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1、第三章油田开发方式的确定,第一节 驱动方式的选择第二节 开发层系的划分与组合第三节 油田注水方式的选择第四节 开发井网部署,由于实际油田是千差万别的，各种各样的，因而很难用统一模式来确定其开发方式，必须因时因地具体等待。一个油田在地质物理模型建立之后，可以有许多方式用来开采，究竟那一种最佳则需要通过综合研究评价来确定。,我国已发现的油藏可划分成十类，各类的开发原则可概括如下：1.整装中高渗透的大中型砂岩油藏油藏压力必须大于饱和压力开采选择早期注水方式开采稳产期采出可采储量的60%以上2.低渗透砂岩油藏实施低污染的钻井、完井措施早期压裂改造油层具备注水注气条件的，应保持油藏压力开采,3. 气顶油
2、藏充分利用天然气顶的能量严格防止油气互窜论证射孔顶界位置4. 边底水油藏充分利用边底水的能量注意边底水的锥进和舌进,5. 裂缝性层状砂岩油藏搞清裂缝发育规律和方向如需注水，考虑沿裂缝走向布注水井6. 砾岩油藏通常采用注水方式开发注水压力小于地层破裂压力加大注采井数比7. 高凝油、高含蜡及析蜡温度高的油藏注意保持油层和井筒温度注水井投注前实施加热预处理采油井注意控制井底压力，防止井底附近大量脱气,8. 凝析气藏及带凝析气顶的油藏当凝析油含量200g/m3, 采取保压开采，PsPd 开采方式：注气、循环注气当凝析油含量100mPa.s, o0.934的油藏，采用热采方式开采（蒸汽吞吐、蒸汽驱或火烧
3、油层）o100mPa.s，采用加密井网注水抽油方式开采,第一节 驱动方式的选择,开发方式的种类： 天然、人工。选择开发方式的原则：既要合理地利用天然能量又要有效地保持油藏能量（如注入流体等）以满足对开采速度和稳产时间的要求。 油藏经营原则：开发油田应主要是从取得最大经济利润及资金加速周转出发，总是尽量减少投资，充分利用天然能量，进行油田衰竭式开发(blowdown)或天然水驱，然后再辅之第二、第三次采油。同时还要满足国家宏观经济发展的需求。,选择的方法：必须进行区域性的调查研究，需要了解整个水压系统地质、水文地质特性和油藏本身的地质物理特征:油田有边水还是底水，有无液源供给区，中间是否有断层遮
4、挡，岩相变异，尤其是含油边缘附近的渗透性好坏，边底水是否活跃都会影响天然水驱的利用。油田有无气顶及其大小，油层顶部渗透性是否好，若垂直渗透率高，油层比较陡峭则有利于气顶膨胀及次生气顶的形成，溶解气逸出向气顶补充，有利于建立气压驱动。,在选择压力驱动时，应该对地质、工程及经济全面加以分析考虑，对于采取不同方式所能获得烃类的最终采收率及经济效果予以论证，从而确定其必要性、可靠性，确定注入剂的类型。此外，还应结合流体性质、储层孔隙结构、粘土矿物成分，确定注入剂标准及添加剂、注入的程度。推荐的驱动方式 ：由于水的来源广、价格便宜、易于处理、水驱效果一般较溶解气驱、重力驱好，故凡是有条件的油田，我国都采
5、用注水开发，并取得显著的经济效果。,第二节 开发层系的划分与组合,开发层系划分的目的与原因开发层系划分的意义和原则开发层析具体的划分方法开发层系划分的步骤影响开发层系划分的因素,一般来说：1、随着开发层系内油层层数和厚度的增加，油层动用厚度和出油好的厚度明显减少，油层采油强度下降，采收率下降。2、开发层系内高低渗透率油层不同的厚度比例。对开发效果影响大。3、开发层系内不同渗透率、不同粘度油层、不同组合对开发效果影响很大。,1）层系一开始就细分，多套井网分采不同的油层，少搞分层作业，实现较高的波及系数。如美国2）初期层系划分得粗一些，少钻井，多搞分层开采作业，提高注水波及面积。后期根据需要，多井
