原始驅動油藏最初具備的能量為石油提供流入井底的能量，即排油的動力。
一般油藏都具有2種或2種以上的能量。但這些能量在具體油藏中的作用大小和重要性則是差別巨大的：比如，有相當規模氣頂的油藏和具較大水體的油藏，其中的彈性能量就可能無足輕重，一些高氣油比的油藏，其溶解氣能量就可能占壓倒的優勢。
基本介紹
- 中文名：原始驅動
- 外文名：Original drive
- 能量：彈性驅動、溶解氣能量
- 類型：2種或2種以上的能量
- 形成條件：飽和程度比較低、降壓開採
- 釋義：為石油提供流入井底的能量
原始驅動能量,彈性能量,溶解氣能量,邊底水能量,氣頂能量,重力能量,原始驅動類型,形成條件,
原始驅動能量
彈性能量
（1）彈性能量形成機理和釋放條件
彈性能量是一種壓縮能，它是油藏岩石和其中的流體在地層高壓條件下積蓄的一種能量。當油藏投入開發、油井進行採油生產、油藏壓力出現下降時，油藏岩石和其中的流體就會出現彈性膨脹，釋放出彈性能量，從而驅動岩石孔隙中的流體流向井底，形成彈性驅動。
（2）彈性能量的受控因素
油藏彈性能量的大小，主要受以下因素影響和控制：
1)油層岩石和其中流體的壓縮係數大小壓縮係數大，在壓力作用下出現的體積變化也大，因而積蓄或釋放的彈性能量也大。一般來說，油層岩石的壓縮係數最小，而且不同岩性的油層岩石其壓縮係數的差別一般也較小。
2)油藏原始壓力係數的高低
油藏原始壓力係數越高，它積蓄的彈性能量就越大;油藏原始壓力係數越低，其積蓄的彈性能量也越少。因此，異常高壓油藏的彈性能量比異常低壓油藏要高很多。
3)開採中降壓的幅度大小
油藏彈性能量的利用程度，取決於油藏在開發中能夠降低壓力的幅度。降壓幅度越大，彈性能量釋放就越多，獲得的彈性採收率也就越高;反之則低。
（3）彈性採收率
油藏的彈性採收率包括兩個方面:
①純粹的彈性驅動階段的採收率。如果油藏的原始地層壓力大大高於油藏的原始飽和壓力，則該油藏在降壓開採初期，就只有彈性能量得到釋放，從而形成單純的彈性驅動，直到油藏壓力下降到原始飽和壓力為比。此階段的原油採收率，就是純粹的彈性驅階段的採收率。通常所指的彈性驅階段，就是指這一階段。
②混合驅階段中的彈性採收率。當油藏壓力下降到原始飽和壓力以下時，油藏進入以溶解氣驅為主、彈性驅為輔的混合驅階段(假定油藏無其它原始能量和人工能量)。由於溶解氣釋出後的體積增加遠比彈性膨脹增加的體積為大，因而此階段的溶解氣能量己占據主導地位，因此一般都稱為溶解氣驅階段。但實際上，此階段由於有一定的壓力下降，因而仍然存在彈性能量的釋放，應有一定的彈性採收率，只是由於處於溶解氣驅為主的混合驅階段，其彈性採收率太小而且難於單獨計算，因而也容易被忽略。
（4）油藏飽和壓力與飽和程度
1)飽和壓力的概念
所謂油藏飽和壓力，就是當地層原油中溶解的天然氣達到飽和狀態時所測定的壓力。
油藏原油中一般都溶解有天然氣。如果原油中溶解的天然氣達到飽和狀態，則多餘的天然氣就會呈氣態形成帶氣頂的油藏，這時的飽和壓力就與油藏地層壓力相等。但如果原油中溶解的天然氣尚未達到飽和，其飽和壓力就需要進行地層原油高壓物性(又稱PVT)取樣在室內分析測定。
油藏飽和壓力表不該油藏的地層原油在低於該壓力時，就會有多餘的溶解氣從原油中分離逸出，從而出現油氣兩相共存的狀態。但如果高於該壓力，則原油不飽和，其中的溶解氣不會逸出。
2)飽和壓力的測取
油藏飽和壓力一般都是在評價勘探階段通過PVT取樣測得的，它實際上是該油藏的原始飽和壓力，一般簡稱飽和壓力。油藏在開發過程中有時也錄取PVT資料測取飽和壓力，這應是該油藏在當時的開發狀態下(當時的溫度、壓力和注采程度下)的飽和壓力(有稱二次飽和壓力者，以與原始飽和壓力相區別)。
