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1、2000.2,采油工程,油田开发总体方案 一般采油工艺和增产措施 先进采油技术石油开发中的几个问题 开采技术发展展望,目 录,开发总体方案是在油田评价研究（或称开发可行性研究）的基础上进行的。而油田评价研究是由地质和油藏工程人员，在评价并取得足够资料的基础上，进行综合研究的结果。 主要内容地质、储量、油藏开发研究、油藏模拟和产量预测等。在开发评价研究的同时，有关工程人员也对开发工程进行概念研究。,编制开发总体方案,编制开发总体方案,油田开发应遵守的原则 方案的基本内容 方案编制,编制开发总体方案,油田开发应遵守的原则、在油田地质和油藏允许的条件下，力争高速地开发油田。、要充分利用天然资源，保证
2、油田获得较高的采收率和较长的稳产期。3、具有最好的经济效益，也就是用最少的人力、物力和财力，采出最多的原油。 4、尽可能采用符合油田特点的先进技术和设备。,编制开发总体方案,方案的基本内容 1、概况：包括自然地理条件，区域地质背景，油田勘探及评价程度。2、油田地质特征：包括构造特征，地层程序和油层对比，储层特征，压力和温度系统，原始驱动能量及驱动类型。3、储量计算：包括储量计算方法，主要参数的确定，储量计算的分级、结果及评价。4、油藏工程：包括开发方式，层系划分，井网布署，采油速度分析，采用油藏数值模拟，对不同方案进行产量预测，并优选出最佳方案。5、钻井、完井：包括直井、定向井、水平井的钻井技
3、术和井身结构，完井方式及完井管柱。,编制开发总体方案,方案的基本内容 6、采油工艺：包括人工举升采油方式的选择，以及相应的技术设备。7、地面工程：包括油气集输和储运系统、注水系统、供水、供电、通讯、道路工程等。如果是海上油田，还应包括海上平台、单点系泊(生产储油轮的海上系泊点)及生产储油轮的设计。8、经济分析：包括勘探、开发投资估算，油、气单位成本，价格预测，不同方案经济评价结果及最佳经济效益方案。9、安全环保：包括生产安全措施，对污油、污水的环保要求、排放标准和处理措施。,编制开发总体方案,方案编制1、地质油藏部分2、工程设计3、经济分析 勘探投资：包括探井、评价井费用，地震费用，以及勘探期
4、间评价研究费用等。 开发投资：包括开发前期研究费用，钻井、测井、完井和采油齐备费用，以及地面工程建设费用。 生产操作费：包括生产过程中的修井、检泵及其他井下作业费用，设备维修及材料消耗费用，保险费及人员费用，都应分年作出预测。 油气产量销售收入：按方案所预测的分年油气产量和分年油气价格预测，测算出分年销售收入。,油田开发总体方案 一般采油工艺和增产措施 先进采油技术石油开发中的几个问题 开采技术发展展望,目 录,一般采油工艺和增产措施,一采 二采 增产措施,1、采油方法 采油方法是指将流入井底的原油采到地面所采用的工艺方法和方式。,2、采油方法分类,人工举升采油,自喷采油,采油方法分类,人工给
5、井筒流体增加能量将井底原油举升至地面的采油方式。,利用油层自身能量将原油举升到地面的采油方式。,采油方法,自喷采油,1、自喷采油的定义,利用油层本身的能量将油举升到地面的方式。,2、自喷采油的特点,井筒和地面设备简单。,油井自喷的条件、产量,取决于地层中的石油所具有的能量是否大于自喷井中流动过程的能量损失之和。,地层能量与能量损失之和的差值越大，产量越大,一、油井流入动态：,（1）从油层到井底的地下渗流； （2）从井底到井口的垂直管流； （3）经油嘴流出井口的嘴流； （4）通过井口地面出油管线流至 集油站分离器的水平管流。,自喷采油,1、自喷井生成过程中，原油流至地面分离器一般要经过四个流 动
6、过程：,石油天然气工程学院,油井生产中可能出现的流型自下而上依次为：纯油(液)流、泡流、段塞流、环流和雾流。实际上，在同一口井内，一般不会出现完整的流型变化。,油气沿井筒喷出时的流型变化示意图 纯油流；泡流； 段塞流；环流；雾流,自喷采油,人工举升采油： 气举采油 有杆泵采油 无杆泵采油,气举采油,必须有足够的气源； 需要压缩机组和地面高压气管线，地面设备系统复杂； 一次性投资较大； 系统效率较低。,利用从地面向井筒注入高压气体,将原油举升至地面的一种人工举升方式。,气举定义：,优点：,井口和井下设备比较简单,缺点：,高产量的深井；气油(液)比高的油井；定向井和水平井等。,适用条件：,石油天然
