内容简介
《油气藏开采驱替单元渗流理论与开发技术》通过实验、理论推导、数值模拟分析和实际应用相结合的方法建立了油气藏开采驱替单元渗流理论与开发技术，分别论述了油气储层驱替单元渗流理论、储层特征与流体分布规律及模式、基于驱替单元渗流理论的开发技术，如流场重构与剩余油挖潜方法等；重点阐述驱替单元渗流理论、驱替单元划分方法，以及其理论方法在高含水油田、低渗透油田、普通稠油油藏开发中的应用，并给出了实际油田应用案例。
精彩书摘
**篇油气储层驱替单元渗流理论
第1章驱替单元基本概念
1.1驱替单元概念的提出
自从Hearn等于1984年提出流动单元(flow unit)的概念以来[1，2]，其已被广泛应用于油田的勘探、开发领域[3-5]。如今，基于流动单元发展而兴起的驱替单元的研究对油田开发特别是二次采油和三次采油具有实际意义，它不仅促进了地质体描述定量化，而且促进了地质与油藏的结合[6]。
1.静态的流动单元方法
储层流动单元研究是国外20世纪80年代中后期兴起的一种储层研究方法，90年代国内才开始对其进行探索性研究[7，8]。这类研究包括对地下油水分布规律进行分析、对剩余油分布进行预测，其对油田开发特别是二次采油和三次采油具有很强的实际意义[9，10]。然而，由于具体的地质条件和实际资料的限制及研究问题的出发点不同，对流动单元的认识及研究方法也不完全一致。以往对流动单元的研究方法一般分为以地质研究为主的流动单元划分方法(沉积相法、层次分析法、非均质综合指数法)和以数学手段为主的储层参数分析法[流动分层指标(FZI)法[11]、孔喉几何形状R35法、生产动态参数法、多参数综合法]两类[12]。流动单元是在流体研究中提出的，目前，对流动单元的概念、划分方法及控制因素等方面尚未完全达成共识。
流动单元是一个影响流体流动的岩性和岩石物理性质在内部相似的储集岩体，并与其他岩体的岩石物理性质有一定的差别。按照这一概念，一个储集岩体可以划分为若干个岩石物理性质各异的流动单元块体。在块体内部，影响流体流动的地质参数(储层孔隙度、渗透率、孔隙结构、表面性质及相对渗透率*线)相似，块体间则表现出岩性、岩石物理性质的差异性，从而具有不同的流体流动特征[13]。
20世纪90年代，我国学者开始对流动单元进行研究。裘怿楠教授认为流动单元是砂体内部建筑结构的一部分，同时还指出流动单元是一个相对的概念，应根据油田的实际地质、开发条件而定。1996年、1999年裘怿楠教授和穆龙新教授又进一步阐述了这个思想，并提出油田在不同开发阶段面临的储层非均质矛盾是不同的，在开发初期合注合采条件下，流动单元即油砂体；在细分层系开发条件下，流动单元为成因单元砂体组合；在加密井网开发条件下，流动单元为成因单元砂体；在厚油层提高采收率条件下，流动单元为孔隙单元[14，15]。
总之，自从流动单元的概念提出以来，很多学者应用这一概念开展了储层表征或储层评价研究。然而，不同学者对这一概念的认识仍存在着一定的分歧。
2.地质体储量等级(地质甜点)思想
与静态的流动单元方法类似，人们也提出了地质甜点的方法。所谓“甜点”是从国外油气勘探开发界的“sweet heart”一词直接翻译而来，表示地下油气富集且具有经济开采价值的区域(包括油气藏内垂向的深度范围或平面的某一区域)。在油气勘探开发过程中，“甜点”意味着在大面积的含油气区或长距离含油气层段中，往往有一部分是在当前经济、技术条件下具有较好开发效益的部分，这些发育较好的部分在纵、横向上分布可能都不成片，所以称为“甜点”。寻找“甜点”是油气勘探开发工程中不懈追求的目标，而在油气藏开发过程中，“甜点”不仅是一种静态的指标，还具有动态的内涵。其分布和规模意味着动态的地质储量。
