石油工程概论课件4油田开发设计基础

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1、对于具有工业开采价值的油田，,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，,按照国民经济发展对原油生产的要求，,从油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，,油田开发,直至开发结束的全过程。,开发方案的调整和完善,一个油田的正规开发一般要经历三个阶段,开发前的准备阶段,第四章 油田开发设计基础,油藏工程：应用地球物理、地质、油层物理、渗流力学及采油工程方面的方法、成果、资料，对油藏的开发方案进行设计、调整、评价，以及应用有效的开采机理、驱替理论和工程方法来预测分析油藏的未来的开发动态，并根据这种预测结果

2、提出相应的技术措施，以便获得油藏最大的采收率。,认识、开发,改造,主 要 内 容,油田开发方案报告编写,油田开发准备,油藏驱动方式及开采特征,开发层系划分与组合,井网与注水方式,第四章 油田开发设计基础,所谓合理的开发程序，就是把从油田勘探到投入开发的过程分成几个阶段，把油藏描述研究、油藏工程研究以及其他的技术学科有机地结合起来，合理安排钻井、开发次序和对油藏的研究工作，尽可能用较少的井、较快的速度来取得对油田（藏）的全面认识，以及有关基础资料的获取，编制油田开发方案，指导油田逐步投入开发。,第一节 油田开发准备,油田勘探开发是个连续的过程。将整个油气田勘探开发过程划分为三个阶段，即区域勘探（

3、预探）阶段、工业勘探（详探）阶段和全面开采阶段。,1. 区域勘探（预探）,区域勘探是在一个地区（指盆地、坳陷或凹陷）开展的油气田勘探工作。,主要任务：从区域出发，进行盆地（或坳陷）的整体调查，了解地质概况，查明生、储油条件，指出油气聚集的有利地带，并进行油气地质储量的估算，为进一步开展油气田工业勘探指出有利的含油构造。,第一节 油田开发准备,第一节 油田开发准备,工业价值：指可采储量能补偿他的勘探、开发及附加费用。,什么是可采储量,可采储量：在现代技术和经济条件下可以采出的储油（气）层中的那一部分油（气）储量。,可采储量与本国的技术水平及政治经济政策有很大的关系。,第一节 油田开发准备,2.

4、工业勘探（详探）,工业勘探是在区域勘探所选择的有利含油构造上进行的钻探工作。,主要任务: 寻找油气田和查明油气田，计算探明储量，为油气田开发做好准备。,第一节 油田开发准备,确定可采储层的标准（大庆油田） 开发初期：渗透率(10-3m2) 孔隙度 地层厚度(m) 150 23% 0.5 84年复查： 50100 0.2,增加储量10亿吨,第一节 油田开发准备,工业勘探,构造预探,油田详探,构造预探简称预探。它是在详查所指出的有利含油构造上进行地震详查和钻探井。其主要任务是发现油气田及其工业价值，初步圈定出含油边界，为油田详探提供含油气面积。,油田详探简称详探。它是在预探提供的有利区域上，加密钻

5、探，并加密地震测网密度。其主要任务是查明油气藏的特征及含油气边界，圈定含油气面积，提高探明储量，并为油藏工程设计提供全部地质基础资料，其中包括油气田构造的圈闭类型、大小和形态，含油层的有效厚度，流体物性参数及油层压力系统、油井生产能力等油藏参数资料。,第一节 油田开发准备,在详探阶段，要有次序、有步骤地开展下列各项工作：地震细测、打详探资料井、油井的试油和试采和开辟生产试验区。,地震细测：在预探成果的基础上，配合钻探，加密地震测网密度,（测线密度在2km/平方公里）落实构造和含油分布。,目的：查明油藏构造、断层分布、走向、倾角，确定含油面积。,第一节 油田开发准备,打详探资料井（取心资料井）：

6、井数少，但是要全面反映地层的状况，井距2km左右，整装油田在2-3km，断块油田在1-2km。取心井要求严格，收获率达到90%以上，保存20年。,进行的工作：录井、测井、测试、测井解释,目的：进行地层的对比，隔层对比，确定主力油层的发育状况，对断层隔层分布做出可靠评价，对岩心进行分析。,第一节 油田开发准备,试油和试采,试油：对详探井的资料进行分析，确定井的生产能力和相关参数。,1)产量数据，地下地面的油气水产量，不同压力下的稳定产量；,2)压力，原始地层压力、静压、流压、套压；,3)油气水的性质；,4)边底水能量的大小；,5)地层的温度状况。,所取参数,第一节 油田开发准备,试采： 在试油以

