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第十一章油水井综合分析技术第一节 抽油机井系统效率及深井泵工况分析将井下的液体举升到地面的有效功与抽油机采油系统输入功之比称为抽油机井的系统效率。即输入抽油机采渍系统中的能量,在传递的每一个环节,都将损失一定的能量,扣除这些损失的能量,就是抽油机采油系统获得的有效能量。一 抽油机井系统效率一、影响抽油机采油系统效率的主要因素1技术装备对系统效率的影响各种抽油机的功能和效率差异较大。游梁式抽油机由于是将电能转换为旋转运动,再利用四连杆机械将旋转运动转化为直线往复运动,其运动规律类似于简谐运动,因此其最高速度和加速度都很大,造成惯性载荷和启动扭矩过大,被迫选用大电动机形成大马拉小车的局面。而无游梁式抽油机是采用匀速运动,其运动速度相对较低,加速度就小,惯性载荷较低,大马拉小车现象有所改善。同时游梁式抽油机运动方式转换过程效率也较低,一般只有72%,而直线电动机抽油机是将电能直接转换为直线往复运动,简化了能量传递过程,机械效率达到96%。2抽油设计优化对系统效率的影响一般来说,在保证泵效的前提下,应尽量减小下泵深度,采用大冲程,慢冲次、合理泵径。但冲程不能过大,因为游梁式抽油机加大冲程后减速箱扭徒工也成比例上升,被迫选用更大的抽油机。3管理工作对系统效率的影响管理工作的好坏直接影响系统效率,例如抽油机平衡调整得不好,驴头与井偏差过大,密封装置过紧,传动皮带过松等 都会降低抽油机井的系统效率。二抽油机井系统效率的计算1抽油机井系统效率基本计算方法抽油机井系统效率一般分解为地面效率和井下效率。计算公式为。=ud=式中 -抽油机系统效率,小数u-地面效率,小数d-井下效率,小数;PS-有效功率,KWPG-光杆功率,KW;P1-输入功率,KW。地面效率可分为电动机效率,皮带传动效率、减速箱效率、四连杆机构效率等 。一般在计算中除皮带传动效率外,其他效率差异不大,忽略不计,在生产过程中多采用测试地面效率,当地面效率低于65%时,可采取调整皮带松紧度或更换皮带重测地面效率。井下效率可分为密封装置效率、抽油杆传动效率、深井泵效率及油管柱效率等 。2抽油机井系统效率的分解与测试计算(1)电动机效率电动机输出功率与输入功率之比称为电动机效率。测试电动机输入功率,由于抽油机运行载荷发生周期性变化,测量时,一般使用有功电度表和无功电度表。测试电动机输出功率,一般采用在电动机输出轴上贴电阻应变片,通过扭矩分析仪,直接读出扭矩,再用转数表读出电动机输出轴转数,用式计算出输出功率:式中Pe-电动机输出功率,KW;Me-电动机输出轴扭矩,kgm;-电动机输出轴转数2皮带减速箱效率减速箱输出功率与电动机输出功率之比称为皮带-减速箱效率。减速箱输出功率的测试、计算与电动机输出功率的相同,减速箱输出功率除以电动机输出功率等于皮带-减速箱效率,一般不应低于83%。1)皮带传动效率。它的功率损失一般以弯曲功率损失和弹性滑动损失为主,计算公式为P2皮带绕轮弯曲损失功率,KWEb皮带纵向弯曲弹性模量,MPaI此带截面惯性矩,mm4n转速r/mina皮带包角radP2皮带弹性滑动损失功率,KWEL皮带拉伸弹性模量,MPaA皮带截面积,mm2v皮带线速度,m/SF皮带拉力,N2)减速箱传动效率。减速箱传动效率主要由轴承传动效率和齿轮传动效率两部分组成。根据经验统计,一副轴承传动能量损失约为1%,减速箱三副轴承共损失3%。一对齿轮传动效率损失为21%,三对齿轮共损失6%,所以减速箱传动功率总损失约为9%-10%,减速箱总传动效率约为90%,若润滑状况不好,则效率还会降低。3)四连杆机构效率光杆功率被减速箱输出功率除,所得的商数为四连杆机构效率。一般不应低于94%,否则要找出原因进行调整4)密封装置效率光杆功率减去摩擦损失,除以光杆功率所得的商称为密封装置传动效率。目前由于测试难度较大,一般采取模拟实验的方法求得。5)抽油杆效率光杆功率减去抽油杆磨擦损失,除以光杆功率所得的商为抽油杆传动效率。在抽油过程中抽油杆与油管和抽油杆与液体之间会产生磨擦造成功率损失,对斜井或定向井功率损失更为上冲程时,抽油杆向上运动,磨擦力的作用方向向下,增加了悬点载荷,;下冲程时,抽油杆向下运动,磨擦力作用方向向上,养活了悬点载荷,从以上分析中可以看出磨擦力加大了抽油杆随应力的幅度,增加了示功图面积,不但对抽油系统带来了不利影响,还使功率损耗大大增加。特别对稠油井来说更为严重。目前对抽油某些效率只能利用光杆示功图的面积减去泵功图的面积,除以光杆示功图面积来计算,一般不低于85% 。