油田开发基础与开发方案.doc

第一章油田开发基础及开发方案3第一节油田开发方案的主要内容及资料准备5一、油田开发方案的主要内容5二、油田开发方案所需资料5第二节田地质模型的建立6一、地层7二、构造7三、储集层（分类、成因及储集性质、孔隙结构特征、形成条件及分布特征）7四、隔层及夹层8五、油藏8六、储量9第三节储层精细地质研究9一、储层精细研究现状和发展方向9二、储层精细研究的特点和内容11三、地质知识库和随机建模技术（前面已经介绍）13四、储层精细研究的理论基础和方法13五、储层非均质表征及定量建模14六、储层预测内容及方法14第四节整装储量油田合理开发程序15一、开辟生产试验区16二、分区钻开发资料井17三、部署基础井网17四、编制正式开发方案18第五节断块油田合理开发程序20一、断块油田的地质特点20二、断块油田的主要类型21三、断块油田的合理开发程序21第六节油藏驱动方式及开采特征22一、弹性驱动23二、溶解气驱动23三、水压驱动24四、气压驱动25五、重力驱动25第七节多油层油田开发层系的划分与组合26一、划分开发层系的原则26二、划分开发层系的意义27三、开发层系划分与组合中应研究的问题28四、油田开发层系划分与组合实例30第八节砂岩油田注水开发30一、油田注水方式30二、选择注水方式的原则32三、影响注水方式选择的因素33第九节井网密度34一、井网密度、合理井网密度和极限井网密度34二、确定井网密度时要考虑的几个关系34三、确定合理井网密度的几种简单方法35第十节油田开发技术指标计算方法37一、开发技术指标计算的数值模拟方法38二、开发技术指标计算可供选择的模型38第十一节油田开发方案的经济评价及选择47一、经济评价的任务、原则和步骤47二、经济评价的依据49三、经济评价指标49四、最优方案的选择51习题52同学们好！我叫夏惠芬，是油气田开发教研室的教师。在上课之前，首先与同学们认识一下，先点一下名.另外，提几点要求：不迟到，不早退。上课认真听讲，不许说话。平时表现（出勤、课堂、作业等）计入考试成绩。这学期，我将与同学们一起完成石油工程课程中的油藏工程和采油工程两部分内容。我们使用的教材是石油工程。本书是教育部面向21世纪高等教育教学内容和课程体系改革计划项目中“石油行业类主干专业人才培养方案及教学内容体系改革的研究与实践”项目的研究成果之一，属于面向21世纪课程教材，同时又是普通高等教育“九五”国家级重点教材，适用于石油工程专业本科生的专业课教学。全书共分十七章，内容主要包括油田开发基础及开发方案、岩石与钻头、井眼轨道设计与控制、钻井液、优选参数钻井、油气井压力预测与控制、固井与完井、油气井流入动态、油气井举升方式、油水井增产增注措施、注水及油井砂蜡水稠、油田开发动态分析及调整等。石油工程包括钻井工程、采油工程和油藏工程三个部分，是油田开采的基本过程。该课程的特点是“合三为一”，集多学科为一体、综合性强，理论与实践结合紧密，是专业主干课。其目的是满足市场经济的需要，培养复合型人才。绪论在石油工程领域，在世界范围内通过油井依靠天然能量开采和人工补充能量开采后的油藏，原油采出量平均不到原始石油地质储量的50%，即有一半左右的石油储量残留在地下。在未发现既经济又丰富的石油替代物之前，要保持石油稳定供给，不仅需靠在勘探上作出更大的努力，同时还需努力提高现有油藏的生产能力，即人们非常关注石油的开发与开采。目前，石油工程面临的主要问题是第一章油田开发基础及开发方案一个含油构造经过初探，发现工业油气流以后，紧接着就要进行详探并逐步投入开发。所谓油田开发，就是依据详探成果和必要的生产试验资料，在综合研究的基础上对具有工业价值的油田，按石油市场的需求，从油田的实际情况和生产规律出发，以提高最终采收率为目的，制定合理的开发方案，并对油田进行建设和投产，使油田按方案规划的生产能力和经济效益进行生产，直至油田开发结束的全过程。一个油田投入开发，会给整个国民经济的发展带来很大的影响因此，开发油田必须依据一定的方针来进行。开发方针的正确与否，直接关系到油田今后生产的经济效益的好坏与技术上的成败。正确的油田开发方针应根据国民经济对油田工业的要求和油田开发的长期经验总结制订出来。开发方案的编制不能违背这些方针，否则就会给油田开发本身带来危害，而使国家资源蒙受损失。油田开发必须依据一定的技术方针来进行，在制订油田开发技术方针时要考虑的因素为：采油速度，即以什么样的速度将地下的原油采出=即年产油量占油藏可采储量的百分比；油田地下能量的利用和补充；采收率的大小；稳产年限；经济效果；工艺技术。这几个方面相互联系但有时又是相互矛盾的。应该根据国内外油田开发的经验和国家的能源政策，制订出科学的油田开发方针，并在油田开发过程中不断补充和完善。一个油田在明确的开发技术方针指导下，要想进入正规的开发，必须编制好油田开发方案，即依据油田开发的基础知识，对油田的开发程序、开发方式、层系划分、注水方式、井网密度、布井方式及经济指标等各因素进行充分的论证、细致的分析对比，最后制订出符合实际、技术上先进、经济上优越的方案。