专题一 油田的注水开发

1、油田的注水开发油田的注水开发 一、油气藏驱动方式 1.1.水压驱动水压驱动 油藏开采后由于压力下降使其周围水体中油藏开采后由于压力下降使其周围水体中的水流入油藏进行补给，这就是水压驱动。的水流入油藏进行补给，这就是水压驱动。 1）刚性水压驱动：是以油藏压力基本保刚性水压驱动：是以油藏压力基本保持不变的持不变的水压驱动，即水压驱动，即稳态流。稳态流。 2）弹性水压驱动：当油层压力下降时，弹性水压驱动：当油层压力下降时，油藏中和周围水体中的流体将相应膨胀，这时油藏中和周围水体中的流体将相应膨胀，这时的水驱就是弹性水驱。的水驱就是弹性水驱。第一节第一节 油气藏驱动方式和驱动方式的选择油气藏驱动方式和

2、驱动方式的选择水驱油藏的示意图水驱油藏的示意图带气顶油藏示意图带气顶油藏示意图 2.2.气压驱动气压驱动油藏是以气顶的膨胀扩大驱油至井的驱动。油藏是以气顶的膨胀扩大驱油至井的驱动。 1)1)气压驱动油藏的条件气压驱动油藏的条件; ; 2) 2)带气顶的油藏，也可以用人为的方法向气带气顶的油藏，也可以用人为的方法向气顶内注气顶内注气; ; 3) 3)气顶驱动油藏时，应注意防止气顶的锥进气顶驱动油藏时，应注意防止气顶的锥进和气窜。和气窜。 3.3.溶解气驱溶解气驱 油藏压力等于或低于饱和压力时，当压力降油藏压力等于或低于饱和压力时，当压力降低时低时从油中分离出的从油中分离出的气泡膨胀把油推向井底的

3、驱气泡膨胀把油推向井底的驱动。动。 4.4.重力驱动：靠原油自身的重力驱油至重力驱动：靠原油自身的重力驱油至井的驱动。井的驱动。 5.5.驱动方式的转变驱动方式的转变 二、驱动方式的选择原则二、驱动方式的选择原则 既要合理地利用天然能量，又要有效地保持油既要合理地利用天然能量，又要有效地保持油藏能量藏能量( (如注入流体等如注入流体等) )，以满足对开采速度和稳产，以满足对开采速度和稳产时间的要求。时间的要求。 第二节 油田的注水开发 油田依靠天然能量开采时存在的问题：油田依靠天然能量开采时存在的问题： (1)(1)多数油田的天然能量不充足，同时局限多数油田的天然能量不充足，同时局限性大，不易

4、控制，作用时间短；性大，不易控制，作用时间短； (2)(2)能量发挥不均衡，一般初期大，油井高能量发挥不均衡，一般初期大，油井高产，但很快递减，不能实现稳产；产，但很快递减，不能实现稳产； (3)(3)油田的调整和控制困难；油田的调整和控制困难； (4)(4)采收率较低。采收率较低。 注水开发油田的主要优点：注水开发油田的主要优点： (1)(1)能保持高产。注水保持地层压力，可以保能保持高产。注水保持地层压力，可以保持较高压差生产，因而产量高；持较高压差生产，因而产量高； (2)(2)驱油效率驱油效率高。高压注水，水可将油层中的高。高压注水，水可将油层中的油驱向生产井底；油驱向生产井底； (3

5、)(3)容易控制和调整；容易控制和调整； (4)(4)采收率高采收率高砂岩油田溶解气驱采收率为砂岩油田溶解气驱采收率为151531%31%，而水压驱动则可为，而水压驱动则可为36%60%;36%60%; (5) (5)经济效果好。经济效果好。 注水具体界限考虑的两个因素：注水具体界限考虑的两个因素： 压力因素；压力因素； 油藏渗透率及几何形态的情况。油藏渗透率及几何形态的情况。 . .不同时间注水油田开发的特点不同时间注水油田开发的特点 1)1)早期注水早期注水 地层压力还没有降到饱和压力之前就及时进地层压力还没有降到饱和压力之前就及时进行的注水。行的注水。 一、注水时间的选择一、注水时间的选

6、择 2 2）早期注水的优点：）早期注水的优点： (1)(1)可延长自喷采油期及提高自喷采油量；可延长自喷采油期及提高自喷采油量； (2)(2)可减少产水量；可减少产水量； (3)(3)可采用较稀的生产井网；可采用较稀的生产井网； (4)(4)可提高油井产油量；可提高油井产油量； (5)(5)可减少采出每吨原油所需的注水量；可减少采出每吨原油所需的注水量； (6)(6)可以提高主要开发阶段的采油速度；可以提高主要开发阶段的采油速度； (7)(7)使开发系统灵活并易于调整。使开发系统灵活并易于调整。 2)2)晚期注水晚期注水 溶解气驱之后注水，称晚期注水。溶解气驱之后注水，称晚期注水。 晚期注水的

