油田开发方案编制

第一章油田开发基础及开发方案一种含油构造通过初探，发现工业油气流后来，紧接着就要进行详探并逐步投入开发。所谓油田开发，就是根据详探成果和必要的生产实验资料，在综合研究的基础上对含有工业价值的油田，按石油市场的需求，从油田的实际状况和生产规律出发，以提高最后采收率为目的，制订合理的开发方案，并对油田进行建设和投产，使油田按方案规划的生产能力和经济效益进行生产，直至油田开发结束的全过程。一种油田投入开发，会给整个国民经济的发展带来很大的影响．因此，开发油田必须根据一定的方针来进行。开发方针的对的与否，直接关系到油田此后生产的经济效益的好坏与技术上的成败。对的的油田开发方针应根据国民经济对油田工业的规定和油田开发的长久经验总结制订出来。开发方案的编制不能违反这些方针，否则就会给油田开发本身带来危害，而使国家资源蒙受损失。油田开发必须根据一定的技术方针来进行，在制订油田开发技术方针时要考虑的因素为：①采油速度，即以什么样的速度将地下的原油采出==即年产油量占油藏可采储量的比例；②油田地下能量的运用和补充；③采收率的大小；④稳产年限；⑤经济效果；⑥工艺技术。这几个方面互相联系．但有时又是互相矛盾的。应当根据国内外油田开发的经验和国家的能源政策，制订出科学的油田开发方针，并在油田开发过程中不停补充和完善。一种油田在明确的开发技术方针指导下，要想进入正规的开发，必须编制好油田开发方案，即根据油田开发的基础知识，对油田的开发程序、开发方式、层系划分、注水方式、井网密度、布井方式及经济指标等各因素进行充足的论证、细致的分析对比，最后制订出符合实际、技术上先进、经济上优越的方案。油田在明确的开发方针指导下，进入正规的开发过程，该过程涉及三个阶段：(1)开发前的准备阶段：涉及详探和开发实验等。(2)开发设计和投产，其中涉及油层研究和评价、全方面布署开发并网、制订射孔方案和方案的实施。(3)方案的调节和完善：油田开发方案的制订和实施是油田开发的中心环节。必须切实地、完整地对多个可行的方案进行具体制订、评价和全方面的对比，然后拟定出符合实际、技术上先进、经济上优越的方案。本章将围绕油田开发方案，着重叙述下列几个方面的内容：非均质多油层整装储量油田和断块油田的合理开发程序；多油层油田开发层系的划分；油藏驱动方式及特性；砂岩油田的注水开发；影响油田注水开发效果的因素等问题。第一节油田开发方案的重要内容及资料准备一、油田开发方案的重要内容在编制油田开发方案之前（准备工作），必须对物探(重要搞清地下构造)、钻井、录井、取心、测井、分析化验各项工作获得的成果，进行综合地质研究，编制多个地质图件，并根据所钻详探井、评价井、资料井及必要的实验区的井所录用的静态资料和试油试采的动态资料，研究开发区的静态地质特性及动态反映状况，从而编制出正式开发方案，以指导开发区全方面进行开发。在正式开发方案中必须对下列的油藏工程问题加以研究。1)分层系开采的油藏要合理划分与组合开发层系；2)不同开发层系经济合理的井网密度；3)油藏的驱动方式及油井的采油方式；4)生产井的合理工作制度；5)需注水开发的油藏，还要拟定不同层系的合理注水方式，注水井的合理工作制度及最佳注水时机；6)保持压力水平；7)合理采油速度，预测稳产年限及最后采收率；8)对断块油田，分开发单元研究其静、动态特性及各单元油藏工程技术对策；9)对低渗入油田，要研究裂缝方位与井网优化配备和采用水平井整体注水开发裂缝性低渗入油藏；10)对于稠油油田需研究热采问题；11)开发区经济技术指标，预测油田开发趋势；12)多个开发方案的分析对比，提出最优方案。以上问题的研究完毕之后，就要提出开发方案实施的规定和环节、开发设计井位图和完整的开发方案报告。二、油田开发方案所需资料编制油田开发方案需大量的静、动态资料，对开发区掌握状况越多，编制的开发方案越符合该区的实际状况，在编制一种区的油田开发方案时需要下列资料：1.地质特性资料通过地震资料分析，用钻井、取心、地球物理测井及试油等手段，要掌握开发区地层、构造、油层、储层、隔层与夹层、油藏类型、地质储量等静态特性方面的资料。2.室内物理模拟实验资料通过室内物理模拟研究，掌握岩石润湿性，油、水相对渗入率，水敏、速敏、酸敏，水驱油微观特性，常温、常压及高温、高压下流体的物性参数等方面的资料。3.压力、温度系统及初始油分布资料用测试资料回归能够得出不同油藏，不同区块或不同砂岩组的压力和深度、温度和深度关系曲线，从而判断油藏的压力系统和温度系统，并由油层中部深度求得原始地层压力及原始油藏温度的数值。运用相对渗入率曲线及测井曲线解释资料，分析开发区域的初始油饱和度及其变化规律。4.动态资料运用试油试采井，获得单井日产油量的数值，并掌握其产油量、压力、含水随时间的变化规律，分析采出(油、液)指数与生产压差随含水的变化和产出油的含硫、含蜡、密度及凝固点。而对于要进行注水开发的油藏通过试注要掌握注入量随注入压力变化规律及分层吸水量方面的资料。5.某些特殊资料进行开发方案设计时，⑴某些油藏需要掌握①夹层分布对开发动态影响，②底水油藏射开程度对生产的影响，③油层厚度和渗入率比值对底水油藏开发效果及采收率影响的各因素等方面的资料。⑵灰岩和碳酸盐岩油藏，需要掌握油藏裂缝特性方面的资料；⑶渗油藏，需要掌握低渗油藏驱替特性方面的资料。总之，在开发方案设计之前，对油藏各方面的资料掌握得越全方面越细致，做出的开发方案就会越符合实际，对某些一时弄不清晰开发方案设计时又必需的资料，则应开展室内实验和开避生产实验区。第二节田地质模型的建立油田开发的对象是油藏，为了从油藏中更加好地采油，就必须对油藏本身的某些地质特性进行分析研究，掌握油田的地质模型，该模型重要涉及下列方面的内容。一、地层石油在地层中生成、运移，又保存在地层中，因此研究石油必须研究地层。岩层定义：构成地壳的层状岩石地层的定义：指岩层形成的先后次序和形成时代，是地壳发展过程中所形成的层状岩石的总称。重要涉及沉积岩、沉积变质岩、混合岩和部分岩浆岩。研究地层时重要分析地层的接触关系、地层年代、地层的划分和对比及地层岩性的描述。例如通过对某油田2、3井区测井曲线解释，该区地层自上而下钻遇有新生界第四系、第三系；中生界白垩系、侏罗系、三叠系；古生界石炭系和奥陶系。接触关系为整合、假整合和不整合。目的层三叠系钻厚286.5～415m，可分为上、中、下三个统，油层发育在三叠系中、上统。中统和上统为三个自下而上岩性由粗到细的正旋回沉积，各旋回的细段岩性为灰色、深灰色泥岩、粉砂质泥岩夹泥质粉砂岩和粉砂岩透镜体，是良好的隔层和盖层，油层均集中发育在各旋回的粗段，其岩性为浅灰、灰褐色砂砾岩和砂岩。三叠系上旋回细段底部有3～8m的含铀泥岩，电性特殊，电阻曲线低值，自然伽马曲线高值，区域分布稳定，口口井钻遇，是地层对比的原则层。二、构造构造的定义：构造地质的任务，就是研究构成地壳的岩石在空间上分布的形态、成因和规律。岩石含有塑性，受力后能够弯曲褶皱。重要有：褶皱构造：指含有塑性的岩石，受力后弯曲褶皱的一种地质构造形态，常见的背斜、复背斜、向斜、复向斜。断裂构造：指岩石受力发生断裂之后的构造型态。岩性构造：指岩石物性的变化后的构造型态。三、储集层（分类、成因及储集性质、孔隙构造特性、形成条件及分布特性）我国油田储集层以碎屑岩为主（大庆油田、胜利油田及辽河油田），而灰岩和碳酸盐岩储集层较少（华北油田）。1.碎屑岩，孔隙，单一的孔隙介质2.含油的储集层即油层。类型：①含有工业性开采价值；②通过开采技术的提高，能够转化为含有工业价值的油层；③根本就没有开采价值。根据沉积的旋回性、原则层、油层物性、油水系统、流体性质、隔层条件及电性特性，能够对油层进行具体的对比和划分。某油田三叠系油藏通过细分层对比，三个油组分为4个砂岩组10个小层，其成果见表1-1。（page4）通过油层对比在油层组基础上分为砂岩组，然后在砂岩组基础上分为小层。在对油层进行研究时，要阐明油层的沉积相、油层物性、分布面积、厚度、有效厚度以及构成油层岩石的岩性。有关储层精细地质研究的特点、内容、技术、理论和办法详见本章第三节。