高含水期微观剩余油赋存规律——以大港油田小集区块和港西区块为例

为了厘清开发后期高含水储集层内部微观剩余油分布特征,指导大港油田小集区块和港西区块油藏后续剩余油精细挖掘,利用紫外荧光体视显微镜进行观察,经图像处理后,将剩余油划分为弱波及、中波及和强波及3个级别,剩余油赋存状态划分为簇状、孔表薄膜状、狭缝状、角隅状和粒间吸附状5种。在高含水阶段,不同的剩余油赋存状态中,剩余油含量从高到低依次为簇状、孔表薄膜状、角隅状、粒间吸附状和狭缝状;聚/表复合驱后簇状剩余油和孔表薄膜状剩余油较多,后续可采用改善岩石润湿性的方法开采;砾岩剩余油分布较砂岩更加复杂,簇状剩余油和粒间吸附状剩余油较砂岩多,后续应考虑采用控制注入流体流度的方法开采。     

基于荧光薄片的剩余油赋存形态分类方法

随着油藏开发进入高含水阶段,剩余油分布愈加复杂,掌握孔隙内剩余油赋存特征是油田深度开发及提高采收率的基础和保证。荧光薄片法是微观剩余油研究中的基本实验手段,但以往荧光薄片的量化分析多依靠人工经验。通过结合彩色图像分割、分水岭颗粒分割、支持向量机和分类树算法,实现了荧光薄片的剩余油自动分类,从而提高了工作效率。按照荧光颜色,将剩余油划分为弱波及、中波及和强波及3个级别,将剩余油划分为簇状、孔表薄膜状、狭缝状、角隅状和粒间吸附状5种类型,并通过权重赋值的方式,将各种类型微观剩余油的相对比例与含油饱和度之间建立关系。将该分类方法应用于大港油田高含水砂岩油藏取心样品的分析结果表明:簇状剩余油是高含水砂岩油藏的主要类型,不同类型剩余油占比排序规律为簇状>孔表薄膜状>角隅状>粒间吸附状>狭缝状,该方法可以为后续的油田开发方案部署提供一定依据。     

基于荧光薄片的剩余油赋存形态分类方法

随着油藏开发进入高含水阶段，剩余油分布愈加复杂，掌握孔隙内剩余油赋存特征是油田深度开发及提高采收率的基础和保证。荧光薄片法是微观剩余油研究中的基本实验手段，但以往荧光薄片的量化分析多依靠人工经验。通过结合彩色图像分割、分水岭颗粒分割、支持向量机和分类树算法，实现了荧光薄片的剩余油自动分类，从而提高了工作效率。按照荧光颜色，将剩余油划分为弱波及、中波及和强波及3个级别，将剩余油划分为簇状、孔表薄膜状、狭缝状、角隅状和粒间吸附状5种类型，并通过权重赋值的方式，将各种类型微观剩余油的相对比例与含油饱和度之间建立关系。将该分类方法应用于大港油田高含水砂岩油藏取心样品的分析结果表明：簇状剩余油是高含水砂岩油藏的主要类型，不同类型剩余油占比排序规律为簇状 > 孔表薄膜状 > 角隅状 > 粒间吸附状 > 狭缝状，该方法可以为后续的油田开发方案部署提供一定依据。     

基于微流控模型的渤海典型高渗砂岩储层油水赋存规律

为进一步明确高渗砂岩储层水驱过程中微观油水赋存规律,通过扫描储层岩心,建立了渤海高渗砂岩微流控模型;基于形状因子和欧拉数等微观参数,编制计算程序,精细识别并提取膜状、滴状和柱状等5类剩余油的微观表征;针对不同流体物性及开发方式设计实验方案,明确了渤海典型高渗砂岩在不同原油性质及开发制度下微观油水赋存规律及演化特征。结果显示：随着剩余油非连续相增加,水淹范围内的绕流区、滞留区难以再动用,多孔和簇状剩余油成为主要的剩余油赋存形态;高速驱替水驱波及范围更大,但注入水绕流易导致采出端提前见水,波及范围不再显著增加;低黏储层中,高速驱替相较低速驱替波及系数提升0.154;高黏储层中,液流改向调整后水驱末期波及系数提高0.137。对于渤海油田典型储层物性及高含水开发阶段条件下,低黏储层更适合提高驱替速度进行挖潜,高黏储层适合液流改向进一步动用剩余油。研究结果为渤海油田水驱高效开发提供了借鉴。     

