国内外油气田开发技术进展2018

第六章油田开发研究的现状与进展Chapt.6ResearchStatusandProgressofOil&GasDevelopmentCONTENT•StatusofOurCountry(我国石油开发现状)•Issue(油田开发面临的问题)•NewTechnologiesandDevelopmentDirection(油田开发新技术及发展方向)•ImportantScientificProblems(我国油气开发中重大科学问题)StatusofOurCountry我国石油开发现状目前大庆、胜利、辽河、新疆等油田产量超过1000万吨发展势头很好的有新疆、长庆油田海上油田有渤海油田、南海油田我国石油大多属于湖泊、河流相沉积，井数多，产量少我国石油重点勘探区域：塔里木、准噶尔、渤海湾大部分油田后备储量不足目前稀油主要为注水开发，陆上油田综合含水80%以上稠油产量主要分布在辽河、新疆,以蒸汽吞吐和蒸汽驱为主Issue石油开发过程中面临的问题寻找后备储量（增加可采储量）如何提高注水开发效果油田剩余油分布规律油田开发后期如何提高原油采收率注聚合物后如何提高原油采收率复杂井技术的应用特殊油田的开发问题（低渗油田和超稠油油田）适合我国油田的油藏经营模式探讨NewTechnologiesandDevelopmentDirection油田开发新技术及发展方向油藏精细描述技术剩余油分布规律研究方法提高油田采收率技术改善油田开发效果技术油田开发中后期综合治理配套技术油藏整体优化开发技术油田信息化技术评价阶段开发查行性研究开发设计阶段一次开发井网部署投产阶段射孔实施方案早期生产阶段日常配产配注方案中期调整阶段层系井网调整方案后期开采阶段改善采油方案强化采油方案概念地质模型静态地质地质模型静态、动态地质模型精细预测地质模型不同油田开发阶段油藏描述任务一、油藏精细描述技术二、剩余油分布规律研究方法井间地震方法通过地震波分析生产测井方法测试生产井不同层的含水饱和度等参数分析生产动态分析方法结合吸水剖面和产液剖面、含水等参数分析流动特征分析法数值模拟分析方法通过数值模拟软件分析剩余油分布三、提高油田采收率技术(EOR)▲聚合物驱▲三元复合驱▲碱水驱▲微生物驱▲二氧化碳气驱▲氮气驱▲气驱▲蒸汽驱四、改善油田开发效果技术（IOR)u增产措施u开发策略u复杂井技术增加泄油面积增加打开程度改善表皮因子增加流动性能强化采油定向井水平井多分枝井优化射孔方式优化钻井液体系优化完井方式改善油层措施优化完井方式酸化、解堵化学吞吐注表面活性剂控制流速放大压差增注提液换大泵以单井为基础的改善开发效果增产措施加密井网调整开发层系改变水驱方向调整注水策略油藏综合治理定向井水平井多分枝井细分层系调整注采井排调整注水层位周期注水改变注采井数比调整注入量改善注入性能以油藏为基础的改善开发效果开发策略1.多分枝井的发展作为改善油田采收率的措施，93年完成Denmark海上DenMD-9的第一口分枝井，以后许多油田开始应用这一新技术。主要服务商有：哈里伯顿(Halliburton)、Baker-hughes、Sperry-Sun、Schlumberge等著名的石油服务公司多枝井的分枝长度在1000—6000英尺(350—2300米)之间，而一个主井筒下所钻的分枝井多达六个复杂井技术2、多分枝井的优点降低原油成本：开发成本可减少44%--60%增加可采储量增加产量加快投资回收减少环境污染更好的利用平台和井口装置有利于改善油藏的管理改善边际油田的经济性可利用已有井和新井3、多分枝井的应用实例1996英国阿科公司在北海海域的波凯尔油田的A3井侧钻了2个水平分支井眼，增加了可采天然气储量2．8亿m3。与普通井相比日增产天然气560万m3马来西亚海上的南弗里思油田DE—27井的主井眼预测产量是137t／d，多分支井井眼的产量为96t／d。