§4-2-油藏开发设计概要教学课件

§4—2油藏开发设计概要1、舟遥遥以轻飏，风飘飘而吹衣。2、秋菊有佳色，裛露掇其英。3、日月掷人去，有志不获骋。4、未言心相醉，不再接杯酒。5、黄发垂髫，并怡然自乐。§4—2油藏开发设计概要§4—2油藏开发设计概要1、舟遥遥以轻飏，风飘飘而吹衣。2、秋菊有佳色，裛露掇其英。3、日月掷人去，有志不获骋。4、未言心相醉，不再接杯酒。5、黄发垂髫，并怡然自乐。§4—2油藏开发设计概要油藏开发设计是油田开发的总体规划和具体实施的全面系统的计划、部署，是油藏投入开发的基础和依据。油藏开发设计内容较多，有必要对其基本概念和主要内容先做概略介绍，再对一些重要专题做分析研究。一、概述1、油藏开发设计及重要性油藏开发是一个大的系统工程，它不仅耗资巨大(动辄数十亿元)、历时长久(一般20—50年)，而且涉及地质、工程、工艺、管理及运输、炼制、销售，甚至涉及交通、通讯、环境等许多方面。要保证油藏开发的顺利进行并取得尽可能好的综合效益，必须预先研究，规划制订一个着眼整个油藏并立足主要开发过程的开发计划，这样的计划就是油藏开发方案，制定这样计划的过程就是油藏开发设计。概述①油藏地质认识的准确程度；②油藏开发方针、开发原则的科学合理正确程度；③该类型油藏开发经验的积累程度。要保证油藏开发设计的正确性与高水平，主要应当在以下三个方面进行努力：①尽可能加深对本油藏的地质认识(努力“榨干吃尽”已有的地质资料，补取必须的地质资料、科学合理地开展试采与开发先导试验)；概述②努力研究借鉴国内外同类型(或可比较)油藏的开发实践资料，研究借鉴其开发中的问题得失及原因对策并加以利用；③研究采用符合本油藏条件的、具一定可靠性与性能价格比优势的技术工艺。概述2．油藏开发设计的基本任务油藏开发设计是在油藏评价勘探和开发准备工作的基础上进行的。评价勘探主要着眼于油藏的基本地质特征和探明储量计算，虽然它也承担为油藏开发录取资料的任务，但这毕竟不是它的主要任务，因此，评价勘探对油藏的地质认识是比较粗浅的。开发准备阶段主要任务有二：一是钻资料井，补充岩心与试油资料，以加深对油藏内部非均质性的认识；概述二是进行试采和开辟先导试验区进行开发先导试验，取得本油藏开发生产的宝贵的第一手资料，以此作为开发设计的重要依据。开发先导试验一般应包括各种天然能量利用的试验、井网井距的试验、注水注气保持压力的试验、影响油田产能的主要因素和提高采油速度与采收率的措施方法试验等，它们都是直接为油藏开发设计服务的重要方面。概述油藏开发设计需要解决涉及油藏开发的各个方面的问题。一般来说，油藏开发方案应当包括以下10个方面的内容，油藏开发设计的基本任务就是研究解决这些问题。①油藏地质情况(应当按原石油部《油田开发管理纲要》规定的八个方面：构造、储集层、储集空间、渗流特征、油气水分布及性质、油藏压力温度系统、原始驱动能量和驱动类型、油藏类型进行系统深入的描述)。概述②开发储量计算与评价。③开发方针、开发原则与开发程序。④开发层系、井网井距、开发方式与能量利用接替。⑤钻井完井工艺与投产投注措施。⑥采油、注水、集输工艺。⑦稳产方式与技术措施。⑧采油速度、采收率等开发指标。⑨经济分析。⑩方案实施要求。概述3、油藏开发设计的渐进过程油藏开发设计不是一次完成的，它有一个渐进的过程，对于大型或复杂油藏更是如此。油藏开发设计的这一特点，是由油藏本身的复杂性、评价勘探对油藏认识的粗略性及油藏开发的重大性决定的。油藏深埋地下，经历了长时期的形成和演化过程，其复杂性可想而知。油藏开发耗资巨大，影响因素很多，其重大性勿容置疑。鉴于此，在进行油藏开发设计时，必须慎之又慎，

