《石油工程综合课程设计》指导书

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1、-1-前前 言言根据石油工程专业培养目标和教学计划安排，石油工程专业应进 行综合课程设计实习，这是串联知识，系统认识油气田开发工程的过 程、方法和手段的一个重要环节。通过综合课程设计实习，可以使学 生弥补课堂学习中因学时有限而造成的训练不足，弥补毕业设计中因 指导教师各异和毕业设计题目各异而造成的综合训练不足。目的是综 合检验学生对石油工程主要课程学习和掌握情况，并配合毕业设计， 对毕业设计中所遇到的专项分析和专项计算进行前期练习，使毕业设 计能更加顺利地进行。 该指导书仅适用于大学本科石油工程专业，在毕业（设计）实习 之前进行“石油工程综合课程设计”时使用，并且要求修完“油气田 开发地质学”

2、、“油层物理学”、“渗流力学”、“油藏工程”、 “气藏工程”、“采油工程”、“采气工程”、“钻井工程”、“石 油钻井液”、“计算机基础”等基础课程和专业课程，为期4周。 该指导书于2003年2月初稿（复印使用），并于当年12月内部印刷， 2004年12月进行了第一次修改。石油工程综合课程设计原工区为河南双 河油田IV油组，目前由于学生人数增多，同时也因双河IV油组正常生 产井逐年减少，已不能适应教学需要。同时，也由于2005年石油工程 专业培养方案调整，石油软件综合实习与石油工程综合课程设计合并。 因此，为适应新的教学要求和培养规模，本次为第二次修编，改换了 实习工区，调整了实习内容和形式。-

3、2-1. 1. 石油工程综合课程设计的基本要求和内容石油工程综合课程设计的基本要求和内容1.1.1.1. 基本要求基本要求要求学生以一个各项动静态数据资料比较齐全的油藏、气藏或井 组为例，按油气藏开发的过程，在教师的指导下，顺序完成一系列训 练项目的内容，并编写出分析报告。训练项目设计内容尽量贴近毕业 设计中所涉及的一系列研究方法、计算手段、绘图技术和计算机常用 专业软件操作技术等，注重基本训练，不与已开设的课程设计内容重 复，不深入毕业设计内容。1.2.1.2. 基本内容基本内容基本内容包括：“油田开发地质特征分析训练” 、“油田开发动 态特征分析训练” 、“钻井工程专项设计” 、“Surf

4、er、Grapher 软 件应用技能穿插训练”等。除“钻井工程专项设计”外，内容前后衔 接，互相关连，时间安排如下： 表1-1 石油工程综合课程设计的基本内容和时间安排表 主要内容主要内容学时学时 油气田勘探开发过程与工区地质特征介绍1天 油田开发地质特征分析训练4天 油田开发动态特征分析训练8天 钻井工程专项设计5天 Surfer、Grapher软件应用技能穿插训练2天 共 计20天（4周）1.3.1.3. 重点和难点重点和难点1.3.1.1.3.1. 重点重点 采油综合曲线、递减曲线、水驱曲线的绘制，生产特征、产量 递减类型、水驱特征、产能的综合分析，以及调整措施和开发 预测； 单井油层主

5、要物性和生产特征的关系分析，寻求提高产量和采 收率的工艺措施，对提出的压裂、酸化或其它措施进行可行性 论证；-3- 针对钻井设计层位进行钻具、套管柱和泥浆的设计； 在上述内容中，利用Surfer软件或Grapher软件等常用应用性软 件，快速、规范地绘制分析图件和成果图件。1.3.2.1.3.2. 难点难点 如何发现单井或层组的生产和开发问题？如何区分特征规律和 人为因素以及数值干扰？如何根据工区具体的地质和储层特征， 提出具体的调整措施和工艺措施？ 压裂、酸化等工艺措施的可行性论证； 钻具、套管柱和泥浆的规范性设计； Surfer软件或Grapher软件等常用应用性软件的应用技巧和技术。-4

6、-2. 2. 油气田勘探开发过程与主要工作任务和手段油气田勘探开发过程与主要工作任务和手段总体上来说，油气田经过了勘探和开发两个大的阶段。其中勘探 又划分为：区域勘探、圈闭预探、油气藏评价勘探三个阶段。而正规 开发一般要经历：开发前的准备阶段，包括详探和开发试验等；开发 设计和投产，其中包括油气层研究和评价，全面布置开发井，制订和 实施射孔方案、注采方案；方案的调整和完善。2.1.2.1. 油气勘探步骤油气勘探步骤油气勘探就是寻找一个油气田的过程，根据石油地质学的油气分 布规律，采用各种合适的先进勘探技术与方法（地质法、物探法、钻 探法），从而达到最经济地探明油气储量的目标。根据对地下情况认

