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1、第六章 剩余油研究,在油田开发过程中，地下油层中剩余储量的状况及分布，是油田开发人员自始至终所关心的问题。它也是油田开发研究所追寻的目标和重大开发决策的基础。只有弄清油藏剩余油气状况及分布，才能准确掌握油藏开采状况与采取正确合理的技术措施，去获取油田开发的理想效果。由此可见，剩余油分布研究在油田开发中具有十分重要的意义。,6-1剩余油概念及检测方法,由于剩余油问题的复杂性，剩余油检测认识的困难性和剩余油研究方法的多样性，导致在剩余油研究领域存在一些含混模糊的概念，比如“剩余油”、“残余油”、“剩留油”等等。在考查研究剩余油问题之先，有必要对涉及剩余油的有关概念进行区别界定。,一、基本概念,剩余
2、油一词，就其中文含义来说，是十分明确的：剩余油就是已投入开发的油层、油藏或油田中尚未采出的石油。但在油田开发界，对剩余油的定义确有不同意见。为了全面深入地理解这一问题，将对有关的基本概念集中阐述如下。 1地质储量 所谓地质储量，是指油藏或油层在原始条件下(未开采前)所拥有的工业油气数量。,基本概念,由于地下油层与油层中的孔隙以及其中的油气，其状况与分布均极复杂，其准确数量很难弄清，因此，所说的油气地质储量，只是人们在一定勘探开发阶段上(一定的资料丰度上)对油藏及其油气数量的认识水平。随着油田开发过程的逐步深入，这种认识水平将逐渐接近地下油藏的客观实际。,基本概念,2可采储量 所谓可采储量，是指
3、在现代经济技术条件下可以开采出的油气数量。在油藏开发尚未结束之前，可采储量都是通过各种方法预测估计的，多数情况下是在编制开发方案、调整方案或在做储量研究报告时所预测估计的。它与油藏开采结束时的累积采油量(或称实际最终采油量)是两个概念，并且在数值上常常有很大差距。,基本概念,可采储量的计算公式如下： 公式中： -油气可采储量；-油气地质储量；-油气采收率。 由上式可知，可采储量是由地质储量与预测的采收率二者的乘积计算得出的。由于采收率的预测具有更大的不确定性，因此，可采储量与地质储量相比具有更大的误差。,基本概念,3、束缚油 束缚油的概念不常使用，但它的含义是明确的，是指紧密附着在岩石颗粒表面
4、上和狭小的孔隙裂缝中的常规不可流动不可采出的石油。束缚油与束缚水可能有相似的物理状态，但二者怎样共存于岩石孔隙中，这方面的研究揭示似乎不够。可能主要以吸附的形式附着在亲油岩石的颗粒表面而呈常规不能流动状态。,基本概念,4残余油现行残余油概念有两种含义。其一，指室内岩心水驱油试验时，尽注水之所能(长时间高孔隙体积倍数水洗)而未能驱出的石油；其二，指油田开发结束时残留地下的石油。由于岩心比之实际油层小得太多，也由于实际油藏不可能以十倍、数十倍于油藏孔隙体积的注水量进行水洗，因此；实际油藏开采结束时，无论在平面上或是在剖面上，都存在一定数量未水洗及水洗不充分的油层。所以，后一残余油概念的数量或比率，
5、将大大高于前一残余油概念所包括的数量。,基本概念,实际上，前一残余油概念比较接近束缚油之含义，但它又不等于束缚油，因为室内水驱油结束时，岩心中尚有少许可动油，可以通过改变岩心水洗方向来驱出。显然，后一残余油概念与前一残余油概念相去甚远。遗憾的是，在油田开发界，这两种残余油概念都在随意使用，甚少有人进行严格区别。,基本概念,5剩余油在油田开发界，有学者将剩余油定义为“残留在地下的可采储量，在数值上等于可采储量与累积采油量之差”。这一定义显然不当。我们认为，剩余油研究的目的，在于搞清剩余资源的数量及分布，以便尽技术经济之所能予以最大限度地采出，以获取尽可能高的油气采收率。因此，剩余油应该取其本义，
