油藏工程第一章(修改)

,油藏工程原理与方法,张艳玉,石油工程学院油藏工程系,办公室：B622,联系方式：,E-mail:yyzhangzhangyanyu5515QQ:471035652,电话o什么叫油藏工程定义,定义1:油藏工程是一门从总体上来认识和改造油气藏的技术学科。总体是指：一认识和分析组成油藏的各个部分的物理化学性质及其在油气藏开采中的作用（静态认识）；二是在油气藏的开采过程中，油藏内部所发生的物理化学变化、机制，及其对油气开采的影响（动态认识）。它是一门高度综合的学科，其最终的目标是提高经济采收率。,定义2:应用地球物理、地质、油层物理、渗流力学及采油工程方面的方法、成果、资料，对油藏的开发方案进行设计、调整、评价，以及应用有效的开采机理、驱替理论和工程方法来预测分析油藏的未来的开发动态，并根据这种预测结果提出相应的技术措施，以便获得油藏最大的采收率。,即回答三个问题：油藏如何开发、动态如何变化、如何开发的更好,特点：对象不可见、涉及的学科多、不同的时期涉及的内容侧重点不同,认识、开发,改造,油藏工程的发展史经历了5个阶段,第一阶段：发展初期。基本同步于石油工程的发展。公元前5世纪，波斯帝国开始挖掘油井。公元前1世纪，在中国的陕西、四川开始有气井出现。石油工业的起点应该从1859年开始算起，在宾西法尼亚州开钻的第一口井，井深21.2m。真正的石油工业开始阶段20世纪（1930年前），油田的开发是以单独的油井为一个单元，采用的是密井网的做法，井密度2公顷/井，比目前的要大，井的产量比较低。,第二阶段：30年代40年代在油藏工程的指导之下，石油工程得到了发展，产量迅速提高，此时将整个油藏作为了一个整体。产生了许多的油藏工程理论，如油藏驱动能量学说、地下流体力学、拉氏变换、富氏变换、稳定流、非稳定流、达西定律（1856年法国的达西创立）、油层物理的方法（岩心分析、井底取样、PVT试验）、物质平衡方法、薛尔绍斯方程，从理论上对油田的开发有了一个指导。我国的玉门油田1939年8月投入了开发。,第三阶段：40年代50年代，发展阶段全方面的进行了油田的开发和改造，采用人工补充地层能量的方法，注水、注气、注汽开发。有了比较完善的油田开发理论，例如苏联克雷洛夫油田开发科学系统、masket的采油物理原理、B-L驱油机理、物质平衡方程、各种经验统计方法。,第四阶段：60年代70年代，现代化发展阶段现代科学技术和管理概念普及。各种先进的技术得到应用，例如大型水力压裂、定向井、计算机的应用。进一步发展的理论有油藏数值模拟的发展、EOR原理、油藏的经营管理。,目前：世界范围内的石油短缺，在中国更是如此。国内的油田陆续进入特高含水开发期间，新发现区块日益减少，难度加大。水驱油藏的采出程度达到32%，还有2/3的储量剩余在地下，迫切需要提高采收率的新技术。根据国民经济发展预测，如果满足8%的经济发展需求，未来几年缺口1/3。,油藏的合理、科学开发，油藏的经营管理日益重要。这需要更科学的决策、更可行的开发方案、调整方案，所以需要油藏工程的更进一步的发展。,第五阶段：80年代以后至今，高新技术发展阶段,特点；采用各种的高新技术、信息技术、水平井等。石油工程日益与多种学科相结合，发展了多种的开采方法：微生物采油、电法采油、激波采油、注化学剂采油等等方法，这些方法都有相应的理论支持。,油藏工程研究的内容,研究内容：总体内容：探井评价、油藏评价、开发设计规划、油田投产、油田的一次二次开发、动态分析、开发调整、提高采收率。,在本课程中涉及到的内容：油田开发概论、注水开发指标计算、油藏的动态监测、油藏动态分析、油藏的经营管理。补充:可以补充油田开发方面的前沿知识，例如水平井开发、裂缝油藏开发、低渗油藏开发、海底水合物基本知识等。,教材：油藏工程原理与方法姜汉桥姚军姜瑞忠编石油大学出版社,主要参考书：1.实用油藏工程方法秦同洛编石油工业出版社2.实用油藏工程（美）C.R.史密斯G.W.特蕾西石油工业出版社,第一章油藏工程设计基础,油田开发方案报告编写,油田勘探开发程序,油藏评价,开发层系划分与组合,井网与注水方式,复杂油田开发,油田开发调整,第一节油田勘探开发程序,油田勘探开发是个连续的过程。将整个油气田勘探开发过程划分为三个阶段，即区域勘探（预探）阶段、工业勘探（详探）阶段和全面开采阶段。