第四章 動(dòng)態(tài)變化及分析

第四章

油藏地質(zhì)動(dòng)態(tài)變化及動(dòng)態(tài)分析

油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)第一節(jié)采油過(guò)程中油層性質(zhì)的變化

油田投入開(kāi)發(fā)后，特別是在注入水的驅(qū)替作用下，儲(chǔ)層的物理性質(zhì)將發(fā)生一定的變化，如巖石表面潤(rùn)濕性的轉(zhuǎn)變，巖石孔隙結(jié)構(gòu)及流體性質(zhì)的變化，以及溫度場(chǎng)、壓力場(chǎng)的分布等。這些物理性質(zhì)的變化控制著油水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和剩余油的分布狀態(tài)。研究這些變化對(duì)正確制定高含水期開(kāi)采技術(shù)，方案調(diào)整措施及提高油層最終采收率，都有普遍的指導(dǎo)意義。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)項(xiàng)目泥質(zhì)含量孔隙度孔喉半徑滲透率滲透率變異系數(shù)潤(rùn)濕性初始16.91315.30.7190.7弱親水注水后1336.47.41.20.76親水大港油田港西區(qū)油藏注水前后物性變化油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)項(xiàng)目滲透率面孔率孔隙直徑分選參數(shù)粘土含量滲透率變異系數(shù)閏濕性最小最大平均初始0.348.2717.2190.769.90.6655.320.167偏親油注水后0.3899.1417.6248.371.70.6794.920.172親水大慶油田主力油層注水前后物性變化油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)一、油層巖石表面潤(rùn)濕性變化

油層巖石的潤(rùn)濕性是指在地層條件下，當(dāng)存在兩種非混相流體時(shí)，某種流體在巖石表面附著或延展的傾向性。在巖石—油—水體系中，這種基本特性表現(xiàn)為一種流體在分子力的作用下自發(fā)地驅(qū)趕另一種流體的能。它是影響兩相流體滲流特性和油層采收率的重要因素，也是合理開(kāi)發(fā)油田的理論基礎(chǔ)之一。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)1、影響潤(rùn)濕性的因素：

A、由于組成巖石的礦物成分不同，巖石表面又不十分光滑，加之石油和水的性質(zhì)差異，這些對(duì)油層表面潤(rùn)濕性都有較大影響。所以在原始條件下油層巖石潤(rùn)濕性是混合非均勻潤(rùn)濕性，當(dāng)儲(chǔ)集層中流體性質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，油層巖石的表面潤(rùn)濕性也隨之轉(zhuǎn)變。

B、固體表面的這種潤(rùn)濕選擇性還與表面活性物質(zhì)在溶液中的濃度有關(guān)，即隨著表面活性物質(zhì)濃度的增加，固體表面將由水濕轉(zhuǎn)為油濕，或由油濕轉(zhuǎn)為水濕。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)C、水的性質(zhì)對(duì)巖石表面潤(rùn)濕性的影響，一般表現(xiàn)為堿水中石英顆粒表面上油—水體系的接觸角要比在硬水和蒸餾水介質(zhì)中小些。在蒸餾水中添加堿性地層水會(huì)使?jié)櫇裥越佑|角逐漸減小如，油田注水開(kāi)發(fā)中，注入堿水可使?jié)櫇裥杂捎H油向親水轉(zhuǎn)化。

由此可以認(rèn)識(shí)到，在油藏形成過(guò)程中，當(dāng)油充分地驅(qū)替了水時(shí)，石油中的極性物質(zhì)（一般為瀝青的組分）會(huì)吸附在巖石表面，而轉(zhuǎn)化成親油非均質(zhì)潤(rùn)濕性。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

同時(shí)潤(rùn)濕性還與空氣滲透率和含水飽和度有關(guān)，大慶油田檢查資料表現(xiàn)，當(dāng)空氣滲透率在1000×10-3μm2以上時(shí)，巖石潤(rùn)濕性隨滲透率增加而親油性增強(qiáng)；在1000×10-3μm2以下時(shí)，則潤(rùn)濕性隨空氣滲透率減少而親水增強(qiáng)。當(dāng)原始含水飽和度在25％以下（即含油飽和度75％以上）時(shí)潤(rùn)濕性隨含油飽和度增加，而親油性增強(qiáng)；相反，當(dāng)含水飽和度在25％以上時(shí)，油層潤(rùn)濕性則隨含水飽度增加而親水性增強(qiáng)。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)２、開(kāi)發(fā)過(guò)程中巖石潤(rùn)濕性變化

