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1、教学安排,第一章 油藏的基本概念,第二章 油田开发基础,第三章 油藏动态评价,第四章 储量及采收率,第二章 油田开发基础,第一节 油田开发前的准备阶段,第二节 油田开发方针、原则及阶段性,第四节 油田开发层系的划分与组合,第五节 油田驱动方式的选择,第六节 油田注水时间与方式,第三节 油田开发方案的编制,油田开发的发展,%,第一节 油田开发前的准备阶段,所谓油田开发，就是依据详探成果和必要的生产性开发试验，在综合研究基础上对具有工业价值油田，制订出合理的开发方案并对油田进行建设和投产，使油田按预定的生产能力和经济效果长期生产，直至开发结束。,油田的正规开发包括三个阶段,(l)开发前的准备阶段：
2、详探（detailed exploration）开发试验（development experiment or test）(2)开发设计和投产： 包括油层研究和评价、全面部署开发井、制订射孔方案、注采方案和实施；(3)方案的调整和完善,第一节 油田开发前的准备阶段,2. 钻详探资料井（取心资料井）,3. 油井试油和试采,生产测试：探边测试、井间干扰测试、常规测试,4. 开辟生产试验区,4. 开辟生产试验区,5. 基础井网布置,第二章 油田开发基础,第一节 油田开发前的准备阶段,第二节 油田开发方针、原则及阶段性,第四节 油田开发层系的划分与组合,第五节 油田驱动方式的选择,第六节 油田注水时间与
3、方式,第三节 油田开发方案的编制,一 油田开发方针,油田开发必须依据一定的方针来进行，开发方针的正确与否，直接关系到油田今后生产的经济效果的好坏与技术上的成败。编制油田开发方针应考虑以下因素： 采油速度（rate of oil production） 油田地下能量利用和补充 油田最终采收率的大小 油田稳产年限 油田开发经济效果 各类工艺技术水平 对环境的影响,二 油田开发原则,1 规定采油速度和稳产年限,采油速度是一个生产规模问题，一个油田必须以较高的采油速度生产，但同时又必须立足于油田的地质开发条件和采油工艺技术水平及开发的经济效果。这样油田不同，其规定也不同。一般标准时应使可采储量的相当大
4、的部分在稳产期内采出。,采油速度（V）,年采出油量与地质储量之比，称为采油速度。它是衡量油田开采速度快慢的指标。通常用百分数表示。,地质储量采油速度V（N）=年产油量Qo/地质储量N可采储量采油速度V（NR） =年产油量Qo /可采储量NR,无量纲采油速度VD=实际采油速度Vo/最大采油速度Vomax,油田上为估计采油速度的大小，只要把目前日采油量或月采油量折算成年采油量就可以算出来。一年除出测压、维修等关井时间外，为正常生产时间，因此采油速度又为月平均日产油量与生产时间乘积再除以地质储量。实际计算时，无量纲采油速度即为年产油量与最大年产油量之比。,采出程度 （R）,油田在某时间的累积采油量与
5、地质储量的比值，称为采出程度，常用百分数表示。它反映油田储量的采出情况。,地质储量采出程度R（N） =累积采油量Np/地质储量N可采储量采出程度R（NR）= 累积采油量Np /可采储量NR,无量纲采出程度RD=实际采出程度R/最终采出程度ER,2 规定开采方式和注水方式 采用什么方式驱油；注水时间及注水方式3 确定开发层系4 确定开发步骤 布置基础井网；确定生产井网并射孔投产；单层系注 采位置及注采工艺5 确定合理的井网布置原则 保证采油速度，井数最少，最大限度控制储量，经济 评价6 确定合理的采油工艺技术和增注措施,二 油田开发原则,油田开发与其它事物一样，具有发生、发展和衰亡的过程，因而在
6、开发过程中显示出阶段性。 目前世界上对注水开发油田阶段划分的依据和方法不尽相同，但多以年产油量和综合含水率的变化作为划分开发阶段的主要指标。,三 油田开发的阶段性,稳产期,递减期,上产期,3递减阶段,从稳产期结束直到油田停产为止这一阶段称作递减阶段，它的特点是油田产油量下降比较快；油田进入高含水期开采阶段。,第二章 油田开发基础,第一节 油田开发前的准备阶段,第二节 油田开发方针、原则及阶段性,第四节 油田开发层系的划分与组合,第五节 油田驱动方式的选择,第六节 油田注水时间与方式,第三节 油田开发方案的编制,油田开发方案是在详探和生产试验的基础上，经过充分研究以后，使油田投入长期和正式生产的