概述一般采取先粗后细，分步进行并留有余地的工作程序是适宜的。再加上评价勘探的主要目的在于提交探明储量，它对油藏的认识是粗线条的，仅仅依靠评价勘探的资料来完成开发设计一般是不现实的，或者说是风险极大的。要满意地完成油藏开发设计，就应该在开发设计进行的同时，根据该油藏的具体情况，规划实施必要的补取资料工作，并及时应用这些资料来解决开发设计中的疑难问题。概述通常，在进行油藏开发设计时，先根据该油藏的地质特点与资料齐全准程度，规划适当井点补充岩心、测井、试油及试采资料，并开辟适当井组进行开发先导试验，然后再逐次完成油藏开发概念设计、开发方案的地质设计、开发方案的工艺设计并最后完成射孔方案的设计，从而完成整个油藏的开发设计。概述(1)油藏开发概念设计油藏开发概念设计是对油藏开发进行的粗线条规划，它在解决油藏开发层系、开发方式、能量利用与开发过程，以及主要技术工艺等重大课题以后，规划设计出大井距的基础井网，在此基础上选择合适的井点补充油藏地质资料(这种井称资料井)，并检验、修正油藏地质认识，由此修改和完善进一步的开发设计工作。概述(2)开发方案的地质---油藏工程设计经过基础井网的有选择的部分的实施，油藏的井数增加，岩心、测井、试油、试采资料增加，先期开辟的开发先导试验区一般也有了进一步的试验结果，这时就有可能完成对油藏的比较详细深入的描述认识，从而建立油藏储层可靠的地质模型，并据此敲定油藏开发的主要技术问题并设计出具体的开发井网，进行油藏开发模拟分析，完成油藏开发的地质---油藏工程设计。概述(3)开发方案的工程、工艺设计一个完整的油藏开发方案应当包括地质方案与工艺方案。地质方案规划油藏开发的基本纲领与具体路线，工艺方案则是规划实现地质方案的基本手段和技术措施。油藏开发的工艺方案应当承担这样一些任务：①钻、完井工艺技术与措施。比如：适应油藏地质条件的钻、完井技术工艺，基于油层保护的钻井、固井技术与措施等。概述②油水井投产投注的工艺技术与措施。比如：采油井的射孔工艺技术、诱流措施、油层改造措施；注水井的油层射开程度控制，投注前的井筒处理与油层处理措施等。③采油工艺技术与增产措施。比如：采油方式及转换，油井举升技术工艺，油井清蜡保温技术工艺，开采过程中的提液、降水与油层改造措施等。④油气集输工艺技术。比如：集输系统选择与压力分配，油气水分离处理工艺技术等。⑤注水工艺技术。比如：注水系统规划设计，水质处理工艺技术等。概述(4)射孔方案编制在开发方案设计的开发井基本完钻时，以下问题就会呈现在油藏开发设计者的面前：①大量开发井完钻取得的密井网条件下的油藏地质资料使我们能够更详细更深入地认识油藏的地质---开发特征，对比开发方案，原来对油藏的地质认识是否正确?是否需要修正、完善?这时就需要应用最新的资料对油藏地质做深入的认识描述。概述②如果油藏认识描述有一定变化，这些变化对原来的开发设计有多大的影响，应当进行评估并对开发设计做出相应的修改，使之更适应油藏的地质条件。③根据上述认识，钻成的采油井和注水井应该怎样射孔、油井投产应当采取怎样的技术工艺措施，注水井投注的时机、投注的技术措施等。④开发初期及开发过程中的问题和对策估计。概述基于以上问题的存在和解决的迫切需要，就成为油藏开发射孔方案编制的理由。射孔方案是油藏开发方案的最终实现，是开发方案的继续和深化，其重要性已不言自明。综合以上所述，在油藏开发设计中，由于油藏自身的复杂性和我们认识油藏手段的局限性，使得人们对油藏地质和开发设计的认识必然要经历一个由粗到细、由浅人深的认识论过程。概述鉴于此，为了给可能存在的失察误判留出修正完善的空间，在进行油藏开发设计的时候，一般应当留有一定的余地：比如，井距适当放大、注水井点适当减少，以留待以后进行加密完善；开发层系适当放宽，待开发过程中层间矛盾充分暴露后再决定分注分采或进行层系调整等等。常常一个油藏要经过1至几次层系井网的调整，才能取得预期的开发效果。开发方针和开发原则