6、定义为：,基本概念,已开发油藏(或油层)中尚未采出的油气。它既包括此前认为的剩余可采储量，也包括此前认为的不可采出的油气储量(这部分储量中的相当部分将成为提高采收率阶段剩余油研究的主要目标)。事实上，在我国油田开发界，大多数同志长时期以来都在采用剩余油的这一定义。,基本概念,6“剩留油”与残余油、剩余油一些教材的编者主张：“注水后地下的残余油应该包括两部分剩留油与残余油，所谓剩留油(或称剩余油)是指由于波及系数低，注入水尚未波及的区域内所剩下的原油，而残余油是指注入水在波及区内或孔道内已扫过区域仍然残留、未能被驱走的原油”。显然，他们所说的“剩留油”应是剩余油的一种存在形式(一般多称为“死油区
7、”)；他们所说的“残余油”应属广义的残余油范围，并非室内水驱油结束时的残余油，仍然应该归入剩余油范畴。鉴于“剩留油”一词在油田开发界很少使用；而剩余油一词已广为使用，为免混乱，我们认为以搁置“剩留油”一词为好。,二、剩余油检测研究方法,目前，剩余油分布的检测研究方法已有多种。主要的检测方法有：微观模型实验法、生产测井分析法、水淹层测井解释法、剩余油测井法、检查井密闭取心检测法、数值模拟法、生产动态分析法等。上述方法各有特点，又都有其局限性，如何结合具体油藏综合应用各种方法来确定剩余油的准确分布，是剩余油研究的核心与关键。我们将以上方法逐一介绍如下。,剩余油检测研究方法,1、微观模型实验法； 该
8、方法根据目的层典型铸体薄片资料，将孔喉系统复制刻蚀在玻璃表面，以再现地层孔喉网络情况，然后进行水驱油的实验，并在显微镜下观察或录像。实验中油与水均进行适当着色以增强观察效果。该方法可直观、形象地看到水洗油过程和剩余油的微观分布情况。近些年来，我国在微观孔隙模型两相驱替实验方面进展很快，主要表现在实验模型的不断更新：最早是网状模型、手工随机刻蚀模型，后来发展到光刻模型、光刻复制模型，目前发展到采用实际岩心制作孔隙模型。,剩余油检测研究方法,2生产测井分析法 主要采用注水井吸水剖面测试资料与采油井出液剖面测试资料，判定油层剖面动用状况及剩余油分布情况。在油层射开的有效厚度层段中，主要的吸水层段与主
9、要的出油层段应当是储量动用好、剩余油最少的层段；多次测试不吸水、不出液的层段，应当是动用最差、剩余油最多的层段；其余层段介于二者之间。国内油田生产测井资料一般较多，选取其中有历年多次测试资料的井，结合油藏静态资料进行分析研究，常能较好地判定剖面上主要的剩余油层(又称潜力层)所在。,剩余油检测研究方法,(1)注水井吸水剖面测井吸水剖面也常称注水剖面、注入剖面、吸入剖面。吸水剖面是指注水井在一定的注入压力和注水量的条件下，各射开油层井段吸水量的剖面分布情况。吸水剖面反映油层剖面的吸水能力变化和吸水层位或吸水厚度的分布。,剩余油检测研究方法,吸水剖面测试一般采用放射性同位素进行示踪测井。在加入同位素
10、前先测注水井目的层段同位素基线，然后在注入水中加入放射性同位素的活化液注入地层中，再测加入同位素后的滤积曲线。将前后两条同位素曲线进行对比，在加人同位素后所测曲线上增加的同位素异常值井段，就反映其对应层段的吸水能力大小和数量(图6-1-1)。,图6-1-1 放射性同位素示踪剂注水剖面测井图,剩余油检测研究方法,在注水开发油田中，注水井的吸水剖面决定着采油井的出液剖面，即有什么样的吸水剖面就有什么样的产出剖面，不吸水厚度对应不出油厚度。因此，可以根据注水井的吸水剖面资料，了解油层剖面吸水情况，监测油层水驱动态，分析油层剖面动用情况和剩余油分布。一般将注水井的吸水剖面资料与采油井同期所测的出液剖面
11、资料进行对比分析，可以更好地判断油层剖面水洗动用情况和剩余油的剖面分布特征。,剩余油检测研究方法,(2)油井出液剖面测井 出液剖面也称为产液剖面、产油剖面、产出剖面或出油剖面。在采油井正常生产的条件下，测量各生产层段沿井深纵向分布的产出量、含水率、流体密度等参数以判断油层剖面产出液性质和数量的测井，称为出液剖面或产出剖面测井(图6-1-2)。,图6-1-2 不同时期测试出油剖面,剩余油检测研究方法,由于产出物可能是油、气、水单相流，也可能是油水、油气、气水两相流，或油气水三相流，因此，在测量分层产出量的同时，根据产出的性质，还需测量含水率或合气率以及井内温度、压力和流体密度等参数。对于油水两相