四、隔层及夹层隔层及夹层对油气田开发含有很重要的作用，特别是层系划分，分采分注。对隔层及夹层的研究重要叙述其岩性、物性、厚度分布及性质，有关内容在此不具体叙述。五、油藏油（气）藏的定义：指单一圈闭中含有同一压力系统的油（气）聚集。研究油藏的压力系统、流体性质、油水界面、油藏类型研究。例如某油田2，3井区三叠系油藏纵向油水关系复杂，含有四套油水系统，各套油水系统无论控制条件，还是流体性质、油水界面深度都有较大的差别，构成了不同的油藏类型。按圈闭成因和油水分布关系，该区能够划分为三种油藏类型：1)Ⅰ油层组为构造边水油藏。构造控制油藏的形成，高部位为油，水分布在边沿。LN2井试采Ⅰ油层组，短期内在其它地区Ⅰ油层组普遍产生压降，最大为2.25MPa，表明边水虽有一定能量，但边水不活跃，水体范畴小。2)Ⅱ油层组为岩性构造底水油藏。油藏西部重要受岩性控制，东部受构造控制。3)Ⅲ油层组为岩性构造底水油藏。油藏受构造控制流体按重力分布，底水与Ⅱ油层组相比，底水能量和水体体积相对较大。油藏分类：按圈闭成因，能够划分构造油气藏（背斜油气藏、断层油气藏、构造裂缝油气藏）和地层油气藏（古潜山油气藏、地层超覆油气藏）、岩性油气藏（岩性尖灭、透镜体油气藏）等，按油水分布关系有边水油藏，构造底水油藏等。六、储量在建地质模型时，必须对储量加以阐明，拟定计算储量的办法和储量参数，还要计算溶解气储量和可采储量。第三节储层精细地质研究储层精细研究现状和发展方向（定义）储层精细研究或精细油藏描述是指油田进入高含水期、特高含水期后，为了使油田经济有效地开发，提高油田采收率，以搞清油田的剩余油分布特性、规律及其控制因素为目的所进行的储层定量化精细研究。储层研究概况起来有三个大的方面，①即沉积体系的研究(涉及沉积相，沉积与剥蚀的过程，沉积事件序列、沉积过程等)、②储层非均质性(涉及多个断裂构造)、③成岩作用的研究，其核心是储层的非均质性。对一种油藏而言储层非均质性大致可分为五个层次：第一层次是油藏规模的沉积相及造成的层间非均层性；第二层次是油层规模的沉积微相及砂体切叠和相变关系；第三层次是砂体内韵律性、沉积构造构造等非均质性；第四、第五层次则是岩芯及孔隙规模的非均质性。特点是由粗到细，由宏观到微观。现在，国内外对盆地及油藏规模的储层的研究已经形成了一套比较成熟的理论和技术，第二至第五层次的储层非均质性研究也已做了大量定性到半定量的研究。在我国，开发早期阶段的储层研究技术已日臻成熟，达成了世界先进水平，已形成了一套半定量到定量化的陆相储层沉积模式。体现在下列几个方面：①各个油田都开展了储层沉积微相的研究，②地震储层横向预测和模式识别技术已广泛用于早期评价阶段的储层研究，③总结了一套成岩模式，④发展了一套地质统计技术及三维地质模型软件，⑤探索了裂缝定量预测的办法，⑥已开始将国外热门的层序地层学办法用于陆相盆地的沉积体系和地层对比研究中，⑦形成了一套成熟的储层概念模型和静态模型建立的办法和技术。然而到了开发中后期和三次采油阶段，这些研究已不能满足生产实践的需要，所涉及的问题，是从较宏观的第一、二两个层次非均质所形成的剩余油逐步进入到比较微观的第三至第五层次非均质所形成的剩余油。重要体现在要精细地预测井间砂体的几何形态和空间配备关系以及砂体内部的多个油藏参数，建立实用的精细三维预测模型，该充足运用测试和地震资料以及其它的井间定量检测技术，拟定性建模。办法及优缺点：①国外正在大力发展的井间地震、高分辨率地震、电磁波成像等井间定量检测技术。②综合运用开发地震、试井、水平井以及常规地质学办法所获得的多个信息进行井间储层参数预测，但在现有经济技术条件下，运用这些办法只能获得少数核心部位的信息，还不可能在整个油藏普遍得到这种信息。③即使开发地震能够获得全油藏信息，但现在受分辨率和解决技术的限制，特别是对于我国以薄层砂、泥岩互为重要特色的陆相沉积储层和老油田，离实际应用尚有一定的距离。④而在开发后期，井网密度已经很大，为了进一步挖潜，就必须搞清井间剩余油的分布和大小，为此首先要从井间储层参数预测入手，建立符合现在开发现状的储层地质模型，然后通过数值模拟得出井间剩余油的分布规律。用随机建模办法建立预测模型。即要有预测的参考物或模板，以往通过密井网解剖建立的地质知识库普通只适合开发早期阶段的概念模型建立。办法及优缺点：①即使有些油田正在探索密井网成对井解剖来建立预测模型的路子，②然而要建立起真正适合现阶段精细三维预测模型的储层地质知识库就必须并重要依靠精细的露头储层和当代沉积研究完毕。③另外还要有预测的数学办法，即地质统计学办法及其随机建模办法。（1）随机建模是由于计算机技术的快速发展，人们开发了多个预测办法，现在重要是在地质统计学基础上发展起来的随机模拟法。随机建模：就是运用一种地质体某一属性已知的构造统计特性，通过某些随机算法来模拟未知区这一属性的分布，使其与已知的统计特性相似，从而达成模拟储层非均质性，直到预测井间参数分布的目的。随机模拟可分为条件模拟和非条件模拟。条件模拟（惯用）：指随机模拟成果不仅要满足地质统计规律，还必须保持已知样品值与模拟值相似。非条件模拟：则需模拟成果体现已知的统计规律即可。根据随机模拟的内容，随机建模办法可进一步分为两种：一种是离散模型；另一种是持续模型。离散模型：用于模拟油藏地质体分布，如砂岩体、页岩、岩相等。持续模型用于模拟持续变化的地质现象，如孔隙度、渗入率、饱和度、泥质含量等。运用截断作用。持续模型：也可应用到离散的地质现象模拟。（2）原型模型和地质知识库原型模型和地质知识库是储层精细预测或随机建模预测井间参数的重要基础。原型模型：就是一种与模拟目的储层沉积类似，并含有足够密集控制点，得到具体描述的储层地质模型。从原型模型中能够获得多个参数的统计特性，如变异函数、砂体密度及宽厚比等作为模拟及约束条件来进行目的砂体随机建模，从而确保其非均质特性的可靠性║。现在，获得原型模型的最佳途径就是露头研究，另一方面是当代沉积和油田密井网解剖。运用密井网建立的原型模型能够用来进行较粗尺度的井间参数预测，适合于油藏早期评价阶段地质建模的规定。储层地质知识库：是指经大量研究高度概括和总结出的能定性或定量表征不同成因类型储层地质特性、且含有普遍意义的参数║。它能用来指导对未知储层的研究、预测和地质建模。如我们惯用的河道砂体宽厚比等。地质知识库的获得重要靠露头、当代沉积和油田密井网区等的精细研究和解剖，其中露头储层的精细研究特别重要。二、储层精细研究的特点和内容1.储层精细研究的重要特点和技术规定储层精细研究或精细油藏描述是指油田进入高含水期、特高含水期后，为了使油田经济有效地开发，提高油田采收率，以搞清油田的剩余油分布特性、规律及其控制因素为目的所进行的储层定量化精细研究。考虑到所能获得的资料状况和拟定剩余油分布的规定及将来的发展趋势，储层精细研究或精细油藏描述应当含有下述特点。(1)精细程度较高体现出幅度≤5m的构造，微构造图的等高线≤5m；应体现出断距≤5m，长度＜100m的断层。建立的三维数据地质模型，三维网格的精度最少在50m×50m×(0.2～1.0)m以内。之因此规定达成这样的精细程度，有下列几点根据：1)根据三维地震资料和新的解释技术能够解释出5.0m，甚至更小断距的断层；2)现在井网已很密，井距普通200～300m，通过测井曲线对比、动态测试(如试井、示踪剂测试)能够拟定断距不大于5.0m的断层；3)4)测井解释的分辨率达成0.20m，能分辨出5)测井解释水淹层的分辨率达成1.0m。(2)基本单元较小储层精细研究的基本单位既不是小层也不是单砂体，而应是流动单元。数年来，小层和单砂体是开发地质研究的最小和最基本单位，并由此形成了一套小层划分、对比及建立地质模型、油藏描述、沉积相分析的办法和技术。然而某些油田的现状使我们认识到既要清晰的理解每一种砂体在空间上的分布规律，又要进一步到每一种油砂体的内容、必须使静态更紧密的与动态相结合，指出剩余油分布所在，这样我们就必须有一套新的研究思路和办法，从而引进了流动单元的概念，这个名词经惯用在油藏工程和数值模拟中，尺寸可大可小，大到一种油层，小到孔隙网络，现在在储层研究中也用得很广。