7、识的程序和工作特点，油气勘探划分为：区域勘探、圈闭预探、油气 藏评价勘探三个阶段。2.1.1.2.1.1. 区域勘探区域勘探 区域勘探是在一个盆地或其一部分地区内进行石油勘探的第一阶 段，是在一般地质调查和地质填图的基础上进行的。 区域勘探的任务是：搞清区域地质结构和油气生成、聚集条件， 筛选出有利凹陷，评价油气聚集的有利构造带，提出参考井位，为进 一步开展的油气预探工作做好准备。 区域勘探阶段需要查明以下六个问题：区域勘探阶段需要查明以下六个问题： 地层情况：沉积地层的时代、厚度、岩性、岩相及其变化，特 别是不整合面及砂体分布情况。 构造情况：在划分了一级构造单元的基础上，初步查明二、三 级

8、构造的形态、特征及其分布，确定主要断层的性质、分布以 及它们的发育历史，并分析研究圈闭类型及特点。 生油条件：划分生油层系，了解其岩性、厚度及分布规律，并 作岩性、地球化学、地温结构及历史分析。 储集层、盖层及生储盖组合分析：储集层岩性、孔隙类型、厚 度及物性变化；盖层类型的厚度及分布；生油层、储集层接触 及分布关系，生储盖组合情况。 油气水资料：油气宏观及微观显示，油气直接显示，油、气、-5-水的物理、化学性质和分类。 基底概况：基底的岩性，起伏及断裂情况，重点是起伏情况。 区域勘探阶段又划分为建立项目、物探普查、钻参数井和盆地 评价四个步骤。2.1.2.2.1.2. 圈闭预探圈闭预探 圈闭

9、预探是在区域勘探的基础上，查明了区域地质和石油地质概 况，特别是生油和储集条件之后，在有油气远景的二级构造带或局部 构造圈闭上进行的油气勘探工作。 圈闭预探阶段的主要任务是：经过区域勘探后，对构造成藏条件 进行对比评价，在选定的有利构造或圈闭上，进行以发现油气田为目 的的钻探工作，探明圈闭的含油气性，推算含油边界，提供评价钻探 的对象。 在进一步圈闭预探工作中，应进一步查明地下构造的形态和断裂 情况。发现油气藏后，应取得油气藏有关的产量、压力、油气层性质 等初步资料，并推断油气藏类型。 圈闭预探可分为确定预探项目、地震详查、预探井钻探、圈闭评 价四个步骤来完成。2.1.3.2.1.3. 油气藏

10、评价勘探油气藏评价勘探 预探阶段发现油气藏后，对所发现的油气藏进行评价，即进入了 油气藏评价勘探阶段。 评价勘探的任务是：在已发现存在工业油气藏的基础上，查明含 油气边界，确定含油气面积、含油高度和油气储量，对油气层分层的 岩性、分布及其连通情况进行分析，查清岩石物性及产能，对油气藏 进行综合评价及经济效益预测分析，为编制油气田开发方案作好准备。油气藏评价勘探可分为项目建立、地震精查、评价井钻探、油气 田评价四个步骤来完成。2.1.4.2.1.4. 滚动勘探滚动勘探 国内外油气勘探的历史经验表明，复杂油气田被发现后，还需要 经过一个相当长时间的勘探开发过程，方可全部探明油气田地质储量。-6-虽

11、然油气田经过了区域勘探、圈闭预探、甚至评价勘探阶段，基本探 明了油气藏地质情况。但是有许多地质问题仍需在开发过程中逐步解 决。 对某些油气田按一般情况布置的探井数量，往往控制不了绝大多 数油气藏，或者说可能有相当一部分油气藏被漏掉。加之油、气、水 关系复杂，在剖面上油水层交替出现，同一油层在平面上会断续出现。 这些必然会导致油田各区块的油气地质条件差异大。故从浅层油藏到 深层油藏，从一个区块到另一个区块的勘探开发过程中，均需反复认 识，多次勘探，甚至有可能当第一个区块投入全面开发后，在勘探第 二个区块的启发下，反过来再补充勘探第一个区块的浅层或深层油气 藏。因此相当多的油气田均有必要将勘探工作

