1、油气田开发基础油气田开发基础1授课内容授课内容油气田开发基础油气田开发基础2油气田开发基础油气田开发基础3 油气储层在形成过油气储层在形成过程中受沉积环境、成岩程中受沉积环境、成岩作用和构造作用的影响，作用和构造作用的影响，其空间分布与内部属性其空间分布与内部属性（如孔隙度、渗透率、孔隙（如孔隙度、渗透率、孔隙结构等）结构等）都存在不均匀都存在不均匀的变化，这种变化就称的变化，这种变化就称为储层非均质性。为储层非均质性。油气田开发基础油气田开发基础4 1 1、沉积因素：、沉积因素：沉积环沉积环境是影响储层非均质最根本因境是影响储层非均质最根本因素，如不同沉积环境或同一沉素，如不同沉积环境或同一
2、沉积环境下的不同沉积微相储层积环境下的不同沉积微相储层特征特征（岩石的成分、粒度、分选、岩石的成分、粒度、分选、磨圆、排列方式、基质含量及沉积构磨圆、排列方式、基质含量及沉积构造等造等）存在明显差异，必然导存在明显差异，必然导致储层非均质性。致储层非均质性。粒度和分选与原始孔渗性的关系图版粒度和分选与原始孔渗性的关系图版泛泛滥滥平平原原河河道道主主道道主主河河油气田开发基础油气田开发基础52 2、成岩因素成岩因素 压实、胶结压实、胶结、交代、自、交代、自生矿物形成使孔隙减小，而生矿物形成使孔隙减小，而压溶、压溶、溶解溶解、重结晶等可以、重结晶等可以使孔隙增加，这些成岩作用使孔隙增加，这些成岩作
3、用强度不同，储层物性就存在强度不同，储层物性就存在差异。差异。一般成岩作用的选择性一般成岩作用的选择性控制了控制了次生孔隙储层、古岩次生孔隙储层、古岩溶储层的分布，导致溶储层的分布，导致储层非储层非均质性。均质性。油气田开发基础油气田开发基础63 3、构造因素构造因素 构造作用对储层非均质具有重构造作用对储层非均质具有重要影响。宏观上通过控制沉积、要影响。宏观上通过控制沉积、成岩作用影响储层非均质；成岩作用影响储层非均质；如如构造升降作用形成不同沉构造升降作用形成不同沉积地貌和构造类型，地貌和构造积地貌和构造类型，地貌和构造不同部位不但存在沉积差异，而不同部位不但存在沉积差异，而且存在成岩差异
4、。且存在成岩差异。另外，另外，构造作用应力可在储构造作用应力可在储层局部形成断层层局部形成断层-构造缝，造成储构造缝，造成储层性质差异。层性质差异。岩溶作用岩溶作用油气田开发基础油气田开发基础74、人为因素的影响、人为因素的影响 在钻井、完井、开采、修井、注水过程中，改变了原油在钻井、完井、开采、修井、注水过程中，改变了原油藏的物化性质及热力学、动力学平衡及物质成分，从而改变藏的物化性质及热力学、动力学平衡及物质成分，从而改变了储层物性，造成储层损害或大孔道。了储层物性，造成储层损害或大孔道。主要原因如下：1水敏或酸敏性粘土矿物，在注水或酸性液时，储层的粘土填隙物发生膨胀，堵塞孔隙或喉道，造成
5、物性变差。2外来颗粒（如钻井液中的水泥或其它颗粒或储层本身较疏松的颗粒），在高压下侵入储层，堵塞孔隙喉道。3工作液在储层发生化学沉淀、结垢及产生油水乳化物。亦可造成储层损害。油气田开发基础油气田开发基础8 储层的非均质性是绝对的，而均质是相对的。储层的非均质性是绝对的，而均质是相对的。储层非均质性是影响地下油气水运动及油气采收储层非均质性是影响地下油气水运动及油气采收率的重要因素。率的重要因素。一般陆相储层的非均质程度高于海相储层。一般陆相储层的非均质程度高于海相储层。我国目前已发现的油气储量我国目前已发现的油气储量90%90%来自陆相沉积地层，来自陆相沉积地层，并且绝大多数为注水开发。因此，