流动单元是指一种油砂体及其内部因受边界限制、不持续薄隔挡层、多个沉积微界面、小断层及渗入率差别等造成的渗流特性相似、水淹特性一致的储层单元。在一种小层或单砂体内部可能细分出多个流动单元，也可能就是一种即油砂体本身。不同流动单元水淹状况能够不相似，有的可能只有残存油，有的已被水洗净，有的仍有可动油等等。流动单元划分的粗细与当时的技术水平和要解决的生产问题有关。因此流动单元的提出既反映了储层研究的精细化，又能紧密地与储层中的油水运动规律相结合，它的识别和划分不能单靠静态资料，而必须有水淹剖面、水淹测井、检查井、分层测试等油田动态资料。它的井间对比及空间构造问题更需要露头的精细研究给以解决。因此此后精细油藏描述的最小最基本单位应当是流动单元。同时，描述应当涉及了从大到小，即从油田规模→层系→分层→小层→单砂体规模直到流动单元规模的多个层次的平、剖面上的储层非均质性。(3)与动态结合较紧密储层精细研究不是一种单一的地质静态描述，而必须与油田生产动态资料紧密结合。用动态的历史拟合修正静态的地质模型。(4)预测性更强能比较精确的预测井间砂体和物性的空间分布以及多个夹层和断层。(5)计算机化程度高小层对比和沉积微相划分人机联作或较强的自动化；有完整的储层研究综合数据库；地质、地震、测井、动态数据一体化解决及建模系统化、计算机化；大多数图件由计算机制作完毕。2.储层精细研究的内容储层精细研究规定定量化和精细化程度很高，普通重要涉及下述内容：1)沉积微相细分、组合特性和空间配备关系；2)各微相砂体内部建筑构造特性及物性参数分布：3)不同沉积类型储层地质知识库和原型模型的建立；4)流动单元划分与对比及流动单元的空间构造；5)以微构造研究为主的微地质界面研究；6)露头储层研究的应用办法和应用效果及类比条件等；7)多个地质统计学特别随机建模办法的适应条件、检查原则及软件研究；8)注水开发过程中储层物性动态变化空间分布规律研究；9)水淹层测井解释及有关理解剩余油分布状况的生产测井及解释；10)层理、孔隙构造、粘土矿物等研究；11)精细储层预测模型建立；12)地质、油藏、数模一体化研究剩余油分布特性及规律。通过上述研究所要解决的核心问题是：建立储层预测模型，拟定剩余油分布特性及规律。因此需要建立比要预测的储层更加精细的参考物或模板，即要有各类储层的原型模型和地质知识库，并要有一套确实可行的数学预测办法和软件，即地质统计学及其随机建模办法。三、地质知识库和随机建模技术（前面已经介绍）四、储层精细研究的理论基础和办法当代沉积学中的四大研究领域为储层精细研究奠定了理论基础，即沉积体系分析，层序地层学，层次界面分析及构造单元研究。这四大理论自始至终地贯穿储层精细研究的全过程。沉积体系是指在沉积环境和沉积作用过程方面含有成因联系的一系列三维成因相的集合体，成因相是其最基本的构成单元。沉积体系分析法突出了大型沉积的空间关系，沉积体系内部和外部几何形态的研究，是环境和形态的统一。该办法的原理从本质上讲属于成因地层学，即在认识沉积环境和控制沉积物形成的同沉积期大地构造的基础上，解释大型沉积体的互相关系，这一分析办法的基础是奥斯尔相律和相模式概念在整个沉积盆地范畴的应用与引伸，奥斯尔相律指明，在一种完整的序列中，只有那些在自然界相邻出现的相才干在垂向层序中出现。一种进积三角洲是良好的范例。进积三角洲在平面上涉及了前三角洲、三角洲前缘和三角洲平原。其相邻发育的次序及其沉积物与在垂向序列中的次序相似，一种沉积体系就是这样一种完整的环境与其产物的结合。层序地层学将沉积体系的概念纳入了其本身的概念系统中，这使得能够在盆地中建立高级别的等时地层格架和基本建造单元，并阐明其有序性演化成为可能层次表征与层次建模(简称层次分析法)，能够简朴地概括为层次划分、层次描述、层次解释、层次建模和层次归一。划分层次的目的在于分层次描述，对描述的成果进行成因上的解释，找出规律性的结论，建立适合不同层次的模型，借助地质和数学的办法及计算技术，使不同层次的特性统一在一种体系中进行层次归一，达成预测的目的。五、储层非均质表征及定量建模储层非均质性影响油藏中剩余油分布，剩余油分布影响油田开发调节，油田开发调节影响开发效果。分析非均质性的核心是分析沉积环境、沉积模型和成岩历史。定性分析：对多个非均质性的分析和鉴别需有每种类型的数据和数据密度。在定性分析的基础上定量分析非均质性，是一种直接测量办法。另外一种办法是储层定量建模，其环节和办法为：拟定储层空间；识别这一空间的地质单元；给该单元赋予一定的几何形状；在拟定的空间中对这些单元进行排列；对每一单元赋储层参数。六、储层预测内容及办法1.储层预测内容及办法储层预测的目的就是为油藏数值模拟提供可靠的地质模型，从而为油田开发提供技术根据，其内容涉及：泥页岩等隔夹的分布；岩相、沉积相的分布；储层物性分布；断层、裂缝的分布。储层预测的办法以下所述：(1)地质统计随机模拟办法运用统计学办法，模拟随机地质参数变量在井间的分布，建立模型，进行模向预测。重要的地质统计随机建模办法有布利恩(Boolean)模拟办法、示性点过程办法、模拟退火办法、序贯模拟办法、截断高斯模拟办法及概率场模拟办法。(2)分形几何学办法分形几何学办法用于描述自然界中不规则形态和参数变化激烈并且含有某种统计规律的场。因此非均质性严重的储层进行条件模拟时，可应用分形几何模拟技术。(3)神经网络办法神经网络是20世纪80年代以来快速发展起来的一项新技术，它提供了两种基本的办法来进行条件模拟。第一种办法是运用适宜的网络来对能量函数或损失函数进行优化；第二种办法是运用神经网络的模式识别能力，进行自动识别，无需对条件数据的变差函数模型进行具体的拟合就可恢复其内在的空间构造。因此能够运用到储层非均质性的描述中。2.储层预测办法评述现在，储层预测的新理论、新办法不停出现，如分形理论、遗传算法及神经网络技术等。但地质统计的随机建模办法在实际应用还存在着许多局限性：如随机模拟所产生的油藏地质模型的好坏强裂依赖于所假设的随机函数的模型及所含有的数据；随机模拟所产生的多个数值如何用于油藏工程计算中；对于随机模拟所产生的多个等概率的油藏数值模型，如何挑选最能代表真实地质状况的模型进行流动模拟等。随机模拟办法可应用于各个阶段的油藏描述，如在油田早期评价阶段，可将其应用于岩相、沉积相的划分和空间展布、储层砂体连通性研究、储层参数(如孔隙度、渗入率等)的空间分布等；在油田开发阶段，可研究储层可采油气的空间分布、储层产量预测、含水率预测以及流动单元的定量研究等。对于分形几何学来说，纵横向的分维数的假设问题，不同的地区不同，应用时一定要进行验证。现在的分形几何应用仅可用于地层和构造较简朴的状况，对于有复杂地质状况的地区(如断层多、地层严重变形的地区)还需要做大量的研究，办法中只考虑了一种来源的资料，当有更多的其它类型的资料时，如何考虑进去，这一点在随机建模中非常重要。分形有无方向性，不同沉积环境和相的储层中，储层参数的分形维数是不是同样也是较重要的。在神经网络办法中，如何选择有代表性的训练样本，同时确保计算的成果收敛是难点。在储层预测过程中，预测办法的选择以及多个不同类型的数据的综合，是决定储层预测效果的核心。第四节整装储量油田合理开发程序储量集中、丰度较高的整装储量油田的合理开发程序：把油田从勘探到投入开发的过程划分成几个阶段，合理地安排钻井、开发次序和对油藏的研究工作，尽量用较少的井，较快的速度，获得对油田的基本认识，编制油田开发方案，指导油田逐步地投入开发。但是，由于不同油田的沉积环境和油层特性千差万别，因此，一种油田从初探到投入开发具体应当划分几个环节，各个步聚之间如何衔接配合，每个环节又如何具体执行等，应根据每个油田的具体状况而定，下面以大庆油田为例介绍整装储量油田的合理开发程序。一、开辟生产实验区1.开辟生产实验区的目的深刻认识油田的地质特点。通过生产实验区较密井网的解剖，重要搞清油层的构成及其砂体的分布状况，掌握油层物性变化规律和非均质特点，为新区开发提供充足的地质根据。