6)深井泵功率损失深井泵功率损失主要包括:1、 深井泵机械磨擦造成的功率损失,一般情况下损失很小可忽略不计;2、 深井泵漏失损失功率;3、 深井泵水力损失功率,它是指井液流经深井泵阍时引起的功率损失;当原油粘度低时,深井泵功率损失以漏失损失为主;当原油粘度高时深井泵功率损失以磨擦损失为主。7、油管功率损失没管功率损失主要包括油管漏答损失和油管水力损失功率两大部分。8、抽油机井有效功率抽油机井有效功率可用下式进行计算:式中Ps有效功率,KW;Q抽油机井日产液量,m3/d;H有效扬程,m;1抽油机井井筒液体密度,kg/m3 g重力加速度,m/s2;Hd动液面深度,m;Pt油管压力,MPaPC套管压力,MPa(三)抽油机井系统效率低的原因及提高措施1、电动机效率低(1)检查电动机选型是否合理,按大家提供的电动机特性曲线检查电动机工作时平均功率是否达到额定功率35%以上,否则需要更换电动机;(2)电压低于额定电压不超过10%时,一般降压5%左右时能提高效率。(3)检查功率因数是否过低,应考虑电容补偿。2、皮带传动效率低(1)皮带类型是否选择合理,应尽量选用窄V形带,多楔带、同步带;(2)检查皮带是否过松或有油污,应调整或清洗。3、减速箱传动效率低(1)检查是否有缺油或润滑油变质,应补充或更换;(2)检查轴承是否磨损;(3)检查减速箱齿轮是否磨损,如磨损需要更换大修。4、四连杆机构传动效率低(1)检查轴承润滑油是否不足或变质,应补充或更换;(2)检查轴承是否磨损,应及时更换。5、密封装置效率低(1)驴壮举对正井口是否超过标准,应及时校正;(2)密封类型不正确,发现后及时更换;(3)密封过紧,及时调整。6、抽油杆传动效率低(1)检查是否结蜡造成阻力过大,发现后及时清蜡;(2)抽油杆与油管是否摩阻大,设计调整扶正器或滚动接箍。(3)稠 油井摩 阻大,要更换大油管或加药、加温降粘。7、深井泵效率低(1)测示功图检查是否有漏失,发现后要及时修井栓泵;(2)泵效低,检查原因,提高泵效。8、油管效率低检查油管是否有漏失现象,及时进行修井栓泵。二、抽油机井各项技术指标(一)抽油机载荷利用率指抽油机实际悬点最大载荷 与抽油机铭牌最大载荷的比值。(二)电动机功率利用率指电动机铭牌功率利用程度,是实际输入电功率与电动机铭牌额定功率的比值。(三)扭矩利用率指抽油机曲柄轴实际扭矩与抽油机铭牌额定扭矩的比值。(四)冲程利用率指抽油机实际冲程与抽油机铭牌最大冲程的比值。(五)冲次利用率表示抽油机实际冲次与抽油机铭牌最大冲次的比值。(六)泵效泵效是在一定冲程、冲次下,泵的理论排量与实际排量的比值。(七)栓泵周期(油井免修期)指两次换泵相隔天数,也就是说上次检泵后开抽之日起,到最近一次检泵停抽之日止的天数。油井免修期越长,说明管理水平越高。(八)躺井正常生产井因为抽油杆断脱,泵及油管漏失卡泵、抽油设备故障及停电、集输故障等造成油井突然停产,在24h内不能恢复生产的抽油井属于躺井范围(不包括有计划 的作业检泵、电路检修等)。(九)沉没度泵挂深度减去油井动液面深度。三、深井泵泵况分析(一)调控采油井生产参数以提高深井泵泵效调控采油井生产参数就是指如何使油井的生产始终保持在一个合理的生产压差状态中,并在此基础上多采油。无论是采用哪种方式采油,最理想的是油层出多少油,井就采出多少油,即供采平衡问题,实际上就是保持一个采油动态相对平衡。油层供液能力分析油层向井底供液能力是由生产压差决定的,生产压差的计算公式为p= pe -pf式中 p生产压差,MPape油井静压,MPa;pf油井静压,MPa。油井流压是由深井泵沉没度、液住密度、液柱高度及井口套压等因素决定的,它们之间的关系如图11-1所示,计算式为:Pf=Hc0+H气g/10+p套式中Hc深井泵沉没度,m;0油(液体)密度,kg/m3H气气柱深度,m;g天然气密度,kg/m3p套抽油井井口套压,MPa。一般来说由于气柱压力与液柱压力相比很小,所以计算井底流压时一般忽略气柱压力的影响,所以流压可以近似认为等 于井内液柱压力与井口套压之各。基于以上分析可以得出当油井压力发生变化时对油油机井抽汲参数所做的调整。根据油井静压变化调整抽汲参数、当油层供液能力一定时,可通过控制套压和沉没度来调节油井生产动态。如抽油机井的流压较高时,即供液能力大于采出能力,可调大抽汲参数,使生产压差处玩于合理状态;若调大抽汲参数后还不能有效降低液面,则可换大泵抽油。如抽油机井流压较低时,在确认之后,可降低抽汲参数,若不行,说明油井严重供液不足,这时可换小泵抽还不行则采取间歇抽油,即抽一段时间后停机,等 液面恢复后再开抽,停抽时间根据地层供液情况而定,其原则是间抽时的产量不低于全天起抽的产量。