油藏非均質(zhì)性是指油藏參數(shù)隨空間的變化關(guān)系講解

1、油藏非均質(zhì)性是指油藏參數(shù)隨空間的變化關(guān)系一般來(lái)說(shuō)，大多數(shù)油藏的底部都分布著不同沉積環(huán)境、長(zhǎng)時(shí)間形成的水體，后來(lái)經(jīng)過(guò)不斷的物理和化學(xué)作用，使得油藏特征進(jìn)一步發(fā)生變化。對(duì)一般的油藏來(lái)說(shuō)，分析這些油藏參數(shù)隨空間位置的變化主要就是分析垂向非均質(zhì)性和平面非均質(zhì)性1。從目前來(lái)看，非均質(zhì)研究進(jìn)展主要表現(xiàn)在：研究?jī)?nèi)容不斷擴(kuò)展，由早期的分類及儲(chǔ)集空間刻畫，向儲(chǔ)層非均質(zhì)性對(duì)油氣成藏及剩余油的影響擴(kuò)展；研究領(lǐng)域逐漸拓寬，由常見的河流、三角洲和灘壩等，向古潛山、礁灰?guī)r、砂礫巖體等更加復(fù)雜與隱蔽的儲(chǔ)集體延伸；研究方法與技術(shù)日益成熟，由定性分析向半定量及定量研究過(guò)渡，由單一的描述手段向多種技術(shù)配套、多個(gè)學(xué)科結(jié)合的趨勢(shì)發(fā)展

2、。隨著油氣田勘探形勢(shì)的日益嚴(yán)峻，儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究將向更深層次發(fā)展，儲(chǔ)層在油氣藏形成時(shí)期的原始面貌及其受成巖、構(gòu)造等因素影響所產(chǎn)生的變化將是儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究新方向。一般來(lái)說(shuō)，大多數(shù)油藏的底部都分布著不同沉積環(huán)境、長(zhǎng)時(shí)間形成的水體，后來(lái)經(jīng)過(guò)不斷的物理和化學(xué)作用，使得油藏特征進(jìn)一步發(fā)生變化。對(duì)一般的油藏來(lái)說(shuō)，分析這些油藏參數(shù)隨空間位置的變化主要就是分析垂向非均質(zhì)性和平面非均質(zhì)性。油藏的非均質(zhì)性對(duì)特稠油油藏開發(fā)效果影響較大，研究區(qū)油井在同樣厚度的油層和相應(yīng)注汽工藝參數(shù)下，各井的開采效果往往差別很大，主要原因就是儲(chǔ)層的非均質(zhì)性、隔層平面分布、原油性質(zhì)非均質(zhì)性對(duì)開發(fā)造成了影響2：1儲(chǔ)層非均質(zhì)性對(duì)吸汽能力的

3、影響注蒸汽吞吐熱力采油是一種高成本的工藝技術(shù)，儲(chǔ)層的吸汽能力除了受注汽工藝如注汽速度、注汽壓力、注汽干度，注汽溫度等因素影響外，還受儲(chǔ)層非均質(zhì)性的影響。油層的吸汽能力主要受到儲(chǔ)層非均質(zhì)特征以下幾個(gè)方面影響3。（1）滲透率：高滲透油層吸汽量大，吞吐效果好，油層動(dòng)用程度高；相對(duì)滲透率較低的油層吸汽量少甚至不吸汽，油層動(dòng)用程度差；隨著注汽輪次的增加，高滲油層容易形成汽竄，注入蒸汽絕大部分進(jìn)入其中；而相對(duì)滲透率較低的油層吸汽量小，造成蒸汽浪費(fèi)，注汽效率低下，影響了相對(duì)滲透率較低段油層的開采。對(duì)于非均質(zhì)性嚴(yán)重的油層，其縱向上吸汽狀況主要取決于油井單層滲透率，垂向滲透率與水平滲透率比值對(duì)注蒸汽開發(fā)影響也很

