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油藏工程讲稿

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油藏 工程 讲稿
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1第一章 油田开发简介第一节 油田开发前的准备阶段油田开发:就是依据详探结果和必要的生产性开发试验,在综合研究的基础上,对具有工业价值的油田,按照国家或市场对原油生产的需求,从油田的实际情况和生产规律出发,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,并在生产过程中对开发方案不断进行调整和完善,使油田保持合理开发,直至开发结束的全过程。一、一个油田的正规开发包括:1.开发前的准备阶段(1)详探 (2)进行生产试验2.开发设计和投产阶段3.开发方案的调整和完善二、详探阶段1、详探阶段的主要任务:(1) .以含油层系为基础的地质研究(2) .储油构造特征的研究(3) .油层边界的性质以及油层天然能量、驱动类型和压力系统的确定(4) .进行分区分层系的储量计算,在可能条件下进行可采储量计算(5) .油井生产能力和动态研究(6) .探明各含油层系中油、气、水的分布关系,研究含油地层的岩石及所含流体的性质2、详探阶段的工作方法:(1) .地震细测工作;(2) .详探资料井;(3) .油井试采3、试采的主要任务:(1)认识油井生产能力,特别是分布稳定的好油层的生产能力以及产量递减情况(2)了解油层天然能量的大小及驱动类型和驱动能量的转化(3)了解油层的连通情况和层间干扰情况(4)了解生产井的合理工艺技术和油层改造措施(5)落实影响开采动态的地质构造因素(边界影响、断层封闭情况等) ,为今后合理布井和确定注采系统提供依据三、生产试验区的主要任务:1.研究油层 2.研究井网 3.研究生产动态规律4.研究合理的采油工艺技术;研究适合本油田的增产和增注措施(压裂、酸化、防砂、降粘)方法及其效果四、重要的和基本的开发试验应包括的主要内容:1.油田各种天然能量试验 2.井网试验3.采收率研究试验和提高采收率方法试验4.影响油层生产能力的各种因素和提高油层生产能力的各种增产措施方法的试验 5.油田人工注水有关的各种试验第二节 油田开发方针、原则及层系划分一、油田开发的方针2是根据国民经济对石油工业的要求和油田开发的长期经验总结制定出来的,要服从“少投入,多产出” ,确保完成原油产量的总目标。制订油田开发方针应考虑以下几个因素:①采油速度,即以什么样的采油速度进行开发; ②油田地下能量的利用和补充;③油田最终采收率的大小; ④油田稳产年限;⑤油田开发经济效果; ⑥各类工艺技术水平;⑦对环境的影响。二、油田开发的原则油田开发的原则:(总原则)利用油田自然条件,充分发挥人的主观能动性,高速度、高水平的开发油田,以满足国家石油日益增长的需求。(1)在油田客观条件允许的前提下(指油田地质储量,油层物性、流体物性) ,高速度的开发油田,保证顺利的完成国家和油区按一定原则分配给它的计划任务。(2)最充分的利用天然资源,保证油田获得最高的采收率。(3)油田生产稳定时间长,而且在尽可能高的产量上稳产。(4)具有最好的经济效果,用最少的人力、物力、财力,尽可能的采出更多的石油。为满足以上原则,应对以下几方面的问题做出具体的规定: 直到完成注采系统,全面注水和采油的整个过程中所必经的阶段和每一步具体作法。合理的开发步骤要根据科学开发油田的需要而具体制订,并要具体体现油田开发方针。通常应包含以下几个方面:1)基础井网的部署。 2)确定生产井网和射孔方案。 3)编制注采工艺方案。开发方案中,还必须对其他有关问题做出规定,如层间、平面接替问题,稳产措施问题以及必须进行的重大开发试验等。三、开发层系划分的目的和意义:1.有利于发挥各类油层的作用 2.是部署井网和规划生产设施的基础3.是采油工艺技术发展水平的要求 4.是油田高速开发的要求四、开发层系划分的原则:1.一个独立的开发层系应具有一定的储量2.同一开发层系的各油层特性要相近3.各开发层系间必须具有良好的隔层4.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接近5.考虑到分层工艺水平,开发层系不宜划分过长过细,这样既可少钻井,又便于管理,同时又减少了地面建设工作量,提高油田开发的经济效果6.同一油藏中相邻油层应尽可能组合在一起,以便进行井下工一措施,尽量发挥工艺措施的作用五、开发层系划分的步骤1.研究油砂体的特性及对合理开发的要求,确定开发层系划分与组合的地质界限 2.确定划分开发层系的基本单元3.通过单层开采进行油砂体动态分析,为合理划分与组合开发层系提供生产实践依据 4.