1、5-2油层水洗规律油层水洗规律 在有强烈天然水驱或人工注水开发的油藏中，地下油水分布状况、油层见水、水洗、水淹的表现，除了与井网设计、注采强度控制等因素有关外，主要受油藏地质条件所左右。这就是说，一定的油藏地质条件，决定其相应的油水分布运动规律；或者说，相应的油水分布运动规律，反映出某种特定的油藏地质条件。因此研究油层中油水分布运动规律，掌握油层水洗特征，对于我们判定油藏地质情况，预测地下油水分布运动态势，掌握油田开发进程，都有着重要的意义。一、油层内部油水运动机理 在地下油层中，油水分布和运动有其特殊的规律性；这些规律与具体油层的地质特征，共同决定着地下油水运动分布的过程和结果。因此，研究和
2、掌握油层内部油水分布运动的机理，有着重要的意义。1油层内部油水运动的动力 在油层内部，决定油水分布运动的动力有三种：注入水驱动压力、重力、毛细管力。主要由于这三种力的作用，决定了地下油气水的分布运动状况。油层内部油水运动机理(1)驱动压力的作用 当油藏投入开发以后，或者由于注水形成的注采压差，或者由于降压开采形成的边底水压差，驱使地层流体沿压力降方向流动。决定其流量大小快慢的因素，则是油层渗透率的高低和注采压差的大小。由于油层渗透率的非均质性，在某一渗透率最大的方向，在注入水驱动压力的作用下，油水运动快、流量大；而在另一渗透率最低的方向，油水运动慢、流量小；在其余方向油水运动的大小快慢介于二者
3、之间。在渗透率方向性较强的油层中，油水运动的这种表现尤为突出，注入水沿高渗透率方向指进十分明显。在油层高渗透率方向的采油井最先见水并快速水淹，而在垂直高渗透率的方向上，油井见水晚，见水后含水上升慢。可见，油层渗透率的方向性差异是造成油水分布运动的平面差异的主要原因。油层内部油水运动机理(2)重力作用 由于油气水三者之间存在明显的密度差异，也由于油气水三者互不混相，密度最大的注入水在油层中总是存在下渗的倾向，而密度很小的注入气(或汽)在油层中总是存在向上超覆的倾向。在重力作用下，注入水在横向运动的同时将逐渐向油层下部运动，从而使得油层下部水洗较充分而上部水洗较差。如果注入的不是水而是气体或蒸汽，
4、则注入气(或汽)在横向运动的同时，将在重力作用下向上超覆，从而使得油层上部易于洗到而下部则难于波及。这种注入水(气或汽)的重力作用在油层较薄时表现不明显，因为这时注入水(气或汽)上下运动的空间有限；但在油层厚度增大时，这种表现将愈加明显。油层内部油水运动机理(3)毛管力作用 毛管力作用普遍存在于地层流体与油层岩石的相互作用之中，在孔喉细小的低孔低渗油层中则更为强烈。在注水开发油层中，毛管力的作用主要表现在以下两个方面：驱替作用。在油层岩石的主要流动孔道中，当岩石亲水而且注入水推进速度不是特别大时，毛管力作用方向与注入水推进方向相同，毛管力成为驱替动力可增强注入水的驱替作用。渗吸作用。在亲水油层
5、细小的孔道中，毛管力作用比较强烈，注入水在毛管力作用下会自发进入这些细小孔道并驱替出其中的石油。显然，对于亲水油层，毛管力作用一般情况下对驱油是有利的，但对于亲油油层，则毛管力作用常常是不利于驱油的。这就是亲水油层适于注水开发的原因 油层内部油水运动机理 2油层内部油气运动的阻力 油层就驱动条件来说，也是一个矛盾的统一体，既然存在着驱油动力，作为矛盾的另一方面，就必然存在着阻止石油流动的阻力。油层内部石油流动时所遇到的阻力主要有以下几种。(1)外摩擦力 外摩擦力表现为流体流动时与岩石孔隙喉道壁面的摩擦力。由于这种阻力的作用，流体在孔道壁面处的流速等于零，在孔道中心最大。因此在油层中被润湿的岩石
6、颗粒表面积的总面积愈大，即岩石颗粒愈小，石油的流动阻力也就愈大。油层内部油水运动机理(2)内摩擦力 内摩擦力是指流体流动时其内部分子间的摩擦力。石油在油层中流动的内摩擦力表现为石油的粘度。石油粘度越大，其流动产生的阻力也越大。(3)相摩擦力 是指油层中存在多相流体(油-气、油-水或油-气-水)混合流动时各相流体之间的摩擦力。它表现为多相渗流时油相渗透率的大大降低。以上三种阻力又称为水力阻力。水力阻力的大小决定于流体的流速，流速愈大，则阻力也愈大。水力阻力愈大，则对油层能量的消耗也就愈大，驱油效能因此而减弱。油层内部油水运动机理(4)毛细管阻力 在油气储集层岩石的孔道中，油-水、油-气或气-水混