贯彻油田储量计算。油田的储量及分布是油田开发的物质基础，但运用探井、资料井计算储量，由于井网密度较小，储量计算总有一定的偏差。因此对一种新油田来讲，贯彻油田储量是投入开发前的一项十分重要的任务。研究油层对比办法和多个油层参数的解释图版。通过实际资料和理论分析，找出符合油田状况的多个研究办法。研究不同类型油层对开发布署的规定，可为编制开发方案提供本油田的实际数据。探井、资料井的试油、试采资料，只能提供有关油井生产能力、油田天然能量和压力系统等大致资料，普通不能提供注水井的吸水能力、注水开发过程中油水运动特点以及不同开发布署对油层适应性的资料。但通过生产实验区，能够搞清油田天然能量的可运用程度、合理的注水方式、层系的划分与组合、井网的部置、油井的开采方式、油水井的工作制度以及对地面油气集输的规定等。2.开辟生产实验区的原则生产实验区开辟的位置和范畴对全油田应含有代表性。实验区普通不要过于靠近油田边沿，所开辟的范畴也应有一定的比例。实验区应含有相对的独立性，把实验区对全油田合理开发的影响减小到最小程度。实验项目要抓住油田开发的核心问题，针对性要强，问题要揭发得清晰，开采速度要较高，使实验区的开发过程始终走在其它开发区的前面，为油田开发不停提供实践根据。生产实验区要含有一定的生产规模，要使所获得的多个资料含有一定的代表性。生产实验区的开辟应尽量考虑地面建设、运输条件等方面的规定，以确保实验区开辟的速度快、效果好。二、分区钻开发资料井1.钻开发资料井的目的研究解释单油层物性参数的办法，全方面核算油层参数，为充足运用生产实验区的解剖成果，掌握新区地质特性打好基础，以逐步探明扩大开发的地区；理解不同部位、不同油层的生产能力和开采特点。在钻完开发资料井后来，要进行单层和多个多层组合下的试油试采、测压力恢复曲线等，并理解新区的生产能力和开采特点。2.开发资料井的布署原则开发资料井的布署重要针对那些构成比较单一、分布比较稳定的主力油层组；开发资料井的布署应考虑到油田构造的不同部位，使其所获得的资料能反映出不同部位的变化趋势；开发资料井应首先在生产实验区的邻近地区集中钻探，然后再根据逐步开发的需要，向外扩大钻探。三、布署基础井网1.基础井网的布署对象对于油层较多，各类油层差别大，分布相对比较稳定，油层物性好，储量比较丰富，上、下有良好的隔层，生产能力比较高，含有独立开采条件的区块能够作为基础井网布置的对象。2.基础井网的任务基础井网是开发区的第一套正式开发井网，它应合理开发主力油层，建成一定的生产规模；兼探开发区的其它油层，解决探井、资料井所没有完毕的任务，搞清这些油层的分布状况、物理性质和非均质特点。3.基础井网的布署基础井网的布署应当在开发区总体开发构想的基础上进行，要考虑到将来不同层系井网的互相配合和综合运用，不能孤立地进行布署。掌握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，搞清地质状况，掌握其它油层特点，核算基础井网布署，贯彻开发区的全方面构想，编制开发区的正式开发方案，并进行必要的调节。如为了提高注水开发效果，在断层附近的低渗入率区局部地进行注采系统和开发层系的调节，为了确保每套层系的独立开发条件，对隔层进行必要的调节，然后对基础井网再射孔投产。四、编制正式开发方案1.编制正式开发方案遵照的原则(1)研究采油速度和稳产期限采油速度和稳产期的研究，必须立足于油田的地质开发条件、工艺技术水平以及开发的经济效果，用经济指标来优化最佳的采油速度和稳产期限。(2)拟定开采方式和注水方式在开发方案中必须对开采方式做出明确规定。对必须注水开发的油田，则应拟定早期注水还是晚期注水。(3)拟定开发层系一种开发层系，是指某些独立的、上下有良好隔层、油层物性相近、驱动方式相近、含有一定储量和生产能力的油层组合而成的，它用一套独立的井网开发，是一种最基本的开发单元。(4)拟定开发环节开发环节是指从布署基础井网开始，始终到完毕注采系统，全方面注水和采油的整个过程中所必经的阶段和每步的具体做法。它涉及布署基础井网、拟定生产井网和射孔方案及编制注采方案。(5)拟定合理布井原则合理布井规定在确保采油速度的前提下，采用井数最少的井网，并最大程度地控制地下储量，以减少储量损失，对注水开发的油田还必须使绝大部分储量处在水驱范畴内，确保水驱储量最大。由于井网涉及到油田的基本建设及生产效果等问题，因此必须做出方案的综合评价，并选最佳方案。(6)拟定合理的采油工艺技术和储量集中、丰度较高的增产增注方法在方案中必须针对油田的具体开发特点，提出应采用的采油工艺手段，尽量采用先进的工艺手段，使地面建设符合地下实际，使增产增注方法能够充足发挥作用。2.正式开发方案的实施在正式开发方案的实施中，一种核心的问题就是如何提高渗入率较低、分布不够稳定油层的开发效果问题。将开发区设计井网全部完钻后所得的资料与基础井网完钻后所获得的资料进行对比，L油田在基础井网完钻后，还只是对某些分布面积较大的油砂体(称为重要油砂体，其储量约占这套油层总储量的40%～50%)认识得比较清晰，普通认识程度可达70%～80%以上，基本上可搞清它们的分布形态和油层的物性。为了提高这部分油层的开发效果，采用了分两步实施的方法：第一步先按原井网钻井；第二步根据对油层的进一步认识，按照油砂体的形态、油层渗入率和厚度在各井之间的变化，以及断层的分布等具体状况，再具体选择适宜的注水井和采油井的位置，构成合理的注采系统。研究表明，对于L油田某些大面积分布的渗入率比较高的油层，注采井别的具体位置对开发效果的影响不大。对SB地区葡Ⅰ1-4层用二维二相办法计算成果表明，反九点法面积注水的四种油水井的排列位置，其开发指标的差别不大。如将其渗入率比较低、开发效果较差的地区的注采系统进行局部调节，转注4口井的话，因低渗入率部分的产量在全层占的比例极少，因此对全层的开发效果改善不大，采油速度比调节前提高了5%，无水期采收率比调节前提高2.8%。但是对于渗入率比较低的油层就不同了，由于其沉积条件的影响，相对较高渗入率油砂体形态的分布比较不够规则，在均匀注采井网下，注水井的不同位置对油井的连通和受效状况有一定的影响。例如对SZ东部300m井网下油砂体进行了分析，研究了两种油水井的排列，第一方案的不连通井层比第二方案少11%，第一方案的多向受效井层比第二方案多9.2%，见表1-2。成果表明两方案的差别较大，特别是对其中有些油砂体，这种影响就更为明显。如萨Ⅲ5+6和萨Ⅱ2层中的两个油砂体，两种油水井排列，连通厚度的比例可相差41.5%和19.3%，其中多向受效的比例可相差55.8%和51.2%。若考虑油砂体低渗入率部分，在多层合采的条件下，这部分低渗入率的吸水状况是很差的。因此对这部分油层在条件许可的状况下，在钻井前最佳不要事先就拟定好注采井的具体排列位置，注水井排列位置对油层适应性的影响见图1-1。一种合理的开发程序，只是指导了油田上各开发层系早期的合理开发布署，指导了油田合理的投入开发，为开发油田打下了基础。但在油田投入开发后来，地下油水就处在不停的运动状态之中，地下油水分布时刻发生着变化，多个不同类型油层地质特性对开发过程的影响将更加充足地体现出来。因此，在开采过程中，还需要分阶段有计划地进行调节工作，以不停提高油田的开发效果。第五节断块油田合理开发程序断块油田的地下状况比整装储量油田复杂得多，因此需根据其特点，研究其合理的开发程序，以提高油田的开发效果。一、断块油田的地质特点一种油气资源丰富的断陷中，有多个类型的复式油气聚集区(带)，有凸起型的、斜坡型的、凹中背斜型的，也有凹内地层岩性复式油气聚集区带。在各类油藏中，那些含油面积比较小，圈闭受断层控制的油藏称作断块油田。断块油田与普通隆起圈闭为主的构造油田的区别：断块油田的重要特点构造油田的重要特点油气藏重要受断层控制；断层多、断块多、断块平均面积在5km2以内；断块之间含油特性差别大：断块之间油层物性、厚度差别大；断块之间流体性质普通有差别，断块之间主力油层往往不相似，断块之间油、气藏类型往往不相似，驱动能量也有差别。