7、后，油井以比较高的产量生产，暴露出油藏的生产问题，以便在开发方案中加以考虑。,主要任务,（1）认识油井生产能力，即主力油层的产量变化，递减状况。,（2）认识油层天然能量的大小及驱动类型和驱动能量的转化。,（3）认识油层的连通情况和层间干扰情况。,（4）认识生产井的合理工艺技术和油层增产改造措施。,第一节 油田开发准备,开辟生产试验区,原 则,（1）生产试验区开辟的位置和范围对全油田应具有代表性。通过试验区认识的油层分布规律、流体运动特点对全油田具有较为普遍的意义。,（2）试验区应具有相对的独立性，把试验区对全油田合理开发的影响减小到最小程度。,（3）试验区要具有一定的生产规模。,（4）试验区的

8、开辟还应尽可能考虑地面建设。,（5）抓住油田开发的关键问题，对比性强。,第一节 油田开发准备,目的：提前了解在正式开发中可能会遇到的问题，及时的采取相应的策略，以及各种措施的可行性，技术界限，是整个油田开发的先导。,内 容,（1）天然能量试验，能量的大小，转变的时机；,（2）井网试验，井网密度大小，井网的类型；,（3）产能变化规律，产量递减规律；,（4）注水开发试验，转注时机，注采比大小，见水时间，含水上升规律；,（5）采收率大小；,（6）二采三采试验。,（7）增产增注措施。,第一节 油田开发准备,3. 油田正式投入开发部署基础井网,基础井网： 是以主要的含油层系为目标设计的第一批生产井和注水

9、井，是开发区的第一套正式的井网。,油层稳定，物性好，隔层好，有足够的储量,建立基础井网原因： 对于河流相油藏，非均质性比较严重，只采用探井和资料井不能准确了解油层，而且探井太多也会影响以后的布井。,第一节 油田开发准备,建立基础井网的目的：,一是合理开发主力油层，建成一定的生产规模。,二是兼探开发区的其他油层，解决探井、资料井所没有完成的任务，搞清这些油层的分布状况、物理性质和非均质特点，为下一步开发这些油层提供可靠的地质依据。,第一节 油田开发准备,基础井网的部署要求： 基础井网的部署应该在开发区总体开发设计的基础上进行，要考虑到将来不同层系井网的相互配合和综合利用，不能孤立地进行部署。 基

10、础井网在实施上要分步进行，基础井网钻完后，暂不射孔，及时进行油层对比，搞清地质情况，掌握其他油层特点。必要时，修改和调整原定方案。然后再对基础井网射孔投产。,第一节 油田开发准备,第一节 油田开发准备,大庆油田实例,大庆油田从1955年开始普查和详查，1959年9月发现松基3井喷油，经试油，15.8t/d，深度1461.7m，具有工业价值。,1959.9-1962为开发准备阶段，动员了全国37个厂矿的5万职工大会战，开辟了63.6km约22平方公里的生产试验区。试验区中两排注水井，中间夹三排油井，排距600m，油井114口，水井51口，观察井12口，共177口。,1962年，基础井网部署完毕，

11、63年编制了第一个正式的开发方案，在萨尔图中部建成产能500万吨。,1965年达到1000万吨，68年达到1500万吨，72年达到3200万吨，75年达到4400万吨，76年达到5000万吨。,第二节 油藏评价,1. 储量评价及计算方法 2. 油藏的驱动方式及其开采特征,第二节 油藏评价,地质储量的分级,三级储量：概算产量。一个含油气构造在有3口以上的探井发现工业油流后，在基本掌握油藏类型、含油范围以后，利用钻井、地震、区域地质研究的基础上计算三级地质储量。与远景储量相比概算储量具有工业储量的性质，与二级和一级相比具有推测的性质。该储量是进一步详探的依据，不能作为开发使用，与一级储量相比具有5

