油藏工程课程设计.doc

油藏工程课程设计 班 级 石工 0708 姓 名 学 号 班 级 石工 0708 姓 名 学 号 班 级 石工 0708 姓 名 学 号 班 级 石工 0707 姓 名 学 号 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 2 二 0 一 0 年六月 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 1 油藏工程课程设计任务书油藏工程课程设计任务书 题 目油藏工程课程设计 学生姓名 学号专业班级石工 0708 设 计 内 容 与 要 求 包括 原始数据 技术参数 设计要求 说明书 图纸 实物样品的要求 等 原始数据 1 陕甘宁盆地中部气田中区初步开发方案 长庆石油勘探局 西南石油学 院编 2 一个气井修正等时试井报告 3 一个气井或者注水井的原始试井资料 4 气田各井产气方程原始数据 5 马五 1 各小层参数分类数据表 设计要求 1 油藏工程课程指导书 西安石油大学石油工程学院 2006 06 3 一个气井的修正等时试井分析 得到该井的二项式产能方程 4 绘制一个油井的静温静压梯度曲线 5 绘制马五 1 的储量丰度图 并计算其他储量 6 对陕甘宁中部气田中区马五 1 气田进行二项式产能分析 获得其二项式 产能方程并进行产量递减分析 图纸 1 某井静温静压梯度曲线和修正等时试井分析曲线 2 马五 1 储量丰度及容积法计算参数计算表 3 陕甘宁盆地中部气田中区的二项式产能方程及产量递减分析 4 马五 1 的储量丰度图 起止时间 2010 年 5 月 30 日 至 2009 年 6 月 13 日 指导教师签名2010 年 5 月 27 日 系 教研室 主任签 名 2010 年 5 月 27 日 学生签名2010 年 5 月 27 日 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 2 目目 录录 前 言 4 第一章 气藏概况 5 1 1 气田基本情况 5 1 2 勘探成果及开发准备程度 5 1 3 开发前期准备 6 第二章 气藏地质模型 8 2 1 区域成藏背景与构造特征 8 2 2 地层与沉积特征 8 2 3 气藏特征 9 2 4 流体性质与两相渗流特征 11 2 5 气藏原始压力系统及温度 11 第三章 储量计算与分类评价 13 3 1 参数确定 13 3 2 储量计算的容积法 14 3 3 采收率预测 15 3 4 储量综合评价 15 第四章 气井产能测试评价及合理产能预测 17 4 1 单井产能测试成果及特点 17 4 2 试采产能评价 17 4 3 试井分析成果 18 4 4 气井合理配产方法及结果 20 第五章 气藏工程论证 23 5 1 开发层析划分 23 5 2 开发方式 23 5 3 开发井网24 5 4 采收率早期评价 25 第六章 初步开发方案设计 26 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 3 6 1 开发规模 26 6 2 开发原则及技术政策 26 6 3 开发井位优选 27 6 4 多方案对比27 6 5 推荐方案28 第七章 气田开发动态指标预测30 7 1气田地质特点的再认识30 7 2 应用动态资料对气藏地质储量参数进行再认识 核算地质储量31 7 3 层系 井网 注水方式适应性分析32 7 4 开采方案分析33 7 5 采出程度分析34 第八章 经济评价 8 1 投资估算36 8 2 经济评价36 总 结 40 参考文献 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 4 前言前言 油藏工程课程设计是石油工程课程设计的一部分 是本专业重要的教学环节之一 课 程设计的主要目的是 综合学生三年来基础课 技术基础课和专业课所学的理论知识 以及生产实习所获得的知识 对给定的油气藏 进行油藏工程设计 从而接受油藏工程 师的初步训练和工程意识的培养 第一节研究目的及范围 由于学生平时所学的知识都是分门别类和抽象的 与实际应用还相差很远 如何把 这些知识综合起来 并应用于生产实践 学生需要一个理论联系实际和锻炼工程能力的 学习环节 课程设计便是一个很好的机会 世界上没有完全相同的两个完全相同的油藏 因此 通过一次课程设计 不可能解决 所有的工程问题 但是 世界上也没有完全不同的两个油藏 每一个油藏工程设计都能 要经历类似的步骤和程序 又藏工程设计的方法和原理都是相通的 因此 任何一个油 藏的油藏工程设计都能够让学生得到最基本的训练 油藏是一个深埋在地下而无法直接观察和描述的地质实体 人们所说的油藏都是根据 各种间接资料所描述出来的概念模型 资料有多寡 思路有不同 方法也迥异 因此 不同时间 不同人所做出来的油藏工程设计也必将有所不同 油藏工程设计并不要求学 生拘泥于局部的细节 而是学生对设计有一个宏观和整体的把握 只要设计思路正确 设计最大限度的使用了现有资料 并灵活运用了所学的方法 涉及就是一个好的设计 课程设计也就达到了预期的目的 油藏工程是说明油气田所属构造 区块 地址年代 地面所处地理位置 界定区域的 坐标范围 项目研究的工程界限 主体工程个配套工程的主要内容以及凡与该项目有直 接关系或需分摊投资的外部工程等 