1章-油氣田開發(fā)

2025/2/101序言一、課程簡介油藏工程是以石油地質(zhì)為基礎(chǔ)，關(guān)于油田開發(fā)設(shè)計和分析研究方法的一門專業(yè)課程。主要講述地下流體生產(chǎn)動態(tài)和開發(fā)調(diào)整。認識到實踐到認識的一個辨證過程油藏工程研究內(nèi)容研究方法油藏工程設(shè)計油藏工程分析方法2025/2/102二、在專業(yè)建設(shè)中的地位石油工程地面工程油田開發(fā)鉆井工程采油工程油藏工程2025/2/103石油工程地面工程油田開發(fā)鉆井工程采油工程油藏工程石油地質(zhì)技術(shù)方法油田勘探沉積巖石學(xué)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)油氣地下地質(zhì)石油測井石油物探2025/2/104油藏流體流動過程：（1）地層井底:油藏工程（2）井底井口:采油工程（3）井口集輸站:集輸工程（4）井:鉆井工程地層井底井井口集輸站12342025/2/105四大階段：1859-1930：初步認識:普遍認為井網(wǎng)密度越密越好,找出了初始產(chǎn)量與采油速度和井網(wǎng)密度的關(guān)系1930-1940：認識飛躍:認為油藏是不可分割的整體,應(yīng)進行統(tǒng)一開發(fā)理論初具規(guī)模:

驅(qū)動能量學(xué)說;1936年R.J.薛爾紹斯“物質(zhì)平衡法”1940-1960：理論比較完整、完善:Buckley-levellet水驅(qū)油理論;1959年<美>J.道格拉斯、D.W.皮斯曼數(shù)值模擬1960-至今：理論較成熟測試手段、計算機技術(shù)不斷更新三、油田開發(fā)的發(fā)展史2025/2/106發(fā)展方向（生長點）非線性理論非線性水驅(qū)曲線開發(fā)模式分形試井神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)灰色系統(tǒng)計算機技術(shù)軟件開發(fā)：試井、油藏工程、數(shù)值模擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)校2025/2/1071.1開發(fā)階段的劃分一、油田開發(fā)的概念二、油田開發(fā)階段的劃分1.2油田開發(fā)前的準備工作一、詳探二、試采三、開辟生產(chǎn)試驗區(qū)四、開發(fā)實驗1.3開發(fā)設(shè)計和實施一、油田開發(fā)模式二、油藏工程設(shè)計三、油田開發(fā)設(shè)計1.4油田開發(fā)調(diào)整一、意義二、定義三、目的四、油田調(diào)整分類五、五大調(diào)整1.油田開發(fā)與油藏工程研究(3學(xué)時)2025/2/1081.1開發(fā)階段的劃分一、油田開發(fā)的概念二、油田開發(fā)階段的劃分2025/2/1091.1開發(fā)階段的劃分一、油田開發(fā)(p1)

根據(jù)油田地質(zhì)條件和各地區(qū)的經(jīng)濟狀況，依據(jù)三大規(guī)律,采用四個手段，經(jīng)過四個工程合力研究，確定合理開發(fā)方案，并且投入生產(chǎn)，按照不同開發(fā)階段的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟效果進行長期開采直至油藏能量枯竭為止這一全過程.采用手段鉆井能量補充增產(chǎn)措施生產(chǎn)壓差依據(jù)規(guī)律地質(zhì)規(guī)律滲流規(guī)律經(jīng)濟規(guī)律增產(chǎn)措施:油田采取各種工藝措施使產(chǎn)量穩(wěn)產(chǎn)或下降緩慢,主要有酸化和壓裂2025/2/1010二、油田開發(fā)階段的劃分(p1)開發(fā)前的準備階段根據(jù)三維地震圈閉含油面積在含油面積內(nèi)打資料井試采開辟生產(chǎn)實驗區(qū)開發(fā)設(shè)計與實施調(diào)整和完善見第三節(jié)見第四節(jié)圖1-1油田開發(fā)程序2025/2/10111.2油田開發(fā)前的準備工作一、詳探二、試采三、開辟生產(chǎn)試驗區(qū)四、開發(fā)實驗2025/2/1012前期準備工作：在第一口探井獲得工業(yè)油流后，開發(fā)工作早期介入，使開發(fā)工作向勘探階段延伸，及時掌握情況，逐步加深認識，參與詳探井部署，并按開發(fā)要求取好資料，編制概念設(shè)計，對油藏進行初評估，并對可能采取的開發(fā)方法及開發(fā)前景進行預(yù)測，提出下一步詳探、試采或先導(dǎo)試驗及錄取資料的要求；在掌握了一定數(shù)量的動、靜態(tài)資料，并對油藏地質(zhì)條件和開采特征有了一定認識的基礎(chǔ)上，編制油藏開發(fā)設(shè)計方案。2025/2/1013

