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1、剩余油分布机理及预测技术剩余油分布机理及预测技术徐守余徐守余石油大学石油大学(华华东东)July 24剩余油分布机理及预测技术在一般情况下，人们仅采出总储量的在一般情况下，人们仅采出总储量的30左右，左右，这意味着还有大约这意味着还有大约23的剩余石油仍然被残留的剩余石油仍然被残留在地下。剩余石油储量对于增加可采储量和提在地下。剩余石油储量对于增加可采储量和提高采收率是一个巨大的潜力，提高采收率无异高采收率是一个巨大的潜力，提高采收率无异于找到新的油田。据估计，只要石油采收率上于找到新的油田。据估计，只要石油采收率上升到升到50，就可使地球上的石油生产至少延续，就可使地球上的石油生产至少延续到
2、到22世纪。如果世界上所有油田的采收率提高世纪。如果世界上所有油田的采收率提高1 1，相当于增加，相当于增加23年的石油消费量。年的石油消费量。因此，因此，从出现石油开采工业以来，提高油田的采收率从出现石油开采工业以来，提高油田的采收率一直是油田开发地质工作者和油藏工程师为之一直是油田开发地质工作者和油藏工程师为之奋斗的头等目标。奋斗的头等目标。剩余油分布机理及预测技术剩余油的基本概念剩余油的基本概念剩余油分布机理及预测技术概念辨析概念辨析目前关于储集层中的油气分布，有这几个名称需注意区别：目前关于储集层中的油气分布，有这几个名称需注意区别：原状油：投入开发前油藏中的油。原状油：投入开发前油藏
3、中的油。残余油：指特定开采过程终了时，油藏中残余下来的油。残余油：指特定开采过程终了时，油藏中残余下来的油。剩余油：一般指投入开发后，在现有的开采工艺条件下，剩余油：一般指投入开发后，在现有的开采工艺条件下，油藏中的可被开采的油，也称剩余可动油。油藏中的可被开采的油，也称剩余可动油。剩余油研究是油田开发研究中的永恒的主题。剩余油研究是油田开发研究中的永恒的主题。剩余油分布机理及预测技术2、剩余油的状态、剩余油的状态油藏内剩余油的状态是多种多样的。对于储层岩油藏内剩余油的状态是多种多样的。对于储层岩石孔隙中剩余油的状态研究，有助于理解其形成石孔隙中剩余油的状态研究，有助于理解其形成与分布的机理。
4、剩余油分布状态主要有：与分布的机理。剩余油分布状态主要有：网状、片状分布网状、片状分布100剩余油分布机理及预测技术剩余油分布机理及预测技术剩余油分布机理及预测技术剩余油分布机理及预测技术剩余油分布机理及预测技术剩余油分布机理及预测技术剩余油分布机理及预测技术剩余油宏观研究剩余油宏观研究剩余油分布机理及预测技术研究重点研究重点剩余油分布规律研究剩余油分布规律研究剩余油分布研究的方法和技术剩余油分布研究的方法和技术剩余油宏观形成机理研究剩余油宏观形成机理研究对剩余油挖潜技术研究对剩余油挖潜技术研究剩余油分布机理及预测技术平面剩余油富集区平面剩余油富集区: : 剩余油饱和度及剩余剩余油饱和度及剩余
5、 储量丰度高值迭合区储量丰度高值迭合区; ; 边滩中的水下浅滩、边滩中的水下浅滩、 凹槽，天然堤；凹槽，天然堤； 双凸型、顶凸底平双凸型、顶凸底平 型、型、顶平底凸、顶底鼻顶平底凸、顶底鼻 状等状等微构造模式；微构造模式； 强非均质井区强非均质井区流动单元流动单元 B, C B, C分布区分布区 Ng4Ng44 4不同沉积相带剩余油饱和度不同沉积相带剩余油饱和度( (统计统计7272口井口井,126,126井段井段) )36.0040.0044.0048.0040.344.347.145.9滩脊滩脊 水下浅滩水下浅滩 凹槽凹槽 天然堤天然堤剩余油分布机理及预测技术中一区中一区Ng4Ng44 4
