其剩余油分布的細(xì)節(jié)至今仍不甚清楚 雖然如此 但就一般孔隙性砂巖油藏來說 其剩余油分布仍具有一定的規(guī)律性 我們就剩余油的剖面 平面分布和微觀分布的基本特點(diǎn)分述如下 一 剩余油剖面分布 1 油層剖面動(dòng)用的一般情況在描述或展示油層剖面動(dòng)用情況時(shí) 主要使用油層剖面動(dòng)用程度這一概念 所謂油層剖面動(dòng)用程度 是指在射開的有效厚度油層中受到有效驅(qū)替開采的油層厚度比例 即 公式中 油層剖面動(dòng)用程度 油層動(dòng)用厚度 油層射開的總厚度 剩余油剖面分布 所謂出油的油層 就是在開發(fā)中受到有效驅(qū)替開采的油層 就是參與注采流動(dòng)的那部分油層 這些油層儲(chǔ)集的油氣受到有效的驅(qū)替開采 動(dòng)用 其厚度占總射開有效厚度的比例 就可展示油層剖面的動(dòng)用程度 可以根據(jù)注水井吸水剖面測試資料 采油井出液剖面測試資料 來判定油層剖面動(dòng)用情況和動(dòng)用程度 還可以用水淹層測井解釋資料 剩余油測井資料 檢查井密閉取心分析資料等 來判定油層剖面動(dòng)用情況和動(dòng)用程度 剩余油剖面分布 我國的碎屑巖油藏主要為陸相沉積儲(chǔ)集層 油層層數(shù)較多 非均質(zhì)性較嚴(yán)重是其主要特點(diǎn) 根據(jù)我國注水開發(fā)的碎屑巖油藏資料 全井油層的剖面動(dòng)用程度一般只在40 80 左右 油層條件極好者可以超過80 但鮮有超過90 者 而油層條件較差 剖面非均質(zhì)性嚴(yán)重的油藏 其剖面動(dòng)用程度可低至40 以下 這就是說 多數(shù)油藏的油層在剖面上都有約1 3左右的未動(dòng)用厚度 參見表6 2 1 怎樣提高油層的剖面動(dòng)用程度 是油藏開發(fā)中的一個(gè)重要研究課題 表6 2 1大慶油田不同滲透率級(jí)差油層的剖面動(dòng)用情況 38口井資料 剩余油剖面分布 圖6 2 1為大慶油田的130 32井在籠統(tǒng)注水時(shí)的吸水剖面 該井共射開31個(gè)層段 但吸水好的只有11個(gè)層 微弱吸水的有5個(gè)層 不吸水有11個(gè)層 圖6 2 1130 32井籠統(tǒng)注水吸水剖面圖 剩余油剖面分布 2 剩余油的剖面分布特征剩余油的剖面分布 顯示如下特征 1 層間差異導(dǎo)致在低滲透層中存在較多的剩余油在我國 陸相砂巖油田占多數(shù) 油層層數(shù)多 非均質(zhì)性強(qiáng)是其主要特點(diǎn) 比如 大慶的薩 葡 高油層 最多時(shí)可以細(xì)分達(dá)136個(gè)小層 遼河 勝利的主力油層也多是這種情況 在多油層并有較強(qiáng)非均質(zhì)性的情況下 合理劃分開發(fā)層系是必要的 但即便按照很細(xì)的劃分思想劃分2套 3套 4套開發(fā)層系 也仍然大量存在多層合采的情況 剩余油剖面分布 在注水開發(fā)中 在多層合采的情況下 高滲透層吸水多 水推快 水洗充分 而低滲透層則吸水少 水推慢 水洗差 剩余油較多 尤其當(dāng)層間差異較大 滲透率相差較為懸殊時(shí) 那些滲透率很低的差油層甚至可能處于不吸水 不出液的基本未動(dòng)用狀況 顯然 這樣的低滲透層剩余油較多 圖6 2 2 圖6 2 2層間差異導(dǎo)致低滲透層中的剩余油 剩余油剖面分布 例如 大慶油田初期開發(fā)層系劃分較粗 多采用1 2套井網(wǎng)開發(fā) 結(jié)果發(fā)現(xiàn)一套井網(wǎng)開發(fā)時(shí) 