海相碎屑岩储层不同尺度微观剩余油分布及赋存状态——以哈得逊油田东河砂岩为例

基于常规物性、扫描电镜、铸体薄片、压汞测试等资料,对哈得逊油田东河砂岩的孔喉结构进行划分,选取各类型孔喉结构的典型岩心,通过微观刻蚀薄片驱替实验及水驱油过程的核磁共振、CT扫描研究微观剩余油不同尺度下的分布特征、赋存状态和动用机理。结果表明：研究区存在小孔细微喉-低渗储层、中孔细喉-中渗储层和大孔中喉-高渗储层。微观剩余油可分为单一孔喉尺度的原始状态型、孔内分散型、表面吸附型和角隅型剩余油,局部孔喉组合尺度的斑块状、多孔状和单孔状剩余油,岩心样品尺度的连片状富集、分散状富集和星点状富集剩余油。剩余油主要赋存于中、小孔喉内,赋存状态上分为离颗粒表面较远的游离态剩余油和颗粒表面的水驱难动用束缚态剩余油。随着孔喉结构的变好,孔内分散型剩余油比例有所增加,斑块状剩余油比例下降,剩余油星点状富集增强,束缚态剩余油逐渐减少。油层注水开发后,中、小孔喉内游离态的原始状态型剩余油比例最大,是后期重点挖潜对象,可以采用注微球封堵大孔喉后续水驱的方式进行开采,其潜力大小与游离态剩余油总量相近。     

中渗油藏相控剩余油分布特征研究及应用

针对中原油田中渗高含水油藏面临的水驱波及不均、不同微相剩余油描述困难、常规剩余油研究方法适应性差等问题,从微观、层内、平面3个方面入手,利用微观可视化室内实验、油藏相控数值模拟等技术手段,对剩余油的赋存状态、分布规律进行了定量描述。研究表明,微观上看,储层的物性决定了剩余油的非均匀分布。针对构型剩余油可采用顶部补孔、换向注水、薄注厚采等措施挖潜;平面剩余油可在相控指导下,通过侧钻、注采结构调整等技术手段进行效益挖潜。     

注水开发油田剩余油分布及提高采收率的水动力学方法

为了认清砂岩油藏注水开发中、高含水期剩余油赋存状态,提高注水开发效果,通过对大庆长垣葡萄花、萨尔图油层检查井取心样品的微观观察,结合微观水驱油实验和剩余油形成机理研究成果,建立了砂岩油藏小孔剩余油物理模型.研究认为注水开发油藏中、高含水期的剩余油主要存在于2种孔道中,即有注入水流动的孔道和没有注入水流动的孔道.有注入水流动的孔道中剩余油是化学驱挖潜的主要对象;没有注入水流动的孔道中的剩余油主要赋存在间小孔和盲孔2种孔隙类型中,这种整体高度分散的剩余油是中、高含水期的水驱砂岩油藏长期挖潜的主要对象.应用油气成藏理论求得最小含油喉道半径为0.71 ～0.11μm,平均为0.2 μm左右.运用小孔剩余油理论重新分析了聚合物驱、微生物驱等油气开采技术,根据建立的小孔剩余油物理和数学模型,提出了新的经济有效的开采水驱剩余油方法.     

王场油田潜三段北断块高含水期微观剩余油分布规律

采用磨片模型实验、蚀刻模型实验、核磁共振分析等先进的模拟技术,真实地、直观地、准确地呈现了北断块储层水驱油的过程和微观剩余油的分布状态,揭示了其水驱油微观渗流特征、微观剩余油富集形态、高含水期剩余油在微观孔隙喉道中的赋存状态与赋存量,为北断块这类中高渗透砂岩储层在高含水期进一步精细水驱,改善水驱开发效果和提高原油采收率提供了可靠的实验依据。     

高含水期水驱特征曲线上翘新认识

传统水驱特征曲线在高含水阶段明显偏离直线关系,曲线普遍存在上翘现象。通过孔隙尺度油水两相流动物理实验,总结了不同水驱阶段剩余油赋存特征,建立了微观剩余油赋存状态的定量表征方法,利用微观数值模拟手段分析了水驱油过程中的油水流动形态及剩余油赋存状态变化规律。结果表明,水驱特征曲线的上翘与剩余油赋存状态的变化存在必然的联系,水驱过程是油相由连续相向非连续相甚至分散相逐渐转化的过程;通过分散比量化油相的分散程度,建立分散比与水驱特征曲线的关系,得出了水驱特征曲线上翘的内在原因。研究结果对中、高渗透油藏水驱开发机理研究具有一定的参考价值和指导意义。     

强天然水驱油藏高含水期剩余油分布规律及挖潜研究

以位于厄瓜多尔奥联特盆地东翼斜坡带上的DORINE—FANNY油田M1油藏为例,从边底水波及情况、井网完善程度以及局部隔夹层的遮挡3个方面对强天然水驱厚层砂岩油藏高含水期剩余油分布规律进行了研究,并从边底水未波及区、井网未完善区以及局部隔夹层遮挡区3类剩余油富集区的动用阐述了厚层砂岩油藏高含水期剩余油挖潜的措施和效果。     