1．油田开发方针开发油田必须依据一定的方针来进行。开发方针是否正确，直接关系到油田的开发成败和经济效果。正确的油田开发方针应根据国民经济对石油工业的总体要求、根据油田开发的长期经验总结制订出来。开发方案的编制，不能违背这些方针，否则就会给油田带来危害，也会给国民经济带来危害，使国家资源蒙受损失。开发方针和开发原则油田开发方针的制订应考虑如下几个方面的关系：①采油速度，即以什么样的速度进行开发；②油田地下能量的利用和补充；③采收率的大小；④稳产年限；⑤经济效果；⑥工艺技术；⑦环境保护。这几个方面往往是相互依赖又相互矛盾的。应根据国内外油田开发的经验和我们国家的能源政策，制订出科学的油田开发方针并不断补充和完善。开发方针和开发原则2．油田开发设计原则油田开发设计原则要坚持少投入、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、高渗透率的多层砂岩油藏：如果大、中型砂岩油藏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。一般不允许油藏在低于饱和压力下开采。开发方针和开发原则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、注水条件的油藏，要保持油藏压力开采。③气顶油藏：要充分考虑气顶能量的利用。具备气驱条件的要实施注气开采；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，但必须严格防止原油窜入气顶，造成资源损失，要论证射孔顶界位置。开发方针和开发原则④边底水油藏：边、底水能量充足的油藏要充分利用天然能量开采。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，掌握适当的注水强度，防止水窜。开发方针和开发原则⑥高凝油、高含蜡的油藏：在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油气藏：当凝析油含量大于200g／m3时，必须采取保持压力方式开采以回收凝析油。应用循环注气开采时，只有在采出气体中凝析油含量低于经济极限时，才可转为降压开采。开发方针和开发原则⑧碳酸盐岩及变质岩、火山岩油藏：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：要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。三、油田开发程序

合理开发油田的程序，就是要把油田的勘探和开发科学、合理、密切地结合起来，根据油田的特征，把油田从勘探到开发分成几个阶段，合理安排钻井顺序，尽可能用较少的井、较快的速度，取得对油田准确的认识和高水平的开发。1、制定合理开发程序的基本原则①对于含油面积大、地质特征变化大的油田，应分区投入开发。首先开辟生产试验区，解剖典型，取得经验。认识一区，开发一区，逐步扩大开发面积。油田开发程序②对于非均质多油层油田，应划分开发层系，分层系投入开发。首先开发油层分布稳定、渗透率高、具备独立开发条件的主力油层。认识一个层系，开发一个层系。③对每个开发区的每套开发层系，应分阶段有步骤的投入开发。要有一套适合油田地质特征的开发措施和步骤，分块治之，实践一步，调整一步。油田开发程序合理的开发程序，就是要把油田勘探和开发密切地结合起来，根据油田的具体情况，把油田从勘探到开发分为几个阶段，合理安排钻井程序。尽可能地用较少的井，以较快的速度取得对油田的基本认识，编制出整个油田的开发方案，从而正确地解决认识油田和开发油田的矛盾。油田开发程序2．非均质大型油田的合理开发程序油田的开发实际表明，几乎没有一个油田，特别是大油田的开发部署是一次完成的，一般都经历了多次布井、多次调整的过程。大庆油田根据自己的特点，提出了一套适应多油层大油田的合理开发程序，把油田从初探到全面开发划分为开辟生产试验区、加密钻探、布置基础井网和先钻井、后定注采井别等四个步骤。