油田在明确的开发方针指导下，进入正规的开发过程，该过程包括三个阶段：(1)开发前的准备阶段：包括详探和开发试验等。(2)开发设计和投产，其中包括油层研究和评价、全面部署开发并网、制订射孔方案和方案的实施。(3)方案的调整和完善：油田开发方案的制定和实施是油田开发的中心环节。必须切实地、完整地对各种可行的方案进行详细制订、评价和全面的对比，然后确定出符合实际、技术上先进、经济上优越的方案。本章将围绕油田开发方案，着重论述以下几个方面的内容：非均质多油层整装储量油田和断块油田的合理开发程序；多油层油田开发层系的划分；油藏驱动方式及特征；砂岩油田的注水开发；影响油田注水开发效果的因素等问题。第一节油田开发方案的主要内容及资料准备一、油田开发方案的主要内容在编制油田开发方案之前（准备工作），必须对物探(主要搞清地下构造)、钻井、录井、取心、测井、分析化验各项工作取得的成果，进行综合地质研究，编制各种地质图件，并根据所钻详探井、评价井、资料井及必要的试验区的井所录取的静态资料和试油试采的动态资料，研究开发区的静态地质特征及动态反应情况，从而编制出正式开发方案，以指导开发区全面进行开发。在正式开发方案中必须对以下的油藏工程问题加以研究。1)分层系开采的油藏要合理划分与组合开发层系；2)不同开发层系经济合理的井网密度；3)油藏的驱动方式及油井的采油方式；4)生产井的合理工作制度；5)需注水开发的油藏，还要确定不同层系的合理注水方式，注水井的合理工作制度及最佳注水时机；6)保持压力水平；7)合理采油速度，预测稳产年限及最终采收率；8)对断块油田，分开发单元研究其静、动态特征及各单元油藏工程技术对策；9)对低渗透油田，要研究裂缝方位与井网优化配置和采用水平井整体注水开发裂缝性低渗透油藏；10)对于稠油油田需研究热采问题；11)开发区经济技术指标，预测油田开发趋势；12)各种开发方案的分析对比，提出最优方案。以上问题的研究完成之后，就要提出开发方案实施的要求和步骤、开发设计井位图和完整的开发方案报告。二、油田开发方案所需资料编制油田开发方案需大量的静、动态资料，对开发区掌握情况越多，编制的开发方案越符合该区的实际状况，在编制一个区的油田开发方案时需要以下资料：1.地质特征资料通过地震资料分析，用钻井、取心、地球物理测井及试油等手段，要掌握开发区地层、构造、油层、储层、隔层与夹层、油藏类型、地质储量等静态特征方面的资料。2.室内物理模拟实验资料通过室内物理模拟研究，掌握岩石润湿性，油、水相对渗透率，水敏、速敏、酸敏，水驱油微观特征，常温、常压及高温、高压下流体的物性参数等方面的资料。3.压力、温度系统及初始油分布资料用测试资料回归可以得出不同油藏，不同区块或不同砂岩组的压力和深度、温度和深度关系曲线，从而判断油藏的压力系统和温度系统，并由油层中部深度求得原始地层压力及原始油藏温度的数值。利用相对渗透率曲线及测井曲线解释资料，分析开发区域的初始油饱和度及其变化规律。4.动态资料利用试油试采井，取得单井日产油量的数值，并掌握其产油量、压力、含水随时间的变化规律，分析采出(油、液)指数与生产压差随含水的变化和产出油的含硫、含蜡、密度及凝固点。而对于要进行注水开发的油藏通过试注要掌握注入量随注入压力变化规律及分层吸水量方面的资料。5.一些特殊资料进行开发方案设计时，某些油藏需要掌握夹层分布对开发动态影响，底水油藏射开程度对生产的影响，油层厚度和渗透率比值对底水油藏开发效果及采收率影响的各因素等方面的资料。灰岩和碳酸盐岩油藏，需要掌握油藏裂缝特征方面的资料；渗油藏，需要掌握低渗油藏驱替特征方面的资料。总之，在开发方案设计之前，对油藏各方面的资料掌握得越全面越细致，做出的开发方案就会越符合实际，对某些一时弄不清楚开发方案设计时又必需的资料，则应开展室内试验和开避生产试验区。第二节田地质模型的建立油田开发的对象是油藏，为了从油藏中更好地采油，就必须对油藏本身的一些地质特征进行分析研究，掌握油田的地质模型，该模型主要包括以下方面的内容。一、地层石油在地层中生成、运移，又保存在地层中，因此研究石油必须研究地层。岩层定义：组成地壳的层状岩石地层的定义：指岩层形成的先后顺序和形成时代，是地壳发展过程中所形成的层状岩石的总称。主要包括沉积岩、沉积变质岩、混合岩和部分岩浆岩。研究地层时主要分析地层的接触关系、地层年代、地层的划分和对比及地层岩性的描述。例如通过对某油田2、3井区测井曲线解释，该区地层自上而下钻遇有新生界第四系、第三系；中生界白垩系、侏罗系、三叠系；古生界石炭系和奥陶系。接触关系为整合、假整合和不整合。目的层三叠系钻厚286.5415m，可分为上、中、下三个统，油层发育在三叠系中、上统。中统和上统为三个自下而上岩性由粗到细的正旋回沉积，各旋回的细段岩性为灰色、深灰色泥岩、粉砂质泥岩夹泥质粉砂岩和粉砂岩透镜体，是良好的隔层和盖层，油层均集中发育在各旋回的粗段，其岩性为浅灰、灰褐色砂砾岩和砂岩。三叠系上旋回细段底部有38m的含铀泥岩，电性特殊，电阻曲线低值，自然伽马曲线高值，区域分布稳定，口口井钻遇，是地层对比的标准层。