一、詳探(p2)（一）定義詳探是指運用各種可能的手段和方法，對含油構(gòu)造或者一個預(yù)定的開發(fā)區(qū)取得必要的資料，進行綜合研究，力求搞清主要地質(zhì)情況和生產(chǎn)規(guī)律，并計算出探明儲量為編制開發(fā)方案作準備。（二）主要內(nèi)容：圖1-2（三）主要任務(wù)（1）油藏描述，建立初步地質(zhì)模型（2）計算探明儲量，預(yù)測可采儲量（3）開發(fā)部署（4）對開發(fā)方式，采油工程設(shè)施提出建議（5）估算生產(chǎn)規(guī)模，經(jīng)濟效益評價根據(jù)三維地震圈閉含油面積在含油面積內(nèi)打資料井試采圖1-2詳探2025/2/1014二、試采(p3)（一）定義從試油獲得工業(yè)油氣流的井中，選出一部分井，進行試驗性的采油稱為試采。（二）目的為了取得油井在不同生產(chǎn)條件下的各項資料，確定油田的產(chǎn)油能力、壓力變化和掌握生產(chǎn)變化規(guī)律，為編制正式開采的開發(fā)方案提供依據(jù)。（三）試采任務(wù)（1）搞清儲層的縱橫連通性（2）搞清油氣水分布規(guī)律（油水界面位置）（3）驅(qū)動類型（4）動態(tài)儲量（5）單井產(chǎn)能-無阻流量，產(chǎn)量變化情況（6）其它：采油工藝，地面工程等（四）試采方案（1）地質(zhì)概況（2）具體任務(wù)（3）試采區(qū)、試采層、試采井如何選擇（4）試采規(guī)模-采出程度，總壓降（5）錄取資料-產(chǎn)量，壓力（油壓，套壓，井底流壓等）（6）對地面工程要求（7）工作量計劃表（8）遞交報告2025/2/1015

三、開辟生產(chǎn)試驗區(qū)(p4)

（一）目的

為了認識油田在正式投入開發(fā)以后的生產(chǎn)規(guī)律“解剖麻雀，指導(dǎo)一般”

（二）條件

大油田、詳探程度高、地面建設(shè)條件比較有利、主力油層

（三）主要內(nèi)容：

（1）研究主要地層

（2）研究井網(wǎng)

（3）研究生產(chǎn)動態(tài)

規(guī)律及合理的采油速度

（4）研究合理的采油工藝和技術(shù)及增產(chǎn)和增注措施（壓裂、酸化、防砂、降粘）的效果

（四）特點

（1）代表性、獨立性

（2）正規(guī)開發(fā)方案

（3）既是實驗區(qū)，又是生產(chǎn)區(qū)

（五）優(yōu)缺點

優(yōu)點：比較具體、機動性、靈活性

缺點：不能進行多種試驗

不能進行對比試驗

不能進行綜合試驗2025/2/1016大慶喇薩杏油田開發(fā)初期專題性試驗：天然能量開采試驗注水適應(yīng)性及保持壓力水平試驗薩、葡油層組的合采與分采試驗不同滲透層水線推進速度試驗75米小井距注水開發(fā)生產(chǎn)特征和采收率試驗

如1960年7月到1961年3月油井投產(chǎn)、注水井排液階段，薩、葡油層分別采出27.6萬噸和45.3萬噸油時，地層壓力已降到了飽和壓力，這反映出油藏的彈性采收率低，必須采取早期保持壓力開采，才能提高采收率。

