高含水期剩余油形成機(jī)理分布規(guī)律及描述方法(石大華東)課件

高含水期剩余油形成機(jī)理分布規(guī)律及描述方法匯報(bào)人：時(shí)間：2011年1月4日目錄

學(xué)習(xí)匯報(bào)第一章高含水期剩余油形成機(jī)理第二章高含水期剩余油分布規(guī)律第三章高含水期剩余油描述方法目錄

學(xué)習(xí)匯報(bào)第一章高含水期剩余油形成機(jī)理第二章高含水期剩余油分布規(guī)律第三章高含水期剩余油描述方法考慮粘滯力和毛管力，并假設(shè)水為濕相，油為非濕相，毛管半徑，原油粘度為,水粘度為。兩相界面運(yùn)動(dòng)速度(即流速)沿程的變化可用以下公式表示：二、剩余油微觀形成機(jī)理模型研究1.多根互不連通毛管孔道的兩相滲流模型流速與動(dòng)力和阻力 有關(guān)。如果，如同水驅(qū)油一樣，流速將越來越快，其結(jié)果是在不同大小的孔道中，即不同滲透率帶的地層中會(huì)出現(xiàn)微觀和宏觀上的指進(jìn)現(xiàn)象。地層的非均質(zhì)越嚴(yán)重，孔道大小相差越大，注入水與原油間粘度差越大，則指進(jìn)現(xiàn)象越嚴(yán)重，油水同產(chǎn)時(shí)間也越長(zhǎng)。第一章高含水期剩余油形成機(jī)理圖1.1毛管孔道兩相流模型2.不等直徑的并聯(lián)孔道(或稱孔隙對(duì)子)兩相滲流模型

注入水在孔道網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)，除受到外加壓力，還受到毛細(xì)管力、粘滯力和浮力的作用。在忽略浮力的情況下，在外力作用下，毛細(xì)管力和粘滯力相互抗?fàn)?，結(jié)果導(dǎo)致石油被粘集在孔道中。第一章高含水期剩余油形成機(jī)理對(duì)于巖石親油條件時(shí)，在水驅(qū)油過程中，毛細(xì)管力起到的是阻力作用，在外力作用下，注入水在大孔道中前進(jìn)速度比較快，則剩余油易被滯留在小孔道中。在巖石親水條件下，毛細(xì)管力為動(dòng)力。若壓差(PA-PB)過小，則毛細(xì)管力占優(yōu)勢(shì)，細(xì)孔道的毛細(xì)管力大于粗孔道的毛細(xì)管力，則細(xì)孔道的油水界面前進(jìn)速度快于粗孔道在入口和出口的壓差(PA-PB)的作用下，水開始進(jìn)入并聯(lián)孔道內(nèi)。細(xì)孔道的油水界面優(yōu)先到達(dá)并聯(lián)孔道的B端，這樣粗孔道中部分油被滯留若壓差(PA-PB)較大，粘滯力占優(yōu)勢(shì)，此時(shí)粗孔道的油水界面前進(jìn)速度比細(xì)孔道油水界面前進(jìn)速度快，且優(yōu)先到達(dá)出口B端，這樣細(xì)孔道中的油則易被滯留在孔道中圖1.2不等徑并聯(lián)孔道兩相流模型3.單根變斷面毛管的兩相混合滲流模型對(duì)于單根毛細(xì)管的變直徑，還必須考慮毛細(xì)管彎液面變形所引起的附加阻力。右圖示意了變直徑油滴欲通過喉道的阻力假設(shè)接觸角相同，則在孔道中的l點(diǎn)和2點(diǎn)處油滴處于平衡狀態(tài)，其大小為：如果在施加一個(gè)壓差，且則油滴會(huì)從大毛細(xì)管孔道通過小毛細(xì)管孔道，否則油滴不發(fā)生移動(dòng)或發(fā)生油滴一部分通過小毛細(xì)管孔道造成油滴卡斷現(xiàn)象。大量研究表明，水驅(qū)油過程中常發(fā)生油滴卡斷現(xiàn)象，卡斷下來的非連續(xù)油滴，易滯留下來形成剩余油。如右圖所示，油在通過喉道時(shí)可以發(fā)生卡斷。第一章高含水期剩余油形成機(jī)理圖1.3變斷面毛管兩相流模型三、剩余油微觀形成機(jī)理1.多孔介質(zhì)的性質(zhì)

