油田開發(fā)設計基礎

1、對于具有工業(yè)開采價值的油田，依據詳探成果和必要的生產性開發(fā)試驗，在綜合研究的基礎上，按照國民經濟發(fā)展對原油生產的要求，從油田的實際情況和生產規(guī)律出發(fā)，制訂出合理的開發(fā)方案并對油田進行建設和投產，使油田按預定的生產能力和經濟效果長期生產，第四章第四章 油田開發(fā)設計基礎油田開發(fā)設計基礎油田開發(fā)直至開發(fā)結束的全過程。開發(fā)方案的調整和完善一個油田的正規(guī)開發(fā)一般要經歷三個階段：開發(fā)前的準備階段開發(fā)設計和投產詳探開發(fā)試驗油層研究和評價全面布置開發(fā)井制訂和實施完井方案、注采方案(開發(fā)方案的制訂和實施)工藝技術措施調整井網層系調整開發(fā)方式調整第一節(jié)第一節(jié) 油田開發(fā)準備油田開發(fā)準備 通過油田詳探和開辟開發(fā)先導試

2、驗區(qū)認識油藏，油田開發(fā)準備階段的主要目的油田開發(fā)準備階段的主要目的： 落實地質儲量， 掌握一定的油田生產規(guī)律， 為編制正式開發(fā)方案提供切實可行的依據。一、油田詳探一、油田詳探含油層系巖石和流體物性研究、工藝技術實施的模擬試驗等。地質研究工作以含油層系為基礎的地質研究、儲油層的構造特征研究、油水分布關系分析、分區(qū)分層組的儲量計算等開發(fā)工程技術研究 包括油井生產能力和動態(tài)研究、油層邊界的性質研究以及油層天然能量、驅動類型和壓力系統(tǒng)確定、合理工藝技術和油層改造措施研究等。室內試驗研究詳探階段的主要任務詳 探 方 法地震細測詳探資料井取芯資料井測井試油和試采分析化驗及室內試驗研究詳探目的:對油藏地質情

3、況和生產動態(tài)的認識，是編制開發(fā)方案的必備基礎落實構造形態(tài)、斷層狀況等。直接認識油層。 取得巖心與流體的樣品。各油層及其中流體的物性。生產試驗。二、油田生產試驗區(qū)和開發(fā)試驗二、油田生產試驗區(qū)和開發(fā)試驗驗證正式開發(fā)過程中所采取措施和決策的正確性與完善性。目的：目的：選擇應具有代表性的試驗區(qū)，通過生產實踐和綜合研究，充分認識油藏地質情況，掌握其生產的動態(tài)規(guī)律。第二節(jié)第二節(jié) 油藏驅動方式及其開采特征油藏驅動方式及其開采特征一、油藏驅油能量一、油藏驅油能量人工向油層注水、注氣來增加油層驅油能量邊水壓頭所具有的驅油能量原油中的溶解氣析出并發(fā)生膨脹所產生的驅油能量氣頂中壓縮氣體膨脹所產生的驅油能量油層中的流

4、體和巖石發(fā)生膨脹而產生的驅油能量原油在油層內由于位差而具有的重力驅油能量天 然 能 量人工能量驅動石油流動的能量可以是幾種能量的綜合作用二、油藏的驅動類型二、油藏的驅動類型不同油田，甚至同一油田的不同油藏之間或不同的開發(fā)階段，驅動方式是不同的油層的地質條件和油氣性質上的差異開發(fā)過程中油田的產量、壓力、氣油比等有著不同的變化特征油田開發(fā)過程中主要依靠哪一種能量來驅油一個油田投入開發(fā)之后，其原來的驅動方式會因開發(fā)條件的改變而改變。油田開發(fā)初期就需要根據地質勘探成果和高壓物性資料，以及開發(fā)之后所表現出來的開采特點來確定油藏屬于何種驅動方式。研究油藏驅動類型的意義：掌握不同類型的驅動方式及其動態(tài)變化規(guī)