油水井合注合采多油層試驗，暴露出注入水沿高滲透層突進嚴重，無水采收率僅2.5%，每采1%地質(zhì)儲量含水就上升5%～7%，層間干擾嚴重，平面水線推進很不均勻，直接影響水驅(qū)開發(fā)效果，因此，油藏必須走分層開采道路

2025/2/1017

小井距的單油層開采試驗，由于井距小、試驗效率高，僅用了一年左右的時間，就取得了水驅(qū)開采全過程的開發(fā)資料，搞清了注水開發(fā)基本規(guī)律。油藏含水在20%以前，采油指數(shù)上升，是油井生產(chǎn)能力量旺盛的階段，當含水大于20%以后，采油指數(shù)就開始下降，但直到含水60%之前，采油指數(shù)仍可保持在投產(chǎn)初期水平，生產(chǎn)壓差保持不變，因此油井產(chǎn)油量還保持見水初期的水平。但當含水繼續(xù)上升到超過60%以后，采油指數(shù)逐漸低于初期水平，產(chǎn)油量逐漸遞減，此時油井要保持較高的產(chǎn)量，就必須通過增大生產(chǎn)壓差，提高采液量來實現(xiàn)。此時井筒混合液的密度增大，在地層壓力不宜超過原始地層壓力的條件下，油井已不能再維持自噴開采。當試驗區(qū)油井含水達96%～99%時，水驅(qū)單油層的最終采收率平均為51.2%。2025/2/1018四、開發(fā)實驗(p5)（一）油田各種天然能量試驗彈性、溶解氣、氣頂氣、邊、底水（二）井網(wǎng)試驗（三）采收率研究試驗和提高采收率方法試驗（四）影響產(chǎn)量的因素和提高產(chǎn)量試驗（五）與油田人工注水有關(guān)的各種試驗排距試驗、排液強度(量）、轉(zhuǎn)注時間、注采比、無水采收率、見水時間、出水規(guī)律2025/2/1019實例一：

新疆彩南油田是一個嚴格進行項目管理，嚴格控制投資，采用先進實用技術(shù)，實現(xiàn)高速度、高水平、高效益開發(fā)的沙漠地區(qū)油田的典型。開發(fā)設(shè)計經(jīng)過四次優(yōu)化，減少鉆井87口，在方案實施過程中進行跟蹤對比，又決定停鉆17口，加上鉆采工藝和地面工藝的優(yōu)化，投產(chǎn)后指標符合程度高，設(shè)計單井日產(chǎn)油14噸，實際為16.1噸，地面建設(shè)符合沙漠地區(qū)油田特點，簡捷、實用、先進、經(jīng)濟，實現(xiàn)了自動化管理，取得了很好的經(jīng)濟效益。

實例二：

勝利臨南油田實行滾動開發(fā)，不斷進行開發(fā)方案優(yōu)化，充分應(yīng)用三維地震資料跟蹤研究，大大提高了鉆井成功率，射孔、作業(yè)均加粘土穩(wěn)定劑保護油層，聯(lián)合站內(nèi)一熱多用，提高了熱能利用率，伴生氣全部處理利用，一年建成50萬噸的生產(chǎn)規(guī)模，采油速度3%，實現(xiàn)了高速度、高效益開發(fā)。彩南、臨南等一批新油田開發(fā)效果和效益好，與開發(fā)早期介入，多專業(yè)協(xié)同，優(yōu)化開發(fā)方案設(shè)計，做好開發(fā)前期的準備工作是分不開的。2025/2/10201.3開發(fā)設(shè)計和實施(p6、7、8)

一、油田開發(fā)模式二、油田開發(fā)設(shè)計三、油藏工程設(shè)計四、方案實施2025/2/1021圖1-4開發(fā)模式（一）定義油田產(chǎn)量隨開發(fā)時間的變化而變化的規(guī)律。在生產(chǎn)中，油田開發(fā)模式起著宏觀指導(dǎo)作用。做到及時發(fā)現(xiàn)問題及時解決。（二）曲線形態(tài)三段式：上升段、穩(wěn)定段、下降段（三）分類遞減式:指數(shù),雙曲,logistic