12、贯穿于开发的全过程中， 即所谓滚动勘探开发。 对一个复杂的油气区、油气聚集带、油气田或在一个油田区块， 在开发几十年，甚至更长时间后，仍有可能有新的油层或油气藏被发 现，即所谓新层位、新区块、新领域和深层（包括基岩）油藏。2.2.2.2. 油气田开发程序油气田开发程序一个含油气构造经过初探发现其具有工业油气流以后，紧接着就 要进行详探并逐步投入开发。所谓油气田开发，就是依据详探成果和 生产性开发试验成果，在综合研究的基础上对具有工业价值的油气田， 按照国家对油气生产的要求，从油气田的实际情况和生产规律出发， 制订出合理的开发方案，并对油气田进行建设和投产，使油气田按预 定的生产能力和经济效果长

13、期生产，直至开发结束的全过程。 一个油气田的正规开发一般要经历三个阶段：开发前的准备阶段， 包括详探和开发试验等；开发设计和投产，其中包括油气层研究和评 价，全面布置开发井，制订和实施射孔方案、注采方案；方案的调整 和完善。其中，油气田开发方案的制订和实施是油气田开发的中心环 节，在实施过程中必须不断调整方案。可以说，整个油气田开发过程 就是一个不断加深认识和不断调整的过程。 为了合理开发油气田，还必须制订一个科学、合理的开发程序。 具体讲，就是要把油气田勘探和开发密切结合起来，根据油气田的具 体情况，把油气田从勘探到开发划分几个阶段，合理安排钻井程序，-7-尽可能地用较少的井，以经济有效的方

14、式取得对油气田的基本认识， 编制出整个油气田的开发方案，从而正确地解决认识油气田和开发油 气田的矛盾。使油气田科学地、有步骤地、高效益地投入开发，以满 足国家对油气生产的需要和提高企业效益。 对于不同地质特征的油气田应采取不同的开发程序。油气田的开 发实践表明，几乎没有一个油田。特别是大油田的开发部署不是一次 完成的，一般都经历了多次布井、多次调整的过程。下面叙述我国最 常见的两类油田的合理开发程序。2.2.1.2.2.1. 非均质多油层大型油田的合理开发程序非均质多油层大型油田的合理开发程序 大庆油田根据自己的特点，提出了一套适应多油层大油田的合理 开发程序，把油田从初探到全面开发划分为开辟

15、生产试验区、加密钻 评价井和开发资料井、部署基础井网和先钻井后定注采井别等几个步 骤。把油田的逐步投入开发和对油层地质特征的了解紧密地结合起来， 以较少的井取得了较好的开发效果。这套程序被我国类似油田广泛采 用。 开辟生产试验区，认识油田基本特点开辟生产试验区，认识油田基本特点 开辟生产试验区，就是用“解剖麻雀”的方法，在油田上选择一 块具有代表性的地区，进行开发试验，取得经验，指导全油田的开发。 加密钻评价井和开发资料井，着重掌握主力油层的地质规律加密钻评价井和开发资料井，着重掌握主力油层的地质规律 生产试验区的开辟对于认识油田起着很重要的作用，但它毕竟还 是油田上一个“点”的解剖，因此，除

16、了开辟生产试验区外，还必须 有目的地加密钻探，分区钻探开发资料井。开发资料井的钻探部署， 应以试验区为中心，由近而远，逐步扩大。通过分区开发资料井的钻 探，将取得的成果与通过试验区对油层的典型解剖结果结合起来，由 特殊到一般，又由一般到特殊的综合研究，就可以掌握新区内稳定分 布的主力油层的变化趋势，核实油层参数，计算油田储量，为新区投 人开发准备条件。 部署基础井网，开发主力油层，认识其它油层部署基础井网，开发主力油层，认识其它油层 在开辟试验区和加密钻探的基础上，选择一组具备独立开发条件 的渗透率高、分布稳定的油层为对象，首先将它们投入开发，针对这-8-些油层的特点布置一组排距、井距相对较大的稀井网，这套井网称为 基础井网。基础井网是开发区的第一套井网，它的主要任务是探明构 造情况，搞清各类油层的性质（尤其是分布不稳定的油层），掌握油、 气、水的分布规律，了解油井生产能力。为全面开发取全取准各种参 数，做好准备工作。 先钻井后定注采井别，合理有效地开发不稳定