,一、区域勘探（预探）,区域勘探是在一个地区（指盆地、坳陷或凹陷）开展的油气田勘探工作。主要任务：从区域出发，进行盆地（或坳陷）的整体调查，了解地质概况，查明生、储油条件，指出油气聚集的有利地带，并进行油气地质储量的估算，为进一步开展油气田工业勘探指出有利的含油构造。,在区域勘探阶段内的工作可分为普查和详查。普查是区域勘探的主体，具有战略性；详查是在普查评价所指出的有利地区内进一步开展的调查工作。区域勘探的主要任务是在查明区域地质和生、储油条件的基础上，进一步查明控制油气聚集的二级构造带和局部构造的地质情况，为工业勘探指出有利的位置和方向。,在区域勘探出具有工业价值的油田后，进行下一步的详探工作,工业价值：指可采储量能补偿其勘探、开发及附加费用。这个指标与本国的技术水平及政治经济政策有很大的关系。,什么是可采储量,工业油流：,井深：3000m产量：0.30.51.03.05.0,二、工业勘探（详探）,工业勘探是在区域勘探所选择的有利含油构造上进行的钻探工作。其主要任务是寻找油气田和查明油气田，计算探明储量，为油气田开发做好准备。工业勘探过程可以分为构造预探和油田详探两个阶段。,构造预探简称预探。它是在详查所指出的有利含油构造上进行地震详查和钻探井。其主要任务是发现油气田及其工业价值，初步圈定出含油边界，为油田详探提供含油气面积。,油田详探简称详探。它是在预探提供的有利区域上，加密钻探，并加密地震测网密度。其主要任务是查明油气藏的特征及含油气边界，圈定含油气面积，提高探明储量，并为油藏工程设计提供全部地质基础资料，其中包括油气田构造的圈闭类型、大小和形态，含油层的有效厚度，流体物性参数及油层压力系统、油井生产能力等油藏参数资料。,在详探阶段，要有次序、有步骤地开展下列各项工作。,地震细测工作、打详探资料井、油井的试油和试采和开辟生产试验区。,1.地震细测工作,在预探成果的基础上，配合钻探，加密地震测网密度,（测线密度在2km/平方公里）落实构造和含油分布。目的：查明油藏构造、断层分布、走向、倾角，确定含油面积。,2.打详探资料井（取心资料井）井数少，但是要全面反映地层的状况，井距2km左右，整装油田在2-3km，断块油田在1-2km。取心井要求严格，收获率达到90%以上，保存20年。,进行的工作：录井、测井、测试、测井解释,目的：进行地层的对比，隔层对比，确定主力油层的发育状况，对断层隔层分布做出可靠评价，对岩心进行分析。,试采的主要任务是：（1）认识油井生产能力，即主力油层的产量变化，递减状况。（2）认识油层天然能量的大小及驱动类型和驱动能量的转化。（3）认识油层的连通情况和层间干扰情况。（4）认识生产井的合理工艺技术和油层增产改造措施。,在有了详探井以后，详探的区域到底潜力如何，生产能力如何？,3.试油和试采,试油：对详探井的资料进行分析，确定井的生产能力和相关参数。主要任务：了解油层及其流体性质，确定其工业价值，为确定各个不同含油面积、计算地质储量和确定油井合理的工作制度提供必要的资料。1)产量数据，地下地面的油气水产量，不同压力的下的稳定产量；2)压力，原始地层压力、静压、流压、套压；3)油气水的性质；4)边底水能量的大小；5)地层的温度状况。,试采：在试油以后，油井以比较高的产量生产，暴露出油藏的生产问题，以便在开发方案中加以考虑。,确定可采储层的标准（大庆油田）开发初期：渗透率150孔隙度23%地层厚度0.5m84年复查：50-100大于0.2,增加储量10亿吨,开辟生产试验区的原则:（1）生产试验区开辟的位置和范围对全油田应具有代表性。通过试验区认识的油层分布规律、流体运动特点对全油田具有较为普遍的意义。（2）试验区应具有相对的独立性，把试验区对全油田合理开发的影响减小到最小程度。（3）试验区要具有一定的生产规模。（4）试验区的开辟还应尽可能考虑地面建设。(5)抓住油田开发的关键问题，对比性强。,为了更进一步的了解油藏状况，应该进行开辟生产试验区,4.开辟生产试验区,开辟生产试验区的目的:提前了解在正式开发中可能会遇到的问题，及时的采取相应的策略，以及各种措施的可行性，技术界限，是整个油田开发的先导。