本次课程设计有以下几位同学完成 第一章和第二章 蔡川云 第三章和第四章 何智慧 第五章和第六章 刘晓欣 第七章和第八章 李继龙 附录 结论 蔡川云 何智慧 刘晓欣 李继龙 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 5 第一章第一章 气藏概况气藏概况 1 11 1 气田基本情况气田基本情况 中部气田位于陕甘宁盆地中央古隆起的东北侧 探明面积位于陕西省和内蒙古自治 区交界处 跨陕西省靖边县 横山县 榆林市 安塞县 志丹县和内蒙古的乌审旗 鄂 托克旗等县旗 气田南部为黄土高原 北部为毛乌素沙漠南缘 地面海拔 1120 1820m 气田内有 4 条季节河流 流量小 含沙量大 气田所处地区属内陆性半干旱气候 夏季最高气温 36 冬季最低温度 28 平均气温 7 8 冬春多风沙 昼夜温差大 降雨量少 蒸 发量大 年平均降雨量仅 418mm 年均蒸发量达 1809mm 最大冻土深度 106cm 气田内部干线公路正在建设 气田至外部四周均有公路相通 气田东南距延安市 100 公里 延安市至西安市铁路已通车 当地经济收入以农业为主 属 老 少 边 穷 地区 开发中部气田不但能造福 陕北老区 促进周边各省区的经济发展 并将对改善用气城市的环境起重要作用 社会 及经济效益十分明显 1 21 2 勘探成果及开发准备程度勘探成果及开发准备程度 一 勘探成果 中部气田勘探面积 3 2 km2 1988 年开展综合勘探 1991 年申报中区马五气藏 4 10 基本探明地质储量 632 44 1992 年申报南 北区基本探明储量 8 10 3 m 710 48 1993 年申报南二区及陕 6 井区基本探明储量 372 03 累积探 8 10 3 m 8 10 3 m 明含气面积 3044 52km2 基本探明地质储量 1715 25 1994 年勘探工作继续向 8 10 3 m 气田南三区 北二区展开 预计含气范围还会扩大 中部气田为一整装大气田 各区是 按探明时间认为划分的 中部气田中区马五气藏探明含气面积 1039km2 东起榆 3 陕 21 井 西至陕 18 陕 20 井 南以陕 33 井为界 与南区连接 北抵陕 4 井与北区相邻 勘探面积 1200km2 在 此范围内勘探阶段完成工作量如下 1 地震 勘探阶段处理地震剖面 71 条共 1021 6 公里 平均测网 2 3 公里 用于岩性解释的 地震剖面 46 条计 705 6 公里 其中高分辨率剖面 22 条计 333 86 公里 三维地震资料 25 1 平方公里 VSP 测井 23 口 CDP 剖面长 24 88 公里 2 钻井 完钻探井 39 口 进尺 13 8 m 取芯 1653 18m 收获率 95 4 10 3 实验室岩心 流体分析 39 口井岩芯物性分析样品 3577 块 含全直径样品 14 口 132 块 薄片鉴定 扫描电 镜 阴极发光 压汞分析 含盐量分析 气体分析等特殊岩样分析项目共计 8279 块次 4 产能测试 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 6 39 口探井全部进行了酸化试气 含气面积内 26 口井除陕 40 外酸化前进行了中途测 试或射孔后求初产量 15 口井取得酸化后系统试气资料 建立了产气方程 期于井酸化 后采用一点法求产 马五含气面积内 18 口井进行分层测试 占总井数 26 口的 69 2 其 中单层酸化后试气 9 口井 分层测试 11 口 中区各种动态测试总计 86 井次 111 层次 平均单井测试 3 次 4 层次 5 地质综合研究 在勘探阶段 全面 系统 深入开展了对中部气田成藏条件的综合研究 包括区域 构造及古构造 古地貌 气源及运聚条件 沉积演化 古水文 古地温 古岩溶 次生 孔洞缝形成条件 圈闭条件 储层构造 富集规律 流体分布 储量参数等 这些研究 成果十分丰富 为中部气田开发可行性研究及开发前期准备 初步开发方案编制奠定了 良好的基础 1 31 3 开发前期准备开发前期准备 开发前期准备早在 1989 年气田发现井产气后即已开始 几年来随着勘探程度的深入 和开发准备的进展 积累了丰富的地质 工程资料 不断深化了对气藏开发的认识 1 加密地震测王 采用新技术重新处理和解释地震资料 1933 年在中区完成地震新测线 24 条剖面 353 447 公里 其中陕 23 陕 4 井区 14 条 264 514 公里 陕 7 陕 21 井区 10 条 88 933 公里 重新处理 87 92 年采集的全 部老测线共计 67 条 822 23 公里 1994 年中区老测线进行综合解释共计 91 条 1175 677 公里 其中高分辨率剖面占 60 8 测网线距由勘探结束时的 0 79 公里 平方 公里 提高至 1 13 公里 平方公里 测网由 2 3 公里加密至 2 2 公里 大多数测线经重 新处理质量明显提高 地震资料解释采用了 G Log 8 条 F Log 1 条 人工合成记录 26 口 道积 分剖面 4 条 人工神经网络油气判识剖面 21 条分形油气检测剖面 19 条 300 平方公里 陕 23 井区 三种模式识别方法 及反演技术等新方法 不断完善适合本气田 的古地貌侵蚀潜沟解释技术和储层物性横向变化预测方法 对古地貌及气层分布认识更 客观更准确 2 