第三章-油田开发方式的确定

第三章油田开发方式的确定主要内容：驱动方式的选择开发层系的划分与组合油田注水方式的选择开发井网的部署第一节驱动方式的选择驱动方式：天然能量驱动、人工补充能量（注水、注气等）选择驱动方式的原则：既要合理的利用天然能量，又要有效地保持油藏能量。弹性驱：弹性能量丰富，地层压力系数大，大于1.5；水驱：注水驱或天然水驱，需高速开采、边底水能量丰富气驱：气源丰富第二节开发层系的划分与组合油田—多油层—非均质纵向上平面上影响油田开发部署开发效果注入水的利用率各层储量的动用水淹体积最终采收率划分开发层系：把特征相近的含油小层组合在一起，与其它层分开，用单独一套井网开发，以减少层间干扰，提高注水纵向波及系数及采收率，并以此为基础，进行生产规划、动态分析和调整。一、概念油田开发储油层分层级别：二、多油层油田的非均质特性第二节开发层系的划分与组合1、储油层性质之间的差别2、各层油水关系的差别3、各层间天然能量驱动方式的差别4、各油层油气水的性质、压力的差别孔隙度、渗透率、岩性之间的差别；高、低渗透层组合则低渗层原油流动能力小，生产能力受限，高渗层水窜；高、低压层合采，可能产生倒灌现象。三、开发层系划分的应用情况第二节开发层系的划分与组合20世纪40年代以前，油田开发采用天然驱动或衰竭式开采方式，开发层系的划分与组合未能引起人们的重视。20世纪40年代开始重视对油层的划分与组合的研究。当前世界上许多新开发的油田除油层少且薄、面积小的个别例外，一般都划分成几套层系同时开发。具体的做法有两种：（1）层系一开始就细分，多套井网分采不同油层，少搞分层作业，实现较高的波及系数。（2）初期层系划分得粗一些，少钻井，多搞分层开采作业，提高注水波及面积。后期根据需要，多井网分采各层。三、开发层系划分的应用情况第二节开发层系的划分与组合美国多采用第一种前苏联多采用第二种我国多采用粗分层，后期调整。层系套数油田个数代表性油田149扶余、杏树岗、魏岗29克拉马依、喇嘛甸、江汉习二区37老君庙、埕东、钟市、萨尔图北一区44河南下二门、双河54胜索二区、王家岗我国砂岩油田层系的划分四、开发层系划分的目的与原因第二节开发层系的划分与组合四、开发层系划分的目的与原因第二节开发层系的划分与组合1、划分开发层系有利于充分发挥各类油层的作用编制方案是以平均参数来设计井距、排距、生产压差，而实际生产时，Pwf反映高K/μ层。干扰：高渗透层的生产受到低渗透层的干扰水驱油田，高渗层水淹后，会加剧层间矛盾井号层位射孔厚度(m)渗透率(×10-3μm2)合注分注压力(MPa)水量（m3/d）压力(MPa)水量(m3/d)压力(MPa)水量(m3/d)32662.017011.4014.0014.2359+A11.0600114126012.5737958A2.610010.1015.030B2.406.635013010.51303206A2.413011.3012.0012.3187B3.2130003.213000+h10.0250~400142386前苏联某油田油层合注与分注吸水能力对比表四、开发层系划分的目的与原因第二节开发层系的划分与组合1、划分开发层系有利于充分发挥各类油层的作用四、开发层系划分的目的与原因第二节开发层系的划分与组合1、划分开发层系有利于充分发挥各类油层的作用在合采井中，见效层的油层压力增加，产液量上升。在产量不变的情况下，会使该井流动压力上升。因此当低压层压力低于合采井流动压力时，低压层就会停止生产。有时，甚至高压层出来的液体还会从井中倒灌进低压层。油井见水后，使得井筒内流体密度增加，引起流压上升，同时又恶化了低压、低渗透率层的生产条件，形成倒灌现象。