多孔介質(zhì)的非均質(zhì)性使得不同部位對(duì)油水的阻力大小以及原油驅(qū)替所受動(dòng)力大小不同。因此不論給儲(chǔ)層中的原油施加多大壓力，總有一部分原油由于驅(qū)替壓力不夠而不流動(dòng)，滯留于儲(chǔ)層中。同時(shí)原油與孔隙表面分子間的吸附，也會(huì)使原油停留在孔道中而驅(qū)替不出來。2.毛管力作用

親水毛細(xì)管中，毛細(xì)管壁常吸附一層水膜，而油則充注毛細(xì)管孔腔內(nèi)。驅(qū)替過程中，注入水驅(qū)替力、毛細(xì)管壁吸附力及界面張力的作用方向一致。因此往往驅(qū)油效果好，剩余可動(dòng)油的儲(chǔ)量相對(duì)較小。

親油毛細(xì)管中，原油受毛細(xì)管壁吸附力作用而附著在毛細(xì)管壁上。毛細(xì)隔壁吸附力及界面張力的方向與注入水驅(qū)替力的方向相反。大毛細(xì)管中毛管力相對(duì)較小，先被水驅(qū)洗，故剩余油主要存在于小毛細(xì)管中。第一章高含水期剩余油形成機(jī)理

5.巖石潤(rùn)濕性

親水儲(chǔ)層，巖石表面易吸附水分子而排斥油分子，因此水驅(qū)油實(shí)驗(yàn)中常觀察到注入水沿著孔壁滲流推進(jìn)，形成一部分水沿著大孔道的中部推進(jìn)驅(qū)油，另一部分水穿破油水乳化帶沿著孔道壁驅(qū)油，使原油被剝離其附著的巖石顆粒表面。

親油儲(chǔ)層親油儲(chǔ)層的巖石表面易吸附油分子而排斥水分子，因此水驅(qū)油實(shí)驗(yàn)中常觀察到注入水沿著大孔道的中軸部位驅(qū)替原油，孔喉網(wǎng)絡(luò)壁上有一層油膜嚴(yán)重孔壁推移流動(dòng)，在孔道中也殘留一部分未驅(qū)動(dòng)原油，隨著水驅(qū)時(shí)間增長(zhǎng)，含水程度增加，孔壁上油膜會(huì)變薄、變少。

中性儲(chǔ)層中剩余油的存在形成性對(duì)簡(jiǎn)單，剩余油總是盡量在孔壁上以油膜形式存在；一般存在于小孔道中。第一章高含水期剩余油形成機(jī)理四、剩余油宏觀形成機(jī)理1.微型構(gòu)造對(duì)剩余油形成的作用

克雷格(FECraig)指出：“在某一流速下，隨著地層傾角的增加，油被驅(qū)向上的注水動(dòng)態(tài)就會(huì)得到改善，但若油被驅(qū)向下，其驅(qū)動(dòng)效率則降低?！彼肔everett方程來說明這個(gè)問題：

——油層傾角，以水平線為零，沿傾角向上流動(dòng)取正值，向下流動(dòng)取負(fù)值。由上式可知，不僅在數(shù)值上有變化，因它向上流動(dòng)為正值，向下流動(dòng)為負(fù)值，故對(duì)有重要影響。E.F.Craig指出：“在任何含水飽和度情況下，水向上驅(qū)油比向下驅(qū)油的值要低”。由此說明向上驅(qū)油對(duì)油井生產(chǎn)有利。第一章

高含水期剩余油形成機(jī)理負(fù)向微型構(gòu)造油井也有三種類型，如圖所示。微向斜，因處于低部位，在四個(gè)方向上均為向下驅(qū)油。微凹槽，因三個(gè)方向均處于低部位，故三個(gè)方向?yàn)橄蛳买?qū)油，一個(gè)方向?yàn)橄蛏向?qū)油。微斷凹，因相對(duì)較高一方受斷層切割，其余三個(gè)方向均為向下驅(qū)油。第一章