钻开发评价井 进一步加深对气藏特点的认识 中部气田探井井距较大 为了认识气层横向变化特点 1993 年在中区钻两口开发评 价井 总进尺 7035m 取芯 83 62m 收获率 100 全部岩心进行了精细描述 系统照相 并作 1 1 比例尺的岩心素描揭片 20 张 采集样品 69 块 分心项目 16 项 共计 340 块 次 1994 年中区部署开发评价井 4 口 以进一步认识探井井网较稀的中高产井区的气层 变化 验证气井产能 为初步开发方案的实施提供更多的依据 3 气井试采新技术 为了取得气藏动态资料 落实气井产能 在没有下游工程支持的情况下 开展以修 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 7 正等时试井为基础的短期放空试采 从 91 年到 94 年 已试采 10 口井 包括 1 口开发评 价井试采和小井距干扰试井 适才资料录取质量较高 齐全配套 提供了丰富的动态信 息 通过适才落实了气井无阻流量 验证了稳定产气方程 求得稳产产能 重复验算了 地层参数 求取了地层真表皮系数及非达西流系数 了解了井周 1km 左右泄气面积内气 层横向变化特征 测试了气井流动压力和温度剃度 对生产中井筒水化物和积液等问题 开展了工艺实验 小井距干扰试井获得成功 表明在中低渗井区连通性较好 在试井中反映的曲线后 期上翘现象只是气层物性变化的显示 并不影响气层连通性和压力传导 4 井组实采与工艺实验 1993 年建成向榆林化工厂供气生产井组 于同年底试生产 94 年 4 月起正式供气 在取得较长时间动态资料的同时 开展了大压差生产实验及系统试井 开展了各种井筒 和地面采气工艺实验及集输技术实验 如防腐 高压注醇 高压集气 加热 分离 计 量 脱硫净化 脱水 外输 及井下泡沫棒排液等 5 酸化为主的气层改造实验 勘探阶段采用常规酸化技术 解除井底堵塞 增产效果明显 为了进一步提高单井 产量 在开发准备阶段十分重视以深度酸化为主的气层改造 93 年深度改造酸化实验工 进行了 11 口井 累计 13 口井 多数井已初步见到成效 同时发展了气层改造的配套工 艺技术 如尼龙球暂堵多层段改造技术 助排技术 降阻技术 预处理技术等 6 可行性研究逐步深入 在编制 八五 规划时 即 1989 1990 年就开始对中国气田进行开发论证 1991 年 配合申报探明储量开始进行试采设计和实施 总公司专家组及各油田专家几次来我局研 究预概念方案 概念方案及规划方案 1992 年底编制中区初步开发部署方案 通过了总 公司和国家技委委托的国际工程咨询公司的审查和评估 1993 年 7 月国家技委批复了中 部气田开发项目建议书 93 年 9 月 94 年 1 月总公司和技委分别审查和评估了我局上报 发中部气田总体开发可行性研究报告 国家技委关于中部气田开发的立项报告近期将正 式批复 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 8 第二章第二章 气藏地质特征气藏地质特征 2 12 1区域成藏背景与构造特征区域成藏背景与构造特征 陕甘宁盆地隶属华北地台西部 是一个多构造体系 多旋回演化 多沉积类型的大 型盆地 从早古生界以后盆地持续沉降 在太古界 下元古界变质岩系结晶基底上形成 了 5000 多米厚的沉积盖层 由下古生界海相碳酸盐岩沉积 上古生界海陆过渡相煤系沉 积及中 新生界内陆碎屑岩沉积组成三层结构 其中碳酸岩盐及煤系地层是中部气田的 两套气源岩层 由于中部气田区在早奥陶系末受加里东运动影响 经历了 1 3 1 5 亿年 的风化剥蚀及准喀斯特岩溶阶段 形成了广袤的奥陶系顶部风化壳储层 区域地质结构 分析 中部气田区在早奥陶世的马家沟期 东邻蒸发台地盐洼区 西侧是深凹陷斜坡深 海区 它居中部局限海台地潮坪区 在西侧斜坡的现今构造背景上 构成了沉降生烃 隆起运聚 上倾致密遮挡的完整区域成藏背景 气田现今构造为一西倾大单斜 坡降 4 7m km 在该背景下发育有多排低缓鼻状构 造 隆起幅度为 20m 左右 宽 2 5 9km 长为 40 100km 构造曲率 2 0 10 6 1 6 10 6 气田中区较明显的鼻状构造共有三排 自南向北依次为 陕 21 陕 34 陕 48 鼻隆 榆 84 陕 45 鼻隆 它们在各个标志层构造图上形态基本一致 但不具备圈闭能力 据曲率研究表明 鼻隆弯曲较大 1000 大气田 300 1000 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 16 中气田 50 30 超小气田300 108 m3 故该气田为大气田 2 天然气储量丰度 特高丰度 30 高丰度 10 30 中丰度 4 10 低丰度 2 4 特低丰度 2 代入数据 储量丰度 g G A 0 517 108 m3 km220 104m3 d 称为中高高产井 有 14 口井 站总井数的 53 9 将 qAOF20 104m3 d 的高产井仅 3 口 占 11 5 气井自然产能低 投产前必须酸化 气井产能受区内局部构造影响 气井稳流损失普遍不严重 试气过程采用系统试井的 14 口井 指数 n 值平均为 0 7087 通过修正等时试井建立 稳定产能方程的 8 口井 指数 n 值平均为 0 8234 表明气井压力损耗中紊流损失不严 重 