3)油藏地飽壓差與油藏飽和程度
油藏地層壓力與飽和壓力的差值，稱該油藏的地飽壓差。油藏地飽壓差一般都是指油藏原始地層壓力與原始飽和壓力之差。
油藏地飽壓差的大小說明兩個方面的問題。一是油藏地飽壓差大，說明油藏的彈性能量較大，只要通過降壓開採，油藏的彈性能量就可以釋放出來，驅使油氣流向井底，因此，油藏具備一定的彈性驅開採條件。二是油藏地飽壓差大，說明油藏具較大的降壓開採空間原油不至於脫氣;如果地飽壓差小，說明油藏地層壓力稍有降低，其中的原油就有脫氣的危險。我們知道，原油脫氣會使原油粘度增大，其流動性變差;而且由於出現油氣兩相流動將大大降低油相的滲透率，這都會使井的產量降低，開發難度增大。
溶解氣能量
（1）形成機理和釋放條件
地層原油中一般都溶解有天然氣。當油藏壓力出現下降並低於飽和壓力時，溶解在地層原油中的天然氣會逐漸游離出來，呈氣態出現在油藏流體中。由於溶解氣變成游離氣將出現很大的體積增加，也由於游離氣的體積膨脹係數很大(一般比液體高出6~10倍)，因此將出現很大的體積增加，釋放出溶解氣的膨脹能量，這種能量可以將大量油氣驅向井底，從而使油藏進入溶解氣驅階段。
（2）溶解氣能量的受控因素
溶解氣能量的大小，與原始溶解氣油比的高低，溶解氣成分以及油層壓力和溫度都有一定關係。油藏原始溶解氣油比高的油藏，其原始溶解氣數量大，所蘊含的溶解氣能量就大;反之則小。溶解氣中重烴含量高者彈性能量相對較小。油層壓力越高，其可能的降壓幅度就越大，因而釋放出的溶解氣能量就越大。油層溫度越高，其溶解氣能量也越大。
與彈性驅相比，油藏的溶解氣能量更為豐富，其溶解氣驅採收率一般要高出彈性驅數倍。
邊底水能量
所謂邊底水能量，也稱天然水驅能量，它指存在於油藏底部或外圍的與油藏連通的水體所具有的能量。邊底水能量有兩種完全不同的存在形式:封閉型邊底水和有外界水源供給的邊底水。它們的情況如下。
（1）封閉型邊底水能量
封閉型邊底水是指與油藏連通的邊底水體積有限，並且不與外界連通。整個油藏與邊底水為一個統一的水動力系統，並具有良好的封閉性。因此，這時的邊底水能量就只是邊底水所具有的彈性能量，其大小隻與邊底水的體積有關。因而，也有人稱封閉型邊底水能量為“彈性水驅”能量。
（2）有外界水源供給的邊底水能量
它指油藏邊底水與外界(通常是地面或淺表水系的湖、河或海)水源有較好的連通時，在油藏投入降壓開發後，外界水源會在壓差作用下源源不斷地流向油藏邊底水區域，釋放出強大的邊底水壓力能量。有外界水源供給的邊底水能量本質上是一種水壓勢能，它的大小取決於外界水源的豐富程度和向油藏水體的補給速度。因此，它比封閉型邊底水的彈性能量要強大得多，因此，也有人稱其為“剛性水驅”能量。
氣頂能量
它指油氣藏氣頂中的游離氣由於地層高壓所蓄積的能量。當油氣藏投入降壓開採時，氣頂氣由於降壓產生膨脹，就釋放出這種能量。氣頂能量本質上仍然是彈性能，只是由於氣體的壓縮係數極大(在20℃,6.8MPa壓力下甲烷的等溫壓縮係數達1645X10-4MPa-1)，因而在降壓膨脹時釋放出的彈性能量就十分巨大。
重力能量
重力能量是指原油可以依靠自身的重力流向井底時所具有的能量。從理論上說，任何油藏流體都具有重力能量。但主要由於以下3個方面的原因，使得這種重力能量在絕大多數實際油藏中毫無意義:
①與地層很高的壓力(一般數十MPa)相比，正常井蹌範圍內的油層高差尤其油層與射孔井段頂界的高差太小，不足以形成像樣的重力驅動。
②流體在油層中的流動遠不能與管道流動相比，油層滲透率即使上千，單靠重力驅動所形成的流量與流速也是十分微弱的。
③油層射孔一般都要努力射開全部油層，以充分裸露油層從而形成較高的產能，這樣，對於傾斜不大的水平油層來說，就難於利用其重力能量。
