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文档简介
油藏工程原理与方法什么叫油藏工程-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:<500m500-1000m1000-2022m2022-3000m>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6×3.6km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1-1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:泥岩砂岩石油聚集运移方向不整合面
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.储量的分级远景储量概算储量主要分为三级储量:
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。024F1F2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。w1w3w2平均厚度:6.0m;平均孔隙度0.273;平均含油饱和度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0.1-1亿吨中气田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>500>30
高丰度300-50010-30
中丰度100-3004-10
低丰度50-1002-4特低丰度<50<23.容积法地质储量的计算油藏气藏凝析气藏(2)计算气田地质储量气田的原始地质储量表示为:原始的天然气体积系数表示为:(1-5)(1-6)Psc、Tsc分别为地面标准状况下的标准压力和温度,即0.101Mpa和293KPi和T为油藏条件下的压力和温度,Zi为真实气体在该条件下的压缩因子,求解该值需要计算和查表。将式(l-6)代人式(1-5)得:(1-7)定容封闭气藏的可采储量:Pa,Za为油藏废弃时的压力和该条件下的压缩因子气田的地质储量丰度:气田的单储系数为:例题拟对比压力4.468拟对比温度1.809压缩因子0.90将相应的参数代入到公式中3.容积法地质储量的计算油藏气藏凝析气藏(3)凝析气田储量a.在原始油层条件下,凝析气藏中天然气和凝析油的总物质的量为:
在标准条件下,1kmol气体所占的体积为24.056m3,nt摩尔凝析气藏中的流体所占的体积为:已知R=0.0081359MPa·m3/(kmol·K),所以:凝析气藏中原始地质储量(1-11)(1-12)(1-13)b.凝析气藏中天然气的原始地质储量
若已知凝析气藏在稳定生产条件下的生产气油比为GOR,即在地面产生1m3凝析油时,所产生天然气的体积是GORm3。因此地面产生GORm3天然气的物质的量为ng:凝析油的相对分子质量,可由如下相关经验公式确定:
在凝析气藏中,采出1m3凝析油的物质的量为no:(1-14)(1-16)
(1-15)地面产出天然气的摩尔分数为:在总的原始地质储量中,天然气的原始地质储量由下式计算:c.凝析气藏中凝析油的原始地质储量:(1-17)(1-18)(1-19)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三、油藏的驱动方式及其开采特征
在自然地质条件和开采条件下,在油藏中驱油的力一般有以下几种:(1)油藏中流体和岩石的弹性能。(2)溶解于原油中的天然气膨胀能。(3)边水和底水的压能和弹性能。(4)气顶气的膨胀能。(5)重力能。(6)人工注水注气的压能和弹性能量。驱动方式:油藏中驱动流体运移的动力能量的种类及其性质。30年代即有了油藏的驱动能量学说。
