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1、第一章 生产测井及信息处理基础本章主要论述与生产测井相关的油气开发基础，包括油田开发方案设计、渗流、多相管流、采收率提高及油气水物性计算等内容。第一节 油田开发一个含油气构造经过地质、地震、钻井、测井等一系列勘探发现工业油流后，接着就要进行详探并逐步投入开发。油田开发指依据详探成果和必要的生产性开发试验，在综合研究的基础上对具有工业价值的油田，从实际和生产规律出发，制订出合理的开发方案，对油田进行建设和投产，使油田按预定的生产能力和经济效果长期生产，直至开发结束。油田的正规开发主要包括三个阶段：（1）开发前的准备阶段：包括详探、开发试验等；（2）开发设计和投产：其中包括油层研究和评价、开发井部
2、署、射孔方案制订、注采方案制订和实施；（3）方案调整和完善详探是运用各种可能的手段和方法，对含油构造或者一个预定的开发区取得必要的资料，进行综合研究，力求搞清主要地质情况和生产规律，并计算出开发储量为编制开发方案作准备。油田开发方案的制订和实施是油田开发的中心环节，必须切实、完整地对各种可行的方案进行详细制订、评价和全面对比，然后确定出符合油田实际，技术上先进，经济上优越的方案。但是在油田实际开发前不可能把油田地质情况认识的很清楚，这就不可避免地在油田投产后，会在某些问题上出现一些原来估计的不足之处，其生产动态与方案设计不符合。因而在油田开发过程中必须不断地进行调整。所以整个油田开发的过程也就
3、是一个不断重新认识和不断调整的过程。一、油田开发前的准备阶段1.详探阶段的主要任务是：（1）以含油层系为基础的地质研究：要求弄清全部含油地层的地层层序和其接触关系，各含油层系中油、气、水层的分布及其性质。尤其是油层层段中的隔层和盖层的性质必须搞清。同时还应注意出现的特殊地层，如气夹层、水夹层、高压层、底水等。（2）储油层的构造特征研究：要求弄清油层构造形态，储油层的构造圈闭条件，含油面积及与外界连通情况（包括油气水分布关系），同时还要研究岩石物性、流体性质以及油层的断裂情况、断层密封情况等。（3）分区分层组储量及可采储量计算。（4）油层边界的性质研究以及油层天然能量、驱动类型和压力系统的确定。
4、（5）油井生产能力和动态研究：了解油井生产能力、出油剖面、递减情况、层间及井间干扰情况。对于注水井必须了解吸水能力和吸水剖面。（6）探明各含油层系中油气水层的分布关系，研究含油地层的岩石物性及所含流体的性质。完成上述任务要进行的主要工作有地震细测、详探资料井和取芯资料井、测井、试油试采分析化验研究等。地震细测工作：在预备开发地区应在原来地震测试工作的基础上进行加密地震细测。通过对地震细测的资料解释落实构造形态和断裂情况（断层的走向、落差、倾角等），为确定含油带圈闭面积、闭合高度提供依据。对于断块油藏主要弄清断块的大小分布及组合关系，并结合探井资料作出油层构造图和构造剖面图。详探资料井：详探工作
5、中最重要和最关键的工作是打详探井，直接认识地层。详探工作进展快慢、质量高低直接影响开发的速度和开发设计的正确与否。因此对于详探井的数目的确定、井位的选择、钻井顺序及钻井过程中必须取得的资料等都应做出严格的规定，并作为详探设计的主要内容。详探井的密度应以尽量少的井而又能准确地认识和控制全部油层为原则来确定。在一般简单的构造上井距通常在两公里以上，但在复杂的断块油田上一口探井控制的面积在平方公里甚至更小。详探井的重要任务是认识含油层的分布和变化，但同时还要兼顾探边、探断层工作。探井可能成为今后的生产井，因此和以后生产井井网的衔接问题也必须予以考虑。详探井的布置原则是结合不同的地质构造、具体研究确定