当油层供液能力增强时,要及时放大生产参数若经过分析4确认油井含水上升较快,说明油层供液能力增强是由于水淹油层或油层见水时,此时要及时堵水,并重新确定泵的排量,以确保新的供采平衡,实现高产目的。当油层供液能力变差时,就要及时调小抽汲参数,当油层供液能力变差时,应及时调小抽汲参数,否则充压就会降低,出现供液不足现象。调 小油嘴,降低套压,并在相应的注水井上加强注水,提高油井供液能力。(二)利用抽油机井动态控制图进行抽油机井生产分析1动态控制图抽油机井动态控制图是把油层供液能力与抽油泵的抽油能力之间直辖市关系有机地结合起来,在直角坐标系中把井底流压与抽油机井的抽油泵效描绘出来,非常直观地显示出一口井或一批井所处的生产状态,如;图11-2所示。图中横坐标为抽油机井泵效,纵坐标为流压与饱和压力之比。整个坐标图内有7条线,共划分5个区域,各项参数是某油田根据实际生产规律而确定的。各线及区域的意义是:a平均理论泵效线,即在该油田平均下泵深度、含水等 条件下的理论泵效;b理论泵效的上线,即该油田最大下泵深度、最高含水等条件下的理论泵效。c理论泵效的下线,即该油田最小下泵深度、低含水等条件下的理论泵效;d最低自喷流压界限线;e合理泵效界限线f供液能力界限线g泵、杆断脱漏失线。2.动态控制图分析(1)合理区:抽油机的抽油与油层供液非常协调合理,是最理想的油井生产动态;(2)参数偏小区:该区域的井流压较高、泵效高,表明供液大于排液能力,可挖潜上产,是一个潜力区;(3)参数偏大区:该区域的井流压较低、泵效低,表现供液能力不足,抽汲参数过大;(4)断脱漏失区:该区哉的井流压较高,但泵效低,表明抽油示失效,泵杆断脱或偏失,是管理的重点对象;(5)待落实区:该区域的井流压较低,泵效高,表明资料有问题,须核实录取的资料。3动态控制图应用抽油机井动态控制图可以说是检查抽油机井生产动态的一个标准,实际应用中根据生产实际数据(泵效、流压与饱和压力之比)把抽油机井点入图,吵,就知道该井所处的生产状态位于哪个区域,根据判断,可提出下一步工作重点是什么。如图11-3年示,在等落实区内有两口井,1号井从示功图看是深井泵工作正常但流压太低,说明这口井要落实动液面深度及套压资料,同时要进行产量复查,检查落实所取资料的准确性。2号井从示功图上泵工作状况不好,但泵效较高,而流压较低,需要落实产量问题,其次查动液面深度。在断脱漏失区中3号井的示功图显示此井深井泵工作正常但泵效低、流压较高,可能是油管发生漏失(油套管窜),此井要进行憋压验窜,同时核实产量;4号井从示功图上分析此井抽油泵断脱,而且是中部断脱,在确认油井不出油后进行栓泵修井。在参数偏大区域中,5号井明显是气体影响造成的泵效太低,对于此井可通过控制套管气、在井下下气锚等 办法解决。而6号井则是地层供液不足造成,说明该井抽汲参数过大,可庙小生产参数,如果还不行,可分析对应注水井情况及地层情况,针对油井实际情况可对此井进行增产措施,对就注水井则要提高注水量,提高驱油能力来补充地层能量。对于对数偏小区域内的7号井从示功图上可以看出油井抽汲参数较高,泵的充满程度较高,但流压仍较高,说明此井抽汲参数过小说,可调大抽汲参数或换大泵。对于于批抽油机井,可以选用此方法将它们的生产数据点入图中,找出每口井所处位置,然后进行统计、分析,对每个区域的井进行归类、落实,为下一步动态分析提供可靠的资料。第二节 油田动态分析概述油藏打开后流体分布、运动状态、压力变化等称为油田动态。在开发过程中取得大量第一性资料基础上,综合运用多学科的知识和技能,采用综合的分析判断方法,动态地描述已投入开发的油藏动态参数的变化特点和规律及其之间的影响和制约关系,提出油田开发的调整措施,以期使油藏达到较高的最终采收率、较高的开发水平和取得较好的经济效益这一工作称动态分析。简单说,动态分析就是掌握油田动态,指导油田开发的工作。开发动态分析的目的和任务油田开发是一个连续的长期过程,在油田开发过程中,生产井的生产状况与地下油气水的分布规律是不断变化的。油田开发管理者的任务,就是随时掌握油藏生产状况和地下油气水的分布变化态势,达到对开发过程的控制,获取满意的开发效果。而要达到这个目的,就必须定期监测录取油藏动态资料,并经常不断地进行油田动态分析。因此,动态分析的目的,就是控制油田开发过程,以获取满意的油藏开发效果。动态分析的任务,就是掌握油田开发生产状况和地下油气水的分布运动态势,据此制订开发生产方案和针对性措施,以达到获取满意的开发效果的目的。