油藏驱动方式
作者：刁磊
来源：《中国科技博览》2014年第05期
        摘要：所谓驱动方式，是指油层在开采过程中主要依靠哪一种能量来驱油。油藏的驱动能量不同，开采方式则不同，从而在开发过程中产量、压力、气油比等等重要开发指标有不同的变化特征。它们是表示驱动方式的主要因素，所以可以从它们的变化关系判断驱动方式。
        驱动方式对于油田开发来说具有很重要的意义：选择合理的开发方式，合理的生产井和注入井的布井方案，合理的开发策略和单井工作制度，这些都很大程度上由油藏驱动方式来确定。驱动方式也影响采收率，反过来开采速度和总采液量也影响油层的驱动方式。值的注意的是，由于油层的地质条件和油气性质的差异，不同油田之间，甚至同一油田的不同油层之间，它们的驱动方式可以是不同的。
        关键字：驱动方式、采收率、底层条件
        中图分类号：TE 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）05-01-01
        驱动方式包括天然驱动能和人工驱动能两种。对于油藏来说，假定仅用天然能量开采，而不进行人工注水或注气保护地层压力的话，则称为一次采油。根据自然地质条件，一次采油可以利用的天然能量和驱动机理有：水压驱动、气压驱动、溶解气驱、重力驱动、弹性驱动。
        当有边水或底水时，则会形成水压驱。水压驱动可分为刚性水驱和弹性水驱。在原始地层条件下，当油藏的边部或底部与广阔或比较广阔的天然水域相连通时，在油藏投入开发后，由于在含油部分产生的地层压降，会连续的向外传递到天然水域，引起天然水域内的地层水和储层岩石的累加式弹性膨胀作用，同时造成对油藏含油部分的水侵作用。天然水域越大，渗透率越高 ，则水驱作用越强。如果天然水域的储层与地面具有稳定供水的露头像我连接，则可形成达到供采平衡和地层压力略降的理想水驱条件，这种情况称刚性水驱，此时地层压力基本保持部变；当边水 、底水或注入水较小，不能保持地层压力部不变时称弹性水驱。
        1.刚性水驱
        油藏驱动能量主要是依靠边水（或底水、注入水）的作用。形成刚性水驱的油藏条件为：
油藏有边水（或底水、注入水），油层与边水或底水相连通；水层有露头，且存在良好的供水源，与油层的高差也大；油水之间没有断层遮挡；生产过程中地层压力基本保持不变；油藏是靠边（底）水驱动原油。
        在刚性水驱条件下，油藏能量供给充分。其主要特点表现为：油藏在生产过程中油层压力部变，井底流压不变，压降越大，采液量越大，压降不变，采液量不变；油井见水后产油量急剧下降；生产气油比始终不变（开采过程中气全部呈溶解状态）。
        2.弹性水驱
        弹性水驱主要是依靠随着采出液体使含水区和含油区压力降低而释放出的弹性能量来进行开采。对于弹性水驱，油藏主要表现为有边水（或底水、注入水）存在，在生产过程中地层压力高于饱和压力，油田开发主要靠油藏含水区和含油区的弹性能驱油。
        油藏能形成弹性水驱的条件有边水不活跃，一般无露头，或有露头但水源供应不足，不能弥补采液量；存在断层或岩性变坏的影响等方面的原因；若采用人工注水时，注水速度赶不上采液速度。
        弹性水驱油藏的开采主要特征为：地层压力部断降低 ；产量随时间而下降；（气油比保持不变。水驱油藏的采收率与地层压力保持程度、油藏的非均质性、储层渗透率、地层原油粘度、丼网密度、层系划分有密切的关系。当然对于天然水驱的能量不足时，可以采用人工注水补充能量的措施，但从此时即转为二次采油或称为一次加二次采油阶段。溶解气驱，是指油层压力低于饱和压力时，溶解状态的气体分离出的气泡膨胀而将石油推向井底的驱动方式。溶解气驱应满足以下条件：（1）气泡膨胀驱油向井底。气泡膨胀驱动能量为主要驱动能。（2）油藏无边水（或底水、注入水）、无气顶，或有边底水而不活跃；（3）地层压力低于饱和压力。