4、大，二者的比值越大，越易形成蒸汽超覆。（2）油層厚度。理論上油層厚度越大，儲(chǔ)層吸汽能力越強(qiáng)，注蒸汽開采效果越好；因?yàn)閱螌雍穸却?，層?nèi)儲(chǔ)熱量也大，油藏系統(tǒng)整體熱損失比例小，熱能利用率高。實(shí)際上蒸汽吞吐效果并非與油層厚度成正比，隨著油層厚度增加到一定值，吸汽量增加的幅度逐漸變小。（3）儲(chǔ)層巖性特征。高溫高壓力的注汽易使儲(chǔ)集層骨架顆粒溶解甚至破碎，導(dǎo)致大量微粒遷移從而阻塞孔隙。（4）沉積微相和韻律特征沉積微相的平面展布影響儲(chǔ)層的吸汽能力，一般主河道發(fā)育部位，儲(chǔ)層物性好，蒸汽往往會(huì)沿著主河道方向優(yōu)先突進(jìn)，一定程度上制約了蒸汽在其他方向的波及。油層韻律性也影響吸汽效果，正韻律油藏吸汽能力最好，反韻律最差

5、，復(fù)合韻律介于兩者之間，主要原因在于重力分異產(chǎn)生不同程度的蒸汽超覆，超覆作用將降低蒸汽縱向波及效率。當(dāng)蒸汽進(jìn)入正韻律油層后，由于超覆作用，超覆的部分蒸汽被正韻律上部的相對(duì)低滲層段吸入，吸汽量較小，而大部分被正韻律下部的高滲層吸收，下部吸汽量較大；當(dāng)蒸汽進(jìn)入反韻律油層后，超覆的部分被反韻律上部的相對(duì)高滲層段吸入，其下部低滲層段受蒸汽波及較小，故吸汽能力較正韻律油層弱。2儲(chǔ)層非均質(zhì)性對(duì)產(chǎn)液能力的影響通過(guò)分析，儲(chǔ)層非均質(zhì)對(duì)油層產(chǎn)液能力的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）平面非均質(zhì)特征的影響。一般油層厚度越大，產(chǎn)液能力越強(qiáng)，而較厚的油層一般連續(xù)性相對(duì)較好，平面非均質(zhì)相對(duì)較弱；對(duì)于研究區(qū)塊熱采井，較厚油

6、層吸汽能力相對(duì)較強(qiáng)，產(chǎn)液能力也隨之變強(qiáng)；冷采井，由于粘度相對(duì)較低，當(dāng)近井地帶的原油被采出后，產(chǎn)生的壓差將促使其周圍的原油向近井地帶流動(dòng)，而對(duì)于厚度大，連續(xù)性較好的油層流量越大，持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng)，產(chǎn)液能力也較強(qiáng)。（2）滲透率的影響方面。一般情況下，滲透率越高，油層產(chǎn)液能力越強(qiáng)。滲透率分布、射孔厚度影響著產(chǎn)液能力。對(duì)熱采井，高滲油層吸汽量大，吞吐效果好，油層動(dòng)用程度高，產(chǎn)液能力強(qiáng)；滲透率相對(duì)較低的油層吸汽量少，甚至不吸汽，油層動(dòng)用程度低，產(chǎn)液能力較差。（3）油層韻律特征方面。對(duì)正韻律油層，油層下部流體較易被采出，當(dāng)油層下部被采空后，在重力作用下，油層上部流體將向下部流動(dòng)，油層產(chǎn)液能力相對(duì)較強(qiáng)；對(duì)反韻

