注水开发过程中储层物理特征变化规律研究

李建元 顾腾 朱旭 邹梅 袁术

摘要：油田在进行注水开发过程中，储层物理特征参数会发生明显变化，结合油田不同含水区的地质材料进行分析，利用数据模拟等相关技术，了解油层注水开发过程中储层物性的变化规律，从而提出相应的开采措施，从而有效增加油田储层的开采效果。

关键词：注水开发;储层;变化规律

随着我国油田的不断深入和长期开发，经常会出现油井降产或者停产问题，对油田进行注水能够有效改善这一问题。但是在长期注水以后，油田已经进入高含水区，油田中的储层性质会发生变化，比如储层物性、孔喉大小以及储层非均质性都会出现明显地改变。只有了解其变化规律，才能弄清楚注采工艺实施所造成的储层性质变化，能够正确认识目前储层的地质特征，以及剩余油的分布情况，为后期开采提供重要的依据。

1注水开发的生产特点

油田注水開发的生产特点包括：（1）油田在进行开发的过程中，油田本身存在着启动压差，在启动压差相对较小的情况下油田中的液体无法自由流动，只有当启动压差达到某个临界点时才能够促进流体进行流动，如果不采用注水的方式低渗透油田在进行开发的过程中会造成渗透率降低的情况。（2）如果油田在进行开发过程中出现裂缝问题，油井可能会出现水淹情况，当水区程度较低时，低渗透油田的开发速度会比较慢，在这种情况下会影响注水开发的效果。（3）油田的资源产能较低，油田中的渗透率较低，因此自然产能就会降低，因此需要对油井进行压裂改造，只有这样才能够提高油田的经济效益。

2注水开发过程中储层物理特征变化规律

2.1填隙物变化

油田在开发初期，由于地质作用的压力比较小，晶体分解的程度比较低，随着注水时期的不断增长，当储层达到高含水期时，随着注水压力的不断增加和浸泡。会造成晶体开始分解，破坏程度会根据其位置而决定。位于注水主流线上的位置破坏程度比较严重，位于不联通的孔隙中会保存比较完好，伊利石一般会呈鳞片状粘附于石英石等矿物颗粒的表面上，蒙脱石一般会曾朵状位于孔壁的四周，除了粘土矿物以外会发生变化，储层中的碳酸盐类物质也会发生相应的变化，随着注水力度的不断增大，这些物质可能会在水驱动的作用下出现小面积的聚集，也有一部分会随着油水排出地面。

2.2孔隙度变化

通过油田的未注水期、中高含水期以及高含水期的孔隙度进行对比分析。可以看出，油田在开发初期到高含水期这一阶段，储层中的孔隙度呈下降趋势，孔隙度较大的区间相对比例有所下降，而孔隙度较小区间样品数会有所增加。特别是孔隙度小于20%和孔隙度小于15%的数量大幅度增加，因此则说明该储层间的孔隙度平均时呈下降状态，由此可以说明在这个期间，储层中的孔隙度呈下降趋势。虽然孔隙度的总是出现下降，但是其平均值反而增大，这说明在开发过程中地层中的微粒物被带出，储层在某个区间孔隙度反而增加。

2.3渗透率的变化

在油田开采过程中，储层内的渗透率会出现明显变化，渗透率会随着注水量的不断增加而减小，如果储层内的孔隙度越小那么渗透率就会越小。在油田开发初期到高含水期，游城中的渗透力会呈现出下降趋势，但是到了高含水期以后，储层中的渗透率会有较大幅度的提高。对于流体中存在的较大物质，随着注水时期的不断延长，会造成储藏中空隙堵塞，最终导致渗透率出现下降，因此在油田开采过程中，应当合理控制注水时间，防止储层内空隙发生堵塞，进而影响到石油的开采效果。

2.4润湿性的变化

油田中岩石的润湿性主要取决于原油中组分的含量以及岩石表面性质。在石油开发过程中，油田受到长期注水的作用，会导致岩石的润湿性发生变化，由亲油性改变为亲水性。

储层注水后润湿性发生变化的主要原因是：第一，油田进行注水开发以后，原油受到注水量的冲刷，岩石表面的油性分子被冲走，使粘附在岩石表面上的油膜变薄，最终被水膜所替代。第二，水对岩石中的矿物成分发生溶解，油田储层孔隙中的油性分子分布不均匀，导致岩石的亲水性越来越明显

3储层物理特征参数变化对开发效果的影响

随着油田注水量的持续增加，储层中的孔隙度和渗透率都会发生明显变化，储层中的注入水流动性会增强，储层流体会沿着裂缝的主流方向进行流动，随着注入水的不断增加，如果储层参数没有发生明显变化，则油田的开发效果就会有所降低。在进行注水过程中储层润湿性与驱油机理有着直接关系，润湿性会影响注水效果，因此在实际开采过程中，需要不断改变储层的润湿性才能够有效提升油田的开采效果，在进行长期注水以后，油层中的亲油性会转化为亲水性，从而增加了注水的波及体积，实现了油田的开采收益。

另外，原油黏度会直接影响到流体的流动速度，会对注水过程造成较大的影响，随着油田注水量的不断增加，油水粘度会呈现上升趋势，导致流动阻力增加，从而会发生底水锥进现象，造成油田的采收率减小。因此可以说明，原油黏度的增加会直接影响到油田的开采效果，油田在出现水淹以后，油层中的大量剩余油会很难进行开采，因此需要采取相应的开采工艺，才能够有效提高剩余油的开采效率。

4结束语

随着石油资源勘探程度的不断提高，各行各业对石油的需求也越来越多，针对低油田的开采也变得非常重要。注水是开发低渗透油田最重要的手段，但是因为在开发过程中会受到很多因素的影响，并且这些因素还存在着不稳定的变化。油井在长期注水以后，储层中的参数会发生变化，储层中粘土矿物含量会发生明显变化，颗粒会被注入水侵蚀，迁移，导致储层中的颗粒支撑方式发生变化、储层孔喉网络也会因此出现明显变化，因此需要根据连续损伤力学的观点，建立起油田岩石孔隙度与孔隙时变主值之间的定量关系。

参考文献

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