二、构造构造的定义：组成地壳的各类岩石，在空间上的分布状态及其地质成因上的联系。构造地质的任务，就是研究组成地壳的岩石在空间上分布的形态、成因和规律。岩石具有塑性，受力后可以弯曲褶皱。主要有：褶皱构造：指具有塑性的岩石，受力后弯曲褶皱的一种地质构造形态，常见的背斜、复背斜、向斜、复向斜。断裂构造：指岩石受力发生断裂之后的构造型态。岩性构造：指岩石物性的变化后的构造型态。三、储集层（分类、成因及储集性质、孔隙结构特征、形成条件及分布特征）我国油田储集层以碎屑岩为主（大庆油田、胜利油田及辽河油田），而灰岩和碳酸盐岩储集层较少（华北油田）。1.碎屑岩，孔隙是储油空间和流动通道，单一的孔隙介质2.灰岩和碳酸盐岩，孔隙是主要的储集空间，裂缝是油流通道，一般为孔隙-裂缝双重介质。含油的储集层即油层。类型：具有工业性开采价值；通过开采技术的提高，可以转化为具有工业价值的油层；根本就没有开采价值。依据沉积的旋回性、标准层、油层物性、油水系统、流体性质、隔层条件及电性特征，可以对油层进行详细的对比和划分。某油田三叠系油藏通过细分层对比，三个油组分为4个砂岩组10个小层，其结果见表1-1。（page4）通过油层对比在油层组基础上分为砂岩组，然后在砂岩组基础上分为小层。在对油层进行研究时，要阐明油层的沉积相、油层物性、分布面积、厚度、有效厚度以及组成油层岩石的岩性。关于储层精细地质研究的特点、内容、技术、理论和方法详见本章第三节。四、隔层及夹层隔层及夹层对油气田开发具有很重要的作用，尤其是层系划分，分采分注。对隔层及夹层的研究主要论述其岩性、物性、厚度分布及性质，有关内容在此不详细阐述。五、油藏油（气）藏的定义：指单一圈闭中具有同一压力系统的油（气）聚集。研究油藏的压力系统、流体性质、油水界面、油藏类型研究。例如某油田2，3井区三叠系油藏纵向油水关系复杂，具有四套油水系统，各套油水系统无论控制条件，还是流体性质、油水界面深度都有较大的差异，构成了不同的油藏类型。按圈闭成因和油水分布关系，该区可以划分为三种油藏类型：1)油层组为构造边水油藏。构造控制油藏的形成，高部位为油，水分布在边缘。LN2井试采油层组，短期内在其它地区油层组普遍产生压降，最大为2.25MPa，表明边水虽有一定能量，但边水不活跃，水体范围小。2)油层组为岩性构造底水油藏。油藏西部主要受岩性控制，东部受构造控制。3)油层组为岩性构造底水油藏。油藏受构造控制流体按重力分布，底水与油层组相比，底水能量和水体体积相对较大。油藏分类：按圈闭成因，可以划分构造油气藏（背斜油气藏、断层油气藏、构造裂缝油气藏）和地层油气藏（古潜山油气藏、地层超覆油气藏）、岩性油气藏（岩性尖灭、透镜体油气藏）等，按油水分布关系有边水油藏，构造底水油藏等。六、储量在建地质模型时，必须对储量加以说明，确定计算储量的方法和储量参数，还要计算溶解气储量和可采储量。第三节储层精细地质研究一、 储层精细研究现状和发展方向（定义）储层精细研究或精细油藏描述是指油田进入高含水期、特高含水期后，为了使油田经济有效地开发，提高油田采收率，以搞清油田的剩余油分布特征、规律及其控制因素为目标所进行的储层定量化精细研究。储层研究概况起来有三个大的方面，即沉积体系的研究(包括沉积相，沉积与剥蚀的过程，沉积事件序列、沉积过程等)、储层非均质性(包括各种断裂构造)、成岩作用的研究，其核心是储层的非均质性。对一个油藏而言储层非均质性大体可分为五个层次：第一层次是油藏规模的沉积相及造成的层间非均层性；第二层次是油层规模的沉积微相及砂体切叠和相变关系；第三层次是砂体内韵律性、沉积结构构造等非均质性；第四、第五层次则是岩芯及孔隙规模的非均质性。特点是由粗到细，由宏观到微观。目前，国内外对盆地及油藏规模的储层的研究已经形成了一套比较成熟的理论和技术，第二至第五层次的储层非均质性研究也已做了大量定性到半定量的研究。在我国，开发早期阶段的储层研究技术已日臻成熟，达到了世界先进水平，已形成了一套半定量到定量化的陆相储层沉积模式。体现在以下几个方面：各个油田都开展了储层沉积微相的研究，地震储层横向预测和模式识别技术已广泛用于早期评价阶段的储层研究，总结了一套成岩模式，发展了一套地质统计技术及三维地质模型软件，探索了裂缝定量预测的方法，已开始将国外热门的层序地层学方法用于陆相盆地的沉积体系和地层对比研究中，形成了一套成熟的储层概念模型和静态模型建立的方法和技术。然而到了开发中后期和三次采油阶段，这些研究已不能满足生产实践的需要，所涉及的问题，是从较宏观的第一、二两个层次非均质所形成的剩余油逐渐进入到比较微观的第三至第五层次非均质所形成的剩余油。主要体现在要精细地预测井间砂体的几何形态和空间配置关系以及砂体内部的各种油藏参数，建立实用的精细三维预测模型，该问题也是目前国内外正在努力攻克的难关。目前解决这一问题有两种方法（即发展方向）：1. 充分利用测试和地震资料以及其它的井间定量检测技术，确定性建模。方法及优缺点：国外正在大力发展的井间地震、高分辨率地震、电磁波成像等井间定量检测技术。