6、网分采各层。如前苏联；我国的砂岩油田多为陆相沉积，具有多物源、多旋回、岩性物性变化大、非均质严重的特点，多采用粗分层，后期调整。,四、具体的划分方法有两种：,表3-1 我国砂岩油田层系的划分,表3-2 前苏联几个大油田开发层系的划分,五、开发层系划分的步骤：,1研究油砂体特性及对合理开发的要求，确定开发层系划分与组合的地质界限2通过单层开采的动态分析，为合理划分层系提供生产实践依据3确定划分开发层系的基本单元4综合对比不同层系组合的开发效果，选择最优的层系划分与组合方案,1研究油砂体特性及对合理开发的要求，确定开发层系划分与组合的地质界限,我国油田开发实践表明，我国陆相沉积油层含油最小的基本单
7、元为油砂体。因此，通过分层对比，定量确定特性参数后，应查明油砂体的大小，以此为核心，进行储油层研究。在研究时，应注意：（1）分析油层沉积背景、沉积条件、类型和岩性组合（研究以油层为单元），通常油层沉积条件相近，油层性质也就相近。在相同井网、注水方式下，开采特点也大体一致。故将沉积条件相近的油层组合成一套井网进行开发。（2）研究油层内的韵律性，以便细分小层。（3）从油砂体研究入手，来认识油层分布形态和性质。,2通过单层开采的动态分析，为合理划分层系提供生产实践依据,从油井的分层试油、试采，尤其是分层测试等，了解各小层的生产能力、地层压力及其变化。应用模拟法、水动力学法、经验统计法等，确定各小层的
8、采油指数与地质参数之间的相互关系，合采时采油指数下降值与Kh/值。根据油砂体的工作状况，其所占储量的百分比，采油速度的影响，采出的程度的状况等，可对层系的划分作出决断。,3确定划分开发层系的基本单元,根据开发层系划分的原则，确定开发单元。该单元既可独立开发，也可几个组合在一 起作为一个层系开发。因此，每个单元的上、下隔层必须可靠，具有一定的储量和生产能力。,4综合对比不同层系组合的开发效果，选择最优的层系划分与组合方案,在层系划分及组合以后，必须采用不同的注采方式及井网，分油砂体计算其开发指标，综合对比不同的组合方式下的开发效果，从开发要求出发，确定最优方案。其主要衡量的技术指标是：（1）不同
9、层系组合所能控制的储量；（2）所能达到的采油速度、分井生产能力和低产井所占百分数；（3）无水期采收率(water-free oil recover factor)；（4）不同层系组合的钢材消耗及投资效果等指标。,六、影响开发层系划分的因素,由于油藏地质条件和油层物理及油藏流体性质的差异，开发、采油工艺技术及地面环境的情况等都会影响开发层系的划分，总结影响开发层系划分的因素主要为下面几点。（1）油气储集层的物理性质；（2）石油和天然气的物理化学性质；（3）烃类相态和油藏驱动类型；（4）油田开发过程的管理条件；（5）井的开发工艺和技术;（6）地面环境条件。,多油层油田如果具有下列地质特征时，不能够
10、用一套井网开发：（1）储油层岩性和特性差异较大，如泥岩和砂岩；（2）油气的物理化学性质不同，如高粘、低粘；（3）油层的压力系统和驱动方式不同；（4）油层的层数太多，含油井段过长。,第三节油田注水方式的选择,一、为什么要注水？原因：当油田依靠天然能量开采时，存在一定的问题，主要表现为：（1）多数油田的天然能量不充足，同时局限性大，不易控制，作用时间短；（2）能量发挥不均衡，一般初期大，油井高产，但很快递减，不能实现稳产；（3）油田的调整和控制困难；（4）采收率较低。,注水开发油田的主要优点：（1）能保持高产，注水保持地层压力，可以保持较高压差生产，因而产量高；（2）驱油效率高，高压注水，水可将油
11、层中的油驱向生产井底；（3）容易控制和调整；（4）采收率高，砂岩油田溶解气驱采收率为1531%，而水压驱动则可为3660%。碳酸盐油田溶解气驱采收率平均为18%，而水压驱动采收率可达44%。（5）经济效果好。,二、如何注水？注水时间的选择1、不同时间注水油田开发的特点2、注水时机的选择注水方式的确定1边缘注水2切割注水法 3面积注水,三、注水时间的选择 在注水的时间上，从发展的倾向来看，以早注比晚注的主张多，而在注水的具体界限上常考虑两个因素：1）压力因素；2）油藏渗透率及几何形态的情况。,1早期注水(early-stage waterflooding or early water flood
