采油气工程方案设计

1,中国石油工程设计大赛,采油（气）工程方案设计,主讲：焦国盈,二零一五年十二月,2,采油工程方案设计-参考资料,参考资料,SYT6081-2012采油工程方案设计编写规范SYT10011-2006油田总体开发方案编制指南采油工程方案设计采油工程方案编制方法现代石油完井工程关键技术实用手册现代完井工程,3,采油工程方案设计-内容,内容,方案设计基础储层保护要求和措施完井注水工艺方案设计采油工艺方案设计储层改造方案设计防砂工艺方案设计,配套工艺方案设计生产动态监测方案设计措施及作业工作量预测对钻井、地面工程要求健康、安全和环境保护要求采油工程资金概算方案实施要求推荐方案,4,采油工程方案设计-设计基础,油田概况油藏工程方案要点采油工艺主体工艺现状及适应性分析油层保护完井工艺举升工艺注水工艺措施工艺注采设备,5,采油工程方案设计-储层保护,完井过程中保护油层的要求注水过程中保护油层的要求及措施增产措施中保护油层的要求及措施修井作业中保护油层的要求及措施,主要损害因素及分析压裂液选择主要损害因素及分析酸液体系选择其他增产增注措施中保护油层的要求及措施,6,采油工程方案设计-完井,完井方式选择生产管柱尺寸确定生产套管要求射孔完井方式筛管完井方式其他完井工艺方案设计,7,1完井方式选择的影响因素,采油工程方案设计-完井,油气藏类型油气层特征地层砂粒度及均一性层间差异采油工程要求,一、完井方式选择,8,2井壁稳定性,采油工程方案设计-完井,其中,井眼稳定,9,3出砂预测,采油工程方案设计-完井,声波时差法（295s/m）G/cb（剪切模量/体积压缩系数）组合模量法C指数法,10,4完井方式,采油工程方案设计-完井,11,采油工程方案设计-完井,12,采油工程方案设计-完井,水平井完井方式选择,13,采油工程方案设计-完井,二、生产管柱尺寸确定,思路：常规油井油管尺寸=maxt1,t2,t3,t4,稠油油井油管尺寸=maxt1,t2,t4,1自喷井油管尺寸,方法：系统节点分析方法,目标：给定地面条件下，油井产量最大；定产量下，使生产气油比最小、气体膨胀能力利用效率最大、自喷时间最长,14,给定地面条件以最大产量为目标的油管尺寸优选,采油工程方案设计-完井,不定井口压力（定分离器压力）,定井口压力,15,自喷期最长为目标的油管尺寸优选,采油工程方案设计-完井,预测自喷末期产量和井底流压（以目前产量最大的油管尺寸计算TPR曲线）,用克雷洛夫公式选择油管,16,采油工程方案设计-完井,自喷井套管尺寸,自喷井油套管的配合关系,17,2人工举升油套管尺寸,采油工程方案设计-完井,高含水期日产液量预测：,式中：QL预测的日产液水平，m3/d；Qpo配产量，m3/d；fw含水率，%。,18,采油工程方案设计-完井,有杆泵井油管尺寸,泵的理论排量：,选泵，确定油管尺寸,管式泵与油套管的配合关系,19,采油工程方案设计-完井,杆式泵与油套管的配合关系,20,采油工程方案设计-完井,水力活塞泵井油套管尺寸,长冲程双作用水力活塞泵与油套管的配合关系,21,采油工程方案设计-完井,电动潜油泵井油套管尺寸,电动潜油泵井油套管的配合关系,22,采油工程方案设计-完井,气举采油井油套管尺寸,单管气举井油套管的配合关系,23,环空气举井油套管的配合关系,采油工程方案设计-完井,24,采油工程方案设计-完井,双管采油井油套管尺寸,双管气举井,25,其它双管采油井油套管尺寸,采油工程方案设计-完井,26,3增产措施对油套管尺寸的要求,采油工程方案设计-完井,清水摩阻,压裂液摩阻,原理：井口施工压力不超过压裂车最大工作压力的80%,27,4其它作业对油套管尺寸的要求,采油工程方案设计-完井,考虑：清蜡、修井、冲砂等,28,5稠油和高凝油井油套管尺寸的确定,采油工程方案设计-完井,注水开发：,油管尺寸对稠油与管壁摩擦的影响,29,油管尺寸对稠油与抽油杆摩擦的影响,采油工程方案设计-完井,30,采油工程方案设计-完井,注蒸汽开发：,31,采油工程方案设计-完井,射孔工艺