剩余油技術發展歷程

■ 元征仁 劉 新

剩余油是對地下未采出原油的總稱，包括未被驅替劑波及到的未動油和滯留在儲層中采不出的殘余油兩部分。石油開發過程中，油田開發實踐表明，原油采收率一般只有30% 左右，三分之二的剩余石油儲量仍殘留在地下，這些殘留在地下的剩余石油儲量對于增加可采儲量和提高采收率是巨大潛力。加強剩余油相關研究、提高石油采收率是油田開發地質工作者和油藏工程師研究重點。

技術起源

剩余油研究有較長歷史。20世紀50年代，隨著一次采油技術無法滿足人們對石油日益增長的需求，找到新油田難度加大，深入挖潛現有油藏成為更好選擇。水驅技術憑借高效、應用性強特點從二次采油技術脫穎而出。1958年，Norris Johnston等通過研究上萬塊巖心分析數據，發現剩余油飽和度取決于儲層中油－水粘度比，成功證明巖心中的剩余油含量能夠作為評判某一油藏水驅能力大小的標準，為進一步提高采收率奠定了基礎。

發展歷程

20世紀50年代，剩余油技術處于探索研究階段，相關文獻較少。F.M.Stewart等人研究發現水驅過程中，油藏中游離氣能夠降低剩余油飽和度。

20世紀60年代，隨著全球石油消費量激增，水驅技術漸漸無法滿足日益增長的石油需求。在提高采收率技術不斷發展的背景下，美國、加拿大已將高壓混相氣驅、火燒油層以及聚合物驅等技術成功應用于Fairway，Glen Hummel，Golden Spike及South Cuyama等油田，提高采收率最高可達56%，驗證了經濟高效開采剩余油的可行性。

20世紀70年代，研究重點在剩余油飽和度和剩余油分布。J.F. Tomich等人提出利用單井化學示蹤劑法測量剩余油飽和度，該方法被證明適用于多種情況下的砂巖及灰巖油藏。1975年，美國成立剩余油飽和度委員會。70年代中后期，殼牌石油公司T.J. Smith等通過現場試驗證明了利用脈沖中子測井法能精確測定剩余油飽和度。同期，前蘇聯在杜瑪茲油田打了24口評價井研究水淹后期剩余油分布。

20世紀80年代，剩余油分布和提高采收率技術已經引起世界各國石油生產者和研究人員的普遍關注。1988年，M.M.Chang從宏觀上將剩余油飽和度測量法分為單井、井間和物質平衡法。我國在80年代初期開始剩余油的研究工作，相繼開展了油藏、油田、區塊、單井以及巖心等不同地質規模下剩余油的空間位置、形態、數量等方面的研究，主要采用地震技術法、沉積相分析法、C/O比測井法、油藏數值模擬法、高分辨率層序地層學等技術方法研究剩余油分布。

20世紀90年代，世界主要產油國重視密閉取心分析和一手資料收集，注重完善動態監測系統。剩余油分布及飽和度研究精度有了較大提高。

進入21世紀，剩余油研究相關文獻數量呈爆發式增長，剩余油研究進入快速發展階段。隨著聚合物驅技術的蓬勃發展，剩余油研究隨之完善。在聚合物驅剩余油研究方面，美國、加拿大等除應用水驅常規方法外，主要采用了現代物理模擬、井間電磁測量、井地電位測量、體積CT和數值模擬等方法。斯倫貝謝公司和殼牌公司推出了測井數據處理軟件、地層評價軟件和地層測試數據處理軟件，為剩余油預測提供了新思路和技術。我國研究聚合物驅剩余油分布的技術和手段同國外技術水平差距不大，目前采用的方法主要有井間示蹤劑、熒光分析法、現代物理模擬、核磁成像技術、隨機網絡模擬和數值模擬等。我國大慶油田自主研制開發出的剩余油綜合描述軟件（RODS），描述精度可達到80%以上。

表1 剩余油技術發展歷程

目前，國際上確定儲層中剩余油分布仍是石油工業尚未得到完善解決的重大課題，描述宏觀及微觀非均質性儲層中驅替后剩余油分布將是各國進行剩余油研究的重點。表1列出了剩余油技術發展歷程及各階段關鍵技術與應用概況。

技術研究概況

圖1 美國、英國、俄羅斯相關文獻主要研究內容

從文獻數量統計來看，美國、中國、英國的研究文獻位居前列。圖1示出了世界主要產油國——美國、英國和俄羅斯對剩余油文獻的研究方向。其中，美國的研究較為系統，涉及剩余油分布、剩余油飽和度、提高采收率、挖潛、預測、潛力評估等多個方面，其中剩余油飽和度研究文獻數量最多；英國和俄羅斯文獻數量主要集中在剩余油分布和剩余油飽和度確定，另外，英國剩余油用于提高采收率方面的研究也有一定側重。

剩余油子領域研究應用現狀

通過對文獻的分析歸類，可將剩余油相關文獻大致歸納成10個主要研究子領域，包括剩余油分布、剩余油飽和度、剩余油挖潛及剩余油描述等（圖2）。從圖中可以看出，進入21世紀后，剩余油各分支領域研究進入快速發展階段。

圖2 剩余油主要研究分支及其歷年文獻數量曲線

根據對剩余油子領域文獻的整理歸納，將其主要研究分支的相關技術方法進行了總結，如表2所示。

表2 剩余油研究主要分支相關技術方法