7、特点：晚期注水的特点： 油田开发初期依靠天然能量开采，油田开发初期依靠天然能量开采，溶解气析出，弹性驱转为溶气驱，导致溶解气析出，弹性驱转为溶气驱，导致 ,bpp soooRQI ,3)3)中期注水中期注水 投产初期依靠天然能量开采，当地层压投产初期依靠天然能量开采，当地层压力下降到低于饱和压力后，在气油比上升到力下降到低于饱和压力后，在气油比上升到最大值之前注水。最大值之前注水。 （1 1）低于饱和压力的注水：）低于饱和压力的注水： 在地层压力稳定条件下，形成水驱混气驱动在地层压力稳定条件下，形成水驱混气驱动方式；方式； （2 2）将地层压力恢复到饱和压力以上的注水。）将地层压力恢复到饱和压

8、力以上的注水。 2.2.注水时机的选择注水时机的选择 1)1)油田天然能量的大小；油田天然能量的大小； 2)2)油田的大小和对油田的产量要求。油田的大小和对油田的产量要求。 3.3.油田的开采特点和开采方式油田的开采特点和开采方式 注水方式注水方式: 注水井在油藏中所处的部位和注水井与生产注水井在油藏中所处的部位和注水井与生产井之间的排列关系。井之间的排列关系。 1.1.边缘注水边缘注水 边缘注水是指注水井按一定的方式分布在油水边界处。边缘注水是指注水井按一定的方式分布在油水边界处。 优点优点: : 油水界面逐步向内推进，控制较容易，无水采油水界面逐步向内推进，控制较容易，无水采收率和低含水采

9、收率高。收率和低含水采收率高。 缺点：受效井排少缺点：受效井排少( (一般不超过一般不超过3 3排排) )；注人水部分外；注人水部分外逸，降低了注水效果。逸，降低了注水效果。 （1 1）缘外注水）缘外注水 将注水井布置在油水边界外的纯水区进行的注水。将注水井布置在油水边界外的纯水区进行的注水。 二、注水方式的确定二、注水方式的确定 （2)2)缘上注水缘上注水 将注水井布置在油水将注水井布置在油水过渡带内进行的注水。过渡带内进行的注水。 （3)3)缘内注水缘内注水 把注水井排直接布置把注水井排直接布置在油藏内缘内进行的注水。在油藏内缘内进行的注水。 2.2.切割注水法切割注水法 所谓切割注水，是

10、利用注水井排将油藏切割成为较所谓切割注水，是利用注水井排将油藏切割成为较小单元，分区进行开发和调整的注水。小单元，分区进行开发和调整的注水。 3.3.面积注水面积注水 把注水井和生产井按一定的几何形状和密度均把注水井和生产井按一定的几何形状和密度均匀地布置在整个开发区上的注水。匀地布置在整个开发区上的注水。 1 1）面积注水的类型面积注水的类型 （4 4）七点法与反）七点法与反七点法。七点法。（3）反九点法与九点法；）反九点法与九点法；（1）五点法；）五点法；（2）四点法）四点法;井井 网网注水井与采油注水井与采油井之比井之比钻成井网要求钻成井网要求面积波及面积波及( (水淹水淹) )系数系数

11、四四 点点l l：2 2等边三角形等边三角形0.740.74歪四点歪四点l l：2 2正方形正方形0 .570 .57五五 点点1 1：1 1正方形正方形0.7230.723七七 点点2 2：1 1等边三角形等边三角形0.740.74反七点反七点1 1：2 2等边三角形等边三角形0.7280.7280.7870.787九九 点点3 3：l l正方形正方形反九点反九点1 1：3 3正方形正方形0.6540.654直线排状直线排状驱驱l l：1 1长方形长方形0.550.55交错排状交错排状驱驱1 1：1 1注采井列线交错注采井列线交错0.750.752 2）面积注水井网的特征）面积注水井网的特征

12、 3)3)面积注水适用的条件面积注水适用的条件 4.4.点状注水点状注水 注水井零星地分布在开发区内的一种注水方注水井零星地分布在开发区内的一种注水方式。常作为其他注水方式的一种补充形式。式。常作为其他注水方式的一种补充形式。 衡量注水方案的技术标准：衡量注水方案的技术标准： (1)(1)适应油层分布形态，注水井与生产井能控适应油层分布形态，注水井与生产井能控制制80809090的连通面积和储量。的连通面积和储量。 (2)(2)注水效果好，采油速度和稳产年限能够满注水效果好，采油速度和稳产年限能够满足需要，且有较好的经济效益；足需要，且有较好的经济效益； (3)(3)开发过程的调整措施和生产管