在注水開(kāi)發(fā)中，隨著油層含水飽和度的增加，水濕程度也相應(yīng)增加，當(dāng)油層含水飽和度大于25％后，開(kāi)始轉(zhuǎn)為弱親水。大慶對(duì)50個(gè)密閉取心井100塊巖樣潤(rùn)濕性測(cè)定資料分析表現(xiàn)，水淹層的平均無(wú)因次吸水量比吸油量大4.4%。水淹巖樣比非水淹巖樣的吸油量明顯減少。這說(shuō)明水淹層巖石的潤(rùn)濕性發(fā)生了明顯轉(zhuǎn)化。已由偏親油的非均勻潤(rùn)濕性轉(zhuǎn)變?yōu)槠H水的非均勻潤(rùn)濕性。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)水洗油層不同部位潤(rùn)濕性的變化特征油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)3、潤(rùn)濕性變化后開(kāi)發(fā)狀況的分析

實(shí)驗(yàn)?zāi)M和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，親水油層比親油油層的開(kāi)發(fā)效果好，在同樣注入水倍數(shù)時(shí)，親水油層可以獲得比親油油層高的采出程度。江漢油田實(shí)驗(yàn)，當(dāng)注入量倍數(shù)為0.7倍時(shí)：

親油層最終采收率為21.7%

親水層最終采收率為33.6%

強(qiáng)親水層最終采收率為64.5%油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)強(qiáng)親水油層開(kāi)發(fā)特點(diǎn)是：

有較長(zhǎng)時(shí)間的低含水期，

進(jìn)入高含水期后，含水率上升很快，說(shuō)明大部分油在低含水期階段已采出。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

親水油層比親油油層驅(qū)油效果好有兩方面的原因：

注水時(shí)流體的分布狀態(tài)和流動(dòng)特點(diǎn)不同：

A、親水油層孔隙介質(zhì)內(nèi)的流體分布狀態(tài)和流動(dòng)特征具有親水洗油的作用

水驅(qū)油初期，注入水首先在巖石表面潤(rùn)濕呈薄膜狀態(tài)，吸附在砂粒表面，孔隙空間充滿石油，中期含水飽和度增加大，在油水同時(shí)流動(dòng)的地帶。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)親水巖石水驅(qū)油的驅(qū)替過(guò)程

大部分處于連通孔隙通道內(nèi)，在水驅(qū)油壓力下從油層中采出來(lái)，在末期，含水飽和度更高，存在于小孔隙內(nèi)的原油被大量的水分割成滴狀存在，水淹以后在巖石內(nèi)僅剩下被分割的油滴因而水驅(qū)效率高。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)親油巖石水驅(qū)油的驅(qū)替過(guò)程

在親油油層中，注入水進(jìn)入油層，首先沿孔道中的推進(jìn)，形成水竄油式的流動(dòng)，原油容易吸附在巖石表面，因而水驅(qū)油效率低。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

B、毛細(xì)管力的自吸排油作用

在注水過(guò)程中，油水在孔隙介質(zhì)中的流動(dòng)，除了注水井與油井間的壓力差產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力外，還有毛細(xì)管力的作用，對(duì)親水油藏毛細(xì)管力是驅(qū)動(dòng)力的一部分，由于毛細(xì)管的作用，在油層內(nèi)大小孔道之間自發(fā)的產(chǎn)生油水交換，大孔道的水進(jìn)入小孔道中，小孔道中的油被替出進(jìn)入大孔道里，從而在油層內(nèi)部形成了吸水排油的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。如江漢油田利用強(qiáng)親水特點(diǎn)，采用間歇注采，取得明顯效果。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)二、油層孔隙結(jié)構(gòu)的變化

陸相碎屑砂巖儲(chǔ)層，以原生孔隙為主，膠結(jié)性弱，膠結(jié)物多為粘土礦物，在開(kāi)發(fā)過(guò)程，經(jīng)長(zhǎng)期注水沖刷后，巖石孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定的變化。經(jīng)室內(nèi)水洗砂樣試驗(yàn)，密閉檢查井取心分析電鏡掃描觀察可看到如下變化：油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

在注入水的沖刷下，巖石孔隙間的粘土礦物，主要是高嶺土礦物有的被水沖散，破壞，粘土碎片有的被水沖去或帶出巖石母體，與油氣一起流入井中（如油井出砂、出泥）。從而使部分孔隙的表面變的比較干凈，一部分孔隙喉道被打通，因而使流體流動(dòng)更加通暢。水洗部分的巖石強(qiáng)度下降，部分膠結(jié)物被沖光，其中部分長(zhǎng)石表面有溶蝕現(xiàn)象。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)孔隙半徑孔隙體積百分?jǐn)?shù)長(zhǎng)期水沖洗前后孔隙分布曲線變化圖油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

