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1、硕士2002级现代完井工程采油工程方案设计*1概述概述1、编制采油工程方案的目的和意义油田开发是一项庞大而复杂的系统工程，因此，在油田投入正式开发之前，必须编制油田开发总体方案，作为油田开发工作的指导性文件。采油工程方案采油工程方案是是总体方案的重要组成部份和总体方案实施的核心核心。合理开发方案，应力争作到“ 五个合理”：合理划分开发层系，合理 的井网部署，合理的油井生 产制度，合理的注水方式， 留有合理的后备储量面积。Date2采油工程的任务通过油气井和注入井采取一系列工程技术措 施，作用于油藏，使油气更充分地流入井内，并 举升到地面，其主要目标是经济、有效地提高油其主要目标是经济、有效地提
2、高油 井产量和油气的采收率。井产量和油气的采收率。因此，采油工程是实现油田开发指标和完成 油气生产任务的重要工程技术保证。Date3采油工程的特点涉及的技术面广、综合性强而又复杂；与油藏工程和地面工程有着紧密的联系；工作对象是生产条件各不相同的油气井和注入井，且这种条件还随油藏动态而不断的变化。因此，采油工程方案设计是一项技术性强、难度大的工作。Date42、采油工程方案在油田开发总体建设方案中的 地位油田开发总体建设方案的编制，是在地质勘探 成果和探井试油、试采工作的基础上进行的。包括：油藏地质研究，油藏工程方案，钻井工 程方案，采油工程方案，油气地面集输工程方案 及总体方案经济评价等六大部
3、分。各部分间的联 系如图所示。Date5油田开发总体设计方案总体经济评价方案决策油藏油藏 地质地质 研究研究油藏油藏 工程工程 设计设计钻井工程 设 计地面集输 工程设计采油工程 设 计Date6油藏工程设计是依据油藏地质模型和试油、试采资料，通过一系列动态实验和模拟，在进一步加深对油藏认识的基础上，确定开发方式和规模、划分开发层系、确定井网，应用油藏工程方法和数值模拟技术预测开发动态指标，并在技术经济综合分析的基础上制定油藏工程方案。Date7采油工程设计是依据油藏地质研究成果和油藏工程方案，制定应采取的一系列工程措施方案。其中也包括根据油藏地质条件和当前工艺技术水平对实现油藏工程方案的开发
4、指标(主要是产量、注入量及压力保持水平)的可行性进行评价。它将直接涉及到油藏工程方案的适用性和可操作性。Date8由于油田产能建成之后，油田开发指标和原 油生产计划，必须通过采油工程措施的实施来实 现。所以，采油工程方案在总体方案的实施中处 于十分重要的位置。各子系统都将影响总体方案的经济效益。各 工程方案的可操作性及总的经济效益是总体方案 决策的最终依据。Date93采油工程方案编制的原则及要求采油工程方案的编制，一般应遵循以下基本 原则： 符合本油田开发的总体布署和技术政策； 适合油藏地质和环境特点； 采用先进而适用的工艺技术，具有良好的 可操作性； 体现少投入多产出的经济原则。Date1
5、0采油工程方案设计的基本要求采油工程方案设计的基本要求 充分应用油藏地质研究和油藏工程提供的基本资料，充分应用油藏地质研究和油藏工程提供的基本资料，并以它们作为主要的设计依据；并以它们作为主要的设计依据； 重点论证本油田重点论证本油田( (设计对象设计对象) )开发的主要问题、基本工开发的主要问题、基本工艺和关键技术；艺和关键技术； 结合油藏特点开展必要的室内和现场工艺试验，并充结合油藏特点开展必要的室内和现场工艺试验，并充分借鉴同类油田的经验；分借鉴同类油田的经验； 采用先进的理论和设计方法，进行科学论证和方案的采用先进的理论和设计方法，进行科学论证和方案的优选；优选； 具有科学性、完整性、
