油气田开发概述20140310

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1、油气田开发工程概述,MAP,油藏工程部分 钻井工程部分 采油工程部分 地面工程部分 投资及经济评价 举例,目录 CONTENTS,油层,3、采油工程部分,水井,油井,1、油藏工程部分,人工补充能量,人工举升采油,液气,集输油气,脱水处理,污水,原油,回注或排放液,气（天然气）,4、地面工程部分,2、钻井工程部分,油气田开发,油田 发现,开发早期建立 储藏概念模型,油田评价,早期设计,油田 实施,监测,调整,三次采油,废弃,开发中后期建立精 细储藏概念模型,开发中期建立 储藏概念模型,多 次 调 整,三 个 阶 段,油田开发不同阶段示意图,油田开发，就是依据详探和必要的生产性开发试验，在综合研究

2、的基础上对具有工业价值的油田，制定出合理的开发方案并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，并在生产过程中作必要的调整，保持合理开发，直到开发结束。,油气田开发,第一部分 油藏工程,油藏工程主要内容:1、进行油藏描述 2、计算地质储量 3、确定开发方式、井网系统，划分开发层系4、确定压力系统、生产能力，计算开发指标5、开发年限与经济采收率、经济评价,1、油藏描述-手段,油藏工程方案以油藏描述为基础，综合地质、地震、录井、测井、岩心分析、试油试采等多方面的资料进行油藏描述。,第一部分 油藏工程,1、油藏描述-方法,油藏描述的主要研究内容是研究构造、储层、储集空间、流体、渗

3、流特性、压力和温度、驱动能量和驱动类型、油藏类型、计算地质储量和地质建模。,三维地震解释技术，揭示地下异常体，可揭示断层等地质现象，为油藏描述提供识别油藏特征的有利证据。,三维油藏地质模型是油气藏的类型、几何形态、规模、油藏内部结构、储层及流体分布的高度概括。是油藏综合评价和油藏数值模拟的基础及油田开发方案优化的依据，其重要意义在于可提高勘探和开发的预见性。,地震反演是一种储层预测技术，利用地表观测地震资料，以钻井、测井资料为约束，对地下岩层空间结构和物理性质进行成像，定量描述油砂体分布范围。,地质，测井，地球物理资料和各种解释结果或者概念模型综合在一起生成三维定量随机模型，主要应用于油藏静态

4、描述,第一部分 油藏工程,2、计算地质储量,地质储量是根据油气藏的地震、钻井、测井和测试资料，估算油气储层中储藏的石油和天然气及伴生有用物质，换算到地面标准条件（20C，0.101MPa）下的数量。,第一部分 油藏工程,对油气储量的综合评价：不仅要看探明多少储量，还要综合分析探明储量的质量，甚至包括开发的难易程度。 具体从储量规模、产能、储量丰度、埋藏深度、储层物性、含硫量、原油性质7个方面进行综合评价。,3、油田开发方式的确定,主要内容：驱动方式的选择开发层系的划分与组合油田注水方式的选择开发井网的部署,第一部分 油藏工程,采收率是衡量油田开发水平高低的一个重要指标。它是指在一定的经济极限内

5、，在现代工艺技术条件下，从油藏中能采出的石油量占地质储量的比率数。大庆油田的采收率每提高一个百分点，就相当于一年的产量。,采收率：815%,采收率：2545%,采收率：4570%,驱动方式选择,第一部分 油藏工程,开发层系、布井方式和井网密度的论证必须适应油藏地质特点和流体性质，充分动用油藏储量，使油井多向受效，这样波及体积大，经济效益好。,开发井网的部署,第一部分 油藏工程,第二部分 钻井工程,油井是为开采石油，按油田开发规划的布井系统所钻的孔眼，石油由井底上升到井口的通道。一般油井在钻达油层后，下入油层套管，并在套管与井壁间的环形空间注入油井水泥，以维护井壁和封闭油、气、水层，后按油田开发