不同的能量方式决定了油藏的开采方式,开采特征、采收率、布井方式等油藏的重要措施。表征油藏动态的指标:油藏的平均地层压力:指油藏全区域的地层压力的平均。测取方式多样。日产油量:日产能力和日产水平之分。日产液量:日液能力和日产液水平。综合含水率:有体积含水率和质量含水率之分累积产油量,累积产液量,累积产水量,累积注水量。注采比,瞬时注采比和累积注采比,存水率。采出程度,采收率。采油速度,采液速度,剩余储量的采油速度。生产气油比:瞬时生产气油比,累积生产气油比。描述条件:单一的驱动能量,井底的流动压力保持不变。弹性驱动溶解气驱动水压驱动气压驱动重力驱动形成条件:没有边底水,无气顶,无注水,地层压力大于饱和压力。1.弹性驱动能量释放:地层压力降低,油藏岩石和流体释放能量。适用油藏:封闭油藏、断块油藏,一般油藏在地饱压差比较大的开发前期(应该注意油藏岩石物性的改变)、海上油田和复杂地貌及注水条件差的地方采用。油藏压力不断降低日产油量不断降低瞬时生产气油比不变一般处于无水采油期,或变化很小弹性驱动溶解气驱动水压驱动气压驱动重力驱动2.溶解气驱形成条件:没有边底水,无气顶,无注水,地层压力等于饱和压力。能量释放:地层压力降低,原油脱气,气体膨胀,释放能量。适用油藏:封闭油藏、断块油藏,一般油藏在地饱压差比较大的开发前期(应该注意油藏岩石物性的改变)。在海上油田和复杂地貌及注水条件差的地方采用。油藏压力不断降低日产油量不断降低瞬时生产气油比变化剧烈一般处于无水采油期,变化很小ABCDA:溶解气开始脱出B:达到可动气饱和度气体开始运移C:气体的脱出速度达到最大D:气体的脱出速度逐渐的减小例子
青海冷湖油田1958年投入开发,采用溶解气驱动,到1984年地层累积亏空1355万方。
大港油田西区两个断块油藏,边水不活跃,地饱压差比较小0.58Mpa,1970年8月投入开发,采用溶解气驱动,开发2月后生产气油比从21方/吨,上升到134方/吨。三年半后80%的油井停喷。1974年4月开始注水,1975年底恢复到原始地层压力。
生产控制措施
及时关闭高生产气油比的生产井,降低采油速度,实现均衡开采,或者转入注水开发。但是注水以后,即使地层压力得到恢复,地层原油的粘度由于脱气的原因,逐渐增大,降低最终的开发效果。弹性驱动溶解气驱动水压驱动气压驱动重力驱动3.水压驱动水压驱动分刚性水驱和弹性水驱形成条件:油层与边水或底水相连通;水层有露头,且存在着良好的供水水源,与油层的高差也较大;油水层都具有良好的渗透性;油水区之间连通性较好。或者注水开发当注采比为1时。能量释放:边底水依靠重力作用的侵入。产液速度等于水侵入的速度或者注水的速度。适用油藏:适用于有敞开供水系统的油藏,或者一般注水开发油藏。油藏压力不降低日产油量见水前保持不变,见水后不断降低,液量保持不变瞬时生产气油比不变见水后,含水迅速上升条件:油水的粘度相同(1)刚性水驱(2)弹性水压驱动形成条件:有边水,但其活跃程度不能弥补采液量,一般边水无露头,或有露头但水源供给不足;采用人工注水时,注水速度小于采液速度。能量释放:含油区和含水区压力降低而释放出的弹性能量进行开采,但是相比之下,水区的弹性能量释放的要多于含油区能量释放。适用油藏:适用于无敞开供水系统的油藏,或者一般注水开发油藏。油藏压力不断降低,速度慢日产油量见水前缓慢下降,见水后降低迅速,液量逐渐下降瞬时生产气油比不变见水后,含水迅速上升
弹性水压驱动,当水体比较大时,在油藏的开发初期都要采用天然能量进行开发,在开发的中后期由于注水不及时就会产生这种的驱动方式。
