文献综述
研究背景
我国是世界上注水开发油田比例最高的国家,大多数油田都已经进入开发中后期高含水采油阶段,东部油田更为甚之,而且我国油田地质情况复杂,原油性质差异大,储层非均质性严重,注水开发以后地下仍然有60%～70%的油未采出,成为剩余油。目前,勘探程度高,新增储量少,且新增储量中低渗透和稠油储量所占比例大,同时,随着国民经济的发展,对石油和天然气的需求逐年增大,供求矛盾日益突出。因此,加强剩余油分布研究,对提高采收率具有重要的现实意义。我国东部注水开发的许多主力油田已进入中、高含水期。一方面新增储量日益困难, 勘探程度高,新发现油田规模总体呈变小趋势, 而且新增探明储量中的低渗透与稠油储量所占比例逐年加大, 储量品质变差, 新增及剩余储量可动用性较差; 另一方面, 我国注水开发油田“三高二低”的开发矛盾突出, 即综合含水率高、采出程度高、采油速度高、储采比低、采收率低, 还有大量石油不能采出。这种开采程度高采收率低的严峻局面对石油开发领域的研究提出了更高要求。我国油田地质情况复杂, 原油性质差异大, 水驱油过程不均匀, 到了勘探开发的后期, 尤其是在那些勘探程度较高的老油田, 经过一次、二次采油后, 仅能采出地下总储量的30% 左右, 这意味着有60%～ 70% 的剩余石油仍然残留在地下成为剩余油, 这些残留在地下的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。估计, 如果世界上所有油田的采收率提高1% , 就相当于增加全世界2 至3 年的石油消费量。因此, 加强剩余油分布规律研究、提高石油采收率一直是油田开发地质工作者和油藏工程师研究的主题。我国油田多为陆相沉积多油层储层, 层间、层内和平面上渗透率变化大, 而我国近90% 油田均采用注水开发方式,由于非均质性严重, 各层吸水量差异大, 注入水往往沿高渗透带推进, 使纵向上和平面上水推进不均匀, 造成水驱波及体积小, 注入水过早向油井突进,油水分布犬牙交错, 剩余油分布既零散又有相对富集部位。因此, 在开发后期我们的主要任务就是要以剩余油饱和度为主要内容, 进行精细化、定量化、动态化和预测化的油藏描述。同时, 要把工作重点逐渐转向井间和整个油藏的剩余油分布研究上。
目前存在的问题及国内外研究现状
我国油田多为陆相沉积多油层储层，层间、层内和平面上渗透率变化大，而我国近90%油田均采用注水开发方式，由于非均质性严重，各层吸水量差异大，注入水往往沿高渗透带推进，使纵向上和平面上水推进不均匀，造成水驱波及体积小，注入水过早向油井突进，油水分布犬牙交错，剩余油分布既零散又有相对富集部位。因此，在开发后期我们的主要任务就是要以剩余油饱和度为主要内容，在油藏剩余油描述向精细化、定量化、动态化以及预测化方面加强研究。 （1）国外研究现状：
剩余油分布研究已经有较长的历史,相关的研究成果在20世纪70年代就陆续发表于各种文献和报道。美国于1975年成立了剩余油饱和度委员会。70年代中后期,前苏联在杜玛兹油田专门打了24口评价井来研究水淹后期剩余油的分布情况。M.M.Chang于1988年从宏观上将剩余油饱和度度量分为单井、井间和物质平衡法3种。Schlumberger、Shell公司近年推出的测井数据处理软件、地层评价软件和地层测试数据处理软件,为剩余油预测提供了新的思路和技术在聚合物驱剩余油研究方面,国外除了应用水驱常规方法外,还主要采用了现代物理模拟、井间电磁测量、井地电位测量、体积CT、数值模拟等方法。 (2)国内研究现状：
从20世纪80年代开始,研究剩余油分布、提高采收率问题已经引起世界各国石油生产者和研究人员的普遍关注。我国在“六五”期间开始剩余油的研究工作,相继开展了油藏、油田、区块、单井等不同地质规模的剩余油空间位置、形态、数量等方面的研究工作。主要采用地震技术法、沉积相分析法、测井法、高分辨率层序地层学和数值模拟等方法。我国大庆油田自主研制开发出的剩余油综合描述软件RODS,描述精度可达到80%以上。我国研究聚合物驱剩余油分布的技术和手段同国外技术水平差距不大,目前采用的方法主要有井间示踪剂、荧光分析法、现代物理模拟、核磁成像技术、随机网络模拟、数值模拟等技术.