6、的要求用射孔枪射开油层，形成通道，下入油管，用适宜的诱流方法，将石油由油井井底上升到井口。,钻井的分类 （一）勘探井和生产井 1、勘探井：为获取地质资料。 2、生产井：也叫开发井。是在油田开发阶段为油田生产而钻的井，包括油（气）井、注水井、调整井等。一般不取岩心，地层情况清楚，钻井速度快。,第二部分 钻井工程,（二）垂直井和定向井石油钻井中除垂直井外，沿着设计轨迹打的井都称为定向井。 水平井：指设计最大井斜角在80120之间，并沿（近）水平方向钻进一定长度的井。 斜井：斜井是指设计的最大井斜角不超过85的井，可分为低斜度、中斜度、大斜度定向井，其中中斜度井使用较多。 丛式井：油田在开发时由于耕

7、地条件的限制和为了合理利用土地资源，往往在一个井场或平台上有计划地钻几口或几十口定向井和一口直井，这些井统称为丛式井。井口间距23m。丛式井减少井场和平台建设费用，又便于油井生产管理，广泛用于海上油田开发。,第二部分 钻井工程,钻机 动力系统：传递动力，包括原动机和传动设置。 旋转系统：旋转钻杆，转盘、水龙头及传动设置。 起升系统：起下井内钻具，井架、天车、滑车、 绞车、大钩。 循环系统 ：循环泥浆，冲洗井底，泥浆池、泥浆槽、振动器、除砂器、除泥器、离心机等。,钻头,第二部分 钻井工程,钻具,转盘钻井地面要使用一套设备，地下还要使用一套钻具，这套钻具包括有方钻杆、钻杆、钻铤等，钻进中，将方钻杆

8、、钻杆、钻铤用接头连接起来组成的管串叫钻柱。方钻杆：有四方形、六方形两种类型，壁厚较大，强度较高，起传递扭矩和承受钻柱的全部重量作用。 钻杆：由管体和接头两部分构成，起传递扭矩和输送钻井液，延长钻柱作用。钻铤：钻铤位于钻柱最下部，两端分别与钻杆和钻头相连接。它可以承受压力，也可给钻头加一定的压力，以便增加钻井速度。,（4）钻井液 （5）取心 （6）井下事故的预防和处理,1)井涌：钻井液涌出至转盘面以上（不超过1m）。油花或气泡占槽面50以上。 2)井喷：钻井液喷出转盘面1m以上。喷高超过二层平台称强烈井喷。 3)井漏：钻井液量明显减少。 4) 卡钻、钻具折断等。,（7）固井：在已打好的井眼内下

9、入套管，并在套管与井壁之间注水泥封固的工作。包括下套管和注水泥。 固井的目的是封隔疏松、易塌、易漏等地层；封隔油、气、水层，防止互相窜通，形成油气通道；安装井口，控制油气流，以利于钻进和生产。,第三部分 采油工程,采油工程是通过生产井和注入井对油藏采取的各项工程技术措施的总称。它所研究的是可以经济有效地作用于油藏，以提高油井产量和原油采收率的各项工程技术措施的理论、工程设计方法及实施技术。采油工程的任务是通过一系列可作用于油藏的工程技术措施、使油、气畅流入井，并高效率地将其举升到地面进行分离和计量。,采油工程,完井工艺 试油工艺 采油工艺 注水工艺 井下作业 提高采收率 其它配套工艺,第三部分

10、 采油工程,一、完井工艺,完井工艺过程：钻开生产油层、固井和射孔，使井眼与产层连通并安装井口装置等。,先期裸眼完井,后期射孔完井,下油层套管至生产层底部固井。 射孔穿透套管和水泥环进入油气层。,先下套管，套管仅下到油层顶部。 固井后再钻开油层。,第三部分 采油工程,地层流体产出情况（产不产？产什么？产多少？产多久？）,二、试油工艺,在油气勘探过程中，通过地震勘察、钻井取芯、录井、及电测等手段，可以直接或间接地识别可能的油、气、水层，但这仅仅是建立在静态基础上的认识，这些信息只能告知我们地层含有油或气，但是油层含油多少、油层压力多大、有没有进一 步扩大勘探的必要，是否具有开发价值等一系列问题，还

