剩余油分布研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向

曲 偉 (大慶油田第六采油廠地質(zhì)大隊(duì),黑龍江大慶163000)

國內(nèi)大多數(shù)油田經(jīng)過幾十年的開發(fā)都已進(jìn)入高含水、高采出程度的 “雙高”階段,目前平均含水率已超過80%,原油產(chǎn)量呈明顯的遞減趨勢,采收率約為29%[1],但油藏內(nèi)仍有大約50%的可采儲(chǔ)量,這些殘留在地下的剩余石油儲(chǔ)量對(duì)于增加可采儲(chǔ)量和提高采收率是一個(gè)巨大的潛力。根據(jù)現(xiàn)有資料,剩余油飽和度確定方法[2]按專業(yè)劃分主要有地質(zhì)地震方法、油藏?cái)?shù)值模擬方法、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和工藝技術(shù)4大類方法,這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn),研究時(shí)應(yīng)根據(jù)油藏的具體地質(zhì)特征和開采歷史進(jìn)行選擇。

1 地質(zhì)地震方法

1.1 開發(fā)地質(zhì)學(xué)方法

開發(fā)地質(zhì)學(xué)是研究剩余油形成與分布的基礎(chǔ)和主要方法之一。該方法主要研究微構(gòu)造、沉積微相、儲(chǔ)層非均質(zhì)性以及利用密閉取心資料計(jì)算剩余油飽和度,主要側(cè)重于間接的、定性的和靜態(tài)的研究。

1.2 層序地層學(xué)方法

高分辨率層序地層學(xué)研究的主要內(nèi)容是劃分、對(duì)比高頻異旋回形成的等時(shí)沉積地層單元,層序劃分是建立油層分布格架的基礎(chǔ)。我國的油田多為陸相油藏,地層縱橫向相變快[3],因而井間地層的準(zhǔn)確對(duì)比及砂體時(shí)空分布一直是陸相儲(chǔ)層研究的一大難題。常規(guī)的小層對(duì)比方法往往不能客觀地反映地層的等時(shí)關(guān)系,因而對(duì)砂體及滲流屏障的時(shí)空分布研究影響很大。高分辨率層序地層學(xué)從成因地層學(xué)入手,可對(duì)井間地層進(jìn)行較為準(zhǔn)確的對(duì)比,因而是井間儲(chǔ)層研究中分析滲流屏障及砂體時(shí)空分布的重要方法和手段。目前主要有2種研究途徑,其一是關(guān)鍵界面的識(shí)別和對(duì)比,其二是高頻基準(zhǔn)面轉(zhuǎn)換旋回分析。

1.3 地震技術(shù)

井間地震技術(shù)因其作業(yè)方式的特殊性而能夠使獲得的資料具有其他地震資料無法比擬的分辨力,是解決油藏特性描述、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測和確定剩余油分布等問題的理想方法。其作用主要體現(xiàn)在2個(gè)方面:

1)解決油藏特性描述問題過程中,井間地震資料可提供更為準(zhǔn)確的儲(chǔ)層形態(tài)和內(nèi)部特性檢測結(jié)果,幫助優(yōu)化油藏模型,提高整個(gè)油藏描述的精度,從而提高油藏地質(zhì)建模和數(shù)值模擬的精度,為修改開發(fā)方案和加密井布井設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)[4]。

2)油藏開采期間使用地震監(jiān)測方法可以進(jìn)行多次高精度重復(fù)測量,且保持處理過程的一致性,以便根據(jù)隨時(shí)間變化的地震響應(yīng),確定增產(chǎn)措施對(duì)油藏的波及效果,為了解增產(chǎn)措施的縱向和橫向波及范圍、儲(chǔ)層非均質(zhì)性效應(yīng)和剩余油分布提供重要信息。

2 油藏?cái)?shù)值模擬方法

油藏?cái)?shù)值模擬是進(jìn)行油田開發(fā)設(shè)計(jì)、預(yù)測動(dòng)態(tài)變化和進(jìn)行機(jī)理研究的有效手段[5]。目前我國絕大多數(shù)油田均應(yīng)用該方法進(jìn)行剩余油分布的定量研究,實(shí)踐證明,通過數(shù)值模擬技術(shù)確定的剩余油飽和度分布未完全體現(xiàn)研究人員所期望的實(shí)用價(jià)值。這是由于數(shù)值模擬技術(shù)從其模型本身來講比較完善,但其研究精度在很大程度上取決于地質(zhì)建模的精度。油藏地質(zhì)模型是在油藏描述的基礎(chǔ)上建立的,而油藏描述難以做到精確的程度[6]。因此,在應(yīng)用數(shù)值模擬方法時(shí)必須充分考慮油藏的非均質(zhì)性,真正實(shí)現(xiàn)精細(xì)地質(zhì)建模與油藏模擬模型之間一體化,提高數(shù)值模擬的精度。

3 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)技術(shù)

室內(nèi)模擬技術(shù)通常借助現(xiàn)代科技手段 (如核磁共振等)用實(shí)際巖心和原油在室內(nèi)進(jìn)行流動(dòng)實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)在模擬油層條件下測定或推斷殘余油飽和度。對(duì)流自吸試驗(yàn)、毛細(xì)管壓力和動(dòng)態(tài)相對(duì)滲透率實(shí)驗(yàn)也可以獲得剩余油飽和度資料。但是,由于與油藏實(shí)際采收率等指標(biāo)無法對(duì)應(yīng),因此,國外許多學(xué)者認(rèn)為實(shí)驗(yàn)結(jié)果只能作為參考[7]。