油气藏的储量通常按照储量的可靠程度进行分级。根据石油、天然气储量的规范，已发现的油气藏的储量按照探明程度由低到高，依次分为预测储量、控制储量和探明储量三级。
预测储量是指在圈闭预探阶段获得了油流、气流或综合解释有油气存在时，对有进一步勘探价值的、可能存在的油气藏估算求得的、确定性很低的地质储量。这种储量计算的参数是由类比法确定的，因此可估算一个储量范围值。预测储量是制定评价勘探方案的依据。
控制储量是在某一圈闭内预探井中发现工业油气流后，以建立探明储量为目的，在评价钻探阶段钻了少数评价井后所计算的储量。该级储量通过地震详查和综合勘探技术查明圈闭形态，对所钻的评价井已做详细的单井评价。通过地质、地球物理综合研究，已初步确定油藏类型和储层的沉积类型，以及大体控制含油面积和储层厚度的变化趋势，对油藏复杂程度、产能大小和油气质量已做初步评价，其相对误差不超过±50%。
探明储量是在油气田评价钻探阶段完成或基本完成后计算的储量，并在现代技术和经济条件下可提供开采并能获得社会经济效益的可靠储量。探明储量是编制油田开发方案，进行油田开发建设投资决策和油气田开发分析的依据。对于油田的探明储量，应尽可能充分利用现代地球物理勘探技术和油藏探边测试方法，查明油藏类型、含油构造形态、储层厚度、岩性、物性及含油性变化和油气水边界等数据，并对储量做出更进一步的评价，其相对误差不超过±20%。
不过，这三种储量等级都属于静态储量，在油气田开发过程中，还应充分重视动态储量，即“剩余
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前言
**篇 油气储层驱替单元渗流理论
第1章 驱替单元基本概念 3
1.1 驱替单元概念的提出 3
1.2 基本概念及定义 7
1.2.1 油气储层特征和基本参数 7
1.2.2 流动单元 8
1.2.3 流量贡献率渗流数学模型 10
1.2.4 流量非均匀分布*线与流量强度差异系数 13
1.3 驱替单元区域划分原则 20
第2章 驱替单元渗流数学模型及区域划分计算方法 22
2.1 驱替单元渗流数学模型 22
2.1.1 驱替单元的表征 22
2.1.2 水驱平面饱和度分布模型 23
2.1.3 聚合物驱饱和度分布模型 27
2.1.4 三维模型流量劈分计算方法 30
2.2 驱替单元区域划分计算方法 33
2.2.1 水淹级别识别原理及方法 33
2.2.2 井网面积波及系数的确定 34
第3章 三维驱动单元渗流数学模型 35
3.1 三维有效驱动单元数学模型 35
3.1.1 三维油水两相流动的模型 35
3.1.2 三维流函数法研究流体在驱动单元中的流动 37
3.1.3 驱动单元三维流函数法的饱和度模型 42
3.2 驱动单元确定非均质厚油层剩余油分布特征方法 44
3.2.1 韵律条件下储层流线表征模型 44
3.2.2 夹层条件下储层流线表征模型 48
3.2.3 注采不完善条件下储层流线表征模型 51
3.3 垂向重力作用对厚油层剩余油和含水率的影响 52
3.3.1 垂向重力作用对驱油效果影响实验模拟 52
3.3.2 基于机器学习方法的重力对厚油层剩余油影响模拟 62
3.4 非均质储层剩余油分布表征 64
