■ 元征仁 劉 新

剩余油是對(duì)地下未采出原油的總稱，包括未被驅(qū)替劑波及到的未動(dòng)油和滯留在儲(chǔ)層中采不出的殘余油兩部分。石油開(kāi)發(fā)過(guò)程中，油田開(kāi)發(fā)實(shí)踐表明，原油采收率一般只有30% 左右，三分之二的剩余石油儲(chǔ)量仍殘留在地下，這些殘留在地下的剩余石油儲(chǔ)量對(duì)于增加可采儲(chǔ)量和提高采收率是巨大潛力。加強(qiáng)剩余油相關(guān)研究、提高石油采收率是油田開(kāi)發(fā)地質(zhì)工作者和油藏工程師研究重點(diǎn)。

技術(shù)起源

剩余油研究有較長(zhǎng)歷史。20世紀(jì)50年代，隨著一次采油技術(shù)無(wú)法滿足人們對(duì)石油日益增長(zhǎng)的需求，找到新油田難度加大，深入挖潛現(xiàn)有油藏成為更好選擇。水驅(qū)技術(shù)憑借高效、應(yīng)用性強(qiáng)特點(diǎn)從二次采油技術(shù)脫穎而出。1958年，Norris Johnston等通過(guò)研究上萬(wàn)塊巖心分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)剩余油飽和度取決于儲(chǔ)層中油－水粘度比，成功證明巖心中的剩余油含量能夠作為評(píng)判某一油藏水驅(qū)能力大小的標(biāo)準(zhǔn)，為進(jìn)一步提高采收率奠定了基礎(chǔ)。

發(fā)展歷程

20世紀(jì)50年代，剩余油技術(shù)處于探索研究階段，相關(guān)文獻(xiàn)較少。F.M.Stewart等人研究發(fā)現(xiàn)水驅(qū)過(guò)程中，油藏中游離氣能夠降低剩余油飽和度。

20世紀(jì)60年代，隨著全球石油消費(fèi)量激增，水驅(qū)技術(shù)漸漸無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的石油需求。在提高采收率技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，美國(guó)、加拿大已將高壓混相氣驅(qū)、火燒油層以及聚合物驅(qū)等技術(shù)成功應(yīng)用于Fairway，Glen Hummel，Golden Spike及South Cuyama等油田，提高采收率最高可達(dá)56%，驗(yàn)證了經(jīng)濟(jì)高效開(kāi)采剩余油的可行性。

20世紀(jì)70年代，研究重點(diǎn)在剩余油飽和度和剩余油分布。J.F. Tomich等人提出利用單井化學(xué)示蹤劑法測(cè)量剩余油飽和度，該方法被證明適用于多種情況下的砂巖及灰?guī)r油藏。1975年，美國(guó)成立剩余油飽和度委員會(huì)。70年代中后期，殼牌石油公司T.J. Smith等通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明了利用脈沖中子測(cè)井法能精確測(cè)定剩余油飽和度。同期，前蘇聯(lián)在杜瑪茲油田打了24口評(píng)價(jià)井研究水淹后期剩余油分布。

20世紀(jì)80年代，剩余油分布和提高采收率技術(shù)已經(jīng)引起世界各國(guó)石油生產(chǎn)者和研究人員的普遍關(guān)注。1988年，M.M.Chang從宏觀上將剩余油飽和度測(cè)量法分為單井、井間和物質(zhì)平衡法。我國(guó)在80年代初期開(kāi)始剩余油的研究工作，相繼開(kāi)展了油藏、油田、區(qū)塊、單井以及巖心等不同地質(zhì)規(guī)模下剩余油的空間位置、形態(tài)、數(shù)量等方面的研究，主要采用地震技術(shù)法、沉積相分析法、C/O比測(cè)井法、油藏?cái)?shù)值模擬法、高分辨率層序地層學(xué)等技術(shù)方法研究剩余油分布。

20世紀(jì)90年代，世界主要產(chǎn)油國(guó)重視密閉取心分析和一手資料收集，注重完善動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。剩余油分布及飽和度研究精度有了較大提高。

進(jìn)入21世紀(jì)，剩余油研究相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，剩余油研究進(jìn)入快速發(fā)展階段。隨著聚合物驅(qū)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，剩余油研究隨之完善。在聚合物驅(qū)剩余油研究方面，美國(guó)、加拿大等除應(yīng)用水驅(qū)常規(guī)方法外，主要采用了現(xiàn)代物理模擬、井間電磁測(cè)量、井地電位測(cè)量、體積CT和數(shù)值模擬等方法。斯倫貝謝公司和殼牌公司推出了測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理軟件、地層評(píng)價(jià)軟件和地層測(cè)試數(shù)據(jù)處理軟件，為剩余油預(yù)測(cè)提供了新思路和技術(shù)。我國(guó)研究聚合物驅(qū)剩余油分布的技術(shù)和手段同國(guó)外技術(shù)水平差距不大，目前采用的方法主要有井間示蹤劑、熒光分析法、現(xiàn)代物理模擬、核磁成像技術(shù)、隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)模擬和數(shù)值模擬等。我國(guó)大慶油田自主研制開(kāi)發(fā)出的剩余油綜合描述軟件（RODS），描述精度可達(dá)到80%以上。

表1 剩余油技術(shù)發(fā)展歷程

目前，國(guó)際上確定儲(chǔ)層中剩余油分布仍是石油工業(yè)尚未得到完善解決的重大課題，描述宏觀及微觀非均質(zhì)性儲(chǔ)層中驅(qū)替后剩余油分布將是各國(guó)進(jìn)行剩余油研究的重點(diǎn)。表1列出了剩余油技術(shù)發(fā)展歷程及各階段關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用概況。

技術(shù)研究概況

圖1 美國(guó)、英國(guó)、俄羅斯相關(guān)文獻(xiàn)主要研究?jī)?nèi)容

從文獻(xiàn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)來(lái)看，美國(guó)、中國(guó)、英國(guó)的研究文獻(xiàn)位居前列。圖1示出了世界主要產(chǎn)油國(guó)——美國(guó)、英國(guó)和俄羅斯對(duì)剩余油文獻(xiàn)的研究方向。其中，美國(guó)的研究較為系統(tǒng)，涉及剩余油分布、剩余油飽和度、提高采收率、挖潛、預(yù)測(cè)、潛力評(píng)估等多個(gè)方面，其中剩余油飽和度研究文獻(xiàn)數(shù)量最多；英國(guó)和俄羅斯文獻(xiàn)數(shù)量主要集中在剩余油分布和剩余油飽和度確定，另外，英國(guó)剩余油用于提高采收率方面的研究也有一定側(cè)重。

剩余油子領(lǐng)域研究應(yīng)用現(xiàn)狀

通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)的分析歸類，可將剩余油相關(guān)文獻(xiàn)大致歸納成10個(gè)主要研究子領(lǐng)域，包括剩余油分布、剩余油飽和度、剩余油挖潛及剩余油描述等（圖2）。從圖中可以看出，進(jìn)入21世紀(jì)后，剩余油各分支領(lǐng)域研究進(jìn)入快速發(fā)展階段。

圖2 剩余油主要研究分支及其歷年文獻(xiàn)數(shù)量曲線

根據(jù)對(duì)剩余油子領(lǐng)域文獻(xiàn)的整理歸納，將其主要研究分支的相關(guān)技術(shù)方法進(jìn)行了總結(jié)，如表2所示。

表2 剩余油研究主要分支相關(guān)技術(shù)方法