6、。通过详探井录井、测井解释、岩心分析和详细的地层对比，弄清油层的性质及分布，为布置生产井网提供地质依据。同时，对主要隔层进行对比，对其性质进行研究，为划分开发层系和生产层段提供依据。在断裂复杂地区还应对断层性质进行研究并作出详细评价。在通过系统取芯分析和分层试油及了解到分层产能后，可以确定出有效厚度下限，从而为计算储量打下基础。油井试采：油井试采是油田开发前必不可少的一个步骤。通过试采要为开发方案中某些具体技术界限和指标提出可行的确定方法。通常试采是分单元按不同含油层系进行的。要按一定的试采规划，确定相当数量能够代表这一地区、这一层系特征的油井，按生产井要求试油后，以较高的产量、较长时期地稳定
7、试采。试采井的工作制度以接近合理工作制度为宜，不应过大也不应过小。试采期限的确定要视油田大小而有所不同。总的要求是要通过试采暴露出油田在生产过程中的矛盾，以便在开发方案中加以考虑和解决。试采的主要任务是认识：a.油井生产能力，特别是分布稳定的好油层的生产能力以及产量递减情况；b.油层天然能量的大小及驱动类型和驱动能量的转化，如边水和底水的活跃程度等；c.油层的连通情况和干扰情况；d.生产井的合理工艺技术和油层改造措施。此外，还应通过试采落实某些影响开采动态的地质构造因素：边界影响、断层封闭情况等，为合理布井和确定注采系统提供依据，为此，除了进行生产性观察和生产测井外，还须进行一些专门的测试，如
8、探边测试、井间干扰试验等。通常情况下试采应分区块进行，因为试采的总目标是暴露地下矛盾、认识油井生产动态。因此，油井的生产要有充分的代表性，既要考虑到构造顶部的好油层、高产井，也要兼顾到边缘的差油层，同时必须考虑到油水边界、油气边界和断层边界上的井，以探明边水、气顶及断层对生产带来的影响。在纵向上试采层段的选择应照顾到各种不同类型的油层，尤其是对于纵向上变化大的多层油藏，层间岩性变化大，原油性质不同，油气水界面交错，天然能量差别大等，也应尽可能地分析有一定的试采井，以便为今后确定开发层系和各生产层段的产能指标，提供可靠依据。2.油田开发生产试验区和开发试验经过试采了解到较详细的地质情况和基本的生
9、产动态后，为了能够认识油田在正式投入开发以后的生产规律，对于准备开发的大油田、在详探程度较高和地面建设条件比较有利的地区，首先划出一块面积，用正规井网正式开发作为生产试验区，是开发新油田必不可少的工作。生产试验区也是油田上第一个投入生产的开发区，除了担负进行解剖任务之外，还有一定的生产任务。(1) 生产试验区的主要任务1)研究主要地层主要研究油层小层数目；各小层面积及分布形态、厚度、储量及渗透率大小和非均质情况，总结认识地层的变化规律；研究隔层性质、分布规律；进行小层对比，研究其连通情况。2)研究井网研究布井方式，包括合理的切割距大小、井距和排距大小以及井网密度；研究开发层系划分的标准以及合理
10、的注采层段划分方法；研究不同井网和井网密度对油层的认识程度以及对各类油砂体对储量的控制程度；研究不同井网的产量和采油速度以及完成此任务的地面建设及采油工艺方法；不同井网的经济技术指标及评价方法。3)研究生产动态规律研究合理的采油速度及最大有效产量，油层压力变化规律和天然能量大小，合理的地层压力下降界限，驱动方式及保持地层能量的方法。研究注水后油水井层间干扰及井间干扰，观察单层实进、平面水窜及油气界面与油水界面的运动情况，掌握水线形成及移动规律，各类油层的见水规律。4)研究合理的采油工艺及技术以及增产和增注措施（压裂、酸化、防砂、降粘）的效果。(2) 开发试验区应包括的主要内容1)油田各种天然能
11、量试验：包括弹性能量、溶解气的能量、边水和底水能量、气顶气膨胀能量，应认识其对油田产能大小的影响，对稳定产的影响，不同天然能量所能取得的各种采收率及各种能量及驱动方式的转化关系等。2)井网试验：包括各种不同井网和不同井网密度所能取得的最大有效产量和合理的生产能力，不同井网的产能变化规律等。3)采收率研究试验和提高采收率方法试验：不同开发方式下各类油层的层间、平面和层内的干扰情况，层间平面的波及效率及油层内部的驱油效率以及各种提高采收率方法的适用性及效果。4)影响油层生产能力的各种因素和提高油层生产能力的各种增产措施及方法试验：影响油层产能的因素是很多的，例如边水推进速度、底水锥进、地层原油脱气