7、一个总体部署和设计。其内容包括：油田自然地理、地层层序、区域构造、水文地质、流体物性、驱动类型、压力系统、储量计算、油田开发原则的确定、注水方式、投产程序、方案指标计算及技术经济指标计算等。 油田开发方案是油田开发工作的重要技术文件。开发方案的好坏，直接决定了油田今后生产的好坏，若方案制定的不合理，对今后的生产影响很大。,一、油田开发方案的地位及意义,二、油田开发方案的主要内容,在正式开发方案中须对以下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
8、确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，预测稳产年限及最终采收率；,8）对断块油田，分开发单元研究其静、动态特征及 各单元油藏工程技术对策；9）对低渗透油田，要研究裂缝方位与井网优化配置和采用水平井整体注水开发裂缝性低渗透油藏；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）各种开发方案的分析对比，提出最优方案。,三、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，对开发区掌握情况越多，编制的开发方案越符合该区的实际状况，在编制一个区的油田开发方案时需要以下资料：,1.地质特征资料,2
9、.室内物理模拟实验资料,3.压力、温度系统及初始油分布资料,4.动态资料,5.一些特殊资料,四、油田开发方案的编制步骤,油藏描述油藏工程研究采油工程研究油田地面工程研究油田开发方案的经济评价油田开发方案的综合评价及优选,五、油田开发方案的实施,方案经过批准之后，钻井、完井、射孔、测井、试井、开采工艺、地面建设、油藏地质、开发研究和生产协调部门都要遵照实施。,方案完成、整体或区块开发井完钻以后，通过油层对比要做好以下工作：（1）注采井别和射孔钻井射孔不能一步走,射孔原则：（1）属于同一开发层系的所有油层一次性全部射孔，调整井视情况而定。（2）注水井和采油井中的射孔层位必须互相对应.（3）用于开发
10、井网的试油井，要按规定的开发层系调整射孔层位，进行补射和封堵。（4）每套开发层系的内部都要根据油层的分层情况，尽可能留出卡封隔器的位置。（5）有气顶需制订保护和开发相关的原则、措施。（6）厚层底水油藏，一般在油水界面以上，保留足够的位置不射孔。,（2）配产配注注采压差和注采强度的确定和布置初期：保持注采平衡，保持压力在较高水平。压力恢复阶段：分层注水、堵水，减缓含水上升,提高压力要求注采比,注采比和配产配水,注采比=阶段注水量/(阶段采油量*地下换算系数+采出水量),注采比与压降呈线性关系。,（体积比）,单位时间月、年,累计注采比=累计注水量/(累计采油量*地下换算系数+累计采出水量),某一时
11、间段从投产开发,（体积比）,累计注采比小于1，说明地层亏空。,水层、高渗层；注采比不应大于1差油层；注采比大于1注采比维持在1左右,注采比,地面原油密度,地面水密度,配产/吨,水体积系数,油体积系数,含水率,配水/方,油藏区块井组单井层段,利用注采比和产油量求配水量,油田全面开发阶段的主要工作是依据准备阶段为开发所提供的各种资料来编制油藏开发方案,设计出一种最佳的开发方式,对油田进行开发。,四、油田开发方案的完善,在以下情况下需要编制调整方案:原油田开发设计与实际开发情况出入较大,采油速度达 不到设计要求；改变油田开发方式,由天然能量开采调整为人工注水、 注气,由自喷采油转变为机抽等；根据国家
12、对原油生产的需要,要求油田提高采油速度,增 加产量,采取提高注采强度和井网加密等调整措施；改善油田开发效果,延长油田稳产和减缓油田产量递减；为提高油田最终采收率,对油田进行的调整,包括采用各 种物理、化学方法、热采法、钻调整井等。,五、油田开发方案的调整,第二章 油田开发基础,第一节 油田开发前的准备阶段,第二节 油田开发方针、原则及阶段性,第四节 油田开发层系的划分与组合,第五节 油田驱动方式的选择,第六节 油田注水时间与方式,第三节 油田开发方案的编制,所谓划分开发层系就是把特征相近的含油小层组合在一起，用单独一套开发井网进行开发，并以此为基础进行生产规划、动态分析和调整工作。开发层系内如
13、果一部分油层受到干扰不能很好投入工作或由于油层不均匀水淹，一部分油层长期发挥作用很差，对油田的生产能力和原油最终采收率都有很大影响。, 合理划分开发层系有利于充分发挥各类油层作用 划分开发层系是部署井网和规划生产设施的基础 采油工艺技术的发展要求进行层系划分 油田高效开发要求进行层系划分,一 层系划分与组合的意义,油层吸水能力与油层厚度、小层层数关系图,小层层数（层）,不同压力下工作层数与射开层数的关系曲线,Pinj,渗透率不工作层与最高渗透率层比值与注入压力的关系,油层的波及半径与油层渗透率的关系曲线,胜坨油田8-10层分采井合采油强度对比,二 划分开发层系的原则1.划分开发层系前的地质工作