综合利用开发地震、试井、水平井以及常规地质学方法所取得的各种信息进行井间储层参数预测，但在现有经济技术条件下，利用这些方法只能取得少数关键部位的信息，还不可能在整个油藏普遍得到这种信息。虽然开发地震可以取得全油藏信息，但目前受分辨率和处理技术的限制，特别是对于我国以薄层砂、泥岩互为主要特色的陆相沉积储层和老油田，离实际应用还有一定的距离。而在开发后期，井网密度已经很大，为了进一步挖潜，就必须搞清井间剩余油的分布和大小，为此首先要从井间储层参数预测入手，建立符合目前开发现状的储层地质模型，然后通过数值模拟得出井间剩余油的分布规律。2. 用随机建模方法建立预测模型。这是目前可行的主要方法，但它要求有丰富的储层地质知识库和各类储层的原型模型作基础，即要有预测的参照物或模板，以往通过密井网解剖建立的地质知识库一般只适合开发早期阶段的概念模型建立。方法及优缺点：虽然有些油田正在探索密井网成对井解剖来建立预测模型的路子，然而要建立起真正适合现阶段精细三维预测模型的储层地质知识库就必须并主要依靠精细的露头储层和现代沉积研究完成。另外还要有预测的数学方法，即地质统计学方法及其随机建模方法。（1）随机建模是由于计算机技术的迅速发展，人们开发了各种预测方法，目前主要是在地质统计学基础上发展起来的随机模拟法。随机建模：就是利用一个地质体某一属性已知的结构统计特征，通过一些随机算法来模拟未知区这一属性的分布，使其与已知的统计特征相同，从而达到模拟储层非均质性，直到预测井间参数分布的目的。随机模拟可分为条件模拟和非条件模拟。条件模拟（常用）：指随机模拟结果不但要满足地质统计规律，还必须保持已知样品值与模拟值相同。非条件模拟：则需模拟结果体现已知的统计规律即可。依据随机模拟的内容，随机建模方法可进一步分为两种：一种是离散模型；另一种是连续模型。离散模型：用于模拟油藏地质体分布，如砂岩体、页岩、岩相等。连续模型用于模拟连续变化的地质现象，如孔隙度、渗透率、饱和度、泥质含量等。运用截断作用。连续模型：也可应用到离散的地质现象模拟。（2）原型模型和地质知识库原型模型和地质知识库是储层精细预测或随机建模预测井间参数的重要基础。原型模型：就是一个与模拟目标储层沉积类似，并具有足够密集控制点，得到详细描述的储层地质模型。从原型模型中可以获得各种参数的统计特征，如变异函数、砂体密度及宽厚比等作为模拟及约束条件来进行目标砂体随机建模，从而保证其非均质特征的可靠性。目前，获得原型模型的最好途径就是露头研究，其次是现代沉积和油田密井网解剖。利用密井网建立的原型模型可以用来进行较粗尺度的井间参数预测，适合于油藏早期评价阶段地质建模的要求。储层地质知识库：是指经大量研究高度概括和总结出的能定性或定量表征不同成因类型储层地质特征、且具有普遍意义的参数。它能用来指导对未知储层的研究、预测和地质建模。如我们常用的河道砂体宽厚比等。地质知识库的获得主要靠露头、现代沉积和油田密井网区等的精细研究和解剖，其中露头储层的精细研究特别重要。二、储层精细研究的特点和内容1.储层精细研究的主要特点和技术要求储层精细研究或精细油藏描述是指油田进入高含水期、特高含水期后，为了使油田经济有效地开发，提高油田采收率，以搞清油田的剩余油分布特征、规律及其控制因素为目标所进行的储层定量化精细研究。考虑到所能获得的资料情况和确定剩余油分布的要求及未来的发展趋势，储层精细研究或精细油藏描述应该具有下述特点。(1)精细程度较高表现出幅度5m的构造，微构造图的等高线5m；应表现出断距5m，长度100m的断层。建立的三维数据地质模型，三维网格的精度至少在50m50m(0.21.0)m以内。之所以要求达到这样的精细程度，有以下几点依据：1)依据三维地震资料和新的解释技术可以解释出5.0m，甚至更小断距的断层；2)目前井网已很密，井距一般200300m，通过测井曲线对比、动态测试(如试井、示踪剂测试)可以确定断距小于5.0m的断层；3)可供作预测依据的小井距井(同井场井、密井网试验区等)，其井距一般在50m左右；4)测井解释的分辨率达到0.20m，能分辨出0.2m的隔层、夹层等；5)测井解释水淹层的分辨率达到1.0m。(2)基本单元较小储层精细研究的基本单位既不是小层也不是单砂体，而应是流动单元。多年来，小层和单砂体是开发地质研究的最小和最基本单位，并由此形成了一套小层划分、对比及建立地质模型、油藏描述、沉积相分析的方法和技术。然而一些油田的现状使我们认识到既要清楚的了解每一个砂体在空间上的分布规律，又要深入到每一个油砂体的内容、必须使静态更紧密的与动态相结合，指出剩余油分布所在，这样我们就必须有一套新的研究思路和方法，从而引进了流动单元的概念，这个名词经常用在油藏工程和数值模拟中，尺寸可大可小，大到一个油层，小到孔隙网络，目前在储层研究中也用得很广。流动单元是指一个油砂体及其内部因受边界限制、不连续薄隔挡层、各种沉积微界面、小断层及渗透率差异等造成的渗流特征相同、水淹特征一致的储层单元。在一个小层或单砂体内部可能细分出多个流动单元，也可能就是一个即油砂体本身。不同流动单元水淹状况可以不相同，有的可能只有残余油，有的已被水洗净，有的仍有可动油等等。流动单元划分的粗细与当时的技术水平和要解决的生产问题有关。