砂岩油田高含水后期变流线精细调整研究

针对双河油田某区块高含水后期局部区域形成优势流场、注水井注水效率低、油井含水率高、剩余油分布零散、开发调整措施效果差的问题,提出以集合法筛选确定高含水后期剩余油分类标准,定量划分一、二类剩余油的分布区域,并提出高含水后期储层变流线精细注采调整的方法,对该区块储层的流线进行调整,使原始流线旋转一定角度,进而挖潜零散分布剩余油。以该区块WH5-917、WH7-117两个典型井组所在储层区域为例,进行变流线精细注采调整,使流线转向原来未波及或部分波及的储层区域。自2014年12月变流线调整后,水驱至2016年9月,2个井组分别累计增油0.47×10~4、0.57×10~4t,油井平均含水率分别下降1.21%、1.14%,调整效果较明显。研究成果对同类油田优势流场治理以及剩余油挖潜具有一定的指导意义。     

基于砂岩岩心模型的微观水驱油渗流规律和剩余油赋存状态实验

为了深入认识真实砂岩岩心微观驱替过程中流体的流动规律和驱替完成后剩余油赋存状态,通过自主研制的一套微观可视化驱替观测装置,研究了3种不同岩心薄片模型的水驱油过程,并利用尼康高倍金相显微镜和拟三维数值图像分析技术,对3种岩心模型微观驱油剩余油赋存状态进行观测和分析。实验结果表明：真实模型驱替实验中油水间无清晰界面;微观模型从入口到出口剩余油分布增多,饱和度增大;驱替完成后,剩余油主要以孤立点珠状、膜状、不规则珠串状、渠道状以及段塞状赋存于岩石孔隙中。以上成果对认识微观驱替过程中流体的流动规律具有重要参考价值。     

中国东部几个主要油田高含水期提高水驱采收率的方向

中国东部大庆、胜利等６个注水开发油区综合含水已达８５．５％,处于高含水期开发阶段,主河道砂体油层绝大部分水淹,但其年产油量、剩余可采储量在全国仍占举足轻重的地位。分析了影响高含水期水驱采收率的３个要素（驱油效率,平面波及系数,厚度波及系数）的现状。预计在高含水期阶段要实现预期目标相当艰巨,６个油区标定的平均采收率为３７．８％,目前实际采出程度为２７％,剩余油分布总体高度分散,但局部相对富集。在水驱开发方式下,钻加密调整井和采用再完井技术是剩余油挖潜的基本措施。目前井网已较密,井网控制不住的边角部位未淹砂层的剩余油（约占可采储量的１５％）相对富集,平面调整主要是在这些位置打些调整井,通过提高平面波及系数挖潜;目前厚度波及系数约为５６．７％,纵向挖潜的目标主要是吸水差、渗透率低的河道间及三角洲前缘薄砂层的剩余油（其可采储量约占总剩余油储量的８０％）,到含水９８％时,厚度波及系数可能达到７０％～７５％。根据剩余油分布的不同规律,提出８项挖潜措施,指出为达到高效调整的目的,可采用定向侧钻井、多底井及侧钻水平井技术,既能有效挖掘剩余油,又可节约钻井费用。参１（郭海莉摘）     

论提高油田采收率的战略研究

提出了提高油田采收率分三步走的研究战略,即：研究米到百米级的“大尺度”未波及剩余油的分布特点及开采方法;研究厘米到分米级的“小尺度”未波及剩余油的分布特点及开采方法;究已波及区剩余油(“微尺度”剩余油)分布特点及提高驱油效率的方法。计算和研究出了“大尺度”未波及剩余油的三大富集区：即注水高粘原油正韵律油层顶部未波及剩余油;边角影响未波及剩余油;由层系内小层物性差异形成的未波及剩余油。研究出了开发未波及剩余油的10项技术。指出,①例钻水平并将在开采“大尺度”未波及剩余油中扮演最重要的角色;②低流度比驱替剂将在开来“小尺度”未波及剩余油中扮演重要角色;③以水气交替注入为基础添加起不同作用化学剂的泡沫系统将在提高已波及区的驱油效率中起重要作用;④热力法开采高含水油藏能提高驱油效率,但一般不能提高波及效率;⑤微生物采油法和振动波采油法在提高采收率中不能起决定性作用;⑤经济分析在评价提高采收率技术中是至关重要的。     