在实际生产中主井眼的最高产量达219t／d美国AustinChalk地区直井：水平井：多分支井水平井吨油成本比1：0．48：0．39；欧洲北海地区则为1：0．77：0．56Alaska的Preudhoe海湾一口二分枝井，新分枝的生产成本为0.56美元/桶，而原来的生产成本为2美元/桶，初始产量预计为2500桶/天，而实践产量为4000桶/天Preudhoe海湾多枝井结构13-3/8”套管600m24”导管125m粘土,松散砂岩平原组砂岩与泥岩互层明化镇砾砂岩夹薄层泥岩馆陶组±400垂深±950±1250未穿砂泥岩互层,油层东营组9-5/8”套管1900m7”筛管防砂井身结构图井名9-5/8”套管下深（米）7”筛管下深（米）CF119002301C25hf19442297C26hf21242385Leg1Leg3Leg2Leg4MainboreCF1井井眼轨迹三维图10、水驱油藏五、油田开发中后期综合治理配套技术油藏特征油藏地质模型重建剩余油分布预测开发效果评价综合治理方案及其可行性分析开发潜力油田的问题地质基础开发现状注采系统开发层系开采措施开发工艺地质模型油藏模型油藏精细描述综合调整治理方案开发特征分析与开发效果评价剩余油分布规律增产措施分析改善开发效果与提高采收率方法资料收集油藏研究储层非均质研究井位坐标，构造图，关流体物性、储层物性、射孔数据等静态资料，油藏投入开发以来的所有动态数据，产油、产液、试井等测试资料，油水井生产状况及工艺措施状况，相关的研究报告储量核实与采收率预测究流体性质研究动态资料处理整体开发效果评价注采系统评价开发层系分析开发现状分析温压系统分析油藏潜力分析油藏开发存在问题不同综合调整方案的确定提高采收率效果分析提高采收率技术研究方案的综合经济评价与优选结论方案确定与优选油田开发效果评价与调整模式六、油藏整体优化开发模式油藏整体优化(IRO:IntegratedReservoirOptimization）：也即油藏的优化开发要从油藏整体的角度出发，考虑油藏开发过程的各种问题，使其到达整体最优最优：利润最大化，投入少、投资回报率高、净现值大，最终采收率高，符合环保，社会效益大油藏优化的概念与模式油藏特征油藏监测与控制项目管理现场实施开发规划整体油藏优化油藏整体优化模式油藏特征不确定/风险分析生产现场实施油藏模型渗流模拟产量/储量预测开发历程开发/开发规划油藏监测/控制油藏动态解释数据阶段1：油藏特征阶段2：开发策略阶段3：现场实施阶段4：油藏监控历史拟合油藏开发1.油藏的管理模式图2.钻井过程的整体解决方案井型确定钻井优化设计钻井工程评价钻井液体系完井体系打开方式3.油藏经营管理中涉及的技术4.国外油藏集成经营的成功实例——尼日利亚的北Apoi油田机构的集成专业学科的集成数据的集成技术的集成手段工具的集成1995年3月Texaco公司开始对油藏进行集成化经营，重新评估可采储量，从目前的5.58亿bbl增加到约9.50～9.84亿bbl，大约翻了一番。这证明集成化的油藏经营管理是成功的5.生产优化策略与开发过程的监测油田生产最优策略不同类型油藏的布井方式及井眼轨迹开发综合评价与风险分析模糊决策方法综合评价和优选油田开发方案勘探风险预测与防范开发阶段的风险分析与计算数据库技术地理信息系统技术网络技术数据集成技术软件集成技术办公室自动化技术七、油田开发信息化技术ImportantScientificProblems四、我国油气开发中重大科学问题油层物理及物理化学渗流研究应致力于：◆多孔介质内渗流物理化学过程的研究；◆开发物理化学渗流实验的新方法和新技术；◆中国油田开发实验的规范化和标准化；◆复杂或特殊油气藏的实验方法研究；◆物理化学渗流理论与应用研究；◆驱油机理及流体相态研究。1.油气田开发后期的油层物理研究和应用我国是以注水开发为主的产油国，由于“八五”期问主力老油田均进入高含水期，大部分油田还将在“十五”期间进入特高含水期，高含水综合治理仍将在油田开发中发挥主导作用。