油气田开发新技术展望.ppt

油气田开发新技术望 油气田开发新技术判断识别 4D地震 随钻地震 随机建模 信息与知识管理 卫星通信 实时可视化平台 网络数据交换 提高产量 Q2 技术 复杂结构井 智能 聪明 井 井下计量调控和油气水分离 Before1980 2D 25 30 ofoilrecovered 1980 95 3D 40 50 recovered 1996 future 4D 65 75 recovery Slices Volumes BP Shell sFoenhavenfieldestimate PetroleumEngineerInternational 4DTIMELAPSESEISMIC Changes 不确定性 油藏是复杂地质体长时间受多种因素影响形成 认识油藏的样本非常小 设1km2范围内打100口井 油层厚度10m 每口井都取心 岩心直径10cm 收获率100 岩心体积只有7 85m3 而地层的总体积为107m3 比例非常小 不足以反映油藏的全面情况 地震测井试井等手段都是间接的 且有多解性 很难像物理化学那样作实验 因此我们只能在一定概率范围内认识油藏 由于储量参数的不确定性 储量也是不确定的储量计算屡屡出问题和不了解不确定性有关 例如 江汉一次核销2 7亿吨 减少了85 中原的储量最初为6 69亿吨落实为4 37亿吨 小拐由5900万吨降为751万吨 应给出最大 最小和最可能值例如 不确定性也是客观律不是不可知论 见中国油气田开发若干问题的认识与思考上册156页 我们进行数模时 每个网格应赋予多个可能值 得出多个实现从而找出预测值的分布 求出最大最小与最可能值 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 0 2 4 6 8 10 mb d EvolutionofNorthWestEuropeanContinentalShelfProductionForecastwithResearchandTechnology 1997versus1983 智能油田就是利用可视化 模拟 优化和自动控制技术提高产量和效益根据美国十家大油公司的专家的意见 数字油田 电子油田 等的特点是 1 通过监控和数字采集系统实时监测生产和设备状况 2 自动发现问题及时处理 3 SCADA节省了搜集资料的时间为及时决策提供了条件 4 系统标准化用主终端代替远程终端5 数据标准化 合理化 6 支持正确的油藏和地面设施的模型 合作的公司要 1 确定合作范围 2 资产战略 3 执行生产监控和自动化的路线图 4 实行生产监控和自动化的效益 智能井的定义 从投产到报废全程监测 远程控制 能及时感知井况 并把井的生产调至最佳状态 监测 远程控制自动加药智能电潜泵井筒 膨胀管技术多分枝井和智能井整合技术利用膨胀管技术打多分枝井的好处 利用套管下扩眼下膨胀管内径大 摩阻小保证分支井质量 能用较大钻杆 固井质量高 便于智能完井 有一口三分枝水平井主井筒膨胀管长308m 内径达5 57in 直眼套管为7in 见下图 小眼井50年历史 侧钻和多枝井多用小眼井 目前全球有4070亿桶无经济价值储量其中2180亿桶可用小眼井开发 可提供OPEC十年输出原油的的总合 井场只有有两个网球场大降低成本一半 减少环境污染从1938 2005年小井眼出版物增加约10倍 实时可视化技术 据高分辨率兆网格数模技术和数据分析 可视化技术相结合 一个晚上可计算出一个油田的50年生产状况 地震数模一体化神经网络 地震反演 与测井结合 消除网格粗化误差 实时三维触模式数据交换三维鼠标 三维图像界面 通过因特网联机 Q2技术 水平井大位移井多分枝井智能完井以沙特的Shaybah油田为例 1km长的水平井的吨油成本是直井的1 5 延长水平段长度成本继续降低 水平井的出现改变了直井的注采关系和井网 例如Ghawar油田的北Ithmaniah区有断层和裂缝所以钻多分枝水平井 ExamplesofInnovativeTechnologies GeosteeringExpandableTubularsAdvancedWellsIntelligentCompletions ExamplesofInnovativeTechnologies DeepWaterTechnologiesDownhole SubseaW O GSeparation4DSeismic 现代油藏管理特征 