油藏工程-第一章

一课程简介见第一篇见第二篇油藏工程是以石油地质为基础，关于油田开发设计和分析研究方法的一门专业课程。主要讲述地下流体生产动态和开发调整。增储上产最终采收率最高认识到实践到认识的一个辨证过程序言二在专业建设中的地位油藏流体流动过程：（1）地层井底:油藏工程（2）井底井口:采油工程（3）井口集输站:集输工程（4）井:钻井工程地层井底井井口集输站1234四大阶段：1859-1930：初步认识:普遍认为井网密度越密越好,找出了初始产量与采油速度和井网密度的关系1930-1940：认识飞跃:认为油藏是不可分割的整体,应进行统一开发理论初具规模:

驱动能量学说;1936年R.J.薛尔绍斯“物质平衡法”1940-1960：理论比较完整、完善:

Buckley-levellet水驱油理论;1959年<美>J.道格拉斯、D.W.皮斯曼数值模拟1960-至今：理论较成熟测试手段、计算机技术不断更新三油田开发的发展史发展方向（生长点）非线性理论非线性水驱曲线开发模式分形试井神经网络灰色系统计算机技术软件开发：试井、油藏工程、数值模拟网络技术、网络学校序言1油气田开发设计2开发地质研究３油田开发部署4动态储量计算５开发指标计算6物质平衡法7水驱曲线9现代产量递减曲线8产量递减曲线油藏工程设计油藏工程分析方法参考书郎兆新：油藏工程基础，石油大学陈元千：实用油藏工程计算方法，石油工业出版社陈元千：实用油藏工程计算方法（续），石油工业出版社（英）达克（LaurencePatrickDake）：油藏工程实践，石油工业出版社,2003史乃光，油藏工程，成都地质学院编写组：《中国油藏开发模式总论》陈元千：现代油藏工程，石油工业出版社秦同洛主编：实用油藏工程方法，石油工业出版社1.1开发阶段的划分一油田开发的概念二油田开发阶段的划分1.2油田开发前的准备工作一详探二试采三开辟生产试验区四开发实验1.3开发设计和实施一、油田开发模式二.油藏工程设计三油田开发设计1.4油田开发调整一.意义二.定义三.目的四.油田调整分类五五大调整1油气田开发设计

1油气田开发设计1.1开发阶段的划分一油田开发的概念(p1)油田开发—根据油田地质条件和各地区的经济状况，依据三大规律,采用四个手段，经过四个工程合力研究，确定合理开发方案，并且投入生产，按照不同开发阶段的生产能力和经济效果进行长期开采直至油藏能量枯竭为止这一全过程.采用手段钻井能量补充增产措施生产压差见序言依据规律地质规律渗流规律经济规律增产措施:油田采取各种工艺措施使产量稳产或下降缓慢,主要有酸化和压裂二油田开发阶段的划分(p1)开发前的准备阶段根据三维地震圈闭含油面积在含油面积内打资料井试采开辟生产实验区开发设计与实施调整和完善见第三节见第四节图1-1油田开发程序前期准备工作：在第一口探井获得工业油流后，开发工作早期介入，使开发工作向勘探阶段延伸，及时掌握情况，逐步加深认识，参与详探井部署，并按开发要求取好资料，编制概念设计，对油藏进行初评估，并对可能采取的开发方法及开发前景进行预测，提出下一步详探、试采或先导试验及录取资料的要求；在掌握了一定数量的动、静态资料，并对油藏地质条件和开采特征有了一定认识的基础上，编制油藏开发设计方案。1.2油田开发前的准备工作一详探(p2)（一）、定义