把油田的逐步投入开发和对油层地质特征的了解认识紧密地结合起来，以较少的井取得了较好的开发效果。油田开发程序(1)开辟生产试试验区，认识油田基本特点世界上只有相似的油田，没有相同的油田。各油田的开发有其共同的规律，但也有各油田本身的特殊规律。因此，只有掌握本油田的特殊规律，才能主动地指导本油田的开发工作。开辟生产试验区，就是用“解剖麻雀”的方法，在油田上选择一块具有代表性的地区，进行开发试验，突破一点，取得经验，指导全油田的开发。油田开发程序具体来说，利用生产试验区的密井网，可以详细解剖油层情况，并结合全油田面积上的探井、资料井所了解的油层变化规律，就基本上可以掌握全油田油层的油砂体特征。利用生产实验区的密井网还可以详细解剖断层的分布规律，检验地震勘探确定的断层存在的状况。这些都为正确地确定油田切割注水线的方向、切割区的大小、开发层系的划分与组合、各类油层井网密度的适应范围和注采系统，以及全油田的详探部署提供了可靠的地质依据。油田开发程序(2)加密钻探，着重掌握主力油层的地质规律生产试验区的开辟对于认识油田起着很重要的作用，但它毕竟还是油田上一个“点’’的解剖。为了给油田全面投入开发做好准备，还必须以生产试验区所得到的对油田的基本特点认识为指导，进一步掌握生产试验区以外新开发区的地质规律，以便更全面、更符合客观实际地认识油田。因此，除了开辟生产试验区外，还必须有目的地进行加密钻探、分区部署开发资料井。油田开发程序开发资料井的部署应主要针对那些组成比较单一、分布比较稳定的主力油层组。通过加密钻探，首先把这些主力油层组基本探明。同时，考虑到油层性质区域性变化的特点和邻区对比的原则，开发资料井的钻探部署，应以试验区为中心，由近而远，逐步扩大。通过分区开发资料井的钻探，将取得的成果与通过试验区对油层的典型解剖的结果结合起来，由特殊到一般，又由一般到特殊的综合研究，就可以掌握新区内稳定分布的主力油层的变化趋势，核实油层参数，计算油层储量，为新区投入开发准备条件。油田开发程序(3)部署基础井网，开发主力油层，认识其它油层通过生产试验区的解剖和分区开发资料井的加密钻探，还不能比较清楚地掌握那些分布比较零星、形状很不规则、油层性质变化较大的油层，只有用更密的井网才能基本认识它们。同时，一个油田一般也不可能等到所有的油层都认识清楚了再投入开发。认识油田要逐步认识，开发油田也必须逐步开发。在开发多油层油田时，针对不同开发层系的油层特点，合理地划分组合开发层系。油田开发程序在开辟试验区和加密钻探的基础上，选择一组具备独立开发条件的、渗透率高、分布稳定的油层为对象，首先将它们投入开发，针对这些油层的特点布置一套井距相对较大的稀井网，这套井网称为基础井网。部署基础井网的目的之一是搞清各类油层的性质(尤其是分布不稳定的油层)，掌握油、气、水的分布规律，了解油井生产能力，为全面开发取全取准各种参数，为整个油田的全面开发做准备。油田开发程序(4)先钻井，后定注采井别，合理有效地开发不稳定油层基础井网完钻后，开发区的井网密度已比较大，所以对开发区的认识可具体到油水运动的基本单元----油砂体，这就为全面研究其它油层的合理开发问题创造了良好条件。但是，实践表明，基础井网对一些分布面积不大，油砂体形状很不规则的差油层的认识还有一定的局限性。所以应采取先钻井，暂不确定注采井别，通过油层对比，加深认识油砂体和落实断层分布以后，再确定注水井和采油井的相对位置，组成合理的注采系统，这样就能做到具体情况具体对待，进一步提高井网对油砂体的适应性，改善开发效果。油田开发程序3．断块油田的合理开发程序由于断块油藏十分复杂，具有断层多、断块小、油水关系复杂和油层多、井段长、层间差异大等特点，很难在正常勘探阶段达到逐块探明。因此，怎样制定科学合理的开发程序，把详探和开发合理地结合起来，就成为断块油藏开发成败的关键。