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1、复杂油气田开发方案设计学号： 2007010038 姓名：方世跃学院：能源学院导师：王洪辉 攻读学位：博士 年级： 2007 级复杂油气田方案设计技术是一门复杂的综合技术， 它需要多学科专业联合攻关，必须根据地质的、录井的、测井的、地震的、试井的资料进行详细的油藏描述、 建立油藏模型并用计算机进行油藏数值模拟， 仔细地计划油井井距、 油井钻井层位、完井方式、开采速度等方面、以保证获得最大的经济效益和采收率1 ，其不仅涉及到勘探理论、油藏工程学、管理学、采油工程学、地质工程学、测井工程学，还涉及采油经济学、采油哲学、现代数学等学科理论，本文不论叙复杂油气田开发方案如何编制， 而是从采油哲学、 对
2、策论等方面去论叙开发方案编制时应遵寻的规律、原则、理论、对策等方面的问题。一、 复杂油气田开发方案设计应遵照系统论和过程论的规律油田开发同宇宙间万事万物一样，既作为系统而存在，又作为过程而发展，正确地把唯物辩证法基本法则中关于系统观和过程论运用于油田开发方案设计实践，是贯彻落实科学发展观的重要内容。1、 开发方案设计中的系统观油田开发系统大体由油气藏 （自然系统） 系统和开发科学技术系统 （人工系统）所组成。其自然系统包括油气藏系统、储集层系统、油气水系统等组成，非自然人工系统大致由开发地质系统、 开发测井系统、 钻井工程系统、 油藏工程系统、采油工程系统、地面工程系统、生产管理系统、安全环保
3、系统等十几个子系统组成，具有规模大、范围广、层次多的特点 2 。1） 油田开发方案设计的系统观， 是指油气藏内部相互联系、 相互制约着的要素按一定的层次、 结构方式所组成， 并同周围环境相互联系， 整个系统一个整体， 以全面的整体的观点来指导油田开发方案设计， 首先要求看问题和处理问题要着眼于整体和全局，要求“全面安排、统筹兼顾” ，不仅要考虑近期的设计， 还要考虑中长期的开发方案， 一定要分阶段进行方案设计， 不仅考虑钻井工程技术的进展， 还要考虑钻井工程技术现阶段的工艺条件和钻井、 完井液对地层伤害问题， 而且还要考虑， 开发过程中的调整问题，尤其是对油藏整体情况、人财物投入、开发策略、施
4、工周期、外部环境、年产量及稳产年限、管理、生产经营、技术、生活服务等系统的设置和运作， 更需要整体的系统观念， 否则会使以后的方案实施出现意想不到的困难。（ 2） 运用系统的结构性、 层次性原理， 指导油田开发方案稳定有序的实施， 从油藏内部注水结构、 产液结构、 治理结构之间的联系， 到开发工程的技术结构、队伍结构、智力结构等，都要不断优化调整。不合理的结构阻碍事物的发展。所有结构性的矛盾，都要预期解决，把当前的做好，把长远的做对。3）用系统的优化原理指导和制订、 筛选和确定复杂油气田开发方案， 这是系统工程研究的核心问题， 在同样的客体和外部环境下， 以最经济的投入获得最佳的效果， 往往不
5、止一个可供选择的方案， 例如成都理工大学在对柴达木盆地西部华岩山油田进行概念性开发方案设计时， 就根据华岩山复杂油田的地质特征和青海油田当时的经济技术条件，提出了三套开发方案，通过线性优化后， 提出了第三套开发方案最优的结论， 供决策者做出合理决策 3 。2 开发设计中的过程论油田开发方案设计是一个过程的集合体，由于过程是发展的，在过程中事物不仅有量的变化，还有质的变化，正是由于有质的变化，在一个过程中可以分出若干个阶段，通常分资料收集阶段、分析阶段、设计阶段、审核阶段、审批阶段等，也正如注水采油，从无水期一直到特高含水期，中间有许多阶段。一个油田的开发，一般分为开发准备阶段、开发建设阶段、生