综合对比不同层系组合开发的效果,选择层系划分与组合最佳方案5.及时进行开发层系的调整3六、影响开发层系划分的因素:1.油气储集层的物理性质 2.原油和天然气的物理化学性质3.油藏烃类相态特征和油藏驱动类型 4.油田开发过程的管理条件5.油井的开采工艺和技术 6.地面环境条件第三节 砂岩油田的注水开发一、注水时间的选择1.早期注水:在油田投产的同时或是在油层压力降低到饱和压力之前就及时进行注水,P>P b P≈P i 油井产能较高,有利于长期的自喷开采,并保持较高的采油速度和实现较长时间的稳产;但初期投资较大,投资回收期长。2.晚期注水:当天然能量由弹性驱动转化为溶解气驱后注水。初期投资少,原油成本低。但稳产时间短,自喷开采期也较短。3.中期注水:P>Δ )0(12、 ]25.[3、以上两式相加9]25.[()(21  4、即 ]25.[(5、使用折算半径 6、自然对数转化成常用对数 ]2三、井到断层的距离 、模型:井到断层的距离为 d,镜像反映法得两口井,关井相当于四口井。2、生产井产生的压降 )](4[21 生产井的像产生的压降 )]([22 拟注水井产生的压降 )]4[23虚拟注水井的像产生的压降 )]([24321)(3、条件:生产时间很长 t >>Δ(21、 )]4()4[)( 225、关井初期,Δt 很小(没有受到断层影响) ,则 可忽略(据幂几分函)(2。)]4([)0(2106、当满足近似条件时, ()( 7、自然对数转化成常用对数(3~7 步骤,可以从另外一种角度解释。关井后压力波未传到边界,则同压力恢复试井,且使用近似式。 ) 8、当关井时间增大时,Δt 很大,则 不可忽略。)(]4()4([)0( 22当满足近似条件时 ]l)( 22w9、自然对数转化成常用对数 ] 2210、即 w (11、令 7=10 可得结果 三章 油藏评价方法一、油藏评价:以现代石油地质理论为指导,以现代油气勘探技术和现代计算机技术为手段,综合应用地震、录井、测井、试油、试采、分析化验等资料,在三维空间内描述油藏形态、储层分布、岩性和物性变化,以及储集体中油气分布的系统工程。二、油藏评价的目的:1。构建油藏静、动态地质模型;2.制定油藏最优开发模式;3.获取油藏最佳开发效果。三、油藏评价的任务:1、落实油藏的构造形态、断裂系统、沉积相等因素,以及这些因素对油田开发的影响;2、弄清储层分布规律、储层矿物成分、储层性质、孔隙结构和原始含有饱和度等属性;3、掌握油藏流体的性质及其变化规律;4、确定油藏类型和驱动类型;5、跟踪分析和改善油田的开发效果。第一节 油气藏的压力系统111、油藏:原油在单一圈闭中具有同一压力系统的基本聚集。 (油藏、气藏、油气藏)2、油藏中的静态分布:按密度大小,气最轻占据构造的顶部,油则聚集在翼的中部,相比之下水最重,则占据翼的端部。为了计算方便,常取含油边缘的平均值为计算含油边缘。含油边缘、含气边缘、供给边缘、封闭边缘。3、油层的压力:原始地层压力、原始地层压力系数。4、原始地层压力系数:原始地层压力与其相当深度的静水柱压力之比。一般来说,油层深度每增加 100m,压力增加 1右。常当 >称高压异常, <称低压异常。出现异常的原因是地壳发p 已形成的油层上升或下降的结果。 ( >称高压异常, <《油藏工程基础》刘德华编 201 页)第二节 油藏的驱动类型及其特征油藏驱动类型时指油藏开采时驱使油气流向井底的主要动力来源和方式。驱动方式是指油藏在开采过程中主要依靠哪一种能量来驱油。一、弹性驱动:形成弹性驱动油藏的条件:无边水、无底水、无注入水、无气顶;或有边、底水但不活跃;原始地层压力高于饱和压力;在开采过程中,油层压力始终保持高于饱和压力。二、溶解气驱动:形成溶解气驱动油藏的条件:无边水、无底水、无注入水、无气顶;或有边、底水但不活跃;在开采过程中,油层压力低于饱和压力。三、水压驱动1、刚性水压驱动:形成刚性水压驱动驱动油藏的条件:油层与边水或底水相连通,边水有露头或底水水源充足,边水露头与油层之间高差大,油水层的渗透率高,且油水层之间连通性好;大注水开发时,注采比等于 1;原始地层压力高于饱和压力。2、弹性水压驱动:形成弹性水压驱动驱动油藏的条件:存在边、底水但不活跃,一般边水无露头或有露头但因地层连通性差、渗透率低,水源供应不足;若人工注水开发时,注水速度赶不上采液速度;开采过程中,油层压力始终保持高于饱和压力。四、气压驱动1、刚性气压驱动:形成刚性气压驱动驱动油藏的条件:气顶体积比含油区体积大得多或人工注气,开采过程中,油层压力始终保持不变。2、弹性气压驱动:形成弹性气压驱动驱动油藏的条件:当气顶体积比较小,又无注气补充。五、重力驱动:形成重力驱动油藏的条件:地层倾角大、厚度大、垂向渗透性号等。结论:1、对一个实际开发的油藏来说,在同一驱动方式下,往往有两种或三种驱油能量同时作用,而其中某一种驱油能量占据支配地位,发挥主导作用。