一种断块内，往往有的断块有气顶，有的没有，有的断块边水能量充足，有的边水能量差，或者没有边水；油层受断层分割，含油连片性差，有的断块不同层位油层叠合也不能连片含油；断块之间，以及同一断块不同层位的油层往往没有统一的油水界面。油气受构造控制；即使构造也受某些断层分割，但断层对全油田的油、气、水分布及原油物性影响不大，油层含油连片分布，在油田范畴内普通含有统一的含油层系和油气界面。断层油田的地质特点阐明，要搞清晰断块油田的地下状况，特别是搞清晰复杂小断块油田的地下状况，要比搞清晰普通构造油田的地下状况的难度大得多。通过对断块油田复杂性的具体分析，发现在众多的断块中，大的断块地下状况相对简朴某些。被断层切割零碎的小断块，油水关系、储油特性都远较大断块复杂。因此对复杂小断块油田地下状况的认识，仅仅依靠少数探井是难以搞清晰的，因此，对于断块油田来说，勘探和开发不能截然分开，整个勘探和开发的过程，都是不停对地下状况加深认识的过程。二、断块油田的重要类型根据断块油田原油和油层物性及天然能量的大小，普通将断块油田分成下列三大类：天然能量低，油层和原油性质较好的油田。这类断块油田的特性是：断块面积小、天然能量低，普通是弹性驱动或溶解气驱动，也有小气顶与溶解气混合驱动。油层性质中档，油层普通能在全断块内(或断块内大部分地区)分布。原油性质比较好，地面相对密度普通在0.85左右，地下原油粘度普通在2～4mPa·s。天然能量高，油层和原油性质较好的油田。这类油田天然能量高，边水活跃。稠油油田。这类断块油田的特性是：原油相对密度、粘度大，地面相对密度绝大多数在0.9以上，个别高达0.98以上；原油地下粘度普通为20～50mPa·s，个别高达1000mPas以上；油层物性较好，孔隙度普通为30%左右，个别高达38%，渗入率普通为0.5～1μm2，个别达10μm2以上；原始气油比低，大多数不超出30，低的达16；油藏天然能量小，油藏在一次开采中，以溶解气驱和重力驱为主，边水能量和弹性能量不大。三、断块油田的合理开发程序在总结我国渤海湾油层二十数年勘探开发经验的基础上，根据复式油气聚集区(带)的共性，提出了一种最优化的勘探开发程序和办法。由于复式油气聚集区(带)的地质特性十分复杂，只能采用逐步认识、分步实施、勘探开发交叉并举、滚动迈进的办法。预探井获工业油气流后，勘探开发分四个环节进行。1.精细地震详查以较大的测网密度(普通测网为1km×1km或0.5km×0.5km)进行地震详查。在条件含有的构造带，要及早开展三维地震工作，最大程度地查明构造、断块，提供一张精确的构造图(1：10000～1：2500比例尺的构造图)，以满足整体解剖的需要。特别强调的是，经钻探发现工业油气流后，在地下构造、断块不清的状况下，不能大批上钻机。2.评价性详探评价性详探的重要任务是探明主力油气藏(富块)，或主力油气层系，计算基本探明储量，预计全带的控制能量。其办法是：立足于二级构造整体布署，深浅兼顾；详探井钻断块的高点，沿断层找高产，一种断块打1～2口井，发现高产富集区，控制含油面积；重点取心，半途测试，分组试油，查明主力油层产能。取心进尺要占探井总进尺的2%以上，千方百计地取到主力油气层岩心。3.详探与开发相结合，开发主力油气藏(或含油层系)开发主力油气藏的重要任务是编制出主力油藏(或含油层系)的一次开发方案，详探其它区块，实现储量升级。其办法是：1)对已基本探明储量的断块(主力油藏)布署开发基础井网，钻开发准备井；2)在开发井网中选择部分井，对主力油层不避夹层持续取心，收获率达90%以上；3)密闭取心，单层试油，求取储量与开发参数；进行油层层组化分、小层对比、断块油藏核算；充足采用新技术、新工艺，如钻定向井、丛式井、数字测井，半途测试和快速化验分析；根据整带探明储量和控制储量，进行总体的地面工程设计。在建设程序上，可先上骨架工程，建设集输站、注水站。至于连接每口油、水井的管线，要到完井后再上，方便合理地设计管径大小。地面工程设计要留有余地，方便改建、扩建。4.持续滚动勘探开发持续滚动勘探开发的重要任务是：探明一块开发一块，各区块相继投入开发；老开发区调节挖潜，不停发现新油气藏，弥补递减，略有增产。复杂的断块油田与整装的大油田不同，不可能一次编出一种完整的开发方案，要随着认识的不停深化，分步编制，分期实施。其办法是：第一步，先编制布井方案，对已基本探明储量的区块拟定井网密度，编制一次开发方案，继续详探其它层系。第二步，编制注水方案，开发井网钻完后，根据小层对比、断块划分和油田地质研究成果，拟定注采井别，提出射孔方案和注水方案。第三步，调节完善方案，根据生产动态分析，布署调节井，完善注采系统。第六节油藏驱动方式及开采特性油藏的驱动方式是指油层在开采过程中，重要依靠哪一种能量来驱油，是全部油层工作条件的综合。驱动方式对油田开发来说含有重要的意义。油藏的驱动方式不同，开发方式也不同，从而在开发过程中q、地层压力p、Rp等重要开发指标有不同的变化特性。因此，驱动方式会影响到合理选择注采井、布井方案及合理的开发制度和单井工作制度。这些因素又会影响最后采收率。一、弹性驱动定义：依靠油层岩石和流体的弹性膨胀能量驱油的油藏为弹性驱动。特点：在该种驱动方式下油藏无边水(底水或注入水)，或有边水而不活跃，油藏压力始终高于饱和压力。开采特性：油藏开始时，随着压力的减少，地层将不停释放出弹性能量，将油驱向井底。其开采特性曲线如图1-2所示。二、溶解气驱动定义：当油层压力下降到低于饱和压力时，随着压力的减少，溶解状态的气体从原油中分离出来，形成气泡，气泡膨胀而将石油推向井底。特点：形成溶解气驱的油藏应无边水(底水或注入水)、无气顶，或有边水而不活跃，地层压力低于饱和压力。开采特性：在溶解气驱开采形式下，油藏的开采特性如图1-3所示。图中的为生产气油比。生产气油比的变化可分成三个阶段。在第一阶段时，生产气油比缓慢下降。由于：在这一阶段，地层压力刚开始低于饱和压力，分离出的自由气量极少，呈单个的气泡状态分散在地层内，气体未形成持续的流动，故自由气膨胀所释放的能量重要用于驱油。在第二阶段中，气油比急剧上升。由于：此时分离出来的自由气的数量较多，逐步形成一股持续的气流，因此油层孔隙中便很快形成两相流动，随着压力的减少，逸出的气量增加，对应的含油饱和度和相对渗入率则不停减少，使油的流动更加困难；同时，原油中的溶解气逸出后，使原油的粘度增加，因而油井产量和累积采油量开始以较快的速度下降。但气体的粘度远比油的粘度小，故气体流动很快，而油却流得很慢。因而油井产量以较快的速度下降。在这阶段中气体驱油的效率较低。在第三阶段中，生产气油比快速下降。由于：这时已进入开采后期，油藏中的气量已极少，能量已近枯竭。三、水压驱动定义：当油藏存在边水或底水时，则会形成水压驱动。水压驱动分为刚性水驱和弹性水驱两种。1.刚性水压驱动(刚性是指流体在运动过程中体积不发生变化)定义：油藏流体流动重要靠边水或注入水推动，采出多少油，同时推动(或注进)多少水，流动的弹性能不起作用或作用极少，这种油藏驱动方式叫做刚性水压驱动。驱动能量重要是边水(或底水、注入水)的重力作用。形成刚性水驱的条件是：油层与边水或底水相连通；水层有露头，且存在着良好的供水水源，与油层的高差也较大；油水层都含有良好的渗入性；在油水区间又没有断层遮挡。因此，该驱动方式下能量供应充足，其水侵量完全赔偿了液体采出量，总压降越大，则采液量越大，反之当总压降保持不变时，液体流量基本不变。开采特性：油藏进入稳定生产阶段后来，由于有充足的边水、底水或注入水，能量消耗能得到及时的补充，因此在整个开发过程中，保持不变。随着原油的采出及当边水、底水或注入水推至油井后，油井开始见水，含水将不停增加，产油量也开始下降，而产液量逐步增加。开采过程中气全部呈溶解状态，因此气油比等于原始溶解气油比。其开采特性如图1-4所示。2.弹性水驱与刚性水压驱动的区别是在弹性水压驱动方式下，注与采不能平衡，油层流体流动时，体积要发生变化，因此，要考虑弹性对流体运动的影响。