石油、天然气的开采与开发

1,6石油、天然气的开采与开发6.1采油原理、油层压力、驱动能量,6.1.1采油原理当通过钻井,完井射开油层时,由于井中的压力低于油层内部的压力,在井筒与油层之间就形成了一个指向井筒方向的压力降。在原始条件下，油层岩石与孔隙空间内的流体处于压力平衡状态，一旦钻开油层，这种平衡就被破坏。这时，由于压力降低引起岩石和流体的弹性膨胀，其相应体积的原油就被驱向井中。,2,6.1.2油层压力油层压力是指油层中某一点上流体所承受的压力。油层中形成两套压力系统：一是地静压力，二是静水柱压力。6.1.3驱动能量驱动能量是指油藏在开采过程中促使原油流动的能力特性。1.天然驱动能量天然水压能量气顶能量原油中溶解气膨胀岩石和流体的弹性膨胀原油重力2.人工驱动能量注水注气,3,6.2油藏流体渗流的基本规律,流体通过多孔介质的流动叫做渗流。简要介绍达西定律：流量Q的大小与管子截面积A、入口及出口压头差h1-h2成正比，与充填砂粒的管子长度L成反比。达西定律基本公式为：=(KP)/(L)式中渗流速度，cm/s;K岩石渗透率，m2;流体粘度，Pas;P/L压力梯度，Pa/m。,4,6.3采油工艺,6.3.1自喷采油依靠油层天然能量将原油采出地面,叫自喷采油。自喷采油的动力来源于油层压力。6.3.2机械采油地层能量不能保持油井自喷或产量过低时,就必须利用机械能量举升进行采油。其方法主要有抽油机深井泵采油，潜油电泵，水力活塞泵和气举采油等四种。,5,6.3.3注水工程油田开发的开始,也就是注水的开始,并贯彻于油田开发的全过程。水质是注好水的关键。注水水质要求的基本点有两点：一是不堵塞伤害地层，二是不腐蚀地面设施和井下油，套管及工具。一般的水处理流程是沉淀、过滤、除油、防垢、防膨、除铁、脱氧、杀菌等。6.3.4稠油开采,6,稠油分类标准分为稠油、特稠油和超稠油三个等级。低粘度的稠油仍可采用注水开发，但特稠油和超稠油必须采用热力开采的方式，即注蒸汽和火烧油层的方法。6.3.5高凝油开采高凝油是蜡基,含蜡量高,原油比重低,凝固点高,粘度低,热敏性强.原油温度低于凝固点时即凝固,超过凝固点即液化。,7,6.3.6压裂与酸化1.压裂压裂就是利用地面高压泵,将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中,随即在井底附近蹩起高压,当压力超过井壁附近地应力和岩石抗张强度后,在地层中即形成裂缝,继续将带有支撑剂的压裂液注入裂缝中。压裂主要是用于底渗透油气层的改造。2.酸化酸化是用高压泵将酸液注入地层,酸液与碳酸盐或油层中的矿物和胶结物起化学反应,从而扩大裂缝和油层的孔隙,或解除油层堵塞,提高油层渗透能力,起到增产的作用。6.3.7油井堵水和注水井调整吸水剖面,8,1.油井堵水堵水分两大类:机械堵水和化学堵水。2.注水井调整吸水剖面为了控制高渗透层的吸水量,加强中低渗透层的吸水量的技术称调整吸水剖面。调整吸水剖面的调剖剂有两大类：固体分散体调剖剂和化学调剖剂。6.3.8防砂工艺防砂方法可分为两类:一是化学防砂,一是机械防砂。1化学防砂,9,化学防砂也就是挤入一种胶结剂将井眼附近77油层的砂子固结住。2机械防砂机械防砂是指下入割缝管或筛管防砂。6.3.9防蜡及清蜡1.防蜡通常的办法有油管内衬和涂层防蜡以及在油流中加入防蜡抑制剂,阻止石蜡结晶;或改变油管表面性质,分散石蜡结晶,防止聚晶和沉积。2.清蜡机械清蜡:清蜡工具有刮蜡片和清蜡钻头。热力清蜡：将高温热介质，由油管内注入，使井内温度达到蜡的熔点，熔化的蜡随着原油和注入的热介质一起排出地面。6.3.10磁技术应用,10,1.油井磁防蜡2.注水井磁增注3.磁技术在油田开发地面工程上的应用6.3.11井下作业井下作业包括以下四大部分:1.油井完井及投产投注2.油井增产,注水井增注及油水井各项措施油井增产防砂,油井堵水3.油水井维修措施4.油水井大修作业,11,6.4石油,天然气开发的方针和主要技术政策,油，气田开发的主要技术政策是:1.充分利用和合理保护油,气资源2.