7、合流动时，则气体常呈气泡状或气柱状与原油一起流动；水则常呈液滴状或液柱状与原油一起流动(气层中的水则与气一起流动)。当流经孔道断面最窄的毛细管孔道(喉道)处时，由于气泡、液滴或液气柱的表面张力和毛细管作用的结果，形成一种流动阻力，阻碍油气的流动。石油在油层中向井底流动，就是油层中各种驱油动力不断克服各种阻力的结果。这个过程便是能量消耗的过程。一旦油层能量不足以克服流动阻力，于是油流就停止了。二、油层剖面水洗特征 从剖面上看，油层水洗、水淹主要受两个因素影响，一是油层厚度大小，二是渗透率的非均质性变化。兹将这两个方面的情况简述如下。1油层厚度的影响 油藏注水开发时，油层厚度对注入水的剖面波及程度
8、有很大的影响。如果油层较薄，油层厚度较小，则剖面上注入水易于洗到，油层剖面动用较好，剖面水洗厚度的比例较高，油层采收率较高。但若油层较厚时，由于油水之间的密度差异以及由于注入水的重力分异作用，注入水在横向运动的同时将逐渐下渗。由于油层较厚，使注入水在剖面上有较大的下渗空间，这就使得大量注入水在水平推移的同时向油层下部汇集，从而导致下部油层水洗较好而中、上部油层水洗较差甚至难于洗到(图5-2-1)。因此，在注水开发的情况下，厚油层总是较薄油层的剖面动用程度低，最终采收率也不高。图5-2-1 均质厚油层水线推进等时图油层剖面水洗特征 2渗透率差异的影响 油层剖面渗透率的非均质性变化情况复杂，一般可
9、归结为三种基本类型：渗透率下高上低的正韵律油层，渗透率下低上高的反韵律油层，渗透率呈正、反韵律交叉变化的复合韵律油层。这三种油层的剖面水洗特征具有一定的典型意义。正韵律油层剖面渗透率变化呈下高上低逐渐变化的特征。水进条件下沉积的砂岩储层大多呈现这种韵律性特征。由于正韵律油层下部渗透率高而上部渗透率低，因而油层下部吸水好而上部吸水差，注入水大量进入油层的下部并沿底部高渗带快速突进。与此同时，重力作用又不断使进人中上部的注入水下沉，更加剧了下部尤其底部油层的过水流量和水洗强度。这就使得上部尤其顶部油层难以水洗到，油层的剖面水洗程度与强度的差别增大，油层剖面动用程度降低，油藏开发效果变差，最终采收率
10、较低(图5-2-2)。图5-2-2 不同非均质类型油层水线推进等时图油层剖面水洗特征(2)反韵律油层剖面水洗特征 与正韵律油层相反，反韵律油层剖面渗透率变化呈现下低上高的逐渐变化特征。水退条件下沉积的砂岩油层大多呈现这种韵律性特征。由于油层剖面渗透率下低上高、差异明显，在注水开发的情况下，虽然反韵律油层上部渗透率高吸水多，但由于注入水受重力作用逐渐下渗，使得吸水较少的下部油层水洗得以加强，从而使吸水较多的上部油层水推速度和水洗强度受到控制。其结果使得油层剖面水洗差异降低，油层剖面动用程度增大，油藏开发效果变好，最终采收率较高。油层剖面水洗特征(3)复合韵律油层水洗特征 复合韵律油层剖面渗透率变
11、化呈现正、反韵律交叉，表现为剖面渗透率变化高低相间，总体较为均质的特点。其水洗、水淹特点介于正韵律油层与反韵律油层之间。复合韵律油层的剖面动用程度与开发效果好于正韵律油层，但较反韵律油层为差。油层剖面水洗特征 图5-2-3为大庆油田中检44井密闭取心资料绘制的实际油层水洗剖面：该葡I2+3层是正韵律油层，其底部水洗效率高达80，但顶部基本未水洗到，可见正韵律厚油层在注入水的重力分异作用下剖面动用程度很差。图5-2-3 中检44井葡I2+3正韵律油层油层剖面水洗特征 图5-2-4为胜坨油田检1502井密闭取心资料绘制的实际油层水洗剖面：该沙二83油层是反韵律油层，渗透率显示明显的上高下低的特点，