主要是滲透率高的河道砂體油層發(fā)揮作用 厚度動(dòng)用僅達(dá)30 60 很大一部分低滲透油層未得到動(dòng)用 后來通過細(xì)分開發(fā)層系調(diào)整為3 4套井網(wǎng) 油層剖面動(dòng)用程度顯著提高 剩余油剖面分布 2 厚油層剖面水洗差導(dǎo)致上部存在較多的剩余油油層厚度對(duì)注入水水洗程度的影響 我們?cè)谏弦徽轮幸炎鲞^介紹 一般來說 在油層較薄時(shí) 注入水的重力作用不明顯 油層剖面水洗程度較高 剩余油較少 但對(duì)厚油層來說 注入水在水平推進(jìn)的同時(shí) 由于油水密度差異明顯 因而在重力作用下注入水存在一個(gè)下滲的作用 從而導(dǎo)致厚油層下部水洗好而上部水洗差 使其剖面動(dòng)用程度顯著降低 從而在厚油層的中上部存在較多的剩余油 特別當(dāng)厚油層存在較大的層內(nèi)非均質(zhì)性且為正韻律油層時(shí) 這種差異將更為擴(kuò)大 油層剖面動(dòng)用程度更加降低 其中 上部的油層更難水洗到 從而留下較多的剩余油 剩余油剖面分布 在注蒸汽開采厚層稠油時(shí) 情況與注水開采厚層稀油正好相反 因?yàn)檎羝瘸碛兔芏鹊统鲈S多 因而蒸汽在厚油層中水平推進(jìn)的同時(shí) 還有很強(qiáng)的向上超覆的作用 從而造成上部油層水洗好而下部油層水洗差 在油層的中下部留下較多的剩余油 剩余油剖面分布 3 注采缺乏連通造成局部地區(qū)存在較多的剩余油在一些砂體窄小的油藏中 常常出現(xiàn)如圖6 2 3所示的情況 某些砂體有注水井控制但局部方向無采油井鉆遇 或某些砂體有采油井控制但局部方向卻無注水井鉆遇 形成注采連通不暢或缺乏注采連通的情況 從而形成局部水洗不到的剩余油 圖6 2 3注采缺乏連通的剩余油 剩余油剖面分布 4 水錐和氣錐形成的剩余油水錐是指底水油藏開發(fā)時(shí) 底水快速上竄造成油井過早水淹 使油井的井底附近形成錐狀的向上突出的局部抬高的油水界面 而在離油井稍遠(yuǎn)一些的地方 油水界面還處在比較低的深度位置 從而留下大量未波及未動(dòng)用的剩余油 與此類似 氣錐是指氣頂油氣藏進(jìn)行開發(fā)時(shí) 氣頂氣快速竄入油井的生產(chǎn)井段 導(dǎo)致油井氣竄 氣頂氣大量采出 而在遠(yuǎn)井地帶的原油則無法采出形成剩余油 剩余油剖面分布 以上是剩余油剖面分布的一般情況 對(duì)于各具體油田 具體油層 其剩余油剖面分布會(huì)各有特點(diǎn) 應(yīng)當(dāng)依據(jù)該油藏的地質(zhì)特征 開發(fā)設(shè)計(jì) 注采工藝 技術(shù)措施等影響油層剖面動(dòng)用的各種因素 綜合各種剩余油檢測分析資料具體分析研究 這樣才能得出比較準(zhǔn)確可靠的認(rèn)識(shí) 二 剩余油平面分布 剩余油的平面分布 主要受兩個(gè)方面的因素控制 一是油層平面非均質(zhì)性尤其滲透率的平面非均質(zhì)性的影響 二是受井網(wǎng)條件的控制 歸納起來 剩余油平面分布的基本特征如下 1 剩余油平面分布的一般情況 剩余油平面分布 在注水開發(fā)油田中 注入水的平面運(yùn)動(dòng)主要受滲透率差異和采油井點(diǎn)位置的控制 滲透率高的地帶 注入水大量進(jìn)入 油層水洗動(dòng)用好 剩余油較少 滲透率低的地帶 油層水洗動(dòng)用差 剩余油較多 在采油井點(diǎn)附近 由于是泄壓區(qū) 地層壓力特別低 因而注入水大量匯集 水洗動(dòng)用好 