12、ing) 早期注水的特点是在地层压力还没有降到饱和压力之前就及时进行注水，使地层压力始终保持在饱和压力以上。一般投产后12年，有的可能更早。由于地层压力高于饱和压力，油层不脱气，原油性质较好，注水后，随着含水饱度增加，油层内只是油水两相流动，其渗流特征可由油水两相相对渗透率曲线所反映。,油田早期开始注水有以下优点：1）可延长自喷采油期及提高自喷采油量；2）可减少产水量；3）可采用较稀的生产井网；4）可提高油井产油量；5）可减少采出每吨原油所需的注水量；6）可以提高主要开发阶段的采油速度；7）使开发系统灵活并易调整。缺点：油田初期注水工程投资较大，投资回收期长，所以早期注水不是对所有油田都适合的
13、，对原始地层压力高，饱和压力低的油田更是如此 。,2晚期注水(late water flooding)：油田开发初期先依靠天然能量开采，地层压力将逐渐降到饱和压力以下，进入溶解气驱之后再进行注水开发。优点：初期生产投资少，原油成本低。对原油性质较好，面积不大，具有天然能量比较充足的中、小油田可以采用考虑采用。 缺点：注水后，地层压力回升，但也只是在低水平上保持稳定 ；采油指数不会有大的提高 ；油田产量不可能稳产，自喷开采期也较短。,3中期注水(mid-stage water flooding) 特点:中期注水方式介于上述两者之间，即投产初期依靠天然能量开采，当地层压力下降到低于饱和压力后，在气
14、油比上升到最大值之前注水。此时油层中将由油、气两相流动变为油气水三相流动，随着注水恢复压力，可以有两种情况。 一种情形是压力恢复到一定程度，仅低于饱和压力，在地层压力稳定条件下，形成水驱混气驱动方式。当从原油中析出的气体尚未形成连续相时，这部分气体有一定驱油作用。有助于提高采收率。,另一种情况是通过注水，将地层压力恢复到饱和压力以上，此时脱出的游离气可以重新溶解到原油中，但其过程并不可逆，溶解气油比和原油性质均不可能恢复到初始情况，产能低于初值。但在地层压力高于饱和压条件下，将井底流压降到饱和压力下，尽管采油指数较低，然而由于采油井的生产压差大幅度提高，也可能使油井获得较高的产量，从而获得较长
15、的稳产期。 上述两种初期利用天然能量开采，在一定时机及时注水开发的方法、初期投资少，经济效益好，也可能保持较长的稳产期，并不影响最终采收率。对地饱压差较大，天然能量相对大的油田较适用。,四、注水时机的选择1油田天然能量的大小 总的一个原则就该是满足油田开始的前提下，尽量利用油田的天然能量，尽可能减少人工能量的补充。2油田的大小和对油田的产量要求 对小油田，由于储量少，产量不高，一般要求高速开采，不一定追求稳产期长，因此也就没有必要强调早期注水。但对大油田，由于必须强调保持较长时间原油产量的稳定，所以油田开发的方针和对产量的要求不同，对注水时间的选择亦不同。,3油田的开采特点和开采方式 不同油田
16、由于地质特点不同，其开采特点及开采方式的选择对注水时间的确定也是有关系的。自喷开采，就要求注水时间相对早一些，压力保持水平相对高一些。有的油田原油粘度高，油层非均质性严重，自喷很困难，只能采用机械采油方式，地层压力就没有必要保持在原始地层压力附近，就不一定采用早期注水。 有的油田地层压力很高，压力系数可达1.3以上，可推迟注水。 总之，注水时间的选择是一个比较复杂的问题，既要考虑到油田开发初期的效果，又要考虑到油田中后期的效果，必须在开发方案中进行全面的技术经济论证，在不影响油田开发效果和完成宏观计划的前提下，适当推迟注水时间，可以减少初期投资，缩短投资回收期，有利扩大再生产，取得较好的经济效益。,
