油氣流動特點

油氣流動有兩種，一是在天然能量驅動下的流動，二是在外力驅動下的流動。

一、天然能量驅動

（一）水壓驅動

水壓驅動的驅油動力是天然的水頭壓力。油藏的產量是通過天然供水區對油藏的水侵，將地層原油替換出來的。

1.形成天然水壓驅動的地質條件

油層有分佈較廣的含水區與良好的供水露頭，且供水充足，露頭與油層之間的高差大，油層滲透性好且均勻，油層與供水區之間無斷層或巖性遮擋。

油藏開採時，隨着石油的不斷被採出，邊水或底水逐漸向油藏內部推進，到油藏開採後期，油水比不斷提高，直到油井逐漸被水淹沒而完全產水為止。如果供水區水源豐富，能補償採出量，則油井的壓力和產量不隨時間改變，基本上保持穩定。具有水壓驅動類型的油藏，地層壓力始終高於飽和壓力。所以，在採油過程中，油、氣比基本在較低的水平上。隨着油水邊界的不斷推進，含水率會持續不斷地升高。

2.水壓驅動類型油藏的開採特徵

⑴油層壓力下降非常平緩，甚至基本保持穩定。這是由於從油藏中開採出的油氣體積與侵入到含油區中水的體積在數量上基本相等所致。

⑵在油藏開採期間，油氣比通常變化很小。如果油藏不存在原始自由氣頂，即原生氣頂，這一點就非常重要。因為邊水或底水的侵入，油層壓力將得到保持，所以溶解在油中的氣體分離出來的數量相對來説比較少，而且穩定。

⑶油藏的產油量或含水率因水以均勻方式侵入所以平穩，到開採後期因水的大量侵入產油量降低，則含水率上升。

水壓驅動類型油藏的驅油效率主要取決於水壓頭的大小、油層滲透率的高低。

（二）彈性水壓驅動

彈性水壓驅動類型油藏的驅油動力主要是油藏含油部分以外廣大含水區的水和巖石的彈性膨脹力。

1.形成彈性水壓驅動的地質條件

地面沒有供水露頭，或者雖有供水露頭，但供水區水源不豐富，根本不能補償採出原油而消耗的能量。此外，當含水區的面積遠遠大於含油區的面積。且地層壓力遠遠高於原油的飽和壓力時，彈性水壓驅動類型才得以實現。

2.彈性水壓驅動類型油藏的開採特徵

⑴隨着石油不斷採出，壓力和產量逐步下降，單位壓降產量上升。

⑵在油層壓力下降到飽和壓力之前，油氣比保持不變。

⑶隨着石油不斷地被採出，油水邊界將逐漸向油藏方向推進。

（三） 彈性驅動

彈性驅動類型油藏的驅油動力是油藏本身的彈性膨脹力。

1.形成彈性驅動的地質條件:

具有此類驅動類型的油藏多半是斷層封閉或巖性封閉的油藏，且缺乏豐富的含水區。

2.彈性驅動類型油藏的開採特徵：

基本上與彈性水壓驅動的相似，但壓力和產量下降更快，單位壓降產量更低。

（四）氣壓驅動

氣壓驅動油藏的驅油動力是氣頂中壓縮氣體的彈性膨脹力。

1.形成氣壓驅動的地質條件

⑴油藏應具有較大的原生或次生氣頂。

⑵油藏滲透性較好且分佈均勻。

⑶含油區與含氣區之間無斷層或巖性遮擋，這樣才能使氣頂壓力有效地傳遞到油層內部。

2.氣壓驅動類型油藏的開採特徵

油藏產量隨壓力下降而逐漸減少，油氣比卻逐漸上升，在氣頂突入到生產井以後，油氣比就急劇上升。

（五）溶解氣驅動

溶解氣驅動油藏的驅油動力是從石油中分逸出來的溶解氣體的膨脹力。溶解氣驅動能量的大小主要取決於油層中原油溶解氣體的數量。

1.形成溶解氣驅動的地質條件

溶解氣驅動多出現在巖性封閉油藏、斷層遮擋的斷塊油藏，以及油水接觸帶有一個氧化封隔圈的油藏，且油層壓力低於飽和壓力。溶解氣驅油藏是以消耗地層壓力和溶解氣能量的方式進行開採的。

2.溶解氣驅動類型油藏的開採特徵

⑴壓力急劇下降。這是由於沒有外部流體或較大的自由氣頂來佔據被採出原油所空出空間的結果。

⑵無論在油藏哪個部位的井，油氣比都急劇增加。當油藏壓力降到飽和壓力以下時，氣體將從整個地層原油中分離出來，嚴重時會彙集成流。氣流因粘度比油小而超越油流，出現只產氣不產油的斷流現象。隨着大量溶解氣的採出，油氣比又開始急劇的下降，油藏能量逐漸趨於枯竭。