开采特性为，当压力降到封闭边沿后，要保持井底压力为常数，地层压力将不停下降，因而产量也将不停下降，由于地层压力高于饱和压力，因此不会出现脱气，气油比不变。其开采特性如图1-5所示。形成弹性水驱的条件是：边水活跃程度不能弥补采液量，普通边水无露头，或有露头但水源供应不充足；或存在断层或岩性变化等方面的因素。若采用人工注水时，注水速度赶不上采液速度，也会出现弹性水驱的特性。其开采特性为：普通来说，弹性水压驱动的驱动能量是局限性的，特别当开采速度较大时，它很可能向着弹性-溶解气驱混合驱动方式转化。四、气压驱动定义：当油藏存在气顶时，气顶中的压缩气为驱油的重要能量，该驱动方式称气压驱动。气压驱动可分为刚性气驱和弹性气驱。1.刚性气压驱动形成条件是：只有在人工向地层注气，并且注入量足以使开采过程中地层压力保持稳定时，才干呈现刚性气压驱动。在自然条件下，如果气顶体积比含油区的体积大得多，能够使得在开采过程中气顶或地层压力基本保持不变或下降很小，也可看作是刚性气压驱动，但这种状况是较少见的该驱动方式的开采特性与刚性水驱的开采特性相似，开始地层压力、产量和气油比基本保持不变，只是当油气边界限不停推移至油井之后，油井开始气侵，则气油比增加，其开采特性如图1-6所示。2.弹性气压驱动弹性气压驱动和刚性气压驱动的区别在于，当气顶的体积较小，而又没有进行注气的状况下，随着采油量的不停增加，气体不停膨胀，其膨胀的体积相称于采出原油的体积。即使在原油采出过程中，由于压力下降，要从油中分离出一部分溶解气，这部分气体将补充到气顶中去，但总的来说影响较小，因此地层能量还是要不停消耗，即使减少采液量，甚至停产，也不会使地层压力恢复到原始状态。由于地层压力的不停下降，使得产油量不停下降，同时，气体的饱和度和相对渗入率却不停提高，因此气油比也就不停上升，其开采特性如图1-7所示。五、重力驱动定义：靠原油本身的重力将油驱向井底称为重力驱油。普通油藏，在其开发过程中，重力驱油往往是与其它能量同时存在的，但多数所起的作用不大。以重力为重要驱动能量的多发生在油田开发后期或其它能量已枯竭的状况下，同时还规定油层含有倾角大、厚度大、渗入性好等条件。开采时，含油边沿逐步向下移动，地层压力(油柱的静水压头)随时间而减小，油井产量在上部含油边沿达成油井之前是不变的，其开采特性如图1-8所示。油田投入开发并生产了一段时间后来，就能够根据不同驱动方式下的生产特性，来分析判断是属于哪一种类型的驱动能量，这时的生产特性就体现出较为复杂的情形。在这种状况下，需要找出起重要作用的那种驱动方式。另外，一种油藏的驱动方式不是一成不变的，它能够随着开发的进行和开发方法的变化而发生变化。例如，在同一油田上，有些油井的压力、产量稳定下降，有些油井的压力、产量、气油比不稳定，而另外某些油井的压力产量不停下降，气油比急剧上升。这种状况阐明在同一油田不同地区、不同油井，有不同动态的状况，现以图1-9所示的油田为例来叙述。第1、5排井距注水井排或供水区较近，当油井投产后，在各油井周边形成一压降漏斗，但是当油层压力还没有降到饱和压力之前，压降漏斗已经影响到供水区，或已经受到注水井排的影响。因此，油井压力、产量就稳定不降，显示出水驱油的基本特性；第3排油井由于受断层遮挡影响，在生产过程中，油层得不到注入水或边水的能量供应，油层压力就会不停下降，当油层压力降到饱和压力后来，溶于油中的气体就从油中分离出来，形成油气两相流动，这时油层压力、产量就不停下降，气油比急剧上升，显示出溶解气驱油田的基本特性；第2、4排油井距注水井排或供水区较远，当油井投产后，油层压力、产量会下降，气油比将上升，但是当压力降到油藏供水区或注水井，油层能量得到边水或注入水的供应。因此油层压力、产量由下降转为缓慢上升，气油比由上升而转为下降。上述状况阐明，油层地质条件比较复杂时，油藏注水后，注入水并不能影响到油藏各个部分。第七节多油层油田开发层系的划分与组合开发层系，是指某些独立的、上下有良好隔层、油层物性相近、驱动方式相近、含有一定储量和生产能力的油层组合而成的，它用一套独立的井网开发，是一种最基本的开发单元。现在世界投入开发的多油层大油田，在大量进行同井分采的同时，基本上采用划分多套开发层系进行开发的办法。例如，前苏联投入开发的萨莫特洛尔油田，9个油层划分为4套层系开发，我国大庆、胜利等油田也都是采用划分多套层系进行开发的。一、划分开发层系的原则总结国内外在开发层系划分方面的经验教训，合理地划分与组合开发层系应考虑的原则是：把特性相近的油层组合在同一开发层系以确保各油层对注水方式和井网含有共同的适应性，以减少开采过程中的层间矛盾。油层性质相近重要体现在：沉积条件相近；渗入率相近；组合层系的基本单元内油层的分布面积靠近；层内非均质程度相近。普通人们以油层组作为组合开发层系的基本单元。有的油田根据大量的研究工作和生产实践，提出以砂岩组来划分和组合开发层系，由于它是一种独立的沉积单元，油层性质相近。一种独立的开发层系应含有一定的储量，以确保油田满足一定的采油速度，含有较长的稳产时间，并达成较好的经济指标。各开发层系间必须含有良好的隔层，方便在注水开发的条件下，层系间能够严格地分开，以确保层系间不发生串通和干扰。同一开发层系内油层的构造形态、油水边界、压力系统和原油物性应比较靠近。在分层工艺所能解决的范畴内，开发层系不适宜划分过细，方便减少建设工作量，提高经济效益。二、划分开发层系的意义1.合理划分开发层系，可发挥各类油层的作用合理地划分与组合开发层系，是开发好多油层油田的一项根本方法。在同一油田内，由于储油层在纵向上的沉积环境及其条件不可能完全一致，因而油层特性自然会有差别，因此在开发过程中层间矛盾也就不可避免要出现。若高渗入层和低渗入层合采，则由于低渗入层的油流动阻力大，生产能力往往受到限制；低压层和高压层合采，则低压层往往不出油，甚至高压层的油有可能窜入低压层。在水驱油田，高渗入层往往很快水淹，在合采的状况下会使层间矛盾加剧，出现油水层互相干扰，严重影响采收率。例如，我国某油田某井分层测试发现，该井主力油层萨Ⅱ3+6压力高达10.17MPa，而差油层Ⅱ5+16压力只有8.43MPa，相差1.74MPa。若油层本身渗流阻力比较大，在多层合采的状况下，油井的流动压力重要受高渗入主力层控制。在注水油田上，重要油层出水后，流动压力不停上升，全井的生产压差越来越小。这样，注水不好的差油层的压力可能与全井的流压相近，因而出油不多，甚至根本不出油，在某些时候，还会出现高压含水层的油和水往差油层中倒流的现象，这就是见水层与含油层之间的倒流现象，如图1-10所示。2.划分开发层系是布署井网和规划生产设施的基础拟定了开发层系，就拟定了井网套数，因而使得研究和布署井网、注采方式以及地面生产设施的规划和建设成为可能。开发区的每一套开发层系，都应独立进行开发设计和调节，对其井网、注采系统、工艺手段等都要独立做出规定。3.采油工艺技术的发展水平规定进行层系划分一种多油层油田，其油层数目诸多，往往多达几十个，开采井段有时可达数百米。采油工艺的任务在于充足发挥各类油层的作用，使它们吸水均匀、出油均匀，因此，往往采用分层注水、分层采油和分层控制的方法。由于地质条件的复杂性，现在的分层技术还不可能达成很高的水平，因此，就必须划分开发层系，使一种开发层系内部的油层不致过多、井段不致过长。4.油田高速开发规定进行层系划分用一套井网开发一种多油层油田必须充足发挥各类油层作用，特别是当重要出油层较多时，为了充足发挥各类油层作用，就必须划分开发层系，这样才干提高采油速度，加紧油田的生产，从而缩短开发时间，并提高基本投资的周转率。三、开发层系划分与组合中应研究的问题1.方案设计阶段开发层系划分局限性每个油田各套开发层系投入开发后来普通能达成开发方案所预想的目的，但是通过数年的开发，也进一步加强了对多油层油田划分与组合开发层系的认识，提出了不少新的问题，普遍提出的问题是开发层系要划分得细某些，因此在开发设计阶段层系划分能细到什么程度，这是一种需要进行讨论的问题。有人鉴于现在油田成批打加密调节井给油田建设、钻井等带来的复杂性和巨大的工作量，主张在开发设计阶段就一次将开发层系划分好，从而基本上一次把井打完，并进行地面建设。