例如孤岛油田中一区,在75年前后进行的强采试验,注采比小于1,弹性能量发挥了很大的作用,甚至部分区域出现了溶解气驱动的特征。弹性驱动溶解气驱动水压驱动气压驱动重力驱动气压驱动分刚性气驱和弹性气驱两种4.气压驱动形成条件:有良好的气源供给,气顶压力不变,或者注气保持压力。无边底水,无人工注水,地层压力等于饱和压力。能量释放:依靠气顶的膨胀驱油,或者注入气体的能量驱油。适用的油藏:具有无限大的气顶,气顶的压力能够保持不变。保持各个部位采出量均衡控制生产压差和采油速度注水的部位要根据具体的情况分析(1)刚性气驱:油藏压力不降低日产油量见气前保持不变,见气后先上升后下降瞬时生产气油比逐渐升高基本处于无水采油期(2)弹性气驱形成条件:有较大气顶,但是气顶的能量不足,或者注气不能保持压力。无边底水,无人工注水,地层压力等于饱和压力。能量释放:依靠气顶的膨胀驱油,或者注入气体的能量驱油。适用的油藏:具有较大的气顶,气顶的压力不能保持不变。油藏压力逐渐降低日产油量逐渐瞬时生产气油比逐渐升高基本处于无水采油期弹性驱动溶解气驱动水压驱动气压驱动重力驱动5.重力驱动形成条件:无边底水,无人工注水,无气顶,只有重力在起作用。能量释放:依靠重力,形成压差,驱动流体运移。适用的油藏:油层具备倾角大、厚度大及渗透率好等条件。重力驱动油藏压力逐渐降低日产油量在油气界面没有达到井底射孔部位时不变,以后逐渐降低瞬时生产气油比基本不变,很小基本处于无水采油期a
前苏联的部分老油田,在弹性开采3-7年后,依靠溶解气驱动和重力驱动还可以开采50-70年。蒸汽辅助重力驱也是一个例子油藏驱动方式的转换1.在同一时刻,油藏中可能有一种或者几种能量在起作用,但是某一种能量在起主要的作用。2.不同的开发时刻,油藏的主要驱油能量在逐渐的发生改变,应该及时的调整驱动方式,使油藏的驱动方式从低驱油效率向高驱油效率的方向转换。3.在油藏的不同部位,主要的驱动方式可能不同,因此油藏的合理开发顺序很重要。底部--腰部--顶部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三节开发层系的划分与组合一、什么是开发层系的划分与组合二、为什么要进行开发层系的划分三、开发层系划分的意义四、开发层系划分的原则
将性质相同或者相似的油层组合在一起,采用单独一套井网进行开发,并在此基础之上进行生产规划,动态研究和调整,以便于更好的开发各种储层。二、为什么进行开发层系的划分各个油层之间具有差异。一、开发层系的划分与组合1.河流相储层,沉积相变化复杂,导致形成的油藏不同,不同的油藏开采机理,驱动方式都不同,需要分层系进行开发。2.即使油藏类型相同,不同层系之间的油水关系可能不同。3.各个油层的油气水性质,地层压力可能不同。4
.储油层的物性有差别,主要体现在油砂体的几何形态、分布面积,渗透率上。切隔注水点状或面积注水K1,h1K2,h2
实际上即使划分在同一套开发层系内的油层的差别也是存在的,在开发的中后期就会表现出来。因为对于渗透率不同的油层编制在同一套开发方案中时,渗透率的计算是按各个油层厚度的加权平均计算得到的,因此这样得到的井距、排距、生产压差等参数都主要是反映主力油层的。油层见水以后,井底压力主要反映的是高渗透层的数值,低渗透层位需要的井底压力更低,产生层间的干扰。大庆东区:渗透率调整前的采油强度调整后的采油强度小于1000.8t/d.m2.64t/d.m300-5002.4t/d.m4.8t/d.m胜坨2区:2-3-19井
1-2小层7400mDP=17.5Mpa1.64t/d.m2-2小层3000mDP=19.2Mpa11.11t/d.m非均质性:heterogeneity
在空间的任一位置上,参数性质都具有各向异性,且数值不同。定义:
由于沉积环境、物源供应、水动力条件、成岩作用等的影响,使油气储层的不同部位,在岩性、物性、产状、内部结构等方面都存在明显的差异,这种差异称为油层的非均质性。主要是非均质性的问题相关概念:各向同性(isotropichomogeneity),各向异性(anisotropism)
分为宏观非均质和微观非均质。宏观非均质微观非均质层间非均质层内非均质平面非均质孔隙非均质孔道非均质表面性质非均质层间矛盾,注水开发最主要问题韵律性,影响水洗厚度和驱油效率平面矛盾
主要讲宏观非均质性,即储层的非均质性,例如孔隙度、砂层厚度、渗透率等参数,其中主要指渗透率的分布。根据以上参数将储层分为3类:
对于厚度分布,可以做出有效砂层系数(有效厚度/砂层厚度)来表明平面的非均质性,做出等值线分布图。在开发上所用的渗透率非均质变异系数的统计计算方法不同于地质上的方法,在开发上一般有Dystra-Parsons方法和Lorenz系数L方法。Dystra-parsons方法该方法是对一组数据非一致性的统计度量,对于符合对数正态分布的可以采用。步骤:1按渗透率递减的顺序排序岩样数据。2对每个样品计算渗透率大于这一样品的厚度百分比。3以渗透率值为对数轴,厚度百分比为概率轴,将上述样品的参数点到坐标系。4通过这些点作一条最佳的直线。5读取直线上厚度比例为50%和84.1%对应的渗透率值。6计算渗透率变异系数。实例V为0完全均质,V为1完全非均质,一般在0.5-0.9之间Lorenz系数L方法该方法是对符合对数正态分布的参数进行统计分析。步骤:1.按渗透率递减的顺序排序岩样数据。2.计算累积地层系数∑kh值和累积∑h值。3.对以上的两个累积参数进行标准化,使其介于0-1之间。4.将标准化的∑kh为纵坐标,∑h为横坐标在直角坐标系作图,得到一曲线。0—1之间实例L=0.42两个参数之间有一定的关系非均质井间参数预测
由于地层参数的非均质性,随空间的变化,地层参数的变化也没有简单的规律可以遵循,如果已知部分井点的参数,如何计算地层中任一点的参数?在这里介绍简单的三种内差外推法1多项式法,将区域内最近的测量点的值赋予计算点,即最近点的权重为1其余点的权重为0。2反距离加权法。以距离的倒数为权重。3反距离平方加权法。以距离倒数的平方为权重实例w4w2w3w117041020038014011020073多项式法:K=1×73+0×110+0×200+0×140=73反距离加权K=0.3711×73+0.3145×110+0.1509×200+0.1635×140=114.8反距离平方加权K=0.4795×73+0.3425×110+0.0822×200+0.0958×140=102.5
渗透率的非均质是导致油田开发效果差的主要原因,摸清地层的非均质状况,是提高油藏开发效果的基础。渗透率平均值的求取对于不同的渗透率分布,采用的方法不同三、划分开发层系的意义1.合理地划分开发层系有利于充分发挥各类油层的作用
高低渗透率层在一起开采,高渗透层含水上升快,形成水窜,造成地层中过早的出现水流的大孔道,降低注水利用率,使开发效果变差,还可能形成层间倒灌。层间矛盾的出现,使各个层系的吸水能力、产液能力等都发生了变化,油藏开发层系的划分的目的就是将各个层系的能量充分的发挥,实现均衡开采,减少层间的干扰。两层渗透率比值采收率高渗层采收率平均采收率低渗层采收率2.采油工艺技术的发展水平要求进行层系划分3.高速高效开发油田的要求
地层的层系如果太多太长,采用一套井网不能完全控制,开采速度不能提高,采用多套层系能够提高开发的速度,缩短开发时间。4.开发部署和生产规划的要求5.提高注水波及范围,提高最终采收率的要求。
采油工艺的任务是充分发挥各类油层的作用,使其吸水均匀、生产均衡、所以往往必须采取分层注水、分层采油、和分层控制四、划分开发层系的原则
合理组合和划分开发层系一般应考虑以下几项原则:
(1)把特性相近的油层组合在同一开发层系内,以保证各油层对注水方式和井网具有共同的适应性,减少开采过程中的层间矛盾。
(5)在分层开采工艺所能解决的范围内,开发层系不宜划分得过细,以利减少建设工作,提高经济效果。划分开发层系时,要考虑目前的工艺技术水平,充分发挥工艺措施的作用,尽量不要将开发层系划分得过细。这样可以少钻井,既便于管理,又能达到较经济的开发效果。
(4)同一开发层系内,油层的构造形态、油水边界、压力系统和原油物性应比较接近。
(3)各开发层系间必须具有良好的隔层,以便在注水开发条件下,层系间能严格地分开,确保层系间不发生串通和干扰。
(2)一个独立的开发层系应具有一定的储量,以保证油田满足一定的采油速度,并具有较长的稳产时间和达到较好的经济指标。