12、流的生产井，测出体积流量和含水率两个参数，即可确定产出剖面的产油量和产水量；如果是油气水三相流，利用密度曲线就可大体确定产出液性质(气、油或是油水混合液)。对单井或井组进行定期监测，对比分析所测资料，就能了解和掌握油层剖面各层段的储量动用情况和水洗程度，以及剩余油的剖面分布情况。,剩余油检测研究方法,油井出液剖面测井一般采用测定流量、含水率(由于井筒中存在油水的重力分异，同深度的井筒含水与地层含水可能有差异，现在较多地称井筒中测定的含水率为持水率，以与油水同流共渗的含水率相区别)、密度等三参数或者加上温度、压力等五参数的方法。检测这些参数的仪器都组装在一支测井仪器上，一次就能取得所需资料。,剩
13、余油检测研究方法,3水淹层测井解释法 该方法利用在已注水开发多年的老油田中新钻的调整井、更新井、检查井等各类新钻井的完井电测曲线，与原来老井的完井电测曲线进行对比，如果某层段水洗较强，则其含水饱和度与含油饱和度都将发生相应变化，其电阻率、自然电位、声波时差等曲线也将较老井出现明显偏移。由于在新钻井距一般200m左右的距离之内，其岩性变化一般不大，上述出现测井曲线偏移的井段可以解释为主要水洗水淹层段。,剩余油检测研究方法,在有较多新钻井的完井电测资料时，上述解释具有更高的可靠性。由于此方法在判定剖面剩余油分布的同时，还可根据井网井距及井点的平面位置推测剩余油的平面分布，并且可以用分层试油手段检验
14、和改进剩余油解释的准确性，因而具有更大的实用性。许多老油田近些年钻新井较多，资料较丰富，因此，这一方法在许多油田受到重视并得到较为广泛的应用。,剩余油检测研究方法,水淹层测井的物理基础是基于这样一种事实，即由于长期注入淡水，将导致油藏储层的岩性、物性、电性、水性和含油性都发生变化，因而在测井曲线上必然出现独特的响应。这种测井响应一般表现为： 长期注水将会引起吸水层的含水饱和度逐渐增加，这将使水淹层的导电性增强，使电阻率降低。因此，将新井与其附近原来的老井的电阻率曲线进行对比，其产层井段中电阻率明显下降的层段，可以解释为水洗水淹层；而变化不大的层段，可以解释为未水洗层或潜力层，此即层间为剩余油所
15、在。,剩余油检测研究方法,由于长期注地表淡水使地层水矿化度下降，其水淹层段的自然电位幅度值将出现下降，这将引起自然电位曲线基线的偏移。因此，比较新井和附近老井的自然电位曲线，其幅度下降显著的井段就可解释为水淹层。 由于长期注水冲刷，会使油层的孔隙和喉道半径出现一定程度的增加，使岩石破碎程度增加，这会使声波测井曲线出现时差增大。因此，比较新、老井的声波测井曲线，其幅度明显增加的井段可以解释为水淹层段。,剩余油检测研究方法,上述测井曲线的变化特征，为水淹层解释和剩余油饱和度测算提供了可靠的依据和基础。此项技术在油田有广泛的应用(图6-1-3)。,图6-1-3 井油层水淹状况和动态变化测井成果图,剩
16、余油检测研究方法,4剩余油测井法 直接检测剩余油的测井方法近年发展较快，主要有：碳氧比能谱测井、相位介电测井、回流示踪剂测井和中子测-注-测技术等。以上测井以检测油层剩余油为目的，可以定量求出剩余油在井筒剖面上的分布(图6-1-4)。这些测井方法，在地球物理测井课程中应有详细介绍。,图6-1-4 井中子寿命“测-注-测”实验曲线,剩余油检测研究方法,5检查井密闭取心检测法 这是提取油层剩余油饱和度最权威最直接的方法。在老油田开发井网中选取有代表性的部位钻检查井，在目的层部位进行密闭取心并速送室内分析化验，以取得其含油饱和度数据。此即地下油层真实的剩余油饱和度资料，据此可以判定油层剖面剩余油的准确分布情况。再结合检查井的平面位置与注采井网的平面分布，还可推断剩余油的平面分布情况，并可用分段试油予以检验证实，因而具有相当的权威性。此方法也有其局限性：局限之一是一孔之见，平面代表性不强，以至油田很难依据1、2口检查井资料概括平面广大区域的剩余油分布情况。局限之二是钻井取心费用高、时间长，资料成本太高。此外，油层岩石强水洗后破碎厉害，常使岩心收获率降低，也会影响其应用。,