3.4.1 韵律条件下储层流线及剩余油饱和度分布 64
3.4.2 单韵律储层流线及剩余油饱和度分布 65
3.4.3 复合韵律流线及剩余油饱和度分布 70
3.4.4 夹层条件下储层流线及剩余油饱和度分布 74
第4章 均质储层驱替单元与油水分布规律 84
4.1 均质储层水驱驱替单元的划分 84
4.1.1 水驱模拟参数及方法 84
4.1.2 驱替单元划分结果及油水分布规律 85
4.1.3 均质储层水淹特征及油水分布规律 93
4.2 均质储层聚合物驱驱替单元的划分 95
4.2.1 聚合物驱模拟参数及方法 95
4.2.2 驱替单元划分结果及油水分布规律 97
4.3 均质储层聚合物驱浓度对驱动单元的影响 99
4.3.1 不同浓度聚合物驱驱动单元划分结果 99
4.3.2 不同浓度聚合物驱油水分布规律 103
第5章 非均质储层驱替单元与油水分布规律 112
5.1 储层平面非均质性 112
5.1.1 平面渗透率非均质性 112
5.1.2 地层中存在断层、夹层遮挡 123
5.2 储层纵向非均质性 141
5.2.1 隔层发育纵向非均质性 141
5.2.2 夹层发育纵向非均质性 146
5.3 地层中存在遮挡 153
5.3.1 断层发育或两侧遮挡1/3、1/2、2/3 153
5.3.2 断层发育或中间遮挡1/3、1/2、2/3 156
第二篇 储层特征与流体分布规律及模式
第6章 油气储层构型模式 161
6.1 *流河厚油层构型模式 161
6.1.1 废弃河道 161
6.1.2 点坝构型模式 162
6.1.3 溢岸构型表征 168
6.2 三角洲前缘厚油层构型模式 169
6.2.1 内部构型分析 169
6.2.2 单砂体识别标志 170
6.2.3 水下分流河道砂体构型模式 173
6.2.4 席状砂内部构型模式 179
第7章 水驱油藏剩余油形成机理 181
7.1 油水两相渗流数学模型 181
7.1.1 运动方程 181
7.1.2 连续性方程 181
7.1.3 状态方程 181
7.1.4 油水两相渗流控制方程 182
7.1.5 定解条件 183
7.2 *流河厚油层剩余油形成机理 184
7.2.1 *流河构型对剩余油形成与分布的影响 184
7.2.2 不同井距下构型对剩余油形成与分布的影响 185
7.2.3 不同开发阶段构型对剩余油形成与分布的影响 186
7.2.4 点坝内部构型对剩余油形成与分布的影响 186
7.2.5 正韵律级差对剩余油形成与分布的影响 189
7.2.6 射孔位置对剩余油形成与分布的影响 191
7.3 三角洲前缘厚油层剩余油形成机理 193
7.3.1 平面构型单元对剩余油形成与分布的影响 193
7.3.2 平面级差对剩余油形成与分布的影响 195
7.3.3 单河道宽度对剩余油形成与分布的影响 198
7.3.4 水下分流河道形态对剩余油形成与分布的影响 200
7.3.5 层内韵律性对剩余油形成与分布的影响 200
7.3.6 夹层对剩余油形成与分布的影响 202
第8章 非均质储层剩余油分布模式 208
8.1 厚油层构型模型建立思路与方法 208
8.1.1 储层构型模型建立思路 208
8.1.2 储层构型模型建立方法 209
8.2 *流河储层剩余油分布模式 209
8.2.1 示例研究区概况 209
8.2.2 *流河油层构型模型 212
8.