12、其剖面水洗就比较均匀；整个油层剖面动用程度高。图5-2-4 检1502井沙二83水淹剖面综合图油层剖面水洗特征 归纳三种渗透率韵律的油层的水洗特点和开采动态，见下表5-2-1正、反韵律油层水洗特征与开采动态比较 油层渗透率类别 渗透率剖面分布 注入水推进速度 采油井见水时间 油井含水上升速度 油层剖面水洗厚度 注水采收率 正韵律油层 上低下高 快 早 快 小 低 反韵律油层 上高下低 慢 晚 慢 大 高 复合韵律油层 参差不齐 中等 中等 中等 中等 中等 油层剖面水洗特征 3局部夹层的影响 层内夹层在注采井组范围内的分布状况，对油水运动起着很大的影响。一般来说，只要在注采井组范围内分布比较稳
13、定的夹层，对油水就能起到封隔作用，可以将油层分成两个独立的油水运动单元，这样就把厚油层的层内问题变成了两个相对独立的单层的层间问题。油层剖面水洗特征 但是，如果在注采井组范围内夹层分布不稳定，则油层上下仍具有部分水动力联系，一般表现为注入水下窜。显然厚油层内不稳定夹层越多，其间的油水运动与分布也越复杂。当只是注水井钻遇夹层、而采油井未钻遇该夹层时，显然，这说明该夹层在注水井与采油井中间出现尖灭。这时如果该夹层平面分布越长就越有利于上部油层水洗；当夹层长度达到井距的一半以上时，上下层水线推进的距离就比较接近，注入水扫过的总体积会有较大的增加，油层剖面动用厚度就会有较大的提高(图5-2-5)图5-
14、2-5 夹层影响示意图(夹层位于注水井附近)油层剖面水洗特征 当夹层只分布在采油井附近时(图5-2-6)，在水线前缘推进到夹层附近时就主要沿着夹层下面的油层推进，这就使夹层上面的油层水洗较差。如果夹层越长(向注水井方向延伸)，则情况会有很大改观，注入水将有相当部分进入夹层上面的油层，从而使整个油层水洗厚度增大。图5-2-6夹层影响示意图(夹层位于采油井附近)油层剖面水洗特征 总之，在厚油层中，夹层分布越稳定，油层的水洗厚度就越大。在夹层分布不稳定的注采井组，仍然是下部水洗好，上部水洗差，整个油层剖面水洗厚度小，开发效果较差。因此，在开发过程中，应当努力搞清注采井组内夹层的分布情况，充分利用夹层
15、分布的特点，因势利导，进行调整挖潜。油层剖面水洗特征 4水锥与气锥的影响 (1)水锥 油藏采用底水驱进行开发时，水驱前缘或水线的推进是从下向上推进的；这时，就整个油藏来说，其油水界面是整体抬升的，但这种抬升在平面上是不均衡的：在远离采油井点的油层部位，油水界面一般比较平整；但在采油井点部位，由于是泄压区(即流体采出的部位)，因而它既是平面上压力最低的部位、又是流线汇集的部位，由此导致油水界面弯曲向上，形成底水上窜，这就是人们所说的水锥(图5-2-7)。如果油层剖面非均质性较强，则水锥来得更快，水锥高度也更大。尤其在一些高角度裂缝、垂直裂缝发育的块状底水驱油藏的开发中，水锥现象十分严重。图5-2
16、-7底水锥进示意图油层剖面水洗特征 水锥现象在底水油藏的开发中普遍存在，开发中为控制底水的过快锥进，一般采取以下两种方法：开发中规划射孔井段时，要在油水界面以上预留一定的厚度不射孔（此厚度称为射孔避水高度），以控制底水过快地锥进到射孔井段位置，造成油井过早水淹。如果底水已经锥进到射孔井段形成水窜，一般可以采取短暂关井压水锥的办法进行控制。若底水上窜已比较严重，这时如果原射孔井段之上还存在连通的未射油层时，则可采取向上转移生产井段的办法，在其上选择井段重新射孔进行生产。油层剖面水洗特征（2）气锥 气锥现象与水锥有相同的机理。它是在气顶油藏进行气顶驱开发时出现的气顶气向油层部位的射孔井段锥进的一种
17、现象(图5-2-8)。由于天然气和水比较有低得多的粘度，加之天然气分子比水分子要小，因而气锥比水锥更容易发生，也更为严重。图5-2-8顶气向射孔井段锥进油层剖面水洗特征 例如，我国气顶油藏较为典型的辽河双台子气顶砂岩油藏，油柱高度90m，射孔避气高度40-50m，避水高度1215m(有不强的底水)，于1980年采用气顶驱开发，但开发中发现油井气窜严重：其靠气顶中心最近的4口油井气窜最为迅速，一般投产17月，平均3.4月，其生产气油比就从投产初期的250-500m3t(原始溶解气油比为250m3t)快速上升到2500-5100m3t，(平均3177m3t)，形成快速气窜(图5-2-9)。图5-2