6、产阶段、调整阶段、提高采收率阶段、收尾阶段，油田开发全过程中这些阶段，都具有各自的特点和规律，切不可超越阶段，急于求成。 “阶段不可超越，程序不能打乱，节凑可以加快” ，因此在各个阶段的油田开发方案设计都要遵寻这些规律，按照规律进行设计，坚决不超越合理的开发程序。例如，青海油田分公司柴达木盆地西部花土沟油田的开发方案设计，就根据油田的生产情况，分别制定了 15万吨产能建设开发方案设计和30万吨开发调整方案。复杂油气田开发方案设计要正确处理普遍和特殊的关系半个多世纪以来， 中国已开发了十多种类型近千个油藏， 形成了多种类型油藏的开发模式。 同一类型油藏有其相似的一面， 表现为彼此有部分规律相似，
7、 可以利用其它复杂油田总结出来的具有共同性的开发原则， 指导新的复杂油气田的开发方案设计， 但更多的是还有不同的一面， 表现为各个油气田都有其各自的特点，因为沉积条件、油藏类型、油层性质、经济、地理环境的千差万别，各具特色， 在油田开发方案设计过程中， 必须具体分析该油田的特殊性， 具体分析区别对待， 实事求是， 不能生搬硬套其它油气田的开发方案， 做到一把钥匙开一把锁。例如， 大庆油田根据油层特性和分布情况， 合理的提出了 “早期内部横切割注水，保持油层压力”和“分层注水分层采油”的开发原则，为大庆油田长期稳定高产打下了坚实的基础。 渤海湾地区济阳坳陷长期继承性断裂活动， 形成了众多复杂断块
8、油田 , “ （油层 ） 忽上忽下，忽厚忽薄、忽油忽水、 （原油）忽稠忽稀、 （产能）忽高忽低”的“五忽”现象，称为“五忽油田” 4 ，对于这种复杂的油田类型，究竟如何开发众说分纭，开发方案制定异常困难，为此，提出要让实事说话，实事求是，不当书本的代言人、老师的代言人、主观愿望的代言人，做第一性资料的代言人、客观规律的代言人（贴三张封条，开两条口子） ，依据油藏构造的复杂性、各油层系间的较大差异、油水系统的多变性，因地制宜、区别对待，采取不同的注采和不同的注水方式， 包括面积注水、 点状注水、 边外注水、 边缘注水，并利用断块小、油井少、注采关系相对简单的有力条件，充分发挥易于认识、易于高速的
9、优势，动静结合大胆调整，增加某一方向的注水井点、水井内迁、油水井层系互换等。 这些例子都充分证明了一定要处理号好普遍和特殊的关系， 克服千篇一律，形而上学，做到具体问题具体分析，区别对待，实事求是。三、 认识储集层非均质特征是复杂油气田开发方案设计的基础储集层非均质性是所有复杂油气田的共性，而且也可以说是所有油气田的基本特征， 主要表现在储集层的层间非均质性、 平面非均质性、 层内非均质性和孔隙非均质性。1、储集层的层间非均质性由于盆地多旋回的构造作用、 水体变化大、 为沉积物提供了多旋回沉积作用，往往使储集层具有多层、 砂泥间互的特点， 不同沉积环境和不同沉积相带的储集层共存于一个油气藏当中
10、， 并且经常是多相带储集层的垂向叠合， 加剧了储集层的层间非均质性， 储集层的层间非均质性主要反映在渗透率的非均质性， 通常用渗透率级差、 渗透率变异系数和渗透率突进系数来表示， 一般将储集层分为单砂层、小层、砂岩组、油层组四个级别，不同的组合其非均质程度差别很大。2、储集层的平面非均质性由于沉积体系、沉积相带、物源远近、断层、倾角、微型构造、裂缝发育情况、 层理倾向和沉积方向形成的颗粒排列、 砂体几何形态等因素的影响， 使得平面上具有很强的非均质性。3、储集层的层内非均质性层内非均质性主要是指单个砂层内垂向上岩石粒度和物性多种多样的变化，不同的沉积成因，形成不同的层内均质性，另外，储集层内部