详探是指运用各种可能的手段和方法，对含油构造或者一个预定的开发区取得必要的资料，进行综合研究，力求搞清主要地质情况和生产规律，并计算出探明储量为编制开发方案作准备。（二）、主要内容：根据三维地震圈闭含油面积在含油面积内打资料井试采本节分详探,试采,生产试验区和开发试验四个问题讲述,,图1-2详探（三）油气勘探程序区域勘探是在油气普查的基础上进行的第二步油气资源勘探工作。在工作上要求作大比例尺（1：10万到1：2.5万）的地面调查，在覆盖区要进行必要的槽深、坑深和构造钻井，沿较密集的地震测网进行地震勘探。预探（初探）主要任务是在已经完成区域勘探的面积内进行钻探，证实地下有无工业油气藏，获得工业油气流的整个勘探阶段。最终成果提供C1级储量，其井位部署可以采用单井、十字剖面、平行剖面或环状布井。油气勘探程序区域勘探预探详探图1-3油气勘探程序（四）可行性研究（1）油藏描述，建立初步地质模型（2）计算探明储量，预测可采储量（3）开发部署（4）对开发方式，采油工程设施提出建议（5）估算生产规模，经济效益评价探明储量：在详探完成后计算的地质储量。它是编制油气田开发方案及油田建设投资决策的依据。二试采(p3)（一）定义从试油获得工业油气流的井中，选出一部分井，进行试验性的采油称为试采。（二）目的为了取得油井在不同生产条件下的各项资料，确定油田的产油能力、压力变化和掌握生产变化规律，为编制正式开采的开发方案提供依据。（三）试采任务（1）搞清储层的纵横连通性（2）搞清油气水分布规律（油水界面位置）（3）驱动类型（4）动态储量（5）单井产能-无阻流量，产量变化情况（6）其它：采油工艺，地面工程等（四）试采方案（1）地质概况（2）具体任务（3）试采区、试采层、试采井如何选择（4）试采规模-采出程度，总压降时间：特大型1-1.5年大中型1-0.5年致密低渗，可适当延长（5）录取资料-产量，压力（油压，套压，井底流压等）（6）对地面工程要求（7）工作量计划表（8）递交报告（五）川东大天池构造带五百梯气田试采方案（1）气田概况

a气田地理位置

b勘探简况（2）气藏地质特征

a构造特征

b储层特征

c储集空间

d流体性质及分布

e压力系统

f储量

g产能（3）试采任务及试采区，试采井的选择

a试采任务

b试采区及试采井的选择（4）试采期采气规模、采出程度的确定（5）试采资料的录取要求及解释应用

a储层流体性质

b不稳定流动试井资料的采集及应用

c稳定流动试井资料的采集及应用

d定生产方式采气资料的采集及应用（6）试采井试井计划

a预期目的

b试采井试井方案逻辑构思

c试采计划（7）试采对采气、净化和集输的要求

a试井仪器仪表

b井场流程

c试采装备

d低渗井改造（8）试采总结（9）组织领导、队伍和急需解决的问题（10）生产测井、试井所需经费三开辟生产试验区(p4)（一）目的

为了认识油田在正式投入开发以后的生产规律

“解剖麻雀，指导一般”（二）条件

大油田详探程度高地面建设条件比较有利主力油层（四）特点

（1）代表性、独立性（2）正规开发方案（3）既是实验区，又是生产区（三）主要内容：（1）研究主要地层（2）研究井网（3）研究生产动态规律及合理的采油速度（4）研究合理的采油工艺和技术及增产和增注措施（压裂、酸化、防砂、降粘）的效果（五）优缺点优点比较具体机动性灵活性缺点不能进行多种试验不能进行对比试验不能进行综合试验大庆喇萨杏油田开发初期专题性试验：天然能量开采试验注水适应性及保持压力水平试验萨、葡油层组的合采与分采试验不同渗透层水线推进速度试验75米小井距注水开发生产特征和采收率试验

如1960年7月到1961年3月油井投产、注水井排液阶段，萨、葡油层分别采出27.6万吨和45.3万吨油时，地层压力已降到了饱和压力，这反映出油藏的弹性采收率低，必须采取早期保持压力开采，才能提高采收率。

油水井合注合采多油层试验，暴露出注入水沿高渗透层突进严重，无水采收率仅2.5%，每采1%地质储量含水就上升5%～7%，层间干扰严重，平面水线推进很不均匀，直接影响水驱开发效果，因此，油藏必须走分层开采道路

小井距的单油层开采试验，由于井距小、试验效率高，仅用了一年左右的时间，就取得了水驱开采全过程的开发资料，搞清了注水开发基本规律。油藏含水在20%以前，采油指数上升，是油井生产能力量旺盛的阶段，当含水大于20%以后，采油指数就开始下降，但直到含水60%之前，采油指数仍可保持在投产初期水平，生产压差保持不变，因此油井产油量还保持见水初期的水平。但当含水继续上升到超过60%以后，采油指数逐渐低于初期水平，产油量逐渐递减，此时油井要保持较高的产量，就必须通过增大生产压差，提高采液量来实现。此时井筒混合液的密度增大，在地层压力不宜超过原始地层压力的条件下，油井已不能再维持自喷开采。当试验区油井含水达96%～99%时，水驱单油层的最终采收率平均为51.2%。四、开发实验(p5)（一）油田各种天然能量试验弹性、溶解气、气顶气、边、底水（二）井网试验（三）采收率研究试验和提高采收率方法试验（四）影响产量的因素和提高产量试验（五）与油田人工注水有关的各种试验排距试验、排液强度(量）、转注时间、注采比、无水采收率、见水时间、出水规律实例一：

