油田開發過程中剩余油的形成

0.前言

油藏在開發之前呈現動態平衡系統。投入開發后，由于鉆井、采油、注水以及注汽等開發措施，使得油藏變為動態的非平衡系統。

在這一非平衡系統中，部分區塊或者層段驅替程度高、油汽采出程度高，而另外區塊或者層段驅替程度低、油汽采出程度低，從而形成剩余油的分布。剩余油分布的研究成為了油田開發中后期提高采收率的關鍵。

1.剩余油的概念

油藏中聚集的原油，在經歷不同開發方式或者不同開發階段后，仍保存或者直流在油藏的油藏不同地質環境中的原油即為廣義上的剩余油。其中一部分原油可通過對油藏的再認識或者改善油田的開發工藝措施、進行方案的調整而被開發出來，這部分稱為可動剩余油；另一部分是當前的工藝水平和開采條件下不能開采出來的、仍滯留在儲集層中的原油，這部分稱為殘余油。故廣義的剩余油包括可動剩余油和殘余剩余油兩部分。

2.剩余油形成的控制因素

剩余油的形成可以從油藏的內部原因以及油藏開采過程中的外部因素來分析。

2.1油藏內部控制原因

2.1.1 地質構造

（1）構造控制剩余油的分布。

在油藏的不同開發階段，構造對剩余油形成與分布的影響和控制程度是不一樣的。在油田的開發早期，剩余油分布主要受斷塊構造的控制。油田開發中后期，背斜構造雖然也起到一定的控制，但微型構造對剩余油的分布起到了主要的控制作用。

（2）斷層對剩余油分布的影響。

斷層分為封閉性和開啟性兩類，封閉性斷層附近往往是剩余油較富集區，開啟性斷層附近的剩余油相對貧乏。原因是斷層封堵致使采油井注水受效差，或者采油井單一方向受效，有利于剩余油富集。由于斷層的封閉程度不同，往往造成在封閉性好的斷層附近有較多剩余油，剩余油飽和度相對高。剩余油在封閉性斷層附近及砂巖尖滅線附近相對富集，這些部位的平均剩余油飽和度高出同層位平均剩余油飽和度5個百分點以上。

2.1.2 油藏儲層

（1）層間干擾造成的剩余油區。

在多層合采的情況下，由于層間非均質性的影響，多油層間會出現層間干擾問題。往往高滲透層水驅啟動壓力低，容易水驅，而較低滲的儲層水驅啟動壓力高，水驅程度弱甚至未水驅，這樣，便出現水沿著高滲透層突進的現象，而在較低滲透層動用不好或基本未動用，形成剩余油層。層間干擾主要與儲層層間的非均質程度有關。層位越多，層間差異越大，單井產液量越高，層間干擾就越嚴重。

（2）油層層內韻律變化造成的剩余油區。

由于油層層內非均質和流體的非均質性，造成油層內部的水洗差異，一部分儲量動用很好，一部分著動用很差，從而在垂相上形成剩余油段。

就厚油層而言，滲透率韻律性不同，其水淹型式也不同，滲透率非均質程度則加劇水淹狀況的差異，因此層內不同部位的儲量動用狀況也有差異，一些動用很差或者未動用的油層部位便出現了剩余油的分布。

通常，正韻律油層底部水洗程度高，注入水沿油層底部高滲透突進，油井見水早、含水率上升快，而中上部水洗程度弱甚至未水洗，而形成剩余油。

反韻律油層的上部滲透率高于下部。從高深層的分布來講，趨向于上部水洗，但從重力作用講，注入水又趨向于底部優先水驅。這樣就可能出現3中情況：①上部水淹嚴重。這種情況多出現于層內滲透率級差很大且期間有較穩定夾層的反韻律油層中。②全層水淹特征屬均勻水淹型，主要出現于滲透率級差不大的反韻律油層中。③水淹厚度系數大，但底部先見水，且水洗更強，主要出現于滲透率級差很小特別親水的反韻律油層中。