,主要内容：1)天然能量试验，能量的大小，转变的时机；2)井网试验，井网密度大小，井网的类型；3)产能变化规律，产量递减规律；4)注水开发试验，转注时机，注采比大小，见水时间，含水上升规律5)采收率大小6)二采三采试验；7)增产增注措施；,三、油田正式投入开发部署基础井网,基础井网：是以主要的含油层系为目标的设计的第一批生产井和注水井，是开发区的第一套正式的井网。,油层稳定，物性好，隔层好，有足够的储量,建立基础井网原因：对于河流相油藏，非均质性比较严重，只采用探井和资料井不能准确了解油层，造成油藏开发的推迟，而且探井太多也会影响以后的布井。,基础井网的部署要求：基础井网的部署应该在开发区总体开发设计的基础上进行，要考虑到将来不同层系井网的相互配合和综合利用，不能孤立地进行部署。基础井网在实施上要分步进行，基础井网钻完后，暂不射孔，及时进行油层对比，搞清地质情况，掌握其他油层特点。必要时，修改和调整原定方案。然后再对基础井网射孔投产。,目的：一是合理开发主力油层，建成一定的生产规模。二是兼探开发区的其他油层，解决探井、资料井所没有完成的任务，搞清这些油层的分布状况、物理性质和非均质特点，为下一步开发这些油层提供可靠的地质依据。,普查,打探井,打资料井（详探井）,开辟试验区,基础井网,全面开发,初探,地震细测,试油,试采,初步方案,正式方案,详探,全面开发,认识油田,开发油田,认识油田：多打探井资料井，但是有很大的风险,开发油田：少打资料井，以后布井具有系统性,大庆油田实例,喇嘛甸,萨尔图,杏树岗,高台子,葡萄花,敖包塔,松基3井,大庆油田从1955年开始普查和详查，1959年9月发现松基3井喷油，经试油，15.8t/d，深度1461.7m，具有工业价值。1959.9-1962为开发准备阶段，动员了全国37个石油厂矿的5万职工大会战，开辟了63.6km约22平方公里的生产试验区。试验区中两排注水井，中间夹三排油井，排距600m，油井114口，水井51口，观察井12口，共177口。1962年，基础井网部署完毕，63年编制了第一个正式的开发方案，在萨尔图中部建成产能500万吨。随后65年达到1000万吨，68年达到1500万吨，72年达到3200万吨，75年达到4400万吨，76年达到5000万吨。,长140km，宽10km，面积800平方公里,第一章油藏工程设计基础,油田开发方案报告编写,油田勘探开发程序,油藏评价,开发层系划分与组合,井网与注水方式,复杂油田开发,油田开发调整,第二节油藏评价,一、油气藏类型及其模型二、储量计算方法三、油藏的驱动方式及其开采特征,油藏是指油在单一圈闭中具有同一压力系统的基本聚集。如果在一个圈闭中只聚集了石油，称为油藏；只聚集了天然气，称为气藏。一个油藏中可以有几个含油砂层时，称为多层油藏。,一、油（气）藏类型及其模型,1.油（气藏）的表征参数油藏由含油岩石和油藏流体两部分组成。其中油藏流体油、气、水在油藏中是按密度大小呈有规律的分布。油藏规模和流体在平面上的分布如图11所示。,从图中可以得到以下几个参数：含油边缘：指油水接触面与含油层底面的交线。这是水和油的外部分界线。对气顶来说则称为气顶边缘。含水边缘：指油水接触面与含油层底面的交线。它是油和水的内部分界线，一般情况下，在此线以内只有油，而没有可流动的水。油水过渡带：指含油边缘与含水边缘之间的地带。含油面积：含油边缘所圈定的面积称为含油面积。边水和底水：在含油边缘内的下部支托着油藏的水，称为底水；而在含油边缘以外衬托着油藏的水，称为边水。含油（气）高度：指油、水接触面与油藏最高点的海拔高差。,此外还有油水界面、油气界面、原始含油饱和度、有效厚度、砂层厚度、压力、温度等补充部分油藏中常见的图件,油水界面,油藏参数的取得：,a取芯资料试验分析流体、岩石,b测井解释成果地层厚度、孔隙度、构造、饱和度、渗透率,c试井确定地层流动系数、渗透率（动态资料）,根据油藏成因的不同可把油藏分为三类：（1）构造油藏（2）地层油藏（3）岩性油藏,2.油气藏的分类,油气聚集在由于构造运动而使地层变形（褶曲）或变位（断层）所形成的圈闭中。包括背斜油气藏和断层油气藏,构造油气藏：,地层油气藏：,由于地层被侵蚀以后，在其上面又沉积了新的地层，其接触面称不整合面，如果上面的地层具有渗透性和储集特征以及盖层，形成地层油气藏。,岩性油气藏：,同一时期的沉积物岩性（主要是渗透率）变化而造成的圈闭中的油气聚集。