设计射孔液优选射孔方式及工艺选择影响射孔效果的因素分析射孔参数优化设计,三、射孔工艺设计,32,1射孔液优选,采油工程方案设计-完井,射孔液体系,气基类,空气,雾,充气钻井液,泡沫,水基类,无固相清洁盐水,有固钻完井液,聚合物盐水,油基类,酸基类,乳化射孔液,33,2射孔方式及工艺,采油工程方案设计-完井,射孔工艺,套管枪射孔,过油管负压射孔,油管输送射孔,油管输送射孔联作工艺,34,3影响射孔效果的因素分析,采油工程方案设计-完井,孔隙性油藏,孔深、孔密的影响,各向异性地层孔密的影响,3影响射孔效果的因素分析,采油工程方案设计-完井,35,采油工程方案设计-完井,相位角、各向异性的影响,孔径、穿透深度的影响,36,采油工程方案设计-完井,孔隙性气藏,孔深、孔密的影响,孔径的影响,37,各种伤害的影响,采油工程方案设计-完井,射孔压实程度的影响,钻井伤害深度的影响,钻井伤害程度度的影响,38,4射孔参数优化设计,采油工程方案设计-完井,思路：参数组合的产能比,过程：建立射孔完井产能模型依据具体地区资料修正模型收集枪弹数据校正射孔弹数据计算射孔弹的压实伤害计算钻井伤害优选射孔参数组合（套管强度降低最小、产能最大）预测产量、表皮系数,39,采油工程方案设计-完井,油井理想射孔产能比诺模图,40,采油工程方案设计-完井,未射透伤害区油井产能比诺模图,41,采油工程方案设计-完井,射透伤害区油井产能比诺模图,采油工程方案设计-完井,射透伤害区油井产能比诺模图,42,采油工程方案设计-完井,射透伤害区油井产能比诺模图,43,采油工程方案设计-完井,未射透伤害区气井产能比诺模图,44,采油工程方案设计-完井,5射孔负压设计,45,采油工程方案设计-注水工艺方案设计,注入水水源选择与水质要求注水系统压力分析注水要求的工艺可行性分析(油藏)注水管柱设计注水井井口装置注水井投(转)注措施及要求注水井日常管理要求,46,一、可行性分析,采油工程方案设计-注水工艺方案设计,注水可行性,油藏特征,岩石表面润湿性,合理油藏压力水平,经济评价,47,二、水源及水质,采油工程方案设计-注水工艺方案设计,48,三、注水系统压力分析,采油工程方案设计-注水工艺方案设计,1注水井吸水能力分析,试注指示曲线法渗流力学法（流度法）数值模拟法,2注水地层破裂压力预测,计算法统计法小型压裂分析,49,采油工程方案设计-注水工艺方案设计,3注水压力设计,井底注水压力井口注水压力,四、注水管柱设计,思路：单管注水,50,五、注水井口,采油工程方案设计-注水工艺方案设计,51,六、投(转)注措施及要求,采油工程方案设计-注水工艺方案设计,排液洗井试注,52,采油工程方案设计-采油工艺方案设计,采油方式选择的原则油藏(区块)油井产能预测与分析油井自喷期生产动态预测采油方式综合评价与优选人工举升工艺方案设计采油工艺方案,53,采油工程方案设计-采油工艺方案设计,产能预测、油井分类,初选采油方式,地面生产条件,油藏地质条件,采油方式的适用性,预测生产动态,评价采油方式的适应性,计算经济指标,技术经济综合评价,推荐不同开发阶段的采油方式,54,一、采油方式选择的原则,采油工程方案设计-采油工艺方案设计,55,采油工程方案设计-采油工艺方案设计,二、油井产能预测与分析,1采液指数预测,2区块油井产能分布,56,采油工程方案设计-采油工艺方案设计,三、油井自喷期生产动态预测,1不同开发阶段油井最大自喷产量,要点：固定井口油压，计算不同产液指数的油井在不同含水阶段的最大自喷产量及相应的井底流压。,方法：计算IPR曲线和最大潜在产量；以最大潜在产量的0.80.9作为初设产量，计算相应的井底流压；以井口流压为起点，计算井筒压力分布，比较两个流压值，如果在误差范围内，则确定出最大自喷产量及相应的流压。,57,采油工程方案设计-采油工艺方案设计,不同油藏压力下不同采油指数的油井的最大自喷产量,58,采油工程方案设计-采油工艺方案设计,2生产系统压力分析,采油井井口压力选择。采油井井底流压设计。