开发动态分析的基本方法开发动态分析的基本方法的统计法、作图法、物质平衡法、地下流体力学法等。采油工进行动态分析时常用的方法是统计法和作图法。统计法统计法是通过对油田开发过程中大量实际生产数据进行统计分析,得出这些数据变化的规律,然后运用这一规律对今后的情况进行预测和指导油田开发工作。统计法用于油田动态分析的历史比较久远。油田动态分析中常用的产量递减、比曲线递减、调和递减等典型的数学规律来拟合实际生产曲线,并据此预测今后的产量变化情况。注水开发油田常用的水驱特征曲线也是运用统计法的很好的实例。作图法该法是将统计法的各种油田开发实际资料绘制成相关图幅,从而生动、直观反映油田开发中的动态变化规律。物质平衡法物质平衡法是运用物质守恒原理建立油藏的物质平衡方程式,运用物质平衡方程式测算油气藏的地质储量、产量、天然水侵量等。地下流体力学法该法其实就是运用试井的方法来对油田地下的情况进行分析。试井是一种以渗流力学理论为基础,以各种测试仪表为手段,通过对油井、气井、水井生产动态的测试来研究地层和井的各种物理参数、生产能力,以及油、气、水层间连通关系的一种方法。油田动态分析的分类(一)按开发单元的大小分类1单井分析单井分析是针对一口井进行的开采状况分析,通常是分析采油井。但是涉及注水井。其侧重点是生产动态分析 。但也要分析对其有影响的油藏动态、周围生产井及注水井。单井分析重在该井的生产状况、问题和潜力。通过单井分析应提出科学合理、切实可行的措施意见,使该井的生产状况保持在最佳状态。单井分析是动态分析人员的起点和基本功,要认真训练和培养。2井组分析井组是油田开发的最小开发单元,由一口(或几口)注水井和周围受它影响的几口采油井共同组成。与单井分析比较,井组分析重在注水井与周围采油井的注采连通影响情况分析。3开发单元(区块)分析区块是油田开发中较大的开发单元,它通常是油藏或油田中一个相对独立的区域,或者有地质边界分隔,或者是大油藏由于分步开发所形成的投产时间相对集中的部分,也可以是一个独立的油藏。区块分析的对象是整个开发单元,要从大处着眼,典型处着手。4油田动态分析油田是具有构造因联系的若干个油藏的总和。以整个油田为对象进行动态分析重在展示全油田开采状况和倾向性问题,并以主力区块为例展示地下油层的特征与动态变化。(二)按时间尺度分析1旬度动态分析这是紧跟油水井生产形势的、时间跨度最短的油田动态分析。它主要依据本旬的生产资料对油田生产面貌和油水井生产情况进行及时的分析研究,并依此提出调整油水井工作制度,实施清蜡、保温等类管理措施。这是基层队管理人员的一项经常性的工作,在油田生产出现异常或产量紧张时,也常常进行这样的短期动态分析,以便及时分析寻找产量下降的原因,便于采取及时的措施来保证油田生产正常运行。2月(季)生产动态分析每月(季)末,各油田都要对所管辖的油井和区块的开发生产情况进行一次比较详细的诊断分析,对油田生产形势做出初步的估计,找出异常原因,制定出针对性措施。3年度动态分析每年末,各油田都要进行一次大型的动态分析,总结一年来油田开发生产情况,产量和重点工作完成情况,更要深入地下,分析研究油藏内部的驱替变化和油水运动规律,对来年的动态做出预测,在此基础上论证、编制下一年的油田开发生产计划。4、阶段开发分析阶段开发分析是在油田开发的某一阶段,针对开发过程中所反映出的主要问题,有针对性地进行专题研究,为制定不同开发阶段的技术政策界限,进行综合调整,编制长远规划提供依据。一般情况下,在下面三个时期都要进行阶段开发分析:五年计划的末期;油田进行重大调整措施前(包括层系井网调整、开采方式的转变等);油田稳产阶段结束,开始进入递减阶段。按分析内容划分油田动态分析的基本内容可概括为两个主要方面:油田开发生产面貌和地下油气水的分布运动变化态势。前者侧重于以生产和能量为主的生产情况分析,后者则侧重于地层流体的运动驱替状况的研究。它们之间有紧密的联系,但侧重点不同,因此,动态分析就自然地分成生产动态分析和油藏动态分析两个基本类别。1生产动态分析生产动态分析主要依据油水井和区块的近期动态资料,对油井和油田的产量变化、压力、含水、气油比,以及注水状况等到进行及时的分析。它有两个基本特点:一是时间跨度比较短,一般在年度以内,多为月度、旬度或季度的分析;二是侧重生产现状的分析,重点是油田开采面貌(形势)的分析和提出针对性措施。油藏动态分析的特点,一是时间跨度比较长,一般为半年或年度动态分析,也有跨2、3年的,二是侧重地下油气水分布运动变化的特征与规律的认识研究,重点在于研究认识油藏开发的深层次问题。