对于断块油藏，要针对其特点，制定合理的勘探和开发程序。其具体步骤是：油田开发程序①应用地震勘探的方法确定二级构造带，弄清二级构造带的基本形态。这是由于二级构造带往往是含油气盆地中的原油富集带。地震工作应集中优势查明二级构造带的面积、构造高度、主要断层情况，指出重点勘探的地区和井位。②对整个构造带打探井，以验证地震结果，弄清构造范围和含油情况。在高产部位的井打出工业油流后，必须按探井要求录取资料，并确定单井产能。通过勘察，可以落实含油有利地区、构造面积以及可能的含油层系。油田开发程序③整体解剖二级构造带，查明含油部位、层系，以及构造断裂情况。在此阶段要打少量资料井和取心井。此时，井位布置应力求贯彻抢高点、夺高产和高产部位首先打井的原则，使高产部位尽快发现，使部分油井具有生产能力，为下阶段勘探开发争取主动权。在此阶段仍要打少量井探明构造的边界、断层走向、内部分区界限、油层分布连片情况等。通过整体解剖，弄清二级构造带内油藏的分布特征，各含油层系内的油藏类型及其组合，不同层位油层连片情况，估算出控制储量。油田开发程序④详探阶段。这是勘探工作取得最后成果的一个阶段，也就是油田开发开始的阶段。在此阶段不但要完成详探阶段工作，而且要完成某些开发研究和规划工作。在此阶段应完成的任务概括起来有以下几点：A、分区、分块落实含油范围、含油层系，找出富集的含油区块，确定主要开发油层，并相应地计算出开发的面积和储量；B、探明影响油气聚集及其开发特征的主要断层的分布、走向，认识断层对本地区勘探及开发的影响；油田开发程序C、分区块探明油藏的构造因素，进行地层对比，弄清油藏类型及油水关系；D、认清油层产能大小及影响产能大小的地质因素，通过试油及少数井的长期试采，进一步验证地质情况，并对油层岩性、物性及原油性质做出评价。在有条件的地区应开辟生产试验区，尽早暴露矛盾，总结经验，取得油田开发的主动权；E、打补充井，完善开发井网，做出开发设计，将油田建成一定规模正式投产；油田开发程序F、确定合理而科学的地面油气集输流程；H、确定有效的工艺手段，如压裂、酸化等增产措施，发挥油井产能。遵循上述合理的开发程序，才能使油田在初探的基础上，实践一步，认识一步，开发一步。把油田的逐步开发和对油田客观规律的认识紧密地结合起来，才能使油田开发工作沿着正确的方向循序渐进，取得油田开发的主动权。四、油藏开发先导试验

重视先导试验是我国油藏开发的一条成功经验。所谓先导试验，就是先行一步，取得对过程的了解和经验认识，以指导大面积的生产。油藏开发先导试验，就是在油藏未进入大规模开发之前，先开辟一小块地质条件有代表性的试验区，按开发设计的基本思想进行先期开发，先行—步以观察其开发过程和效果、问题，用以指导开发方案设计和大面积开发。为了达到先导的目的，有时还需要缩小试验区井距以加快试验进程，以尽早取得认识和经验来指导开发设计和开发生产。油藏开发先导试验依靠勘探阶段所取得的资料，能够认识油藏静态的基本地质特征，但不能揭示出油藏开发过程中的油水运动和变化的规律。加之拟采用的开发方式和工艺技术是否得当，也有待进行油藏适应性检验。因此，为了提前认识油藏的开发规律和可能出现的问题，需要进行油藏开发先导试验，以便尽早研究对策，指导油藏的合理开发和调整，以取得好的开发效果。油藏开发先导试验1．先导试验区的选择原则①试验区的位置和范围对全油田具有代表性。这样才能使试验结果具有普遍指导意义。②试验区应具有相对的独立性，以便于观察、管理和确定开发效果。特别是有利于计算采收率。同时，试验区对全油田的合理开发不要产生较大的影响。③试验项目要目的明确，对比性要强，要能够把问题揭露清楚，开采速度要高，进行时间要短。使试验区的开发过程始终走在其它开发区的前面，为油田开发不断提供经验。油藏开发先导试验④除井组试验区或其它的小型专门试验外，大油田或特大油田的试验区应具有一定的生产规模。各种试验区都要使