,59,采油工程方案设计-采油工艺方案设计,3油井停喷条件预测,油层与油管协调曲线1-含水0%，2-含水20%，3-含水40%，4-含水60%,不同产液指数下敞喷产量与含水的关系,井口压力与产量的关系1-含水0%，2-含水20%，3-含水40%，4-含水60%5-含水80%,60,采油工程方案设计-采油工艺方案设计,4合理转抽时机,无法稳定自喷时自喷产量小于机械采油产量时,61,采油工程方案设计-采油工艺方案设计,四、采油方式综合评价与优选,1综合评价因素分析,62,2人工举升方式优选,采油工程方案设计-采油工艺方案设计,等级加权法产量图综合评价法,采油方式综合评价及决策流程,63,采油工程方案设计-采油工艺方案设计,五、人工举升工艺方案设计,1抽油机有杆泵举升工艺,2潜油电泵举升工艺,3水力泵举升工艺,4螺杆泵举升工艺,5气举举升工艺,64,采油工程方案设计-采油工艺方案设计,六、采油工艺方案,1推荐的工艺参数范围,2设备情况,3配套管柱,4提升举升效果的配套工艺,5举升工艺施工要求,65,压裂改造方案设计低渗透油藏整体压裂改造方案设计酸化工艺方案设计工艺类型选择酸液类型及用量工艺管柱设计效果评价及预测。,采油工程方案设计-储层改造方案设计,66,一、压裂改造方案设计,采油工程方案设计-储层改造方案设计,1压裂几何参数优化设计,裂缝参数优化压裂井产能预测,2压裂工艺优化,压裂液、支撑剂选择压裂方式选择压裂管柱设计,3压裂施工要求,67,采油工程方案设计-储层改造方案设计,二、低渗透油藏整体压裂改造方案设计,1压裂改造的地质及油藏工程基础分析,构造特征与地应力分析储层及岩性特征分析油藏工程设计的布井方案及配产要求分析整体压裂改造的必要性及可行性初步分析,68,采油工程方案设计-储层改造方案设计,2整体压裂改造方案设计,压裂液、支撑剂选择压裂方式选择整体压裂改造的数值模拟压裂施工参数选择压裂管柱设计压裂设备选择压裂施工要求整体压裂改造效果及效益预测整体压裂改造方案实施要求,69,采油工程方案设计-储层改造方案设计,压裂工艺参数选择结果,缝长规模对压裂效果的影响,70,采油工程方案设计-储层改造方案设计,支撑剂导流性能测定,压裂液性能测定,71,采油工程方案设计-防砂工艺方案设计,出砂预测出砂因素分析出砂临界生产压差预测防砂方法选择推荐的防砂工艺及配套技术,72,采油工程方案设计-配套工艺方案设计,解堵工艺方案清、防蜡工艺方案降黏工艺方案防腐、防垢工艺方案注水井增注及调剖调驱工艺方案封层、封串、堵水工艺方案大修工艺方案其他,73,采油工程方案设计-生产动态监测方案设计,产动态监测的总体方案设计生产动态监测仪器设备及工艺选择产动态监测方案实施要求与建议,74,采油工程方案设计-措施及作业工作量,75,采油工程方案设计-对钻井、地面工程要求,76,采油工程方案设计-健康、安全和环境保护要求,健康、安全、环境管理体系矿场按SYT636l规定执行井下按SYT6362规定执行安全防护措施工程技术危险源分析。安全预案按AQ21112规定执环境保护措施井场液体、气体排放及处理要求油田水处理要求,77,采油工程方案设计-采油工程资金概算,资金概算范围资金编制依据资金概算前期室内实验及现场试验费用完井费用投产、投注费用措施及修井作业费用生产动态监测费用新工艺新技术试验费用方案编制费用,78,采油工程方案设计-采油工程资金概算,79,采油工程方案设计-推荐方案,主体工艺方案新丁艺、新技术试验方案,80,采气工程方案设计-参考资料,参考资料,SYT6463-2012采气工程方案设计编写规范SYT6106-2008气田开发方案编制技术要求SYT6224-1996凝析气藏开发方案编制技术要求采油工程方案设计采油工程方案编制方法现代石油完井工程关键技术实用手册,81,采气工程方案设计-内容,方案设计原则方案设计基础储层保护完井老井利用储层改造排水采气,防腐生产监测方防砂、防垢和防水合物气田水回注生产监测健康、安全和环境保护要求投资概算推荐方案,82,采气工程方案设计-设计原则,基础：