新疆彩南油田是一个严格进行项目管理，严格控制投资，采用先进实用技术，实现高速度、高水平、高效益开发的沙漠地区油田的典型。开发设计经过四次优化，减少钻井87口，在方案实施过程中进行跟踪对比，又决定停钻17口，加上钻采工艺和地面工艺的优化，投产后指标符合程度高，设计单井日产油14吨，实际为16.1吨，地面建设符合沙漠地区油田特点，简捷、实用、先进、经济，实现了自动化管理，取得了很好的经济效益。

实例二：

胜利临南油田实行滚动开发，不断进行开发方案优化，充分应用三维地震资料跟踪研究，大大提高了钻井成功率，射孔、作业均加粘土稳定剂保护油层，联合站内一热多用，提高了热能利用率，伴生气全部处理利用，一年建成50万吨的生产规模，采油速度3%，实现了高速度、高效益开发。彩南、临南等一批新油田开发效果和效益好，与开发早期介入，多专业协同，优化开发方案设计，做好开发前期的准备工作是分不开的。1.3开发设计和实施(p6、7、8)一、油田开发模式（一）定义油田产量随开发时间的变化而变化的规律开发设计和实施是开发全过程的中心环节，本节主要讲述开发模式,油藏工程设计和油田开发设计（二）曲线形态三段式上升段稳定段下降段图1-4开发模式（三）分类递减式:指数,双曲,logistic等凸峰式:翁式,Usher,Huber等…………..二.油藏工程设计地质研究开发部署假想方案开发指标概算经济分析推荐方案油藏工程设计主要由以下六大步骤组成见第五章开发层系划分注水开发井网部署单井产能废弃压力开发部署构造地层油层物性P、T参数油气水分布驱动类型动态储量地质研究图1-5油藏工程设计三油田开发设计特点

1.以地质模型为基础,进行地质,工程,

经济三方面综合分析.2.没标准设计,没有相同方案,提出一批方案,对比优选,推荐一种.3.开发方案与勘探程度密切相关.(一)油田开发设计组成地质研究测试分析等油藏工程设计钻井工程设计采油工程设计地面工程设计详见一钻井完井方法采油工艺技术增产措施集输网络净化装置供水供电通讯经济分析推荐方案图1-6油田开发设计(二)开发方案分类

（1）按时间分:

概念方案—少量探井,地震,领导决策依据

初步方案—钻井,地震,试采,油田开发建设依据

正式方案—正式投入开发后的方案

（2）按生产井分布形态

均匀井网开发方案-油井几何网状分布

非均匀井网开发方案-油井行列状分

(3)按投产顺序

全面开发的开发方案

加密开发的开发方案

蔓延式的开发方案

(4)是否保持地层压力

保持地层压力的开发方案：边缘注水,切割注水,面积注水

气顶注气,缘内注水

不保持地层压力的开发方案：油田少,气田多

气田-衰竭式,排水采气

按不同的标准开发方案分四种四.方案实施（一）按开发方案设计规定钻井，不投产钻井顺序:蔓延式，加密式（二）确定注采井别,制定射孔方案.

射孔方案—包括射孔原则，射孔层位，孔密控制，隔层调整,低产井区调整射孔—用电缆把射孔枪或射孔器下入井内，对准油气层，射孔弹穿透套管和水泥环，造成油气层与井筒的通道射孔层位—指被射开油气层的位置，一般用被射孔层段的深度表示。孔密—每米长度所射的孔数，单位(孔/m).方案实施分四个步骤:孔密控制—用调整油层孔密的办法，以控制其注入水的推进速度，使各油层间的水线能均匀推进补孔—因漏射，未射透或开发需要射开新油层等原因，需要再次射孔。（三）制订配产，配注方案，开发规模（四）全面投入开发配产:采用分层开采的油田或区块，采油井根据合理工作制度确定的产油量。配注：根据周围有关油井对注水量的要求，注水井按不同层段的油层性质分配注水量。四.方案实施1.4油田开发调整（p65）一.意义二.定义三.目的开发早期：以延长稳产期为目的开发后期：以提高采收率为目的四.油田调整分类综合调整、开发部署调整为了适应开发动态的变化，必须对原有的开发部署进行调整，以挖潜油层潜力用调整作手段来挖潜油层潜力的各种作法五、五大调整（一）层系调整（1）层系划分多油层油田在地层渗透率上呈现区域性和层状非均质，要求将地层分成几个开采目的层，它们有各自独立的注采系统。（2）原则：