因此流动单元的提出既反映了储层研究的精细化，又能紧密地与储层中的油水运动规律相结合，它的识别和划分不能单靠静态资料，而必须有水淹剖面、水淹测井、检查井、分层测试等油田动态资料。它的井间对比及空间结构问题更需要露头的精细研究给以解决。因此今后精细油藏描述的最小最基本单位应该是流动单元。同时，描述应该包括了从大到小，即从油田规模层系分层小层单砂体规模直到流动单元规模的各种层次的平、剖面上的储层非均质性。(3)与动态结合较紧密储层精细研究不是一个单一的地质静态描述，而必须与油田生产动态资料紧密结合。用动态的历史拟合修正静态的地质模型。(4)预测性更强能比较准确的预测井间砂体和物性的空间分布以及各种夹层和断层。(5)计算机化程度高小层对比和沉积微相划分人机联作或较强的自动化；有完整的储层研究综合数据库；地质、地震、测井、动态数据一体化处理及建模系统化、计算机化；大多数图件由计算机制作完成。2.储层精细研究的内容储层精细研究要求定量化和精细化程度很高，一般主要包括下述内容：1)沉积微相细分、组合特征和空间配置关系；2)各微相砂体内部建筑结构特征及物性参数分布：3)不同沉积类型储层地质知识库和原型模型的建立；4)流动单元划分与对比及流动单元的空间结构；5)以微构造研究为主的微地质界面研究；6)露头储层研究的应用方法和应用效果及类比条件等；7)各种地质统计学尤其随机建模方法的适应条件、检验标准及软件研究；8)注水开发过程中储层物性动态变化空间分布规律研究；9)水淹层测井解释及有关了解剩余油分布状况的生产测井及解释；10)层理、孔隙结构、粘土矿物等研究；11)精细储层预测模型建立；12)地质、油藏、数模一体化研究剩余油分布特征及规律。通过上述研究所要解决的关键问题是：建立储层预测模型，确定剩余油分布特征及规律。因此需要建立比要预测的储层更加精细的参照物或模板，即要有各类储层的原型模型和地质知识库，并要有一套确实可行的数学预测方法和软件，即地质统计学及其随机建模方法。三、地质知识库和随机建模技术（前面已经介绍）四、储层精细研究的理论基础和方法现代沉积学中的四大研究领域为储层精细研究奠定了理论基础，即沉积体系分析，层序地层学，层次界面分析及结构单元研究。这四大理论自始至终地贯穿储层精细研究的全过程。沉积体系是指在沉积环境和沉积作用过程方面具有成因联系的一系列三维成因相的集合体，成因相是其最基本的构成单元。沉积体系分析法突出了大型沉积的空间关系，沉积体系内部和外部几何形态的研究，是环境和形态的统一。该方法的原理从本质上讲属于成因地层学，即在认识沉积环境和控制沉积物形成的同沉积期大地构造的基础上，解释大型沉积体的相互关系，这一分析方法的基础是奥斯尔相律和相模式概念在整个沉积盆地范围的应用与引伸，奥斯尔相律指明，在一个完整的序列中，只有那些在自然界相邻出现的相才能在垂向层序中出现。一个进积三角洲是良好的范例。进积三角洲在平面上包括了前三角洲、三角洲前缘和三角洲平原。其相邻发育的顺序及其沉积物与在垂向序列中的顺序相同，一个沉积体系就是这样一种完整的环境与其产物的结合。层序地层学将沉积体系的概念纳入了其自身的概念系统中，这使得能够在盆地中建立高级别的等时地层格架和基本建造单元，并阐明其有序性演化成为可能层次表征与层次建模(简称层次分析法)，可以简单地概括为层次划分、层次描述、层次解释、层次建模和层次归一。划分层次的目的在于分层次描述，对描述的结果进行成因上的解释，找出规律性的结论，建立适合不同层次的模型，借助地质和数学的方法及计算技术，使不同层次的特征统一在一个体系中进行层次归一，达到预测的目的。五、储层非均质表征及定量建模储层非均质性影响油藏中剩余油分布，剩余油分布影响油田开发调整，油田开发调整影响开发效果。分析非均质性的关键是分析沉积环境、沉积模型和成岩历史。定性分析：对各种非均质性的分析和鉴别需有每种类型的数据和数据密度。在定性分析的基础上定量分析非均质性，是一种直接测量方法。另外一种方法是储层定量建模，其步骤和方法为：确定储层空间；识别这一空间的地质单元；给该单元赋予一定的几何形状；在确定的空间中对这些单元进行排列；对每一单元赋储层参数。六、储层预测内容及方法1.储层预测内容及方法储层预测的目的就是为油藏数值模拟提供可靠的地质模型，从而为油田开发提供技术依据，其内容包括：泥页岩等隔夹的分布；岩相、沉积相的分布；储层物性分布；断层、裂缝的分布。储层预测的方法如下所述：(1)地质统计随机模拟方法运用统计学方法，模拟随机地质参数变量在井间的分布，建立模型，进行模向预测。主要的地质统计随机建模方法有布利恩(Boolean)模拟方法、示性点过程方法、模拟退火方法、序贯模拟方法、截断高斯模拟方法及概率场模拟方法。(2)分形几何学方法分形几何学方法用于描述自然界中不规则形态和参数变化剧烈而且具有某种统计规律的场。因此非均质性严重的储层进行条件模拟时，可应用分形几何模拟技术。(3)神经网络方法神经网络是20世纪80年代以来迅速发展起来的一项新技术，它提供了两种基本的方法来进行条件模拟。