18、-9双台子气顶油藏生产气油比变化图油层剖面水洗特征 分析这些井快速气窜的原因，在于其本井上部为气层、下部为油层，并且剖面上隔层不稳定；生产中气顶气直接从本井上部向下部油层射孔井段锥进，因而形成快速气窜。其余距气顶中心较远的油井也出现气窜，但这些井气窜较平缓，一般1-2年才出现气窜，原因在于这些井位于油藏构造的边部，由于储油层顶面倾斜降低，导致这些井原始并无气层，气窜时由于油气界面下移以及邻井的气顶气斜向窜入，因而气窜表现比前一种平缓(图5-2-10)。图5-2-10双台子油气藏气锥示意图油层剖面水洗特征 气窜当然是气锥的典型表现，开发中必须尽量控制。一般在射孔时应尽可能地预留避气高度，并在出现
19、气窜时应及时关井压气锥，以保护气顶能量用于驱油。三、油层平面水洗特征三、油层平面水洗特征 油层平面水洗主要受渗透率的平面差异和油水井点位置的影响。平面上在高渗透方向或地带，油层吸水多，水推快，水洗好；在低渗透方向或地带，油层吸水少，水推慢，水洗差。具体情况如下。1平面上高产区带水洗好、动用好，低产区带则较差 实际油层大都存在平面差异，在某些地带的油井生产好、产量高，而在其它地带的油井则生产差、产量较低。对一个井组来说，情况也大都类似，在不同方向上的油井，其生产与产量也大多存在明显差异。油层平面水洗特征油层平面水洗特征 一般来说，生产好、产量高的油井或区带，油层发育好，渗透率较高；而生产较差、产
20、量较低的油井或区带，油层大多发育较差，其渗透率较低。这种渗透率分布的平面差异使得注入水主要进入渗透性好的高产区带。由于高产区带的油井生产好、泄压快，这又将进一步吸引注入水进入高产区带。可见，高产区带吸入水量大、水推快、储量动用好是十分自然的。反之，低产区带渗透性较差，注入水进入较少，油井泄压慢，更减弱了进入的水量和水推速度，其水洗较差、储量动用较低也是自然的。油层平面水洗特征油层平面水洗特征 2油层渗透率的方向性 大多数油层渗透率方向性明显。这是因为在沉积岩形成时，总是在顺主水流的方向上一些片状、长轴状颗粒多呈“迎流迭瓦”状排列，使得水流畅快、渗透性较好、渗透率较高，而在垂直主水流的方向则渗透
21、性相对较差、渗透率较低。对于渗透率方向性明显的油层，其注入水在顺主流线的高渗透方向吸水较多、水推较快，在这个方向上的油井见效快，见效后含水上升快；而在垂直主流线的低渗透方向则吸水较少、水推较慢，在这个方向上的油井见效见水均慢。由此形成油层水驱状况与水洗效果的平面差异。图5-2-11为我国大庆油田萨中区平面油水运动状况图，从中可见注入水沿高渗透河道砂体条带突进的特点。图5-2-11注入水沿高渗透率河道砂体条带突进实例油层平面水洗特征油层平面水洗特征 在实际油田注水开发中，还存在一定数量的裂缝水窜情况，这可以说是渗透率方向性的极端表现。当采油井和注水井之间存在一定的裂缝连通时，其注入水沿裂缝推进极
22、快，油井在注水不久就会出现暴性水淹。在这种情况下，注入水驱扫或波及的截面积和体积就会很小。出现这种情况时，也会严重影响注水井在其它方向的推进水量和水推速度，形成严重的平面矛盾。油层平面水洗特征油层平面水洗特征 3油水井位置的影响 油水井位置对油层平面上的油水分布有重要影响。这种影响主要表现为：在两口相邻采油井的中间部位，注入水难于水洗到。这是因为两口相邻采油井的中间部位压力较采油井附近为高，这就使得注入水总是优先并且持续地推向采油井附近一带。只有在油井周围水淹逐渐扩大的情况下，两口相邻采油井中间的一些局部边缘地区才可能少量、轻微地受到水洗。这就是老油田两口相邻采油井的中间存在井网加密条件的原因
