剩余油技术发展历程

■ 元征仁 刘 新

剩余油是对地下未采出原油的总称，包括未被驱替剂波及到的未动油和滞留在储层中采不出的残余油两部分。石油开发过程中，油田开发实践表明，原油采收率一般只有30% 左右，三分之二的剩余石油储量仍残留在地下，这些残留在地下的剩余石油储量对于增加可采储量和提高采收率是巨大潜力。加强剩余油相关研究、提高石油采收率是油田开发地质工作者和油藏工程师研究重点。

技术起源

剩余油研究有较长历史。20世纪50年代，随着一次采油技术无法满足人们对石油日益增长的需求，找到新油田难度加大，深入挖潜现有油藏成为更好选择。水驱技术凭借高效、应用性强特点从二次采油技术脱颖而出。1958年，Norris Johnston等通过研究上万块岩心分析数据，发现剩余油饱和度取决于储层中油－水粘度比，成功证明岩心中的剩余油含量能够作为评判某一油藏水驱能力大小的标准，为进一步提高采收率奠定了基础。

发展历程

20世纪50年代，剩余油技术处于探索研究阶段，相关文献较少。F.M.Stewart等人研究发现水驱过程中，油藏中游离气能够降低剩余油饱和度。

20世纪60年代，随着全球石油消费量激增，水驱技术渐渐无法满足日益增长的石油需求。在提高采收率技术不断发展的背景下，美国、加拿大已将高压混相气驱、火烧油层以及聚合物驱等技术成功应用于Fairway，Glen Hummel，Golden Spike及South Cuyama等油田，提高采收率最高可达56%，验证了经济高效开采剩余油的可行性。

20世纪70年代，研究重点在剩余油饱和度和剩余油分布。J.F. Tomich等人提出利用单井化学示踪剂法测量剩余油饱和度，该方法被证明适用于多种情况下的砂岩及灰岩油藏。1975年，美国成立剩余油饱和度委员会。70年代中后期，壳牌石油公司T.J. Smith等通过现场试验证明了利用脉冲中子测井法能精确测定剩余油饱和度。同期，前苏联在杜玛兹油田打了24口评价井研究水淹后期剩余油分布。

20世纪80年代，剩余油分布和提高采收率技术已经引起世界各国石油生产者和研究人员的普遍关注。1988年，M.M.Chang从宏观上将剩余油饱和度测量法分为单井、井间和物质平衡法。我国在80年代初期开始剩余油的研究工作，相继开展了油藏、油田、区块、单井以及岩心等不同地质规模下剩余油的空间位置、形态、数量等方面的研究，主要采用地震技术法、沉积相分析法、C/O比测井法、油藏数值模拟法、高分辨率层序地层学等技术方法研究剩余油分布。

20世纪90年代，世界主要产油国重视密闭取心分析和一手资料收集，注重完善动态监测系统。剩余油分布及饱和度研究精度有了较大提高。

进入21世纪，剩余油研究相关文献数量呈爆发式增长，剩余油研究进入快速发展阶段。随着聚合物驱技术的蓬勃发展，剩余油研究随之完善。在聚合物驱剩余油研究方面，美国、加拿大等除应用水驱常规方法外，主要采用了现代物理模拟、井间电磁测量、井地电位测量、体积CT和数值模拟等方法。斯伦贝谢公司和壳牌公司推出了测井数据处理软件、地层评价软件和地层测试数据处理软件，为剩余油预测提供了新思路和技术。我国研究聚合物驱剩余油分布的技术和手段同国外技术水平差距不大，目前采用的方法主要有井间示踪剂、荧光分析法、现代物理模拟、核磁成像技术、随机网络模拟和数值模拟等。我国大庆油田自主研制开发出的剩余油综合描述软件（RODS），描述精度可达到80%以上。

表1 剩余油技术发展历程

目前，国际上确定储层中剩余油分布仍是石油工业尚未得到完善解决的重大课题，描述宏观及微观非均质性储层中驱替后剩余油分布将是各国进行剩余油研究的重点。表1列出了剩余油技术发展历程及各阶段关键技术与应用概况。

技术研究概况

图1 美国、英国、俄罗斯相关文献主要研究内容

从文献数量统计来看，美国、中国、英国的研究文献位居前列。图1示出了世界主要产油国——美国、英国和俄罗斯对剩余油文献的研究方向。其中，美国的研究较为系统，涉及剩余油分布、剩余油饱和度、提高采收率、挖潜、预测、潜力评估等多个方面，其中剩余油饱和度研究文献数量最多；英国和俄罗斯文献数量主要集中在剩余油分布和剩余油饱和度确定，另外，英国剩余油用于提高采收率方面的研究也有一定侧重。

剩余油子领域研究应用现状

通过对文献的分析归类，可将剩余油相关文献大致归纳成10个主要研究子领域，包括剩余油分布、剩余油饱和度、剩余油挖潜及剩余油描述等（图2）。从图中可以看出，进入21世纪后，剩余油各分支领域研究进入快速发展阶段。

图2 剩余油主要研究分支及其历年文献数量曲线

根据对剩余油子领域文献的整理归纳，将其主要研究分支的相关技术方法进行了总结，如表2所示。

表2 剩余油研究主要分支相关技术方法