3.1 微觀滲流模擬

微觀滲流模擬技術(shù)是通過微觀物理模型 (光-化學(xué)刻蝕的仿真玻璃模型和真實(shí)砂巖微觀模型)上的微觀驅(qū)油實(shí)驗(yàn)來研究水驅(qū)油的微觀驅(qū)油機(jī)理,實(shí)驗(yàn)過程的圖像既可以通過圖像分析系統(tǒng)錄入計(jì)算機(jī)中對(duì)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算,又可以對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行全程錄像然后進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。通過這些圖像的定性分析和定量計(jì)算,可以詳細(xì)了解水驅(qū)油及其他各種驅(qū)油方式在不同條件下的微觀滲流機(jī)理、水驅(qū)剩余油特征及驅(qū)替效果,從而為油田注水開發(fā)和三次采油研究提供重要手段。

3.2 巖心分析

巖心分析技術(shù)是應(yīng)用含油薄片確定剩余油飽和度的方法,是唯一能夠直接測量油藏巖石參數(shù)和流體特性的方法,能夠?qū)θ⌒木趨^(qū)域進(jìn)行水淹程度和剩余油飽和度評(píng)價(jià),為間接預(yù)測微觀剩余油飽和度提供必要的參數(shù)[8]。該技術(shù)的關(guān)鍵是對(duì)檢查井進(jìn)行取心時(shí)應(yīng)密閉、保壓,即盡可能地保持巖心在地下的真實(shí)面貌[9]。雖然密閉取心作業(yè)中很難做到完全密閉,但巖心分析結(jié)果是極為重要的數(shù)據(jù),用這些資料作出的剩余油飽和度剖面可以作為標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)剖面,這是油田研究剩余油飽和度分布不可缺少的重要資料。

4 工藝技術(shù)

4.1 化學(xué)示蹤劑法

井間 (化學(xué))示蹤劑測試技術(shù)在石油工業(yè)中的作用日趨重要[10]。用化學(xué)示蹤劑測井技術(shù)測殘余油飽和度應(yīng)用的是色譜原理,在油藏實(shí)施EOR技術(shù)之前可以提供油藏區(qū)塊、流線、分層、非均質(zhì)性分布和剩余油飽和度等方面的資料。該技術(shù)始于20世紀(jì)60年代后期,1970年美國的Cooke首次提出用井間示蹤劑試驗(yàn)測定井間殘余油飽和度的方法[11]。1990年該技術(shù)首次在美國阿拉斯加州的普魯?shù)禄魹秤吞锸褂貌⑷〉昧肆己玫男Ч鸞12]。隨后,該技術(shù)發(fā)展很快,這主要是因?yàn)楝F(xiàn)在擁有了性能更好的示蹤劑和測試結(jié)果解釋技術(shù)。

4.2 測井技術(shù)

測井方法是目前現(xiàn)場進(jìn)行剩余油飽和度測量的主要方法之一,旨在得到較為可靠的剩余油飽和度剖面,但是由于測量半徑小,受射孔因素影響較大。根據(jù)井眼條件,在剩余油飽和度測量中有2種測井方法:

1)裸眼井測井 包括電阻率測井、核磁測井[13]、電磁波傳播測井和介電常數(shù)測井。

2)套管井測井 包括脈沖中子俘獲測井、碳氧比測井和重力測井。

裸眼井電阻率測井和套管井測井中的碳氧比測井是國內(nèi)油田開發(fā)測井系列的主要測井項(xiàng)目。碳氧比測井自從20世紀(jì)70年代首次投入使用以來主要用于確定套管井生產(chǎn)期間流體的飽和度,重新設(shè)計(jì)完井措施和優(yōu)化油藏動(dòng)態(tài)[14]。在國內(nèi),為了克服井筒內(nèi)流體對(duì)測量的影響,提高剩余油飽和度解釋精度,勝利油田在碳氧比測井基礎(chǔ)上首先開展了雙源距碳氧比測井解釋方法的研究,后來大慶、遼河、華北等油田也開展了雙源距碳氧比測井解釋方法的研究,均取得了良好的進(jìn)展。

5 剩余油分布研究發(fā)展方向

5.1 一體化

剩余油的分布不僅受地層非均質(zhì)因素影響,還受到驅(qū)油進(jìn)程的影響,僅憑單一學(xué)科研究剩余油的形成與分布存在很大的局限性,因此必須應(yīng)用多學(xué)科技術(shù),盡可能多收集資料,進(jìn)行仔細(xì)分析和解釋。多學(xué)科綜合一體化 (如勘探開發(fā)一體化、開發(fā)試驗(yàn)一體化等)研究,通常能夠取得比較令人滿意的結(jié)果而在石油勘探開發(fā)中被廣泛應(yīng)用,其主要作法是組建包含多學(xué)科人員的協(xié)作組,以 “高速”傳遞信息,加強(qiáng)各學(xué)科之間的交流,緊密配合,協(xié)同攻關(guān)。遼河油田在近幾年的生產(chǎn)研究中運(yùn)用一體化方法取得了良好效果,對(duì)油田穩(wěn)油控水和持續(xù)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)起到了非常重要的作用。

5.2 精細(xì)化

地質(zhì)建模和數(shù)值模擬一體化研究將成為最有前景的技術(shù)。確定剩余油飽和度的核心是精度,所使用的預(yù)測方法、工程項(xiàng)目及費(fèi)用均與精度直接相關(guān)。從經(jīng)濟(jì)上講,通常高于5個(gè)飽和度單位的誤差對(duì)于三次采油都可能不被接受,而數(shù)值模擬技術(shù)則能夠?qū)崿F(xiàn)全方位動(dòng)態(tài)描述和預(yù)測油藏,提供油藏整體解決方案。

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