6、储层非均质性的研并且绝大多数为注水开发。因此，储层非均质性的研究水平将直接影响到储层中油气水分布规律的认识和究水平将直接影响到储层中油气水分布规律的认识和开发效果的好坏以及最终采收率。开发效果的好坏以及最终采收率。油气田开发基础油气田开发基础9二、储层非均质性的分类二、储层非均质性的分类 一般将储层非均质性分为宏观非均质性和微观非均质一般将储层非均质性分为宏观非均质性和微观非均质性两大类，而宏观非均质性又包括层内非均质性、平面非性两大类，而宏观非均质性又包括层内非均质性、平面非均质性和层间非均质性。微观非均质性是指研究岩石颗粒、均质性和层间非均质性。微观非均质性是指研究岩石颗粒、填隙物及孔隙结
7、构的非均质性。填隙物及孔隙结构的非均质性。层内非均质性层内非均质性 宏观非均质性宏观非均质性 平面非均质性平面非均质性储层非均质性储层非均质性 层间非均质性层间非均质性 微观非均质性微观非均质性油气田开发基础油气田开发基础10 是对一套砂泥岩间互的含油是对一套砂泥岩间互的含油层系的总体研究。层系的总体研究。包括各种沉积包括各种沉积环境的砂体在剖面上交互出现的环境的砂体在剖面上交互出现的规律性，作为隔层的泥质岩类的规律性，作为隔层的泥质岩类的发育和分布规律，以及砂体间渗发育和分布规律，以及砂体间渗透率差异等。透率差异等。一个储层砂体的几何形态、一个储层砂体的几何形态、规模、连续性，以及砂体内孔隙
8、规模、连续性，以及砂体内孔隙度度-渗透率的平面变化所引起的非渗透率的平面变化所引起的非均质性。它直接关系到注入剂的均质性。它直接关系到注入剂的波及效率。波及效率。油气优先充注通道油气优先充注通道烃源岩分布区烃源岩分布区泛泛滥滥平平原原河河道道主主道道主主河河油气田开发基础油气田开发基础11(3)(3)层内非均质性层内非均质性 是指一个单砂层规模内垂向上的储层是指一个单砂层规模内垂向上的储层性质变化。包括性质变化。包括层内垂向上渗透率的差异层内垂向上渗透率的差异程度、最高渗透率段位置及渗透率的非均程度、最高渗透率段位置及渗透率的非均质程度、层内粒度质程度、层内粒度-渗透率韵律、层内不连渗透率韵律
9、、层内不连续的泥质薄夹层的分布。续的泥质薄夹层的分布。层内非均质性是层内非均质性是直接控制和影响层内注入剂波及体积的关直接控制和影响层内注入剂波及体积的关键因素。键因素。(4)(4)微观非均质性微观非均质性 包括孔隙、颗粒、填隙物非均质。包括孔隙、颗粒、填隙物非均质。孔隙非均质主要指微观孔隙结构的非均质；孔隙非均质主要指微观孔隙结构的非均质；颗粒非均质主要指颗粒结构及矿物学特征颗粒非均质主要指颗粒结构及矿物学特征变化；填隙物非均质为填隙物的含量、矿变化；填隙物非均质为填隙物的含量、矿物组成及敏感性等。物组成及敏感性等。油气田开发基础油气田开发基础121 1、储层纵向分布的复杂程度、储层纵向分布