但是层系划分也象其它研究工作同样，不可能超越当时对油层认识的程度而盲目进行。多个方都是在对油层的地质、开采和油水分布特点有了一定认识的基础上产生的。在开发设计阶段，尽管采用了合理的开发程序，钻了基础井网，井控面积已达成30～50hm2／井，但对油层的认识仍有很大的局限性。根据L油田南一区第二套层系钻井前后的资料对比，在基础井网完钻后，还只能掌握油层的平均参数，对油层诸多具体的非均质特点还认识不清。预计钻遇油砂体的井，而完钻后实际钻遇油砂体的符合程度对重要油砂体可达成77%，对其它油砂体只能达成57.8%；井点渗入率预测值的符合程度就更低，只能达成30%～35%。因此在这个认识基础上进行开发层系的划分与组合，不可避免会出现诸多不完善的地方。2.开发层系划分与组合的基本单元开发设计阶段的层系划分在油田的纵向上和平面上要含有独立性。因此要划分与组合开发层系，首先要拟定层系划分与组合的基本单元，然后，再根据每个单元的油层性质，组合开发层系。L油田开始时是以油层组作为划分层系的基本单元，但实践证明这个单元太大了，内部不仅涉及了沉积条件不同、油层性质差别很大的油层，并且油层层数也诸多。如萨Ⅱ组油层就有10～20个小层，油层的沉积条件，现有属泛滥平原和分流平源相的油层，又有三角洲前缘相的沉积，小层有效渗入率(200～500)×10-3μm2，以这样的基本单元来组合开发层系，必然不可能较好地解决油层性质的差别，因此尽管开始有的区块划分为葡Ⅰ组、萨Ⅱ组和萨Ⅰ+Ⅲ组+葡Ⅱ组3套层系，有的区块划分为葡Ⅰ组和萨+葡Ⅱ组2套层系，有的区块则划分为萨和葡2套层系，但各区块的开发效果并不抱负。在1972年编制某油田开发方案时，提出了以砂岩组作为划分与组合开发层系的基本单元。从沉积上讲，砂岩组是一种独立的沉积单元，反映了沉积环境演变的一种周期，因此从旋回性的构成来看，砂岩组中的油层相对保持一种沉积环境，油层性质比较靠近。特别在二级构造上分布比较稳定，能够比较远的进行追溯对比，砂岩组内普通只有2～3个油层，渗入率比较靠近。因此就更有可能以油层性质的相近程度来组合开发层系。固然，最佳以油砂体作为划分与组合开发层系的基本单元，但是不少油砂体在开发设计阶段还不能认识清晰，从我国某些大油田的开发经验来看，一种基本单元不仅在内部构成上应比较单一，并且在平面上也应相对独立，含有独立开采的条件。3.一套开发层系内层间渗入率的差别程度油层层间渗入率的差别程度是影响多油层油田开发效果的根本因素，不同油层由于渗入率的不同，在吸水能力、出油能力、水线推动速度、注采平衡状况和压力保持水平等方面的差别很大。不同渗入率油层组合在一起开发，将不可避免地产生层间的互相干拢，大大影响油田开发的效果。理论计算表明：在大庆油田原油性质的条件下，当注入水量等于2.5倍孔隙体积时，两层等厚的油层，渗入率比值为2时，采收率为52%，当渗入率比值增为8时，采收率降为46%，此时高渗入层的采收率可达59%，而低渗入层的采收率却只有3%，储量运用程度很低。另外从分层注水调节控制的能力和对低渗入率油层压裂增产的效果出发，认为在现在工艺技术条件下，一口井中通过工艺手段可调节的渗入率级差范畴大致上是3～4倍。综合上述资料，同一口井中开采层的渗入率级差不超出5倍。4.一套层系中的油层层数不适宜太多一套层系中油层过多，特别是某些渗入率相对高的油层过多，就会过早地出现多层见水。将给对的地掌握分层动态，有效地进行调节带来一定的复杂性，以致于影响油井的开采效果。从现有的开采工艺条件来看，一套层系内注水井的层数普通应控制在4～5段，每段的层数普通控制在2～3层，特别应考虑把全井产量和含水影响大的油层单独卡出来。如果每口井需要划分的层段数过多，从现在看来，则需要另行划分层系。多油层油田开发层系的划分是一种综合性很强的问题。在编制开发方案时，应对不同的划分成果进行技术-经济指标的综合对比，然后根据当时对油田开发总的规定，选择比较合理的层系划分。四、油田开发层系划分与组合实例以大庆油田为例，按照层系划分与组合的原则，充足研究层系划分与组合的某些技术问题，结合各地区投入开发时的具体规定，油田对各区块萨、葡油层分别划分与组合了不同的开发层系，并投入了开发。绝大部分区块划分为2套层系开发，仅在萨北一区块划分为3套层系，在萨尔图油田南四区以南和杏树岗油田划分为1套层系(见表1-3)。第八节砂岩油田注水开发一、油田注水方式注水方式，就是油水井在油藏中所处的部位和它们之间的排列关系。现在国内外应用的注水方式或注采系统，重要有边沿注水、切割注水、面积注水和点状注水四种方式。1.边沿注水采用边沿注水方式的条件为：油田面积不大，构造比较完整、油层稳定、边部和内部连通性好，流动系数较高，特别是钻注水井的边沿地区要有较好的吸水能力，能确保压力有效地传输，使油田内部受到良好的注水效果。边沿注水根据油水过渡带的油层状况又分为下列三种：边外注水(缘外注水)注水井按一定方式(普通与等高线平行)分布在外油水边沿处，向边水中注水。这种注水方式规定含水区内渗入性较好，含水区与含油区之间不存在低渗入带或断层。缘上注水由于某些油田在含水外缘以外的地层渗入率明显变差，为了提高注水井的吸水能力和确保注入水的驱油作用，而将注水井布在含油外缘上，或在油藏以内距含油外缘不远的地方。边内注水如果地层渗入率在油水过渡带很差，或者过渡带注水根本不适宜，而应将注水井布置在内含油边界以内，以确保油井充足见效和减少注水外逸量。2.边内切割注水方式在这种注水方式下，运用注水井排将油藏切割成为较小单元，每一块面积(一种切割区)能够当作是一种独立的开发单元，可分区进行开发和调节，如图1-11所示。采用边内切割注水方式的条件是，①油层分布面积大(油层要有一定的延伸长度)，注水井排上能够形成比较完整的切割水线；②确保一种切割区内布置的生产井和注水井都有较好的连通性；③油层含有较高的流动系数，确保在一定的切割区和一定的井排距内，注水效果能较好地传到生产井排，方便确保在开发过程中达成所规定的采油速度。国内外的某些大油田，如美国的凯利-斯奈德油田、前苏联的罗马什金油田和我国的大庆油田，都采用边内切割的注水方式。采用内部切割行列注水的优点是：能够根据油田的地质特性来选择切割井排的最佳方向及切割区的宽度(即切割距)；能够根据开发期间认识到的油田具体地质构造资料，进一步修改所采用的注水方式；用这种切割注水方式可优先开采高产地带，从而使产量很快达成设计水平；在油层渗入率含有方向性的条件下，采用行列井网，由于水驱方向是恒定的，只要搞清油田渗入率变化的重要方向，适宜地控制注入水流动方向，就有可能获得较好的开发效果。但是这种注水方式也暴露出其局限性，重要是：这种注水方式不能较好地适应油层的非均质性；注水井间干扰大，井距小时干扰就更大，吸水能力比面积注水低；注水井成行排列，在注水井排两边的开发区内，压力不需要总是一致，其地质条件也不相似，这样便会出现区间不平衡，内排生产能力不易发挥，而外排生产能力大、见水快。在采用行列注水的同时，为了发挥其特长，减少其不利之处，重要采用的方法是：选择合理的切割宽度；选择最佳的切割井排位置，辅以点状注水，以发挥和强化行列注水系统；提高注水线同生产井井底(或采油区)之间的压差等。3.面积注水方式面积注水方式是将注水井按一定几何形状和一定的密度均匀地布置在整个开发区上，多个井网的特性如图1-12所示。根据采油井和注水井之间的互相位置及构成井网形状的不同，面积注水可分为四点法面积注水、五点法面积注水、七点法面积注水、九点法面积注水，歪七点面积注水和正对式与交错式排状注水。七点井网是由一口注水井加周边六口生产井构成的。每口注水井影响六口油井，而每口油井则受三口注水井影响，这样井网的注水井与生产井数之比为1∶2。不同面积井网的井网参数简要列于表1-4中。表1-4不同面积井网的井网参数井网七点歪七点五点四点九点生产井与注水井比例2：12：11：11：23：1钻成井网规定等边三角形正方形正方形等边三角形正方形早期进行面积注水开发时，注水井通过适宜排液，即可转入注水，并使油田全方面投入开发。