（3）平面水竄造成的剩余油區。

在注水開發過程中，由于儲層平面的非均質性及開發條件的影響，在平面上會出現注入水“舌進”的情況。注入水向不同方向驅油，推進往往是不均勻的，一般總有一個方向突進最快，且經過長期的水洗后，這個方向有可能發展成“水道”。由于平面水竄，注入水優先沿一個方向驅油，而在其他方向水洗程度弱甚至未水洗，從而造成了剩余油滯留區。

（4）微觀非均質原因形成的剩余油。

剩余油在微觀孔喉網絡中的分布受儲集體孔喉大小、孔喉均勻程度、孔喉形態、孔喉連通度、儲集體潤濕性等諸多因素的控制，這些微觀特征的差異使剩余油微觀分布有獨特的規律。根據巖心的宏觀和巖樣的微觀，可將微觀剩余油分布歸納為以下模式。

①網絡狀剩余油分布模式。在微觀水驅油過程中，水不易進入細小空隙網絡而沿較大空隙繞流，從而使這些細小孔隙網絡中的原油成為剩余油。

②斑塊狀剩余油分布模式。由于成巖作用和地應力活動等條件的差異使儲層的物性具非均質性所致。另外在一些大孔道中因流速較低，沖刷能力較弱，當孔道中形成連續水相后，一些附著在孔道壁附近的原油不易被水驅走，在孔喉網絡中形成油斑狀剩余油。

③附著狀剩余油。由于附著在顆粒和孔壁的表面，往往是由于顆粒表面具有較強的吸附能力且孔喉中形成連續水相，使得顆粒表面的剩余油不能被驅替而形成附著狀剩余油。

④油水混相剩余油。長期注水沖刷使得儲集體中的油和水混合形成水包油或者油包水的混相剩余油。

2.1.3 流體的粘度差和密度差造成的剩余油分布

由于油水的粘度差和密度差造成水驅油前緣向油層底部突進，從而使得油層內一部分厚度動用程度低，影響水淹厚度系數，形成剩余油段。油水粘度差和密度差越大，無水期水淹厚度系數越小。

2.2 開采方面的原因

開采方面的原因主要為井網布置、射孔的位置、注采對應、注采強度等狀況導致的儲層開采狀況的非均質性，其為剩余油分布的外部控制因素，即是外因。簡單講，就是在注采過程中，由于井網布置、射孔方案、注采強度、注入倍數等因素的影響，致使由采油井或注水井與采油井所建立的壓力降未波及不或波及較少的區域，原油未動用或動用程度低，從而形成了剩余油。

2.2.1井網布置時控制不住的剩余油層

一些小型的透鏡體或者條帶狀砂體，在三維空間上具有“迷宮狀”機構，井網很難控制。有的砂體無井鉆達，油層保持原始的狀態；有的儲層只有注水井而沒有采油井，注水后油層成為憋高壓的未動用油層；有的儲層只有采油井，沒有注水井，依靠天然能量猜出少部分油，而成為低壓基本未動用的油層。

2.2.2 射孔方案致使的剩余油分布

在開發生產中，還有一類未列入原開發方案的、未射孔的潛力層，出現這類油層大致有三個方面的原因：①一些原來不能開發的油層，由于技術的發展變成可能開發的油層；②開發前測井未解釋出來而后來重新解釋的油層；③不屬于原開發層系的油層。

2.2.3 注采井網控制平面剩余油分布

平面上剩余油分布在井間分流線附近和井網控制差的部位，注采關系不完善和井網對油層控制較差部位 生產井排兩側附近剩余油飽和度明顯較高。例如，油藏邊角及尖滅區剩余油常富集，這些部位常因巖性和物性變差，儲集體非均質性增強，使注入水推進不均勻，易形成剩余油富集區，嚴重影響油田注采效果。若注水井位于高滲區而采油井位于低滲區時，這時注水見效差，采油井產量必然相對低。

3.總結語

油田開發過程中的剩余油分布是多種因素作用的復雜問題，剩余油的形成機理及其分布預測的研究也是一項長期的、艱巨的工作。