7、律油層，油層上部流體較易被采出，油層下部動(dòng)用程度相對(duì)較差，油層產(chǎn)液能力較弱；復(fù)合韻律油層產(chǎn)液能力介于二者之間，均質(zhì)韻律油層產(chǎn)液能力最強(qiáng)。（4）油層巖性特征方面。在開發(fā)過(guò)程中，粘土礦物遇水膨脹，阻塞孔隙喉道，降低油層產(chǎn)液能力；注蒸汽熱采高溫、高pH值的蒸汽易使儲(chǔ)集層骨架溶解甚至破碎，導(dǎo)致大量微粒遷移而阻塞孔隙，降低油層產(chǎn)液能力；此外，研究區(qū)塊巖石膠結(jié)疏松，在注蒸汽后會(huì)導(dǎo)致大量出砂，降低油層的產(chǎn)液能力。3儲(chǔ)層非均質(zhì)性對(duì)注汽參數(shù)的影響對(duì)不同類型的稠油油藏，注汽參數(shù)是影響蒸汽吞吐效果的重要條件。注汽參數(shù)不僅受工藝條件的影響，儲(chǔ)層非均質(zhì)性對(duì)其也有一定的影響。注汽速度越高，井筒熱損失率和蒸汽干度損失越小。

8、因此，提高注汽速度對(duì)保持井底高干度有益。對(duì)于非均質(zhì)嚴(yán)重的厚油層，高速注汽會(huì)加劇蒸汽沿高滲層突進(jìn)，形成早期汽竄。這說(shuō)明注汽速度與汽竄的關(guān)系較為敏感。研究區(qū)塊實(shí)際注汽壓力比破裂壓力稍高，在初期僅有少量井發(fā)生汽竄。綜上分析可以看出，儲(chǔ)層非均質(zhì)性對(duì)注汽參數(shù)有一定的影響，但研究區(qū)儲(chǔ)層非均質(zhì)性中等偏弱，影響效果不大。在實(shí)際的生產(chǎn)開發(fā)中以工藝對(duì)注汽參數(shù)的影響為主。4有效厚度對(duì)蒸汽吞吐的影響有效厚度是供給油井充足油量和充分利用熱能的保證。因此，有效厚度對(duì)蒸汽吞吐效果的影響是除原油粘度外又一最為敏感的地質(zhì)參數(shù)。周期采油量和油汽比隨有效厚度增大而增大。隨著有效厚度的增加，周期注汽量增加，周期產(chǎn)油量增加，周期開采效

9、果改善。隨著有效厚度的增加，周期產(chǎn)量和油汽比均呈增加趨勢(shì)。5油層滲透率對(duì)蒸汽吞吐的影響油藏滲透率非均質(zhì)性對(duì)蒸汽吞吐的開采效果影響較大，直接影響油層的吸汽能力，也影響到產(chǎn)液能力。稠油油藏一般多為疏松砂巖油藏，物性好，滲透率高，有利于蒸汽吞吐開采。蒸汽吞吐效果隨油層滲透率的增加而提高。油層存在高滲透率層時(shí)，注入蒸汽將優(yōu)先進(jìn)入高滲透率層而導(dǎo)致層間吸汽不均。在蒸汽吞吐初期，吞吐效果較好（因加熱帶擴(kuò)大），但對(duì)后續(xù)的吞吐和蒸汽驅(qū)產(chǎn)生不利的影響，油層儲(chǔ)量動(dòng)用不均勻，從而影響整個(gè)油藏的開采效果。隨著滲透率的增大，在油層厚度、生產(chǎn)措施，粘度相近的情況下，累積產(chǎn)油量增加，生產(chǎn)效果好。6隔層類型及平面展布對(duì)油藏開發(fā)

10、的影響隔夾層是指在滲透層內(nèi)或?qū)娱g所分布的相對(duì)非滲透性巖層，由于隔夾層的存在，改變了整個(gè)滲流場(chǎng)的分布，使?jié)B流發(fā)生變化。分布穩(wěn)定的隔夾層，可將油層上下分成2個(gè)獨(dú)立的流動(dòng)單元；反之，則油層上下具有水動(dòng)力聯(lián)系。不穩(wěn)定隔夾層越多，其間油水運(yùn)動(dòng)也就越復(fù)雜，對(duì)開發(fā)效果的影響也就越大。隔層的作用是阻止蒸汽竄流。其封隔能力主要是靠隔層巖石的毛細(xì)管壓力產(chǎn)生的。理論上講，只要隔層厚度大于1m，所形成的壓差屏障就足以制止蒸汽的突破。而由于隔層巖性的不均一性，實(shí)際上只有連續(xù)分布的泥巖隔層厚度達(dá)到甚至超過(guò)2m時(shí)，才能起到良好的封隔作用。隔夾層條件對(duì)稠油油藏的開發(fā)具有兩面性。一方面隔層能夠起到阻止蒸汽垂向運(yùn)動(dòng)，這是有利的一

