油气藏工程

引言引言5.1 5.1 油气藏工程原理及方法油气藏工程原理及方法 5.2 5.2 油气田开发程序油气田开发程序小结小结第五章第五章 油气藏工程油气藏工程 含油气构造含油气构造预探预探工业油气流工业油气流详探详探开发开发油油气气藏藏工工程程概概念念是石油天然气工程的重要组成部分，是专门是石油天然气工程的重要组成部分，是专门研究油气田开发方法的综合技术学科。它综研究油气田开发方法的综合技术学科。它综合应用地球物理、油气藏地质、油气层物理、合应用地球物理、油气藏地质、油气层物理、渗流理论和采油采气工程等方面的成果及其渗流理论和采油采气工程等方面的成果及其提供的信息资料，对油气藏开发方案进行设提供的信息资料，对油气藏开发方案进行设计和评价，以及应用有效的开采机理、驱替计和评价，以及应用有效的开采机理、驱替理论和工程方法来预测和分析油气藏未来的理论和工程方法来预测和分析油气藏未来的开发动态，并根据这种预测结果提出相应的开发动态，并根据这种预测结果提出相应的技术措施，以便获得最大的经济采收率。技术措施，以便获得最大的经济采收率。油油气气田田开开发发阶阶段段一一1859-1930二二1930-1940三1940-1950四1950年至今年至今没有把油田看成一个整体，没有把油田看成一个整体，而是一块一块地开采。而是一块一块地开采。钻井生产几乎是唯一的开发手段。钻井生产几乎是唯一的开发手段。所研究的主要问题是关于井网密度所研究的主要问题是关于井网密度把油田看成一个整体来进行开发。把油田看成一个整体来进行开发。油藏驱动能量的学说；油层物理学油藏驱动能量的学说；油层物理学进一步建立了油田开发的理论基础，进一步建立了油田开发的理论基础，19481948年油田开发科学原理出版年油田开发科学原理出版同时进行了规模不断扩大的人工注水同时进行了规模不断扩大的人工注水开发实践。开发实践。油田开发事业进入了现代化的发展阶段油田开发事业进入了现代化的发展阶段油油气气藏藏工工程程是一门认识油气藏，运用现代综合性科是一门认识油气藏，运用现代综合性科学技术开发油气藏的学科。学技术开发油气藏的学科。它不仅是方法学，而且是它不仅是方法学，而且是指导油田开发决策的学科。指导油田开发决策的学科。其基本内容：其基本内容：在油藏描述建立地质模型和油藏工程模型的基础在油藏描述建立地质模型和油藏工程模型的基础上，研究有效的驱油机制及驱动方式，预测未来上，研究有效的驱油机制及驱动方式，预测未来动态，提出改善开发效果的方法和技术，以达到动态，提出改善开发效果的方法和技术，以达到提高采收率的目的。提高采收率的目的。5.1 油气藏工程原理及方法油气藏工程原理及方法 一、油藏驱动类型一、油藏驱动类型二、二、提高采收率的方法提高采收率的方法三、三、注水方式注水方式四、四、开发层系的划分与组合开发层系的划分与组合五、油田开发井网部署五、油田开发井网部署六、油藏数值模拟六、油藏数值模拟七、气田开发七、气田开发油藏中存在的油藏中存在的各种天然能量各种天然能量边水边水或底或底水的水的压力压力气顶气气顶气的膨胀的膨胀力力岩石和流岩石和流体的膨胀体的膨胀力力原油自身原油自身的重力的重力油油藏藏驱驱动动类类型型1 1 刚性水压驱动刚性水压驱动2 2 弹性水压驱动弹性水压驱动3 3 气压驱动气压驱动4 4 弹性驱动弹性驱动5 5 溶解气驱动溶解气驱动6 6 重力驱动重力驱动5.1 油气田开发工程原理及方法油气田开发工程原理及方法 一、油藏驱动类型一、油藏驱动类型油藏驱油的动力主要来源于有充足供水能力油藏驱油的动力主要来源于有充足供水能力的边水或底水的水头压力。这种驱油动力，的边水或底水的水头压力。这种驱油动力，叫刚性水压驱动叫刚性水压驱动 。1.1.刚刚性性水水压压驱驱动动一、油藏驱动类型一、油藏驱动类型油藏驱油动力，主要依靠与油藏含油部分相连通的油藏驱油动力，主要依靠与油藏含油部分相连通的广大水体的弹性膨胀。这种驱动方式叫弹性水压驱广大水体的弹性膨胀。