7、气工程学院,一、气举采油原理,依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒中混合，利用气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低，将流到井内的原油举升到地面。,气举采油,向井筒周期性地注入气体，推动停注期间在井筒内聚集的油层流体段塞升至地面，从而排出井中液体。,气举分类,连续气举,将高压气体连续地注入井内，排出井筒中液体。,间歇气举,适用条件：供液能力较好、产量较高的油井。,适用条件：油层供给能力差，产量低的油井。,气举采油,a停产时；b环形液面到达管鞋；c气体进入油管,连续气举 间歇气举,气举采油,一、抽油装置,其它附件,有杆泵采油,石油天然气工程学院,抽油机是有杆深井泵采油的主要地面设备，它将
8、电能转化为机械能，包括游梁式抽油机和无游梁式抽油机两种。,1、抽油机,有杆泵采油,石油天然气工程学院,工作时，动力设备将高速旋转运动通过减速箱传递给曲柄，带动曲柄作低速旋转；曲柄通过连杆带动游梁作上下摆动；挂在驴头上的悬绳器通过抽油杆带动井下深井泵作上下往复运动，把油抽到地面。,工作原理,有杆泵采油,2、抽油泵,工作筒(外筒和衬套)柱塞游动凡尔(排出阀)固定凡尔(吸入阀),主 要 组 成,抽油泵是将机械能转化为流体压能的设备。,柱塞,游动凡尔,工作筒,固定凡尔,有杆泵采油,电 潜 泵 采 油 系 统 示 意 图,电潜泵,无杆泵采油,电潜泵它是将电动机和泵一起下入油井内液面以下进行抽油的井下采油
9、设备。地面电源通过变压器、控制屏和潜油电缆将电能输送给井下潜油电机，使电机带动多级离心泵旋转，将电能转换为机械能，把油井中的井液举升到地面。,无杆泵采油,机械采油配套工艺技术,抽油生产系统优化设计技术,分层采油工艺管柱及配套井下工具,分层注水工艺管柱及配套井下工具,特种抽油泵系列,链条式抽油机系列,机 械 采 油 配 套 工 艺 技 术,1、抽油生产系统优化设计,采用节点分析方法对生产系统进行综合分析 建立了一套完整的优化设计数学模型 形成了一套生产系统优化设计软件 适用于直井、水平井、侧钻井生产系统的设计和测试,自喷井生产管柱及配套技术 有杆泵生产管柱及配套技术 电泵生产管柱及配套技术 实现
10、分层生产及分层测试 分层酸化压裂工艺管柱及配套工具 各类井下工具，满足不同生产工艺要求,2、分层采油工艺管柱及配套井下工具,3、分层注水工艺管柱及配套井下工具,实现分层多级注水 实现分层测试及调配 各类注水井工具、满足不同注水工艺要求,4、特种抽油泵系列,长柱塞式防砂抽油泵 解决常规泵经常发生砂卡、砂磨、砂埋和腐蚀的问题 油井免修期延长2.3倍，平均泵效提高8.1% 串联式抽稠泵 运用浸入式进油原理，并同液力反馈相结合 用于稠油、高凝油井开采 等径柱塞抽油泵 采用等径刮砂柱塞结构，提高泵效和工作寿命,5、链条式抽油机系列,长冲程、大负荷、工作稳定可靠，节能显著 适用于深抽、稠油、高凝油开采 获
11、国家发明二等奖 取得中国发明、实用新型和美国专利,增产措施： 水力压裂 酸化 酸化压裂,针对各种油藏井深、层系多、岩性差异大的特点，目前常用的有水基压裂液、油基压裂液系列，同时开发了薄油层压裂、深井限流压裂、酸压裂、裂缝及地应力测试等工艺技术，提高了工艺措施的有效率和成功率。,压裂酸化配套工艺技术,压裂改造工艺技术,限流压裂工艺技术,分层压裂工艺技术,转向压裂技术,端部脱砂压裂技术,疏松砂岩压裂增产技术,稠油油层压裂技术,低压油气藏压后增能助排技术,一、什么是压裂？,用压力将地层压开一条或几条水平的或垂直的裂缝，并用支撑剂将裂缝支撑起来，减小油、气、水的流动阻力，沟通油、气、水的流动通道，从而