利用拟表皮系数与产量关系曲线求得紊流系数 D 值 除个别井 林 1 林 2 外 一般为 0 01 0 07 1 104m3 4 24 2 试井产能评价试井产能评价 修正等时试井在陕甘宁气田普遍应用成功 为我国低渗透气天开发动动态测试积累 了宝贵经验 修正等时试井求出的无阻流量和系统试井求得的无阻流量数值基本相同 证明系统 试井求得的无阻流量是可靠的 不过二者的指数适合二项式系数都有差别 视表皮系数随产量变化不大 表 4 2 中区试采井评价气井合理产能数据 井号陕 8林 1林 2陕 5陕参陕 7陕 42陕 44 G19 平均 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 18 111 延时产 量 104 m3 d 6 02 03 08 06 199 5 4 004 2 2 5 4 001 8 4 014 06624 57 生产压 差 MPa 2 712 57 1 1 032 6 2 742 6372 193 2 2 719 2 1 478 2 3 32432 378 2 试采末 期压降 速率 MPa d 0 032 5 接近 0 0 005 7 0 071 1 0 043 8 0 0130 0190 006 7 0 03450 023 9 评价产 能 4 52 06 06 05 05 04 06 03 04 6 九口试采井岩石生产最大产量 8 104m3 d 陕 5 最小 2 104m3 d 林 1 平均 4 57 104m3 d 最大生产压差 3 32 MPa 最小生产压差 1 0326MPa 平均生产压差 2 3782 MPa 分析得出 若以生产压差 3 MPa 进行生产 中产井稳产水平可确定在 4 6 104m3 d 低产井为 2 4 104m3 d 平均可确定为 4 61 104m3 d 左右 多数井井底有积液 对气井生产造成严重影响 试采中 发现有的井在井筒形成水合物堵塞油管 如陕 7 井 除研制防止水合物 在井筒形成的行之有效的方法外 在开发初期 气井可适当放大压差 避开形成水 合物的危险区 以保证气井正常生产 试采发现 对于一些产能偏低的井 如林 1 陕 42 井 多次关井井底压力都能恢 复 易于稳定 延时生产末期压降速度较小 0 0 019 MPa d 相反 一些中产井 如陕参 1 陕 5 陕 8 和 G19 11 多次关井压力不能恢复 稳定条件差 延时生 产末期压降速度大 0 03 0 07 MPa d 生产压差也偏大 2 6 3 3 MPa 这些 井一定生产距离之外渗透率有变差显示 由此看来 外围渗透率变差对气井稳产影响比较大 4 34 3 试井分析成果试井分析成果 酸化解堵效果好 孔隙类型以单孔为主 横向非均质性比较突出 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 19 中区属中低渗气藏 中区试井渗透率变化范围 0 21 16 28 10 3 m2 按井点平均 4 2 10 3 m2主要集中在 1 10 10 3 m2范围 中低渗气藏 KH 值变化范围 0 88 91 51 10 3 m2 m 按井点 24 7 10 3 m2 m 主要集中在 10 50 10 3 m2 m 范围 产能系数 KH 与无阻流量及产能方程系数的关系 见附录 A 表 2 图 4 1 qAOF与KH的线性关系 0 20 40 60 80 100 020406080100 qAOF KH 系列1 qAOF 2 67767 KH 0 761153 图 4 1 无阻流量和二项产能方程B的相关曲线 y 1057 7x 2 1949 0 10 20 30 40 50 60 70 80 020406080100 qAOF B 系列1 乘幂 系列1 图 4 2 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 20 KH和B的相关曲线 y 102 83x 1 6186 0 10 20 30 40 50 60 70 80 020406080100 KH B 系列1 乘幂 系列1 气层导压性能差 试井解释结果 中区导压系数为 0 01 0 27 s 22 口资料井中 有 10 口井 0 1 s 有 6 口井小于 0 05 s 气层对压力的变化的传导性很低 属低导压性气藏 为开发井井 距确定提供了依据 4 44 4 气井合理配产方法及结果气井合理配产方法及结果 1 气井合理配产方法 气井合理配产是高效开发气田的一个重要环节 在中区方案设计时 综合利用了现有大 量静 动态资料 采用和研究了多种气井配产方法 各种方法研究结果互相印证对比 为中区整体方案中气井配产和分阶段实施方案气井配产提供了可靠依据 主要方法有 经验统计法 采气曲线法 双目标优化法 协调配产法 拟稳态法 物质平衡法 数值模拟法 气藏动态预测方法 单井产能计算 稳定试井法 0 5 10 15 20 25 30 35 1 451 51 551 6 Q Pr2 Pwf2 Q 系列1 A 23 B 1 25 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 21 由 Pi2 Pwf2 AQ BQ2得 990 9904 Pwf2 23Q 1 25Q2 平均产能方程的建立 经计算得到二项式产气方程 Ps2 Pwl2 