14、,每个小层计算年产油量及其动态变化；以不同产层顺序合采时计算的生产能力；石油企业能完成生产任务的条件下，将小层组合为开发层系不同方案的合理产油水平。,2具体原则,同一开发层系天然驱动类型应相同 同一开发层系应属同一压力及温度系统 同一开发层系埋深应相差不大 同一开发层系内小层岩性和储集性能相同，渗透率 非均质性差异较小 在同一开发层系下，原油应具有相同的商品质量。 同一开发层系在单位面积上应具有一定储量，以确 保油井能有一定的生产能力和经济效益。在所划分的开发层系之间应有可靠的水动力屏障不宜将开发层系划分过细，尽量考虑经济效益，达 到少钻井，少投资，提高开发效果的目的。,三影响合理划分开发层系
15、的主要因素,1. 矿场地质因素,各小层岩性特征及其变化；油藏体积；产层总厚度，有效厚度及其相互关系；小层的储集性能及其在平面和剖面分布的变化；油、气、水物理化学性质；产层间的隔层厚度；内、外含油边界；产层储量及其在油田剖面上的关系；水文地质特征和油藏驱动类型。,2. 技术因素,生产和技术条件；合理套管直径；分采可能性评价；水淹小层的堵水效果；为监测每个小层现状所用的仪表等。,3. 水动力学因素,每个小层计算年产油量及其动态变化；以不同产层顺序合采时计算的生产能力；石油企业能完成生产任务的条件下，将小层组合为开发层系不同方案的合理产油水平。,4. 工艺因素,开发层系各组合方案开采井和注入井的合理
16、井网密度；保持地层压力方法与油藏地质物理结构特征的适应性；开发层系监测和调整的可能性；对各开发层系划分方案采用各种提高采收率新方法的可能性。,5. 经济因素 ,（1）首先开发勘探程度高的层系 这种层系往往是由该油田延伸稳定、岩性 和物性变化小的主力油层组成。开发这种 油层的生产井网，可以同时兼探其它油层。,四 开发层系的开发次序,（3）当几套层系开发指标相当时，在经济和 建设能力等条件允许的情况下，可以分 别采用不同的井网同时开发,（2）首先开发储量大，产油能力高的层系 这样能尽快满足国家对原油的需求，收 回成本投资，提高经济效益。,五、划分与组合开发层系的方法(定性),（1）详细地研究和掌握
17、各类油层、油砂体的特性，对各类油层组、油砂体进行分类排队，研究某一个油层内不同渗透率、不同延伸长度、不同分布面积的油砂体所占的储量百分数。通过分类研究，掌握不同油层的特点，差异程度及对开采方式、井网的不同要求。,经过分油砂体（或流动单元）的分类研究可进一步认识到：不同延伸长度和不同分布面积的油砂体所控制储量；不同等级渗透率的油砂体所控制储量；不同油层组内主要油砂体的特性及差异程度；不同开发层系组合的可能性。,某油田各油层组油砂体特性分类表,某油田某油层综合评价表,（2）对已开发区进行油砂体动态分析，为新区合理划分与组合开发层系提供生产实践依据。通过对油砂体的动态分析可以认识到：油砂体物性不同，
18、其工作状况也就不同，各油层组内不同工作状况的油砂体所占的储量百分数也有很大差别；不同油砂体采油速度相差较大；油砂体的采出程度有差别；各油层组内主要油砂体的生产特点以及其对合理开发要求的差异性；不同开发层系组合的可能性和条件。,某油田分油砂体开发动态分析汇总表,某油田各油层组储量分布及隔层状况统计表,（3）进行综合分析与对比，选择最优的层系划分与组合方案。,综合对比不同层系组合方式的开发效果时，主要考虑的指标是：a.不同层系组合所能控制的储量；b.不同层系组合所能达到的采油速度，分井生产能力和低产井所占百分数；c.不同层系组合的无水采收率；d.不同层系组合的钢材消耗及投资效果等经济指标。,某油田
19、不同层系组合方式开发效果对比表,（4）编制射孔方案对开发层系进行最后的调整与落实,按照所确定的开发层系和井网钻井后，经过对更多资料作进一步研究，可能发现局部地区在层系划分上存在不够合理的地方。因此需要在射孔投产之前，对这些不够合理的地方进行调整与落实。,（5）开发层系的调整（略）,第二章 油田开发基础,第一节 油田开发前的准备阶段,第二节 油田开发方针、原则及阶段性,第四节 油田开发层系的划分与组合,第五节 油田驱动方式的选择,第六节 油田注水时间与方式,第三节 油田开发方案的编制,一 驱动方式,二 不同驱动方式驱油动力效果分析,第五节、油田驱动方式选择,三 因素分析,油藏的驱动方式,也是油藏