23、(见图5-2-12)。图5-2-12注水井组含水饱和度模拟图油层平面水洗特征油层平面水洗特征 此外，在油藏边缘部位、在封闭性断层部位、和油层尖灭带附近，往往由于局部井网无法达到注采完善，致使这些局部地域注水井网控制不住，注入水难于洗到，从而导致油层动用程度不高。油层平面水洗特征油层平面水洗特征 4、油层微构造的影响 所谓油层微构造，是指由于油层顶面的局部起伏变化所形成的微小构造，如小背斜、小鼻隆等正向构造和小向斜小沟槽等负向构造。它们与通常所说的油藏构造的区别在于其空间展布的大小，油层微构造仅仅局限在两口相邻开发井的中间或几个开发井距之内，而油藏构造常常涵盖整个油藏或油藏中相当大的一部分地域。
24、油层平面水洗特征油层平面水洗特征 油层微构造对油水分布的影响主要缘于注入水的重力作用。由于注入水的重力作用，使得注入水易于进入油水井间的负向构造部位，使这些部位进入水量增多、存水量增大，油层水洗较为充分；而在油水井之间的正向构造部位，注入水进入较少、水洗程度不高，尤其在正向构造的顶部，注入水很难洗到(图5-2-13左)。图5-2-13油层微构造影响水洗示意图（左）油层上倾隔挡影响水洗示意图（右）油层平面水洗特征油层平面水洗特征 在一些单斜油层的上倾方向，常常由于断层、不整合面或岩性遮挡，形成局部微构造(图5-2-14右)。在这样的部位，由于注入水的重力作用，注入水难于进入其上部和顶部，使得这些
25、部位的水洗出现与油层微构造相类似的情况。油层平面水洗特征油层平面水洗特征 以上所述，是注水开发油田的一般情况。由于实际油藏类型多样，地质条件千变万化，其水洗特征与水淹规律在各具体油藏将有不同的表现。例如，底水驱油藏、天然边水驱油藏、注水开发的高陡构造油藏、注水开发的裂缝性油藏等等，它们的油层平面剖面水洗情况又将有不同的特点和差异。但无论这些差异有多大，其基本特征和总体表现不会违反上述基本规律。只要依据上述基本规律，再结合实际油藏的地质特点与注采方式进行分析研究，认识和揭示其油层水洗水淹的具体特征，采取针对性措施进行管理控制，以获取最佳开发效果。四、水驱油基本规律四、水驱油基本规律 关于注水开发
26、油田在开发过程中的油藏变化和水洗规律，我国著名专家陈永生在其所著油田非均质对策论一书中集中进行了归纳，其理论意义和实践意义是突出的。特将这一部分内容摘录如下：水驱油基本的前提条件是：油田采用注水开发；油田处于相对稳定的开发状况，注采基本平衡；注水井和油井的工作状况是正常的。下面按不同的非均质类型、层次来讨论水驱油规律。水驱油基本规律水驱油基本规律 1注采层位对应规律 这个规律阐明的是在多层合注合采条件下，注水井内的吸水层位与采油井内的产油层位的对应关系。概括起来可以用下面3段话来表达：若以注水井为中心的注水井组来看，其特点是：凡是注水井长期吸水的层位，该井组的采油井中，必须有井(可以是一口，也
27、可以是所有井)在该层产液；该层注水井吸的水越多，油井在该层产的液也多。水驱油基本规律水驱油基本规律 若以油井为中心的井组来看，其特点是：凡是采油井长期产液的层位，该井组注水井中，必有井在该层吸水；该层采油井产液越多，注水井在该层吸的水也多。当井组的注采量相对稳定，并且达到平衡，进入拟稳定状态，也即在一段时间内，井组各层的注采关系处于相对稳定状态时，在这一时间内，只有采取调整措施，这个拟稳定状态才会被破坏，向新的平衡方向发展。水驱油基本规律水驱油基本规律 2、层间干扰规律 油井只要同时用相同条件开采多油层，多油层间就存在层间干扰。层间差异越大，单井产液量越高，干扰越严重；注水井同油井类似，也存在
28、干扰；单一厚层不同部位之间也存在干扰。层间干扰的结果，是使部分油层(或井段)动用不好或基本没有动用。水驱油基本规律水驱油基本规律 3平面不均匀推进规律 这是研究同一油层内水驱油过程的宏观规律，可以用下面几方面内容来表述。注水井内注入的水向不同方向驱油，由于地质条件和开发条件的影响，推进是不均匀的，一般来说总有一个方向突进最快，经过长期水洗之后，这个方向有可能发展成“水道”。注水井转注后，见注水效果最明显，压力波传播最快的方向的油井，往往是水向这方向突进的表现。水驱油基本规律水驱油基本规律对于不同的地质条件，突进所表现的特点不同。第一沿着裂缝延伸的方向突进：这种井见效、水淹极快，开发效果极差，且