Aqs Bqs2 959 698 Pwf2 13 27Q 0 73Q20 用物质平衡法预测气藏动态 在进行气藏动态时需将压降方程和产能方程结合起来 物质平衡方程 p z Pi Zi 1 Gp G 平均产能方程 Pi2 Pw2 AQ BQ2 i 稳产期预测 稳产期预测包括 预测稳产年限 稳产期地层压力变化 稳产期井底流压下降 假设稳定产量为 qs 井底最低流压为 pwf 原始地层压力为 pi 试求稳产年限 ts 稳产期地层压力变化 稳产期井底流压下降 稳产年限 由平均产能方程得 Ps Pwf2 Aq Bq2 32 13 27 4 2 0 73 4 22 8 80972 将 Ps代入物质平衡方程 Ps ZS Pi Zi 1 Qs G 得 由上式可以确定稳产期末的累积产量 Qs G 1 Ps ZS Zi Pi 632 44 108 m3 1 8 80972 31 48 455 4508222 108 m3 稳产时间可由下式确定 ts Qs nqs 455 4508222 108 112 4 2104 m3 d 26 5 稳产期地层压力 对第 j 年 累计产量为 Qj tj qs n 由物质平衡方程可得第 j 年的地层压力 Pj Zj Pi Zi 1 Qj G 例 陕 44 P Pi 1 Qj G 31 84 1 44 8 104 632 44 108 31 84 MPa 陕 45 P Pi 1 Qj G 31 84 1 67 82 104 632 44 108 31 83 MPa 稳产期井底流压 由平均产能方程可得第 j 年的井底流压为 Pwf Pi2 A qs B qs2 陕 44 Pwf 31 836 MPa 陕 45 Pwf 31 83 MPa II 产量下降期预测 假设气藏废弃条件为 q ql Pw Pwf ql为经济极限产量 pwl 为 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 22 极限井底流压 试求下降生产时间 由平均产能方程 可以求得气藏废弃时的地层压力为 Pl pl2 Aql Bql2 32 23 1 1 25 12 5 7663 开发井合理产能预测 通过对比分析 采用经验统计法 采气曲线法 双目标优化法 协调配产法 拟稳态法 物质平衡法 数值模拟法 预测了中区 112 口开发井的合理产能 进行综合 配产 以钻井转生产井 24 口中高产井 14 口 占 58 3 利用 7 种方法逐井预测 各方法平均 产量为 4 24 5 15 104 m3 d 7 种方法平均值为 4 61 104 m3 d 稳定产能取 4 24 104 m3 d 综合平均配产初期 5 3 104 m3 d 新井产能预测模拟为主 两套布井方案 总生产井数和产能预测结果见下表 表 4 4 布井方式生产井数 口 年产气 108 m3 单井日产 104 m3 d 11215 684 241 9015 685 278 非均匀面积井网 7015 686 787 12915 683 685 11315 684 199 正南正北向正方 形基础井网抽稀 9515 685 0 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 23 第五章第五章 气藏工程论证气藏工程论证 5 15 1 开发层系划分开发层系划分 1 开发层系划分原则 1 纯气层 有水气 含凝析油的气层应分别组合开发层组 每套层组的构造形态 气水 油 边界 储层性质 天然气性质 压力系统应大体一致 以保证各气层 对开发方式和井网有共同的适应性 减少开发过程中的层间矛盾 2 划出的每套层组都应具备一定的储量和单井产能 每个开发层系的储量和产能能 满足开采速度和稳产期的需要 3 不同层系之间需有良好的隔层加以分开 4 同一层系的开发层组跨度不宜过长 上 下层的地层压差要维持在合理范围内 是各产层均能正常生产 5 在开发设计阶段 对气层的认识仍带有很大的局限性 对气层的很多非均质特点 还认识不清楚 所以层系划分不能一劳永逸 还要在今后开发过程中加以调整 2 1 马五1可单独形成一套层系 中区马五1气层平均厚度为 5 2m 有效厚度大于 4 0m 马五1内个单层有效厚度一般为 2 4m 主要气层马五12 马五13 平均有 效厚度分别为 2 1m 2 8m 分布稳定 连片性好 马五11 马五14 气层薄 厚 度不稳定 连片性差 平均有效厚度分别为 1 43m 1 35m 马五1基本探明储量 为 632 44 1 10 08 8m m3 3 马五11 马五12都不具备独立开采的能力 马五1气层的四个小层同属一个压力系统 马五1气层内各单层之间隔层最大厚度 4 6m 最小 0 6m 在某些区域还存在马五 13和马五马五12之间 马五13和马五14 之间直连通的情况 综上所述 马五1气藏单独形成一套层系 2 马五2气层厚度 1 2 4 6m 平均 1 6m 分布零星 连片性差 控制储量为 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 24 48 18 1 10 08 8m m3 3 综合评价属低渗 低 低产气层 与气马五1气层相距平均仅 6m 隔层较差 不具备独立开采能力 未见产水迹象 可与马五1合采 3 马五4平均厚度 2 3m 分布连片性好 控制储量 94 72 1 10 