(6)多油层油田当具有下列地质特征时,不能够用一套开发层系开发:
a.储层岩性和特性差别较大,因为渗透率的差异程度是影响多油层油田开发效果的根本原因。
b.油气的物理化学性质不同。如原油粘度的差别,将造成注水开发时油水流度比差别大、使得油井过早见水,无水采油期短;
C.油层的压力系统和驱动方式不同;
d.油层的层数太多,含油层段过大。
不同的油田应该有不同的标准,不能遵循统一的规则,可以有不同的标准,此外海上油田划分的标准与陆上油田不同。孤东油田划分开发层系的标准1.同一套开发层系的主力油层不超过3-4个,小层数目不超过10个,有效油层的厚度不超过15m,井段不超过30m,具备良好的隔层。2.同一套开发层系的渗透率差异不超过2倍,层间非均质系数不超过1.9。3.层间的采油指数相差不大于2倍。4.高渗、低渗、高粘、低粘油藏应该分开。5.同一套开发层系的油层压力应该接近,具备相同的驱动类型。一套开发层系;扶余油田,杏树岗油田二套开发层系;克拉玛依油田、喇嘛甸油田三套开发层系;老君庙油田、萨尔图北一区四套开发层系;胜坨二区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
第四节
井网和注水方式一、油田的注水二、注水时机的确定三、注水方式四、注采井网的面积波及系数五、井网密度研究一、
油田的注水为什么采用注水的方式:1)一般都有可供利用的水资源,2)注水是相对容易的,因为在注水井中的水柱本身就具有一定的水压,3)水在油层中的波及能力较高,4)水在驱油方面是有效的。油田注水的原因:补充保持地层的能量。
中国90%以上的油田需要注水开发,这与具体的沉积环境有关。天然能量充足的只有1.3亿吨占2-3%,97%的需要注水开发。此外天然能量局限性大,发挥不稳定,初期快,后期慢,采油速度小,采油效率低。保护油层及流体性质。提高驱替效率,降低生产成本。便于开发调整。注水的缺点:使油藏见水早,生产成本升高。一、油田的注水二、注水时机的确定三、注水方式四、注采井网的面积波及系数五、井网密度研究第四节
井网和注水方式二、
油田注水的时间和时机根据注水相对于开发的时间,分为早期、中期、晚期注水。早期注水
开采初期即注水,保持地层压力处于饱和压力以上。优点:能量足,产量高、不出气,调整余地大。缺点:初期投资大,风险大,投资回收的时间比较长。适用油藏:地饱压差小,粘度大,要求高速开发的油藏。晚期注水
开发后期,利用天然能量以后注水,即在溶解气驱以后水驱。优点:初期投资小,天然能量利用的比较充分。缺点:地层原油脱气以后,粘度升高,降低水驱开发的效果。采油速度低。适用油藏:天然能量比较好,溶解气油比高,油藏比较小,注水受到限制。1.油田注水时间中期注水
初期采用天然能量,在地层压力降低到一定程度压力以后注水。优点:既能利用天然能量,又能保证水驱的开发效果,投资回收也较早。缺点:界限不好把握。适用油藏:地饱压差大,油层物性好。油藏在开发到什么程度以后进行注水开发,即注水时机的问题?1天然能量的大小,以及在开发中的作用。例如边水充足,地饱压差大。2油藏的大小,以及对产量的要求。例如小断块油藏和整装大油田。3油田的开采方式。例如自喷生产和机械抽油的要求就不同。4经济效益论证。尤其对于海上的油气藏的开发。2.油田注水时机第四节
井网和注水方式一、油田的注水二、注水时机的确定三、注水方式四、注采井网的面积波及系数五、井网密度研究三、注水方式
油田注水方式就是指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。
不同的油藏需要相应的注水方式,不同的注水方式下的开发效果也不相同。