11、需要进一步通过试油来得到验证。试油是油气勘探中一个重要环节，也是最后的一个环节。试油就是利用专用设备采用一系列复杂的工艺技术手段，使油井处于临时生产状态，从而获得在动态条件下的所试层段产能、压力、液性、温度及有关地层参数，为进一步的油气勘探开发提供科学可靠的依据。,第三部分 采油工程,通洗井 射孔 地层测试 压裂 排液求产 压井 桥塞封井,试油基本工序,第三部分 采油工程,试油工作成果：探明新地区、新构造是否有工业性油、气流； 查明油、气田的含油面积，油水或气水边界以及油、气藏的产油气能力和驱动类型； 验证对储集层产油气能力的认识和利用测井资料解释的可靠程度； 通过分层试油、试气，取得有关分层

12、的测试资料，为计算油、气田储量和编制油气田开发方案提供依据。 评价油气藏，对油、气、水层做出正确的结论。,第三部分 采油工程,三、采油工艺,采油方法：指将流入井底的原油采到地面所采用的工艺方法和方式。主要分为自喷采油和机械采油，其中自喷采油是利用油层自身能量将原油举升到地面的采油方式，人工举升是人工给井筒流体增加能量将井底原油举升至地面的采油方式。,第三部分 采油工程,1、自喷采油,利用油层本身的能量使地层原油喷到地面的方法称为自喷采油法。自喷采油原理：主要依靠溶解在原油中的气体随压力的降低分离出来而发生的膨胀。在整个生产系统中，原油依靠油层所提供的压能克服重力及流动阻力自行流动，不需人为补充

13、能量，因此自喷采油是最简单、最方便、最经济的采油方法。,第三部分 采油工程,2、深井泵采油（“三抽”设备）,第三部分 采油工程,抽油机是有杆深井泵采油的主要地面设备，它将电能转化为机械能，包括游梁式和无游梁式抽油机两种。,第三部分 采油工程,3、螺杆泵采油,螺杆泵主要由转子和定子组成，两者的螺旋状过盈配合形成连续密封的腔体，通过转子的旋转运动实现对介质的传输。 优点:节省一次投资；结构简单，安装方便；效率高，能耗小；适应于高粘度稠油和高含砂井；适应于海上油田丛式井组和水平井。 局限性：定子容易损坏，检泵次数多；定子的限橡胶不适合在注蒸汽井应用；它与有杆泵比较总压头较小，一般应用在井深1000米

14、左右的井。,第三部分 采油工程,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设备。 优点：排量扬程范围广、功率大、生产压差大、适应性强，地面工艺简单，机组寿命长、管理方便、经济效益显著等，因而得到了极大地应用，已经成为海洋石油开采的主力军。 缺点：施工、管理技术条件要求严格，对斜井，入井电潜泵机组长度受到井眼轨迹的限制。,4、无杆泵采油,电潜泵,第三部分 采油工程,四、注水工艺,注水的作用： 补充地层能量 提高驱油效率 稳定油井生产能力,第三部分 采油工程,1、正注：从油管向井内注水； 2、反注：从油套环形空间向井内注水； 3、合注：从油管和油套管环形空间同时向井内注水； 4

15、、笼统注水：不分层段、相同的井底压力下注水方式； 5、分层注水：在注水井中下入封隔器，把差异较大的油层分隔开，再用配水器进行分层配水，使高渗层注水量得到控制，中低渗透率油层注水量得到加强，使各类油层都能发挥作用。,第三部分 采油工程,注水工艺,第三部分 采油工程,1、修井维护,大修：打捞落物、套管修复、封窜堵漏 小修：检泵、检管、换封,五、井下作业,第三部分 采油工程,油井出水：按其来源可分为注入水、边水、底水、上层水、下层水和夹层水。 油井出水的危害：（一）油井出砂（二）设备腐蚀（三）油井停喷（四）形成死油区（五）增加采油成本。,2、找水与堵水,出水层位的确定 1）综合对比资料判断 2）水化

16、学分析法 3）地球物理资料判断 4）机械法找水 5）找水仪找水,油井堵水的方法 1）机械堵水 （封隔器卡封高含水层） 2）油井化学堵水 3）底水封堵技术,五、井下作业,第三部分 采油工程,3、增产措施,压裂： 水力压裂 高能气体压裂 酸化： 碳酸盐岩地层的盐酸酸化砂岩地层的土酸酸化 酸化压裂 其它增产技术,第三部分 采油工程,减少油气流入井底的阻力和提高注水井注入能力，从而达到油气井增产、水井增注的目的，提高油气田工业开采价值。,五、井下作业,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。,