主要又分为岩性尖灭油气藏和透镜体油气藏。,储层地质模型:地质模型是指描述油藏特征的数据体（即定量描述储层结构特征和油藏流体在三维空间的变化和分布），包括油藏的各个方面。例如构造、岩性、沉积环境、流体特征等等。,3.油田开发模型,油藏地质模型是油气藏类型、几何形态、规模、油藏内部结构、储层参数及流体分布的高度概括。它由圈闭结构模型，储层地质模型和流体分布模型3部分组成。储层地质模型是油藏描述的核心，是储层特征及其非均质性在三维空间上变化和分布的表征。,气藏模型主要是描述气田开采动态特征。黑油模型描述油质较重的油藏类型模型，通常认为在油藏开采过程中相的变化只在油、气两相之间进行，如包括气溶于油或气从油中逸出现象。组分模型是指油质较轻、气体较富的油气藏类型模型，如挥发性油藏（轻质油）或凝析气藏。,另外还有一种经验统计型油田开发模型，它是建立在对生产数据和实验资料进行整理的基础上的。经验统计模型可用来估算油田稳产年限、产量递减规律、含水变化规律、采收率等。这是一种实用而又简便的分析油田动态的方法。,油田开发模型：能正确地反映油藏性质和油藏开采过程中流体渗流的模型，又称为油藏模拟模型或油藏动态模型。主要是以描述油藏能量特征、渗流特征、水驱特征、开发生产动态参数及其变化规律等内容为主的对油藏的动态评价。分为气藏模型、黑油模型和组分模型。,第二节油藏评价,一、油气藏类型及其模型二、储量计算方法三、油藏的驱动方式及其开采特征,油气藏的储量是一个非常重要的参数，它关系到油藏的规模、投资、建设以及开发效果评价等各个方面。储量是一个确定的数值，但是是随人们对油气藏的认识而逐步的加深的。,二、储量计算,1.地质储量的概念指油气藏内所包含油气的量。,可能开采的地质储量：在现有的技术经济条件下，有可能开采的原油的地质储量，随技术经济条件而发生改变。前苏联的平衡表内储量、美国的净厚度储量，我国目前的计算的储量都是这种情况。,绝对的地质储量：凡是有油气显示，包括不能流动的原油的储量。,可流动的地质储量：凡是相对渗透率大于零，可以流动的原油，即在最大的生产压差下（井底压力为0.1Mpa），可以流动的原油，包括只见油花的地质储量。,2.储量的分级,主要分为三级储量：,一级地质储量：开发储量。开发井网钻完以后，依据岩心资料、测井资料和开采资料确定的储量，它要求油藏类型清楚、含油面积准确、有效厚度可靠，各项参数落实，是制定生产计划和编制开发调整方案的依据。,二级储量：探明储量，在探井和资料井达到一定的密度以后，取得相当的试油试采资料以后，计算的储量，与一级储量相比具有80%的精度。,三级储量：概算储量，一个含油气构造在有3口以上的探井发现工业油流后，在基本掌握油藏类型、含有范围以后，利用钻井、地震、区域地质研究的基础上计算三级地质储量。与远景储量相比概算储量具有工业储量的性质，与二级和一级相比具有推测的性质。该储量是进一步详探的依据，不能作为开发使用，与一级储量相比具有50%的精确度。,储量估算方法通常分为三类:类比法；容积法；动态法。,各种计算方法的优缺点：类比法：经验确定容积法：比较准确，但是参数难取动态方法：比较准确，方法多，需要资料多。物质平衡、产量递减、数值模拟、水驱曲线、试井。,资源量,推测潜在远景储量,探明储量,开发储量,类比法,容积法,动态方法,3.容积法地质储量的计算,油藏气藏凝析气藏,（1）油田地质储量,油田地质储量表示为：,地面密度,确定六类参数的大小：,含油面积：确定油水油气界面后，确定含油的范围，利用求积仪求出，误差在1%以内。,有效厚度：扣除隔夹层后的有效厚度，由于厚度变化的范围比较大，厚度应该进行平均，主要采用厚度算术平均和面积加权平均两种方法。,有效孔隙度的确定：,指连通的孔隙体积占总体积的百分数。一般根据岩心分析和测井解释资料取得。当孔隙度变化比较大时，采用有效厚度加权平均，变化不大时可用算术平均。,原始含油饱和度的确定：,利用油基泥浆取心或者密闭取心的确定的含水饱和度求出原始含油饱和度。或者利用测井解释的原始含油饱和度。确定的方法也有加权平均和算术平均法。,地面原油平均密度：,利用地面原油测定其密度，选用不含水或者含水比较低的原油进行分析，可以采用算术平均法确定全区的数值，对于原油密度变化比较大的油藏要分开计算。