油藏工程设计基础.ppt

1、五、井网密度,井网密度：平均单井所控制的油层面积。 f = A/ n 合理井网密度确定： 1、有较高的水驱控制程度； 2、要适应差油层的渗流特点，达到一定的采油速度； 3、保证有一定的单井控制储量； 4、有较好的经济效益。 论证合理的井网密度一般通过数值模拟的方法进行，根据油层非均质性特点、油水粘度差异以及油层分布状况，设计各种注采井网，通过数值模拟预测开发指标和最终采收率，经综合评价，确定合理的注采井网。 从油藏的角度研究合理油水井比的多少，大多研究结果是在均质条件下，统计得到。,童宪章先生研究了注采平衡问题：最优井网系数与产液/吸水指数比的关系： JL油藏产液指数，m3/(d.MPa);

2、Iw油藏吸水指数，m3/(d.MPa); n以油井为中心的n 点面积注水井网系数，即正n点法。 而油水井比m为： 大庆油田研究院研究指出：当开发总井数和注采压差一定，即在注水井和生产井的流压一定的条件下，最高产液量的最佳油水井数比： 注水开发油田的产液指数和吸水指数随着开采过程中含水饱和度的变化而变化，因此在注水开发的不同阶段，要对注采井网的适应性进行分析，必要时进行调整。,六、注采强度,注采强度 = 注采井数比采油井井网密度： 注采强度越大，井网系统的注水能力和采油能力越强 。,七、井网调整,反九点井网 如果发现注入水沿角井方向推进较快，说明沿角井方向存在高渗透带或天然裂缝带，应及时转注角井

3、，将反九点井网转化为五点井网；如果发现注入水沿边井方向推进较快，则转注边井，将反九点井网转化为直线井排注水，由此扩大注入水波及系数，提高开发效果。初期选择九点井网，在调整上具有较大的灵活性。 五点井网 如果发现开发过程中采油井水淹较快，说明注采井之间存在高渗透带或天然裂缝带，应及把原来四角的注水井关闭，把中心采油井转注，与相邻的四口采油井构成新的五点系统，转化后井网注水方向与裂缝走向成45。这种转化的实质是将小五点变成大五点，井距增大2倍，可增大波及系数，但井网水驱控制程度有所降低。 四井井网 采油井周围存在三个注水来源，无论哪个方向存在高渗透带或天然裂缝带，由于油水井同时分布于该方向上 ，很

4、难调整。 压裂开发井网变形 变形反九点、长五点,五点井网调整示意图,4-6油田开发报告编写,油田概况 油藏描述内容 钻井、采油、地面建设工程设计 油藏工程设计 油田开发方案实施要求等等。,4-7油田开发调整,无论采取何种开采方式、井网系统、层系划分和驱动类型投入开发的油田，为了达到延长稳产期，改善开发条件和提高采收率的目的，都必须选择适当的时机进行必要的调整。 油田开发调整包括：层系调整、井网调整、驱动方式调整、工作制度调整、开采工艺调整。,一、层系调整,开发初期设计的井网由于地质资料不足，由于为了迅速取得经济回报，减少投资，层系划分的比较粗。一个层系内不同层之间的差异比较大，往往投产初期就可

5、以观察到高渗透迅速见水，而低渗油层不出油。尽管用分层注水、分层堵水和分层改造的办法可以在一定程度上缓和层间差异的影响，但作用有限，往往不得不细分层系，使一个层系间，层与层之间的差异减少。-解决层间矛盾和层内矛盾 对多油层的油藏，用一套井网开发需要分成若干开发层系，用不同的井网进行开发。但一个层系的各个单层之间，由于注采的不均衡而产生了新的不均衡。为了更合理地开发，需要进行更进一步的划分。 两种情况：一是在一个开发层系的内部更进一步划分若干个开发层系；另一是在相邻的开发层系之间，把开发较差的单层组合在一起，形成一个独立的开发层系。,二、井网调整,层系调整的目的主要在于减少层间（层内）差异，一个层

6、系内的各层除在纵向上有差异外，往往在平面上差异更大，仅调整层系不调整井网和井距，有时很难达到合理开发的目的。-解决平面矛盾 井网调整办法一般有行列注水变为面积注水，九点井网变为五点井网。 井网问题，多年来很多人研究，主要力量放在提高产量和提高采收率以及经济问题上。井网问题，应当从经济和地质因素两方面考虑。对于一个均质各向同性的储集层，随着井网密度的增加，会加剧井间的干扰，从而降低了增加井数的增产效果。一般，随着井数的增加，产量增加幅度逐渐减少，存在一个合理的井数问题。超过这个值，经济效益明显下降。,三、驱动方式调整,要根据油藏的地质条件建立技术上有效，经济上可行的驱动方式，同时要考虑到对产能的