10、的复杂程度 (1)(1)分层系数：分层系数：一定层段内一定层段内砂层的层数砂层的层数,以平均单井钻遇砂以平均单井钻遇砂层数表示。即层数表示。即分层系数分层系数=钻遇砂体钻遇砂体总层数总层数/井数井数 (2)(2)砂岩密度砂岩密度（砂地比砂地比）：砂砂岩总厚度岩总厚度/地层总厚度地层总厚度泥包砂砂包泥互层油气田开发基础油气田开发基础132 2、层间渗透率非均质程度、层间渗透率非均质程度 层间渗透率变异系数层间渗透率变异系数 (V(Vk k)层间渗透率突进系数层间渗透率突进系数 (T(Tk k)层间渗透率级差层间渗透率级差 (J(Jk k)knkkVniik12/)(kKTkmaxminmaxKK
11、Jk非均质类型VkTk相对均质型0.50.73油气田开发基础油气田开发基础143 3、层间隔层、层间隔层 分隔垂向上不同砂体的非渗透分隔垂向上不同砂体的非渗透层层 (泥岩泥岩,膏岩等膏岩等)，横向连续性好，横向连续性好,能阻隔砂体之间的垂向渗流。能阻隔砂体之间的垂向渗流。划分开发层系：隔层分布划分开发层系：隔层分布油气田开发基础油气田开发基础15 二、层间非均质对开发影响二、层间非均质对开发影响 层间干扰，单层突进层间干扰，单层突进高渗层水驱启动压力高渗层水驱启动压力低，在相同压差作用低，在相同压差作用下，吸水多，水线推下，吸水多，水线推进快，采油井中出油进快，采油井中出油多，见水早、含水高。
12、多，见水早、含水高。低渗透层水驱启动压低渗透层水驱启动压力高，吸水少，出油力高，吸水少，出油少。出现水沿高渗透少。出现水沿高渗透层突进现象，造成油层突进现象，造成油井含水高，大量剩余井含水高，大量剩余油在差油层中没有动油在差油层中没有动用，严重影响采收率。用，严重影响采收率。层间非均质性导层间非均质性导致层间干扰和单层突致层间干扰和单层突进，进，大部分原油残留大部分原油残留地下形成地下形成“死油死油”，从而降低了水淹厚度从而降低了水淹厚度系数系数,形成层间矛盾形成层间矛盾及剩余油。及剩余油。级差与不出油砂级差与不出油砂体厚度呈正比，级差体厚度呈正比，级差越大，不出油的油层越大，不出油的油层越多
13、。吸水剖面上，越多。吸水剖面上，渗透率高砂体吸水能渗透率高砂体吸水能力最强。力最强。油气田开发基础油气田开发基础161 1、砂体几何形态、砂体几何形态 席状砂体：长宽比近似于1:1，平面上呈等轴状 土豆状砂体：长宽比小于3:1 带状砂体：长宽比3:120:1 鞋带状砂体：长宽比大于 20:1 不规则砂体：形态不规则，一般有一个主要延伸方向。泛泛滥滥平平原原河河道道主主道道主主河河油气田开发基础油气田开发基础172 2、砂体规模及各向连续性、砂体规模及各向连续性 砂体连续性指砂体在各个方向上规模大小，重点是砂体连续性指砂体在各个方向上规模大小，重点是它的长度、宽度和厚度，即侧向连续性。它的长度、
14、宽度和厚度，即侧向连续性。按延伸长度可分为五级按延伸长度可分为五级:一级一级:砂体延伸大于砂体延伸大于2000米米,连续性极好。连续性极好。二级二级:砂体延伸砂体延伸16002000米米,连续性好。连续性好。三级三级:砂体延伸砂体延伸6001600米米,连续性中等。连续性中等。四级四级:砂体延伸砂体延伸300600米米,连续性差。连续性差。五级五级:砂体延伸小于砂体延伸小于300米米,连续性极差。连续性极差。长长度度/宽宽度度/厚厚度度 钻遇指定砂层的井数占总钻井数的百分数。钻遇指定砂层的井数占总钻井数的百分数。（表示在一定井网条件下对砂体的控制程度）（表示在一定井网条件下对砂体的控制程度）油