凸峰式:翁式,Usher,Huber一、油田開發(fā)模式2025/2/1022二、油田開發(fā)設(shè)計特點

1.以地質(zhì)模型為基礎(chǔ),進行地質(zhì),工程,經(jīng)濟三方面綜合分析.2.沒標準設(shè)計,沒有相同方案,提出一批方案,對比優(yōu)選,推薦一種.3.開發(fā)方案與勘探程度密切相關(guān).(一)油田開發(fā)設(shè)計組成(二)開發(fā)方案分類

（1）按時間分:概念方案、初步方案、正式方案

（2）按生產(chǎn)井分布形態(tài)：均勻井網(wǎng)開發(fā)方案、非均勻井網(wǎng)開發(fā)方案（3）按投產(chǎn)順序：全面開發(fā)、加密開發(fā)、蔓延式的開發(fā)方案

（4）是否保持地層壓力：邊緣注水等注水開發(fā)、衰竭式地質(zhì)研究測試分析等油藏工程設(shè)計鉆井工程設(shè)計采油工程設(shè)計地面工程設(shè)計詳見一鉆井完井方法采油工藝技術(shù)增產(chǎn)措施集輸網(wǎng)絡(luò)凈化裝置供水供電通訊

經(jīng)濟分析

推薦方案2025/2/1023三、油藏工程設(shè)計地質(zhì)研究開發(fā)部署假想方案開發(fā)指標概算經(jīng)濟分析推薦方案開發(fā)層系劃分注水開發(fā)井網(wǎng)部署單井產(chǎn)能廢棄壓力開發(fā)部署構(gòu)造地層油層物性P、T參數(shù)油氣水分布驅(qū)動類型動態(tài)儲量地質(zhì)研究圖1-6油藏工程設(shè)計2025/2/1024四、方案實施（一）按開發(fā)方案設(shè)計規(guī)定鉆井，不投產(chǎn)鉆井順序:蔓延式，加密式（二）確定注采井別,制定射孔方案.

射孔方案—包括射孔原則，射孔層位，孔密控制，隔層調(diào)整,低產(chǎn)井區(qū)調(diào)整射孔—用電纜把射孔槍或射孔器下入井內(nèi)，對準油氣層，射孔彈穿透套管和水泥環(huán)，造成油氣層與井筒的通道射孔層位—指被射開油氣層的位置，一般用被射孔層段的深度表示?？酌堋棵组L度所射的孔數(shù)，單位(孔/m).孔密控制—用調(diào)整油層孔密的辦法，以控制其注入水的推進速度，使各油層的水線能均勻推進補孔—因漏射，未射透或開發(fā)需要射開新油層等原因，需要再次射孔。（三）制訂配產(chǎn)，配注方案，開發(fā)規(guī)模（四）全面投入開發(fā)配產(chǎn):采用分層開采的油田或區(qū)塊，采油井根據(jù)合理工作制度確定的產(chǎn)油量。（第7章講述）配注：根據(jù)周圍有關(guān)油井對注水量的要求，注水井按不同層段的油層性質(zhì)分配注水量。2025/2/10251.4油田開發(fā)調(diào)整（p65）一、意義二、定義三、目的四、油田調(diào)整分類五、五大調(diào)整2025/2/1026一、意義－為了適應(yīng)開發(fā)動態(tài)的變化，必須對原有的開發(fā)部署進行調(diào)整，以挖潛油層潛力二、定義－用調(diào)整作手段來挖潛油層潛力的各種作法三、目的開發(fā)早期：以延長穩(wěn)產(chǎn)期為目的開發(fā)后期：以提高采收率為目的四、油田調(diào)整分類：綜合調(diào)整、開發(fā)部署調(diào)整五、五大調(diào)整層系調(diào)整、井網(wǎng)調(diào)整、驅(qū)動類型調(diào)整、工作制度調(diào)整、采油工藝調(diào)整2025/2/1027（一）層系調(diào)整（1）層系劃分多油層油田在地層滲透率上呈現(xiàn)區(qū)域性和層狀非均質(zhì)，要求將地層分成幾個開采目的層，它們有各自獨立的注采系統(tǒng)。（2）原則：