,原油体积系数的确定：,利用高压物性分析资料确定，一般采用样品块数平均方法确定其平均值。,注意储量计算的单位以及所给的参数单位。,油田地质储量溶解气储量,地层原油中的原始溶解气地质储量表示为：,例题,某油田的有效含油面积7.4平方公里，已知有三口探井，其参数如下，并知道原油的地下密度为0.85，地面密度0.96，体积系数1.15，平均渗透率1.5达西，求油藏的地质储量。,平均厚度：6.0m；平均孔隙度0.273；平均含水饱和度0.30,油田的储量丰度（）表示为:,剩余储量丰度（）和剩余可采储量丰度：,单储系数（SNF）表示为：,剩余储量丰度,剩余可采储量丰度,储量综合评价,按规模分类,特大油田10亿吨特大气田1000亿方大油田1-10亿吨大气田300-1000亿方中油田0.11亿吨中气田50-300亿方小油田0.01-0.1亿吨小气田5-50亿方,按储量丰度：万吨/平方公里亿方/平方公里,特高丰度50030高丰度300-50010-30中丰度100-3004-10低丰度50-1002-4特低丰度501时，在d/al的情况下,3为8,直线交错排状：,对于五点、反九点和反七点面积注水系统而言，见水时的面积波及系数可分别确定为：,（1）当流度比M增加时，注水波及系数EA很快趋于一定的恒定值：直线系统时等于0.391，五点系统时等于0.508，反九点系统时等于0.371,反七点系统时等于0.590。,（2）流度比M从1-10时，注水波及系数降低很快；当M增加时，注水波及系数递减速度减缓。如五点系统，当M从1增加到10，EA值降低了26；而当M从5变化到10时。EA值下降2.7。由此可见：应用不同的化学剂降低水的相渗透率时，只有在驱替剂与原油的流度比小于5时，才有较明显的效果。,（3）正方形井网布井系统的波及系数低于三角形井网布井系统，尤其三角形井网的反七点系统注水波及系数最高。,应用,利用图表和曲线可以确定任何含水条件下的面积波及系数和无水采收率。,确定无水采收率：,采收率面积波及系数洗油效率,影响波及系数的因素,对于实际的油藏，非均质性比较严重，波及系数要小的多。此外由于油层的韵律性比较强，纵向上也有波及的范围，所以应该采用体积波及系数，即面积波及系数纵向波及系数。,1变异系数,当M在0.110之间变化剧烈,2重力,3毛管力,4注入速度,5地层韵律性,第四节井网和注水方式,油田的注水注水时机的确定注水方式注采井网的面积波及系数井网密度研究,井网密度：,单位面积上所钻井的数目，或者单井控制的面积。分油井井网密度和总密度。,对于非均质油藏来说，井网密度越大，采出程度越高，但是经济效益不一定好。,所开发程度的加深，井网密度越来越密。,五、井网密度研究,确定合理的注采井网要满足以下条件：,一是有较高的水驱控制程度；二是要适应差油层的渗流特点，达到一定的采油速度；三是保证有一定的单井控制储量；四是有较高的经济效益。,除了要确定合理的井网密度外，油水井数比也应该确定，即井网的形式。,对合理油水井数比的研究较多，但多数研究结果是在均质油藏条件下，从某一条件出发推导（或统计分析）得到的。童宪章先生研究了保持注采平衡问题，当井网系数值在49之间时，最优井网系数与产液吸水指数比的关系:,油水井数比m：,大庆研究院，开发总井数与注采压差一定时：,油田开发布井步骤：,1)划分开发层系，确定井网的套数。,2)确定油井总数。,3)确定注采井网，得到注水井数目。,油藏总的产出：NRC,总费用：M=nb,极限井网密度：NCRMnb,最佳的井网密度为：,1注水的时机2注水方式定义及主要的注水方式3各种井网的适用条件、优缺点4面积注水的油水井数比，控制面积的计算方法5波及系数定义，了解影响因素6井网密度的概念,掌握内容,第一章油藏工程设计基础,油田开发方案报告编写,油田勘探开发程序,油藏评价,开发层系划分与组合,井网与注水方式,复杂油田开发,油田开发调整,第五节油田开发方案报告编写,开发方案设计报告应包括以下五个方面的内容：油田概况；油藏描述；油藏工程设计；钻井、采油、地面建设工程设计要求；方案实施要求。,一、油田概况,油田概况主要描述油田地理位置、气候、水文、交通及经济状况，以及阐述油田勘探历程和开发准备程度，发现井，地震工作量及处理技术，测线密度及成果，探井、评价井井数及密度，取心及分析化验资料数量，测井及地层测试情况，试油、试气、试水工作量及成果，试采成果及开发试验情况，并陈述油田规模、层系及类型。