高含水期剩余油形成機(jī)理圖1.5負(fù)向微型構(gòu)造不論是小構(gòu)造階地還是小繞曲，兩個(gè)方向均為水平驅(qū)油，一個(gè)方向?yàn)橄蛏向?qū)油，另一個(gè)方向?yàn)橄蛳买?qū)油。斜面微型構(gòu)造油井生產(chǎn)有利的上驅(qū)方向與下驅(qū)方向相互抵銷，生產(chǎn)受其驅(qū)油方向的影響，一般都好于負(fù)向油井。第一章

高含水期剩余油形成機(jī)理圖1.6斜面微型構(gòu)造第一章

高含水期剩余油形成機(jī)理2.斷層封閉性對(duì)剩余油形成的作用斷層封閉性對(duì)多數(shù)砂層組的剩余油分布有控制作用。由于斷層封堵，使得斷層附近的油井一般為單方向受效，靠近斷層區(qū)域水驅(qū)效果差，加上斷層的封閉性較好，便可形成較有利的剩余油富集區(qū)。3.沉積相帶的變化對(duì)剩余油分布的作用

邊緣微相帶的井層剩余油相對(duì)富集，但位于中心微相帶的井層，尤其是位于封閉性斷層附近，微型構(gòu)造的相對(duì)高部位剩余油飽和度仍偏高，加之在中心微相帶的井層油層厚度較大，其內(nèi)部的剩余油儲(chǔ)量仍占相當(dāng)比例。4.注采系統(tǒng)不完善及油層動(dòng)用程度的差異對(duì)剩余油形成的作用

平面上，由于受儲(chǔ)層分布和連通性的影響，在油層的局部地區(qū)難以形成完善的注采井網(wǎng)，致使水驅(qū)油效率較低，從而形成平面剩余油相對(duì)富集區(qū)。

縱向上，由于油層多，層間矛盾大，且一些油水井都為大段的合注合采，致使油層動(dòng)用程度出現(xiàn)差異，一部分油層基本未動(dòng)用或動(dòng)用程度低。在不吸水或吸很少水的注水井附近和不產(chǎn)油或產(chǎn)很少油的采油井附近都有剩余油存在。目錄

學(xué)習(xí)匯報(bào)第一章高含水期剩余油形成機(jī)理第二章高含水期剩余油分布規(guī)律第三章高含水期剩余油描述方法第二章高含水期剩余油分布規(guī)律一、宏觀剩余油分布規(guī)律

從剩余油成因和分布看，高含水期的剩余油在油層的分布特征是：高度分散，相對(duì)富集。一般來說，研究宏觀高含水期剩余油分布應(yīng)該從平面、垂向兩個(gè)方向考慮。平面分布形態(tài)平面分布區(qū)域縱向上多為孤島狀或窄條帶狀大斷層附近、斷層邊角區(qū)、砂體邊部和巖性變化帶，薄層、“土豆”狀油砂體

物性相對(duì)較差的低滲透層中第二章高含水期剩余油分布規(guī)律1.2砂巖邊部剩余油在砂體邊部，一般儲(chǔ)層物性相對(duì)較差，砂體的中部，孔滲性較好，難以賦存剩余油。在油田投入開發(fā)早期，由于受當(dāng)時(shí)工藝條件的限制，邊部油井產(chǎn)能較低，因此采出程度較低。進(jìn)入油田開發(fā)后期，高滲透油層已水淹，剩余油相對(duì)賦存于砂體邊部的低滲透區(qū)域。1.3注水（聚）非受效區(qū)剩余油由于油層的非均質(zhì)性或者是不同注采井網(wǎng)位置的影響，沿著連接注入井井點(diǎn)與采油井井點(diǎn)的方向，油層受效好，水洗程度高，剩余油飽和度較低，而在其他方向，尤其是垂直于連接注入井與采油井方向上，油層受效小，或者是沒有受效，剩余油飽和度高。如圖2.2所示。多口油井和多口水井間的滯留區(qū)，主要是因多井相互干擾產(chǎn)生的壓力平衡區(qū)，其剩余油飽和度也高。第二章高含水期剩余油分布規(guī)律圖2.2注水非受效區(qū)剩余油第二章高含水期剩余油分布規(guī)律2.剩余油垂向分布規(guī)律2.1層間剩余油分布層間剩余油的分布主要受層間非均質(zhì)性的影響。從而導(dǎo)致均質(zhì)性較好、物性好的小層水淹早，采收程度高，而剩余油分布在非均質(zhì)性較強(qiáng)、物性較差的小層內(nèi)富集。2.2層內(nèi)剩余油分布層內(nèi)剩余油分布，主要受沉積韻律的影響。尤其是滲透率下高上低的正韻律油層。在注水過程中，注入水大量進(jìn)入油層的下部并沿著高滲帶快速突進(jìn)。重力作用又加劇了下部油層水洗程度，這就使得油層上部可以賦存剩余油。第二章高含水期剩余油分布規(guī)律

