油田开发过程中油气水的运移特征研究

余建国　索旭龙

摘要：石油和天然气作为一种流体是埋在地下的，它的形成和迁移过程涉及到其他流体的变化过程，也将不可避免地受到各种自然因素的影响，油气水的迁移和每个阶段都有其特殊性和独特特点，所以加强对油气田开发过程中油气水的运移特征特殊性研究是石油和天然气的勘探和开采过程中的前提和基础。

关键词：油田开发过程;油气水;运移特征

油气作为一种流体埋藏于地下，其形成、运移过程跟其他流体一样，必然受到各种来自自然界各种因素地影响，油气水运移是这个过程中最关键的环节，且每个阶段的运移均有其特殊性和特点，加强对其特殊性的研究是油气勘探和开采工作进行的重用前提和铺垫，具有重大意义。

1油气水运移相态

气藏储层的流体以及岩石受到油气水运移的影响，将会改变原有的压缩状态，促使井口与井底的油气藏之间形成一定的压力降，由此可知，油气水之所以会发生运移现象，是受到流体与岩石的膨胀影响。油气水呈现混合状态时，基于气体压力的作用，油水之间会弥漫大量的气，在开发过程中由于能量释放作用，气会产生膨胀现象，从而促使油气发生运移膨胀。除此之外，油流越高压力越小，而井底压力越低于饱和压力，这时油内气体会出现溶解、分离现象，使油气水运移。要想准确把握油气水运移相态，必须对水溶相进行迁移分析。由天然气和石油所构成的分子溶液会在水中发生溶解。因此，水是水溶相迁移的输送载体。

2油气水运移影响因素

在开发油气田过程中，需要立足于该工程的整体，对影响因素进行有效分析。基于油气、天然气以及石油的运移方向以及动力，可以将运移划分为两个过程，分别是一次运移和二次运移。除此之外，要想准确分析油气水的运移特征，还需要掌握油气水形成时间，形成油气水的烃源岩特征也会影响油气水的运移特征。影响油气水一次运移的因素有两个，一是初始运移压实。而压实度的形式有两种，分别是欠压实、正常压实。不过，仅仅是剩余流体所具备的压力，便可以顺利实施排出与压实作业。在此过程中，由于沉积物的产生，颗粒将会重新排列组合，孔隙体积也会出现一定程度的变化。二是厚层泥岩限制流体传输容量。如果流体处于欠压实状态，在传输过程中所承受的压力值将会极大，这种情况有机质极易发生热演化现象，对油气的生成环境进行溶解。与此同时，也会导致油气运移时产生大量的岩石裂縫，从而给油气水运移造成极大的不良影响。

3油气水运移过程中的压实机理

油气田开发过程中油气水的运移压实机理的分析需要结合油气初次运移的具体过程，从解决油气运移的主要问题着手，结合地质历史演化的具体过程，只有颗粒沉积物压实后才可以形成泥岩和页岩。同时由于泥岩压实会受多种因素的影响。当沉积在低渗透页岩浅层时，可以从地层孔隙顺利排出，在孔隙流体压力流渗流下所分布的压力是均衡的。在每一层形成的垂直压紧力等于上部泥岩固体颗粒减去排出的水的重量。如果流体孔隙可以直接向表面渗透，孔隙压力则等于液柱压力，但如果液体不会流到表面，则会导致孔隙流体压力等于孔壁压力。当孔隙流体静压力达到一定数值时，流体孔隙内油气水可直接在压力作用下高出地面同时还会找到一个支撑结构，并与其之间形成固体颗粒，形成上覆岩层。在这个框架中，固体颗粒和流体分离的流体粒子之间处于自由流动的状态，此外由于泥页岩的渗透率低，压实作用是相对缓慢的，作用在流体上的外部压力对其影响就不会太明显，因此异常地层压力和孔隙流体需要在上覆岩石和水的重量保持不变，基质岩将减少压力。但是当上覆岩石和水的重量增加到一定程度时，水压力页岩将破岩导致流体排出。所以，不同岩性的岩石，其压实特性也会发生不同的变化。

4注水过程中的水驱油机理

油气田开发过程中油气水的运移过程中所形成的油气水驱井底压差之间会不断发生变化，对于注水过程中的水驱油过程，主要从微观机制来推进其发生重力分异，对垂直不均匀的平面粘性和渗透性不均匀的水驱油机理等方面有着不同的影响。对于水驱油机理分析，需要结合单毛细管孔隙的混合流进行考虑，并且要符合毛细管混合流规则，如果气泡或液滴大于孔喉，气泡或液滴变形会产生附加压力，从而防止油流气泡或液滴的出现。当油滴或气泡的半径接近孔半径时会导致混合物流速下降。对于卡断现象，则是两相流体界面相互混合，同时在毛细管或孔隙喉道时所发生的这种现象是在水驱油或者水驱油过程中极为常见的。目前在油滴或气泡在孔喉出现不连续的通过现象时，并经常会伴随其他过程的现象，比如会受到活塞位移因素等因素的影响导致出现卡断故障的发生，当地的孔隙的几何形状和亲水性的多孔介质出现不一致等状况时候，加之受到水流速度的影响，都会直接影响其过程。对于绕流现象，是发生在双通道模式的情况下，受到水驱条件的影响以及在不同油水运移特征尺寸的影响下，水流速度越大，对油气运移的一侧的速度就会越大，所以就会产生很大的位移，而残余油则会形成小的边油。当速度小时，油气运移的快速位移小，形成的残余油的一侧则不够明显。

在垂直油驱水的非均匀渗透机制驱动下，在亲油层会适当增加驱动力来克服重力和毛细管力的不利影响;而弱亲水层则应适当控制驱动力，同时必须注意克服阻力，才能更好的进行适当的处理。在油气水的重力作用下，由于密度差会引起其中的变化，所以在油藏注水开发阶段顶部会出现快速上涨的情况，而重力会使水注满水槽，扩大水的体积，可以利用这一原理来提高采收率。同时，受到诸多方面因素的影响，储层的水会沿底部不断加强，但由于水的冲刷和重力分离，底层水的高度则会不断发生变化。此外，还会受到其他因素管理的影响，当油性液体受到能量恒定的渗透率分布，毛细管力主要体现在润湿性上，而对于反储层，亲水性较强的则采收率越高，同时由于重力和毛细管力的方向相反，则会适应减少毛细管力，从而增加幅度和低回收率。流动阻力也会在一定程度上造成不利影响，渗透率和流体粘度的共同作用下，反渗透水缘速度比和不同渗透率韵律层是相似的，甚至大于渗透率比值，就会导致油水粘度比的增加和回收率下降。

结束语

天然气与石油是一种深埋地下的流体，无论是形成过程还是运移过程，均有很多影响因素。因此，在开发过程中，只有结合工程实际情况，准确把握油气水运移特征，才能提高采收率，从而取得良好的经济效益。

参考文献：

[1]冯裕才。对油气田开发过程中油气水运移特征的探究[J].中国石油和化工标准与质量，2013（24）。

[2]漆佳莹。阿拉尔断裂带及周边地区油气运移特征分析[J].地下水，2012（04）。