5、律，對于制訂合理的油田開發(fā)方案具有重要意義。1 1、彈性驅動、彈性驅動：依靠油藏流體和巖石的彈性能量為主要驅油能量的驅動方式。原油被排擠到生產井中油藏投入開發(fā)油層壓力開始下降液體、巖石體積發(fā)生膨脹儲油層的孔隙體積縮小彈性驅油藏開采特征曲線2、溶解氣驅動、溶解氣驅動主要依靠原油中分離出天然氣的彈性膨脹能量驅油的驅動方式。溶解氣驅油藏開采特征曲線油層壓力低于飽和壓力溶解在原油中的天然氣將從原油中分離出來天然氣體積發(fā)生膨脹原油被排擠流入井3、水壓驅動、水壓驅動依靠邊底水和（或）注入水為主要驅油動力的驅動方式。剛性水壓驅動油藏開采特征曲線地層壓力高于飽和壓力邊底水和（或）注入水將原油驅入油井(1)剛性

6、水壓驅動能量供給充分，水侵量完全補償采出量。彈性水驅油藏開采特征曲線(2)彈性水壓驅動能量供給不充分，水侵量不能補償采出量。4、氣壓驅動、氣壓驅動主要靠氣頂氣的膨脹能或注入氣驅油的驅動方式。注入氣量足以保持油藏壓力穩(wěn)定，或氣頂體積比含油區(qū)體積大得多能夠保持油藏壓力基本保持不變。(1)剛性氣驅剛性氣壓驅動可采特征曲線(2)彈性氣壓驅動彈性氣壓驅動開采特征曲線氣頂體積體積小，不能夠保持油藏壓力基本保持不變。5、重力驅動、重力驅動重力驅動油藏開采特征曲線依靠原油在油層內存在位差而具有的重力驅油能量驅油的方式。當一個油藏的油層傾角比較大或油層厚度大時，重力驅動才能發(fā)揮作用。溶解氣驅采收率最低。各種驅動

7、方式的驅油能量來源不同最終采收率也不同水壓驅動方式的驅油效率最高，采收率最大。一般情況下油藏的驅動方式并不是一成不變的同一時間內，同一油藏的不同部位可以表現為不同的驅動方式；同一油藏在不同時間可以表現為不同的驅動方式。國內外許多油田都采用人工注水保持壓力的開發(fā)方式。第三節(jié)第三節(jié) 油田開發(fā)層系的劃分與組合油田開發(fā)層系的劃分與組合不同油藏的驅油機理、開采特點有很大區(qū)別，它們對油田開發(fā)的部署、開采條件的控制、采油工藝技術、開采方式、甚至對地面油氣集輸流程都有不同的要求。在制訂開發(fā)方案時，需要將油田的各層進行劃分和組合，緩解層間差異一個油田往往是由幾個油藏組成，而組成油田的各個油藏在油層性質、圈閉條件

8、、驅動類型、油水分布、壓力系統(tǒng)、埋藏深度等方面都不同，有時差別很大。一、劃分開發(fā)層系的意義一、劃分開發(fā)層系的意義把特征相近的油層組合在一起，用單獨一套開發(fā)系統(tǒng)進行開發(fā)，并以此為基礎進行生產規(guī)劃、動態(tài)分析和調整。劃分開發(fā)層系：劃分開發(fā)層系：（4）劃分開發(fā)層系，能更好地發(fā)揮采油工藝手段的作用，進行分層注水、分層采油和分層控制的措施。（1）合理劃分開發(fā)層系，有利于充分發(fā)揮各類油層的作用，從而緩和層間矛盾，改善油田開發(fā)效果。（2）劃分開發(fā)層系后，可以針對不同層系的特殊要求設計井網和進行地面生產設施規(guī)劃和建設。（3）劃分開發(fā)層系，可以提高采油速度，加速油田生產，縮短開發(fā)時間，并提高投資回收期。二、劃分開