水洗后，一部分喉道被打通，迂回度降低，結(jié)構(gòu)系數(shù)減小，使巖石滲透率增加，據(jù)大慶油田資料，水洗后的孔隙半徑為水洗前的1.5倍，滲透率增加0.5-1倍，甚至1-2倍。

迂回度＝La/L

(L為巖樣的長(zhǎng)度；La為液流路徑的長(zhǎng)度）油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

根據(jù)檢查井4個(gè)厚油層的同井、同層的10塊巖樣的資料比較，未水洗巖心退出效率平均為77.3%，而水洗巖石的退出效率僅59.4%，巖心退出效率主要反映喉道體積與孔隙體積的比例，主要受巖石的孔喉比屏蔽效應(yīng)等因素影響，水洗巖石退出效率的降低充分說(shuō)明了水淹層巖石孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。

W=Smax-SR/Smax100%(壓汞后退出的汞體積與降壓前注入的總汞體積的比值）油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)三、油層溫度的變化

對(duì)于注水開(kāi)發(fā)的油田，長(zhǎng)期向油層注入大量冷水，就有可能在一定范圍內(nèi)和一定程度上引起油層溫度降低，給開(kāi)采效果帶來(lái)一定的不利影響。國(guó)內(nèi)外研究和油田實(shí)際觀測(cè)表明，由于向油層灌注冷水，油層內(nèi)實(shí)際發(fā)生的不等溫水驅(qū)油過(guò)程。據(jù)大慶油田測(cè)試資料統(tǒng)計(jì)，地層溫度場(chǎng)的變化范圍主要在注水井周圍100m左右，不同油田注水方式不同，油水井的排列位置有別，則地層溫度場(chǎng)在平面上的變化是各不相同的。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

地層溫度變化時(shí)，水驅(qū)油過(guò)程的影響，主要通過(guò)以下三個(gè)主要因素的變化起作用。一是改變了地層原油和水的粘度及油水粘度比：

原油和水的粘度都與溫度呈反比關(guān)系，當(dāng)?shù)貙訙囟认陆档绞烇柡蜏囟纫韵?，則原油粘度急劇增加，嚴(yán)重影響原油在油層中的流動(dòng)。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)二是改變了巖石的選擇潤(rùn)濕性，同時(shí)也改變了油—水相對(duì)滲透率和殘余油飽和度，國(guó)外研究資料表明，高溫下的潤(rùn)濕接觸角比常溫的小，當(dāng)溫度降低其接觸角數(shù)值變大。隨著溫度降低，油的相對(duì)滲透率明顯下降，整條曲線左移，而殘余油飽和度卻明顯增加，在45℃至30℃范圍內(nèi)，溫度每降1℃，殘余油飽和度平均增加0.85%。三是改變了原油的流變學(xué)性質(zhì)：如原油發(fā)生流動(dòng)的初始?jí)毫μ荻?。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

在油田實(shí)際生產(chǎn)中，長(zhǎng)期注水使油層溫度下降表現(xiàn)在：油層內(nèi)部析蠟，流動(dòng)阻力增大，使油井不能自噴，原油稠化，使管道結(jié)蠟嚴(yán)重等。關(guān)于注冷水對(duì)油層采收率的影響，一般在開(kāi)采初期不明顯，為油層冷動(dòng)范圍還不大，直接驅(qū)油的水已被地層加熱了。而在開(kāi)發(fā)高含水期表現(xiàn)比較明顯，試驗(yàn)表明，一般500m井距時(shí)，注入15℃水，使采收率降低2%左右，而在相同條件下，小井距時(shí)則使最終采收率降低5%，甚于7-8%。由此可見(jiàn)，在井距小注水強(qiáng)度大的情況下，注冷水對(duì)開(kāi)采效果的影響不可忽視。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)四、油層壓力的變化1、油田開(kāi)發(fā)前后地層壓力的變化

油田投入開(kāi)發(fā)前，處于靜止?fàn)顟B(tài)的地層壓力為原始地層壓力，它的大小一般與深度成比例關(guān)系，除出現(xiàn)壓力異?，F(xiàn)象外，對(duì)同一個(gè)油藏，居于同一個(gè)水動(dòng)力系統(tǒng)的油層，其不同部位的原始地層壓力與深度成線性關(guān)系。油田投入開(kāi)發(fā)后，地層壓力開(kāi)始發(fā)生變化，一般用油井正常生產(chǎn)時(shí)泄油范圍內(nèi)（泄油半徑）的平均壓力代表該井處的地層壓力（目前地層壓力）。對(duì)于不同的驅(qū)動(dòng)方式，其地層壓力的變化不同。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)原始地層壓力與深度關(guān)系壓力深度俄羅斯地臺(tái)某油田上泥盆統(tǒng)油藏原始地層壓力與平均埋深之間的關(guān)系油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)利用天然能量開(kāi)采時(shí)的地層壓力變化