⑶生產無水原油。因無邊水或底水作用，故油藏整個開採期間，產出的水極少或不產水。

（六）重力驅動

重力驅動類型油藏的驅油動力是油層內石油本身的重力。

1.形成重力驅動的地質條件

重力驅動類型一般出現在其他驅油能量已經消耗殆盡的油藏中，或者出現在那些已被破壞了的低能量的油藏中。根據油層傾角的陡緩，可將重力驅油分為承壓式重力驅油和自由面式重力驅油兩種。

2.重力驅動油藏的開採特徵:

⑴構造低部位油井的油氣比較低。這是由於流體的重力分異作用使析出的氣體向構造上方運移的結果，在原始未飽和油藏中，這些氣體將形成次生氣頂。在構造高部位的油井，其油氣比增高。

⑵產水很少或不產水。

⑶油藏壓力遞減的速度是變化的，主要取決於保存氣體的數量。因為重力驅油藏的壓力迅速下降，從原油中釋放出來的氣體必然向構造上方運移。如果這部分氣體被位於高部位的井採出，這就導致地層壓力更快地下降。相反地，若油藏中的這部分氣體被保存下來，那麼，油藏就能保存部分能量，油藏將在氣頂驅及重力驅的聯合方式下開採，因此，油藏壓力降低的速度就會減少。

從以上分析不難理解，為了最大限度地利用重力驅動的生產機理，油井應部署在儘可能低的構造部位，將最大限度地把沿構造上傾方向運移來的氣體保存住。

石油自油層流向井底，是油層中各種驅油動力不斷克服各種阻力的結果，是一個不斷消耗油層內部能量的過程，一旦驅油動力不足以克服流動阻力，油藏能量就到了枯竭階段，石油向井底的流動也便終止了。這時便要靠外力驅動來採油了。

二、外力驅動

在長期的採油實踐中，人們找到了一種補充地層能量的方法，就是人工向油層注水、注氣或注其他溶劑輸入外來能量，靠外力驅動採油。

（一）人工注水

人工注水是在油田開發過程中通過高壓注水泵將水注入油層，以保持或提高油層壓力。注水開發是國內外普遍採用的開發方式。人工注水開發因油水井之間互相影響很大，因此必須有一套合理的注採系統，使油田在此係統的控制下長期生產。

目前現場上常用的注水方式或注採系統主要有邊緣注水、切割注水、面積注水、點狀注水四種。

1.邊緣注水

邊緣注水就是在油田邊部鑽一批註水井，注水保持油層壓力。邊緣注水一般在面積不大，構造比較完整，邊部與內部連通性好，壓力能夠有效地傳播時採用。

邊緣注水根據油水過渡帶的地質情況，又分緣外注水、緣上注水、邊內注水三種:

⑴緣外注水。注水井按一定方式分佈在油水邊界外，向含油區內注水。

⑵緣上注水。注水井按一定方式分佈在油水過渡帶上，向含油區內注水。

⑶邊內注水。注水井按一定方式分佈在含油邊界內，向含油區內注水。

2.切割注水

對於含油麪積很大、儲量豐富、油層性質穩定的油田，除了在油田外緣鑽注水井外，還需在油田內部鑽注水井，將油田分割成若干區塊分別注水，每一個切割區可以看成一個獨立的開發單元，保證油田中部的採油井能獲得注水能量，確保一定的採油速度。

3.面積注水

面積注水是將注水井與生產井按一定幾何形狀或比例均勻地部署在整個開發區上，可分為四點法、五點法、七點法、九點法、歪七點法等。如通常運用較多的正七點井網是由1口注水井周圍加上6口採油井構成的。每口注水井影響6口油井，而每口油井則受3口注水井影響，這種井網的注水井與採油井數比為1:2。

4.點狀注水

在切割注水的基礎上，生產井投產一段時間後，選擇個別井轉為注水叫做點狀注水。當中間井排被斷層遮擋或受第一排生產井的節流作用，注水效果不好時，採用點狀注水可改善開發效果。點狀注水的特點是注水見效快，井網形狀不固定，水淹區分散。

（二）蒸汽吞吐與蒸汽驅

高黏度重質原油常温常壓條件下是不能流動的，可用熱力或化學開採。目前世界上通常用蒸汽吞吐和蒸汽驅的方法進行稠油工業性開採。

1.蒸汽吞吐

蒸汽吞吐是在一口井中注入一定量的高温、高壓濕飽和蒸汽，隨後關井使蒸汽與油藏巖石進行熱交換(即所謂的“燜井”)，然後再開井採油的方法。

蒸汽吞吐採油的生產過程可分為注汽(吞)、燜井(燜)和回採(吐)，當產量降低到經濟極限時，再重複以上三個過程。這樣的循環可以重複多次，因此蒸汽吞吐也稱為循環注蒸汽。國外有些油田的井曾進行過6~8次循環，每一次循環稱為一個週期(或稱為一個輪次)。通常原油峯值產量和週期累積產量都隨吞吐週期的增加而遞減。

