油田开发基础及开发方案PPT.ppt

1、第一章,油田开发基础及开发方案,第一章 油田开发基础及开发方案 油田开发方案的主要内容 油田地质模型的建立 储集层精细地质研究 整装储量油田合理开发程序 断块油田合理开发程序 油藏驱动方式及开采特征 多油层油田开发层系的划分与组合 砂岩油田注水开发 井网密度 油田开发指标计算 技术经济评价,油田开发： 依据详探成果和生产试验资料，在综合研究基础上对具有工业价值的油田，按石油市场的需求，从油田实际情况和生产规律出发，以提高最终采收率为目的，制定合理开发方案，并对油田进行建设和投产，使油田按方案规划的生产能力和经济效益进行生产，直至油田开发结束的全过程。,第一节 油田开发方案的主要内容及资料准备,

2、一、油田开发方案的主要内容,（1）分层系开采油藏要合理划分与组合开发层系；,（2）不同开发层系经济合理的井网密度；,（3）油藏的驱动方式及油井的采油方式；,（5）需注水开发的油藏，还要确定不同层系的合理注水方式，注水井的合理工作制度及最佳注水时机；,（6）保持压力水平；,（7）合理采油速度，预测稳产年限及最终采收率。,（4）生产井的合理工作制度；,（8）对断块油田，分开发单元研究其静、动态特征及各单元油藏工程技术对策；,（9）对低渗透油田，要研究裂缝方位与井网优化配置和采用水平井整体注水开发裂缝性低渗透油藏；,（10）对于稠油油田需研究热采问题；,（11）开发区经济技术指标，预测油田开发趋势；

3、,（12）各种开发方案的分析对比，提出最优方案。,二、油田开发方案所需资料,1.地质特征资料 2.室内物理模拟实验资料 3.压力、温度系统及初始油分布资料 4.动态资料 5.一些特殊资料,未胶结沙子,第二节 油田地质模型的建立,目的和意义 油田的高效开发问题，实质上就是如何从油藏地质和油藏动态的角度认识和搞清地下油藏油（气）水分布的问题，也就是如何应用地质研究与油藏工程方法对油藏进行深入的综合研究问题-油藏管理。,地层对比,时深转换,波阻抗反演数据,微相划分,测井解释,露头知识,储层类 比数据,动态数据,精细三维地质模型,地震资料解释,准确的数值 模拟模型,剩余油分布,潜力预测,调整加密方案,

4、储层建模技术,岩层：组成地壳的层状岩石。 地层：指岩层形成的先后顺序和形成时代，是地壳发展过程中所形成的层状岩石的总称。主要包括沉积岩、沉积变质岩、混合岩和部分岩浆岩。,一、地层,研究地层时，主要分析地层的接触关系、地层年代、地层的划分和对比及地层岩性的描述。,构造：组成地壳的各类岩石，在空间上的分布状态及其地质成因上的联系。,二、构造,在储集层研究中要对开发区域的储集层进行分类，另外还要对储集层的成因及储集性质、孔隙结构特征、形成条件及分布特征进行研究。 分类： 碎屑岩：孔隙是储油空间和流动通道，单一的孔隙介质； 灰岩和碳酸盐岩：孔隙是主要的储集空间，裂缝是油流通道，一般为孔隙-裂缝双重介质

5、。,三、储集层,油层：指含油的储集层。,类型：具有工业性开采价值； 通过开采技术的提高，可以转化为具有工业价值的油层； 根本就没有开采价值。,油层对比和划分：依据沉积旋回性、标准层、油层物性、油水系统、流体性质、隔层条件及电性特征，可以对油层进行详细的对比和划分。,在对油层进行研究时，要阐明油层的沉积相、油层物性、分布面积、厚度、有效厚度以及组成油层岩石的岩性。,四、隔层及夹层,隔层及夹层对油气田开发具有很重要的作用，尤其是层系划分，分采分注。对隔层及夹层的研究主要论述其岩性、物性、厚度分布及性质。,五、油藏,对油藏要进行压力系统、流体性质、油水界面、油藏类型的研究，尤其对油藏类型的研究更为重