層內(nèi)夾層對(duì)后期剩余油成因和分布規(guī)律起著主導(dǎo)作用,夾層分割控油的模式有“偏心夾層控油”和“中心夾層控油”。偏心夾層控油是指夾層位于油層頂部和底部時(shí)，夾層與隔層之間形成剩余油富集（圖2.3）；中心夾層控油是指發(fā)育在油層中部的多個(gè)夾層形成的多段互層狀剩余油富集（見圖2.4）。圖2.4偏心夾層控油圖2.5中心夾層控油3.2河流沉積砂體剩余油分布模式第二章高含水期剩余油分布規(guī)律圖2.7河流沉積砂體剩余油分布注入水也是沿主河道厚砂體主流線方向快速突進(jìn)，水淹程度高，而河道邊緣薄層砂體滲透率相對(duì)低，水洗程度差。因此，平面上河道邊緣砂體中剩余油相對(duì)富集?？v向上，河道砂體粒徑具有下粗上細(xì)，滲透率下高上低的特點(diǎn)，砂體上部或頂部水淹程度低，但辮狀河道砂體的水淹程度明顯好于曲流河道砂體，因此，剩余油主要分布于辮狀河道砂體的上部和曲流河道砂體的上、中部。

河道邊緣砂體以及決口扇沉積砂體厚度薄，粒徑細(xì)，滲透率多呈中到低滲，因此，這部分砂體中的原油動(dòng)用程度低或根本沒有動(dòng)用，因而成為剩余油富集區(qū)。3.3三角洲沉積砂體剩余油分布模式第二章高含水期剩余油分布規(guī)律垂向上，砂壩砂體多呈反韻律，水淹程度和水淹厚度較大，但在底部仍有部分低滲帶未能水洗或注入水波及程度低，因而可以成為剩余油相對(duì)富集區(qū)。水下河道砂體垂向上呈正韻律，上部水洗程度低，水下河道邊緣泥質(zhì)含量增多，滲透率相對(duì)低，因此，水下河道的上部和邊緣微相帶仍有部分原油尚未驅(qū)替，因而成為剩余油相對(duì)富集區(qū)。三角洲平原沉積砂體的剩余油分布與曲流河沉積砂體剩余油分布形式類似，剩余油主要富集于主河道砂體的中、上部以及河道邊緣相帶的砂體中圖2.8三角洲沉積砂體剩余油分布三角洲前緣，平面上，注入水首先沿砂體軸部突進(jìn)，隨后逐漸向兩側(cè)擴(kuò)展，注入水波及程度較高，層內(nèi)水淹厚度大。但砂壩兩側(cè)的側(cè)翼及道間淺灘砂體巖性變差，泥質(zhì)條帶或夾層增多，所以剩余油相對(duì)富集。