砾岩油藏聚合物驱水流优势通道特征及其对剩余油的影响

针对QD1油藏克下组砾岩油藏含水上升快、产液速度高的问题,运用Rdos软件栅状模拟和Eclipse化学驱模拟刻画聚合物驱不同阶段水流优势通道及其与剩余油分布关系。结果表明:QD1油藏克下组油藏水流优势通道可分为2种类型,在聚合物驱4个阶段中,前缘水驱阶段和回返递减期分别发育6条和17条Ⅰ类通道,集中于水平压裂缝和储层相对高渗带,见效高峰期和聚合物驱稳产期以近东西向的Ⅱ类通道为主;水流优势通道是控制克下组砾岩油藏剩余油分布的重要因素,研究区东部剩余油呈鸟足状、环岛状分布在水流优质通道间,随水驱波及范围扩大,剩余油缩小为团块状、点状,西部剩余油则呈带状、线状分布在断层附近。该研究为QD1油田水流优势通道封堵措施设计、改善砾岩油藏聚合物驱效果提供依据。     

基于剩余油可动潜力控制程度的井网调整研究

为评价并挖潜高含水油藏的剩余油,开展了剩余油可动潜力控制的理论研究。将剩余油可采储量丰度、油相流动系数、流线密度作为剩余油可动潜力控制的评价指标,利用隶属函数将3个参数进行归一化,建立了剩余油可动潜力控制程度的评价体系。分析了高含水期反九点井网的剩余油可动潜力控制程度的分布特征,设计了5种井网调整方式,并利用调整后的剩余油可动潜力控制程度评价井网调整效果。结果表明:所建立的剩余油可动潜力控制程度评价体系能更合理地反映剩余油的分布和流动特征;运用剩余油可动潜力控制程度评价的井网调整效果由好到差为九点法、抽稀大五点法、直线排状加密、直线排状、不调整反九点法、五点法,并通过油藏数值模拟验证了结果的正确性。该研究对高含水油藏剩余油的评价以及井网调整具有重要的指导意义。     

高含水油藏CO_2驱油机理

CO_2驱油能够有效提高原油采收率,但在高含水油藏中,水能够溶解CO_2,并影响CO_2与原油接触,从而影响驱油效果。针对这一问题,开展了CO_2在油、水中的浓度分配实验,通过建立CO_2在油、水中扩散的数学模型,使用核磁共振研究CO_2驱替实验,探索了CO_2在高含水油藏中的溶解扩散机理以及对综合驱油效果的影响。结果表明,在高含水油藏中,CO_2在水中溶解损失的比例不高,同时CO_2能够快速渗透水膜,与被水屏蔽的剩余油接触,波及水驱未波及区域内的剩余油。由于水膜阻隔了原油与CO_2的直接接触,在CO_2驱替过程中会首先驱出水膜,使油、气直接接触,再驱出剩余油。其宏观表现为注气早期含水率较高、采油速度较低,当CO_2突破后,含水率急剧下降,采油速度升高。研究明确了高含水油藏CO_2驱油机理,解释了其见效特征,并为改善高含水油藏CO_2驱油效果提供了参考。     

采用CT技术研究岩心剩余油微观赋存状态

油层孔隙中剩余油的微观赋存状态是指导剩余油挖潜的重要依据。借助CT微观驱替实验系统,获得了水驱不同驱替时刻岩心模型的CT扫描图像,利用图像处理技术实现了岩心模型图像信息向三维数据体的转化。在此基础上提取剩余油的信息,提出了剩余油块数、平均体积、接触面积比、形状因子等指标对孔隙尺度下剩余油的微观赋存量、赋存位置及赋存形态进行定量表征。实验结果表明：随着驱替的进行,岩心模型中剩余油块数增多、平均体积减小,尺寸小于20倍平均孔隙体积的剩余油在数量上占绝对优势,该类剩余油所占的体积比例逐渐增大;剩余油逐渐从岩石表面剥落下来,水驱至残余油时刻水湿岩心中仍有约1/3的剩余油与岩石表面接触;剩余油形态由网络状向其他类型转化,驱替至残余油时刻以网络状和多孔状为主,结构相对复杂的网络状及多孔状剩余油是注水开发后期的主要挖潜对象。     

高含水期剩余油分布数值模拟的平面网格划分

从数值模拟对高含水油田富集剩余油分布的描述出发，研究了平面网格对富集剩余油刻画精度的影响，提出了平面网格的划分原则，即整个数值模拟的模型最大平面网格尺寸不超过所关心最小富集剩余油面积的1／9。在这种网格尺寸下，有可能更好地刻画剩余油分布面积大于所关心最小富集剩余油面积的富集剩余油，量化了高含水期剩余油分布研究中数值模拟所必须到达的平面网格尺寸精细程度。     

RPM剩余油饱和度测井在南海西部油田的应用研究

RPM饱和度测井技术是高含水油田确定剩余油饱和度、增产挖潜、划分水淹级别的主要技术之一。南海西部海域的在生产油田大量进行了RPM剩余油饱和度测井,实际应用表明,其已成为确定剩余油饱和度、监测油层水淹状态和油水动态变化、寻找潜力部位、指示动用与未动用层的主要技术手段,对制定油田调整开发方案、增产挖潜、三次采油有着重要的指导意义。