这种注水方式实质上是把油层分割成许多更小的单元，一口注水井控制其中一种单元，并同时影响几口油井。而每口油井又同时在几个方向上受注水井的影响。显然这种注水方式有较高的采油速度，生产井容易受到注水的充足影响。采用面积注水方式的条件是：油层分布不规则，延伸性差，多呈透镜状分布，用切割式注水不能控制多数油层；油层的渗入性差，流动系数低；油田面积大，构造不够完整，断层分布复杂；合用于油田后期的强化开采，以提高采收率；规定达成更高的采油速度时。二、选择注水方式的原则与油藏的地质特性相适应，能获得较高的水驱控制程度，普通规定达成70%以上；涉及体积大和驱替效果好，不仅连通层数和厚度要大，并且多向连通的井层要多；满足一定的采油速度规定，在所拟定的注水方式下，注水量能够达成注采平衡；建立合理的压力系统，油层压力要保持在原始压力附近且高于饱和压力；便于后期调节。三、影响注水方式选择的因素1.油层分布状况合理的注水方式应当适应油层分布状况，以达成较大的水驱控制程度。对于分布面积大，形态比较规则的油层，采用边内行列注水或面积注水，都能达成较高的控制程度。采用行列注水方式，由于注水线大致垂直砂体方向有助于扩大水淹面积。对于分布不稳定、形态不规则、呈小面积分布成条带状油层，采用面积注水方式比较合用。2.油田构造大小与断层、裂缝的发育状况大庆油田北部的萨尔图构造，面积大、倾角小、边水不活跃，对其主力油层从萨北直到杏北大都采用了行列注水方式，在杏四至六区东部，由于断层切割影响，采用了七点法面积注水方式；位于三肇凹陷的朝阳沟油田，由于断层裂缝发育，各断块拟定为九点法面积注水。3.油层及流体的物理性质对于物性差的低渗入油层，普通都选用井网较密的面积注水方式。由于只有这样的布置，才能够达成一定的采油速度，获得较好的开发效果和经济效益。在选择注水方式时，还必须考虑流体的物理性质，由于它是影响注水能力的重要因素。大庆油田的喇、萨、杏纯油区，即使注水方式和井网布置多个多样，但原油性质较差的油水过渡带的注水方式却比较单一，重要是七点法面积注水。4.油田的注水能力及强化开采状况注水方式是在油田开发早期拟定的，因此，对中低含水阶段是适应的。油田进入高含水期后，为了实现原油稳产，由自喷开采转变为机械式采油，生产压差增大了2～3倍，采液量大幅度增加，为了确保油层的地层压力，必须增加注水强度，变化或调节原来的注水方式，如对于行列注水方式，能够通过切割区的加密调节，转变成为面积注水方式。在油田开发过程中，人们在进一步研究油藏的地质特性的基础上，进行了多个办法的研究探讨，来选择合理的注水方式。一是采用钻基础井网的作法，即通过基础井网进一步对各类油层的发育状况进行分析研究，针对不同类型的油层来选择合理的注水方式；二是开展模拟实验和数值模拟理论计算，来研究探讨不同注水方式的水驱油状况和驱替效果，找出能够增加可采水驱储量的合理注水方式；三是开展不同的注水先导实验。第九节井网密度合理选择井网密度始终是油田开发中一种重要的问题，普通应以最少的井数能获得最大的最后采出油量及最佳的经济效益为目的进行选择。一、井网密度、合理井网密度和极限井网密度井网密度是油田开发的重要数据，它涉及到油田开发指标的计算和经济效益的评价，对于一种固定的井网来说，其井网密度的大小与井距大小和井网的形式(三角形或正方形)有关。井网密度有两种表达办法：一种是平均单井控制的开发面积，常以km2／井或hm2／井表达。其计算办法是，对于一套固定的开发层系，当按照一定的井网形式和井距钻井投产时，开发总面积除以总井数；另一种是用开发总井数除以开发面积，即平均每平方千米(或公顷)开发面积所占有的井数，常以口／km2或口／hm2表达。随着井网密度的增大，原油最后采收率增加，也就是总的产出增加，但开发油田的总投资也增加，而开发油田的总利润等于总产出减去总投入，总利润是随着井网密度而变化的。当总利润最大时，就是合理井网密度；当总的产出等于总的投入时，也就是总的利润等于零时，所对应的井网密度是极限井网密度。在拟定一种油田的井网密度时，由于要考虑到市场对原油的需求状况，往往实际的井网密度介于合理井网密度和极限井网密度之间。二、拟定井网密度时要考虑的几个关系1.井网密度与水驱控制储量的关系水驱控制储量是制约最后采收率至关重要的因素，研究表明，要使最后采收率达成50%，水控制储量最少要达成70%，而加大井网密度，能够提高水驱控制储量。加密井网之因此能加大水驱控制储量，是由于通过加密井网来提高小层的连通程度，增加涉及厚度，提高层内低渗入区的涉及程度，加强不吸水层或吸水极少的层的开发。2.井网密度与井间干扰的关系井网加密，井间干扰加重，井间干扰时，将不能充足发挥各井的作用，从而减少各井的运用率，因此在拟定井网密度及进行井网调节时，不应使加密井造成的井间干扰与加密井提高的可采储量收益相抵消。3.井网密度与最后采收率的关系井网密度与最后采收率经验式较多，例如指数关系为E(1-1)式中F——单井控制面积，km2/井；ED——驱油效率，对于一种油田应为常数；ERU——最后采收率；α——系数，用回归办法拟定。从式(1-1)看出，随井网密度的减小，最后采收率呈减速递增趋势，井网密度越小，最后采收率越大。用该式能够对开发过程中的井网密度与最后采收率进行分析。4.井网密度与采油速度的关系从某油田的资料统计得出采油速度与井网密度的关系如图1-13所示。从图中能够看出，早期随着井网密度的增加，采油速度明显提高，继续加密井网，采油速度的增加减缓，因此，通过加密井网提高采油速度是有限的。5.经济效益与井网密度的关系在现在的价格体系下，考虑加密井网所投入的资金与增加可采储量收回的资金之间关系，要达成一定的利润，也就是要有一定的经济效益。三、拟定合理井网密度的几个简朴办法1.加密调节合理井网密度计算办法用同类油田的数据，用最小二乘法回归出采收率与井网密度的指数关系。设油田现在的井控面积F1(km2／井)，按上述采收率为ER1，如果钻新井的累计采油量达成Np时，钻新的采油井就是适宜的，即Np是能获得经济效益的采油量，加密后的采收率是ER2，则加密井井控面积为(1-2)又由于(1-3)因此有(1-4)式中——加密后的井控面积，km2/井；——累积采油量，t；、——加密前后的采收率；——单位面积的地质储量，t/km2。这里，、、是已知的，故能够拟定出加密后的井控面积。2.最佳经济效益时合理井网密度计算办法本办法用实际的统计资料，以最大经济效益为前提，得出井网密度与最后累计采油量的定量关系。考虑到采油费用、钻井费用、产油量的增值收入等因素得出最佳经济效益下的采油井数为(1-5)式中——最佳经济效益下的采油井数，口；——每吨原油销售价，元／t；——每口井的钻井费，元／井；——每吨石油的采油费，元／t；——每井递减前的月产油量，t；——产量综合递减率，mon-1。在合理采油井数条件下，最佳经济效益时的最后采油量为(1-6)拟定井网密度的环节：1)算出合理采油井数；2)由面积注水井网的生产井与注水井数比算出水井数；(1-7)3)计算井网密度；4)计算出最后采油量，则可求出最后采收率为(1-8)3.稳产期加密井数简朴计算办法为了保持油田稳产，如果提高单井产液量受到泵的限制，则每年需要增加一定数量的加密井以弥补油田产量递减。由油田产量的递减规律，可求出下一年的加密井数与上年基础井数之比为(1-9)例如GD油田从1978年4月平均单井日产油由20.3t降至1985年12月单井日产油14.7t，历时93个月，GD油田的递减率=0.996535mon-1，将其代入式(1-9)得即每年应增加4.2%的油井。根据多个办法，计算出稳产期为5年，1985年12月开井数为865口(油井数1069口)，基础井数为，则从井数开始计算到年(即1990年)稳产期末时油田总井数为(1-10)式中——稳产期末的总井数，口；——现在基础井数，口；——稳产时间，因此有即GD油田稳产期结束(1990年)的总井数应为1295口井(井数每年增加4.2%)。拟定合理的井网密度是油田开发方案的核心问题，本节所介