a把沉積類型、水淹狀況相似的油砂體（或?qū)樱┙M合在一個調(diào)整層系內(nèi)，以減小層間矛盾。

b調(diào)整層系要有相當?shù)膬α?，保證油井具有一定的生產(chǎn)能力，經(jīng)濟合算。

c各個調(diào)整層系及原層系之間應(yīng)有穩(wěn)定的隔層，使各層系之間的流體互不竄流，以保證各層系的獨立開采。

d同一調(diào)整層系內(nèi)的油層壓力系統(tǒng)和原油性質(zhì)應(yīng)大體一致。(3)分類a細分層系－b層系互補：合采或合注。當油井封堵高含水層后，剩下的油層少，產(chǎn)量低，難以維持正常生產(chǎn)，或者為了調(diào)整平面矛盾需要增加采油或注水井指補開別的開發(fā)層系進行點等都可采用層系互補辦法進行調(diào)整挖潛。c層系封堵－（二）井網(wǎng)調(diào)整(1)要求水驅(qū)控制程度有較大的提高，一般要達到90%以上。改善滲流條件，采油速度有較大提高，延長油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)保證調(diào)整井有一定的可采儲量。調(diào)整井盡可能均勻布井，利于油田開發(fā)后期的利用。(2)內(nèi)容：井距合理井數(shù)井網(wǎng)密度極限井數(shù)(3)井網(wǎng)密度:合理井數(shù)、經(jīng)濟極限井數(shù)、井距與砂體長度、加密鉆井2025/2/1028（三）驅(qū)動類型調(diào)整(1)邊水油藏：若邊水活躍，油層單一，開發(fā)早期不考慮注水，到開發(fā)后期才進行內(nèi)部注水。(2)底水油藏：俄克拉何馬城油田(美國)

采油主要依靠天然水驅(qū),有一特高產(chǎn)油井,24小時噴油5660多噸,該井到1968年初累計產(chǎn)油已達82.3萬噸。該油藏于1929年12月進入產(chǎn)量高峰期,35口井共日產(chǎn)油22萬噸,一共有107口均為生產(chǎn)井,到1932年3月,只有一口井不產(chǎn)水,其余井全部見水,日產(chǎn)鹽水1590立方米,按1968年的資料,該油藏已采出原油241萬噸,天然氣19億立方米。 一般說,位于構(gòu)造頂部的油藏,通常最晚見水,該油藏卻是最先被水淹,原因是:開采速度高，將近3%,引起底水強烈的錐進和旁饒;關(guān)井時間短,不能控制水的錐進。說明在開發(fā)碳酸鹽巖裂縫-溶洞型油藏,應(yīng)當在低速下開采,并要控制水錐進速度和使井筒附近有有效泄油面積內(nèi)致密部分發(fā)揮作用,以獲得較高的產(chǎn)量(3)飽和油藏：只有在儲層中的含氣飽和度低于氣體開始流動的飽和度以前進行注水,地下原油不會流入已被氣體占據(jù)的空隙空間,仍可得到很好的效果.這一飽和度可作為開始注水的界限,也可作為保持油藏壓力的下限.(4)欠飽和油藏:因為有一個彈性驅(qū)動的階段,在地層壓力降至飽和壓力以前注水不會有問題.(5)異常高壓油藏:是否要保持原始壓力,要根據(jù)實際情況而定.對埋藏較深,壓力系數(shù)較高的油藏,可保持在低于原始油藏壓力,甚至接近油藏飽和壓力下開采.(6)氣頂油藏:當氣頂膨脹驅(qū)油的速度低于某一臨界值時,整個油氣界面均勻下降,只在生產(chǎn)井底附近出現(xiàn)錐進現(xiàn)象.但是這種情況要求油藏具有高傾角高滲透率,否則整個油藏生產(chǎn)能力太低,很難滿足生產(chǎn)計劃的要求.在靠近氣頂處利用氣頂驅(qū)油,技術(shù)難度大.2025/2/1029(1)移動注水線:指邊外注水,邊緣注水或行列注水開發(fā)的油田,當?shù)谝慌庞途吆?改為注水井排,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,改善油田開發(fā)效果.

(2)改變注入水滲流方向

對有裂縫的油田特別重要,水驅(qū)油的方向與裂縫延伸的方向互相垂直時,水驅(qū)油的效果最好.

如吉林扶余油田,是一個裂縫性的油藏,初期看法效果較差,后來把原來的九點井網(wǎng)改為排狀井網(wǎng),并把注水井排布的與裂縫方向一致,使油田