12、达到增产增注的效果。,水力压裂,水力压裂增产增注的原理:,（1）由于压裂在井底附近形成了具有一定规模高导流能力的裂缝，改善了油层的导流能力，从而降低井底附近地层中流体的渗流阻力;,（2）改变了流体的渗流状态，由径向流变成双线性流（地层线性流向裂缝，裂缝内流体线性流入井筒），消除了径向节流损失，大大降低了能量消耗。,水力压裂,支撑剂的类型：,按其力学性质分为两大类：,脆性支撑剂,如石英砂、玻璃球等,特点是硬度大，变形小，在高闭合压力下易破碎,韧性支撑剂,如核桃壳、铝球等,特点 是变形大，承压面积大，在高闭合压力下不易破碎,目前矿场上常用的支撑剂有两种：一是天然砂；二是人造支撑剂（陶粒）。,水力压
13、裂,水力压裂施工现场,水力压裂施工现场,石油天然气工程学院,水力压裂施工现场,油层酸化处理是利用酸液能溶解岩石中所含盐类物质（岩石胶结物或地层孔隙(裂缝)内堵塞物等）的特性，扩大近井地带油层的孔隙度，提高地层渗透率，改善油、气流动状况，以增加油气产量的一种增产措施。,酸 化,酸压与水力压裂相比：,相同点：（基本原理和目的均相同）,不同点：实现其导流性的方式不同,目标均是为了产生有足够长度和导流能力的裂缝，减少油气水渗流阻力。,水力压裂：裂缝内的支撑剂阻止停泵后裂缝闭合； 酸压：一般不适用支撑剂，而是依靠酸液对裂缝壁面的不均匀溶蚀产生一定的导流能力。,酸化压裂,油田开发总体方案 一般采油工艺和增
14、产措施 先进采油技术石油开发中的几个问题 开采技术发展展望,目 录,先进采油技术,提高采收率技术： 化学驱油法 混相驱油法 热力采油法 微生物采油法,概 论,随着我国经济的快速发展，对石油的需求迅速增长，预计2020年，我国的石油最大需求将达4.5亿吨，但是我们最大产量仅为2.01亿吨。因此，我们必须增加原油的可采储量。主要途径有：,第一增加地质储量。就是发现新油田、老油田扩边、扩层。这对我国石油工业而言，潜力越来越小。第二提高原油采收率。注水开发的油田，其原油采收率通常只有20%40%；因此，提高原油采收率，对我国各油田潜力非常大。,目前，世界上已经开发的油气田，其采收率高的已超过70%，低
15、的不足10%。 我国东部油田平均采收率为30%，尚有2/3的原油滞留在地下没有被开采出来。巨大的待开发的油气资源！,提高采收率,包括：聚合物驱、活性剂驱、碱驱和复合驱。,原 理,一、化学驱油法,通过向油藏注入化学剂，以改善流体和岩石间的物化特征，如降低界面张力、改善流度比等，从而提高原油采收率。,石油天然气工程学院,按照使用的混相注入剂，分为：烃类混相驱、非烃类混相驱,驱油机理：气体与原油之间建立混相带，消除界面张力，提高驱油效率。,混相驱：指向油藏中注入一种能与原油在地层条件下完全或部分混相的流体驱替原油的开发方法。,二、混相驱油法,烃类混相驱,高压干气驱油,液化石油气驱,富气驱油,非烃类混
16、相驱,CO2 驱油,N2 驱油,热力采油是指向油层注入热流体或使油层就地发生燃烧形成移动热流，主要依靠热能降低原油粘度，以增加原油流动能力的采油方法。,三、热力采油法,热力采油法主要用于对付稠油（地层温度下脱气油粘度大于10000mPa.s或相对密度大于0.95的原油）的开采，但也可以用于开采稀油。,热力采油工艺可分为两类：,注热流体法蒸汽,油层就地燃烧法,1、注热流体法蒸汽,注蒸汽采油是以水蒸气为介质，把地面产生的热注入油层的一种热力采油方法。分为：蒸汽吞吐和蒸汽驱两种。,在一口井完成注蒸汽、焖井、开井生产三个连续过程。从注蒸汽开始到油井不能生产为止，即完成一个过程，称为一个周期。根据油藏实际情况，可吞吐若干个周期。,蒸汽吞吐过程,三、热力采油法,火烧油层：采用适当的井网，将氧气或空气注入井中并用点火器将油层点燃，燃烧前缘的高温不断使原油蒸馏、裂解、并驱替原油到生产井。,2、火烧油层,火烧油层燃烧过程示意图,三、热力采油法,四、微生物采油,微生物采油（Microbial Enhanced Oil RecoveryMEOR）通过有选择地向油层注入微生物基液和营养液，使得微生物就地繁殖生长，其代谢产物与原油产生物化作用。产生气体或活性物质，可以降低油水界面张力，以提高石油采收率的方法。,