6、累计水油比分布图累计水油比分布图51515剩余油分布机理及预测技术层间非主力层剩余油饱和度相对较高层间非主力层剩余油饱和度相对较高,但剩余油潜力仍在主力层。但剩余油潜力仍在主力层。0204060 So(%)中12-J411井Ng3-4层间剩余油饱和度对比图 层 位3333435424447.557.052.046.352.3剩余油分布机理及预测技术1).沉积层序上部沉积层序上部;2).多段富集。多段富集。沉积韵律性控制纵向剩余油富集沉积韵律性控制纵向剩余油富集单元间夹层是控制纵向剩余油富集的主要因素单元间夹层是控制纵向剩余油富集的主要因素 剩余油分布机理及预测技术不同含水级别各层的剩余储量不同
7、含水级别各层的剩余储量剩余油分布机理及预测技术在宏观上，剩余油主要分布在注入水未波及到的、或者波在宏观上，剩余油主要分布在注入水未波及到的、或者波及程度比较低的部位，剩余油形成与分布主要受沉积相、及程度比较低的部位，剩余油形成与分布主要受沉积相、构造、储层非均质性以及井网条件的控制。构造、储层非均质性以及井网条件的控制。 一般认为剩余油主要分布在：一般认为剩余油主要分布在：边缘相带，如河床边缘、边缘相带，如河床边缘、堤岸相带、边边角角、低渗透差储层或表外储层；堤岸相带、边边角角、低渗透差储层或表外储层；封闭封闭性断层附近、构造高部位与微构造起伏的高点；性断层附近、构造高部位与微构造起伏的高点；
8、正韵律正韵律厚层的上部厚层的上部;井间分流线、井网控制不住、注采系统不井间分流线、井网控制不住、注采系统不完善的部位。完善的部位。 剩余油分布机理及预测技术研究流程研究流程静态资料静态资料动态资料动态资料动静态精细油藏描述数据库动静态精细油藏描述数据库储储层层逐逐级级细细分分对对比比沉沉积积微微相相储储层层微微型型构构造造断断层层构构造造微微观观储储层层表表征征流流体体性性质质井井间间随随机机模模拟拟不同含水期不同含水期测井多井处理与解释测井多井处理与解释储储层层参参数数油油藏藏参参数数生生产产数数据据测测试试资资料料地地层层格格架架模模型型沉沉积积模模型型构构造造模模型型微微观观结结构构模模
9、型型流流体体模模型型储层非均质储层非均质精细地质概念模型精细地质概念模型不同含水期三维定量地质模型不同含水期三维定量地质模型生产动态模型生产动态模型油藏数值模拟油藏数值模拟剩余油分布规律及控制因素剩余油分布规律及控制因素挖潜措施、方案设计，经济评价挖潜措施、方案设计，经济评价方案实施，生产验证方案实施，生产验证地质随机建模地质随机建模剩余油分布机理及预测技术研究内容研究内容、方法和技术方法和技术（1）建立油藏地质模型，从开发地质学角度预测剩余油）建立油藏地质模型，从开发地质学角度预测剩余油形成与分布形成与分布（2）在地质条件约束下）在地质条件约束下应用测井技术预测剩余油分布应用测井技术预测剩余
10、油分布（3 3）应用油藏数值模拟技术预测剩余油分布）应用油藏数值模拟技术预测剩余油分布（4 4）利用动态资料预测剩余油分布）利用动态资料预测剩余油分布（5）精细、综合、定量地确定剩余油形成与分布）精细、综合、定量地确定剩余油形成与分布（6）剩余油综合评价和预测）剩余油综合评价和预测剩余油分布机理及预测技术单砂体细分对比和地层模型单砂体细分对比和地层模型沉积微相和沉积模型沉积微相和沉积模型断层与油层微型构造断层与油层微型构造微观储层表征和结构模型微观储层表征和结构模型流体性质与流体模型流体性质与流体模型储层非均质性特征储层非均质性特征流体流动单元研究流体流动单元研究剩余油形成机制和分布规律剩余油