第一种方法是利用合适的网络来对能量函数或损失函数进行优化；第二种方法是利用神经网络的模式识别能力，进行自动识别，无需对条件数据的变差函数模型进行具体的拟合就可恢复其内在的空间结构。因此可以利用到储层非均质性的描述中。2.储层预测方法评述目前，储层预测的新理论、新方法不断出现，如分形理论、遗传算法及神经网络技术等。但地质统计的随机建模方法在实际应用还存在着许多不足：如随机模拟所产生的油藏地质模型的好坏强裂依赖于所假设的随机函数的模型及所具有的数据；随机模拟所产生的各种数值如何用于油藏工程计算中；对于随机模拟所产生的多个等概率的油藏数值模型，如何挑选最能代表真实地质情况的模型进行流动模拟等。随机模拟方法可应用于各个阶段的油藏描述，如在油田早期评价阶段，可将其应用于岩相、沉积相的划分和空间展布、储层砂体连通性研究、储层参数(如孔隙度、渗透率等)的空间分布等；在油田开发阶段，可研究储层可采油气的空间分布、储层产量预测、含水率预测以及流动单元的定量研究等。对于分形几何学来说，纵横向的分维数的假设问题，不同的地区不一样，应用时一定要进行验证。目前的分形几何应用仅可用于地层和构造较简单的情况，对于有复杂地质情况的地区(如断层多、地层严重变形的地区)还需要做大量的研究，方法中只考虑了一种来源的资料，当有更多的其他类型的资料时，如何考虑进去，这一点在随机建模中非常重要。分形有没有方向性，不同沉积环境和相的储层中，储层参数的分形维数是不是一样也是较重要的。在神经网络方法中，如何选择有代表性的训练样本，同时确保计算的结果收敛是难点。在储层预测过程中，预测方法的选择以及各种不同类型的数据的综合，是决定储层预测效果的关键。第四节整装储量油田合理开发程序储量集中、丰度较高的整装储量油田的合理开发程序：把油田从勘探到投入开发的过程划分成几个阶段，合理地安排钻井、开发次序和对油藏的研究工作，尽可能用较少的井，较快的速度，取得对油田的基本认识，编制油田开发方案，指导油田逐步地投入开发。但是，由于不同油田的沉积环境和油层特征千差万别，所以，一个油田从初探到投入开发具体应该划分几个步骤，各个步聚之间如何衔接配合，每个步骤又如何具体执行等，应根据每个油田的具体情况而定，下面以大庆油田为例介绍整装储量油田的合理开发程序。一、开辟生产试验区1.开辟生产试验区的目的1) 深刻认识油田的地质特点。通过生产试验区较密井网的解剖，主要搞清油层的组成及其砂体的分布状况，掌握油层物性变化规律和非均质特点，为新区开发提供充分的地质依据。2) 落实油田储量计算。油田的储量及分布是油田开发的物质基础，但利用探井、资料井计算储量，由于井网密度较小，储量计算总有一定的偏差。因此对一个新油田来讲，落实油田储量是投入开发前的一项十分重要的任务。3) 研究油层对比方法和各种油层参数的解释图版。通过实际资料和理论分析，找出符合油田情况的各种研究方法。4) 研究不同类型油层对开发部署的要求，可为编制开发方案提供本油田的实际数据。探井、资料井的试油、试采资料，只能提供关于油井生产能力、油田天然能量和压力系统等大致资料，一般不能提供注水井的吸水能力、注水开发过程中油水运动特点以及不同开发部署对油层适应性的资料。但通过生产试验区，可以搞清油田天然能量的可利用程度、合理的注水方式、层系的划分与组合、井网的部置、油井的开采方式、油水井的工作制度以及对地面油气集输的要求等。2.开辟生产试验区的原则1) 生产试验区开辟的位置和范围对全油田应具有代表性。试验区一般不要过于靠近油田边沿，所开辟的范围也应有一定的比例。2) 试验区应具有相对的独立性，把试验区对全油田合理开发的影响减小到最小程度。3) 试验项目要抓住油田开发的关键问题，针对性要强，问题要揭露得清楚，开采速度要较高，使试验区的开发过程始终走在其它开发区的前面，为油田开发不断提供实践依据。4) 生产试验区要具有一定的生产规模，要使所取得的各种资料具有一定的代表性。5) 生产试验区的开辟应尽可能考虑地面建设、运输条件等方面的要求，以保证试验区开辟的速度快、效果好。二、分区钻开发资料井1.钻开发资料井的目的1) 研究解释单油层物性参数的方法，全面核实油层参数，为充分运用生产试验区的解剖成果，掌握新区地质特征打好基础，以逐步探明扩大开发的地区；2) 了解不同部位、不同油层的生产能力和开采特点。在钻完开发资料井以后，要进行单层和各种多层组合下的试油试采、测压力恢复曲线等，并了解新区的生产能力和开采特点。2.开发资料井的部署原则1) 开发资料井的部署主要针对那些组成比较单一、分布比较稳定的主力油层组；2) 开发资料井的部署应考虑到油田构造的不同部位，使其所取得的资料能反映出不同部位的变化趋势；3) 开发资料井应首先在生产试验区的邻近地区集中钻探，然后再根据逐步开发的需要，向外扩大钻探。三、部署基础井网1.基础井网的部署对象对于油层较多，各类油层差异大，分布相对比较稳定，油层物性好，储量比较丰富，上、下有良好的隔层，生产能力比较高，具备独立开采条件的区块可以作为基础井网布置的对象。2.