開(kāi)發(fā)初期，通過(guò)油層巖石和液體彈性能量的釋放把油驅(qū)到井底，隨著地下累積采出油量的增加，地下虧空體積的加大，地層壓力就逐漸降低，降低的速度與開(kāi)發(fā)速度有關(guān)，其壓力變化的規(guī)律將符合彈性驅(qū)動(dòng)方式下，固定產(chǎn)量時(shí)壓力變化的方程式:

Pi=ah+b

ab地區(qū)性的系數(shù)

Poi

P飽和（由彈性驅(qū)開(kāi)采）

溶解氣析出

進(jìn)入溶解氣開(kāi)采（此時(shí)產(chǎn)量大?。┤Q氣量大?。ê侠淼纳a(chǎn)要求）科學(xué)井網(wǎng)油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)注水保持能量開(kāi)采時(shí)的地層壓力變化一般要求不使油層壓力下降到飽和壓力以下，大體可分兩種情況：

一種是保持地層壓力近似為一定值，如把地層壓力保持在原始地層壓力附近，此時(shí)為了維護(hù)一定的采油速度，就需要逐步降低井底壓力來(lái)保持一定的生產(chǎn)壓差。二是在開(kāi)采過(guò)程中隨油井含水上升而使生產(chǎn)壓差縮小，必須不斷提高地層壓力來(lái)維持一定采油速度的穩(wěn)產(chǎn)。如果保持地層壓力不變，油井產(chǎn)量就要下降。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

因此，無(wú)論是采取何種開(kāi)采方式，都存在一個(gè)合理的地層壓力和流動(dòng)壓力的選擇問(wèn)題，也就是必須在水驅(qū)開(kāi)采過(guò)程中處理好：地層壓力，飽和壓力、流動(dòng)壓力三者的關(guān)系，確定出各種壓力的合理界限。一般來(lái)說(shuō)所謂油田或油井的合理壓力應(yīng)該是：滿足油田和油井一定采油速度的要求，即要達(dá)到一定產(chǎn)量是保證有較長(zhǎng)的穩(wěn)定期要不影響油田或油井的開(kāi)發(fā)效果，即達(dá)到預(yù)期的采收率油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)2、油田注水開(kāi)發(fā)后地層（孔隙）壓力分布規(guī)律

在非均質(zhì)多油層早期注水保持壓力開(kāi)發(fā)的油田中，由于層間差異，層內(nèi)差異等因素的綜合影響使油田地層（孔隙）壓力發(fā)生如下變化：油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

地層（孔隙）壓力在平面上的分布規(guī)律

注水開(kāi)發(fā)油田油層中的流體處于流動(dòng)狀態(tài)，流體壓力是經(jīng)常變化的。注水井正常注水時(shí)，油層中任一深度上的壓力相當(dāng)于泵壓加上靜液柱壓力，水注入地層后，壓力很快消耗下降。因此在注水井附近形成一個(gè)反向的壓降漏斗。而采油井在正常采油過(guò)程中，井底流動(dòng)壓力低于原始地層壓力，在采油井周圍形成一個(gè)正向壓降漏斗，從注水井到采油井壓力變化是由變逐漸變低，注水井一端壓力高，采油井一端壓力低，像一個(gè)橫寫的“S”型，如圖：油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

地層（孔隙）壓力在縱向上的分布規(guī)律

由于油層組內(nèi)單層的厚度、分布范圍和滲透率不同，注入水在各油層中的推進(jìn)速度也不相同，一些注采平衡的層位，孔隙壓力接近于原始地層壓力，形成常壓區(qū)；注少采多的油層，孔隙壓力低于原始地層壓力，形成欠壓區(qū)；注多采少或只注不采的油層或地層，其孔隙壓力高于原始地層壓力，形成高壓層或憋壓層。從而導(dǎo)致原始狀態(tài)的油層變成了壓力不等的油層，水淹層和油水同層相間并存，在縱向上形成一個(gè)憋壓層，欠壓層，常壓層組成的多壓力層系剖面。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)第二節(jié)開(kāi)采過(guò)程中油層內(nèi)油、水分布

油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，油、水在油層中的運(yùn)動(dòng)是驅(qū)動(dòng)力、重力、毛管力和粘滯力共同作用的結(jié)果。但由于油田地質(zhì)特征不同，主要是油層非均質(zhì)的程度不同，各種力的作用程度就有差別。因此不同類型油層的油水分布特征也就不同。研究各類油層油水運(yùn)動(dòng)規(guī)律，特別是研究油層內(nèi)部不均勻水洗的特點(diǎn)，對(duì)油田開(kāi)發(fā)，油田調(diào)整及日常生產(chǎn)管理和提高油田采收率都有十分重要的意義。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)一、影響油層內(nèi)部油水分布狀況的主要因素

