注水開發過程中儲層物理特征變化規律研究

李建元 顧騰 朱旭 鄒梅 袁術

摘要：油田在進行注水開發過程中，儲層物理特征參數會發生明顯變化，結合油田不同含水區的地質材料進行分析，利用數據模擬等相關技術，了解油層注水開發過程中儲層物性的變化規律，從而提出相應的開采措施，從而有效增加油田儲層的開采效果。

關鍵詞：注水開發;儲層;變化規律

隨著我國油田的不斷深入和長期開發，經常會出現油井降產或者停產問題，對油田進行注水能夠有效改善這一問題。但是在長期注水以后，油田已經進入高含水區，油田中的儲層性質會發生變化，比如儲層物性、孔喉大小以及儲層非均質性都會出現明顯地改變。只有了解其變化規律，才能弄清楚注采工藝實施所造成的儲層性質變化，能夠正確認識目前儲層的地質特征，以及剩余油的分布情況，為后期開采提供重要的依據。

1注水開發的生產特點

油田注水開發的生產特點包括：（1）油田在進行開發的過程中，油田本身存在著啟動壓差，在啟動壓差相對較小的情況下油田中的液體無法自由流動，只有當啟動壓差達到某個臨界點時才能夠促進流體進行流動，如果不采用注水的方式低滲透油田在進行開發的過程中會造成滲透率降低的情況。（2）如果油田在進行開發過程中出現裂縫問題，油井可能會出現水淹情況，當水區程度較低時，低滲透油田的開發速度會比較慢，在這種情況下會影響注水開發的效果。（3）油田的資源產能較低，油田中的滲透率較低，因此自然產能就會降低，因此需要對油井進行壓裂改造，只有這樣才能夠提高油田的經濟效益。

2注水開發過程中儲層物理特征變化規律

2.1填隙物變化

油田在開發初期，由于地質作用的壓力比較小，晶體分解的程度比較低，隨著注水時期的不斷增長，當儲層達到高含水期時，隨著注水壓力的不斷增加和浸泡。會造成晶體開始分解，破壞程度會根據其位置而決定。位于注水主流線上的位置破壞程度比較嚴重，位于不聯通的孔隙中會保存比較完好，伊利石一般會呈鱗片狀粘附于石英石等礦物顆粒的表面上，蒙脫石一般會曾朵狀位于孔壁的四周，除了粘土礦物以外會發生變化，儲層中的碳酸鹽類物質也會發生相應的變化，隨著注水力度的不斷增大，這些物質可能會在水驅動的作用下出現小面積的聚集，也有一部分會隨著油水排出地面。

2.2孔隙度變化

通過油田的未注水期、中高含水期以及高含水期的孔隙度進行對比分析。可以看出，油田在開發初期到高含水期這一階段，儲層中的孔隙度呈下降趨勢，孔隙度較大的區間相對比例有所下降，而孔隙度較小區間樣品數會有所增加。特別是孔隙度小于20%和孔隙度小于15%的數量大幅度增加，因此則說明該儲層間的孔隙度平均時呈下降狀態，由此可以說明在這個期間，儲層中的孔隙度呈下降趨勢。雖然孔隙度的總是出現下降，但是其平均值反而增大，這說明在開發過程中地層中的微粒物被帶出，儲層在某個區間孔隙度反而增加。

2.3滲透率的變化

在油田開采過程中，儲層內的滲透率會出現明顯變化，滲透率會隨著注水量的不斷增加而減小，如果儲層內的孔隙度越小那么滲透率就會越小。在油田開發初期到高含水期，游城中的滲透力會呈現出下降趨勢，但是到了高含水期以后，儲層中的滲透率會有較大幅度的提高。對于流體中存在的較大物質，隨著注水時期的不斷延長，會造成儲藏中空隙堵塞，最終導致滲透率出現下降，因此在油田開采過程中，應當合理控制注水時間，防止儲層內空隙發生堵塞，進而影響到石油的開采效果。

2.4潤濕性的變化

油田中巖石的潤濕性主要取決于原油中組分的含量以及巖石表面性質。在石油開發過程中，油田受到長期注水的作用，會導致巖石的潤濕性發生變化，由親油性改變為親水性。

儲層注水后潤濕性發生變化的主要原因是：第一，油田進行注水開發以后，原油受到注水量的沖刷，巖石表面的油性分子被沖走，使粘附在巖石表面上的油膜變薄，最終被水膜所替代。第二，水對巖石中的礦物成分發生溶解，油田儲層孔隙中的油性分子分布不均勻，導致巖石的親水性越來越明顯

3儲層物理特征參數變化對開發效果的影響

隨著油田注水量的持續增加，儲層中的孔隙度和滲透率都會發生明顯變化，儲層中的注入水流動性會增強，儲層流體會沿著裂縫的主流方向進行流動，隨著注入水的不斷增加，如果儲層參數沒有發生明顯變化，則油田的開發效果就會有所降低。在進行注水過程中儲層潤濕性與驅油機理有著直接關系，潤濕性會影響注水效果，因此在實際開采過程中，需要不斷改變儲層的潤濕性才能夠有效提升油田的開采效果，在進行長期注水以后，油層中的親油性會轉化為親水性，從而增加了注水的波及體積，實現了油田的開采收益。

另外，原油黏度會直接影響到流體的流動速度，會對注水過程造成較大的影響，隨著油田注水量的不斷增加，油水粘度會呈現上升趨勢，導致流動阻力增加，從而會發生底水錐進現象，造成油田的采收率減小。因此可以說明，原油黏度的增加會直接影響到油田的開采效果，油田在出現水淹以后，油層中的大量剩余油會很難進行開采，因此需要采取相應的開采工藝，才能夠有效提高剩余油的開采效率。

4結束語

隨著石油資源勘探程度的不斷提高，各行各業對石油的需求也越來越多，針對低油田的開采也變得非常重要。注水是開發低滲透油田最重要的手段，但是因為在開發過程中會受到很多因素的影響，并且這些因素還存在著不穩定的變化。油井在長期注水以后，儲層中的參數會發生變化，儲層中粘土礦物含量會發生明顯變化，顆粒會被注入水侵蝕，遷移，導致儲層中的顆粒支撐方式發生變化、儲層孔喉網絡也會因此出現明顯變化，因此需要根據連續損傷力學的觀點，建立起油田巖石孔隙度與孔隙時變主值之間的定量關系。

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