13、理工作比较开发过程的调整措施和生产管理工作比较简便易行。简便易行。第四节 开发井网部署 井网部署中研究的主要问题：布井方式；井网部署中研究的主要问题：布井方式；井网密度井网密度 一、影响井网密度的因素分析一、影响井网密度的因素分析1.1.开采方式与注水方式；开采方式与注水方式；2.2.油层埋藏深度；油层埋藏深度；3.3.地层物性及非均质性；地层物性及非均质性；4.4.原油物性；原油物性；5.5.其他地质因素。其他地质因素。 二、开发井网的部署原则 1.1.衡量合理的布井方式和井网密度的尺度衡量合理的布井方式和井网密度的尺度 (1)(1)最大限度地适应油层分布状况，控制住较多最大限度地适应油层分

14、布状况，控制住较多的储量的储量; ; (2) (2)所布井网在既要使主要油层受到充分的注水所布井网在既要使主要油层受到充分的注水效果，又能达到规定的采油速度的基础上，实现较效果，又能达到规定的采油速度的基础上，实现较长时间的稳产长时间的稳产; ;(3)(3)所选择的布井方式具有较高的面积波及系数，所选择的布井方式具有较高的面积波及系数，实现油田合理的注采平衡实现油田合理的注采平衡; ;(4)(4)选择的井网要有利于今后的调整与开发；选择的井网要有利于今后的调整与开发； (5)(5)不同地区油砂体及物性不同，对合理布井也就不同地区油砂体及物性不同，对合理布井也就要求不同，应分区、分块确定合理密度

15、。要求不同，应分区、分块确定合理密度。(6)(6)在满足上述要求下，应达到良好的经济效果；在满足上述要求下，应达到良好的经济效果；(7)(7)实施的布井方案要求采油工艺技术先进，切实可行实施的布井方案要求采油工艺技术先进，切实可行; ; 2.2.非均质油层合理开发方法是分阶段的布非均质油层合理开发方法是分阶段的布井和钻井井和钻井 1)1)第一阶段按均匀井网部署生产井和注水井第一阶段按均匀井网部署生产井和注水井; ; 2) 2)第二阶段只在需要的地方进行钻井（该井称为第二阶段只在需要的地方进行钻井（该井称为储备井或补充井），以使开发获得更大的波及体积。储备井或补充井），以使开发获得更大的波及体积

16、。 3.3.开发过程中合理加密井网常用的方法开发过程中合理加密井网常用的方法 1)1)应用数值模拟拟合历史动态，搞清目前含油、应用数值模拟拟合历史动态，搞清目前含油、含水饱和度分布，预测其发展趋势，针对性地加密含水饱和度分布，预测其发展趋势，针对性地加密布井。布井。 2)2)全油田加密井前，先做小型试验，以取得加全油田加密井前，先做小型试验，以取得加密方案的可行性及其技术经济效果。密方案的可行性及其技术经济效果。 3)3)同一油田，在油层发育好的部位井网密，油同一油田，在油层发育好的部位井网密，油层较差部位井网稀。层较差部位井网稀。 4)4)钻加密井的时机，对最终采收率关系不钻加密井的时机，对

17、最终采收率关系不大，但从发挥效用而言，早一点好。大，但从发挥效用而言，早一点好。 5)5)发展水淹层和剩余饱和度的测井技术。发展水淹层和剩余饱和度的测井技术。这是加密井射孔的一项关键技术，掌握此技术这是加密井射孔的一项关键技术，掌握此技术可达到事半功倍的效果。可达到事半功倍的效果。SBDeER/ 三、井网密度的确定三、井网密度的确定1.1.井网密度与采出程度的关系井网密度与采出程度的关系/B SDRE e（1 1）式中式中 RR采出程度；采出程度； E ED D驱油效率；驱油效率； BB井冈指数，目前的油水井数比油井冈指数，目前的油水井数比油田面积；田面积； SS井网密度，口井网密度，口/km

18、/km2 2 。2 2合理井网密度的确定合理井网密度的确定油田开发纯收人与井网密度的关系：油田开发纯收人与井网密度的关系：ASTCiMePENRNETTSBDTV2/)1 (（2 2）SBDTePRNR/主开发期内产出的原油销售收人；主开发期内产出的原油销售收人； ASTCiMT2/)1 (主开发期内所发生的投资及生产费主开发期内所发生的投资及生产费用之和。用之和。 对上式求关于对上式求关于S S的导数，并令导数等于的导数，并令导数等于0 0，则得：，则得： 满足上式的井网密度即为合理井网密度。公式满足上式的井网密度即为合理井网密度。公式的真实内涵是主开发期内油田开发的纯收入最大。的真实内涵是主开发期内油田开发的纯收入最大。 22/)1 (ASTCiMBePENRTSBDT（3 3）3.3.极限井网密度的确定极限井网密度的确定满足上式的井网密度即为极限井网密度。满足上式的井网密度即为极限井网密度。 公式的含义是：主开发期内的原油销售收入，公式的含义是：主开发期内的原油销售收入，正好抵消所发生的投资和生产费用之和。正好抵消所发生的投资