这种驱动方式叫弹性水压驱动。动。2.2.弹弹性性水水压压驱驱动动一、油藏驱动类型一、油藏驱动类型油藏驱油动力，主要依靠气顶中压缩天油藏驱油动力，主要依靠气顶中压缩天然气的弹性膨胀力，叫气压驱动。然气的弹性膨胀力，叫气压驱动。3.3.气气压压驱驱动动 一、油藏驱动类型一、油藏驱动类型油藏驱油动力主要来源于油藏驱油动力主要来源于油藏本身岩石和流体的弹性膨油藏本身岩石和流体的弹性膨胀力胀力，这种驱动方式叫弹性驱动。当油层压力降低时，这种驱动方式叫弹性驱动。当油层压力降低时，岩石和流体发生弹性膨胀作用，把相应体积的原油驱入岩石和流体发生弹性膨胀作用，把相应体积的原油驱入井底，这类油藏多数被断层和岩性所封闭。井底，这类油藏多数被断层和岩性所封闭。它的生产特点是：由于弹性驱动能量很小，油层压力和它的生产特点是：由于弹性驱动能量很小，油层压力和产量下降都很快。产量下降都很快。4.4.弹性驱动弹性驱动一、油藏驱动类型一、油藏驱动类型5.5.溶溶解解气气驱驱动动 油藏的驱油动力主要来源于原油中溶解气的膨胀。油藏的驱油动力主要来源于原油中溶解气的膨胀。当油层压力下降时，天然气从原油中逸出，形成气当油层压力下降时，天然气从原油中逸出，形成气泡，依靠气泡的膨胀，将原油驱向井底，这种驱动泡，依靠气泡的膨胀，将原油驱向井底，这种驱动方式叫溶解气驱。方式叫溶解气驱。一、油藏驱动类型一、油藏驱动类型6 6重重力力驱驱动动 油藏的驱油动力主要靠原油自身的重力，由油藏的驱油动力主要靠原油自身的重力，由油层流向井底。这种驱动方式叫重力驱动。油层流向井底。这种驱动方式叫重力驱动。一、油藏驱动类型一、油藏驱动类型总总起起来来说说，一一个个油油藏藏可可能能同同时时存存在在着着两两三三种种天天然然能能量量。只只是是在在不不同同的的开开发发阶阶段段，主主要要依依靠靠的的驱驱油油动力不同。油藏驱动方式是在变化的。动力不同。油藏驱动方式是在变化的。从天然驱动能量来看，我国投产的油田多数属于从天然驱动能量来看，我国投产的油田多数属于弹性水压驱动、弹性驱动和溶解气驱弹性水压驱动、弹性驱动和溶解气驱，而刚性水，而刚性水压驱动和气压驱动的油田很少。压驱动和气压驱动的油田很少。也可以说，多数油田的天然能量不足，这就是为也可以说，多数油田的天然能量不足，这就是为什么我国把油田注水作为油田开发的一项基本方什么我国把油田注水作为油田开发的一项基本方法。法。一、油藏驱动类型一、油藏驱动类型采采收收率率是是指指在在某某一一经经济济极极限限内内，在在现现代代工工程程技技术术条条件件下下，从从油油藏藏原原始始地地质质储储量量中中可可以以采采出石油储量的百分数。出石油储量的百分数。可采储量可采储量=原始地质储量原始地质储量*采收率采收率二、提高采收率的方法 二、提高采收率的方法 大多数油藏在发现以后，一般都经历了所谓的大多数油藏在发现以后，一般都经历了所谓的“一次采油一次采油”阶段。在这个期间，主要是利用油藏阶段。在这个期间，主要是利用油藏本身的天然能量来采出一部分原油。本身的天然能量来采出一部分原油。作为一种提高一次采油采收率和产能的方法，在作为一种提高一次采油采收率和产能的方法，在一口或多口井中注入流体。在一次采油后一定时一口或多口井中注入流体。在一次采油后一定时间内注入流体的方法通常被称为间内注入流体的方法通常被称为“二次采油二次采油”。一次采油和注水或非混相注气的二次采油的最终一次采油和注水或非混相注气的二次采油的最终采收率通常为原始地质储量的采收率通常为原始地质储量的20%4020%40。在二次采油达经济极限时，向地层中注入流体、在二次采油达经济极限时，向地层中注入流体、能量，将引起物理化学变化的方法通常被称为能量，将引起物理化学变化的方法通常被称为“三次采油三次采油”。包括聚合物驱、各种化学驱（活性。包括聚合物驱、各种化学驱（活性水驱、微乳液驱、碱性水驱）及复合化学驱、气水驱、微乳液驱、碱性水驱）及复合化学驱、气体混相驱（不是以保压为目的的注气）。