注水方式主要有边缘注水、切割注水、面积注水三种。1.边缘注水将注水井按一定的形式布置在油水过渡带附近进行注水。边外注水边上注水边内注水适用条件:1)构造比较完整,中小型油藏,宽度4-5Km。2)油层分布比较稳定,含油边界清晰。3)边缘和内部的连通性能比较好,具有较高的流动系数。优点:1)无水采油期比较长,油水界面比较完整,水线推进比较均匀,采收率比较高。2)比较容易进行调整,需要注水井少投资小。缺点:1)注水利用率比较低。2)对于构造比较大的油藏,中部高部位的收效不明显,收效井数不超过3排,产量比一般为5:2:1。中部容易出现溶解气驱根据具体的情况可以选择不同的边缘注水方式大港油田四区,70.8开发,74.4转注边外注水+点状注水产量从90吨上升到163吨边外注水+环状注水2.切割注水
切割注水方式就是利用注水井排将油藏切割成为若干区块,每个区块可以看成是一个独立的开发单元,分区进行开发和调整,这种布井形式称为切割注水或行列切割注水。
切割注水方式适用于油层大面积稳定分布且具有一定的延伸长度;在切割区内,注水井排与生产井排间要有好的连通性;油层渗透率较高,具有较高的流动系数。
其优点是:可以根据油田的地质特征来选择切割井排的最佳切割方向和切割区的宽度;可以优先开采高产地带,使产量很快达到设计要求;根据对油藏地质特征新的认识,可以便于修改和调整原来的注水方式。另外,切割区内的储量能一次全部动用,提高采油速度,这种注水方式能减少注入水的外逸。奇数井数,一般为3-5排其局限性是:对油层的非均质性适应性不高。注水井排和生产井排间都存在干扰。可能出现切割区块之间的不均衡。
切割注水时,选择切割方向时要注意地层中是否存在断层以及裂缝,如果存在切割方向如何匹配?
断层在开发中分为四类:密封性断层、不密封断层、局部密封和高压开启断层。密封断层:不论是沿断层方向还是垂直于断层方向都是密封的。其存在使油层的非均质性更加严重,油层更加零散。造成注采井网的不完善。不密封断层:分顺断层窜水和垂直于断层窜水两种情况。使开发调整困难。此外还容易引起套变。局部密封局部开启高压开启:在低压注水时是密封的,在高压注水的情况下开启,即使地层压力再恢复到原来的水平,此时的断层的性质是部分开启或开启的。
切割方向最好不平行于断层。裂缝的存在与作用1裂缝的存在使一些本身不具备储集特性的岩石成为储集层。例如页岩、泥岩、花岗岩等,由于构造作用的风化,可以形成裂缝,进而形成孔洞。例如四川的嘉陵江统储气层即是这种性质。2具有裂缝的油气藏的特征:产量高,吸水好。井间的产量差别比较大。储量确定比较困难。3裂缝对开发的影响主要体现在裂缝与井网的匹配关系上。3.面积注水
面积注水是指将注水井和油井按一定的几何形状和密度均匀地布置在整个开发区上进行注水和采油的系统。
油层分布不规则,延伸性差;油层渗透性差,流动系数低;油田面积大,但构造不完整,断层分布复杂;面积注水方式亦适用于油田后期强化开采。对于油层具备切割注水或其他注水方式,但要求达到更高的采油速度时,也可以考虑采用面积注水方式。
根据油井和注水井相互位置的不同,面积注水可分为四点法面积注水、五点法面积注水、七点法面积注水、九点法面积注水以及直线排状系统等。适用的油层条件特点:
适用的油藏范围广,油井见效块,采油速度高。井网不同,油藏的开发动态以及最终的开发效果也不同。
主要分正方形井网(美国,适用于强注强采),和三角形井网两种(前苏联,驱油效率高)。
生产井数与注水井数比m;
每口注水井的控制面积单元F;
在正方形和三角形井网条件下井网的钻井密度S(每口井的控制面积)。井间距离a。描述面积注水井网区别的参数主要有:
以上的参数是将井网放到一个无限大的地层中考虑其中的一个单元。
特征参数:注采单元:
一口注水井和几口生产井构成的单元。又称注采井组直线排状系统:井排中井距与排距可以不等。直线排状:m=1:1F=2a2S=a2反五点井网和正五点井网是相同的。五点井网:m=1:1F=2a2S=a2适合于强注强采的井网反九点井网:m=3:1F=4a2
S=a2
开发初期采用,注水井数比少,便于调整角井边井正九点井网:m=1:3F=1.333a2
S=a2