第三节油田动态分析的基础资料油田动态分析就是对油田开发过程中,用不同的方法,从不同角度测取的大量的关于油藏衣其变化的资料,运用科学的方法进行综合分析,从而掌握油田开发的客观规律,以指导油田的开发工作,因此进行动态分析应从惧和整理所需的基础资料入手,就用齐全的准确的资料,进行全方位的分析,是得出正确结论的保证。常用的基本资料有油田地质资料(包括油水井生产层位、砂层厚度、有效厚度、渗透率、油层的连通情况,油气水的分布情况等)、油水井动态资料,工程资料(指钻井,固井,井身结构,井筒状况,地面流程)等。具体有以下五种。一、 油田地质资料进行动态分析应从油藏本身的地质特征入手,所分析的单井,井组或开发单元涉及的油层状况,油层的构造,储层特征,流体性质等是决定油田动态根本原因。(一) 油层状况资料,油层是油田开发的对象,全面了解油层状况是开发工作最重要的基础,反映油层状况的资料是通过钻井测井测试等手段取得的,经过处理,计算和整理,以表格,图件等形式供开发工作者了解,认识油层情况。1、 小层数据表反映单井钻遇油层的有关状况。包括钻遇的所有油层的自上而下的顺序,记载着各小层的层号、深度、砂层厚度,有效厚度、有效孔隙度,渗透率和射孔情况等数据。通过这此数据可以了解单井钻遇油层的纵向上的状况及差异。表11-1是小层数据表。 表11-1井小层数据表层号深度m 砂层厚度m有效厚度m有效孔隙度%渗透率射孔情况2、 射孔资料射孔资料是反映单井打开油层的有关情况,一口井钻遇的油层是根据开发原则和层系划分原则进行射孔的,进行开发状况分析时必须全面了解射孔的状况。单井射孔资料包括:射孔层号 ,射孔深度,射开油层的砂层厚度,有效厚芳,射孔工艺,即弹型,射孔方法(有、无枪身)、孔密等。表11-2是井单井射也资料表,表11-3为射孔深度通知单。表11-2井单井射孔资料表射孔日期年 月 日全井发射率,%射孔器实探人工井底m备注:套管法兰面至补心高m油管完成深度m填表人: 审核人: 表11-3射孔深度通知单 油底:m ,油顶: m层号层位小层编号射孔井段m 厚度m孔密孔数有效渗透率 地层系数m自至夹层射开有效应射实射合计射孔层位拟定人: 审核人: 批准人: 地质员: 年 月 日油井生产一段时间以后,根据动态情况,还要对某此具有生产能力的未射孔层位进行补孔,分析射孔情况,补孔资料也必须查阅。补孔资料的数据内容与射孔资料相同。3、油层连通状况资料在单井油层对比的基础上,应以流水 井或采油井为中心建立井组连通状况资料(栅状图),它反映了井组各小层空间上的连通关系,是注水开发的重要基础资料,油层连通资料一般用表格形式,以主井(采油井或注水井均可)为中心,将主井钻遇小层自上而下依次列出,包括相应的砂层厚度,有效厚度,渗透率,地层系数,射孔情况,与其相关的连通井也对应地列出上述内容。然后根据这此资料画出栅状图,如图11-4所示。4、油层平面及纵向分布图(1)小层平面图小层平面图是在油层对比的基本上绘制的,它是描述油层在平面上发育状况的图幅,图中标有所有钻遇本小层的厚、渗透率,与周围井之间的连通关系等参数,如图11-5所示。根据各井的资料,可在小层平面图的基础上绘制渗透率等值线图、有效厚度等值线图,砂层等厚图,进行动态分析时,可在图上标注单井射孔情况及其他动态资料,形成动 静结合的注采平面图。(2)油层剖面图从某一个井排延伸方向上反映所开发油藏各小层在纵横向上分布发育状况的图件,图中表明了各小层深度砂层厚芳和有效厚度及渗透率情况,油层之间的隔层情况等,如图11-5所示。在进行动态分析时,可以把单井有关资料,渗透率砂体厚小层横向连通情况标注在图中,如停采符号等,形成动静结合的图幅。(二)油层构造资料储层发育状况往往受构造控制,开发过程中动态情况也与井、井组,开发单元所处构造位置有关,如边水驱油藏,构造边部油井先见水,进行动态分析时,必须了解分析对象所处的构造位置及构造和特征,反映油藏构造特征的静态资料主要有:1、 油藏构造图油藏构造的类型、特征可用地下构造图、构造剖面图、三维地质构造图等形式表现出来。地下构造图是将能代表油藏地下构造形态的某一基准面上,海拔高程相同的点用曲线连起来构造的图件。如图11-6(a)所示。构造剖面图是反映从构造某一方向上将构造垂直切开后的形态特征的图件,如图11-6(b)所示。2、 关于构造类型与特点的文字描述要了解油藏类型,首先要了解油藏构造类型,看油藏的构造属于褶皱构造还是断层构造,是断块还是断鼻子。确定了构造类型后,要进一步了解具体特征,如褶皱构造,要了解闭合高度、闭合面积、两翼倾角等,如是断层构造,要了解断层性质、断层走向、倾向、倾角、延个长度及断层的封闭性等。