29、油水井之间的干扰反映特别灵敏。第二，沿着条带状砂体的高渗透条带突进：这种井见效过快，过于明显，油井见水后，水淹很快，但仍基本符合油井水淹过程；第三，对原生孔隙为主的油层，注入水一般是沿着砂体沉积时的古水流方向突进。对于后生作用明显，或次生孔隙为主的油层，突进的方向需要具体分析后才能确定。水驱油基本规律水驱油基本规律 一口采油井受几口注水井的影响，不同方向的受效情况是有差别的，这是平面调整的依据。一般说来，在地层条件相近的情况下，受效好、产能增加明显的方向，也是驱油效果较差的方向；而相对受效较差的方向，往往是驱油较好的方向。这驱油较好的方向多是垂直于裂缝方向，垂直于砂体的发育方向。综上所述，由于
30、构造特点和油层非均质程度不同，流体性质差异程度不同，井网、层系以及开发过程中的措施对油层的适应性不同，油层所表现出来的平面突进程度是有很大差别的。但从整体来说(平面不均匀推进)总是存在的。水驱油基本规律水驱油基本规律 4部分厚度强洗规律 这是针对厚油层水淹特点而言的，不同沉积特点的厚油层，具有不同的水淹特点，但对于绝大多数厚油层来说，只有部分厚度水洗程度很高、驱油效率很高。具体可表述为：厚油层注水开发，强水洗段往往只是厚油层中的一部分厚度。而且由于这部分厚度的水洗程度越来越高，影响了水洗厚度的扩大和其它已水洗部分驱油效率的提高；水驱油基本规律水驱油基本规律 强水洗段从注水井到采油井可认为是基本
31、连续的，但在平面上，纵向上都不会是简单的线状分布的。注水井内表现为该井段吸水能力极强；采油井内表现为该井段产液能力极高；而取到的岩心则表现为该段的驱油效率较上下井段明显的高，有的甚至比室内岩心实验水驱油效率更高；一般在一个连续的沉积旋回只有一个强水洗段。水驱油基本规律水驱油基本规律 5小孔隙受污染规律 油层孔隙有大有小，而且按孔径大小有一定的分布范围。这些孔隙在水驱油过程中必然发生变化。造成孔径大小变化的因素主要有5个方面：粘土矿物膨胀，堵塞油层孔道。小孔隙中粘土含量更高，堵塞更严重。即使注入水中加入防膨剂，也会有影响。零星粘土矿物被破坏，搬运，再聚集。大孔道畅通，小孔道却堵了；水驱油基本规律
32、水驱油基本规律 碳酸盐及其它盐类的沉淀溶解作用。矿物颗粒的腐蚀、溶蚀作用，这主要发生在大孔隙中。再干净的注入水，也含有机械杂质，如注污水，还含有微细的油滴，这些对小孔隙的污染是存在的。长期的、大量的注水，总的污染结果是可观的。水驱油基本规律水驱油基本规律 上述5种作用的结果，小孔隙受污染的作用是主要的。所以水驱油过程总体上说，小孔隙受污染是经常发生的过程。而大孔隙在很多情况下，直径会变大，结果必然导致孔间矛盾的加剧。由此可知一些由于孔间矛盾留在小孔隙中的原油微滴，若不采取措施，仅仅靠着累积注水量的增加是不易采出来的。水驱油基本规律水驱油基本规律 6油层亲水性增强规律 这是反映油层润湿性在注水开
33、发过程中的变化特点。油层润湿性是组成油层的孔隙润湿性的总和。水驱油过程由于产生孔隙油膜的剥落，粘土矿物的迁移，使油层中亲水孔隙增多，反映在宏观上，表现为油层亲水性的增强。亲水孔隙中含水饱和度并非水一扫过就达到最高值，而是逐步实现的，但不否定油水前缘通过时，含水饱和度增加得最快。水驱油基本规律水驱油基本规律 7各种矛盾不断加剧的规律 这是流体非均质性在油田开发过程中所反映的特点。不但油水粘度比大于1的油田是如此，即使油水粘度比等于1、小于1的一些油田，在很多条件下也符合这一规律。层间矛盾、平面矛盾随着开发程度的加深在不断加剧。若采取措施，矛盾得到调整，好转了，但往后的开发，是在这新的起点上，又开