第二章高含水期剩余油分布規(guī)律二、微觀剩余油分布規(guī)律一般來說，研究微觀高含水期剩余油分布特征有兩類：一類是占較多孔隙的連片狀剩余油，它分為水波及域外的片狀剩余油和水波及域內(nèi)的簇狀剩余油；另一類是占據(jù)較少孔隙的分散型剩余油，主要有柱狀、膜狀、角狀、斑塊狀和孤島狀等形式。“孤島狀”剩余油是親水孔隙結(jié)構(gòu)中特有的一種形式的剩余油。在水驅(qū)油過程中，注入水沿著親水的巖石壁面或壁面上的水膜前進(jìn)，在孔隙內(nèi)的油被完全驅(qū)走之前，水已占據(jù)了油流通道前的喉道，使油流被卡斷，油滴的形式留在大孔隙內(nèi)。角狀剩余油是指被水驅(qū)掃過后密封于死角或孔隙盲端的剩余油，而與其相連的孔喉則大部分被水取代。它存在于大量的孔隙盲端中，且盲端越深，其剩余油量越大。第二章高含水期剩余油分布規(guī)律a.柱狀剩余油b.角狀剩余油c.膜狀剩余油d.“孤島狀”剩余油e斑狀剩余油圖2.10剩余油的分散狀分布柱狀剩余油主要存在于連通孔隙的喉道處，特別是在那些細(xì)長(zhǎng)的喉道中更加明顯。它主要有兩種形式：一種是存在于并聯(lián)孔道中的細(xì)喉道內(nèi)；另一種是存在于“H”形孔道內(nèi)。膜狀剩余油主要存在于親油的孔隙結(jié)構(gòu)中,由于油在巖石壁面的附著力大于水驅(qū)過程的剪切力，注入水在孔隙中間通過，使粘附在巖石表面的油留下，形成油膜或油環(huán)，它在油濕孔隙中普遍存在。斑塊狀剩余油多指較大的孔隙中部分空間被剩余油占據(jù)，或在大孔道中因流速降低，沖刷能力較弱，當(dāng)孔道中形成連續(xù)水相后，一些附著在孔壁附近的原油不易被水驅(qū)走，從而形成斑塊狀剩余油。2.分散型剩余油目錄

學(xué)習(xí)匯報(bào)第一章高含水期剩余油形成機(jī)理第二章高含水期剩余油分布規(guī)律第三章高含水期剩余油描述方法第三章高含水期剩余油描述方法一、油藏工程描述方法1.綜合分析法

綜合分析法是利用精細(xì)地質(zhì)研究成果、動(dòng)態(tài)分析資料、測(cè)井解釋資料、密閉取芯檢查井、數(shù)值模擬結(jié)果等進(jìn)行綜合分析，全面研究剩余油在平面、層內(nèi)、層間的分布規(guī)律，找出剩余油富集區(qū)，提出提高采收率的挖潛措施。2.計(jì)算法

計(jì)算法是根據(jù)單井生產(chǎn)數(shù)據(jù)，采用油藏工程方法計(jì)算某一生產(chǎn)時(shí)刻的該井的剩余油飽和度、剩余儲(chǔ)量等。油藏工程計(jì)算法主要有物質(zhì)平衡法、無因次注入—采出法、水驅(qū)特征曲線法、滲飽—水驅(qū)曲線法、水線推進(jìn)速度法等。第三章高含水期剩余油描述方法2.1物質(zhì)平衡法基本原理是計(jì)算地下巖石孔隙中油所占有的體積，然后用地面重量單位或者體積單位表示，其基本公式為：該方法適用于油藏開采一段時(shí)間，地層有明顯壓降（大于1MPa），或已經(jīng)采出可采儲(chǔ)量的10%。對(duì)于油藏類型，較適用于封閉型的未飽和油藏、高滲透性的小油藏及連通性較好的裂縫性油藏等，而對(duì)于低滲透的飽和油藏計(jì)算結(jié)果不理想。第三章高含水期剩余油描述方法2.2無因次注入—采出法

油井注入量、采出量與采出程度有如下關(guān)系：當(dāng)進(jìn)入特高含水期后，采出程度與注入倍數(shù)有：聯(lián)立上面三式可得剩余采出程度以及剩余可采豐度為：該方法可以用于計(jì)算區(qū)塊、井組的水驅(qū)控制儲(chǔ)量，水驅(qū)可采儲(chǔ)量，剩余油采出程度，剩余可采儲(chǔ)量豐度等。該方法適于區(qū)塊或?qū)酉狄约耙?guī)則井網(wǎng)或注采方式較為固定的井組單元的剩余油指標(biāo)的計(jì)算，對(duì)于不規(guī)則井網(wǎng)單元計(jì)算效果相對(duì)較差。第三章高含水期剩余油描述方法2.3水驅(qū)曲線法