20、中排油的主要动力来源.这种动力来源于两方面:,一 驱动方式,在油藏工程中,按单一的作用力或按结合力中起主要作用的力来定义该油藏的驱动方式,1.水压驱动,它是依靠边部或底部地层水的重力或弹性能量来排驱原油的.建立水压驱动油藏的地质条件有:,(1)油藏内具有一定能量的水域,(2)水域与含油区之间有良好的连通性和渗透性.,(3)地层压力大于饱和压力.若地层压力低于饱和 压力,则是水压与溶解气驱的混合驱动,称为 部分水驱.,水压驱动下开采的油藏,采出的油量将由边缘水体的侵入水量或人工注入的水量来弥补,因而可以在压力不变的情况下,实现开采的全过程.而实际上绝大多数天然水压驱油的油田,由于外界水源的补给跟
21、不上能量的消耗,所以开采效果达不到预期的结果.,water drive,water drive,满足提高排液量的需要；合理地层压力要保持较高油层渗流参数，又不能超过原始地层压力（压力过高，会给修井及作业带来困难；压力过低，以造成脱气）；选择注入压力应以现有工艺设备能力为基础，尽量满足提高排液量和保持压力之需要；,注水保持压力原则,对于注水井，井底流压要低于油层破裂压力，防止油层产生裂缝所导致的水窜甚至套管损害；对于松软地层，生产压差应低于最低出砂压差界限；在抽油开采条件下，合理井底压力应保证油层渗流和井筒垂直流动工作方式很好配合，使抽油泵能在最佳条件下工作。,其它驱动,Solution Gas
22、 Drive,特点：（1）地层压力不断下降（2）油井产量不断减少（3）汽油比先上升后下降,二 不同驱动方式驱油动力效果分析,1.基本概念,一次采油,完全依靠地层自身能量将原油从油藏中采出。,二次采油,指在一个油藏或油层内首次开始从事的任何一种提高石油采收率的方法.向油层注气或注水补充地层的能量,以保持油藏的压力,即是通常所谓的二次采油.但是二次采油的采收率,只能提高到30%-40%,尚有一大半原油剩留在地下,未能采出,这种剩余储量, 就是三次采油兴起的背景.,eg1热力驱油,通过加热油藏和原油,一方面使原油粘度下降,另一方面原油本身也会受热膨胀,从而提高原油流动性,达到提高采收率的目的.,eg
23、2混相驱油,利用注入一种能与原油成为混相的流体,使它们相互掺合而无任何界面,既然界面消失,那就不存在毛细管压力,因而阻力减少,从而达到提高采收率的目的,三次采油,开采用常规的一次和二次采油法所不能采出的原油之方法称为三次采油或提高原油采收率.它实质上是对老油田进行再开发.,(2)国内外经验值,*水压驱动的效果最好;*有外界能量补充的方式比完全依靠自身能量 的方式驱油效果好.,三 因素分析,1 油藏本身的天然能量状况2 油藏本身的地质条件垂直渗透率高、油层陡：利于气顶形成，便于建立气压驱动高渗带：高产不仅适于采油更适于注水断层及裂隙：容易发生水窜和气窜储层及流体：储层性质均匀，渗透性好，油粘度小
24、，水敏粘土矿物少，适宜注水；地层倾角大，在10度-20度以上，垂直裂缝发育，利用油气分离及顶部注气效果好。,3油藏的开发状况开发速度：过大，由于外排生产井的屏蔽遮挡，内不井受效差；容易造成气顶、底水锥进、边水舌进。4注入剂的来源及处理水的来源广、价格便宜、易于处理、水驱效果一般较溶解气驱、重力驱等好，故凡是有条件的油田，采用注水开发，取得经济效果显著。,第二章 油田开发基础,第一节 油田开发前的准备阶段,第二节 油田开发方针、原则及阶段性,第四节 油田开发层系的划分与组合,第五节 油田驱动方式的选择,第六节 油田注水时间与方式,第三节 油田开发方案的编制,第六节 注水时间与方式,优点:可以使油
25、层压力始终保持在饱和压力以上, 使油井有较高的产能,有利于保持较长的 自喷开采期,有利于保持较高的采油速度 和实现较长的稳产期.缺点:投产初期注水工程投资较大,投资回收期较 长,所以早期注水方式不是对所有油田都 是经济合理的,尤其是对那些原始地层压力 较高,饱和压力较低的油田更是如此.,(2)晚期注水 油田开发初期依靠天然能量开采.在没有能量补充下,地层压力降到饱和压力以下,原油中溶解气析出,转为溶解气驱,在溶解气驱之后注水,称为晚期注水.优点:初期生产投资少,原油成本低,对原油性质较 好、面积不大且天然能量比较充足的中小油 田可以考虑采用.缺点:晚期注水油田产量不可能保持稳产,自喷开采 期短