34、始矛盾的不断加剧。孔间矛盾随着开发程度的加深在不断加剧，而且它的加剧与油水粘度比的关系不直接，在很大程度上受注入剂和原油性质的影响。厚层内的矛盾随着开发程度的加深在加剧。总之，各种矛盾在多数情况下，是发展变化的，不断加剧的。五、从开发的角度认识油田非均质性五、从开发的角度认识油田非均质性 关于油田非均质性，陈永生在其所著油田非均质对策论)一书的绪论中进行了精辟而深刻的归纳，这对认识和理解非均质性有重要意义。特将该“绪论”全文摘录如下：砂岩油田开发的根本问题是用最少的投资，获得高而稳定的采油速度和尽可能高的采收率。注水开发的砂岩油田也不例外。我们的目的主要是想讨论注水开发砂岩油田非均质牲及其对采
35、收率的影响。如果这个问题讨论得比较清楚，结合合理的开发部署，高效率的经济管理，那么前两个问题就可能得到比较好的答案。从开发的角度认识油田非均质性从开发的角度认识油田非均质性 1决定注水开发砂岩油田采收率高低的三要素 几乎所有搞油田开发的人都知道下面这个需要进一步完善的公式：RDDDEEAh从开发的角度认识油田非均质性从开发的角度认识油田非均质性 公式中：油气采收率，小数；驱油效率，小数；面积波及系数，小数；厚度波及系数，小数。REDEDADh从开发的角度认识油田非均质性从开发的角度认识油田非均质性 上式告诉我们，三个系数高了，注水开发的油田采收率就高；三个系数低，采收率也就低，这三个系数的高低
36、取决于什么因素呢?概括起来是三要素：油田的非均质情况；人们认识油田非均质的程度；人们解决油田非均质的能力。从开发的角度认识油田非均质性从开发的角度认识油田非均质性 这三个要素对油田采收率的高低起着决定性的作用。第一要素是客观条件，是客体，而且这个客体具有一般客体不具备的一些特点，即深埋地下，高温高压。第二要素是人们认识油田非均质的程度。由于油田深埋地下，人们不能直接接触，而只能通过各种间接手段认识油田，加上其地质的、力学的和物理化学的复杂特性，给人们认识油田带来很大困难。第三要素是人们解决油田非均质的能力。这很容易理解，不多叙述了。所以，有经验的油田开发工作者经常说：问题认识清楚了，也解决一多
37、半了，在解决问题的同时，又加深了对油田的认识。从开发的角度认识油田非均质性从开发的角度认识油田非均质性 2砂岩油田非均质的基本类型 油田非均质是绝对的，无条件的，无限的，而均质只是相对的，有条件的，有限的。也就是只有在一定的非均质层次内，一定的条件下，有限的范围内才可以把油田近似地看成是均质的，而且理论研究也必须这样做。油田的非均质从宏观到微观可以分为两大类：流场非均质和流体非均质。从开发的角度认识油田非均质性从开发的角度认识油田非均质性(1)流场非均质 流场指的是在油田开发中，提供流体存储，并让流体在其中流动的场所或空间。这个场所是非均质的，极其复杂的，按其油气水在其中运动时所受的控制程度及
38、相互关系，将流场非均质从宏观到微观分6个层次。第一层次，也是最宏观的层次，即层间非均质。该层次研究层与层之间油层性质、油层物性、原油性质等各方面的非均质。这种非均质在多油层笼统注水和采油的条件下，表现为严重的层间矛盾。从开发的角度认识油田非均质性从开发的角度认识油田非均质性 第二层次非均质是平面非均质，反映了同一油层不同位置的油层物理性质(如渗透率、厚度)不同，原油性质不同，地层倾角不同，以及由于油层的沉积特征、结构、构造、裂缝发育情况的不同所造成的非均质。这类非均质在同一井筒相同压差注水或采油的条件下，表现出严重的平面矛盾。对于平面上同时存在裂缝驱油和孔隙驱油所造成的非均质，也可以列入这一层
39、次。从开发的角度认识油田非均质性从开发的角度认识油田非均质性 第三层次非均质是层内非均质，它表示油层不同部位油层渗透率分布情况不同，垂直渗透率和水平渗透率不同，不同方向渗透率不同，造岩矿物颗粒排列不同等。这一层次对厚油层，块状底水油藏、气顶油藏有特别重要的意义。第四层次非均质是孔间非均质，表示砂岩油层孔隙大小不同，有的油层孔隙半径可相差几十倍。孔隙与其它孔隙通道的不同，裂缝宽窄不同也是非均质，油层孔间的非均质形成孔间矛盾，是降低油层孔隙利用系数的主要因素。从开发的角度认识油田非均质性从开发的角度认识油田非均质性 第五层次是孔道非均质。由于孔道形状、长短、连通关系、孔径及弯曲程度都不同，会给孔隙