6、适用性、可操作性和经济性。具有科学性、完整性、适用性、可操作性和经济性。Date114采油工程方案编制的前期准备 早期介入，熟悉和掌握油藏特点，参与油田开发的总体布署工作； 收集和分析油藏地质和试油、试采及钻井完井资料； 结合油藏特点和总体布署的要求进行技术调研；Date12 拟订采油工程方案编制大纲，确定重点，提出试采工艺要求和方案编制过程中需要开展的研究课题； 针对油田的某些特殊问题开展专题研究或现场工艺试验，为方案编制进行必要的技术准备。Date135采油工程方案的基本构成尽管各个油田的情况千差万别，但油田开发工作仍遵循一些基本规律和存在着需要解决的基本问题。根据采油工程在油田开发过程中
7、的任务，采油工程方案的基本构成如图所示。Date14采油工程方案基本构成油田开发总体布置油田开发总体布置 方案编制原则与要求方案编制原则与要求依据油藏地质条件依据油藏地质条件 和油藏工程方案指标和油藏工程方案指标开发全过程开发全过程 系统地油层保护措施系统地油层保护措施完井工程完井工程与投产与投产注水注水 工艺工艺采油方采油方 式选择式选择油层油层 改造改造配套配套 工艺工艺动态动态 监测监测Date15二、采油工程方案的基本内容1 1方案设计的油藏地质与油藏工程基础方案设计的油藏地质与油藏工程基础(1)油藏地质基础油藏是采油工程措施的对象，所以，油藏地质 特征是采油工程方案设计的重要基础。采
8、油工程 方案设计时，必须获取以下油藏地质研究成果， 从采油工程角度加以分析、提出油藏地质对采油 工程的特殊要求。并以它们作为采油工程方案论 证的地质依据。Date16地质构造与地应力分布特征；储层分布特征及油水关系；储层岩心分析(储层的孔、渗、饱和岩石矿物组成)。Date17(2)油藏工程基础采油工程方案是在地质研究和油藏工程设计的基础上进行的。采油工程方案是油田开发总体建设方案实施的核心，是实现方案目标的重要工程技术保证。Date18编制采油工程方案所涉及和需获取的 油藏工程的相关内容油藏流体组成及性质；油藏流体组成及性质； 油藏压力及温度；油藏压力及温度； 储层岩石的渗流特征储层岩石的渗流
9、特征( (润湿性及相对渗透率润湿性及相对渗透率) )； 储层岩石的敏感性试验结果；储层岩石的敏感性试验结果； 油藏类型及驱动方式；油藏类型及驱动方式； 油田开发层系与开发方式及其井网；油田开发层系与开发方式及其井网； 油井产能分布及其变化；油井产能分布及其变化； 油田开发指标及开发动态预测结果。油田开发指标及开发动态预测结果。Date192开发全过程的系统保护油层要求与措施系统保护油层技术是关系到油田开发效果的关 键技术。钻井、完井、采油、注水、修井作业、 增产措施等油田开发所要采取的一系列工程技术 措施中，如果都能实现有效的系统保护油层，将 会减轻油层伤害，充分发挥油层潜能，减少为解 除油层
10、伤害的作业工作量，从而提高油田开发效 益。Date20油田开发过程的系统保护油层主要包括：钻井、完井过程中的油层保护；射孔、修井作业中的油层保护；注水过程中的油层保护；增产措施中的油层保护。Date21所有的保护油层措施都是建立在储层岩性特 征分析、岩心分析和入井流体的敏感性试验及对 可能造成油层伤害的主要因素进行分析的基础上 。其关键是优选入井流体(包括：钻井液、完井 液、射孔液、修井液、压裂液、酸液、注入水质 及其添加剂或处理剂的筛选)和优化作业工艺。 在优选入井流体和优化作业工艺中，必须坚持适 用性、有效性、可操作性和经济性原则。Date223完井工程要求及投产措施完井工程是包括从钻开油
11、层开始直到投产前的一系列单项工程的系统工程，也是钻井工程与采油工程的交汇点。它直接影响油井的产能和油田开发效益。完整的完井工程设计包括：Date23进行油藏地质研究，根据油田开发及采油工进行油藏地质研究，根据油田开发及采油工艺要求选择完井方式，提出钻开油层方式及要求艺要求选择完井方式，提出钻开油层方式及要求。考虑油田开发全过程油井产能变化及所要采考虑油田开发全过程油井产能变化及所要采取的采油工艺，应用节点分析方法，确定油管直取的采油工艺，应用节点分析方法，确定油管直径和举升方式之后进行生产套管尺寸选择及强度径和举升方式之后进行生产套管尺寸选择及强度设计；设计；Date24从钻井工艺出发确定井身