08 8m m3 3 综合评价属中 低 孔 低渗 中 低产气层 马五1马五2之间隔层厚 25m 封隔力好 马五4不宜与 马五1划为同一套层系 综上所述 中区采用同一套层系开采主力气层马五1 开发井可同时钻开马五4 原 则上只射开马五1 当马五1和马五4迭和时 二者合采 可作为后期替补层 5 25 2 开发方式开发方式 马五1气藏属下古气藏 下古气藏次生孔隙发育带在区域上受古岩溶控制 孔隙发育 程度无明显方向性 既无边水 也无底水 为定容干气气藏 采用消耗式开采 一般可 分为定产和定压两种方式 定压开采初期产量高 同期采出程度高 递减快 难以稳定 供气 马五1气藏采用前期定产生产 保证稳定供气 待压力下降到 3Mpa时转入定压生 产 此时气藏进入自然递减阶段 5 35 3 开发井网开发井网 由于陕甘宁盆地中部气田属于大型 低渗 薄层 储量丰度低 非均质性明显的非 常规气田 中部马五1气藏井网布署需要从以下几个方面来考虑 1 井网要能最有效的控制住气藏储量 2 井数能保证达到一定的生产规模和一定的稳产期 3 要能保证尽可能高的采收率 4 钻井投资及工作量最小 5 为立体开发 马五4及其它层替补 和开发后期调整留有余地 6 尽量利用现有探井 并要考虑到有利于和南 北区形成统一系统 井网方式与方向 1 中部气田马五1气层为海相碳酸盐岩蒸发潮坪沉积 相带宽广稳定 展布面积大 沉积方向不明显 2 成岩后生作用对气藏形成起重要作用 次生孔隙发育带在区域上受古岩溶控制 气藏内孔隙发育程度差异无明显方向性 3 区域构造不发育 4 马五1气藏属定容干气气藏 为发现底水或明显边水迹象 采用消耗式开采 井 网形式对采收率影响甚微 5 目前地质研究和动态研究表明 马五1气藏横向渗透率 导压系数变化较大 气 井产能最大和最小可相差若干倍 根据模拟实验分析结果 中区马五1气藏井网布署设计采用两套基本井网形式 1 考虑气藏参数分布特征的非均匀面积井网 2 正南北东西向正方形基础井网抽 稀的非均匀井网 两套井网都充分利用现有探井 将其纳入开发井网中 照顾南 北区 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 25 使之构成统一的开发井网系统 同时考虑到方案实施过程分析阶段投入逐步加密井网的 实际情况 为今后井网调整留有余地 开发井距 开发井距的确定应根据气藏性质 储渗参数分布特征 使 1 单井要能控制足够的 储量 且具有一定的生产能力 2 气井产能波及到该井所控制的面积 保证有足够的 供气能力 3 能形成一定的生产规模和有一定的稳产期 根据气层连通性与井距 单井控制储量与井距 导压系统与井距 采气速度与井距之 间的关系及经济极限与井距 推荐井距为 2 0 2 5km 推荐采用的井网布署 中区马五1气藏开发方案设计采用的井网形式 综合了以高储渗参数区为中心向外扩 和正南北东西向正方形井距两种布井方式 以经济极限井距的井网为基础井网 井距为 2 5 然后以此为基础 分批抽稀 形成几次接替 逐步完善实施井网 5 45 4 采收率早期评价采收率早期评价 马五1气藏是一个低渗透气藏 根据总公司 天然气储量计算方法 规定 对于尚未 投入开发的气藏或采出程度很低的气藏 应按气藏类型选取推荐的采收率 对于定容低 渗 孔隙型气藏 推荐采收率范围为 0 5 0 6 中区马五1气藏属低渗定容视孔隙型气藏 中区马五1气藏采收率可选取同类气藏的中值 55 预测可采储量为 347 8 1 10 08 8m m3 3 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 26 第六章第六章 初步开发方案设计初步开发方案设计 高效开发气田的根本要求是少投入 多产出 获取最大的经济效益 然而 油气田 开发的效果是由若干因素所决定的 比如 开发规模 井网形式 井距 井数 开发方 式 采出速度 配产等的不同 都将对开发效果产生很大的影响 而最优开发方案只能 在多个不同方案的技术经济指标对比分析以后才能得出 6 16 1 开发规模开发规模 气田开发规模的确定主要考虑两方面的因素 一是国家或用户对天然气的需求 二 是气田是否具备相应的条件 最根本的条件则是储量 中区马五1气藏开发规模的确定依据 1 根据国家计委对总公司 关于送报陕甘宁盆地中部气田中区开发方案的函 的批复精 神 中部气田开发规模按年产天然气 气 20 50 108m3进行安排 先建设中区 15 108m3的生产能力 2 储采比 国家储委批准中区马五 气藏基本探明储量 632 44 108m3 预测可采储量为 347 8 108m3 以此作为年产气 15 108m3 建设规模的基础 初期储采比为 23 2 为 了保证中期稳定供气 20 年以上 在开发的中后期课动用相邻区块部分储量以实现接 替稳产 储采比可保持一定水平 3 采气速度 中区马五1气藏设计年产气 15 108m3 采气速度为 2 4 能兼顾适当的稳 产期 井数 投资回收期及国家计划等多方面要求 6 26 2 开发原则及技术政策开发原则及技术政策 中区气田开发应坚持 少投入 段产出 的原则 以尽可能获取最大经济效益 在 气田开发中应尽量采用高新适用技术 全面提高气田开发效果 1 开发方案设计 钻采工艺设计和地面工程设计应协调衔接 确保气田开发系统的 