各類油田的開(kāi)發(fā)實(shí)踐證明，影響油層內(nèi)油水分布的重要因素是油層的非均質(zhì)性，油層非均質(zhì)性主要表現(xiàn)為：

平面上的連續(xù)性和縱向上油層的分層性，而在同一油層內(nèi)反映油層非均質(zhì)的主要特征參數(shù)為滲透率和厚度的分布狀況。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)1、滲透率分布的影響

許多反映巖石孔隙結(jié)構(gòu)特征的參數(shù)，Pc曲線、孔喉比（半徑）、退汞效率、粒度中值等，都與滲透率有相應(yīng)變化關(guān)系。水驅(qū)油試驗(yàn)結(jié)果表明，驅(qū)油效率和油層滲透率的對(duì)數(shù)成正比。油層水淹厚度隨滲透率級(jí)差（Kmax/kmin）增大而減小研究表明，層內(nèi)滲透率級(jí)差越大，則層間干擾大，滲流阻力越大，該層內(nèi)不出油的厚度可能就越大。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)2）在同一油層剖面中，高滲透段在整個(gè)韻律中所占厚度的比例越大，則水淹厚度越大。同時(shí)從平面分布上看，凡滲透率高的地區(qū)，油層厚度就大，在注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中表現(xiàn)出的水淹規(guī)律是：高滲透部位先見(jiàn)到注水效果，先水淹，含水飽和度高，低滲透部位則相反。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)2、層理構(gòu)造類型的影響

層理構(gòu)造對(duì)水驅(qū)油效率有較大影響。在交錯(cuò)層理中，其滲透率變化有方向性；垂直層理傾斜方向的滲透率，小于沿層理紋層延伸方向的滲透率。沿著紋層延伸的不同方向注水，其波及系數(shù)和水驅(qū)效率不同。

沿平行層理紋層方向注水，較粗粒紋層比細(xì)粒紋層或泥質(zhì)紋注入水推進(jìn)快，沿垂直層理方向注水時(shí)，由于細(xì)紋層比粗紋層滲流阻力大，當(dāng)注入水進(jìn)入較粗紋層足夠時(shí)，才能突破細(xì)紋層，而進(jìn)入下一個(gè)粗粒紋層，從而使注入水均勻推進(jìn)，效率高。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

不同層理類型、驅(qū)油效率不同

由于砂體形成時(shí)沉積條件不同，形成的斜層理紋層有直線形和孤形之分，層理規(guī)模也大小不一，這些形態(tài)和規(guī)模不同的斜層理，注入水的波及厚度和驅(qū)油效率相差很大，微細(xì)交錯(cuò)層理，由于紋層厚度小，各個(gè)層系傾向多變，使注入水在巖石中迂回而緩幔的推進(jìn)，形成較高的驅(qū)油效率，直線型層理一般規(guī)模較大，不均勻指狀水淹，使驅(qū)油效率較低，而一般中型的孤形狀層理，Ea介于上述二者之間。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)注水方向與層理的垂直關(guān)系油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)注水方向無(wú)水采收率最終采收率注入水占孔隙體積順層理方向2.8221.31.07逆層理方向19.448.52.5垂直層理方向34.653.21.0不同注水方向驅(qū)油效果對(duì)比油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)3、層內(nèi)夾層發(fā)育程度的影響

一般來(lái)說(shuō)，只要在注采井組范圍內(nèi)分布比較穩(wěn)定的夾層，對(duì)油水就能起到封隔作用，防止水下竄，可以將油層分成兩個(gè)獨(dú)立的油水運(yùn)動(dòng)單元。把厚油層的層內(nèi)問(wèn)題變成了層間問(wèn)題。但是，如果在注采井組范圍內(nèi)夾層不穩(wěn)定，則油層上下具有水動(dòng)力聯(lián)系，一般表現(xiàn)為注入水下竄，雖然厚油層內(nèi)不穩(wěn)定夾層越多，其間的油水運(yùn)動(dòng)與分布也就越復(fù)雜。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)總之，在夾層分布越穩(wěn)定的注采井組，越容易形成多段水洗，水淹厚度大；在夾層分布不穩(wěn)定的注采井組，仍然是底部水淹，水淹厚度小。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)4、油層厚度影響