目前全国综合含水已达84％。油田剩余油的分布开始由较集中变为分散，剩余油的潜力由以调整层间关系为主向微观、层间、层内挖潜并重的方向演化。ⅣImportantScientificProblems四、我国油气开发中重大科学问题1.开发后期的油层物理研究和应用（1）开发后期油藏物性参数的变化规律问题在长期的水冲刷过程中，伴随着储集层和流体的相互作用，油藏的物性参数势必发生改变。从机理上探讨油藏参数变化规律成为引人注目的研究课题。国内外在这方面都有论文发表，国外的工作注重建立合适的化学反应一运移耦合的模型，并形成了一些模拟软件用于研究由于外来流体的侵人而引起的储集层参数空间分布的改变。1.开发后期的油层物理研究和应用国内的研究多从室内的模拟水冲刷实验人手，也获得了一些具有启发性的结论，如随着水淹程度的加大，岩石的孔隙度、渗透率值增大。水冲刷问题本身是一个非线性的问题，结论并不确定，从孔隙度的变化来看结论很难确定。如大庆油田的实验表明，孔隙度在水驱前后几乎无变化。目前国内对油藏物性参数变化研究以室内实验为主，实验条件在模拟油藏地层条件方面还有欠缺。此外鉴于各方的结果及解释存在较多争议，也缺乏合适的模型从理论上阐释物性参数与长时期水冲刷之间的内在联系，所以有必要对该问题继续进行深人研究。1.开发后期的油层物理研究和应用（2）高含水油田剩余油与孔隙结构的关系研究剩余油分布的方法：如密闭取心资料、生产测试、动态分析、开发地震、数值模拟、随机模拟、开发地质分析等等。剩余油的潜力分布区：断层与微构造、注采井网不完善、井间非均质性、平面低渗透相带、边底水锥进、层内渗流屏障等等。1.开发后期的油层物理研究和应用剩余油分布受到储集层非均质、开发动态、注入流体、油层物性、沉积韵律性及油水井开采井段等许多因素的影响。储集层物性特征是决定剩余油分布的重要因素，而孔隙结构则是影响储集层物性特征的最根本原因。储集层的非均质特征、沉积的韵律性以及流动单元的划分等因素都是由于孔隙结构的变化所造成的。所以研究剩余油分布必须要考虑孔隙结构的特征。1.开发后期的油层物理研究和应用由于陆相储集层的高度非均质及地下流体性质的不断变化，导致水驱推进不均匀，经过长期的水冲刷，其孔隙结构特征可能显著改变，继而造成油层物性参数发生改变。这些变化必将对剩余油分布特征产生影响。从油藏数模来看，过去对高含水油藏开展数模工作，没能反映油藏物性特征的动态演化，难于反映当前的储集层动用状况及当前储集层物性特点，不利于寻找潜在的剩余油。国内发表了许多有关孔隙结构、渗透率、润湿性等参数的变化规律的报道。但缺乏综合的整理及系统分析，远没有发挥其对剩余油分布预测的重要作用。1.开发后期的油层物理研究和应用从孔隙结构特征改变入手，正确认识油层物性参数的变化规律及现阶段储集层参数的特点，从微观机理、宏观数模等多方面揭示影响油层物性变化的因素，对油田的挖潜改造、三次采油方案的制定、注水开发效果的改善均具有十分重要的现实意义。1.开发后期的油层物理研究和应用1.开发后期的油层物理研究和应用（3）注水开发后期开采机理的再认识在注水开发后期，同样面临一些不容回避的重要问题。首先是天然能量的利用，由于我国的注水开发油田多采用早期保持压力的开采方式，跳过了利用天然能量进行衰竭式开发的阶段，使得天然能量并未发挥驱油的效果。在开发中后期，如何充分利用天然能量来提高石油的采收率是一个值得深入研究的重要问题。1.开发后期的油层物理研究和应用在注水开发后期，为了保持原油的产量，应用聚合物驱、三元复合驱等技术已经成为油田提高石油采收率的重要手段。这时将面临一个重要的问题，那就是如何合理选择转注聚合物或转复合驱的时机。目前对化学驱的配方研究、机理研究已经进行了多年，相比较而言对化学驱和水驱如何衔接的问题则关注不多。目前关于注水开发的理论指导多是针对油田开发初期而产生的，面对注水开发后期高含水的现状，这些认识显然需要更新。如何发挥油层渗流物理作为油田开发基础学科的重要作