9、發(fā)層系的原則二、劃分開發(fā)層系的原則（1）多油層油田，如具有以下地質特征時，原則上不能合并到同一開發(fā)層系中：儲油層巖石和物性差異較大；油氣水的物理化學性質不同；油層壓力系統(tǒng)和驅動類型不同；油層層數太多，含油井段的深度差別過大；（2）每套層系應具有一定的厚度和儲量，保證每口井具有一定的生產能力，并達到較好的經濟指標。（3）一個開發(fā)層系上下必須具有良好的隔層，在注水開發(fā)過程中層系間能嚴格分開，上下層系不會串通和干擾。（5）在采油工藝所能解決的范圍內，開發(fā)層系不宜劃分過細，以減少建設工作量，提高經濟效益。（4）同一開發(fā)層系內各油層的構造形態(tài)應基本一致，不應把大面積分布和少量分布的油砂體組合在同一開發(fā)層

10、系，否則將有一部分儲量不能充分發(fā)揮作用。在開發(fā)非均質多油層油田時，劃分開發(fā)層系后，一套開發(fā)層系中仍然包括幾個到十幾個油層。層間差異仍是不可避免的。為進一步改善油田開發(fā)效果，對它們實施分層注水和分層采油工藝，緩解層間矛盾。第四節(jié)第四節(jié) 砂巖油田的注水開發(fā)砂巖油田的注水開發(fā)在進行油田開發(fā)方案設計時，首先要確定油田開發(fā)方式，且應當盡可能充分利用油藏本身的天然能量來開發(fā)油田。我國現有油田絕大多數不具備充足的天然能量補給條件世界油田開發(fā)的歷史也表明，若只依靠油田本身的能量開發(fā)，采油速度低，采收率小，原油產量不能滿足國民經濟發(fā)展的要求國內油田開發(fā)中廣泛采用人工注水保持或補充地層能量，使油田處于水壓驅動方式

11、開發(fā)。選擇合適的注水時機對于充分利用天然能量，提高注水開發(fā)效果具有重要意義一、一、注水時間注水時間地層中原油的少量脫氣會減少水相的相對滲透率，使得水油比降低，從而減少高滲透層的產水量地層中強烈脫氣是有害的，因為它可使原油粘度上升，導致最終采收率下降注水井在油藏所處的部位和注水井與生產井之間的排列關系。二、二、注水方式注水方式油田的油層性質和構造條件確定注水方式的主要依據：目前國內外油田所采用的注水方式邊緣注水邊內切割注水面積注水不規(guī)則點狀注水注水井分布在含油區(qū)上1 1、邊緣注水、邊緣注水注水井部署在含水區(qū)內或油水過渡帶上或含油邊界以內不遠處。注水井分布在含水區(qū)邊（緣）外注水分類緣上注水注水井分

12、布在油水過渡帶上邊（緣）內注水圖4-8 邊緣注水示意圖位于油藏構造頂部的生產井往往得不到注入水能量的補充，在頂部易形成低壓區(qū)，使油藏的驅動方式由水驅方式轉變?yōu)閺椥则尰蛉芙鈿怛尩认拈_發(fā)方式。油藏構造比較完整，油層分布穩(wěn)定，邊部和內部連通性好，油層流動系數較高，邊水比較活躍的中小油田。特別是邊緣地區(qū)吸水能力要好，以保證壓力有效傳播，使油田內部受到良好的注水效果。適用條件優(yōu)點缺點油水界面比較完整，能夠逐步向油藏內部推進，易于控制，無水采收率和低含水采收率比較高，最終采收率也比較高。邊緣注水利用注水井排將含油面積切割成許多塊（切割區(qū)），每個切割區(qū)可以作為一個獨立的開發(fā)單元。2 2、切割注水、切割注水

13、切割注水示意圖不能很好地適應非均質油層；注水井間干擾大；注水井排兩邊地質條件不同時，容易出現區(qū)間不平衡現象。油層大面積分布，并具有一定的延伸長度，在注水井排上可以形成比較完整的切割線；保證在一個切割區(qū)內部署的生產井與注水井之間都有較好的連通性；油層具有一定的流動系數，保證在一定的切割區(qū)和一定的井排內生產井能見到較好的注水效果。適用條件優(yōu)點缺點可根據油田的地質特征來選擇切割井排的最佳方向及切割距；可優(yōu)先開發(fā)儲量最豐富、油井產量高的區(qū)塊，使油田很快具有一定的生產能力。緣內切割注水將注水井和生產井按一定的幾何形狀和密度均勻地布置在整個含油面積進行開發(fā)。3、面積注水(a)正對式排狀注水(b)交錯式排狀