一般來說，要利用重力能量形成有意義的原油開採，只有以下情況才有可能:
①油藏缺乏其它天然能量，原始能量中只有重力能量，並且難於進行人工補充能量。這種情況只存在於某些重油(稠油)油藏:這類油藏原始溶解氣油比極低((1至幾m3/m3)，注水一般無意義，限於各種條件也難於考慮熱采時，可以考慮利用重力能量進行重力驅。
②如果上述油藏具高陡構造，或具有很厚的油層時，就更增強了套用重力驅的條件。因為這樣就加大了地層原油流向井底的高差，加大了驅動壓力。
③某些水驅效果不佳的稀油油藏，在油藏開發臨近結束時，可以終比注水進行降壓深抽開採(將深井泵下到油層射孔井段底部以下)，這樣就可以利用重力能量以提高採收率。例如，一些注水開發的裂縫性油藏(如多數火山岩變質岩油藏、部分碳酸鹽岩油藏)常常水驅效果很差，在結束注水轉入降壓開採一段時間以後，部分或全部油井進入低能低產的間歇生產階段(關井一定時間，再開井生產一定時間)。此時，原油的重力能量就可能逐漸發揮作用，配合溶解氣驅與彈性驅以盡力采出更多的原油。
但儘管如此，與其它兒種天然能量比較，重力能量仍然少得可憐，它在開發中的作用極為有限。有人認為，重力驅採收率在10%~20%，這顯然是錯誤的，估計重力驅所貢獻的採收率，一般低於1%，極少能達到2%~3%。
原始驅動類型
所謂油藏原始驅動類型，是指油藏在依靠天然能量開採時，起主要作用占支配地位的那種能量類型。油藏的原始能量兒乎不存在單一類型的，它們都是兒種能量共存的。比如，幾乎所有的油藏都具備彈性能量和溶解氣能量;而氣頂能量和邊底水能量則是特定油藏才具有的。
因此，一般油藏都具有2種或2種以上的能量。但這些能量在具體油藏中的作用大小和重要性則是差別巨大的:比如，有相當規模氣頂的油藏和具較大水體的油藏，其中的彈性能量就可能無足輕重;一些高氣油比的油藏，其溶解氣能量就可能占壓倒的優勢。這樣，油藏的驅動類型，就取決於這主要的能量類型。
由於存在五種天然能量，因此，也就存在五種原始驅動類型，即彈性驅、溶解氣驅、天然水驅、氣頂驅、重力驅。具有實際意義的主要是前四種天然驅動類型。
形成條件
由於油藏中存在多種天然能量並常常存在人工注入能量，又由於油藏開發要經歷漫長的時間過程和地層壓力與油氣水界面的各種變化。因此，在油藏開發的整個過程中，一般都要出現驅動類型的轉化。當然，油藏驅動類型的形成或轉化是需要一定的條件的，因此，掌握油藏原始驅動類型的形成條件，就可以充分利用油藏的天然能量和有效地控制油藏開發過程，以爭取預期的油藏開發效果。
1、彈性驅形成條件
油藏形成彈性驅動需要兩個條件:
①油藏飽和程度比較低，地飽壓差較大，油藏具備較大的降壓空間。這樣彈性能量的釋放就貫穿在油藏壓力由原始壓力降低到飽和壓力的整個過程中，並且這整個過程無溶解氣釋放，因而形成單純的彈性驅動。如果油藏飽和程度高，油藏僅有很小的降壓空間，則雖有彈性驅動階段出現，但過程太短，實際意義不大。
②油藏必須進行降壓開採。油藏如果不進行降壓開採(比如注水保持壓力開採)，即使該油藏具有豐富的彈性能量，也無釋放的機會，因而也無法形成彈性驅動。
利用彈性驅進行開發主要用在低飽和油藏和異常高壓油藏，這兩類油藏都有較大的降壓空間，可以利用彈性驅降壓開採相當一段時間再轉入溶解氣驅或其它驅動類型進行開採。但彈性驅能量畢竟有限，彈性驅提供的採收率一般較低((2%~5%或更低)，因此需要及時轉入其它驅動類型的開採。
2、溶解氣驅形成條件