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 27 整体效益 2 总体规划部署 分期实施 在确保对通用户供气条件下 初期尽量少大井 避免 资金积压 减少投入 降低成本 缩短投资回收 3 以马五1为对象 采用初期抽稀 逐步完善的面积井网 开发初期在基础井网上 抽稀布署评价井 进一步认识气层特征 首先利用探井试采 根据动态反应调整井网和 井位 兼顾马五2和马五4后期接替 兼顾南北形成统一系统 4 为确保商品气稳定供应 需附加 20 的开发预备井 尽可能减少低渗透气藏开发 的风险 预备井布署将根据全面开发后实际情况确定 5 采用消耗式开采方式 前期定产 后期定压 6 开发早期 实施稀井高产的开发方针 早期地层压力较高 采用较大压差 提高 单井产量 按先肥后瘦的原则 滚动开发 尽量减少低效井 利用层间接替 井间接替 区块接替 实现长期稳产 7 按目前的钻井和完井方式 开发井应全部酸化投产 努力发展改造低渗透气层的 深度酸化及压裂技术 采用气层重复改造等综合措施 降低开发中后期气井产量递减速 度 8 在方案实施过程中逐步建立完善动态的检测系统 初期利用不具工业标准的探井 作观察井 开发过程中利用低效开发井 并补充个别新钻井作观察井 按总公司 气田 开发动态监测条例 进行定期测试条例 进行定期测试 取全 取准各项资料 6 36 3 开发井位优选开发井位优选 开发布井总原则是选择储量丰度和产能高的井区布井 中部气田中区布井依据如下 由布井依据所得布井井区 1 气层有效厚度 h 2m 或 h 0 1m 井区 2 马五 1单层 孔隙度 4 井区 3 储量丰度 0 3 108 m3 km2井区 4 产能系数 kh 5 0 10 3 um2或 qAOF 8 井区 5 鼻隆带是布井有利区 6 导压系数 0 05 井区 7 高 渗带井区 k 1 10 3 um2 8 含气面积内非侵蚀沟 坑区 9 含气判别为 I II 类 6 6 4 4 多多方方案案优优化化 中区马五 1 气藏对比方案设计表 方案编号年产气 108 m3 井数 口 平均单井 产能 104 m3 d 采用布井 方式 采气速度 方案一 15 01124 112 4 方案二 15 090 112 初期 5 1 12 4 方案三 15 01124 122 4 方案四 15 0706 512 4 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 28 方案五 15 01343 412 4 方案六 12 01123 211 9 方案七 20 01125 413 2 对七种方案进行产能建设规模及采气速度比 不同井网方案对比 不同井距 井 数 方案对比 不同单井配产方案对比 由对比结果可得 1 中区马五 1气藏建成年产气 15 108的规模 即 2 4 的采气速度比较合理 2 充分考虑各种地质因素的不同井网方式开采效果接近 而且井网方向影响甚微 3 对于中区马五 1这样的低渗透非均质明显的气藏 目前缺少长期试采资料 选用 112 口井作为基础 方案五作为后备方案 4 不同配产在不同方案中效果不同 方 案五比其他方案表明适当增加井数有利于提高经济技术指标 其配产可作为后备抗风 险的方案 方案二采用了两种配产接替稳产 与方案一相比开采指标相同 方案二部 分推迟钻井可取得较好经济效果 6 6 5 5 推推荐荐方方案案 综合考虑 1 生产规模 2 稳产期 3 稳产期未采出程度 4 30 年末才出程度 5 投产 6 投资回收期 7 实现净现值 8 整个开发动态等 因素 最优方案应在一 二 五三个方案中产生 基于以上对比结果 在全面考虑各个方案的技术指标和经济指标以及实现的可能 性以后 推荐方案一作为中区马五 1气藏初步开发的基础方案 方案二作为分布操作 方案 方案五作为后备方案 中部气田中区初步开发方案设计及开发指标预测表 方案年产 期 建生产井钻井单 井 日 产 气 生产压 差 稳产 年限 数 模 30 年 采 出 程 度 初期生产井产 量分类 调 整 稳 产 期 建 新 井 20 年 稳 产 总 井 数 总井 数 利 用 已 钻 新井总井 数 井深进尺观 察 井 初 期 稳 产 末 期 自 然 稳 产 增 压 稳 产 日 产 气 井 数 分 类 比 例 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 29 井 一 15 01122488107345036 984 1 3 0 8 8 4 8 8 4 8 11 41 12 2 45 6 二 15 0 11222248 34 1 5 7 2656 5 43842 2 60 五 15 0134241101313450 45 2 83 4 2 5 5 1 10659 1 40 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 30 第七章第七章气田开发动态指标预测气田开发动态指标预测 气田开发动态分析 就是在气田开发动态过程中取得的大量的第一手资料的基础上 结合运用多学科的知识和技术 采用综合的技术分析 判断方法 动态地描述已投入开 发的油藏在错综复杂的关系中出现的油藏各动态参数的变化特点和规律以及相互之间的 影响和相互制约关系 提出油田开发的调整措施和整体规划 并根据这些动态参数的变 化特点修正规划方案和调整方案 