基础井网的任务1) 基础井网是开发区的第一套正式开发井网，它应合理开发主力油层，建成一定的生产规模；2) 兼探开发区的其它油层，解决探井、资料井所没有完成的任务，搞清这些油层的分布情况、物理性质和非均质特点。3.基础井网的部署1) 基础井网的部署应该在开发区总体开发设想的基础上进行，要考虑到将来不同层系井网的相互配合和综合利用，不能孤立地进行部署。2) 掌握井网在实施上要分步进行，基础井网钻完后，暂不射孔，及时进行油层对比，搞清地质情况，掌握其它油层特点，核实基础井网部署，落实开发区的全面设想，编制开发区的正式开发方案，并进行必要的调整。如为了提高注水开发效果，在断层附近的低渗透率区局部地进行注采系统和开发层系的调整，为了保证每套层系的独立开发条件，对隔层进行必要的调整，然后对基础井网再射孔投产。四、编制正式开发方案1.编制正式开发方案遵循的原则(1)研究采油速度和稳产期限采油速度和稳产期的研究，必须立足于油田的地质开发条件、工艺技术水平以及开发的经济效果，用经济指标来优化最佳的采油速度和稳产期限。(2)确定开采方式和注水方式在开发方案中必须对开采方式做出明确规定。对必须注水开发的油田，则应确定早期注水还是晚期注水。(3)确定开发层系一个开发层系，是指一些独立的、上下有良好隔层、油层物性相近、驱动方式相近、具备一定储量和生产能力的油层组合而成的，它用一套独立的井网开发，是一个最基本的开发单元。(4)确定开发步骤开发步骤是指从部署基础井网开始，一直到完成注采系统，全面注水和采油的整个过程中所必经的阶段和每步的具体做法。它包括部署基础井网、确定生产井网和射孔方案及编制注采方案。(5)确定合理布井原则合理布井要求在保证采油速度的前提下，采用井数最少的井网，并最大限度地控制地下储量，以减少储量损失，对注水开发的油田还必须使绝大部分储量处于水驱范围内，保证水驱储量最大。由于井网涉及到油田的基本建设及生产效果等问题，因此必须做出方案的综合评价，并选最佳方案。(6)确定合理的采油工艺技术和储量集中、丰度较高的增产增注措施在方案中必须针对油田的具体开发特点，提出应采用的采油工艺手段，尽量采用先进的工艺手段，使地面建设符合地下实际，使增产增注措施能够充分发挥作用。2.正式开发方案的实施在正式开发方案的实施中，一个关键的问题就是怎样提高渗透率较低、分布不够稳定油层的开发效果问题。将开发区设计井网全部完钻后所得的资料与基础井网完钻后所取得的资料进行对比，L油田在基础井网完钻后，还只是对一些分布面积较大的油砂体(称为主要油砂体，其储量约占这套油层总储量的40%50%)认识得比较清楚，一般认识程度可达70%80%以上，基本上可搞清它们的分布形态和油层的物性。为了提高这部分油层的开发效果，采取了分两步实施的办法：第一步先按原井网钻井；第二步根据对油层的进一步认识，按照油砂体的形态、油层渗透率和厚度在各井之间的变化，以及断层的分布等具体情况，再具体选择合适的注水井和采油井的位置，组成合理的注采系统。研究表明，对于L油田一些大面积分布的渗透率比较高的油层，注采井别的具体位置对开发效果的影响不大。对SB地区葡1-4层用二维二相方法计算结果表明，反九点法面积注水的四种油水井的排列位置，其开发指标的差别不大。如将其渗透率比较低、开发效果较差的地区的注采系统进行局部调整，转注4口井的话，因低渗透率部分的产量在全层占的比例很少，所以对全层的开发效果改善不大，采油速度比调整前提高了5%，无水期采收率比调整前提高2.8%。但是对于渗透率比较低的油层就不同了，由于其沉积条件的影响，相对较高渗透率油砂体形态的分布比较不够规则，在均匀注采井网下，注水井的不同位置对油井的连通和受效状况有一定的影响。例如对SZ东部300m井网下油砂体进行了分析，研究了两种油水井的排列，第一方案的不连通井层比第二方案少11%，第一方案的多向受效井层比第二方案多9.2%，见表1-2。结果表明两方案的差别较大，特别是对其中有些油砂体，这种影响就更为明显。如萨5+6和萨2层中的两个油砂体，两种油水井排列，连通厚度的比例可相差41.5%和19.3%，其中多向受效的比例可相差55.8%和51.2%。若考虑油砂体低渗透率部分，在多层合采的条件下，这部分低渗透率的吸水状况是很差的。因此对这部分油层在条件许可的情况下，在钻井前最好不要事先就确定好注采井的具体排列位置，注水井排列位置对油层适应性的影响见图1-1。一个合理的开发程序，只是指导了油田上各开发层系初期的合理开发部署，指导了油田合理的投入开发，为开发油田打下了基础。但在油田投入开发以后，地下油水就处于不断的运动状态之中，地下油水分布时刻发生着变化，各种不同类型油层地质特征对开发过程的影响将更加充分地表现出来。因此，在开采过程中，还需要分阶段有计划地进行调整工作，以不断提高油田的开发效果。第五节断块油田合理开发程序断块油田的地下情况比整装储量油田复杂得多，因此需根据其特点，研究其合理的开发程序，以提高油田的开发效果。一、断块油田的地质特点一个油气资源丰富的断陷中，有多种类型的复式油气聚集区(带)，有凸起型的、斜坡型的、凹中背斜型的，也有凹内地层岩性复式油气聚集区带。在各类油藏中，那些含油面积比较小，圈闭受断层控制的油藏称作断块油田。