而在遠(yuǎn)離采油井的部位 由于地層壓力較高 因而注入水難于推進(jìn)到 剩余油較多 這就是剩余油平面分布的一般規(guī)律 剩余油平面分布 如果滲透率出現(xiàn)比較明顯的方向性或條帶狀 甚至在某一方向出現(xiàn)裂縫或出現(xiàn)注入水嚴(yán)重竄進(jìn)的情況 則剩余油分布又有新的特點(diǎn) 但它服從滲透率分布 服從壓力差異分布的基本規(guī)律 剩余油平面分布 2 剩余油平面分布特征 1 平面非均質(zhì)性較強(qiáng)的油層 局部低滲透帶有較多的剩余油這種情況的產(chǎn)生是由于油層平面的滲透率出現(xiàn)差異造成的 當(dāng)局部低滲透帶較小時(shí) 可以借助主體帶的水驅(qū)作用予以開采 但當(dāng)局部低滲透帶范圍較大時(shí) 其水驅(qū)效果較差 剩余油較多 對(duì)于這種較大范圍的局部低滲透油層 應(yīng)采取局部加密等井網(wǎng)調(diào)整措施來提高油層平面動(dòng)用程度 增加石油采收率 剩余油平面分布 2 兩口相鄰采油井的中間部位 有較多的剩余油無論在面積井網(wǎng)或是行列井網(wǎng)中 在兩口相鄰采油井的中間部位 由于遠(yuǎn)離泄壓的采油井 其地層壓力較高 使得注入水很難波及到 在這樣的部位 往往存在較多的剩余油 剩余油平面分布 3 局部井網(wǎng)不完善的部位 有較多的剩余油實(shí)際油藏由于邊界不規(guī)則或斷層的分布 在靠近邊界或靠近斷層的地方布井時(shí) 時(shí)常出現(xiàn)多一口井嫌多 少一口井又嫌少的情況 這時(shí)為給后來的井網(wǎng)調(diào)整留下余地 較多采取少井策略 從而留下井網(wǎng)不完善的部位 此外 在老油田內(nèi)部的某些地區(qū) 也有由于油水井嚴(yán)重出砂 套管損壞等原因?qū)е聢?bào)廢而出現(xiàn)井網(wǎng)不完善的情況 在這些局部井網(wǎng)不完善的部位 往往由于缺少采油井點(diǎn)而存在較多的剩余油 剩余油平面分布 4 井間微構(gòu)造的正向構(gòu)造部位 有較多的剩余油由于注入水的重力作用 使得注入水易于進(jìn)入油水井間的負(fù)向構(gòu)造部位 使這些部位的油層水洗較為充分 而在油水井之間的正向構(gòu)造部位 注入水進(jìn)入較少 水洗程度不高 油層中將留下較多的剩余油 剩余油平面分布 5 平面水竄形成的剩余油注水開發(fā)油田平面水竄有兩種情況 油層滲透率方向性差異形成的水竄 這種水竄普遍沿一個(gè)方向并有大量井發(fā)生 但水竄程度一般不嚴(yán)重 它多發(fā)生在河流相砂體的主流線方向上 或其它具條帶狀特征的砂體中 在這些砂體主流線兩側(cè)的砂體邊緣部位 注入水難于水洗到 一般有較多的剩余油 剩余油平面分布 裂縫造成的水竄 當(dāng)注水井和采油井之間裂縫比較發(fā)育甚至出現(xiàn)裂縫連通時(shí) 這時(shí)的水竄是驚人的 油井可以在短短的幾個(gè)月內(nèi)全部水淹 這時(shí)油層的過水?dāng)嗝婧苄?