40、驱油效率带来影响。第六层次非均质是表面非均质，也即砂岩造岩矿物颗粒表面非均质。由于岩石颗粒表面极性、粘土矿物分布情况及束缚水分布状况不同，造成岩石不同颗粒，不同孔隙，以至同一孔隙不同位置湿润性不同。从开发的角度认识油田非均质性从开发的角度认识油田非均质性(2)流体非均质 石油、天然气和作为驱替剂的水之间存在着明显的物理、化学和物理化学性质的差异，这些差异在水(气)和其他驱油剂驱油(气)的过程中，自始至终地影响着由流场不均质所造成的水驱油过程的不均匀特点的变化和发展，在多数情况下，这些差异使矛盾加剧。在水驱油过程中，这种原油、天然气和水之间各方面性质的差异称为流体非均质。从开发的角度认识油田非均
41、质性从开发的角度认识油田非均质性 通过上面分析可以看出，用三个系数表达油田采收率公式是不够完善的了，驱油效率所包含的内容太庞杂，有必要将其分解为孔隙利用系数和孔隙驱油效率，这样上述公式就变成：式中 -孔隙利用系数，小数；-孔隙驱油效率，小数；其余同前 DDDEAhkZ kZ从开发的角度认识油田非均质性从开发的角度认识油田非均质性 流场中6个层次的非均质、流体非均质，加上原油中极性分子和非极性分子的差异，水分子，以及这些组分在孔隙中的分布状态，如束缚水的分布，油气水的差别、温度、压力的影响以及不同矿物的结晶形态的不同，晶体缺陷的存在等造成了很复杂的非均质状况。这些从宏观到微观的非均质性，当把它们
42、笼统地当作均质的而不加以区别地对待时，就会产生问题，出现矛盾，而且这些矛盾随着注水开发程度的加深，在不断地发展变化。从总的看来，流场6个非均质层次影响油田采收率4大系数的关系大致是：从开发的角度认识油田非均质性从开发的角度认识油田非均质性 水淹厚度系数（）主要受层间非均质和层内非均质(纵向上)的影响；水淹面积系数（）主要受平面非均质和层内非均质(方向上)的影响；孔隙利用系数（）主要受孔间非均质和表面非均质的影响；孔隙驱油效率（）主要受孔道非均质和表面非均质的影响。DhDAkZ从开发的角度认识油田非均质性从开发的角度认识油田非均质性 流场和流体的非均质在油田开发过程中从来都是组合在一起的，而流场
43、中非均质的6个层次之间又是相互联系而又相互区别的，不同层次的非均质需要不同的方法去调整、解决。从开发的角度认识油田非均质性从开发的角度认识油田非均质性 3人们认识注水开发砂岩油田非均质性的基本手段 人们认识注水开发砂岩油田非均质性的基本手段常有：区域和现代沉积研究；构造地质研究；（勘探）开发地震；测井；试井；钻井取心；取样分析化验；数学模型；物理模型；现场试验等。这些方法中，每一类都可以分出许多种方法来，而且目前在飞快地发展着。在本书中不打算详细讨论这些方法，但是书中所谈到的看法、观点和大量的数据资料都是来之于这些方法的一种或几种。从开发的角度认识油田非均质性从开发的角度认识油田非均质性 总的
44、说来，对油田非均质的认识程度是：流场非均质中的层间非均质和平面非均质认识比较清楚；层内非均质有了一定的认识，对于孔间、孔道和表面非均质现在还知之不多，甚至很无知，目前还要解决手段问题；流体非均质中的密度差；粘度差，现在都有一定的认识，而物理化学性质差异的影响却认识很肤浅。从开发的角度认识油田非均质性从开发的角度认识油田非均质性 4人们解决油田非均质的能力 现有解决不同类型、不同层次油田非均质问题的能力是很不相同的。解决或调整层间非均质和平面非均质，主要是层系、井网、采油工艺技术问题。目前，从技术上没有什么大的难点，只要经济上可行就可以采取。调整层内非均质，现在在一定地质条件下，还有些方法，如细分注水、改变注水方向等，但在一些条件下，措施的成功率是不够高的。对于解决或调整孔间、孔道和表面非均质性问题，现在大量的措施还处于试验和探索阶段。