井距(m)井数(口)时间日产油(t)含水(%)流动压力(MPa)地层压力(MPa)总压差(MPa)生产压差(MPa)采油指数t/(d·MPa)5006堵前2077.010.6511.46-0.190.8124.2堵后386.98.1210.27-1.362.1518.03007堵前1575.011.6012.86+1.101.2611.9堵后1940.79.8311.73-0.041.8911.0四、开发层系划分的目的与原因第二节开发层系的划分与组合1、划分开发层系有利于充分发挥各类油层的作用杏北油田不同井距堵水后出产数据表为了减少高压层对低压层的影响，在含水井中除了经常要求在开发过程中不断调整工作制度、逐渐放大生产压差、提高产液量外，在注采工艺上，应该考虑单井分注合采或分注分采、合注分采的技术，尽量减少层系的数量。四、开发层系划分的目的与原因第二节开发层系的划分与组合1、划分开发层系有利于充分发挥各类油层的作用层系非均质性对开发效果影响的一般规律：（1）随着开发层系内油层层数和厚度增加，油层动用厚度和出油好的厚度明显减少，油层采油强度下降，采收率下降。1——10，注入压力逐渐减小大庆油田单位厚度采油指数与有效厚度关系四、开发层系划分的目的与原因第二节开发层系的划分与组合层系非均质性对开发效果影响的一般规律：c.油层受波及段的半经与油层渗透率关系曲线b.层系中不工作渗透率与最高层渗透率比值和注入水关系开层之比（1）随着开发层系内油层层数和厚度增加，油层动用厚度和出油好的厚度明显减少，油层采油强度下降，采收率下降。四、开发层系划分的目的与原因第二节开发层系的划分与组合层系非均质性对开发效果影响的一般规律：（2）开发层系内高、低渗透率油层不同的厚度比例，对开发效果影响大1—900md,占总厚度80%，其余4层等厚共占20％2—900md,占总厚度60%，其余4层等厚共占40％3—900md,占总厚度40%，其余4层等厚共占60％4—五层等厚，各占20％5—100md,占总厚度40%，其余4层等厚共占60％;6—100md,占总厚度50%，其余4层等厚共占50％;7—100md,占总厚度60%，其余4层等厚共占40％;8—100md,占总厚度80%，其余4层等厚共占20％;四、开发层系划分的目的与原因第二节开发层系的划分与组合层系非均质性对开发效果影响的一般规律：（3）开发层系内不同渗透率、不同粘度油层、不同组合对发效果影响很大。研究表明：随着两层粘度比比值的增加（第二层油水粘度比不变），采收率明显下降，当高粘度且为高渗透层时，随着两层渗透率比值加大，采收率反而略有增加，这说明流体的流度比大小将会对开发产生综合影响。四、开发层系划分的目的与原因第二节开发层系的划分与组合2、划分开发层系是部署井网和规划生产设施的基础确定了开发层系，一般就确定了井网套数，因而使得研究和部署井网、注采方式以及地面生产设施的规划和建设成为可能。井网是根据所组合的层系的地质条件部署的，离开这一具体的层系，部署的井网就会变得不合理。虽然层系组合与井网部署是相互依存的，但两者有不同的侧重面。层系划分主要解决层间矛盾，通过层系的合理组合，使同一开发层系内各个层之间的矛盾较小，干扰较小；井网部署则主要是调整平面矛盾，通过井网的合理部署，减少平面矛盾和井间干扰。四、开发层系划分的目的与原因第二节开发层系的划分与组合3、适应采油工艺技术发展的要求一个多油层油田，油层数目可能很多，开采井段有时可达数百米。采油工艺的任务在于充分发挥各油层的作用，使它们吸水均匀，生产均衡，所以往往必须采取分层注水、分层采油和分层控制措施。目前的分层技术还不可能达到很细的水平，因此必须划分开发层系，而使一个生产层系内部的油层不致过多，井段不致过长，这样将能更好地发挥采油工艺的作用，使油田开发效果更好。四、开发层系划分的目的与原因第二节开发层系的划分与组合4、油田高效开发要求进行层系划分用一套井网开发一个多油层油田不可能做到充分发挥各类油层的作用，尤其是当主要产油层较多时，为了充分发挥各油层作用，就必须划分开发层系，这样才能提高采油速度，加速油田生产，缩短开发时间，提高经济效益。五、开发层系划分的原则第二节开发层系的划分与组合1、同一层系内的油层物性应当接近，尤其是渗透率要接近主要体现在：沉积条件相近；渗透率相近；油层的分布面积接近；层内非均质程度相近；各主要油砂体的几何形态及分布状态相差不大。