多学科集成多学科集成的发明人是前苏联的 我国也较美国早 原石油工业部于1979年发布了 油田开发条例 1988年公布了更加科学的 油田开发管理纲要 而美国关于油田开发的第一本书出版于1989年 WigginsM L Others Amannualforpetroleumreservoirmanageement DepartmentofPetroleumEgineering TexasA MU CollegeStationTX 1989 5 互连网在线管理和知识培育 培育知识就是让知识随时间增长而不断积累的文化采用新技术实时测控近实时决策都要考虑多少智能 能干什麽 成本多少 即复杂性 智能性 可靠性和利润投资比 油气田开发的前景 20分枝总长达20公里的水平井 采收率达75 1994年美国能源部估计应用新技术 不含三采 可从美国250亿桶的可采储量中多采100亿桶 若油价是 20 bbl 可采储量能增加180亿桶 75 Morehouse研究了200个美国油田 发现1977 1993年的26年间储量平均增加了2 3倍 油藏管理成功的关键 了解油藏的性质选择正确的技术以思想的速度 atspeedofthought BillGates 运用新方法新技术实时监测和控制 2020 3 16 40 可编辑 几项实用新技术 约束条件下的压裂设计优化一般压裂设计优化的目标函数是净现值最大 对成本 设备和裂缝的几何参数不加限制 而低渗油田压裂要求净现值最大的同时成本最低 下面的例子说明约束条件下的压裂设计优化的优点 成本降低19 净现值只减少5 10年累积产量只减少3 降低含水与压裂降低含水技术 挤入憎水改姓聚合物降低含水秘鲁CincoPresidents油田位于Premex开发区 油藏性质如下 孔隙度0 22 渗透率50mD 地层压力2000psi 地层温度160 155号井射孔段1997 2002m 射孔枪21 8英寸 相位45 2002 24 投产 初日产油166桶 天 气油比72 33m3 m32002 8 产量降至57桶 天含水升至85 挤入改性憎水聚合物配方 2 0 kcl 改性憎水聚合物0 2 重量 黏度12 25秒 室温 2002 9 1 施工 注入压力1400psi 施工程序 先制定HSE方针1 5000psi试压 关井 2 挤10方水 3 注40方改性憎水聚合物 4 注3方水 5 注8 6方柴油立即投产 含水两月内由85 降至58 6个月后升至68 产量由57桶 天升至104桶 天 动液面有所下降 净现值增加33000美元 少产24655桶水 总效益25万美元压裂降水相渗透率改变剂 RPM 是由甲氧基聚乙二醇制成的聚甲基丙烯酸二甲胺乙酯 可使水相渗透率降低80 对油相渗透率无影响 MexicoCuencaBurgos气田 似乎水产量增加了 但不加相渗改变剂压后产水超过400桶 天 共处理了四口井都有效 西苏门答腊KenliAsan油田压裂控水 产层浅层强亲水非胶结砂岩深度420 450厚度5 30渗透率 200孔隙度 29 底层压力400 A井 油管27 8 套管7 油层厚10m静压430psi地温111F产量165桶 天 含水85 施工要点 4500加仑测试压裂 加入2 两性乙烯酰胺基RPM前置液中加入4 RPM压裂液由每千加仑35磅精制瓜胶制成0 2 缓冲剂 0 3的有机硼交联剂 0 2 特制酶破胶剂 7 的氯化钾 0 3 粘土稳定剂配伍的任何种压裂液都可用首选非离子表活剂型的压裂液 两性乙烯酰胺基RPM的性质 中分子量的三聚物与高矿度含钙镁离子的地层水相溶强亲水浓缩液态包装 共处理五口井都取得了良好效果 慢速抽油技术 地层供液不足时经常采用间歇抽油 其缺点是 开泵时发生冲击 停泵时流压升高进液量减少 从下死点开泵功率消耗大 固体颗粒沉降卡泵 冲数高抽油杆疲劳极限减低最好采用慢速抽油降低冲数的办法是在电动机欲减速箱之间加一减速轴 例1 南德克萨斯的一口井泵挂1210英尺 2502 29米 76根复合抽油杆8根1 2 加重杆泵径11 4 32毫米 冲数6 25冲 分 冲程86 2 18米 产出液含硫化氢和少量盐水冲数降为4冲 分此外还处理了两口井 降低冲数后使每天应力变化减少了6200次 降速前抽油杆已接近服役寿命 现在服役期延长了 泵的充满系数提高了 老油田恢复青春 Texas南部RichardKing油田1928年发现 并几经转手 78年共产油百万桶2500亿立方英尺 有40