7、需要。 要考虑充分利用天然能量，这样往往最经济。 如果边水比较活跃，可以先不考虑注水。对于底水驱动的油藏采用向底部部位注水，效果较好，而在内部注水，效果不理想。这方面的例子较多。,四、工作制度调整,这里讲的工作制度调整，不包括日常工作中对个别井的工作制度调整，而是指水驱油的流动方向以及注入方式的调整。如周期注水、水气循环交替注入等。调整水驱油的流动方向，对于有裂缝和高渗透通道的油田特别重要。水驱油的方向与裂缝和高渗透通道的方向相互垂直时，水驱油效果好。 间歇注水在国外广泛应用，方法是：先注一段时间的水后，停住一段时间或间歇改变注水量，对油层施加脉冲作用。在停注期间，注入井与生产井附近的油层压力

8、降低，首先是高渗透层以及裂缝中的压力降低，这样在低渗透层与高渗透层之间形成附加压差，在此压差下，低渗透层的油被挤入高渗透层，在一个注水周期中被驱替到生产井，因而使低渗透层注水受效，扩大了低渗透层的注水波及体积，提高了低渗透层、非均质层的原油采收率。,五、开采工艺调整,（1）、溶解气驱开发的油田，随着油藏压力的下降，油藏的能量将不能把油举到井口，需要人工气举等。 （2）、注水开发油田，含水率不断上升，生产压差降低，产量下降，到某一阶段也需要举升。大部分油田需要一种排量范围变化较大的泵，由于产量较大，常规杆式泵不能满足要求，目前，常用电潜泵和水力活塞泵满足大排量要求。 （3）、油田从自喷进入人工举

9、升阶段，是一个大的开采工艺的调整。 （4）、高含水阶段，通过加密钻井来提高波及系数效果不明显，这时，放在改善垂向波及系数上，采用调剖堵水技术。并与注聚合物改善驱油效率相结合，目前，效果明显。,调整注意点,（1）、当然不管什么调整，都必须从原层系原井网出发，使新井网尽可能与原井网、层系相协调，调整不是另起炉灶。 （2）、开发调整的目的仍然是利润和经济采收率最大化，随着井网加密，层系系分，井数必然增多，工艺措施必然复杂，投资和经营费用必然增大。如果调整所得到的收益不能抵倘投资和经营费用，调整就无必要了。,4-8复杂油藏开发简介,一、复杂断块油藏的开发 二、弹塑性油藏的开发 三、锥进油藏的开发,一、

10、复杂断块油藏的开发,我国东部的许多断陷盆地的油藏中，断层比较发育，断层遮挡占有主导地位，这类油藏习惯上称为断块油藏。断块油藏占主体的油田叫断块油田。 断块油田内的断层非常发育，断块很小，构造和油气水分布非常复杂。多数断块的含油面积在0.5km2上下，有的断块的含油面积在0.5km2以下，因此，断块油田的勘探开发与常规的整装油田不一样，难度很大。主要问题是用常规的祥探井网难以探明油藏情况，无法针对油藏情况部署开发系统。 如：通常的祥探井网，最密只能达到5000m-1000m左右的井网，显然，在复杂断块油田上，这种井网的相邻井都只能打在不同的油藏里。其表现是：虽然广泛钻油层，但种种迹象表明：相邻井

11、的油层，不属于同一油藏，也不属于同一段块。所以很难做出符合油藏情况的开发部署，经验告诉我们：大约400m-400m的井网才能基本上不漏掉0.5km2左右的断块油藏；大约250m-300m的井网才能探清出断块油藏，即使达到这样的井网，还会遗漏相当一批较小的断块油藏，但是用这样的开发井距打祥探井显然是不允许的。,（一）复杂的断块油田油层分布特点,1、含油层系多：几乎所有复杂的断块油田都有多套含油层系，很少有单一含油层系。东辛油田：沙三段、沙二下、沙二上、沙一段、东营组、馆陶组等都是含油层系。 2、单套层系在全油田不能连片含油：没有一个层位能够在全油田规模上连片含油。就单个含油层系来说，都只在油田的

12、一部分面积上含油。甚至只在很小部分的面积上含油。 3、主力含油层系突出：含油层系虽多，但富集程度差别较大。一般只有一套或几套分布广泛，油层厚度大，最为富集，是主要的勘探开发对象。 4、不同区块含油层系不同：具体到某一富集区和某一段块，一般不会出现所有层系都含油的情况，而是只有一部分层系含油。不同段块含油的层位不同，最富集的主要含油层位也可能不同。,（二）、断块油藏的分级以及开发特点,断块油藏的分级是按面积大小划分等级 ： 大段块油藏：1.0km2，通常的详探井网可以探明或基本探明，可以用正常的详探开发程序，小于1km2,必须采用滚动开发程序。 较大段块油藏：0.4 km2含油面积1.0km2，