11、形成机制和分布规律剩余油分布模式及综合评价剩余油分布模式及综合评价剩余油分布机理及预测技术微型构造模式微型构造模式剩余油分布机理及预测技术水淹层测井响应特征水淹层测井响应特征剩余油分布机理及预测技术微观剩余油研究微观剩余油研究剩余油分布机理及预测技术 是是指指油油藏藏长长期期注注水水开开发发过过程程中中，地地下下储储层层中中的的流流体体（油油、水水和和油油水水混混合合物物）对对储储层层的的骨骨架架（矿矿物物颗颗粒粒、基基质质和和胶胶结结物物）、孔孔喉喉网网络络以以及及流流体体自自身身的的风风化化、剥剥蚀、搬运、沉积等对储层微观的改造和破坏的作用。蚀、搬运、沉积等对储层微观的改造和破坏的作用。油
12、藏开发流体动力地质作用油藏开发流体动力地质作用剩余油分布机理及预测技术动力动力油藏长期注水开油藏长期注水开发过程中的流体发过程中的流体油藏开发流体油藏开发流体动力地质作用动力地质作用产生的产生的地质环境地质环境 孔喉网络和孔喉孔喉网络和孔喉骨架的微观领域骨架的微观领域油藏开发流体油藏开发流体动力地质作用动力地质作用剩余油分布机理及预测技术油藏开发油藏开发流体风化流体风化作用作用油藏开发油藏开发流体剥蚀流体剥蚀作用作用油藏开发油藏开发流体搬运流体搬运作用作用油藏开发油藏开发流体沉积流体沉积作用作用 物理风化物理风化作用作用化学风化化学风化作用作用机械剥蚀机械剥蚀作用作用化学剥蚀化学剥蚀作用作用机
13、械搬运机械搬运作用作用化学搬运化学搬运作用作用机械沉积机械沉积作用作用化学沉积化学沉积作用作用剩余油分布机理及预测技术2-2-1782-2-178井井1 12 2层层2 2单元（综合含水单元（综合含水40%40%）2-1-J18032-1-J1803井井1 12 2层层2 2单元（综合含水单元（综合含水95%95%）注入水的温度与油层的温度差别比较大，岩石矿物为热的不良导体，长注入水的温度与油层的温度差别比较大，岩石矿物为热的不良导体，长期剧烈的温差使孔喉表面和内部骨架的收缩及膨胀发生不协调，使地下期剧烈的温差使孔喉表面和内部骨架的收缩及膨胀发生不协调，使地下储层孔喉网络中的胶结物及骨架矿物在
14、原地产生机械破碎。储层孔喉网络中的胶结物及骨架矿物在原地产生机械破碎。(1)(1)、物理风化作用、物理风化作用剩余油分布机理及预测技术氧离子与储层中的基质和胶结物发生作用氧离子与储层中的基质和胶结物发生作用，导致基质和胶结导致基质和胶结物被溶蚀物被溶蚀，使粘土的总含量减少使粘土的总含量减少。(2)(2)、化学风化作用、化学风化作用剩余油分布机理及预测技术流体在地下储层中渗流，流速相对慢，流量也分散，冲击力较小，流体在地下储层中渗流，流速相对慢，流量也分散，冲击力较小，故油藏流体对储层机械剥蚀作用相对较弱，但机械剥蚀作用一般故油藏流体对储层机械剥蚀作用相对较弱，但机械剥蚀作用一般与流体物理风化作
15、用相互伴生。与流体物理风化作用相互伴生。2-1-J16622-1-J1662井井8 83 3层层2 2单元单元2-1-J18032-1-J1803井井8 83 3层层2 2单元单元(3)(3)、机械剥蚀作用、机械剥蚀作用剩余油分布机理及预测技术注入水中的氧离子能对任何储层的孔喉骨架和孔喉网络进行不同注入水中的氧离子能对任何储层的孔喉骨架和孔喉网络进行不同程度的溶蚀，这种化学剥蚀作用使喉道增大，渗透率增加。程度的溶蚀，这种化学剥蚀作用使喉道增大，渗透率增加。油藏开发流体剥蚀作用（溶蚀孔隙的毛管压力曲线）油藏开发流体剥蚀作用（溶蚀孔隙的毛管压力曲线） (4)(4)、化学剥蚀作用、化学剥蚀作用剩余油