2、同一个油藏,在开发过程中,驱动方式并不是一成不变的,而是随着开发的进程及开发措施的实施与调整,会发生变化。12第三节 储量评价一、储量的基本概念:1。总油气资源量:在自然环境下油气资源所蕴藏的地质总量,它包括已发现的资源量和未发现的资源量。目前,国外将已发现的资源量定名为原始地质储量,未发现的资源量定名为远景原始地质储量。2.地质储量(原始地质储量):在原始地质条件下,把已发现的油气储层有效孔隙中储藏的油气总体积换算到地面标准条件下的油气总量。3.可采储量(原始可采储量):在现有经济、技术条件下,从原始地质储量中预期能采出的油气总量。4.剩余可采储量:已经投入开发的油田,在某一指定年份剩余的可采储量。它是原始可采储量与到某一指定年份累积采出量的差值。5.储采比(储量寿命):指开采到某年剩余可采储量与当年年产量之比。单位为年。其含义是现有的剩余可采储量,若以该年的年产量生产,还能开采多少年。当储采比近于 10~12 时,说明油田开发开始进入递减阶段。二、储量的分级与分类:1。探明储量:在现有经济、技术条件下,可供开采并获得社会经济效益的可靠储量,是在油气田评价勘探阶段完成后,或在开发过程中计算的储量。(1) 。以开发探明储量(简称一类):通过开发方案的实施,已完成生产井钻井和设施建设,并已投入开发的探明储量。储量的可信系数大于 90%。(2) 。未开发探明储量(简称二类):已完成评价勘探,尚未投入开发的探明储量。储量的可信系数大于 80%。(3) 。基本探明储量(简称三类):针对复杂类型油气藏的滚动勘探开发而设置的。储量的可信系数大于 70%。2.控制储量:在圈闭预探获得工业油气流后,以建立探明储量为目的,在评价勘探过程中计算的储量。储量的可信系数大于 50%。3.预测储量:在地震普查和其他地方提供的圈闭内,经过预探井钻探或的油气流,或综合分析有油气层存在,根据区域地质条件分析和类比,对可能存在的油气藏进行估算的储量。储量的可信系数大于 10%。储量的计算方法:类比法、容积法、动态法。三、容积法:是在油气田经过早期评价勘探,基本搞清了含油气构造、油气水分布、储层类型、岩石物性和流体物性之后,利用油气藏静态资料和参数,以确定油气藏储油气体积来计算油气地质储量的一种方法。其实质是计算地下岩石孔隙中油气所占的体积,然后用地面的质量或体积单位表示。1.油藏的原始地质储量: 解气的原始地质储量: 藏的原始地质储量: 气体状态方程: 面标准状态下: 3.凝析气藏的原始地质储量:(1)凝析气的原始地质储量:由气体状态方程,在原始油层条件下, )天然气的原始地质储量和凝析油的原始地质储量:(推导过程: (即可是累计量之比,则有如下式)天然气的摩尔数: (推导过程: ; (经验公式)则有如下式)然气的摩尔分数: (注意单位: );;则天然气的原始地质储量: 析油的原始地质储量: [为什么 ]1(应用举例:14已知某凝析气藏,含油气面积为 =30,有效厚度 =15m,原始地层压力始地层温度 =135℃,由岩心分析和 气高压物性分析测得:岩石始含气饱和度为 =始地层条件下凝析气压缩因子该凝析气田日产天然气量 =04 m3/d,日产凝析油 =98.7 d,凝析油相对密度 = 然气相对密度 =分别计算:凝析气、og天然气和凝析油的原始地质储量。解:1、由 和 得结果(R 如何求出)算:油气比、相对分子质量、天然气摩尔分数, 、凝析油原始地质储量: 四、储量技术指标评价:1.油藏类型 2.油藏储量规模评价 3.储量丰度评价4.油藏生产能力评价 5.储层埋藏深度评价 6.石油采收率评价7.采油速度评价.油藏类型表 3藏类型排序控制因素 油藏类型单一因素 背斜、地层、断块、岩性、裂缝油藏等双重因素 构造-岩性、地层-构造、断块-岩性油藏等多重因素 复杂储层及多种圈闭组合的复试油田2.油藏储量规模评价表 3田储量规模等级划分表等级项目 特大 大 中 小 超小油田储量,108t >10 1~10 00 300~500 100~300 50~100 120 8000 50 15000*表示与储量规范对应评价项目所扩散等级的相应数据6.石油采收率评价 %10-6 石油采收率等级划分表等级 特高 高 中 低 特低采收率(%)>45 3550 式中 以上式又可写为:( ,得上式结果)1(注意:是油的压缩系数而不是综合压缩系数)92、 弹性—局部水驱油藏具有边水或底水,原始油层压力高于饱和压力的未饱和油藏,这时油藏中m=0,P>P b,则 )(注意:是油的压缩系数而不是综合压缩系数)()、溶解气驱油藏无气顶、无边水或底水、也无人工注水,地层压力低于饱和压力,此时m=0,W e=0,W i=0,W p=0。P

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