11、层理结构发育，也加剧了层内非均质性。4、储集层的孔隙结构非均质性尤其是陆相湖盆沉积， 由于近物源短距离搬运， 导致碎屑岩的矿物和结构成熟度都很低， 大都属于长石岩屑砂岩类， 很少发育石英砂岩， 颗粒分选以中到差为主，杂质含量较高，这些特征导致了储集层孔隙结构复杂，非均质性严重认识清楚了上述的复杂油气田储集层的非均质性，在进行开发方案设计时，就能充分考虑到这些差异和非均质性，在注水开发时必然导致“三大矛盾” （层间矛盾、 平面矛盾、 层内矛盾） 的产生， 就要考虑认识这些差异、 利用这些矛盾，进而采取不同的对策、部署和措施，就必然采用分层开采、分层注水，正是认识和利用了这些差异和矛盾， 大庆油田
12、才能在分层开采论的指导下， 油田开发的策略思想经过不断探索，研究总结出“差异动用、多次调整、有序接替、分阶段开发”的开发设计，如果有这些原则和理论做指导，在进行开发方案编制时，就不会盲目设计，盲目规划。复杂油气田开发方案设计必须处理好技术规律与经济规律的关系油田开发的目标是尽可能地延长高产稳产期，达到高的最终采收率和好的经济效果5 ，时代在前进，形势在发展，认识在深化，现在我们必须强调：油田开发必须贯彻全面、协调、可持续发展的方针，坚持以经济效益为中心，强化油藏评价，加快新油田开发上产，搞好老油田调整和综合治理， 不断提高油田采收率，实现原油生产稳定增长和石油资源接替的良性循环6 。这些国家大
13、政方针，都是涉及到开发部署、方案设计的基本政策，是决策的关键所在。稳产高产还是快速高效两种开采模式， 对最终采收率影响上并无本质区别，如果从特定的单个油田条件出发， 为有利于资本运作， 追求较高经济效益， 采取快速高效开发方针是有利的，对一个特大油田、一个油区或一个海域和油田群，则要考虑原油产量的稳定对国民经济和社会稳定等因素， 不过全面、 协调、 可持续发展的科学发展观是处理这一矛盾的最有力武器， 科学发展观体现在复杂油气田开发方案设计上，就是要按照客观实际来规划油田的发展，一切从实际出发，立足当前，着眼未来，积极进取，量力而行，要把经济有效，技术先进，生产稳定与社会责任、 环境影响等几个方
14、面统筹考虑， 把举办进展与整个油区发展统一起来，新区开拓和老区挖潜调整统一起来，要尽量避免那种“高指标” 、盲目攀比、 “急功近利”等短期行为，为油气田准备好广阔的、有后劲的、理性的发展空间。五、复杂油气田的开发要采取滚动勘探开发的程序由于复杂油气田地质构造、 流体性质、 油气水系统都很复杂， 对它的认识需要经过反复实践的认识， 滚动勘探开发是指探井发现了工业油流， 勘探对整个油藏地质构造、生油层、储油层、盖层、油气运移和聚集、油气资源等有了基本认识以后，从祥探评价开始，勘探与开发就紧密结合，部分祥探井承担开发任务，部分开发井承担祥探任务，做到“整体部署、分批实施、及时调整、逐步完善”的全过程
15、。复杂油气田滚动开发的基本程序，可以分为 3 个阶段：1、祥探富集区、查明主力含油区块的开发准备阶段查明富集区的规模及控制因素、落实富集区内部地质结构，包括富集区的部位、边界的确切位置，主力含油区块的面积和位置，制定产能建设目标，部署满足初期开发速度的祥探开发井网， 其关键是做到用尽可能少的祥探井来探明油藏情况， 又能使其中多数祥探井作为开发井来利用， 而开发井也带有一定的祥探任务， 认真部署系统取心工作， 解决地层对比和油层解释问题， 取得必要的参数，做好试油、试采工作，了解油层产能、天然能良的大小，流体性质等情况，为进一步的开发方案设计提供必要的依据。 按照富集区分布情况， 油气贫富、 产能高低及地面建设条件来确定区块开发顺序， 经过多种方案对比， 确定一个最佳方案。2、建立初期开发系统的开发建设阶段通过开发准备阶段实施以后，随着开发井数的增多，对油田的认识不断加深以后， 会对地质构造、 油层分布、 驱动能量、 油井产能等状况有了很多新认识，根据新的认识， 动静结合， 可以重新编制油田开发完整方案， 以便全面进入该油气田开发建设阶段3、综合研