试读
**篇油气储层驱替单元渗流理论
第1章驱替单元基本概念
1.1驱替单元概念的提出
自从Hearn等于1984年提出流动单元(flow unit)的概念以来[1，2]，其已被广泛应用于油田的勘探、开发领域[3-5]。如今，基于流动单元发展而兴起的驱替单元的研究对油田开发特别是二次采油和三次采油具有实际意义，它不仅促进了地质体描述定量化，而且促进了地质与油藏的结合[6]。
1.静态的流动单元方法
储层流动单元研究是国外20世纪80年代中后期兴起的一种储层研究方法，90年代国内才开始对其进行探索性研究[7，8]。这类研究包括对地下油水分布规律进行分析、对剩余油分布进行预测，其对油田开发特别是二次采油和三次采油具有很强的实际意义[9，10]。然而，由于具体的地质条件和实际资料的限制及研究问题的出发点不同，对流动单元的认识及研究方法也不完全一致。以往对流动单元的研究方法一般分为以地质研究为主的流动单元划分方法(沉积相法、层次分析法、非均质综合指数法)和以数学手段为主的储层参数分析法[流动分层指标(FZI)法[11]、孔喉几何形状R35法、生产动态参数法、多参数综合法]两类[12]。流动单元是在流体研究中提出的，目前，对流动单元的概念、划分方法及控制因素等方面尚未完全达成共识。
流动单元是一个影响流体流动的岩性和岩石物理性质在内部相似的储集岩体，并与其他岩体的岩石物理性质有一定的差别。按照这一概念，一个储集岩体可以划分为若干个岩石物理性质各异的流动单元块体。在块体内部，影响流体流动的地质参数(储层孔隙度、渗透率、孔隙结构、表面性质及相对渗透率*线)相似，块体间则表现出岩性、岩石物理性质的差异性，从而具有不同的流体流动特征[13]。
20世纪90年代，我国学者开始对流动单元进行研究。裘怿楠教授认为流动单元是砂体内部建筑结构的一部分，同时还指出流动单元是一个相对的概念，应根据油田的实际地质、开发条件而定。1996年、1999年裘怿楠教授和穆龙新教授又进一步阐述了这个思想，并提出油田在不同开发阶段面临的储层非均质矛盾是不同的，在开发初期合注合采条件下，流动单元即油砂体；在细分层系开发条件下，流动单元为成因单元砂体组合；在加密井网开发条件下，流动单元为成因单元砂体；在厚油层提高采收率条件下，流动单元为孔隙单元[14，15]。
总之，自从流动单元的概念提出以来，很多学者应用这一概念开展了储层表征或储层评价研究。然而，不同学者对这一概念的认识仍存在着一定的分歧。
2.地质体储量等级(地质甜点)思想
与静态的流动单元方法类似，人们也提出了地质甜点的方法。所谓“甜点”是从国外油气勘探开发界的“sweet heart”一词直接翻译而来，表示地下油气富集且具有经济开采价值的区域(包括油气藏内垂向的深度范围或平面的某一区域)。在油气勘探开发过程中，“甜点”意味着在大面积的含油气区或长距离含油气层段中，往往有一部分是在当前经济、技术条件下具有较好开发效益的部分，这些发育较好的部分在纵、横向上分布可能都不成片，所以称为“甜点”。寻找“甜点”是油气勘探开发工程中不懈追求的目标，而在油气藏开发过程中，“甜点”不仅是一种静态的指标，还具有动态的内涵。其分布和规模意味着动态的地质储量。
油气藏的储量通常按照储量的可靠程度进行分级。根据石油、天然气储量的规范，已发现的油气藏的储量按照探明程度由低到高，依次分为预测储量、控制储量和探明储量三级。
预测储量是指在圈闭预探阶段获得了油流、气流或综合解释有油气存在时，对有进一步勘探价值的、可能存在的油气藏估算求得的、确定性很低的地质储量。这种储量计算的参数是由类比法确定的，因此可估算一个储量范围值。预测储量是制定评价勘探方案的依据。
控制储量是在某一圈闭内预探井中发现工业油气流后，以建立探明储量为目的，在评价钻探阶段钻了少数评价井后所计算的储量。该级储量通过地震详查和综合勘探技术查明圈闭形态，对所钻的评价井已做详细的单井评价。通过地质、地球物理综合研究，已初步确定油藏类型和储层的沉积类型，以及大体控制含油面积和储层厚度的变化趋势，对油藏复杂程度、产能大小和油气质量已做初步评价，其相对误差不超过±50%。
探明储量是在油气田评价钻探阶段完成或基本完成后计算的储量，并在现代技术和经济条件下可提供开采并能获得社会经济效益的可靠储量。探明储量是编制油田开发方案，进行油田开发建设投资决策和油气田开发分析的依据。对于油田的探明储量，应尽可能充分利用现代地球物理勘探技术和油藏探边测试方法，查明油藏类型、含油构造形态、储层厚度、岩性、物性及含油性变化和油气水边界等数据，并对储量做出更进一步的评价，其相对误差不超过±20%。
不过，这三种储量等级都属于静态储量，在油气田开发过程中，还应充分重视动态储量，即“剩余