開(kāi)發(fā)實(shí)踐證實(shí)，油層厚度越大，油水在推進(jìn)過(guò)程中重力作用就越明顯，這樣就使油層上部相當(dāng)大范圍內(nèi)的水線推進(jìn)遲緩，儲(chǔ)量動(dòng)用情況差，油層相對(duì)水淹厚度減小?？偟恼f(shuō)來(lái)，影響油層縱向水淹特征的因素是多種多樣的，但主要是受地質(zhì)特征的影響，其次也有微觀孔隙結(jié)構(gòu)的影響。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)二、油層內(nèi)部縱向上油水分布特點(diǎn)：

在一厚油層內(nèi)部，縱向上滲透率的分布很復(fù)雜，綜合油田實(shí)踐資料，一般可分為正韻律、反韻律和復(fù)合韻律三種類型。

正韻律油層為底部水淹型、水淹厚度小正韻律油層特點(diǎn)：底粗、高滲、頂變細(xì)、低滲，在重力和滲透率非均質(zhì)作用下注入水首先沿底部快速推進(jìn)，因此底部水洗嚴(yán)重，水淹厚度小。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

反韻律油層，水淹厚度大，開(kāi)采效果好

與正韻律相反，頂、粗粒高滲、底細(xì)粒低滲。

在反韻律油層中，處于下部的低滲透層段，其滲透率與毛管力的共同作用都是阻止水下竄，從而減緩了注入水沿底部推進(jìn)的趨勢(shì)，使縱向上水洗均勻，水洗厚度大，在水驅(qū)過(guò)程中，重力作用有利于使水向下進(jìn)入低滲段，既有利水洗厚度又?jǐn)U大了驅(qū)油效果。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)滲透率注水端采出端不同非均質(zhì)類型油層水線推進(jìn)圖油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

復(fù)合韻律均勻?qū)樱秃穸却?，開(kāi)發(fā)效果比較好，介于正、反韻律油層之間，好于正律油層。水洗厚度注水倍數(shù)不同類型油層水洗厚度與注水倍數(shù)的關(guān)系油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)喇５－檢１５１井多段多韻律油層水淹狀況油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)中檢４－４井正韻律油層水淹狀況油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)南６、檢４－２８井葡Ⅰ２２復(fù)合韻律層水淹狀況油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)三、油層平面上的油水分布特點(diǎn)：

注入水在油層平面上的波及程度是衡量注水開(kāi)發(fā)效果一個(gè)重要指標(biāo)。不同類型油層平面上的油水分布特點(diǎn)主要受油層滲透率，砂體分布形態(tài)及注采關(guān)系等的因素控制，也就是油層平面非均質(zhì)形態(tài)對(duì)水驅(qū)砂體油田的開(kāi)采動(dòng)態(tài)和剩余油分布有極大影響。如：河道砂為高滲層，總的未被水淹厚度比例只有10%左右，而斷續(xù)分布的前緣相砂體總的未被水淹厚度比例占30%左右。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)泛濫平原河道砂體平面油水運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)平面上油水分布特點(diǎn)可以分為以下幾種情況：

井網(wǎng)控制不到的地區(qū)剩余油分布較多；主砂體邊部剩余油較多；滲透率級(jí)差大的砂體剩余油多大片分布的低滲透區(qū)剩余油多微相帶不同部位剩余油分布不同注水井間，生產(chǎn)井間水洗程度不同注采井網(wǎng)不完善微構(gòu)造中正向小高點(diǎn)為注水后油氣富集區(qū)復(fù)砂體連通情況水洗不均

油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)注水井間，生產(chǎn)井間水洗程度不同斷層引起未水洗區(qū)剩余油較多油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)復(fù)砂體連通情況不明構(gòu)造小高點(diǎn)剩余油較多油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)第三節(jié)、油藏動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