12、0%的精确度。,二级储量：探明储量，在探井和资料井达到一定的密度以后，取得相当的试油试采资料以后，计算的储量，与一级储量相比具有80%的精度。,一级地质储量：开发储量。开发井网钻完以后，依据岩心资料、测井资料和开采资料确定的储量，它要求油藏类型清楚、含油面积准确、有效厚度可靠，各项参数落实，是制定生产计划和编制开发调整方案的依据。,第二节 油藏评价,储量估算方法通常分为三类： 类比法；容积法；动态法,各种计算方法的优缺点： 类比法：经验确定 容积法：比较准确，但是参数难取 动态方法：比较准确，方法多，需要资料多。物质平衡、产量递减、数值模拟、水驱曲线、试井。,远景储量：推测，潜在,探明储量：

13、详探阶段，资料比较清晰,开发储量：地质、生产资料都比较齐全,第二节 油藏评价,容积法地质储量的计算,油藏的地质储量：,第二节 油藏评价,按规模分类,特大油田 10亿吨 特大气田 1000亿方 大油田 1-10亿吨 大气田 300-1000亿方 中油田 0.11亿吨 中气田 50-300亿方 小油田 0.01-0.1亿吨 小气田 5-50亿方,按储量丰度：,特高丰度 500 万吨/km2 30 亿方/km2 高丰度 300-500万吨/km2 10-30 亿方/km2 中丰度 100-300万吨/km2 4-10 亿方/km2 低丰度 50-100万吨/km2 2-4 亿方/km2 特低丰度 5

14、0万吨/km2 2 亿方/km2,储量综合评价,1. 储量计算方法 2. 油藏的驱动方式及其开采特征,第二节 油藏评价,第二节 油藏评价,驱动方式：油藏中驱动流体运移的动力能量的种类及其性质。,不同的能量方式决定了油藏的开发方式、开采特征、采收率、布井方式等油藏的重要措施。,（1）油藏中流体和岩石的弹性能。 （2）溶解于原油中的天然气膨胀能。 （3）边水和底水的压能和弹性能。 （4）气顶气的膨胀能。 （5）重力能。 （6）人工注水注气的压能和弹性能量。,驱油能量,第二节 油藏评价,表征油藏动态的指标,油藏的平均地层压力：指油藏全区域的地层压力的平均。Pe测取有困难。,日产油量：日产能力和日产水

15、平之分Qo。,日产液量：日液能力和日液水平QL。,综合含水率：有体积含水率和质量含水率之分Fw,累积产油量Np，累积产液量Lp，累积产水量Wp，累积注水量Wi。,注采比：瞬时注采比和累积注采比 IPR 。,采出程度R，采收率。,存水率：C。,采油速度Ro，采液速度Rl，剩余储量的采油速度。,生产气油比：瞬时生产气油比，累积生产气油比Rp。,第二节 油藏评价,形成条件：没有边底水，无气顶，无注水，地层压力大于饱和压力。,弹性驱动,能量释放：地层压力降低，油藏岩石和流体释放能量。,适用油藏：封闭油藏、断块油藏，一般油藏在地饱压差比较大的开发前期（应该注意油藏岩石物性的改变）。在海上油田和复杂地貌及

16、注水条件差的地方采用。,第二节 油藏评价,溶解气驱动,形成条件：没有边底水，无气顶，无注水，地层压力等于饱和压力。,能量释放：地层压力降低，原油脱气，气体膨胀，释放能量。,适用油藏：封闭油藏、断块油藏。当溶解气油比比较大，原油的粘度比较小的情况下，以及海上，注水条件差的油藏采用。,第二节 油藏评价,实 例,青海冷湖油田1958年投入开发，采用溶解气驱动，到1984年地层累积亏空1355万方。,大港油田西区两个断块油藏，边水不活跃，地饱压差比较小0.58Mpa，1970年8月投入开发，采用溶解气驱动，开发2月后生产气油比从21方/吨,上升到134方/吨。三年半后80%的油井停喷。1974年4月开始注水，1975年底恢复到原始地层压力。,但是注水以后，即使地层压力得到恢复，地层原油的粘度由于脱气的原因，大于初始条件下的原油粘度，降低最终的