体混相驱（不是以保压为目的的注气）。在任何时期，向地层中注入流体、能量，以提高在任何时期，向地层中注入流体、能量，以提高产量或采收率为目的开采方法常被称为产量或采收率为目的开采方法常被称为“强化采强化采油油（EOR)EOR)，包括三次采油中的所有方法和热力采，包括三次采油中的所有方法和热力采油法。油法。二、提高采收率的方法 可可采采储储量量不不仅仅与与油油藏藏类类型型、储储层层及及流流体体性性质质、以以及及驱驱动动类类型型等等自自然然条条件件有有关关，而而且且与与油油田田开开发发方方式式、采采油油工工艺艺技技术术和和生生产产管管理理水水平平等等人人为为因因素素有有密切关系。密切关系。从从计计算算油油田田探探明明储储量量开开始始，就就应应当当计计算算可可采采储储量量，随随着着对对油油田田地地质质认认识识的的不不断断深深入入，以以及及新新的的开开采采工工艺艺技技术术的的应应用用，在在多多数数情情况况下下，采采收收率率会会随随之之提高。所以应该定期动态地计算可采储量。提高。所以应该定期动态地计算可采储量。二、提高采收率的方法 根据国内外不同驱动类型油藏采收率的统计，一般认为：根据国内外不同驱动类型油藏采收率的统计，一般认为：水压驱动油藏采收率为水压驱动油藏采收率为3030 50 50；气顶驱动油藏采收率为气顶驱动油藏采收率为2020 40%40%；溶解气驱动油藏采收率为溶解气驱动油藏采收率为1010 20 20。定容消耗式开采的气田采收率为定容消耗式开采的气田采收率为80809090；水驱气田为水驱气田为45456060；致密气田为致密气田为30305050；凝析气田天然气采收率为凝析气田天然气采收率为65658585，凝析油为，凝析油为4040。二、提高采收率的方法 三、注水方式三、注水方式 一一个个油油田田如如果果存存在在着着活活跃跃的的边边水水，天天然然能能量量很很充充足足，可可以以充充分分利利用用天天然然能能量量开开采采。国国内内已已投投产产的的油油田田，多多数数天天然然能能量量不不足足，多多数数油油田田都都采采用用注注水水保保持持油油层层压压力开采。力开采。由由于于各各个个油油田田含含油油面面积积的的大大小小、油油层层渗渗透透率率的的高高低低和和连连通通情情况况各各不不相相同同，因因此此需需要要根根据据油油田田各各自自的的特特点点，选选择择适适宜宜的的注注水水方式。方式。注注水水方方式式，就就是是注注水水井井在在油油田田上上的的分分布布形形式式。概概括括起起来来，注注水水方方式式可可分分为为边边缘缘注注水水、内内部部切切割割注注水水、面面积积注注水水和和不不规规则则点状注水。点状注水。三、注水方式三、注水方式 边缘注水示意图边缘注水示意图（a）缘外注水；）缘外注水；(b)缘上注水；（缘上注水；（c）缘内注水）缘内注水 边缘注水适用的条件边缘注水适用的条件：油田面积不大，构造比较完整，油层分布稳定，油田边部油田面积不大，构造比较完整，油层分布稳定，油田边部与内部连通好，油层的流动系数较高与内部连通好，油层的流动系数较高，尤其是边缘地带的，尤其是边缘地带的油层有较好的吸水能力，保证注水压力有效地传递，水线油层有较好的吸水能力，保证注水压力有效地传递，水线均匀地推进。均匀地推进。19561956年玉门老君庙油田最早采用年玉门老君庙油田最早采用三、注水方式三、注水方式1.1.边缘注水边缘注水对于对于含油面积大、储量含油面积大、储量丰富、油层性质稳定丰富、油层性质稳定的的油田，可以采用内部切油田，可以采用内部切割注水方式，利用注水割注水方式，利用注水井排将油藏切割成几个井排将油藏切割成几个区块，每一块含油面积区块，每一块含油面积（叫一个切割区）可作（叫一个切割区）可作为一个独立的开发单元，为一个独立的开发单元，按区块进行开发和调整。按区块进行开发和调整。2.2.内部切割注水内部切割注水 2020世纪世纪6060年代初期大庆油田采用年代初期大庆油田采用三、注水方式三、注水方式