油田全面投入開(kāi)發(fā)以后，地下油層中油水處于運(yùn)動(dòng)和變化之中，而這些變化又是通過(guò)油井中的油、氣、水產(chǎn)量和壓力變化反映出來(lái)，為了取全，取淮反映油井動(dòng)態(tài)變化的各項(xiàng)第一性資料，就必須進(jìn)行油田動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。它不僅是對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)狀的了解，也是對(duì)儲(chǔ)層地下油田動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，貫穿于油田開(kāi)發(fā)的始終，通過(guò)動(dòng)態(tài)研究達(dá)到進(jìn)一步深化。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)時(shí)期階段針對(duì)問(wèn)題建立檢測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)初期早期注水開(kāi)發(fā)階段搞清油井主要見(jiàn)水層和來(lái)水方向?yàn)橹鹘⒁灾髁τ蛯觿?dòng)用狀況為主的動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)中含水期同井分層開(kāi)采調(diào)整階段搞清層段開(kāi)采動(dòng)態(tài)和措施效果為主建立以層段開(kāi)采狀況為主的動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)高含水前期細(xì)分層系調(diào)整開(kāi)發(fā)階段搞清低滲透率油層動(dòng)用狀況為主建立以低滲透單油層動(dòng)用狀況為主的動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)高含水后期加密井網(wǎng)開(kāi)發(fā)調(diào)整階段搞清縱向、平面分散分布的低、薄、表外層動(dòng)用狀況為主建立以低、薄、表外層動(dòng)用狀況為主的動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)特高含水期不均勻加密層系互用調(diào)整開(kāi)發(fā)階段尋找局部未動(dòng)用和剩余油教富集地區(qū)為主建立特高含水條件下檢測(cè)剩余油為主冊(cè)動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)大慶油田動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的建立和發(fā)展油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是油藏開(kāi)發(fā)中的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)工作，它貫穿于油藏開(kāi)發(fā)的始終。不僅是利用各種儀器，采用不同測(cè)試手段和測(cè)量方法，獲取開(kāi)采過(guò)程中的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)資料，而且還要監(jiān)督所取資料的齊全準(zhǔn)確和質(zhì)量，遵循資料全，有代表性，有足夠樣品數(shù)的原則。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)一、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容是根據(jù)油藏特點(diǎn)開(kāi)發(fā)要求決定的

一般包括：流量監(jiān)測(cè)；油層壓力監(jiān)測(cè)；油井產(chǎn)出剖面及吸水剖面臨測(cè)；井下技術(shù)狀況監(jiān)測(cè)等。但對(duì)一些特殊油藏，則另有其它內(nèi)容的監(jiān)測(cè)。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

流量監(jiān)測(cè)

由于油層性質(zhì)的差異和壓力高低不同，在同一口井中每個(gè)油層的產(chǎn)油、產(chǎn)水量都是不同的，甚至在同一油層的不同部位，產(chǎn)量也有差異，因此，通過(guò)流量監(jiān)測(cè)可掌握油井的分層產(chǎn)油、產(chǎn)水量。油、水產(chǎn)量監(jiān)測(cè)要以單井計(jì)量為基礎(chǔ)，要采用連續(xù)計(jì)量方法，計(jì)量誤差不得超過(guò)5%。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

油、水井壓力監(jiān)測(cè)

油層壓力監(jiān)測(cè)要求反映整個(gè)油藏的油層壓力分布狀況，因此要求所選擇的測(cè)壓井點(diǎn)能遍及油藏各部位，這樣所測(cè)得的壓力分布圖，才能基本反映油藏本身特點(diǎn)。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)原始油層壓力圖油層靜止壓力等壓圖油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)3口井同時(shí)生產(chǎn)時(shí)油層壓力分布示意圖油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

油層壓力監(jiān)測(cè)要求在油藏開(kāi)發(fā)初期就測(cè)得油藏的原始地層壓力，繪制原始地層壓力等壓圖，從確定油藏的水動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。開(kāi)發(fā)以后的目前油層壓力是油藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中動(dòng)態(tài)最為敏感的參數(shù)之一，它是注水保持能量狀況和注采平衡關(guān)系的直接反映，也是選用合理的開(kāi)發(fā)方式及進(jìn)行配注配產(chǎn)的主要依據(jù)。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

開(kāi)發(fā)后要選1/3具有代表性的采油井作為定點(diǎn)測(cè)壓井，構(gòu)成一個(gè)壓力動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。選擇井即有數(shù)量保證，又要有代表性，如沿某井組剖面方向進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)試。每年測(cè)一次地層壓力，同時(shí)測(cè)流動(dòng)壓力，監(jiān)測(cè)生產(chǎn)壓差和產(chǎn)油量變化。其它油水井要求在兩、三年內(nèi)普遍測(cè)一次地層壓力。

油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

油井產(chǎn)出剖面和注水井吸水剖面監(jiān)測(cè)

以自噴為主的大油田必須有30-40%以上的井點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，以機(jī)械采油為主的油田要有20-30%以井點(diǎn)測(cè)試產(chǎn)出剖面；復(fù)雜小斷塊及巖性油藏分單元選少量井點(diǎn)測(cè)試，所定井點(diǎn)每年測(cè)試一次。對(duì)同一口油井，將不同時(shí)期的產(chǎn)出剖面進(jìn)行對(duì)比，可以準(zhǔn)確地了解每一個(gè)油層產(chǎn)油和產(chǎn)液量的變化情況。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)中區(qū)西部薩、葡油層穩(wěn)產(chǎn)期開(kāi)采曲線