15、气田开发基础油气田开发基础18 3 3、砂体连通性：、砂体连通性：是指各成因砂体单元在垂向和侧向相是指各成因砂体单元在垂向和侧向相互接触连通的方式和程度。互接触连通的方式和程度。单个砂体连通后形成的复合砂单个砂体连通后形成的复合砂体称为体称为连通体。连通体。1 1）砂体配位数：与某一个砂体连通接触的砂体数。）砂体配位数：与某一个砂体连通接触的砂体数。2 2）连通程度：指连通的砂体面积占砂体总面积的百分数。）连通程度：指连通的砂体面积占砂体总面积的百分数。3 3）连通系数：连通砂体层数占砂体总层数的百分比。）连通系数：连通砂体层数占砂体总层数的百分比。4 4）连通体大小）连通体大小：连通的复合砂
16、体规模。连通的复合砂体规模。油气田开发基础油气田开发基础194 4、砂体内孔隙度、渗透率的平面变化及方向性、砂体内孔隙度、渗透率的平面变化及方向性 编制孔隙度、渗透编制孔隙度、渗透率及渗透率非均质程度率及渗透率非均质程度的平面等值线图，表征的平面等值线图，表征其平面变化。研究的重其平面变化。研究的重点是渗透率的方向性，点是渗透率的方向性，它直接影响到注入剂的它直接影响到注入剂的平面波及效率。平面波及效率。油气田开发基础油气田开发基础20二、平面非均质对开发影响二、平面非均质对开发影响 影响注入水平面波及范围。影响注入水平面波及范围。注水井内注入水在不同方向推进注水井内注入水在不同方向推进不均匀
17、，主要受渗透率方向性影响。不均匀，主要受渗透率方向性影响。水在压力作用下总是沿阻力最水在压力作用下总是沿阻力最小方向推进。在渗透率最大的方向小方向推进。在渗透率最大的方向上会形成一个上会形成一个“水道水道”，随着时间，随着时间推移，长期水洗地区，孔隙中泥质推移，长期水洗地区，孔隙中泥质被带走，被带走，“水道水道”作用增强，造成作用增强，造成某些方向严重水洗，而在其它方向某些方向严重水洗，而在其它方向上水洗程度弱或不水洗形成剩余油上水洗程度弱或不水洗形成剩余油滞流区，因而降低了波及面积系数。滞流区，因而降低了波及面积系数。1 1）沿高渗透带方向窜流；）沿高渗透带方向窜流；2 2）沿古水流线方向窜
18、流；）沿古水流线方向窜流；3 3）沿裂缝发育方向窜流。）沿裂缝发育方向窜流。油气田开发基础油气田开发基础211 1、砂体韵律性、砂体韵律性粒度韵律粒度韵律渗透率韵律渗透率韵律 A A、正韵律：、正韵律：正韵律油层底部颗粒粗，正韵律油层底部颗粒粗，分选好，渗透率高，注入水在重力作用下，分选好，渗透率高，注入水在重力作用下，造成底部水淹，而中、上部形成剩余油。造成底部水淹，而中、上部形成剩余油。B B、反韵律：、反韵律：在渗透率级差很大时，上在渗透率级差很大时，上部先水淹；级差中等时，均匀水淹；级差很部先水淹；级差中等时，均匀水淹；级差很小时，下部水淹。小时，下部水淹。在渗透率级差相似的情况下，由
19、于重力在渗透率级差相似的情况下，由于重力作用的影响，油层采收率要好于正韵律。作用的影响，油层采收率要好于正韵律。C C、复合韵律：、复合韵律：复合正韵律开发效果比复合正韵律开发效果比正韵律好，属分段水淹；复合反韵律与反韵正韵律好，属分段水淹；复合反韵律与反韵律相似。律相似。D D、均匀韵律：、均匀韵律：均匀韵律的驱油效果与均匀韵律的驱油效果与油层厚度有关，厚度薄，驱油效果好，厚度油层厚度有关，厚度薄，驱油效果好，厚度大且无夹层时，驱油效果差。大且无夹层时，驱油效果差。油气田开发基础油气田开发基础222 2、层内渗透率非均质程度、层内渗透率非均质程度层内渗透率变异系数层内渗透率变异系数 (V(V