16、分布机理及预测技术(5)(5)、机械搬运作用、机械搬运作用储层中微细的长石、粘土、地层微粒等物理风化剥蚀产物以推储层中微细的长石、粘土、地层微粒等物理风化剥蚀产物以推移、跃移和悬移三种形式向前搬运。移、跃移和悬移三种形式向前搬运。 剩余油分布机理及预测技术(6)(6)、化学搬运作用、化学搬运作用 化学风化剥蚀的产物一般呈胶体溶液化学风化剥蚀的产物一般呈胶体溶液或真溶液形式存在，一方面可以随采出的或真溶液形式存在，一方面可以随采出的油水搬运到地表，另一方面也可以搬运到油水搬运到地表，另一方面也可以搬运到一定地方沉积下来，从而改造和破坏储层一定地方沉积下来，从而改造和破坏储层的骨架或孔喉网络，这种
17、作用称为的骨架或孔喉网络，这种作用称为流体化流体化学搬运作用。学搬运作用。剩余油分布机理及预测技术卡堵式沉积卡堵式沉积 充填式沉积充填式沉积流体所携带的长石、粘土、地层微粒等碎屑物质因流体流体所携带的长石、粘土、地层微粒等碎屑物质因流体流速改变而发生堆积的过程称为流体机械沉积作用。流速改变而发生堆积的过程称为流体机械沉积作用。(7)(7)、机械沉积作用、机械沉积作用剩余油分布机理及预测技术(8)(8)、化学沉积作用：、化学沉积作用： 以胶体溶液和真溶液形式存在的开发流体，以胶体溶液和真溶液形式存在的开发流体，在搬运过程中，当物理和化学环境发生变化时产在搬运过程中，当物理和化学环境发生变化时产生
18、沉淀，这种沉积过程称为流体化学沉积作用。生沉淀，这种沉积过程称为流体化学沉积作用。石英次生加大呈齿牙状石英次生加大呈齿牙状石英加大不规则集合体石英加大不规则集合体剩余油分布机理及预测技术孔喉大小对微观剩余油的控制孔喉大小对微观剩余油的控制孔喉均质程度对微观剩余油的控制孔喉均质程度对微观剩余油的控制孔喉形态对微观剩余油的控制孔喉形态对微观剩余油的控制岩石表面润湿性对微观剩余油的控制岩石表面润湿性对微观剩余油的控制孔喉连通程度对微观剩余油的控制孔喉连通程度对微观剩余油的控制 剩余油分布机理及预测技术微构造起伏与未被水洗剩余油的可能分布状态微构造起伏与未被水洗剩余油的可能分布状态上倾和下倾驱油时，油
19、相运移动力的示意图上倾和下倾驱油时，油相运移动力的示意图剩余油分布机理及预测技术（A ）油滴；）油滴；a在并联孔道中；在并联孔道中；b在在H形孔隙中；形孔隙中；c在死孔喉中；在死孔喉中；d在由于胶结物被封隔的孔隙中在由于胶结物被封隔的孔隙中（Dawe等等,1978）；（）；（B）索状；（）索状；（C）蔟状蔟状剩余油分布机理及预测技术剩余油微观形成机理剩余油微观形成机理 （A）毛毛细细管管力力作作为为驱驱动动力力；本本区区注注水水驱驱油油实实际是主要克服粘滞力和重力影响。际是主要克服粘滞力和重力影响。 单单孔孔道道模模型型。对对于于单单根根圆圆柱柱形形毛毛细细管管模模型型，油或水单相渗流速度服从
20、泊稷叶公式，即油或水单相渗流速度服从泊稷叶公式，即剩余油分布机理及预测技术单根毛细管的变断面油滴阻力示意图单根毛细管的变断面油滴阻力示意图剩余油分布机理及预测技术 双双孔孔道道模模型型。储储层层孔孔隙隙体体系系很很复复杂杂，无无法法用用一一个个简简单单的的模模型型表表述述，但但可可定定性性地地用用一一对对不不等等径径的的并并联联孔孔道道即双孔道模型来阐明驱替动态。即双孔道模型来阐明驱替动态。双孔道模型剩余油形成作用力分析示意图（据双孔道模型剩余油形成作用力分析示意图（据Dawe等，等，1978）剩余油分布机理及预测技术剩余油分布模式剩余油分布模式剩余油分布机理及预测技术剩余油分布模式剩余油分布