12、、注入水的不均匀推进，存在裂缝带等。而作为提高产能的开发措施应包括油水井的压裂、酸化、大压差强注强采等。5)与油田人工注水有关的各种试验：合理的切割距、注采井排的排距试验，合理的注水方式及井网，合理的注水排液强度及排流量、注水时间及注采比，无水采收率及见水时间与见水后出水规律的研究等。其它还有一些特殊油层注水，如气顶油田注水、裂缝油田注水、断块油田注水及稠油注水、低渗透油层注水等。6)稠油热采、注蒸汽及混相驱替实验。在试验过程中，生产测井的主要目的是确定分层产液量及性质，在注入井中确定吸水层位及吸水剖面、吸汽剖面，检查射孔效果等。总之各种开发试验应针对油田实际情况提出，而在油田的开发过程中必须
13、始终坚持试验，因为开发过程本身就是一个不断深入进行各种试验的过程。详探及油田开发的准备阶段的各项工作在油气勘探开发的过程中，构成一个独立的不能忽视的阶段，是保证油田能科学合理开发所必须经过的阶段，两者可能相互交替进行，如井的布置要穿插进行，注采工程要穿插进行等。二、开发方案设计油田开发方案是在详探和生产试验的基础上，经过充分研究后，使油田投入长期和正式生产的一个总体部署和设计。开发方案的优劣决定着油田今后生产的好坏，涉及国家资金、人力投入及经济效益等。油田开发方案应包括的内容有:油田地质情况；储量计算；开发原则；开发程序；开发层系、井网、开采方式、注采系统；钻井工程和完井方法；采油工艺技术；开
14、采指标；经济效率；实施要求。测井和生产测井技术始终贯穿在各个环节中。1.油田开发方针和原则油田开发必须依据一定的方针进行，其正确与否直接关系到油田今后生产的经济效益。正确的油田开发方针应根据油田具体情况和长期经验及国民经济的发展要求制订。开发方案编制不能违背这些方针。开发方针的制订应考虑如下几方面的关系：（1）采油速度；（2）油田地下能量的利用和补充；（3）采收率大小；（4）稳产年限；（5）经济效果；（6）工艺技术。在编制开发方案时，必须依据这一方针，制订与之相适应的开发原则，这些原则应对以下几方面的问题作出具体规定。1） 规定采油速度和稳产期限 2） 规定开采方式和注水或强采方式规定利用什么
15、驱动方式采油，开发方式如何转化（如弹性驱转溶解气驱再转注水、注气或注蒸汽、聚合物等）。如果决定注水，应确定是早期注水还是后期注水。3） 确定开发层系 一个开发层系，是由一些独立的，上下有良好隔层，油层性质相近，驱动方式相近，具备一定储量和生产能力的油层组合而成。它用独立的一套井网开发，是一个最基本的开发单元。当我们开发一个多层油田时，必须正确地划分和组合开发层系。一个油田要用哪几套层系开发，是开发方案中的一个重大决策，是涉及油田基本建设的重大性技术问题，也是决定油田开发效果的很重要的因素。如何划分和确定开发层系在下一小节中将作类门讨论。4） 确定开发步骤 开发步骤是指从布置基础开始，一直到完成
16、注采系统、全面注水和采油的整个过程中所必经阶段和每一步的具体作法。a. 基础井网布置：基础井网是以某一主要含油层为目标而首先设计的基本生产井和注水（汽、气等）井。它是进行开发方案设计时，作为开发区油田地质研究的井网。研究时要进行准确的小层对比工作，作出油砂体的详细评价，为层系划分和井网布置提供依据。b. 确定生产井网和射孔方案：根据基础井网，待油层对比工作做完以后，全面部署各层系的生产井网，依据层系和井网确定注采井别，进行射孔投产；c. 编制注采方案：全面打完开发井网后，落实注采井别，确定注采井段，编制注采方案。5）确定合理的布井原则合理布井要求在保证采油速度的条件下，采用井数最少的井网最大限度地控制地下储量以减少损失，并使绝大部分储量处于水驱（气、汽驱）范围内。 6）确定合理的采油工艺三、开发层