當(dāng)水驅(qū)油田進(jìn)入中、高含水期后，其累計(jì)產(chǎn)油與累積產(chǎn)水滿足以下關(guān)系式：上式變換得采出程度：

則目前剩余油飽和度表達(dá)式為：

該方法可以用于計(jì)算小層、區(qū)塊、單井點(diǎn)的水驅(qū)可采儲(chǔ)量、剩余可采儲(chǔ)量、可采儲(chǔ)量采出程度以及剩余油飽和度等。適用于水驅(qū)油田高含水期、特高含水期層系或單井的剩余油定量描述。第三章高含水期剩余油描述方法2.4水線推進(jìn)法（1）根據(jù)達(dá)西滲流公式，注入水在平面上的推進(jìn)速度：對(duì)于線性排狀開發(fā)系統(tǒng)，采用滲流阻力法有：（2）做出相對(duì)水線推進(jìn)速度與深度關(guān)系圖。相對(duì)水線推進(jìn)速度第三章高含水期剩余油描述方法（3）計(jì)算分層參數(shù)分層剩余儲(chǔ)量：剩余油飽和度：該方法可用于注水開發(fā)油藏層內(nèi)或?qū)娱g各相對(duì)均質(zhì)段水線推進(jìn)速度、剩余儲(chǔ)量、剩余油飽和度的計(jì)算。

第三章高含水期剩余油描述方法2.5滲飽-水驅(qū)曲線法利用水驅(qū)特征曲線和相滲曲線來計(jì)算剩余油飽和度的，計(jì)算步驟如下：(1)制作水驅(qū)特征曲線，回歸系數(shù)。

(2)做出相對(duì)滲透率比與含水飽和度關(guān)系曲線。

(3)求水驅(qū)控制儲(chǔ)量。

(4)求生產(chǎn)井出口端含水飽和度。(5)求剩余油飽和度、剩余可動(dòng)油飽和度。第三章高含水期剩余油描述方法二、地質(zhì)法1.沉積微相研究

沉積微相是指在沉積亞相帶內(nèi)具有獨(dú)特的巖性、巖石結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、厚度、韻律性等剖面沉積特征及一定的平面分布配置規(guī)律的最小單元。沉積微相不同，儲(chǔ)層特性可能完全不同，詳細(xì)劃分沉積微相，不僅有助于解決砂體連續(xù)分布、油水關(guān)系或注采不對(duì)應(yīng)的多相疊加問題，而且可以根據(jù)微相的儲(chǔ)集特性尋找剩余油富集帶，為剩余油挖潛提供方向。2.微構(gòu)造研究實(shí)踐證明，圈閉構(gòu)造背景上的細(xì)微起伏通常為剩余油相對(duì)富集區(qū)。第三章高含水期剩余油描述方法3.儲(chǔ)層單元研究一個(gè)儲(chǔ)集體可以劃分為若干流動(dòng)單元塊體。在塊體內(nèi)部，影響流體流動(dòng)的地質(zhì)參數(shù)相似，塊體間表現(xiàn)了巖性和巖石物理性質(zhì)的差異性。定義流動(dòng)帶指標(biāo)KFZI和油藏品質(zhì)指數(shù)HRQI為：KFZI-HRQI的雙對(duì)數(shù)圖中，同一直線上的樣品具有相似的孔喉特征，從而構(gòu)成一個(gè)水力流動(dòng)單元。KFZI值越高，原始含油飽和度的差別越大，相應(yīng)的油層動(dòng)用程度越高，同時(shí)剩余油飽和度仍然較高，據(jù)此建立用計(jì)算剩余油飽和度的公式：4.地質(zhì)儲(chǔ)量豐度定量研究

數(shù)值模擬時(shí)，應(yīng)用儲(chǔ)量豐度等值線圖能將地下剩余油分布定量描述清楚。油藏開發(fā)到某一時(shí)刻，第（i，j，k）網(wǎng)塊的地質(zhì)儲(chǔ)量豐度：

從而求出油藏開發(fā)到某一時(shí)刻網(wǎng)塊的剩余油地質(zhì)儲(chǔ)量豐度，然后繪制儲(chǔ)量豐度等值圖。5.多級(jí)模糊綜合評(píng)判法多級(jí)模糊綜合評(píng)判方法綜合分析儲(chǔ)層地質(zhì)特征和開發(fā)動(dòng)態(tài)的多種控制因素，就能繪制出較準(zhǔn)確的剩余油分布圖。5.1多級(jí)模糊評(píng)判原理建立指標(biāo)因素集建立指標(biāo)權(quán)重集建立評(píng)語(yǔ)集建立評(píng)價(jià)集一級(jí)模糊評(píng)判就是對(duì)影響剩余