13、一般多数段块油藏的开发井距在300m左右，则含油面积在0.4 km2以上的油藏基本上可以形成较好的注采井网。 中大段块油藏：0.2km2含油面积0.4km2，采用一般多数段块油藏的开发井距300m左右，则含油面积在0.2km2含油面积0.4km2的油藏不会漏掉，但一般一个段块油藏内最多只能有2-3口井。这样，段块地质情况基本上可以搞清，但对油层控制程度较低，要达到较好的开发效果，必须局部加密。 小段块油藏：0.1km2含油面积0.2km2，在此界限内的段块一般不会漏掉，一般300m井距可以形成一注一采的关系。大多数则需要打补充井才能形成一注一采的状态。因此，0.1km2含油面积0.2km2是可

14、以实现注水开发的，有时获得不算太差的开发效果。 碎块油藏：含油面积0.1km2，易漏掉，不宜探明，300m井距少数形成一注一采的关系。,对于复杂的断块油田，必须要进行滚动勘探开发，滚动勘探开发就是在复杂断块油田上，重点对油气富集区采取与祥探紧密结合在一起进行的、在实践与认识上多次反复逐步发展的勘探开发。,（三）复杂断块油田开发,断块油田滚动开发总体方案设计,根据油田油气富集区分布情况及地质条件，按先富后贫、先高产后低产、先简单后复杂的原则，分批实施滚动开发，并严格遵循复杂断块油田详探开发工作程序。以油气富集区为重点，以控制主力含油断块并形成初期开发系统，迅速建成生产能力为目标。,（1） 设计原

15、则,把详探和开发工作紧密结合，并以富集区为开发单元整体部署详探开发井网，要明确详探井，开发井亦具有详探任务。 滚动开发要查明油气富集在断块区的具体部位、边界的确切位置、油气水关系和估算探明储量，为开发决策提供资料。主要依靠：三维地震、钻井、取心、试油试采、综合地质研究。,（2） 滚动开发工作要求,（3）. 断块油田滚动开发总体方案设计,（1）整体部署：认识主力段块与开发主力段块需要出发，以主力段块为对象，初步设计一套开发方案，作为钻井的基础。 （2）分步实施：在以上初步井网的基础上，先打关键井，后打一般开发井，根据段块存在的地质问题，分批逐步解决。 （3）及时调整：根据关键井的资料进行研究，按

16、新的认识及时调整原来设计井网的部署，确定下一批井位，以适应该段块的特点。 （4）逐步完善：一般要经过多次调整，多次评价决策，多次部署，才能较好控制主力含油段块，逐步形成开发井网。,滚动开发基本工作程序,含油面积大于1.0km2的断块，要进行层系划分与组合，并按正规井网部署。划分原油与整装油田一致。 含油面积小于1.0km2的断块，原则上不划分开发层系。开发井网一般以不规则四点（反七点法）或五点法井网为主。,（4） 层系与井网,对于高渗透率、低粘度、高产能、强边（底）水驱的断块油藏，就充分利用天然能量开采；对于以弹性驱动为主，天然能量不充足的封闭或半开启的断层油藏，应采取人工补充能量的注水方式开

17、发。凡具备注水条件的均应采取早期注水开发,（5） 开发方式与注水时机,二、弹塑性油藏的开发,在弹性驱动假设下，储集层弹性性质在压力下降以后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，储集层随着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。,在含油储层岩石中，由于其岩石的机械性能的非均质性，一部分发生弹性变形，而另一部分在相同的应力下可能发生塑性变形，还有的可能发生部分的弹性变形，即弹塑性变形。无论是可逆的还是不可逆的变形，岩石的孔隙度和渗透率将会发生变化，都会影响地层的渗流性质，一般渗透率变化要比孔隙度的变化大。而且渗透率的变化是不可逆的。

18、,应力应变关系,通常的渗流理论研究基于刚性假设，即允许多孔介质可压缩，但不对介质的物性产生影响，刚性介质不定常渗流的偏微分方程是线性的，容易求解，但对以下三种情况必须改进经典的刚性介质假设：,如果储层埋深较深，通常较大的生产压差，则在渗流研究中必须考虑储层孔隙度、渗透率等物性参数随压力的变化而变化。 出砂地层的特点是各项强度指标低、胶结性差，地层出砂表明在生产过程中地层的微观结构遭到破坏，地层发生部分或全部不可逆变形。另外，微砂粒的运移还会堵塞较小的孔隙，对低渗透油藏的渗透性产生严重影响。 大排量泵采能够显著降低井低流压，产生的生产压差，容易造成近井地带严重压实。,弹塑性油藏开发,弹塑性深层油藏开发原则,（1）油层压力保持在原始油层压力水平上，或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。所以采用注水或注气以保持油层压力是开发深层油藏的主要条件。 （2）制定合理的生产压差，确定合理油井产能（根据稳定试井资料） （3）试油应该在较小的压差下进行。在大压差下试油可能