油田開發過程中油氣水的運移特征研究

余建國　索旭龍

摘要：石油和天然氣作為一種流體是埋在地下的，它的形成和遷移過程涉及到其他流體的變化過程，也將不可避免地受到各種自然因素的影響，油氣水的遷移和每個階段都有其特殊性和獨特特點，所以加強對油氣田開發過程中油氣水的運移特征特殊性研究是石油和天然氣的勘探和開采過程中的前提和基礎。

關鍵詞：油田開發過程;油氣水;運移特征

油氣作為一種流體埋藏于地下，其形成、運移過程跟其他流體一樣，必然受到各種來自自然界各種因素地影響，油氣水運移是這個過程中最關鍵的環節，且每個階段的運移均有其特殊性和特點，加強對其特殊性的研究是油氣勘探和開采工作進行的重用前提和鋪墊，具有重大意義。

1油氣水運移相態

氣藏儲層的流體以及巖石受到油氣水運移的影響，將會改變原有的壓縮狀態，促使井口與井底的油氣藏之間形成一定的壓力降，由此可知，油氣水之所以會發生運移現象，是受到流體與巖石的膨脹影響。油氣水呈現混合狀態時，基于氣體壓力的作用，油水之間會彌漫大量的氣，在開發過程中由于能量釋放作用，氣會產生膨脹現象，從而促使油氣發生運移膨脹。除此之外，油流越高壓力越小，而井底壓力越低于飽和壓力，這時油內氣體會出現溶解、分離現象，使油氣水運移。要想準確把握油氣水運移相態，必須對水溶相進行遷移分析。由天然氣和石油所構成的分子溶液會在水中發生溶解。因此，水是水溶相遷移的輸送載體。

2油氣水運移影響因素

在開發油氣田過程中，需要立足于該工程的整體，對影響因素進行有效分析。基于油氣、天然氣以及石油的運移方向以及動力，可以將運移劃分為兩個過程，分別是一次運移和二次運移。除此之外，要想準確分析油氣水的運移特征，還需要掌握油氣水形成時間，形成油氣水的烴源巖特征也會影響油氣水的運移特征。影響油氣水一次運移的因素有兩個，一是初始運移壓實。而壓實度的形式有兩種，分別是欠壓實、正常壓實。不過，僅僅是剩余流體所具備的壓力，便可以順利實施排出與壓實作業。在此過程中，由于沉積物的產生，顆粒將會重新排列組合，孔隙體積也會出現一定程度的變化。二是厚層泥巖限制流體傳輸容量。如果流體處于欠壓實狀態，在傳輸過程中所承受的壓力值將會極大，這種情況有機質極易發生熱演化現象，對油氣的生成環境進行溶解。與此同時，也會導致油氣運移時產生大量的巖石裂縫，從而給油氣水運移造成極大的不良影響。

3油氣水運移過程中的壓實機理

油氣田開發過程中油氣水的運移壓實機理的分析需要結合油氣初次運移的具體過程，從解決油氣運移的主要問題著手，結合地質歷史演化的具體過程，只有顆粒沉積物壓實后才可以形成泥巖和頁巖。同時由于泥巖壓實會受多種因素的影響。當沉積在低滲透頁巖淺層時，可以從地層孔隙順利排出，在孔隙流體壓力流滲流下所分布的壓力是均衡的。在每一層形成的垂直壓緊力等于上部泥巖固體顆粒減去排出的水的重量。如果流體孔隙可以直接向表面滲透，孔隙壓力則等于液柱壓力，但如果液體不會流到表面，則會導致孔隙流體壓力等于孔壁壓力。當孔隙流體靜壓力達到一定數值時，流體孔隙內油氣水可直接在壓力作用下高出地面同時還會找到一個支撐結構，并與其之間形成固體顆粒，形成上覆巖層。在這個框架中，固體顆粒和流體分離的流體粒子之間處于自由流動的狀態，此外由于泥頁巖的滲透率低，壓實作用是相對緩慢的，作用在流體上的外部壓力對其影響就不會太明顯，因此異常地層壓力和孔隙流體需要在上覆巖石和水的重量保持不變，基質巖將減少壓力。但是當上覆巖石和水的重量增加到一定程度時，水壓力頁巖將破巖導致流體排出。所以，不同巖性的巖石，其壓實特性也會發生不同的變化。

4注水過程中的水驅油機理

油氣田開發過程中油氣水的運移過程中所形成的油氣水驅井底壓差之間會不斷發生變化，對于注水過程中的水驅油過程，主要從微觀機制來推進其發生重力分異，對垂直不均勻的平面粘性和滲透性不均勻的水驅油機理等方面有著不同的影響。對于水驅油機理分析，需要結合單毛細管孔隙的混合流進行考慮，并且要符合毛細管混合流規則，如果氣泡或液滴大于孔喉，氣泡或液滴變形會產生附加壓力，從而防止油流氣泡或液滴的出現。當油滴或氣泡的半徑接近孔半徑時會導致混合物流速下降。對于卡斷現象，則是兩相流體界面相互混合，同時在毛細管或孔隙喉道時所發生的這種現象是在水驅油或者水驅油過程中極為常見的。目前在油滴或氣泡在孔喉出現不連續的通過現象時，并經常會伴隨其他過程的現象，比如會受到活塞位移因素等因素的影響導致出現卡斷故障的發生，當地的孔隙的幾何形狀和親水性的多孔介質出現不一致等狀況時候，加之受到水流速度的影響，都會直接影響其過程。對于繞流現象，是發生在雙通道模式的情況下，受到水驅條件的影響以及在不同油水運移特征尺寸的影響下，水流速度越大，對油氣運移的一側的速度就會越大，所以就會產生很大的位移，而殘余油則會形成小的邊油。當速度小時，油氣運移的快速位移小，形成的殘余油的一側則不夠明顯。

在垂直油驅水的非均勻滲透機制驅動下，在親油層會適當增加驅動力來克服重力和毛細管力的不利影響;而弱親水層則應適當控制驅動力，同時必須注意克服阻力，才能更好的進行適當的處理。在油氣水的重力作用下，由于密度差會引起其中的變化，所以在油藏注水開發階段頂部會出現快速上漲的情況，而重力會使水注滿水槽，擴大水的體積，可以利用這一原理來提高采收率。同時，受到諸多方面因素的影響，儲層的水會沿底部不斷加強，但由于水的沖刷和重力分離，底層水的高度則會不斷發生變化。此外，還會受到其他因素管理的影響，當油性液體受到能量恒定的滲透率分布，毛細管力主要體現在潤濕性上，而對于反儲層，親水性較強的則采收率越高，同時由于重力和毛細管力的方向相反，則會適應減少毛細管力，從而增加幅度和低回收率。流動阻力也會在一定程度上造成不利影響，滲透率和流體粘度的共同作用下，反滲透水緣速度比和不同滲透率韻律層是相似的，甚至大于滲透率比值，就會導致油水粘度比的增加和回收率下降。

結束語

天然氣與石油是一種深埋地下的流體，無論是形成過程還是運移過程，均有很多影響因素。因此，在開發過程中，只有結合工程實際情況，準確把握油氣水運移特征，才能提高采收率，從而取得良好的經濟效益。

參考文獻：

[1]馮裕才。對油氣田開發過程中油氣水運移特征的探究[J].中國石油和化工標準與質量，2013（24）。

[2]漆佳瑩。阿拉爾斷裂帶及周邊地區油氣運移特征分析[J].地下水，2012（04）。