20、k k)层内渗透率突进系数层内渗透率突进系数 (T(Tk k)层内渗透率级差层内渗透率级差 (J(Jk k)knkkVniik12/)(kKTkmaxminmaxKKJk油气田开发基础油气田开发基础233 3、层内夹层：、层内夹层：砂体内部夹含的不渗透或低渗透薄层，横向上不稳定。砂体内部夹含的不渗透或低渗透薄层，横向上不稳定。1 1）夹层夹层岩性：岩性：泥岩、钙质条带、沥青泥岩、钙质条带、沥青油气田开发基础油气田开发基础242 2）夹层产状夹层产状a a b b c c 平行夹层平行夹层 平行夹层平行夹层斜交夹层斜交夹层 斜交夹层斜交夹层 油气田开发基础油气田开发基础253 3）夹层分布夹层分
21、布A.A.相对稳定夹层相对稳定夹层11个井距个井距B.B.较稳定夹层较稳定夹层0.50.5-1 1个井距个井距C.C.不稳定夹层不稳定夹层0.5复合正均质正韵律复合正韵律反韵律复合反韵律油气田开发基础油气田开发基础462 2、夹层的影响、夹层的影响 厚油层中稳定夹层有利于水驱；但稳定性差的夹层使水驱效果变差；采油井注水井边滩天然堤决口扇活动河道油气田开发基础油气田开发基础47 3 3、粘度差和密度差造成的、粘度差和密度差造成的剩余油剩余油 由于油气或油水的密度差、粘度差造成水驱油前缘向油层底部突进，从而使得油层内一部分厚度动用程度低，影响水淹厚度系数。底水锥进4.4.气锥和水锥造成的剩余油分布
22、气锥和水锥造成的剩余油分布 对于具有底水或气顶的油田，开发过程中由于水锥和气锥的形成，使得油层内许多油采不出来。油气田开发基础油气田开发基础48（四）水淹层中微观规模的剩余油（四）水淹层中微观规模的剩余油1、微观剩余油形态、微观剩余油形态 亲水储层：亲水储层：油滴、索油滴、索状、簇状油块。状、簇状油块。大孔隙由大孔隙由于水沿孔隙边缘夹缝运动，于水沿孔隙边缘夹缝运动，很容易把孔隙中央的油包围很容易把孔隙中央的油包围起来起来,小孔隙驱替效果好。小孔隙驱替效果好。亲油储层：亲油储层：油滴、油油滴、油膜、簇状油块。膜、簇状油块。含油小孔含油小孔隙一般水驱不到，大孔隙驱隙一般水驱不到，大孔隙驱替效果较好
23、。替效果较好。油气田开发基础油气田开发基础492、微观剩余油形成机理、微观剩余油形成机理并联模型（双孔道模型）：并联模型（双孔道模型）：有共同入口和出口，在压差作用下驱有共同入口和出口，在压差作用下驱油，但油水界面运移速度不同。油，但油水界面运移速度不同。亲油岩石：亲油岩石：驱动力驱动力 毛管力毛管力+粘滞力粘滞力 大孔隙中毛管力小，移动速度快(驱替作用)(b)亲水岩石：亲水岩石：驱动力驱动力+毛管力毛管力 粘滞力粘滞力 驱动力小时，毛管力不可忽略，小孔隙中毛管力大，移动速度快(自吸作用)(c)驱动力很大时，毛管力可以忽略，大孔隙粘滞力小、移动速度快)(d)油气田开发基础油气田开发基础50串联模型（多孔道模型）串联模型（多孔道模型）:宽窄孔喉串联在一起的毛管网络。亲油岩石亲油岩石:驱动力毛管力+粘滞力 水驱油过程，油水界面是渐扩渐缩的，连续的油丝穿过多孔介质时，在孔喉隘口处发生油丝断裂(A,B,C,D)；亲水岩石亲水岩石:驱动力+毛管力粘滞力 侵入水润湿喉道表面，不断加大形成水桥，阻断油丝，形成油滴(E)。油气田开发基础油气田开发基础51