12、结构、套管程序从钻井工艺出发确定井身结构、套管程序及固井工艺；及固井工艺；选择实现所选完井方式的工艺方案选择实现所选完井方式的工艺方案( (如射孔如射孔完井的射孔参数优选及射孔方式和工艺设计；砾完井的射孔参数优选及射孔方式和工艺设计；砾石充填完井的充填方式及工艺参数优化及工艺设石充填完井的充填方式及工艺参数优化及工艺设计等计等) )。Date25由于完井工程涉及钻井和测井等部门的一系 列单项工程，采油工程方案中的完井工程部分完井工程部分不 能代替钻井部门的单项工程设计，而是以油藏工而是以油藏工 程与采油工程相结合的观点，从建立油层与油井程与采油工程相结合的观点，从建立油层与油井 的良好通道、发
13、挥油井最大潜力和提高油田开发的良好通道、发挥油井最大潜力和提高油田开发 整体效益出发，选择完井方式、生产套管尺寸和整体效益出发，选择完井方式、生产套管尺寸和 对完井工程中的各个环节提出要求，并制定投产对完井工程中的各个环节提出要求，并制定投产 方案。方案。因此，采油工程方案中的完井方案完井方案部分主 要包括以下几部分。Date26(1)完井方式选择完井方式选择是完井设计中需要首先解决的 问题。因为，不同完井方式的钻开油层、井身结 构、套管程序、固井及实现完井方式的工艺都有 所不同。完井方式在有针对性的进一步分析油藏地质 特征和油藏工程设计要求的基础上遵循以下原则 进行选择：Date27符合油藏
14、地质特点，满足油田开发的总体需要；有利于油层保护，尽可能减少对油层的伤害；从油田开发的全过程出发，最大限度地满足采油工艺(注水、防砂、修井、增产措施等)的需要；尽量选择工艺简单可行而又能满足开发要求的低成本、高效益的完井方式。Date28(2)钻开油层及固井要求根据选定的完井方式和油藏压力及储层特性提出对钻开油层及完井液密度、失水量等的要求，以及对固井水泥浆返高和固井质量要求。Date29(3)生产套管设计根据采油方式选择论证结果，在选定油管直径和考虑开发过程中可能采取的采油工艺的基础上确定生产套管尺寸，并提出对套管的材料、强度及密封要求。Date30(4)射孔工艺方案设计射孔参数优化：利用射
15、孔软件对影响射孔效果的孔径、孔密、相位角和布孔方式进行敏感性计算，选出合理的射孔参数。射孔工艺：选择射孔方式及管柱；选定负压值及射孔液；选择射孔枪及射孔弹。Date31(5)投产措施投产方式：根据油藏压力、油井产能及自喷能力确定油井能否自喷；需要诱喷才能投入自喷生产的井，确定诱喷方式；非自喷井则需要结合采油方式选择结果，确定以什么人工举升方式投入生产。Date32投产前的井底处理方案：对于油层受伤害较严重的油井，确定消除伤害恢复油井产能的措施，并预测产能及能否自喷，对于基本上都要采用压裂投产的低渗透油藏，则需要另行编制低渗透油田整体压裂改造方案。Date334注水工艺设计对于注水开发的油田，注
16、水是人工作用于油藏 保持能量提高其产量和采收率的主要手段，油田 开发过程中的一系列工程技术措施也是由注水而 引起。注水工艺如何满足油藏工程设计要求，实 现有效注水是采油工程方案的重要内容。注水工 艺设计结果既对油田地面注水系统提出要求，又 受地面工程的制约。因此，注水工艺设计的核心 是尽量选择既满足油藏工程方案要求，又不额外 增加地面注水系统建设投资的工艺技术。Date34采油工程方案中注水工艺设计的主要内容如下： 1)注水工艺方案的基础分析(1)油藏工程方案对注水的要求；(2)储层润湿性分析；(3)储层敏感性对注水的影响分析及应采取的技术 措施；(4)水源条件分析。Date35根据储层孔隙结构分析，确定储层的主要流动喉道半径；确定注入水机械杂质的含量及粒径界限。根据孔隙结构及敏感性分析结果，参照有关注入水水质的推荐标准，提出具体的水质要求具体的水质要求。 Date362)注水系统压力分析(1)注水井吸水能力分析和预测；(2)注水破裂压