2、一个独立的开发层系应具有一定的厚度和储量；一般要求h（有效厚度）10m，单井控制储量10万吨3、各开发层系间必须具有良好的隔层；（隔层厚度3m）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、要考虑到采油工艺技术水平，相邻油层尽可能组合在一起。五、开发层系划分的原则第二节开发层系的划分与组合6、多油层油田当具有下列地质特征时，不能够用一套开发层系开发：a．储层岩性和特性差别较大，因为渗透率的差异程度是影响多油层油田开发效果的根本原因。b．油气的物理化学性质不同。如原油粘度的差别，将造成注水开发时油水流度比差别大，使得油井过早见水，无水采油期短；c．油层的压力系统和驱动方式不同；d．油层的层数太多，含油层段过大。六、开发层系划分的步骤第二节开发层系的划分与组合•1．研究油砂体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我国陆相沉积油层含油最小的基本单元为油砂体。因此，通过分层对比，定量确定特性参数后，应查明油砂体的大小，以此为核心，进行储油层研究。研究中应注意的问题：♣分析油层沉积背景、沉积条件、类型和岩性组合（研究以油层为单元）。♣研究油层内的韵律性，以便细分小层。♣从油砂体研究入手，来认识油层分布形态和性质。六、开发层系划分的步骤第二节开发层系的划分与组合•2．通过单井开采的动态分析，为合理划分层系提供生产实践依据。♣从油井的分层试油、试采，尤其是分层测试等，了解各小层的生产能力、地层压力及其变化。♣应用模拟法、水动力学法、经验统计法等，确定各小层的采油指数与地质参数之间的相互关系，合采时采油指数下降值与Kh/μ值。♣根据油砂体的工作状况，其所占储量的百分比，采油速度的影响，采出的程度的状况等，可对层系的划分作出决断。六、开发层系划分的步骤第二节开发层系的划分与组合根据开发层系划分的原则，确定开发单元。该单元既可独立开发，也可几个组合在一起作为一个层系开发。因此，每个单元的上、下隔层必须可靠，具有一定的储量和生产能力。•3．确定划分开发层系的基本单元•4．综合对比不同层系组合的开发效果，选择最优的层系划分与组合方案•在层系划分及组合后，要采用不同注采方式及井网，分油砂体计算其开发指标，综合对比不同组合方式下开发效果，从开发要求出发，确定最优方案。其主要衡量的技术指标是：♣不同层系组合所能控制的储量；♣所能达到的采油速度、分井生产能力和低产井所占百分数；♣无水期采收率；♣不同层系组合的钢材消耗及投资效果等指标。六、开发层系划分的步骤第二节开发层系的划分与组合•由于油藏地质条件和油层物理及油藏流体性质的差异，开发、采油工艺技术及地面环境的情况等都会影响开发层系的划分。影响开发层系划分的因素为：♣油气储集层的物理性质；♣石油和天然气的物理化学性质；♣烃类相态和油藏驱动类型；♣油田开发过程的管理条件；♣井的开发工艺和技术;♣地面环境条件。七、影响开发层系划分的因素第二节开发层系的划分与组合第三节油田注水方式的选择第一个“五点井网注水”方案，在1924年宾夕法尼亚的Bradford油田实施。1931年，注水应用俄克拉何马，1936年又发展到得克萨斯Fry油田。尽管如此，直到20世纪50年代初，注水才真正得到广泛应用。第三节油田注水方式的选择本节讨论：1、为什么选择注水？2、注水时间的确定。3、注采井网系统。第三节油田注水方式的选择一、为什么选择注水？注水开发之所以能得到广泛的应用，主要有以下几方面的原因：（注水的优点）（1）水易于获得；（2）水对于低相对密度和中等相对密度的原油是一种有效的驱替介质；（驱油效率高）（3）注水的投资和操作费用低，而利润大；（4）水注入地层相对容易；因为在注水井中水柱本身就具有一定的压力。（5）水在油层中容易流动。（波及能力较高）第三节油田注水方式的选择一、为什么选择注水？由于我国油田特定的沉积