是油田达到较高的采收率 较高的开发水平和取得较 好的经济效益 气田开发动态分析是一项综合性 技术性很强的工作 他贯穿油田开发的全过程 内容繁多而有十分复杂 其中本文包括以下几个方面 7 17 1 气田地质特点的再认识气田地质特点的再认识 利用气田开发后钻井 测井 气田动态 开发地震资料 对构造 断层 断裂分布 特征和气藏的再认识 中区马五1气田位于陕甘宁盆地中部 通过加密地震测试 采用新技术处理和解释地 震资料 不断完善适合气田的古地貌侵蚀潜沟解释技术和储层物性横向变化预测方法 对古地貌及气层分布认识更客观更准确 其结果为 气田中部较明显的鼻状构造共有三排 自南向北依次为陕 21 陕 34 陕 48 鼻隆 榆 3 陕 40 鼻隆 陕 84 陕 45 鼻隆 它们在各个标志层构造图上形态基本一致 但不 具备全比能力 具曲率研究表明 鼻隆弯曲 0 4 10 6 较大的地方 裂缝相对发育 产能 产量较高 钻井开发评价井 进一步加深对气藏特点的认识 主要研究横向上变化 整个马五1 的渗透值在全区内变化较大 主要趋势是西部和东部渗透性好 中部为南北向低渗透率 带 与马五 31的孔隙度分布格局相似 马五31的渗透率平面分布 在东南陕 21 井 陕 7 井一带呈现高渗透率 中部陕 42 井 林 3 井 陕 38 井一带仍为低渗透率带 马五 31渗 透率分布格局不如马五1那么高 低显著 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 31 裂缝 马五1气层段裂缝一般 2 30 条 米 视裂缝孔隙度 0 05 以成岩裂缝为主 成 岩缝 包括溶缝 脱水收缩缝 及角砾缝 缝长 1 2 厘米 缝宽 5 30um 最宽 50 60um 半充填灰云质及有机质 形状不规则 常与其它类型裂缝及溶孔组成空隙网络 纵向上马五 31网络状裂缝最发育 马五21次之 网络缝的分布对沟通溶孔 提高气层渗 透能力具有十分重要的意义 根据中区岩心压汞 及图像分析资料 得如下图表 层位汞饱和度 孔喉半径 R顶 um 马五 31 23 5203 254 马五 41 35 7101 140 马五 11 32 5000 207 马五 21 40 6250 682 马五 11 30 3851 381 其中 R 0 75 PC 孔喉半径与汞饱和度的关系 0 0 5 1 1 5 2 2 5 3 3 5 01020304050 汞饱和度 孔喉半径Rum 系列1 岩心资料表明 马五 11气层零星分布 马五31最为发育 其孔洞占柱面面积的 20 30 孔径 2 5mm 马五 21空洞发育程度比马五31差 空洞占柱面面积 10 30 孔径 0 1 3mm 马五 41受岩性结构控制 气层局部发育 储集空间为晶间孔 晶间溶孔 裂 缝不发育 地震钻井综合研究表明 沿图湾 靖边 镰刀湾一线发育着一进南北向展布的靖 边古潜台 台区与马五 31覆盖区大致相当 潜台探明区两侧 尤其东侧 被九条大的古 侵蚀主潜沟切割 下切深度 20 40m 下切层位马五2 马五 23 这些大潜沟被石炭系本溪 组底部铝土岩充填后 形成致密遮挡 是中部气田成藏条件之一 马五 31 马五 2地层厚度在潜台东部为 15 18m 潜台西部为 14 15m 也就是说 含油气面积内马五1 2残留厚度在东部大于 18 米 西部大于 15 米 才能保证主力层马五 31不被剥蚀掉上不 又有马五21底部含泥云岩封隔使其溶蚀适度 保存条件较好 溶孔 洞 及微裂缝发育 储渗性能良好 2010 年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计年西安石油大学石油工程学院油藏工程课程设计 32 对储层的再认识 能够充分的发挥各个气层产气能力 对部署井网开发提高了近一 步的认识 同时也为计算储量提供了更精确的参数 7 27 2 应用动态资料对气藏地质储量参数进行再认识 核算地质储量应用动态资料对气藏地质储量参数进行再认识 核算地质储量 由 G 0 01Ah SgiTscPi T Psc Zi 其中 A 1039km2 h 5 2m 5 9 Sgi 80 Pi 31 4Mpa Zi 0 997 Tsc 293K Psc 0 1Mpa 带入可得基本探明储量为 624 2 108 m3 应用新确定的小层含气面积采用网络积分法计算各小层的地质储量 以井点参数 值采用克里金星法形成网格值 有 马五 11新的含气面积 98 52km2 储量 9 53 108 m3 由于潜沟和潜坑的影响 含气面积较 92 年损失 66 36 km51 748 282 储量减少 5 31 108 m3 马五 21含气面积 520 26 km2 储量减少 91 87 108 m3 支潜沟和潜坑的切割 使含气面积较 92 年损失 41 51 km2 储量减少 9 01 108 m3 马五 31 含气面积 948 14 km2 储量 353 32 108 m3 支潜沟和潜坑的切割使含 气面积较 92 年损失 19 33 km2 储量减少 13 84 108 m3 马五 41含气面积 417 33 km2 储量 81 65 108 m3 受值潜沟和潜坑的影响 含 气面积较 92 年损失 43 29 km2 储量减少 7 51 108 m3 四小层迭合面积 994 23 km2 累加地质储量 536 37 108 m3 92