注入水波及體積很小 大量剩余油分布在 被注入水封閉在 裂縫通道的兩側(cè) 成為基本未驅(qū)替的優(yōu)質(zhì)易動(dòng)用剩余油 剩余油平面分布 以上所述 是剩余油平面分布的一般情況 在各具體油藏中 其剩余油的分布是千差萬別的 應(yīng)當(dāng)根據(jù)各油藏的具體情況進(jìn)行分析研究 不可機(jī)械套用 三 剩余油微觀分布 1 剩余油微觀分布特征關(guān)于剩余油的微觀分布 國內(nèi)外都進(jìn)行過大量研究 大多數(shù)都是采用人工模型或真實(shí)巖心 在室內(nèi)進(jìn)行水驅(qū)油實(shí)驗(yàn)來研究剩余油的 因此 這里所說的剩余油 是指室內(nèi)水驅(qū)油經(jīng)過充分水洗后的剩余油 實(shí)際應(yīng)當(dāng)是殘余油的概念 與實(shí)際油田開采中的剩余油概念相去甚遠(yuǎn) 雖然如此 但它提供了油田開采中水驅(qū)油的極限情況 展示出油層巖石孔隙中殘余油分布的各種典型特征 為分析思考實(shí)際油藏的剩余油狀況和分布起著重要的指導(dǎo)作用 剩余油微觀分布 關(guān)于殘余油的分布 羅蟄潭參考國外同行的研究提出過殘余油的如下微觀分布 孤島狀殘余油 索狀殘余油 珠狀或滴狀殘余油 懸垂?fàn)顨堄嘤?簇狀殘余油 并聯(lián)式孔隙中的殘余油 死角中的殘余油 等等 見圖6 2 4 剩余油微觀分布 大慶油田許煥昌等 采用真實(shí)巖心 用低粘度染色環(huán)氧樹脂 驅(qū)替中呈液態(tài) 驅(qū)替結(jié)束時(shí)能固化 粘度可調(diào) 染色稠化水等模擬油或水 用染色甘油 驅(qū)替中呈液態(tài) 驅(qū)替結(jié)束時(shí)能固化 粘度高 模擬原始石油 進(jìn)行油驅(qū)水及多種水驅(qū)油實(shí)驗(yàn) 每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí) 將巖樣固化制成鑄體薄片進(jìn)行觀察和照相 根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料 他們將剩余油 應(yīng)為殘余油 按其形態(tài)分成下列5種 微觀小片死油區(qū)的簇狀殘余油 圖6 2 5 顆粒表面的環(huán)狀 膜狀殘余油 圖6 2 6 孔隙死角處的孤立狀殘余油 圖6 2 7 并聯(lián)喉道中較小喉道中的柱塞狀殘余油 圖6 2 8 剩余油微觀分布 顆粒表面溶蝕孔 縫中的不規(guī)則殘余油 在他們的實(shí)驗(yàn)中 極少見到如圖6 2 4中所示的孤島狀 索狀 珠狀形態(tài)的殘余油 應(yīng)該說 上述實(shí)驗(yàn)是極富價(jià)值的 上述實(shí)驗(yàn)及結(jié)果至少說明 油層巖心即使經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室條件下的充分水洗 也仍然存在大量的簇狀 膜狀 環(huán)狀 柱塞狀等微觀成片的剩余油 并且這些剩余油的分布形態(tài)多數(shù)已為現(xiàn)有理論或?qū)ＶU釋 成為研究剩余油分布的基礎(chǔ) 剩余油微觀分布 2 微觀剩余油的主要類型綜合上述羅蟄潭的研究和許煥昌等人的研究 我們認(rèn)為 從提高采收率的角度出發(fā) 可以將微觀剩余油歸納為兩種基本類型 宏觀水洗區(qū)微觀未波及的剩余油 這類剩余油主要是局部低孔低滲部位的簇狀剩余油 這些部位由于孔喉細(xì)小 注入水難于進(jìn)入 如果這些部位的巖石顆粒具一定的親水性 其中的石油尚可通過毛管力的自吸作用予以部分驅(qū)替排出 剩余油微觀分布 但從巖心經(jīng)過充分水洗仍存在這樣的剩余油看 這些部位的巖石顆粒可能多數(shù)是親油甚至強(qiáng)親油 或者由于巖石顆粒表面泥質(zhì)含量高 吸附原油中的極性物質(zhì)改變了其表面的潤濕性 因此 對(duì)這類剩余油 如果不改變?cè)械尿?qū)替水洗方式 一般難于有效采出 