开发后期采用,可以提液反方七点(歪四点)m=2:1F=3a2S=a2方七点(反歪四点)m=1:2F=1.5a2S=a2IⅡⅢⅣⅤⅥ三角形井网反七点(正四点)m=2:1F=2.598a2S=0.866a2七点井网(反四点)m=1:2F=1.299a2S=0.866a2交错排状注水井网m=1:1F=1.732a2S=0.866a2其他的面积注水方式:其他的注水方式轴状注水中央注水
任何一种注水井网都有一定的适用性。同理,油藏之间的差别万千,所采用的井网也不可能完全一样,选用那种形式的井网,需要根据油藏的具体状况来决定。
在油田开发初期的开发方案设计中,油藏都规定了比较规则的井网,开发中采用的井网也比较规则,初期的油井数目比较多,随开发的进行注采井数比逐渐的升高。到开发的后期,由于各种原因的存在,原来设计的井网改变已经很大。在开发后期主要考虑的是新井的潜力问题,油藏什么部位有潜力,新井即打在什么部位。面积注水的优点:所有的油水井都处于一线直接受效,注水见效快;所有的油水井都是多向受效,采油速度比较高。坨21二区74-81第四节井网和注水方式一、油田的注水二、注水时机的确定三、注水方式四、注采井网的面积波及系数五、井网密度研究1.什么是面积波及系数在开发的某一时刻,注入工作剂所波及的面积占井网控制面积的百分数。
不同的见水时刻,地层中的波及面积不同,随时间的增加,波及的范围增大,而且井壁上的水淹情况也不相同。四、注采井网的面积波及系数2.面积注水波及系数计算以基本的面积注水单元,计算水淹情况。直线排状系统:S为油水两相区的平均含水饱和度当M>1时,在d/a>l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:流度比M直线式五点式反九点式反七点式10.5530.7180.5250.74320.4790.6220.4550.67530.4510.5860.4280.64940.4370.5680.4150.63550.4280.5560.4070.62760.4220.5480.4010.62170.4180.5430.3970.61680.4150.5380.3940.61390.4120.5340.3910.611100.410.5320.3890.608120.4070.5290.3870.606140.4040.5260.3840.604160.4030.5230.3820.601180.4020.5220.3810.6200.4010.520.380.599250.3990.5180.3790.597300.3980.5160.3770.596350.3960.5150.3760.595400.3950.5130.3750.594500.3950.5130.3750.594
(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。3.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4.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0.1-10之间变化剧烈2重力3毛管力4注入速度5地层韵律性M0.50.20EA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、井网密度研究井网密度合理密度最佳密度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4~9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:N×R×C总费用:M=n×b极限井网密度:NCR=M=nb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2022万吨奖励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
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