要遵循科学合理的开发程序3.认真编制油,气田开发方案,保证油气田在经济有效的技术方案指导下开发4.要把油气藏研究贯穿于油气田开发的始终5.根据开发过程的不同阶段,制订出某一阶段内的实施方案或调整方案,12,6.积极开发新油气田,努力改造老油气田,保持产量稳定增长,实现良性循环7.依靠科学技术进步,努力提高油气田开发技术水平和装备的现代化程度。,13,6.5合理设计和制定油、气田开发方案,油气田开发设计方案的核心是地质与油藏工程设计。主要内容如下：1进行油藏描述构造储层储集空间流体渗流物理特性压力和温度驱动能量和驱动类型油藏类型2计算原油地质储量和可采储量a.原油地质储量指的是折算到地面条件下的原油在地层中的储藏量。,14,b.原油中溶解一定数量的天然气称为溶解气，溶解气的地质储量等于原油地质储量乘以溶解气油比。c.可采储量与地质储量之比称为采收率。3.确定开发方式,井网系统，划分开发层系4.确定压力系统,生产能力,计算开发指标5.开发年限与经济采收率,15,6.6油田开发特征,6.6.1陆上油田开发的特征1.全国原油产量主要来自少数几个大型油田2.中国油田绝大部分都采用早期人工注水保持压力的开发方式3.我国油田开发上另一个特点是油田开采强度大,计划性强4.中国油田在开发过程中显示出严格的水动力学规律,给生产计划和监督提供了有效的科学依据5.稠油和高凝油的开采在我国受到重视,16,6.6.2海上油田开发的特征1.海上油气田要求有较高的储量等级和下限才能投入开发2.海上油气田要求在一定的储量面积上,执行一个少井高产的开发方案,并不追求长期稳产和很高的最终采收率3.海上油气田开发方案常具有高的饿开采速度和短的开采年限4.海上油气田勘探和建设的周期与开采阶段相差不大,总的基建投资与生产费用也比较接近5.海上油气田勘探阶段中要求尽可能应用高,精,尖的测试手段,取得大量地质和工程信息6.海上油气田开采要求高度集中管理和高度自动化设施,17,6.7提高原油采收率,6.7.1什么是原油采收率原油采收率是指采出原油地质储量的百分数.油藏开发大体上可分为三个阶段利用天然能量开采的一次采油阶段利用人工补充地层能量开采的二次采油阶段,18,二次采油后,实际上有一半以上的原油残留在地下,这些原油用水很难驱替出来,需要使用比注水,注气更为复杂的工艺技术手段才能采出,这就是三次采油。6.7.2影响采收率的因素和提高采收率的途径影响的因素很多,大体上分为油藏固有的地质因素和人为的开发部署及工艺措施两大类。固有的地质因素油藏类型有无天然能量及其可利用程度储集层的物理性质储集层内流体的物理性质,19,人为因素开发方式，井网密度及开发调整开采工艺技术水平提高采收率方法的应用规模及效果。6.7.3提高采收率的方法,原理和适用范围提高采收率的几种方法:蒸汽吞吐蒸汽驱聚合物驱表面活性剂驱混相驱微生物法6.7.4提高采收率的现状和前景提高采收率四大方法的现状,问题及前景,20,关于热力法该方法特别是蒸汽吞吐目前已成为一种日趋成熟的技术,其产量约占世界提高采收率方法产量的70%关于混相驱法混相驱对开采轻质,深油藏是比较理想的方法,但有过早过快突破的缺点。关于化学驱法在化学驱中占主导地位的聚合物驱技术已经基本上成熟。关于微生物法石油微生物学家的研究打下了微生物提高石油采收率试验的基础，并将继续起着重要作用。,21,6.8气田的开发,根据气田生产过程中的产出特点及相态特征,一般可分为以下三种气田。干气气田，凝析气田，湿气气田6.8.1气田的驱动类型气田的驱动类型是指气田在开采过程中主要依靠哪一种能量来驱出气体的。气田的驱动方式可分：,22,1.气驱2.弹性水驱3.刚性水驱6.8.2气田的开发方式两种方式:衰竭式开发和保持地层压力下开发.1.衰竭式开发衰竭式开发是利用气田本身的能量的消耗来开发气田,直至地层压力枯竭,这类开发方式地面设施简单,成本较低.2.保持地层压力下开发,23,保持地层压力下开发有两种方式:一种是依靠天然或人工注水的水驱气田,一种是利用人工注气保持地层压力,常用于凝析气田的开