,1储层的构造储层特征形态描述包括：（1）构造类型、形态、倾角、闭合高度、闭合面积。（2）断层性质、条数、分布状态构造、密封程度、断层要素。（3）划分油层组，描述其岩性及分布状况。（4）划分沉积相带，描述沉积类型、砂体形态、砂体分布状况等。（5）分层组描述储集层埋藏深度、储层总厚度、砂岩净厚度及有效厚度、单层层数、分布状况、单层砂岩厚度及有效厚度。,二、油藏描述,油气藏开发地质特征是以储层为核心，可以归纳为三个主要部分：储层的构造；储层物性的空间分布；储层内流体的分布及其性质。,（2）非均质性描述，包括层间非均质性、平面非均质性、层内非均质性。（3）描述储集层的微观孔隙结构，包括孔隙类型；孔喉形态；粘土矿物的组分、含量及分布。（4）描述隔层或夹层的岩性、厚度分布、渗透性、水敏性及隔层或夹层在开发中的作用。（5）对储集层进行水敏性、酸敏性、速敏性、盐敏性分析和评价。（6）依据储集层厚度、孔隙度、渗透率、砂体连续性、平均喉道半径等主要评价参数，以及分类指标和辅助参数，对储集层进行综合评价和分类。,2储层物性的空间分布储层物性的空间分布描述包括：（1）有效孔隙度、渗透率、原始含油饱和度、压缩系数、导热系数。,3储层内流体的性质及其分布储层内流体的性质及其分布描述包括：1）流体分布（1）分区块、分层系的油气水分布特点。（2）油气界面、油水界面、油气水分布的控制因素。（3）研究含油、气、水饱和度。,2）流体性质（1）分析原油的组分、密度、粘度、凝固点、含蜡量、含硫量、析蜡温度、蜡熔点、胶质沥青含量和地层原油的高压物性（PVT性质）、流变性等特性。（2）天然气性质主要描述相对密度、组分、凝析油含量。（3）地层水性质主要描述组分、水型、硬度、矿化度、电阻率。,3）渗流物理特性（1）测定油层岩石润湿性、界面张力、油水及油气相对渗透率曲线、毛管压力曲线。（2）计算水驱油效率。4）油藏天然能量（1）统计油层的原始地层压力、压力系统、压力梯度、温度及温度梯度。（2）确定边水、底水、气顶的活跃程度。（3）对油藏天然能量进行评价和分类。根据油藏描述结果，计算油田地质储量，综合分析各项地质资料，建立储层静态模型。,三、油藏工程设计油藏工程设计部分包括油田开发设计原则、层系划分与组合、开发方式（驱动方式）的选择、井网和井距及开采速度的确定、油田开发指标预测及经济评价。其中对层系划分与组合、选择开发方式（驱动方式）、确定注采井网和开采速度要进行专题论证，然后在此基础上进行油藏工程设计。,1油田开发设计原则油田开发设计原则要坚持少投人、多产出，具有较好的经济效益；并根据当时、当地的政策、法律和油田的地质条件，制定储量动用、投产次序、合理采油速度等开发技术政策，保持较长时间的高产、稳产。,要严格按油藏类型确定设计原则：（1）中、高渗透率多层砂岩油藏：其中大、中型砂岩油藏如果不具备充分的天然水驱条件，必须适时注水，保持油藏能量开采。不允许油藏压力低于饱和压力。（2）低渗透砂岩油藏：要在技术经济论证的基础上采取低污染的钻井、完井措施，早期压裂改造油层，提高单井产量。具备注气、水条件的油藏，要保持油藏压力开采。（3）气顶油藏：要充分考虑天然气顶能量的利用。具备气驱条件的，要实施气驱开采；不具备气驱条件的，可考虑油气同采，或保护气顶的开采方式，但必须严格防止油气互窜，造成资源损失，要论证射孔顶界位置。（4）边底水油藏：边、底水能量充足的油藏要采用天然能量开采。要研究合理的采油速度和生产压差，要计算防止底水锥进的极限压差和极限产量，要论证射孔底界位置。,（5）裂缝性层状砂岩油藏：要搞清裂缝发育规律，需要实施人工注水的油藏，要模拟研究最佳井排方向，要考虑沿裂缝走向部署注水井，掌握合适的注水强度，防止水窜。（6）高凝油、高含蜡的油藏：开发过程中必须注意保持油层温度和井筒温度。采用注水开发时，注水井应在投注前采取预处理措施，防止井筒附近油层析蜡。生产井要控制井底流压，防止井底附近大量脱气。（7）凝析气藏或带油环的凝析气藏：当凝析油质量浓度大于200g/cm3时，必须采取保持压力方式开采，油层压力要高于露点压力。（8）碳酸盐岩及变质岩、火成岩油藏：这些油藏一般具有双重孔隙介质性质，储集层多呈块状分布。