剩余油分布规律研究内容和方法
剩余油分布的控制因素主要体现在地质和井网动态两方面，对剩余油分布研究主要从微观分布、宏观分布和剩余油饱和度求取三个方面来进行。数值模拟方法和地质综合方法是剩余油宏观分布研究应用最广泛的方法。数值模拟法主要依
据生产动态及各油藏参数模拟剩余油的分布，定量地给出剩余油分布的变化特征。地质综合法是在地质情况深入了解的基础上，定性（半定量）地预测剩余油的空间分布特征，探讨地质因素对剩余油形成所起的控制作用，基于此对油藏内的剩余油分布进行预测，是研究剩余油形成与分布的基础和主要方法之一。 剩余油分布规律及分布模式 （1）分布规律
一般来说剩余油主要存在于3个部位:构造高部位、砂岩边部和断层附近。但剩余油的形成和分布受各种因素的影响,因此,其分布模式存在多样化,不同的油田区块、不同的地质环境和开发方式,其剩余油的分布模式不同。剩余油的纵向分布与砂体的韵律、开采方式、井网布置和层系划分有关。如果是正韵律注水开采,剩余油一般分布在油层的中上部,且易出现水淹,如果是利用底水能量开采,同样剩余油也会分布在上部,这种方式易出现底水锥进。剩余油横向分布特征主要受沉积岩相、构造部位、开采时间和开采方式的影响。构造高部位易形成剩余油富集区的主要因素是重力作用。 （2）分布模式
研究剩余油的分布模式可以更好地确定剩余油的富集部位,有的放矢地采取挖潜措施。不同的研究单位和个人划分的模式不尽相同,总结归纳如下。前苏联从宏观和微观综合划分为滞留带中的剩余油、毛管力束缚的残余油、岩石表面的残余油、低渗层和绕流带的剩余油、未钻透镜体剩余油和断层遮挡形成的剩余油。胜利油田根据河流相分为6种模式:水洗区剩余油、弱水洗区剩余油、未动用的薄油层、开发造成的剩余油、微型圈闭内的剩余油和断块外延棱形剩余油。韩大匡院士根据剩余油富集区的形成条件将其分为8种类型。俞启泰教授根据剩余油存在的地区将其分为断层附近、构造高部位等6种,同时确定出了注水油藏未波及剩余油的3大富集区:①注水高粘正韵律油层顶部未波及剩余油;②边角影响未波及剩余油;③层系内由于各小层物性差异开采不均衡形成的未波及剩余油。由于剩余油的分布规律受地质和开发等诸多因素的影响,不同的油田或区块、不同的开发方式就会有不同的剩余油分布模式,各油田应根据自己的实际情况划分剩余油的分布模式,采取相应的挖潜措施。
剩余油研究方法
俞启泰把剩余油研究分为4个级别:微规模、小规模、大规模和宏观规模。冉启佑将剩余油的研究方法总结为:取心方法、开发地质学方法、测井解释、地震、油藏工程、数值模拟、流线模型、生产测井、测试分析和检查井资料分析等9种。微观规模研究微规模油藏描述包括颗粒的研究、孔隙尺寸的分布、孔壁的粗糙度、充填的结构、孔喉的粘土衬、孔隙类型、矿物学、胶结影响以及在扫描电镜和薄片中可以识别的其它特点。目的主要是研究剩余油在孔隙内部的分布、数量和性质。研究的主要方法是扫描电镜、薄片、光刻微物理模型、原油性质分析。微观规模分布研究就是从微观、小尺度或小到微米甚至纳米级别研究剩余油的分布。谢俊等的研究认为,目前研究剩余油微观分布主要采用微观物理模拟、物理化学性质及组分分析、孔隙结构及微观驱替机理分析和计算机模拟技术。高博禹等人的研究给出微观剩余油形成与分布的研究技术主要有含油薄片技术、岩心仿真模型驱替法、理想仿真模型驱替试验方法和随机网络模拟法。