海洋石油开采工程课程设计(任务书)-2014

中国石油大学海洋工程专业课程设计海洋石油开采工程课程设计专业年级：学号：姓名：指导教师：中国石油大学（北京）石油工程学院2014年6月

课程设计任务书海洋油田注水方案设计中国石油大学石油工程学院2014年6月设计题目海洋油田注水方案设计目的及要求目的：通过设计，了解注水方案的基本设计思路、设计内容，掌握方案设计的基本方法、步骤以及设计中所涉及的基本计算，加强系统的工程训练，培养分析和解决实际工程问题的能力。要求：根据某油田基础数据和设计要求，完成注水方案的设计并总结和编写出“注水方案设计”报告。要求对以下内容进行设计：1)设计原则(给定条件)早期注水，保持地层压力。针对性地制定适应性强的注水水质标准，确保高质量的注入水质来简化防腐措施和最大限度地延长注水稳定周期。从而减少洗井、增注等作业措施工作量。针对某油层较单一的特点，分注一般考虑一级两段，简化井下注水管柱。推广使用套管保护液的保护套管技术。设单管注水流程，配套洗井车洗井。从工具配套性考虑，目前国内大多数注水井井下工具都是按与27/8"油管配套设计，且该油田自喷阶段和有杆泵抽油均采用27/8"油管。因此，该油田注水采用27/8"油管，配套性强。2)注入水水源选择与水质要求根据行业水质推荐标准和可用的基础数据，提出油田的具体水质指标和注入水水源。a.水源：油层采出水(给定)b.提出油田的具体水质标准。3)注入系统压力分析a.预测注水井吸水能力；b.预测注水破裂压力；预测最低、最高和平均破裂压力梯度条件下的井底和井口破裂压力。已知管壁粗糙度e＝0.0154mm。4)注水井投(转)注措施要求；排液要求、洗井要求。5)注水井增注及调剖措施；提高增注的技术。6)注水井日常管理要求；7)注水工艺方案总结及实施建议。设计所必须的基础数据和资料油田储层属低孔、低渗岩屑砂岩储层，其平均孔隙度只有15.08%，平均渗透率仅有25.95×10-3μm2。其主要流动喉道半径平均为4～5μm。由于储层孔隙喉道不规则，喉道半径小，极易受到入井液中固相颗粒造成的堵塞伤害。目前该油田对注水中悬浮固相颗粒直径处理采用的精细过滤设备精度为≤2μm。试验结果表明，该油田J2s层注入水中悬浮物大于0.75mg/L时，驱替1000倍孔隙体积的水后，岩芯损害程度平均为39.7%，而当悬浮物含量小于0.5mg/L时，注入水中悬浮物对岩芯的损害程度很小，平均仅为2%。储层粘土含量较高(主要含高岭石、绿泥石等敏感性较强的粘土矿物，见表1)；因此具有中等～中等偏强的水敏性，但速敏较弱，无酸敏。表1某油田储层粘土矿物统计泥质含量%粘土矿物相对含量%KCI/SI7.24139.39.710该油田的原油物性较好，表现为低密、低粘(50℃时1.91mP.s)、低凝的“三低”特性(见表2)。表2某油田原油物性密度g/cm3粘度mP.s凝固点℃含蜡量%胶质沥青%含硫%初馏点℃蜡熔点℃地面地下总蜡量高碳蜡一般蜡高碳蜡相对绝对0.81380.87<-23.365.8272.6973.82.454.31.628.40.03708289该油田油层压力系数偏低(0.995～1.002)，油气比高，地饱压差小(见表3、表4)。表3某油田基础数据表油层中深m地层压力MPa饱和压力MPa地饱压差MPa原油密度g/cm3气体相对密度g/cm3原油体积系数水密度g/cm3油层温度℃2600+学号后两位26.318.18.20.81381.0291.7321.00281.1表4某油田油井生产情况方式单井日产(m3/d)气油比(m3/t)生产压差(MPa)自喷202715配产、配注根据开发方案的要求，该油田各个开发阶段的配产预测情况见表5。该油田开发历程中，不存在后期的大幅度提液强采情况，气产能和注水的高峰期为开发的初期，此时，采油井平均单井日产20t，日产油平均499t，注水井平均单井日注41.7m3由于该油田未搞试注，无实测的吸水指数资料，因此，依据地质开发方案所提供的吸水指数与采液指数的关系进行预测计算。其预测结果见表6。地层破裂压力梯度据M1、M3、M139井压裂资料测算，该油田的破裂压力梯度在0.0189～0.0207MPa/m范围，平均0.0198MPa/m。油层中部深度H＝2675m，考虑管柱摩阻。注水管柱强度设计基础数据27/8"平式油管：D＝7.3cm；d＝6.2cm；t1＝0.1412cmδ＝0.551cm；m(壁厚系数)＝0.875两种管材：材质为J55时，σs＝3870Kgf材质为N80时，σs＝5620Kgf腐蚀量为直径方向的腐蚀量，年腐蚀量为0.076×2＝0.152mm。表5某油田开发指标预测开采时间(a)井数(口)平均单井日产油量(t)日产油(t)年产油(t)累积产油(104t)日产气(m3)累积产气(104m3)日产水(m3)累积产水(104m3)日注水(m3)采油速度(%)采出程度(%)含水率(%)采油井注水井1252520.049916.4716.4713522944634010433.23.20.82252519.849616.4332.9013441689168010243.26.51.63252519.548716.2549.151319771332015110183.19.73.04252518.045015.5464.69121950175312619592.912.85.45252516.340614.1078.79110026213524329112.615.69.66252514.536212.7091.4998102247946848642.318.115.77252512.230610.98102.4782926277699777472.020.323.48252510.32579.29111.766964730287120106451.622.231.9925258.52127.72119.485745232379144155931.323.740.41025257.01766.36125.844769634103161205291.125.047.9表6某油田吸水指数预测结果含水率(%)01020304050吸水指数(Jw)(m3/d·MPa)2.3551.9921.9761.9841.9881.984总日注水(m3)1042911747645593529完成设计报告写出设计报告。附设计的原始数据。报告要求字迹工整，文字通顺，思路清晰，计算结果正确。按时完成全部设计内容(包括计算公式、过程、数据表、含水率分别与井底和井口注入压力曲线图)，要求独立完成。报告格式1.封面“海洋油田注水方案设计”，写明专业、姓名、年级学号、日期2.正文，设计内容包括：(1)设计概要(2)已知基础数据包括已知的数据、表格。(3)设计原则(4)注入水水源选择与水质要求(5)注入系统压力分析包括：注水井吸水能力预测、地层破裂压力预测、注水压力设计(6)注水井投(转)注措施及要求(7)注水井增注及调剖措施(8)注水井的日常管理要求(9)注水工艺方案总结及实施建议对注水井工艺方案进行总结。(10)附计算数据、图表。注：第(7)、(8)、(9)、(10)根据自己的设计和要求简要阐述。参考书1.《海上采油工程手册》教材，张钧编2.《中华人民共和国石油天然气行业标准之采油工程方案设计编写规