11、面，隔層厚度越大，其阻止蒸汽突破的壓力越高，阻隔能力越強(qiáng)；另一方面，自然界大多數(shù)巖層，包括泥巖隔層都不是絕熱體，能夠吸熱和傳熱，隨著隔層厚度的增加，其消耗的熱量也在增加，這是不利的一面。因此，評(píng)價(jià)熱采隔層非均質(zhì)性對(duì)油藏開發(fā)的影響，要從兩個(gè)方面來(lái)分析。對(duì)蒸汽開采的稠油油藏來(lái)說(shuō)，隔層必須能在垂向上對(duì)熱載體起封閉遮擋、限制阻礙的作用，即把蒸汽限制在生產(chǎn)層段范圍內(nèi)，從而使蒸汽逐漸擴(kuò)散到全油層，使兩個(gè)層間的油層形成一個(gè)通暢快捷的熱流通體系，以確保注入的熱能得到充分利用，取得良好的開發(fā)效果，所以說(shuō)隔層條件對(duì)稠油油藏的影響比對(duì)普通油藏的影響大。不同巖性的隔層其封隔、阻擋能力也明顯不同，一般泥質(zhì)隔層封隔能力較

12、強(qiáng)，粉砂質(zhì)泥巖和砂質(zhì)泥巖次之。在生產(chǎn)過(guò)程中，注汽參數(shù)的變化也會(huì)對(duì)隔層產(chǎn)生一定的影響，可以通過(guò)適當(dāng)調(diào)整注汽參數(shù)，來(lái)改善隔層的阻隔效果。7隔夾層對(duì)蒸汽吞吐熱損耗的影響熱力采油，隔層不僅起到封隔開發(fā)層系的作用，而且在蒸汽吞吐的過(guò)程吸收熱量，向周圍的巖石傳導(dǎo)熱量。從熱力學(xué)方面分析，各種巖性的隔層都不是絕熱體，它能夠吸熱和傳熱。隔層厚度越大，其吸收的熱量越多，因此，評(píng)價(jià)研究區(qū)隔層條件不僅要看其阻隔能力和效果，還需要考慮其消耗熱能的多少。消耗熱能的多少直接影響經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。實(shí)際油藏條件下，往往在較單一的油層中還存在若干泥質(zhì)交互薄層，分布不均勻雖然不能阻止蒸汽向上的流動(dòng)，卻引起油層中熱損耗量的增加，由于夾層的存

13、在，油層中熱損失增大，部分熱量消耗在夾層中，因此在同樣的注入熱量下，油層的加熱半徑變小，導(dǎo)致吞吐效果變差。能阻止蒸汽垂向竄流與熱量擴(kuò)散的隔層應(yīng)具有吸熱能力小，導(dǎo)熱性差，封隔能力強(qiáng)的特點(diǎn)；在具有這樣條件的隔層的封隔條件下，油藏中注入蒸汽熱損失就小，油藏內(nèi)部就容易形成一個(gè)或數(shù)個(gè)獨(dú)立的熱流通單元，蒸汽熱流量才能獲得充分利用，油層才能得到充分加熱。夾層是發(fā)育在油藏或油層內(nèi)部的非滲透性和低滲透性巖層，它只能局部分隔油層。油層內(nèi)部夾層過(guò)多，容易造成蒸汽沿某些狹窄層段向油層深部延伸，致使蒸汽不能充分用來(lái)加熱油層，嚴(yán)重影響注汽效果。當(dāng)油藏的總厚度和層數(shù)一定時(shí)，油層厚度大小和砂泥比高低不同，其熱損失明顯不同。原