(三)储层的地层特征及物性特征3、 储层的地层特征及沉积相指储集层的层位,形成时代,岩石性质,沉积相等。储层的沉积相特片可通过沉积相带图表示,如图11-7所示。沉积相带图是反映储民支沉积相分析结果的一种图幅,它是表明了储层沉积时环境,使人们更进一步认识储层的沉积特征,从面因势利导的开发油层,获取较高的采收率。在沉积相带图中划分出了各种相带的区域,例如河流相、心滩、边滩等相带,动态人员也可将注采关系等动态资料标注在图中,使动态分析更加方便。沉积相带图对于注水开发油田动态分析作用越来越重要,特别是高含水期的调整,要根据油层的沉积特征,追踪和寻找剩余油富集区,在井网加密调整中见到越来越明显的效果。如果不了解沉积相或违背储层沉积特征进行开发调整,由过到到调整的目的。4、 储层的物性储油岩石的结构、构造,粘土矿物含量及在孔隙中的分布,岩石的孔隙结构及孔隙度,岩石的渗透率。(四)油藏流体资料油藏流体性质不同开发效果也就不同。流体性质在开发过程中会发生变化,动态分析人没要了解油藏原始状况下的流体性质,也要掌握开发过程中油藏的性质的变化。流体性质资料主要包括原油性质、油田水性质、天然气性质等。1、 原油性质资料主要包括:饱和压力、体积系数、地下粘芳、地面粘度、密度、含蜡量、含胶量。凝固点、原始气油比、压缩系数、溶解系数、含流量、油层温度等。2、 油田水性质资料主要包括;水型、总矿化度、主要离子含量等。3、 天然气性质资料内容包括;相对密度、组成成分、粘度及含量等。二、 油田动态资料(一) 单井(生产井、注水井)资料1、 油井要录取五个方面的原始生产数据(1) 产能资料:日产液量、产油量、产水量、产气量、分层的产液量、产油量、产水量。记录在单井月度综合记录表中,见表11-4。(2) 压力资料:地层压力、流动压力、井口压力(油压、套压)。记录在月度综合记录表中,见表11-4。水淹状况资料:含水率,分层的含水率及以驱油效率。记录在单井月度综合记录表中,见表11-4。表11-4采油井月度综合记录序号井号生产天数采油方式开井时数工作制度日产量月产量累积产量监测数据泵效沉没度气油比备注油压MP a套压MP a泵深m泵径冲程m冲次液量油量水量油 量水量气量核实液量油量水量静压液面含水含盐(3) 产出物的物化性质:油井产出的油、气、水的物化性质,含砂数量和类型。包括以下几种资料: 原油性质化验资料:注水开发油田原油从不含水初含水高含水,它反映了开发阶段的变化。原油性质的变化比较小,对开发的影响也不明显,但当油层压力长期低于饱和压力很多时,原油性质的变化会很大,并会影响开发效果。因此,开发过程中无论地下原油性质变化大与小说,都必须适时地对原油性质进行监测,跟踪原油性质的变化。 产出水性质、化验资料。当采油井见水后,产出水的性质随含水率不同而 不同,通过 对产出水性质化验确定产出水的来源,也可验证油井含水率,为控制含水上升提供方向。当采油井见水后,要经常对产出水进行化验,重点化验主要万分的相对分子质量、水型、矿化度等,这此主要指标与注水性质有关。若产出水为地层水时,主要指标反映是地层水参数;当见注入水时,指标偏向注入水,并随含水上升而变化;当有多层见水或多方向见水时,产出水的性质也会产生波动变化。由此可看出,产出水性质化验资料是判断产出水的来源最直接的方法,是动态分析的重要资料。油田气性质化验资料:油田手工艺敢包括伴生气,气顶气和气藏气。在注水开发过程中,主要临界测伴生气即溶解气的性质变化。因为开发中的这一参数的变化反映了油田地下动态的变化。通过分析伴生气的变化可分析出油田地下动态的变化,通过分析伴生气的变化可分析出油田开发效果的好与坏。含砂分析资料,当油井出砂时,要进行原油或采出液含砂数量及砂的类型的分析。(5)井下作业资料:井下作业措施是油田开发中不断调整,改造油层的各种调整方案的具体实施,因此作业的各项数据都 是动态分析重要的资料。必须从单井到全区进行整理,分析,分析内容包括施工名称,内容,主要施工 参数,完井管柱结构等。 采油井压裂措施。采油井压裂要建立单井压裂档案卡片,内容有:单井射开的总砂岩厚度,总有效厚度,压裂层位的砂岩厚度,有效厚芳,压裂层位有渗透率,压裂前全井生产数据,压裂时测试资料数据,压裂施工中层段的划分,采取的压裂方式,压裂时的破裂压力,进液量,加砂量,砂径,压裂时间和压裂后不同压裂方式的效果对比。表11-5是自喷井压裂措施效果卡片。表11-6是是压裂效果对比表。