21、模式剩余油分布机理及预测技术剩余油分布模式剩余油分布模式a a、油呈网状、斑块状、油呈网状、斑块状网络状网络状 剩余油分布机理及预测技术b b、斑块状、斑块状2斑块状斑块状 剩余油分布机理及预测技术c c、油呈孤滴状、孤粒状、油呈孤滴状、孤粒状3孤粒、孤滴状孤粒、孤滴状 剩余油分布机理及预测技术d d、油包水、水包油、油包水、水包油4油包水、水包油油包水、水包油 剩余油分布机理及预测技术 剩余油综合研究中应当特别注意的三个要点：剩余油综合研究中应当特别注意的三个要点： 一、要全面考虑各种因素的影响；一、要全面考虑各种因素的影响； 二、要深入了解油田开发史；二、要深入了解油田开发史； 三、要掌握
22、获取基础资料的时间。三、要掌握获取基础资料的时间。剩余油分布机理及预测技术研究进展和发展趋势 （1）精细油藏描述 要搞清水淹油藏内部复杂而又分散的剩余油分布要搞清水淹油藏内部复杂而又分散的剩余油分布特征，油藏描述必须向精细化和定量化方向发展，特征，油藏描述必须向精细化和定量化方向发展，建立能够反映地下客观情况的、精细刻划油藏非均建立能够反映地下客观情况的、精细刻划油藏非均质特征的三维定量地质模型。一方面通过油藏地质质特征的三维定量地质模型。一方面通过油藏地质的层次化研究，达到精细化的目的；另一方面利用的层次化研究，达到精细化的目的；另一方面利用密井网资料和井间信息，将沉积学最新研究成果和密井网
23、资料和井间信息，将沉积学最新研究成果和地质统计学相结合，建立预测剩余油分布的精细地地质统计学相结合，建立预测剩余油分布的精细地质模型。质模型。 剩余油分布机理及预测技术 （2）多学科综合 水淹后油藏油水关系十分复杂，剩余油分布研究水淹后油藏油水关系十分复杂，剩余油分布研究难度很大，仅凭单一学科预测剩余油分布存在很大难度很大，仅凭单一学科预测剩余油分布存在很大局限性，只有应用多学科理论、方法和技术才有可局限性，只有应用多学科理论、方法和技术才有可能准确地预测剩余油分布。多学科综合研究要求最能准确地预测剩余油分布。多学科综合研究要求最大限度地采用综合信息，地质、地球物理、油藏工大限度地采用综合信息
24、，地质、地球物理、油藏工程等多不同专业的专家共享一个数据库，以单一的程等多不同专业的专家共享一个数据库，以单一的统一的地质模型为媒介，以预测剩余油分布为目的，统一的地质模型为媒介，以预测剩余油分布为目的，紧密配合，协同攻关。要求每一学科从不同侧面为紧密配合，协同攻关。要求每一学科从不同侧面为预测剩余油分布提供依据，且允许各学科从自身角预测剩余油分布提供依据，且允许各学科从自身角度出发来评价本学科和其它学科对剩余油分布进行度出发来评价本学科和其它学科对剩余油分布进行预测的结果是否一致。预测的结果是否一致。剩余油分布机理及预测技术（3）地质条件约束）地质条件约束 通过油藏地质精细研究，可以揭示剩余