2.蒸汽吞吐的增產機理：

⑴高温、高壓蒸汽與油藏巖石進行熱交換，使近井地帶成為一個熱源，此熱源的熱量被稠油吸收，使稠油的黏度大幅度降低，流動阻力大大減少。

⑵油層加熱後，其彈性能量充分釋放，增加了驅油動力。

⑶熱流體具有對油層解堵的功能，從而使得井筒附近地層滲透率得到改善。

3.蒸汽驅

蒸汽驅與注水開採相類似，即以井組為基礎，向注入井內連續注入蒸汽，蒸汽加熱原油並將其驅向生產井中。蒸汽驅的採收率一般為50%~60%，有的可達75%。

4.蒸汽驅油增產機理：

⑴蒸汽具有對油層原油加熱降粘的作用，從而大大改善了水油流度比，提高了驅油效率。

⑵蒸汽具有使油層原油受熱膨脹的作用，從而產生一定的驅油作用。

⑶蒸汽具有從油層原油中蒸餾出石油氣的作用，從而增加了驅油動力。

（三）聚合物驅

聚合物驅是聚合物溶液驅油的簡稱。是一種化學驅油法，即在注入水中加入化學劑(高聚物)來改善水的驅油和波及性能，進而提高原油採收率的方法。礦場應用表明，聚合物驅比水驅可提高採收率5%~15%。

聚合物驅的驅油機理:

就是利用聚合物增加註入水的粘度，降低水油流度比，提高注入水波及係數。另外，對於常見的親水地層，聚合物容易吸附在巖石表面。當注入水從吸附層通過時，吸附層薄膜發生膨脹，從而降低了水相通過巖石的有效滲透率。當油與吸附層接觸時，則不會發生膨脹現象。因此，在含油飽和度很低的油層中改注聚合物溶液驅油，可顯著地降低水的流動度，減弱其舌進、指進的趨勢，最終達到提高原油採收率目的。

（四）鹼驅

鹼驅也是一種改型水驅，是以鹼溶液作為驅油劑的驅油方法。它是一種提出最早、試驗最早、藥劑最便宜，操作最簡單，但驅油機理較複雜、限制也較多的驅油法。

鹼驅機理複雜，至今已提出多種鹼驅提高原油採收率的機理，主要的有以下五種:

1.降低界面張力機理

在低鹼濃度和最佳鹽濃度下，鹼與原油中的酸性成分(石油酸)反應生成的表面活性物質，可以使油水界面張力降低。

2.乳化攜帶機理

在低鹼濃度和合適的鹽濃度下，由鹼與石油酸反應生成的活性劑可使地層中的殘餘油乳化，並被鹼水相攜帶着通過地層。

3.乳化捕集機理

在低鹼濃度和低鹽濃度下，油易於乳化在鹼水相中，但油珠直徑較大，易被喉道捕集，增加了水的流動阻力和波及係數，提高了原油的採收率。

4.由油潤濕反轉為水潤濕機理

在高鹼濃度和低鹽濃度下，鹼可通過改變吸附在巖石表面的油溶性表面活性物質在水中的溶解度而使其解吸，恢復巖石表面原來的親水性，使巖石表面由油潤濕反轉為水潤濕，使油水相對滲透率發生變化，形成更有利的濃度比，提高驅油波及係數並降低殘餘油飽和度。

5.由水潤濕反轉為油潤濕機理

在高鹼濃度和高鹽濃度時，鹼與石油中的酸性成分反應生成的表面活性物質及主要分佈在油相併被吸附到巖石表面上，使巖石表面從水潤濕反轉為油潤濕。這樣，非連續的殘餘油可在其上形成連續的油相，為原油的流動提供了通道。

（五）表面活性劑驅

用表面活性劑體系作為驅油介質的驅油法叫表面活性劑驅。

表面活性劑驅提高原油採收率的機理與鹼驅大體相同，前者是通過外加表面活性劑起作用;後者則是通過鹼與原油中的酸性成分反應產生表面活性劑而起作用的。

表曲活性劑驅提高原油採收率，除了降低界面張力機理外，尚有增溶與乳化機理、潤濕反轉機理、提高電荷密度機理、聚並形成油帶機理等。·

（六）複合驅

複合驅是指兩種或兩種以上驅油成分組合起來的驅動。這裏的驅油成分是指化學驅中的主劑(聚合物、鹼、表面活性劑)，它們可按不同的方式組成各種複合驅。

一般來説，二元複合驅比單一驅動以及三元複合驅比二元複合驅有更好驅油效果，這主要是由於複合驅的聚合物、表面活性劑和鹼之間有協同效應，他們在協同效應中起到了各自的作用。

（七）混相驅

混相驅是指以混相注入劑作為驅動介質的採油方法。按使用的混相注入劑不同，混相驅可分為烴類混相驅和非烴類混相驅兩大類。前者可分為液化石油氣驅、富氣驅和高壓幹氣驅三類，後者可再分為CO2驅及N2驅等。

混相驅是通過使驅動介質(即混相注入劑與油)之間的界面消失面產生混相來提高原油採收率的。