6、要。,同一套储层，一个油气藏,六、储量,在建地质模型时，必须对储量加以说明，确定计算储量的方法和储量参数，还要计算溶解气储量和可采储量。1255m3天然气=1t原油 1、储量的分级 （1）探明储量 已开发级 未开发级 （2）未探明储量 概算级 可能级,第三节 储集层精细地质研究,一、储集层精细研究的分类,（1）沉积体系的研究 （2）储集层非均质性的研究 核心 （3）成岩作用的研究,（1）油藏规模的沉积相及造成的层间非均层性 （2）油层规模的沉积微相及砂体切叠和相变关系 （3）砂体内韵律性、沉积结构构造等非均质性 （4）岩芯规模的非均质性 （5）孔隙规模的非均质性,二、储集层非均质性的五个层次,

7、（1）层间非均质性 层间矛盾 （3）平面非均质性 平面矛盾 （2）层内非均质性 层内矛盾 （4）微观非均质性 微观矛盾,三、储集层精细研究的现状与发展趋势,1、研究现状 层间 平面 层内,沉积微相 细分小层 流动单元 韵律性,定量、定性成果。,流动单元：具有相同的渗流特征和水淹特征的储集单元，其周界为边界、不连续薄隔挡层、各种沉积微界面、小断层和渗透率差异等。,2、发展趋势 宏观 微观 静态 动静态结合 单一技术 复合技术 手工 计算机,1、储集层精细研究的主要特点和技术要求,四、储集层精细研究的特点和内容,（1）精细程度较高,（3）与动态结合较紧密,（4）预测性更强,（2）基本单元较小,（5

8、）计算机化程度高,（6）露头储集层研究的应用方法和应用效果及类比条件等；,2、储集层精细研究的内容,（1）沉积微相细分、组合特征和空间配置关系；,（2）各微相砂体内部建筑结构特征及物性参数分布；,（3）不同沉积类型储集层地质知识库和原型模型的建立；,（4）流动单元划分与对比及流动单元的空间结构；,（5）以微构造研究为主的微地质界面研究；,（12）地质、油藏、数模一体化研究剩余油分布特征及规律。,（7）各种地质统计学尤其随机建模方法的适应条件、检验标准及软件研究；,（8）注水开发过程中储集层物性动态变化空间分布规律研究；,（9）水淹层测井解释及有关了解剩余油分布状况的生产测井及解释；,（10）层

9、理、孔隙结构、粘土矿物等研究；,（11）精细储集层预测模型建立；,1、原型模型和地质知识库,五、地质知识库和随机建模技术,获得原型模型的途径： （1）露头研究 （2）现代沉积学研究 （3）油田密井网解剖研究,地质知识库：经大量研究、高度概括和总结出的能定性或定量表征不同成因类型储集层地质特征，且具有普遍意义的参数群。 获得地质知识库的途径： （1）露头研究 （2）现代沉积学研究 （3）油田密井网解剖研究,2、随机建模技术,随机建模：利用一个地质体某一属性已知的结构统计特征，通过一些随机算法来模拟未知区这一属性的分布，使其与已知的统计特征相同，从而达到模拟储集层非均质性，直到预测井间参数分布的目

10、的。,六、储集层预测内容及方法,1、储集层预测内容及方法,泥页岩等隔夹的分布；岩相、沉积相的分布；储集层物性分布；断层、裂缝的分布。,储集层预测的内容：,储集层预测的方法：,（1）地质统计随机模拟方法,（2）分形几何学方法,（3）神经网络方法,第四节 整装储量油田合理开发程序,合理开发程序是指把油田从勘探到投入开发的过程划分成几个阶段，合理地安排钻井、开发次序和对油藏的研究工作，尽可能用较少的井，较快的速度，取得对油田的基本认识，编制油田开发方案，指导油田逐步地投入开发。,研究不同类型油层对开发部署的要求，可为编制开发方案提供本油田的实际数据。,一、开辟生产试验区,1.开辟生产试验区的目的,深

11、刻认识油田的地质特点。,落实油田储量计算。,研究油层对比方法和各种油层参数的解释图版。,（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）试验项目要抓住油田开发的关键问题，开采速度要高。,（4）生产试验区要具有一定的生产规模，要使所取得的各种资料具有一定的代表性。,（5）生产试验区的开辟应尽可能考虑地面建设、运输条件等方面的要求，以保证试验区开辟的速度快、效果好。,了解不同部位、不同油层的生产能力和开采特点。,开发资料井的部署应考虑到油田构造的不同部位，使其所取得的资料能反映出不同部位的变化趋势；,开发资料井应首先在生产试验区邻近地区集中钻探，然后再根据逐步