25、油分布通过油藏地质精细研究，可以揭示剩余油分布规律及控制因素，它为利用其它技术预测剩余油规律及控制因素，它为利用其它技术预测剩余油分布提供了条件。预测剩余油分布的测井、井间分布提供了条件。预测剩余油分布的测井、井间预测、油藏数值模拟技术均要求给定一个地质模预测、油藏数值模拟技术均要求给定一个地质模型和地质约束条件，要求在选取各种参数（如剩型和地质约束条件，要求在选取各种参数（如剩余油饱和度公式中的余油饱和度公式中的a、b、m、n值，相对渗透率值，相对渗透率等油藏参数）必须有地质上的科学依据。等油藏参数）必须有地质上的科学依据。剩余油分布机理及预测技术（4）动静态结合）动静态结合 国内过去开展的
26、油藏描述侧重于静态描述，利国内过去开展的油藏描述侧重于静态描述，利用原状地层参数，建立概念模型和静态模型。开用原状地层参数，建立概念模型和静态模型。开发后期剩余油分布研究则必须开展动静态相结合发后期剩余油分布研究则必须开展动静态相结合的精细油藏描述，充分利用动静态资料，考虑储的精细油藏描述，充分利用动静态资料，考虑储层及流体参数在注水开发过程中的动态变化（胡层及流体参数在注水开发过程中的动态变化（胡杰，杰，1994）。大庆、胜利等油田每年都要打一些）。大庆、胜利等油田每年都要打一些检查井，为搞清油藏中的这些变化提供了依据。检查井，为搞清油藏中的这些变化提供了依据。动静态相结合的油藏描述要求地质
27、模型和数值模动静态相结合的油藏描述要求地质模型和数值模拟一体化研究，动静结合揭示剩余油分布。在油拟一体化研究，动静结合揭示剩余油分布。在油层描述和油井动态分析基础上，研究宏观剩余油层描述和油井动态分析基础上，研究宏观剩余油分布（于洪文，分布（于洪文，1993）。）。剩余油分布机理及预测技术 （5）预测精度）预测精度 确定剩余油饱和度的核心是精度，所使用方确定剩余油饱和度的核心是精度，所使用方法、工程项目及费用均和精度直接有关。通常法、工程项目及费用均和精度直接有关。通常高于高于5个饱和度单位的误差对三次采油在经济上个饱和度单位的误差对三次采油在经济上都可能不被接受，因此，要求各项参数要尽可都可
28、能不被接受，因此，要求各项参数要尽可能精确地确定，例如孔隙度就有重要的影响，能精确地确定，例如孔隙度就有重要的影响，一个孔隙度单位的误差可能导致几个饱和度单一个孔隙度单位的误差可能导致几个饱和度单位的变化。根据确定剩余油饱和度的随机误差位的变化。根据确定剩余油饱和度的随机误差和系统误差，通常优先选用压力取心、脉冲中和系统误差，通常优先选用压力取心、脉冲中子测井和单井示踪剂测试、核磁测井、子测井和单井示踪剂测试、核磁测井、“测测注测注测”等单项技术虽然精度较高，但进一步等单项技术虽然精度较高，但进一步全面提高精度必须依靠油藏精细油藏、多学科全面提高精度必须依靠油藏精细油藏、多学科综合、地质条件约
29、束、动静态结合等先进的预综合、地质条件约束、动静态结合等先进的预测理论、方法和技术。测理论、方法和技术。剩余油分布机理及预测技术（6）剩余油形成条件、分布规律及控制因素研究）剩余油形成条件、分布规律及控制因素研究 国内外比较重视剩余油监测和挖潜技术的发展，国内外比较重视剩余油监测和挖潜技术的发展，相形之下在对剩余油的形成与分布的认识上还不相形之下在对剩余油的形成与分布的认识上还不够深入。特别对开发后期特高含水阶段剩余油的够深入。特别对开发后期特高含水阶段剩余油的分布及演化规律缺乏足够深刻认识。应该综合应分布及演化规律缺乏足够深刻认识。应该综合应用地质、地球物理、岩石物理、油层物理学、流用地质、地球物理、岩石物理、油层物理学、流体渗流力学和油藏工程等多学科知识阐明剩余油体渗流力学和油藏工程等多学科知识阐明剩余油的形成条件、分布规律和控制因素。的形成条件、分布规律和控制因素。 剩余油分布机理及预测技术