表11-5自喷井压裂措施效果卡片层段砂层厚度有效厚度地层系数压裂层压前分层生产情况资料来源层位油嘴产液产油含水率总压差压裂层压裂情况层位加砂量破裂压力用砂量砂径表11-6压裂效果对比表时间油嘴(泵径)mm产液t/d产油t/d产水m3/d含水率%油压MPa回压MPa静压MPa流压MPa总压差MPa生产压差MPa采油指数m3/MPad备注压前压后 堵水措施:堵水是注水开发油田一项经常性的措施。是调整层间矛盾及平面矛盾的好方法。堵水措施资料数据也是用卡片以单井为单元进行整理。卡片中的基础数据部分与压裂措施相同。只是措施中要记录的内容不同。主要记录堵水方式(机械堵水,化学堵水)堵水层段及相对应的砂岩厚度,有效厚度,堵水前后的生产数据等。也可将相同层系邻井的动态变化资料同时整理。表11-7是堵水井综合数据卡片。表11-8是堵水效果对比表。表11-7XX井堵水综合数据见水层生产情况(分层)层段砂层厚度m有效厚度m渗透率地层系数m层位油嘴mm产液t/d 产油t/d含水率%总压差MPa资料来源全井堵水层剩余油层表11-8堵水效果对比堵水层位: 堵水层位: 堵水日期:时间油嘴(泵径)mm产液t/d产油t/d产水m3/d含水率%油压MPa回压MPa静压MPa流压MPa总压差MPa生产压差MPa采油指数m3/MPad备注堵前堵后 自喷井改变油嘴。自喷井的生产压差由油嘴控制,当采油井改变油嘴而导致生产压差变化,由此带来的产油量变化是自喷生产井一项较为重要的措施记录。整理这项资料时主要记录时间,油吲变化前后的规格,并重点检查换前油嘴的直径与规格是否相符,有无生产中堵塞或滋大的情况。 自喷井改为机械开采资料。根据开发要求,当自喷井转为机械开采时,属重大措施,必须整理转变生产方式的在关资料,有变更时间,变更后的机械方式(抽油机、电泵)和机械参数。以便分析效果。 油井补孔措施。一口采油井钻遇的油层不一定都射开生产,一般是射开所确定的开采层系的油层。在开采过程中,根据动态分析和开发需要,要对未射孔的层补孔,这也是一项重要措施。补孔资料除前面讲到的被孔数据外,还要对补孔前后生产数据进行整理,以便分析补孔目的是否达到。 机械开采井变更参数。要记录变更参数时间,变更后的各种机械参数以及变更前后的生产数据。 酸化。酸化时应记录酸化时间、酸液性质、进液量和后处理方法(排酸或不排酸)。 修井。对于套管已损坏的要记录套损时间、套损深度、套损类型。对已进行修井工作的井,要记录修井时间、修井过程的主要情况修井结果(修复或未修复)等,动态分析人员根据修井结果确定下步措施。2、 注水井录取四个方面的资料1) 吸水能力资料:日注水量,分层日注水量,记录在注水井生产数据表中见表11-9。2) 压力资料:地层压力,井底压力,井口压力,供水管线压力。记录在注水井生产数据表,见表11-9。表11-9注水井月度综合记录序号井号层位注水天数工作制度注水数据监测数据备注方式泵压MPa油压MPa套压MPa静压MPa配注m3日注m3月注m3年注m3累积注水m3机杂二价铁三价铁砂面m井温3) 水质资料:注入水水质指标要定期化验,经常检查水质状态,保持注入水的长期水质标准。动态分析人员要对这引化验资料收集整理归档。用于分析吸水能力的变化。4) 井下作业资料:注水井井下作业时记录的内容与采油进相同,只是作业后的效果由注水压力和注水量的变化体现的。注水井的作业内容对各油田有区别,一般经常采用的措施方法有:压裂、酸化、单增压泵、注胶束,泡沫洗井,调剖及注活化水等。这引措施主要目的是提高吸水能力,扩大注入水波及体积,因此措施后部要认真整理效果资料。注水井措施前后均应测取压力资料及分层吸水资料,测取指示曲线资料,以便进行效果对比。(二) 试井资料度井是油田开发过程中监测油层压力,计算流动系数kh/、导压系数、产能系数及有效渗透率的重要手段。通过试井,可以测定准确的采油指数,确定较为合理的工作制度,求得油井的生产能力。运用压力恢复法可以确定油层渗流参数,分析油井完善程度,确定断层距离,估算渍井控制储量,对油井的渗流条件和流体渗流特性进行十分详细的分析;利用水文勘探,干扰度井分析(也叫多井试井分析)。可以研究井下井之间的压力干扰,油层与油层之间的连通程度,确定油井周围地区的开发状况的含油参数。三、 开发测井资料开发测井是地球物理测井方法在开发工作中的应用。开发测井主要研究水井的注水剖面和油时的产液剖面;研究井下管柱的技术情况如井斜,井径,井温及固井质量等。目前可把开发测井分为生产动态测井,评价生产测井及工程测井等四类。(一) 生产动态测井:通常,把确定产出剖面注入剖面的测井称为生产动态测井。1、 生产井产出剖面的测井在生产井正常生产的条件下,测量各生产层或层侧面沿井身纵向分布的产出量,称为产出剖面,产出剖面又叫分层产液量,表示一口井不同层位的产液能力的大小。