12、开发的需要，向外扩大钻探。,（2）确定开采方式和注水方式,（3）确定开发层系,（4）确定开发步骤,（5）确定合理布井原则,（6）确定合理的采油工艺技术和储量集中、丰度较高的增产增注措施,（2）断层多、断块多、断块平均面积在5以内；,（3）断块之间含油特征差异大；,（4）含油连片性差；,（5）断块之间，以及同一断块不同层位的油层往往没有统一的油水界面。,（2）天然能量高，油层和原油性质较好的油田。这类油田天然能量高，边水活跃。,（3）稠油油田。,三、断块油田的合理开发程序,1.精细地震详查,2.评价性详探,3.详探与开发相结合，开发主力油气藏,4.持续滚动勘探开发,第六节 油藏驱动方式及开采特征

13、,油藏的驱动方式是全部油层工作条件的综合，它是指油层在开采过程中，主要依靠哪一种能量来驱油。,一、弹性驱动 依靠油层岩石和流体的弹性膨胀能量驱油的油藏为弹性驱动。,图1-1 弹性驱动油藏开采特征曲线,二、溶解气驱动,当油层压力下降到低于饱和压力时，随着压力的降低，溶解状态的气体从原油中分离出来，形成气泡，气泡膨胀而将石油推向井底。,图1-2 溶解气驱油藏开采特征曲线,p,三、水压驱动,当油藏存在边水或底水时，则会形成水压驱动。水压驱动分为刚性水驱和弹性水驱两种。,图1-3 刚性水驱油藏开采特征曲线,1.刚性水驱,2.弹性水驱,图1-4 弹性水驱油藏开采特征曲线,图1-5 刚性气压驱动油藏开采特

14、征曲线,1.刚性气压驱动,2.弹性气压驱动,图1-6 弹性气驱油藏开采特征曲线,五、重力驱动,图1-7 重力驱动油藏开采特征曲线,第七节 多油层油田开发层系的划分与组合,开发层系：把特征相近的油层组合在一起，采用单独一套开发系统进行开发，并以此为基础进行生产规划、动态研究和调整。合理划分与组合开发层系，是开发好多油层油田的一项根本措施。,一、划分开发层系的意义,1. 合理划分开发层系，可发挥各类油层的作用,3.采油工艺技术的发展水平要求进行层系划分,2.划分开发层系是部署井网和规划生产设施的基础,二、划分开发层系的原则,（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，具

15、有较长的稳产时间，并达到较好的经济指标。,（3）各开发层系间必须具有良好的隔层，以便在注水开发的条件下，层系间能够严格地分开，以确保层系间不发生串通和干扰。,（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。,（5）在分层工艺所能解决的范围内，开发层系不宜划分过细，以便减少建设工作量，提高经济效益。,（1）把特征相近的油层组合在同一开发层系以保证各油层对注水方式和井网具有共同的适应性，以减少开采过程中的层间矛盾。,第八节 砂岩油田注水开发,注水方式：油水井在油藏中所处的部位和它们之间的排列关系。,注水方式分类： 边缘注水 切割(行列)注水 面积注水 不规则点状,1.边

16、缘注水,缘外注水,缘上注水,缘内注水,适用条件： 油田面积不大 构造比较完整 油层稳定 边部和内部连通性好 流动系数较高,改写为：,2.切割(行列)注水 适用条件： 油层分布面积大 生产井和注水井有较好的连通性 具有较高的流动系数 优点: 灵活选择切割方向及切割宽度（即切割距） 可以修改所采用的注水方式 可优先开采高产地带 缺点: 不适应油层的非均质性； 注水井间干扰大 内排生产能力低，外排生产能力大、见水快,表1-1 不同面积井网的井网参数,适用条件: 油层分布不规则，延伸性差，多呈透镜状分布 油层的渗透性差，流动系数低 油田面积大，构造不够完整，断层分布复杂 油田后期的强化开采，以提高采收

17、率 要求达到更高的采油速度,二、选择注水方式的原则,（1）能获得较高的水驱控制程度，一般要求达到70%以上；,（2）波及体积大和驱替效果好，不仅连通层数和厚度要大，而且多向连通的井层要多；,（3）满足一定的采油速度要求，在所确定的注水方式下，注水量可以达到注采平衡；,（4）建立合理的压力系统，油层压力要保持在原始压力附近且高于饱和压力；,（5）便于后期调整。,三、影响注水方式选择的因素,对于分布面积大，形态比较规则的油层，采用边内行列注水或面积注水，都能达到较高的控制程度。 对于裂缝油藏，采用行列注水方式，有利于扩大水淹面积。 对于分布不稳定、形态不规则、呈小面积分布成条带状油层，采用面积注水