油藏溶解氣驅形成的條件只有一個，就是油藏壓力降低到飽和壓力以下。對於飽和油藏，由於飽和壓力與油藏原始地層壓力相等，只要投入開發，就馬上可以形成溶解氣驅動。對於地飽壓差很小的不飽和油藏，只要投入開發不久，也可以很快形成溶解氣驅。其它油藏要形成溶解氣驅，需要油藏壓力出現較大的下降，即需要先進行彈性驅開採一段時間，待油藏壓力下降到飽和壓力以下時，才會形成溶解氣驅。溶解氣驅採收率一般大大高於彈性驅採收率，但進入溶解氣驅以後由於原油脫氣，會造成原油粘度升高，原油流動性變差，導致油田產量降低。此外，還會出現油氣兩相流動，使油相滲透率降低，這也會影響油田產量下降。
3、邊底水驅形成條件
形成邊底水驅動需要兩個條件:
①油藏具備一定的邊底水能量(水體)。油藏水體的大小，可以用水體指數來描述。水體指數定義為:水體體積與油層原油體積之比。它顯不油藏條件下水體體積對石油體積的倍數。掌握油藏的水體指數，對於分析研究油藏開採動態，計算邊底水能量、水侵量和天然水驅採收率具重要意義。
②油藏壓力出現一定下降，並且壓力下降幅度應與邊底水水體$}離油藏主體的距離相適應。即邊底水距離油藏主體較近時，油藏壓力稍有下降就可以出現邊底水驅動;但若油藏水體(主要是邊水)距離油藏主體較遠，則油藏的壓降就需相應增大(以保證必要的壓降梯度)，才能形成較具規模的邊底水驅動。
一般來說，底水油藏由於水體緊鄰油藏主體，油藏一經投入開發，就可以較快地形成底水驅動;如果底水水體較大，則驅動更為強烈。邊水則由於距離油藏主體較遠，要形成邊水驅動就需要較大的壓降和較長的時間。當然以上兩種情況都與油層滲透率有關，如果滲透率較高，則形成天然水驅較快，否則較慢。此外，還常常存在這樣的情況，即在油層與邊底水接觸的區域尤其接觸帶界面附近，由於地層水的氧化作用，常使原油變稠，密度粘度增加，這就使邊底水驅動的壓降條件有所提高，或實際水驅出現一定的減慢或滯後。天然水驅採收率的大小視水體大小或水體能量的多少決定，高者可達30%~40%，中等者15%~30%，低者5%~15%或更低。
4、氣頂驅形成條件
氣頂驅形成的條件有兩個:
①油藏具一定規模的氣頂。氣頂的大小，可以用氣頂指數來描述。氣頂指數定義為:氣層的天然氣體積與油層原油體積之比。氣頂指數越大，說明氣頂氣能量就多，氣頂驅條件就越優越。
②油層壓力出現一定的下降，在油氣界面上下形成壓力差，這樣就會促使氣頂氣膨脹並驅動油氣界面向下移動，從而形成氣頂氣驅動。
氣頂油藏的開發一般都是先利用氣頂驅採油，待採油基本結束時，再射開氣頂的氣層採氣。因此，在氣頂驅採油階段，應當努力保護氣頂，以有效利用氣頂氣能量來獲取高效的原油採收率。一般採取氣層不射孔、油層射孔井段應儘量遠離油氣界面、油井出現嚴重氣竄時應當關井控制等辦法來保護氣頂能量和控制氣竄。
5、重力驅形成條件
利用重力驅開發只出現在某些難於進行注蒸汽開發的稠油油藏中。如果這樣的稠油油藏構造傾角較大或油層較厚，則對重力驅更有利。實際上，單純的重力驅在實際油藏的開發中是很難見到的。多數情況都是重力驅僅僅作為一個次要的驅動方式與彈性驅和溶解氣驅同時存在，因為即使是稠油油藏很低的原始溶解氣油比，也有1至幾m3/m3，也有一些溶解氣能量和一定的彈性能量，它們在降壓開採中的實際驅動作用都會超過重力的貢獻。國外(例如加拿大的冷湖油田)有採用坑道開採極淺層重油的報導，這顯然是利用重力驅最極端的實例。
以上各種天然驅動形成以後，油藏即進入以該種能量為主的驅動階段，但這並不是說這階段不存在其它驅動能量。事實上，各天然驅動階段中一般都存在彈性能量的釋放，在低於飽和壓力開發時，一般都存在溶解氣能量的釋放。也就是說，當油藏進入某種驅動類型階段時，只是說明該階段油藏驅動能量是以它為主，但仍然存在其它次要的輔助的驅動能量。或者說，在實際油藏依靠天然能量進行的開發過程中，很少存在單純一種能量的驅動階段，一般都是以某種能量為主、其它能量為輔的混合驅狀況。