要注意控制底水锥进，在取得最大水淹体积和驱油效率的前提下，确定合理采油速度。（9）重油油藏：进行开发可行性研究，筛选开采方法。在经济、技术条件允许的情况下，采用热力开采。,2油田开发指标预测及经济评价根据油藏地质资料初选布并方案，设计各种生产方式的对比方案。各种方案都要通过油藏数值模拟计算，并用数值模拟方法，以年为时间步长预测各方案开采10年以上的平均单井日产油量、全油田年产油量、综合含水、年注水量、最终采收率等开发指标。在预测开发指标基础上，计算各方案的最终盈利、净现金流量、利润投资比、建成万吨产能投资、总投资和总费用，分析影响经济效益的敏感因素。经过综合评价油田各开发方案的技术经济指标，筛选出最佳方案。,五、油田开发方案实施要求油田开发方案实施要求如下：（1）提出钻井、投产、转注程序、运行计划及特殊技术要求。（2）提出开发试验安排及要求。（3）预测增产措施工作量。（4）提出和设计油藏动态监测系统，主要包括；a根据油藏地层特点和开发要求，确定动态监测内容、井数和取资料密度；b提出油藏动态监测的主要内容及监测要求；c.指出油藏动态监测系统的监测重点。,四、钻井、采油、地面建设工程设计钻井工程设计要根据油层情况，设计合理的井身结构，选用适合于保护油气储层的钻井液、完井液，并设计合理的射孔方案。采油工程的目标是；实现最佳的油藏工程方案，优选采油工艺生产方式，设计配套的工艺技术，实现生产能力。地面建设工程设计要提出油、气、水计量精度的要求，并对注人剂质量提出具体指标。,开发调整方案的编写,1油田的概况：位置，地下，地面位置。油藏的概况，层系，储量，油水性质孔隙度、渗透率分布。,2开发简历开发阶段描述，分天然能量，低、中、高、特高含水阶段。每个阶段的生产指标，以及采取的相应的主要对策。,3目前存在的主要问题平面、层间、层内的矛盾、井网适用、水淹状况、剩余油分布特征。,4主要采取的措施根据问题提出措施，具体的实施内容。,5支持基础实施前的准备，过程的检测，实施安排。,6效果预测开发效果的改善状况，增油情况，水驱效果的改善，经济效益等。,对于优秀的开发方案给予奖励,新区：地质储量大于2000万吨奖励5万元；小于500万吨的奖励1万元,老区调整：每增加100万吨可采储量奖励1万元,第一章油藏工程设计基础,油田开发方案报告编写,油田勘探开发程序,油藏评价,开发层系划分与组合,井网与注水方式,复杂油田开发,油田开发调整,第六节复杂油田开发,断块油气田低渗油气田弹塑性油藏稠油油田凝析油气田,复杂油田开发-断块,断块油田面积比较小，油水系统又相对独立，勘探开发的难度很大。祥探的井的井距比较大，容易漏掉。,断块油藏和断块油田,Faultblockreservoir,断块油田油层分布特点,4)不同区块含油层系不同,1)含油层系多,沙三段,沙二段,沙一段,馆陶组,东营组,2)单套层系在全油田不能连片含油,3)主力含油层系突出,一般主力层的物性比较好，厚度大，盖层保护层性质好,相连的断块油田之间不能类比,断块油藏大小分级,a.大断块油藏：含油面积1.0km2；b较大断块油藏：0.4km2含油面积1.0km2；c中断块油藏：0.2km2含油面积0.4km2；d小断块油藏：0.1km2含油面积0.2km2；e碎块油藏：含油面积0.1km2。,勘探井网漏不掉,可以形成较好的注采井网,形成简单的注采井网,形成一注一采井网,难以形成一注一采井网,鉴于断块油田的复杂特性，采用常规的勘探开发方法难以经济有效的勘探开发油藏，一般采用滚动勘探开发的程序。,滚动勘探开发：复杂油气田具有多含油气层、多圈闭类型迭和连片、富集程度不均匀、油气水纵向横向关系复杂的特点，对于这种复杂的油气藏，在短期内不可能全面认识，为了提高经济效益，对这类油气藏在取得了整体上的认识后，可以不失时机的先开发高产部位，在进入开发阶段后，还要对整个油气聚集带不断扩边、连片加深勘探，逐步将新的含油气层系分期投入开发，这种勘探与开发滚动式前进的做法称滚动勘探开发。,滚动开发总体方案设计,1）设计原则,根据油气的分布状况，按先富后贫先高产后低产的原则进行开发，以富集区域为重点，快速建成产能。,2）滚动开发工作要求,在富集区域内将基础开发井网和祥探井网相结合，既担负开发任务，又肩负勘探任务。