a把 沉积类型、水淹状况相似的油砂体（或层）组合在一个调整层系内，以减小层间矛盾。

b调整层系要有相当的储量，保证油井具有一定的生产能力，经济合算。

c各个调整层系及原层系之间应有稳定的隔层，使各层系之间的流体互不窜流，以保证各层系的独立开采。

d同一调整层系内的油层压力系统和原油性质应大体一致。(3)分类a细分层系b层系互补：指补开别的开发层系进行合采或合注。当油井封堵高含水层后，剩下的油层少，产量低，难以维持正常生产，或者为了调整平面矛盾需要增加采油或注水井点等都可采用层系互补办法进行调整挖潜。c层系封堵（二）井网调整(1)要求水驱控制程度有较大的提高，一般要达到90%以上。改善渗流条件，采油速度有较大提高，延长油田高产稳产期。保证调整井有一定的可采储量。调整井尽可能均匀布井，利于油田开发后期的利用。(2)内容井距合理井数井网密度极限井数（三）驱动类型调整(1)边水油藏：若边水活跃，油层单一，开发早期不考虑注水，到开发后期才进行内部注水。(2).底水油藏：俄克拉何马城油田(美国)

采油主要依靠天然水驱,有一特高产油井,24小时喷油5660多吨,该井到1968年初累计产油已达82.3万吨。该油藏于1929年12月进入产量高峰期,35口井共日产油22万吨,一共有107口均为生产井,到1932年3月,只有一口井不产水,其余井全部见水,日产盐水1590立方米,按1968年的资料,该油藏已采出原油241万吨,天然气19亿立方米。 一般说,位于构造顶部的油藏,通常最晚见水,该油藏却是最先被水淹,原因是:开采速度高，将近3%,引起底水强烈的锥进和旁饶;关井时间短,不能控制水的锥进。说明在开发碳酸盐岩裂缝-溶洞型油藏,应当在低速下开采,并要控制水锥进速度和使井筒附近有有效泄油面积内致密部分发挥作用,以获得较高的产量驱动类型调整应注意不同油藏类型的特点(3)饱和油藏：只有在储层中的含气饱和度低于气体开始流动的饱和度以前进行注水,地下原油不会流入已被气体占据的空隙空间,仍可得到很好的效果.这一饱和度可作为开始注水的界限,也可作为保持油藏压力的下限.(4).欠饱和油藏:因为有一个弹性驱动的阶段,在地层压力降至饱和压力以前注水不会有问题.(5).异常高压油藏:是否要保持原始压力,要根据实际情况而定.对埋藏较深,压力系数较高的油藏,可保持在低于原始油藏压力,甚至接近油藏饱和压力下开采.(6)气顶油藏:当气顶膨胀驱油的速度低于某一临界值时,整个油气界面均匀下降,只在生产井底附近出现锥进现象.但是这种情况要求油藏具有高倾角高渗透率,否则整个油藏生产能力太低,很难满足生产计划的要求.在靠近气顶处利用气顶驱油,技术难度大.（四）工作制度调整边外（缘）注水边内注水行列注水面积注水大切割距小切割距注水方式调整:这里的工作制度调整指水驱油的流动方向及注入方式的调整(1)移动注水线:

指边外注水,边缘注水或行列注水开发的油田,当第一排油井高含水后,改为注水井排,使第二排及其他井排油井能充分受到注水效果.可提高注水效率,改善油田开发效果.

(2)改变注入水渗流方向:

对有裂缝的油田特别重要,水驱油的方向与裂缝延伸的方向互相垂直时,水驱油的效果最好.

如吉林扶余油田,是一个裂缝性的油藏,初期看法效果较差,后来把原来的九点井网改为排状井网