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

國(guó)內(nèi)大多數(shù)油田經(jīng)過(guò)幾十年的開(kāi)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(guò)80%,原油產(chǎn)量呈明顯的遞減趨勢(shì),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(zhuān)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(lèi)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(kāi)采歷史進(jìn)行選擇。

1 地質(zhì)地震方法

1.1 開(kāi)發(fā)地質(zhì)學(xué)方法

開(kāi)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(guó)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(wú)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(cè)和確定剩余油分布等問(wèn)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(wèn)題過(guò)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(cè)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(kāi)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(kāi)采期間使用地震監(jiān)測(cè)方法可以進(jìn)行多次高精度重復(fù)測(cè)量,且保持處理過(guò)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(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)、預(yù)測(cè)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(guó)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(guò)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(lái)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(cè)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(wú)法對(duì)應(yīng),因此,國(guó)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(guò)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(lái)研究水驅(qū)油的微觀驅(qū)油機(jī)理,實(shí)驗(yàn)過(guò)程的圖像既可以通過(guò)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(guò)程進(jìn)行全程錄像然后進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。通過(guò)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(kāi)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)井技術(shù)測(cè)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(guó)的Cooke首次提出用井間示蹤劑試驗(yàn)測(cè)定井間殘余油飽和度的方法[11]。1990年該技術(shù)首次在美國(guó)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(cè)試結(jié)果解釋技術(shù)。

4.2 測(cè)井技術(shù)

測(cè)井方法是目前現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行剩余油飽和度測(cè)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(cè)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(cè)量中有2種測(cè)井方法:

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

2)套管井測(cè)井 包括脈沖中子俘獲測(cè)井、碳氧比測(cè)井和重力測(cè)井。

裸眼井電阻率測(cè)井和套管井測(cè)井中的碳氧比測(cè)井是國(guó)內(nèi)油田開(kāi)發(fā)測(cè)井系列的主要測(cè)井項(xiàng)目。碳氧比測(cè)井自從20世紀(jì)70年代首次投入使用以來(lái)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(guó)內(nèi),為了克服井筒內(nèi)流體對(duì)測(cè)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(cè)井基礎(chǔ)上首先開(kāi)展了雙源距碳氧比測(cè)井解釋方法的研究,后來(lái)大慶、遼河、華北等油田也開(kāi)展了雙源距碳氧比測(cè)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(kāi)發(fā)一體化、開(kāi)發(fā)試驗(yàn)一體化等)研究,通常能夠取得比較令人滿(mǎn)意的結(jié)果而在石油勘探開(kāi)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(cè)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(cè)油藏,提供油藏整體解決方案。

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