,滚动开发总体方案设计,3）滚动开发基本工作程序,（1）整体部署；以主力的区块为对象，先初步部署一套开发井网,（2）分步实施；先打关键井，后打一般开发井,（3）及时调整；对关键井的资料进行分析，考虑与原方案的一致性，如果出现矛盾，及时的调整,（4）逐步完善；根据钻井已经取得的资料，逐步完善开发方案。,5）开发方式与注水时机,4）层系与井网,含油面积大于1Km2，要进行开发层系的组合与划分，按正规井网部署。面积小于1Km2，原则上不进行层系的划分，井网以五点法和七点法为主。,针对具体油藏的情况，选择注水方式。对于天然能量充足的立足于注水的开发，对于能量不足的争取早期注水。对于储量非常小的油藏，可以只考虑天然能量的开发。,滚动开发总体方案设计,胜利油区断块油田资源量、产量占全油田的三分之一。目前断块油田已进入开发中后期，采出程度为21.8%，采出可采储量的70.4%，综合含水达88%，因此，如何挖潜断块油田剩余油、提高采收率是一项重要的研究课题。,胜利油田断块油田开发介绍,胜利油区断块油田分布特征,胜利油区断块油田分布图,飞雁滩油田,潍北油田,1、胜利油区断块油田分布特征,剩余可采储量占全油田的45.5%，说明断块油田在油田开发中的地位是十分重要的。,2、胜利油区断块油田资源量,储量动用状况分析,探明储量,动用储量,未动用储量,（储量单位：万吨）,目前断块油田已进入高含水开发阶段,含水状况分析,断块油田含水状况分析表,动用储量采油速度分析表(2000年),采油速度分析,上述说明目前采油速度较低,可采储量采油速度分析表(2000年),采油速度大于10%的主要是剩余可采储量较少的老油田（宁海、利津等）和新开发的油田（新滩、红柳），小于5%的主要是低渗透断块油田（纯化、商河等），5-10%的中高渗透油田是挖潜的主要对象。,采油速度分析,第六节复杂油田开发,断块油气田低渗油气田弹塑性油藏稠油油田凝析油气田,弹塑性油藏开采,在弹性驱动的假设下，储集层的弹性性质在压力下降以及随后的压力恢复后将保持不变。但实际上，室内实验和矿场生产动态都表明，油气储层随着地层压力的变化具有明显的不可逆变形或部分不可逆变形，即储集层具有弹塑性性质。,储层岩石的特性可以用实验测试的“-”图来研究，见图128所示。该图可分成三个区：I区中的变形是可逆的，其变形规律满足虎克定律；区中是部分可逆的；区中是完全不可逆的。开始偏离虎克定律的点称为岩石的弹性极限。,图129表示了渗透率与油层压力的关系。图中符号k00表示在原始条件下的渗透率；k01和k02表示由于弹塑性影响，当压力恢复至原始地层压力时，部分恢复的渗透率值。但在这之前地层压力已分别降到p1和p2。所以k01是压力开始恢复时的最低压力点P1的函数。渗透率与油层压力变化关系可以用指数规律描述。在原始压力下降情况下，渗透率随压力变化关系为：,k0-原始压力下降至p时的渗透率；k00-原始油层压力下的渗透率；0k-渗透率变化系数；p。-原始油层压力。,同理，流体密度和粘度随油层压力变化也可按指数规律描述：,在稳定渗流状态和出现地层弹塑性变性条件下，井的产量公式为：,式中：0=0k+-设：,（1-33）,式（1-33）表示初始采油指数,在图1-29中，油层压力在p1（即点1）时的产量可由下式确定:,当地层压力从pc1上升到p0时，地层参数按下列规律变化：,式中：1=1k+-,假设1k是一常数，1k与压力开始恢复时的最低压力pi有关，则k01也与压力开始上升时的值有关，由下面条件求得：,（1-35）,（1-36）,或者：,（1-37）,由式（1-35）和式（1-37）可得到：,式中p1满足：,在井底压力从pc1上升到p0范围内产量表达式为：,式中：,式（1-39）可改写为：,式中：,当没有恢复压力时：,如果压力已降至pcmin后又提高到pci则产量计算通式：,式中：,对于弹塑性驱动方式下的深层油藏的开发要遵循下列原则：,1）油层压力保持在原始油层压力水平上，或者保持在不使油层渗透率（或油井采油指数）明显下降的一定水平上。,2）制定合理的生产压差。,3）试油应在较小压差下进行。,4）合理的井底压力保护套管不受挤坏。,第一章油藏工程设计基础,油田开发方案报告编写,油田勘探开发程序,油藏评价,开发层系划分与组合,井网与注水方式,复杂油田开发,油田开发调整,第七节油田