测产液剖面就是利用产量计测试油井在一定工作制度下的分层产淮量,为油井单层动态分析及合理分层配产提供资料,测产液剖面常用的仪器是涡轮产量计和浮子流量计。前一种方法用于下配产管醉前测试产液剖面,后和囊方法用于分层采油或分层试油井测产液剖面。由于产出物可能是单相的油气水,也可能是油水、油气或气水两相,因此,在测量分层产出量的同时。根据产出物的性质,不需测量含水率,气油比及井内温度、压力及流体平均密度等以参数。对于油水两 相流的生产井测出体积流量和含水率两个参数。即可确定产出剖面及分层产水量,对一口井或吉组不定期进行测量,对比分析所测资料,就能够监视和了解生产层的储量运用情况和水淹程度,估算各层累计产出量,分析注水和产出剖面变化层位和原因,给出各油层或区块的油水分布状况。为油层的动态分析提供资料。为调整注采方案提供依据。生产井的产出剖面是动态的,是层间的和层内干扰综合影响的结果,也随着改造措施实施而变化。2、 注水井吸水剖面测井吸水剖面又叫分层注水量,指注水井在一定的注入压力条件下,各层的吸水量,吸水剖面反映着地层的吸水能力,能表明吸水层位和吸水厚度。如果由于岩性判别大,开发层系太粗,一口井不吸水层数和不吸水厚度占射开层数的和射开层厚度的比例大,注入开发的油田中,如果测水井连通情况好,注水井的吸水剖面则决定着生产井的产出剖面,注水效果反映在生产井中,有什么样的吸水剖面就有什么样的产出剖面,不吸水厚度对应出油厚度;平面上吸水与产出情况则受渗透性的控制。它的测试方法有同位素测井和井温测井。可根据同位素测井曲线(见第一章测井曲线)异常面积大小计算出各小层吸水量、吸水百分数。了解各层段吸水能力的大小,根据井温曲线(见第一章测井曲线)确定吸水层位,因为注入水的温度通常比油层温度低几十底。注入水注进油层后,会使油层的温度降低,与正常的地温曲线相比。对应于注水层位部分会出现温度负异常,且吸水量大的层位。负异常的幅度也大。利用吸水剖面测井资料能了解注入水的纵向分布预测和控制水线推进,监视油层的吸水和产出状况,有助于了解挖潜,配产及选拔改造层位。(二) 评价生产层测井生产层的含油饱度或含水饱和芳,渗透率及孔隙度等参数,随着产出和吸水的递增在不断的变化评价,生产层测井,就是利用测井的方法确定剩余油饱和度的剖面,指出油层的水淹差别和水淹 程度,估算二次采油可采储量,批示调整进的射孔层位,测算三次采油和生产能力,从油田投入开发直到枯竭,利用监测的剩余油饱度剖面可以评价开采水平。确定剩余油饱和度的方法主要有:水淹层测井,中子寿命“测-注-测”方法,及碳氧比能谱测井。1、 水淹层测井水淹层测井的物理基础上;长期注淡水后,储油层的岩性、物性、电性、水性及含油性都发生了明显的变化,在测井的曲线上必然有独特的显示,一般表现为:(1) 长期注水引起含水饱和度增加,使生产层的层电性增强,电阻率降低;(2) 由于地层的水矿化度下降,使水淹层段的自然电位幅度值降低于油层的自然电位幅度值,油层的局部水淹还引起的自然电位基线偏移。(3) 地层孔隙喉道半径的增大,注水压力的提高及伴随井径的扩大,将导致水淹层的声波时差变大。用冲洗带电阻率测井、声波时差测井、自然电位测井等可以测出上述特征,利用这此测井曲线上的变化,通过判断分析方法,就可以划分水淹层等级和水淹厚芳,确定水淹层的剩余油饱和度及预测产水率等。2、 中子寿命“测-注-测”方法该方法是通过测量地层的热中子俘获截面来确定剩余油饱和度和一种方法。地层的热中子俘获截面(地)与中子寿命()成反比,它是由岩石骨加强胶结物及孔隙中流体的俘获截面所决定的。以油水充满孔隙的纯砂岩为例,地层热中子俘获截面与含水饱和度关系可用式(11-9)表示。式中地层的热中子俘获截面(单位西格马);岩石骨架的热中子俘获截面;水的热中子俘获截面;油的热中子俘获截面;S水地层孔隙中含水饱和度;地层的有效孔隙度。为了利用该式求S水 ,可假设地层水的初始状态为低矿化度,测出的地层热中子俘获截面为1;然后注入高矿化度盐水测出2,则水的饱和度为S水=(2-1)/(2-1)则剩余油饱和度S油为S油=1- S水测进步骤:首先以地层的正常状态进行中子寿命测井作为基线;然后根据测井目的选择注入流体,对于求剩余油饱度来说,若地层水矿化度高,则注淡水,若地层水矿化度低则注盐水,然后再进行中子寿命测井,把测量曲线与基线对比进行解释。二者离差大的部位,是水淹层或酸化效果好的层段(见图11-8)。3、 碳氧比能谱测井碳氧比能谱测井是利用元素碳和氧对
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