對(duì)這類剩余油比較有效的方式是采用增粘水驅(qū) 增大注入劑粘度 抑制注入劑竄進(jìn) 迫使注入劑向原水竄通道的兩側(cè)擴(kuò)大水洗 以此提高注入劑的波及體積 剩余油微觀分布 微觀水洗區(qū)各種附著于巖石顆粒表面 孔隙和喉道狹窄處以及死角部位的剩余油 這類剩余油的特點(diǎn)是比較分散 而且加強(qiáng)水洗一般效果甚微 因此 對(duì)這類剩余油就需要采取比較強(qiáng)烈的水洗手段 如化學(xué)驅(qū) 復(fù)合驅(qū)等 才能獲取有意義的采收率 四 剩余油類型 在研究了大量油田的實(shí)際開采資料與剩余儲(chǔ)量分布狀況以后 我們提出將剩余油區(qū)分為如下兩種基本類型 基本未動(dòng)用的剩余油和采出程度不高的剩余油 下面將兩種剩余油的特點(diǎn)與賦存情況闡述如下 1 基本未動(dòng)用的剩余油 剩余油類型 所謂基本未動(dòng)用的剩余油 是指基本未受注水波及 其油層孔隙中的油氣未經(jīng)注入水 或其它驅(qū)替劑 驅(qū)替 可能僅僅由于彈性能量或溶解氣能量有所釋放而有輕微動(dòng)用的石油儲(chǔ)量 這類剩余油的存在 往往是由于井網(wǎng)控制程度不高或?qū)娱g差異太大所造成的 基本未動(dòng)用的剩余油主要有以下8種類型 剩余油類型 1 井網(wǎng)控制不住的剩余油 屬于這種情況的有以下三種類型 油藏邊緣井網(wǎng)控制不住的剩余油 油層尖沒帶邊緣局部井網(wǎng)控制不到的剩余油 包括注采缺乏連通的細(xì)小砂體中的剩余油 封閉性斷層附近井網(wǎng)控制不住的剩余油 剩余油類型 2 局部低滲透區(qū)帶存在的剩余油 3 層間差異嚴(yán)重的低滲透油層中的剩余油 4 兩口相鄰采油井中間部位存在的剩余油 5 局部微構(gòu)造的正向構(gòu)造部位存在的剩余油 局部小背斜部位存在的剩余油 上傾方向受斷層 不整合界面或巖性遮擋部位的剩余油 剩余油類型 6 平面水竄形成的剩余油 滲透率方向性嚴(yán)重形成的剩余油 裂縫水竄形成的剩余油 7 水錐和氣錐形成的剩余油 剩余油類型 8 剖面上漏劃和漏射的油層 漏劃和漏射的油層從基本意義上說不應(yīng)該算作剩余油 因?yàn)檫@些儲(chǔ)量根本就未開采 未射孔 未動(dòng)用 甚至未發(fā)現(xiàn) 因而無剩余可言 但實(shí)際油田由于工作的難度和難于避免的疏漏 差錯(cuò) 因而也時(shí)常存在漏劃和漏射的油層 因此 在進(jìn)行剩余油研究時(shí) 應(yīng)當(dāng)注意和研究這類油層的情況 以盡可能提高油藏儲(chǔ)量動(dòng)用程度和資源利用程度 剩余油類型 以上8種類型的剩余油 由于注入水難于洗到 其油氣基本未受到驅(qū)替 是注水開發(fā)油田基本未動(dòng)用剩余油的主要類型 它們都是宏觀大片分布的未水洗儲(chǔ)量 它們的動(dòng)用 除第八種可以直接補(bǔ)孔開采外 一般都需要進(jìn)行層系 井網(wǎng)的調(diào)整 即需要細(xì)分開發(fā)層系或進(jìn)行井網(wǎng)加密 才能有效地予以驅(qū)替采出 當(dāng)然 對(duì)它們的調(diào)整是否可行還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行深入研究尤其經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)以后才能決定 剩余油類型 2 采出程度不高的剩余油所謂采出程度不高的剩余油 是指已經(jīng)受到注水波及 其主