14、注水線性注水示意圖注采井數比為1：1（1）線狀注水系統(tǒng)注水井和生產井都等距地沿著直線分布，一排注水井對應一排生產井。注水井與生產井即可以正對也可以交錯。強化面積注水示意圖（2）強化面積注水系統(tǒng)根據油水井相互位置和所構成的井網形狀不同五點法七點法九點法反九點法四點法23Nm采油井注水井對于面積注水井網式中系統(tǒng)的注水井與采油井數之比m注水井數n基本單元的所有井數N不同注水系統(tǒng)的m和n值及井網形式注水系統(tǒng)正四點正五點正七點正九點m 值0.5123n 值3468井網形式三角形正方形三角形正方形由于面積注水井網的靈活性較大，因此具有較強的適應性。第五節(jié)第五節(jié) 油田開發(fā)方案的編制油田開發(fā)方案的編制根據油田

15、地質、地理等客觀條件以及國民經濟發(fā)展的需要和技術及經濟可行性而編制的一整套開發(fā)油田的原則、辦法和要求。它是對一個要進行開發(fā)的油田制訂出使油田投入長期和正式生產的一個總體部署和設計，是決定原油從油層流到生產井井底并采出地面的各種條件的綜合。油田開發(fā)方案油田開發(fā)方案一、開發(fā)方案編制的基本原則一、開發(fā)方案編制的基本原則(1)在油田客觀條件允許的條件下，滿足國民經濟對原油生產的要求；(2)充分利用油田天然能量資源，保證獲得原油采收率；(3)油田要長期穩(wěn)產、高產；(4)經濟效益好；二、開發(fā)方案的主要內容二、開發(fā)方案的主要內容油田地質情況儲量計算開發(fā)原則開發(fā)程序開發(fā)層系、井網、開采方式和注采系統(tǒng)鉆井工程和

16、完井方法采油工藝技術地面集輸系統(tǒng)開發(fā)指標經濟評價方案實施要求第六節(jié)第六節(jié) 油田開發(fā)調整油田開發(fā)調整油田開發(fā)過程中地下狀況始終在不斷變化，為了改善油田的開發(fā)效果，適應地下變化的狀況，必須不斷地對油層施加人為作用，各種人為作用統(tǒng)稱為油田開發(fā)調整。滿足國民經濟發(fā)展的要求，充分而合理地利用天然資源，并具有較好的經濟效益。油田開發(fā)調整的原則：一、油田開發(fā)綜合調整的任務一、油田開發(fā)綜合調整的任務改變開發(fā)方式，提高油田最終采收率，如由依靠天然能量開采方式調整為人工注水、注氣或轉換為三次采油開采技術。不同油田或同一油田的不同開發(fā)時期，調整的任務和目的是不相同的原油田開發(fā)設計與實際開采情況出入較大，采油速度達不

17、到設計要求，開發(fā)過程中出現了許多未預料到的問題，需要對開發(fā)設計進行調整和改動。國民經濟發(fā)展要求油田提高采油速度，增加原油產量，采取提高注采強度或加密井網等。改善開發(fā)效果，延長穩(wěn)產期或減緩油田產量遞減，這種調整是大量的、經常性的。二、油田開發(fā)綜合調整的內容二、油田開發(fā)綜合調整的內容開發(fā)方式調整。立足現有井網層系的綜合調整，主要為各種工藝措施調整；井網層系調整；1、工藝技術措施綜合調整工藝技術措施綜合調整(1)分層注水、分層采油；(2)采取水井調剖、油井堵水措施；(3)采取壓裂、酸化等油層改造措施,提高較差油層的吸水能力和產油能力；(4)改變油水井的工作制度(包括關井)，調整注采壓差，以改變液流方向，提高水驅波及體積。(5)改變采油方式，對自噴能力低的井轉化為機械采油方式，通過提高排液量來減緩產量遞減。2、井網層系調整、井網層系調整(1)