气藏类型、物性、特征，依据：地质与气藏工程成熟工艺、充分利用地层能量主体工艺技术：提高单井产量主体工艺适应性评价新技术的应用及攻关目标方案调整的可行性符合规范标准，提出HSE为后续工作提供基础参数,83,采气工程方案设计-设计基础,气藏地质概况气藏工程要点试气试采情况,84,采气工程方案设计-储层保护,储层伤害因素敏感性实验试气、试井和试采动态资料分析储层保护措施,85,采气工程方案设计-完井,完井方式的选择生产管柱设计生产套管要求射孔工艺设计采气井口装置,86,一、生产管柱设计,采气工程方案设计-完井,生产管柱结构生产管柱尺寸油管材质螺纹形式及强度校核井下工具,87,1生产管柱尺寸,采气工程方案设计-完井,思路：综合生产管柱最大通过能力、压裂损失、抗冲蚀能力、携液能力、完井、试气、措施作业和采气生产确定,生产管柱理论最大产气量预测表,88,采气工程方案设计-完井,生产管柱压力损失预测表,生产管柱冲蚀临界产量预测表,生产管柱携液临界产量预测表,89,2井下工具,采气工程方案设计-完井,90,二、射孔工艺设计,采气工程方案设计-完井,射孔方式、射孔枪及射孔弹射孔参数优化设计射孔液射孔管柱推荐工艺及参数,91,三、井口装置,采气工程方案设计-完井,井口装置主要参数选择表,注意：高温、高压、高产及含硫化氢气井应配置井口安全控制系统和测温系统,92,采气工程方案设计-老井利用,老井转生产井、老井转注水井应对井口装置、井身结构、套管状况及固井质量进行适应性评价，提出修井作业方案,93,采气工程方案设计-储层改造,工艺设计施工材料装备及井下工具,94,一、工艺设计,采气工程方案设计-储层改造,主体改造工艺类型施工管柱、工具和注入方式施工井口装置承压能力要求施工排量范围要求施工规模（压裂液、酸液、支撑剂用量）分压段数及段间距（水平井）排液要求,95,采气工程方案设计-储层改造,压裂酸化工艺分类表表,96,采气工程方案设计-储层改造,压裂酸化施工管柱、工具类型及注入方式,97,采气工程方案设计-储层改造,储层改造施工压力预测,98,采气工程方案设计-储层改造,加砂压裂工艺规模选择表,99,采气工程方案设计-储层改造,酸压裂工艺规模选择表,100,采气工程方案设计-储层改造,解堵酸化工艺规模选择表,水平井分压段数选择表,101,采气工程方案设计-储层改造,二、施工材料,液体体系压裂液、酸液类型性能要求支撑剂类型性能要求,102,采气工程方案设计-储层改造,1液体体系,性能要求,液体对岩心伤害分析,压裂液性能测定表,酸液性能测定表,103,2支撑剂-性能,采气工程方案设计-储层改造,支撑剂性能测定表,104,采气工程方案设计-排液采气,气藏工程资料及生产动态资料产液层位、井深、性质、特点、产液量排液采气工艺适应性评价对成熟排液采气工艺进行评价，提出工艺类型排液采气工艺措施提出井下工具及配套装置、主要技术参数优化及新工艺试验方案（参考张川东教材及专著）,105,采气工程方案设计-防腐,一、腐蚀预测,二、防腐措施,腐蚀环境、腐蚀因素分析腐蚀评价试验：腐蚀率和缓蚀率（SY/T5273-2000）,防腐方法和防腐工艺腐蚀检测,106,采气工程方案设计-防砂、防垢和防水合物,一、防砂,1气井出砂预测,2防砂及清砂措施,出砂因素分析出砂临界生产压差预测,防砂方法及防砂工工艺气井生产压差控制范围清砂工艺,107,采气工程方案设计-防砂、防垢和防水合物,结垢因素防垢措施除垢措施,二、防垢,108,分析不同产量条件下井筒内水合物形成位置,采气工程方案设计-防砂、防垢和防水合物,三、防水合物,1水合物生成预测,支撑剂性能测定表,井筒内水合物形成预测图,109,2水合物防治措施,防治水合物方法及工艺,采气工程方案设计-防砂、防垢和防水合物,3井下节流工艺设计,节流器类型、节流嘴尺寸、下入深度、节流工艺配套装置,110,采气工程方案设计-气田水回注,一、回注井完井,二、回注工艺,井身结构、生产套管尺寸、材质及强度、井口装置及完井要求优选管柱结构,回注方式及水处理增注措施资料录取要