18、方式比较适用。,1.油层分布状况,2.油田构造大小与断层、裂缝的发育状况,大庆油田主力油层大都采用了切割注水方式 大庆油田非主力层和外围油田采用面积注水方式,3.油层及流体的物理性质,对于物性差的低渗透油层，一般都选用井网较密的面积注水方式。 大庆油田的喇、萨、杏纯油区，虽然注水方式和井网布置多种多样，但原油性质较差的油水过渡带的注水方式却比较单一，主要是七点法面积注水。 聚合物驱井网一般采用五点法面积井网。,注水方式是在油田开发初期确定的，因此，对中低含水阶段是适应的。 油田进入高含水期后，为了实现原油稳产，由自喷开采转变为机械式采油，生产压差增大了23倍，采液量大幅度增加，为了保证油层的地

19、层压力，必须增加注水强度，改变或调整原来的注水方式，如九点法井网逐渐调整为五点井网。,4.油田的注水能力及强化开采情况,第九节 井网密度,合理选择井网密度一直是油田开发中一个重要的问题，一般应以最少的井数能获得最大的最终采出油量及最佳的经济效益为目标进行选择。,从技术角度来讲：随着井距缩小、井网密度加大，井网控制程度和最终采收率增加，开发效果变好；,从经济效益角度来讲：随着井网密度加大，钻井数增多，经济上的总投人增加，其经济效益变差。,在确定合理井网密度时，既要考虑开发效果，又要考虑经济效益，才能确定出既经济、又合理的井网密度。,一、井网密度、合理井网密度和极限井网密度,井网密度有两种表示方法

20、： 一种是平均单井控制的开发面积，常以km2/井或hm2/井表示； 另一种是用开发总井数除以开发面积，即平均每平方千米（或公顷）开发面积所占有的井数，常以井/km2或井/hm2表示。,合理井网密度: 总利润等于总产出减去总投入，总利润是随着井网密度而变化的。当总利润最大时，就是合理井网密度. 极限井网密度： 当总的产出等于总的投入时，也就是总的利润等于零时，所对应的井网密度是极限井网密度。,在确定一个油田的井网密度时，由于要考虑到市场对原油的需求情况，往往实际的井网密度介于合理井网密度和极限井网密度之间。,水驱控制储量是制约最终采收率至关重要的因素，研究表明，要使最终采收率达到50%，水驱控制

21、储量至少要达到70%，而加大井网密度，可以提高水驱控制储量。,3.井网密度与最终采收率的关系,井网密度与最终采收率经验式较多，例如指数关系为,从上式看出，随井网密度减小，最终采收率呈减速递增趋势，井网密度越小，最终采收率越大。用该式可以对开发过程中的井网密度与最终采收率进行分析。,第十节 油田开发技术指标计算方法,油田开发技术指标计算方法可分为解析方法、数值模拟方法和经验方法三类。,油藏数值模拟：用数学模型来模拟油藏，用数值法求解， 以研究油藏中各种流体的变化规律。,一、开发技术指标计算的数值模拟方法,2）用于井网加密、层系调整及注采系统调整方案中的指标预测；,3）压裂、堵水、调剖等增产工艺措

22、施的评价；,4）注水量、注入压力、油井产液及流压调整；,5）提高采收率技术评价；,6）驱油机理研究。,二、开发技术指标计算可供选择的模型,1.三维三相黑油模型 目前应用较广泛的有VIP、SIMBEST、WORKBENCH和多功能模型数模软件。,2.带裂缝的双重介质模型 目前常用的软件有SIMBEST和双重介质模型(华北油田)。,3.聚合物驱油数学模型 目前聚合物驱油指标计算常用POLYMER软件。,4.混相驱数学模型,5.三元复合驱油基本数学模型,黑油模型,第十一节 油田开发方案的经济评价及选择,经济评价是从事石油勘探开发工作的重要组成部分，是企业现代化经营管理的标志之一。,经济分析的主要目的，是依据油田开发的方针和原则，在确保获得最高的油田最终采收率的前提下，选择节省投资、经济效益好的开发设计方案，从而为国家节约和积累资金。,一、经济评价的任务、原则和步骤,1.经济评价的任务,（1）进行工程技术方案的经济评价与可行性研究 包括：新区开发方案；老区调整方案；中外合作开发方案；未开发储量经济评价等。,（2）开展油田开发边际效益分析 1）极限产能或极限