26、,对原油粘度和含蜡量较高的油田,还将 由于脱气使渗流条件恶化.,(3)中期注水 开发初期依靠天然能量开采.地层压力降到饱和压力以下, 在油气比上升到最大值之前注水,优点:利用天然能量开采,在一定时机及时进行注 水恢复地层压力的开发方法,初期生产投资 少,经济效益好,也可保持较长稳产期,并不 影响最终采收率.对于地饱压差较大,天然 能量较大的油田是比较适用的.,常用的面积注水井网习惯上以一口生产井为中心的n点法命名，这一类井网都可以划分为若干个以生产井为中心的注采单元。如果这个代表单元的总井数（包括中心的生产井和周围注水井）为n，这种注水方式即被称为n点法，n可以命名为井网系数；若以一口注水井为
27、中心的单元来计算井数时，则称为“反”n点法。,The injector-producer rate:,dispersed water injection,It is a triangle well array with water injection wells at the corners and the producing well at the center,4-spot well array( R=1:2),：production well： injection well,4-spot,It is a square well array. The uniform spacing fro
28、m the water injection well to the producing wells is an asset,5-spot,It is a triangle well array. The seven-spot well array is desirable in a field with low productivity and good injectivity,7-spot,The nine-spot pattern uses eight injection wells and one producing well. Four of the injector are spac
29、ed closely and four are spaced further apart,9-spot,The injection wells and the production wells arrange as straight line. They have the same well distance. Each injection unit is a parallelogram of which the production wells lie in the center and the injection wells lie at the side,Line water injec
30、tion,Each injection unit is a rectangle of which the production wells lie in the center. The injection wells and the production wells have the same well distance,Interleaving line water injection,=1/R,两相区内平均含水饱和度下水的相对渗透率,含油区油的原始相对渗透率,布井部署,需要确定的参数,课堂练习,1.某油田地质储量No=5700万吨，从开井到85年累积产油为268万吨，86年采油60万吨，8
31、7年采 油85.5万吨，计算： 到87年地质采出程度为多少？ 86，87年的采油速度？若从88年开始按2.2% 的采油速度生产，到92年从地下共采出多少 原油？92年地质采出程度是多少？,课堂练习,2 某油藏生产数据如下：,已知其原油密度为0.8t/m3,地下160m3的原油采出地面脱气后要比原来少60m3，求出1月份和2月份的注采比，并判断哪个月地层亏空。,解： R=Np/No=(286+60+85.5)/5700=7.25% V86=Q86/No =60/5700 =1.05% V87=Q87/No=85.5/5700=1.50% Qo=VoNo =2.2%5700=125.4(万吨) Np92=268+60+85.5+125.45 =1030.5(万吨) R92=Np/No=1030.5/5700=18.20%,课堂练习答案,IPR1=qi/(qo*Bo/ro+qw),IPR2=Wi/(Np*Bo/ro+Wp),解：,月注采比计算公式为：,累计注采比计算公式为：,计算结果：1月份、2月份注采比分别为1.68、1.52；3、4、5月份累计注采比大于1，表明地层亏空。,