凡具備測(cè)試條件的注水井每年應(yīng)測(cè)一次吸水剖面，測(cè)得分層吸水量和吸水厚度。放射性同位素載體法放射性元素吸水測(cè)試。

對(duì)于一個(gè)單油層，其吸水能力的大小與下列因素有關(guān)：①注水壓差②油水井之間的距離③原油性質(zhì)④油層性質(zhì)⑤流度比油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)同位素吸水剖面示意圖自然電位吸水剖面10.028.536.58.017.0123451-吸水層2-同位素曲線3-自然咖馬曲線4-吸水面積5-分層線相對(duì)吸水量油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)胡12-16井分注前后吸水狀況對(duì)比圖油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

當(dāng)開(kāi)采對(duì)象及注采井距一定時(shí)，吸水能力的變化，主要反映油層中含水飽和度的改變而引起的流動(dòng)阻力的變化上，既可用流度比的變化來(lái)反映。在注水過(guò)程中，流度比將隨油層含水飽和度的增加而增加，流度比增加（且＞1時(shí)）則注入水流動(dòng)阻力減少，油層吸水能力也隨之上升。當(dāng)含水率大于70%后增加較快，當(dāng)含水大于90%時(shí)，吸水能力相當(dāng)于初期5-6倍。

油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

井下技術(shù)狀況監(jiān)測(cè)

在油藏注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中由于注水會(huì)引起斷層活動(dòng)或泥巖遇水膨脹，對(duì)油、水、井套管產(chǎn)生擠壓，致使套管變形至錯(cuò)斷；也可能由于注入水或地層水的腐蝕，使套管變腐蝕。因此，應(yīng)對(duì)油、水、井進(jìn)行必要的工程測(cè)井，隨時(shí)掌握井下技術(shù)狀況。進(jìn)行技術(shù)狀況監(jiān)測(cè)，應(yīng)根據(jù)油藏構(gòu)造特點(diǎn)確定幾條監(jiān)測(cè)線，每條線上選幾口井定期檢測(cè)，一般為一年檢測(cè)一次；對(duì)重大增產(chǎn)措施井，在措施前后應(yīng)測(cè)壓力恢復(fù)曲線。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

油層水淹監(jiān)測(cè)

由于油層非均質(zhì)影響，水淹程度不同。水淹時(shí)間有早有晚，要了解這些變化必須對(duì)油層水淹情況監(jiān)測(cè)。包括兩個(gè)方面：

一方面是對(duì)原井網(wǎng)生產(chǎn)的重點(diǎn)區(qū)塊的油井，要通過(guò)碳氧比測(cè)井，確定含油水飽和度；另一方面是對(duì)加密調(diào)整的新井都要監(jiān)測(cè)，確定每個(gè)井點(diǎn)的各類油層水淹狀況，根據(jù)測(cè)試資料繪制殘余油飽和度平面分布圖。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

碳氧比能譜測(cè)井：是利用元素碳和氧對(duì)快中子非彈性散射截面的差別及放出的伽瑪射線能量的差別來(lái)確定剩余油飽和度的測(cè)井方法。適用于孔隙大于20%的油層。不準(zhǔn)確，可用于監(jiān)視油水界面，判斷水淹層，監(jiān)測(cè)油層產(chǎn)油情況。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)二、特殊類型油藏的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

稠油、高凝油田的監(jiān)測(cè)必須有10-15%的井，每年測(cè)一次地層壓力和溫度。有10-20%的井每個(gè)注氣周期測(cè)一次流體產(chǎn)出剖面和吸汽剖面。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)

有氣頂、油藏的監(jiān)測(cè)

在氣頂區(qū)和油環(huán)頂區(qū)定壓力觀察井，定期測(cè)壓，觀察油氣邊界兩側(cè)的壓力平衡狀況，觀察油氣流體產(chǎn)出剖面，觀察分層氣竄情況。

底水油藏監(jiān)測(cè)

要在油水界面附近定幾口觀察井，測(cè)流體產(chǎn)出剖面及分層含水變化，分析油水界面變化情況。

凝析油氣藏的監(jiān)測(cè)

要有20-30%的井，每年來(lái)做一次凝析油含量分析，觀察隨地層壓的下降，凝析油含量的變化情況等。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)第四節(jié)油田動(dòng)態(tài)分析

油田動(dòng)態(tài)就是指在油田在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，油藏內(nèi)部諸多的變化狀況。其中主要有油藏或油層中油氣儲(chǔ)量的變化；油氣、水分布的變化；壓力及生產(chǎn)能力的變化等。

油田動(dòng)態(tài)分析是經(jīng)常觀察和研究這些變化，掌握其變化規(guī)律和控制因素，找出各種變化之間的相互關(guān)系，及其對(duì)生產(chǎn)的影響，分析油田的潛力所在，指出調(diào)整挖潛方向，并預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)，從而指導(dǎo)油田生產(chǎn)向人們需要的方向發(fā)展。油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)西北大學(xué)一