        单纯的溶解气驱，就是随着压力的下降，原油的溶解气将以气泡的形式逐步分离出来，并在其分离的过程中，引起地层流体体积的膨胀，驱动原油向低压处井底流动。由于溶解气驱是靠地层压力下降，溶解气分离，流体体积膨胀造成的驱动作用，因而它又被称为内在驱动或消耗式驱动。这一驱动过程可以一直到地层中临界含气饱和度形成之前。因为在此饱和度形成之后，随着地层压力的下降，气体从原油中脱出，除去增加地层的原油粘度之外，还会形成油气的两相流动。同时，随着地层内含气饱和度的增加，增加了气体的相渗透率，降低了油的相渗透率，因而，引起油井产油量的连续下降和生产气油比的连续升高，直到达到
峰值之后而进入溶解气驱开发的枯竭期。在生产过程中，井底分离出的气体形成连续相后，油井产量会急剧下降，生产气油比快速上升，到达峰值之后下降。
        3.当有边水和底水或注入水时，则会形成水压驱动。水压驱动可分为刚性水驱和弹性水驱。
        在原始地层条件下，当油藏的边部或底部与广阔或比较广阔的天然水域相连通时，在油藏投入开发后，由于在含油部分产生的地层压降，会连续地向外传递到天然水域，引起天然水域内的地层水和储层岩石的累加式弹性膨胀作用，同时造成对油藏含油部分的水侵作用。天然水域愈大，渗透率愈高，则水驱作用愈强。如果天然水域的储层与地面具有稳定供水的露头相连通，则可形成达到供采平衡和地层压力略降的理想水驱条件，此种情况称刚性水驱，此时地层压力基本保持不变；当边水、底水或注入水较小，不能保持地层压力不变时程弹性水驱。
        形成刚性水驱的油藏条件：（1）油藏有边水（或底水、注入水），油层与边水或底水相连通；（2）水层有露头，且存在良好的供水源，与油层的高差也大；（3）油水之间没有断层遮挡；（4）生产过程中地层压力基本保持不变；（5）油藏是靠边（底）水驱动原油。
        油藏形成弹性水驱的条件有边水不活跃，一般无露头，或有露头但水源供应不足，不能弥补采液量；存在断层或岩性变坏的影响等方面的原因；若采用人工注水时，注水速度赶不上采液速度。
        人工驱动能包括人工注水和人工注气。当通过研究确定油田能量不足时，则应考虑向油层注入驱替工作剂—水、气、蒸汽或其他工作剂。
        注入剂的选择也与储层结构及液体有密切的关系。当储层内渗透性很低时，在该处注水效果往往很差，油井见效慢，故高产井不仅适宜于采油更适宜于注水。但断层及裂隙较多时，采用注水、注气，可使水、气沿断裂处窜入生产井或其他非生产层，因而必须搞清楚其发育规率，因势利导，以扩大水淹及水驱见效面积。
        若储层性质均匀，渗透性好，油粘度小，水敏性粘土矿物少，进行注水开发是合适的。若油层渗透性太差，厚度过大，也易形成气窜。此外，原油与气体粘度比不宜过大。
        对于一个具体的油田而言，选择驱动方式的原则：既要合理的利用天然能量，又要有效的保持油藏能量（如注入流体等），以满足对开采速度和稳定时间的要求。
        参考文献：
        [1] 刘德华.油藏工程基础.石油工业出版社，2004
        [2] 李传亮.油藏工程原理.石油工业出版社，2005
        [3] 何更生.油层物理.石油工业出版社，2006
        [4] 刘吉余.油气田开发地质.石油工业出版社，2006
        [5] 陈涛平等.石油工程.石油工业出版社，2000
注入
        [6] 李颖川.采油工程. 石油工业出版社，2009

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