14、則上以厚度大，砂泥比高著為好。一般厚油層中夾層少，砂泥比越高，熱量損失越??；反之，熱量損失大。夾層除自身消耗油層能量外還向鄰近周圍地層進(jìn)行熱傳導(dǎo)，造成熱損失，嚴(yán)重影響油層注汽加熱效果。在不考慮巖石中的流體性質(zhì)和流體飽和度時(shí)，不同巖性的夾層熱物性不同，其影響也不同。研究區(qū)夾層主要是泥巖、粉砂質(zhì)泥巖和砂質(zhì)泥巖，比熱較低，消耗熱量較少，但導(dǎo)熱性相對(duì)較好易向周圍地層擴(kuò)散熱量。8流體性質(zhì)非均質(zhì)性對(duì)開發(fā)效果的影響4原油粘度是識(shí)別稠油的主要標(biāo)志，也是影響稠油生產(chǎn)效果的重要因素。粘度對(duì)開發(fā)效果影響很大，原油粘度隨溫度增高而下降，但是在同樣大的注蒸汽加熱半徑條件下，原始油層原油粘度越低，形成的泄油半徑越大，供油

15、量也較大。而原油粘度越高，形成的泄油半徑變小。當(dāng)原油粘度高到不加熱不能流動(dòng)時(shí)，冷原油很難流入泄油區(qū)，因而采出油量有限。粘度大于10000mPa.s的區(qū)塊采用蒸汽吞吐的開采方式，增加了經(jīng)濟(jì)成本，個(gè)別井高含水生產(chǎn)不正常，粘度平面上的非均質(zhì)性決定了開采方式，進(jìn)一步?jīng)Q定了產(chǎn)能，影響了開發(fā)的效果?？傮w看來(lái)，蒸汽吞吐井總體開發(fā)效果較冷采井稍差。綜合分析可以看出，粘度是影響稠油油藏開發(fā)方式的關(guān)鍵問(wèn)題，即而影響整個(gè)區(qū)塊的開發(fā)效果。原油粘度決定了開發(fā)方式，相反，區(qū)塊蒸汽吞吐一段時(shí)間后，會(huì)影響原油性質(zhì)在平面上的分布，隨著注汽量的增加，原油中相對(duì)較輕的組份被采出，重組份繼續(xù)留在地下，從平面上看，局部地區(qū)原油粘度增大

16、。9儲(chǔ)層敏感性對(duì)開發(fā)效果的影響儲(chǔ)層中存在的粘土、碳酸鹽、硅酸鹽、硫酸鹽等敏感礦物與外來(lái)的鉆井液、洗井液、壓井液、酸化液等所攜帶的固體微粒接觸，導(dǎo)致儲(chǔ)層滲流能力及產(chǎn)能的下降，因此儲(chǔ)層敏感性評(píng)價(jià)對(duì)于開發(fā)難度較大和開發(fā)成本較高的特稠油油層有重要意義。儲(chǔ)層敏感性分析一般包括速敏、水敏、酸敏、堿敏和鹽敏，其對(duì)于開發(fā)難度較大和開發(fā)成本較高的特稠油油層更為重要。速度敏感性是指因流體速度變化引起地層中微粒運(yùn)移，堵塞喉道，造成滲透率下降的現(xiàn)象。進(jìn)行速敏性評(píng)價(jià)的目的是了解巖心滲透率隨流體流速變化的關(guān)系，以此來(lái)確定其是否有敏感性及敏感程度5。原油性質(zhì)非均質(zhì)性對(duì)開發(fā)的影響，原油性質(zhì)決定了稠油油藏的開采方式，分析認(rèn)為研究區(qū)有三種不同的開采方式：冷采井、熱采井、冷采轉(zhuǎn)熱采井。原油性質(zhì)平面分布的不均一性決定了平面開發(fā)效果有差異，其中，冷采井生產(chǎn)效果最好，冷采轉(zhuǎn)熱采井次之，熱采井相對(duì)不太理想。在后續(xù)生產(chǎn)中，應(yīng)該立足對(duì)冷采井進(jìn)行熱力引效降低原油粘度，不要