断块油田与一般隆起圈闭为主的构造油田的区别：断块油田的主要特点构造油田的主要特点1) 油气藏主要受断层控制；2) 断层多、断块多、断块平均面积在5km2以内；3) 断块之间含油特征差异大：断块之间油层物性、厚度差异大；断块之间流体性质一般有差异，断块之间主力油层往往不相同，断块之间油、气藏类型往往不相同，驱动能量也有差异。一个断块内，往往有的断块有气顶，有的没有，有的断块边水能量充足，有的边水能量差，或者没有边水；4) 油层受断层分割，含油连片性差，有的断块不同层位油层叠合也不能连片含油；5) 断块之间，以及同一断块不同层位的油层往往没有统一的油水界面。1) 油气受构造控制；2) 虽然构造也受一些断层分割，但断层对全油田的油、气、水分布及原油物性影响不大，油层含油连片分布，3) 在油田范围内一般具有统一的含油层系和油气界面。断层油田的地质特点说明，要搞清楚断块油田的地下情况，特别是搞清楚复杂小断块油田的地下情况，要比搞清楚一般构造油田的地下情况的难度大得多。通过对断块油田复杂性的具体分析，发现在众多的断块中，大的断块地下情况相对简单一些。被断层切割零碎的小断块，油水关系、储油特性都远较大断块复杂。所以对复杂小断块油田地下情况的认识，仅仅依靠少数探井是难以搞清楚的，因此，对于断块油田来说，勘探和开发不能截然分开，整个勘探和开发的过程，都是不断对地下情况加深认识的过程。二、断块油田的主要类型根据断块油田原油和油层物性及天然能量的大小，一般将断块油田分成以下三大类：1) 天然能量低，油层和原油性质较好的油田。这类断块油田的特征是：断块面积小、天然能量低，一般是弹性驱动或溶解气驱动，也有小气顶与溶解气混合驱动。油层性质中等，油层一般能在全断块内(或断块内大部分地区)分布。原油性质比较好，地面相对密度一般在0.85左右，地下原油粘度一般在24mPas。2) 天然能量高，油层和原油性质较好的油田。这类油田天然能量高，边水活跃。3) 稠油油田。这类断块油田的特征是：原油相对密度、粘度大，地面相对密度绝大多数在0.9以上，个别高达0.98以上；原油地下粘度一般为2050mPas，个别高达1000mPas以上；油层物性较好，孔隙度一般为30%左右，个别高达38%，渗透率一般为0.51m2，个别达10m2以上；原始气油比低，大多数不超过30，低的达16；油藏天然能量小，油藏在一次开采中，以溶解气驱和重力驱为主，边水能量和弹性能量不大。三、断块油田的合理开发程序在总结我国渤海湾油层二十多年勘探开发经验的基础上，根据复式油气聚集区(带)的共性，提出了一个最优化的勘探开发程序和方法。由于复式油气聚集区(带)的地质特征十分复杂，只能采取逐步认识、分步实施、勘探开发交叉并举、滚动前进的方法。预探井获工业油气流后，勘探开发分四个步骤进行。1.精细地震详查以较大的测网密度(一般测网为1km1km或0.5km0.5km)进行地震详查。在条件具备的构造带，要及早开展三维地震工作，最大限度地查明构造、断块，提供一张准确的构造图(1：100001：2500比例尺的构造图)，以满足整体解剖的需要。特别强调的是，经钻探发现工业油气流后，在地下构造、断块不清的情况下，不能大批上钻机。2.评价性详探评价性详探的主要任务是探明主力油气藏(富块)，或主力油气层系，计算基本探明储量，估计全带的控制能量。其方法是：1) 立足于二级构造整体部署，深浅兼顾；2) 详探井钻断块的高点，沿断层找高产，一个断块打12口井，发现高产富集区，控制含油面积；3) 重点取心，中途测试，分组试油，查明主力油层产能。取心进尺要占探井总进尺的2%以上，千方百计地取到主力油气层岩心。3.详探与开发相结合，开发主力油气藏(或含油层系)开发主力油气藏的主要任务是编制出主力油藏(或含油层系)的一次开发方案，详探其它区块，实现储量升级。其方法是：1)对已基本探明储量的断块(主力油藏)部署开发基础井网，钻开发准备井；2)在开发井网中选择部分井，对主力油层不避夹层连续取心，收获率达90%以上；3)密闭取心，单层试油，求取储量与开发参数；4) 进行油层层组化分、小层对比、断块油藏核实；5) 充分采用新技术、新工艺，如钻定向井、丛式井、数字测井，中途测试和快速化验分析；6) 根据整带探明储量和控制储量，进行总体的地面工程设计。在建设程序上，可先上骨架工程，建设集输站、注水站。至于连接每口油、水井的管线，要到完井后再上，以便合理地设计管径大小。地面工程设计要留有余地，以便改建、扩建。4.持续滚动勘探开发持续滚动勘探开发的主要任务是：1) 探明一块开发一块，各区块相继投入开发；2) 老开发区调整挖潜，不断发现新油气藏，弥补递减，略有增产。复杂的断块油田与整装的大油田不一样，不可能一次编出一个完整的开发方案，要随着认识的不断深化，分步编制，分期实施。其方法是：第一步，先编制布井方案，对已基本探明储量的区块确定井网密度，编制一次开发方案，继续详探其它层系。第二步，编制注水方案，开发井网钻完后，根据小层对比、断块划分和油田地质研究成果，确定注采井别，提出射孔方案和注水方案。第三步，调整完善方案