常用的方法主要有微观物理模拟和计算机数值模拟2种。微观物理模拟就是借助显微镜的放大、录像以及图像处理技术研究储层流体的微观渗流过程,从而揭示储层流体的微观渗流特征和剩余油的微观分布特征。物理模拟的实验条件与实际油藏的地质条件不能完全吻合,达不到真实的油藏条件,加之受到实验人员的技术和经验的限制,得出的实验结果与真实情况存在误差。油藏数值模拟是通过建立数学模型来研究油藏的物理性质及流体的流动规律。该方法虽然得到广泛的应用,但仍存在明显的不确定性,如储层参数、动态数据的求取以及模拟人员的经验,因此,在应用过程中应注意提高参数提取的精度,力求将误差降为最小。
这一部分研究是在宏、大、小规模上研究剩余油的分布。具体研究内容及方法如下。
(1)驱油效率与波及系数计算一般在油藏、油田、油区甚至在全国的范围内进行研究,求出驱油效率与波及系数的平均值,以提供剩余油的宏观分布特征,为挖潜方向的决策提供依据。 (2)三维地震方法
在油田开发中主要有两方面的作用:①在高含水期油田或老油区中寻找有利的原油富集地区。利用三维地震等综合解释技术进行精细油藏描述,改善了开发效果
的例子不胜枚举。例如胜利油田现河采油厂将这项技术用于4个特高含水区块后,1994年新钻调整井45口,平均单井日产原油27.8t,是老井产量的倍;平均含水18,比老井降低50%;当年产油nxol气。②监测油田开发过程。文献介绍了用三维地震技术监测各种驱替方法的驱替前缘及饱和度变化的方法和实例;文献进一步提出用三维、三分量技术更加准确地研究油层的地层性质、流体性质以及饱和度的方法。
(3)油藏数值模拟方法
利用油藏数值模拟研究油层饱和度,可以计算整个油层中饱和度在空间上和随时间的变化,并可预测未来饱和度的变化,因此有很大的实用价值。这一方法主要用于两方面:①利用动态拟合的方法确定实际油藏中的含油饱和度分布,直接指导生产,这已在国内外油田开发中普遍使用;②进行不同地质条件、不同驱动方式油层内饱和度分布的机理研究,我国早在1980年就应用这种技术,揭示了微旋回性对水驱油层饱和度分布的定量影响 (4)动态分析方法
动态分析是利用油田生产的各种数据和测试资料来研究剩余油分布,是一种直接而方便的方法。根据研究结果采取的调整措施,特别是单井调整措施,往往迅速见效,因而在我国应用十分普遍。早在1965年,由玉门石油管理局采油科学研究所和中国科学院兰州地质研究所合作研制了一套小层动态分析方法,对我国第一个注水油藏—老君庙油田L层的剩余油分布进行了研究,取得很大成功。国外研究者对动态分析方法也十分重视,例如前苏联就提出了称之为水动力学的方法,用于确定剩余油饱和度;文献介绍了用不稳定试井资料制作油层饱和度图的方法。 (5)沉积相方法
油层的沉积相类型以至层理等微沉积相类型不同,在注水开发后都会形成特定的剩余油分布特点。河道沉积是我国陆相沉积油田中最普遍的一种沉积类型,又可分为河床相、过渡相、河漫相。油层注水后,注入水首先沿河床相主流线底部高渗透部位急剧突进,使剩余油分布在河床相上部中低渗透部位和河漫相中。因此河床相的生产井水淹后,封堵出水层或转注,将有利于剩余油的开采,改善开发效果。我国许多油田都采用了这套方法并见到成效。 (6)检查井、观察井研究方法