油藏工程原理與方法ppt課件

1、油藏工程原理與方法油藏工程原理與方法第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)本節(jié)討論：本節(jié)討論：1 1、油藏相關(guān)的幾個(gè)基本概念、油藏相關(guān)的幾個(gè)基本概念2 2、為什么選擇注水？、為什么選擇注水？3 3、注水時(shí)間的確定。、注水時(shí)間的確定。4 4、注采井網(wǎng)系統(tǒng)。、注采井網(wǎng)系統(tǒng)。第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1-41-4井網(wǎng)與注水方式井網(wǎng)與注水方式油氣藏：是單一圈閉內(nèi)具有獨(dú)立壓力系油氣藏：是單一圈閉內(nèi)具有獨(dú)立壓力系統(tǒng)和統(tǒng)一油水或氣水界面的油氣聚集，統(tǒng)和統(tǒng)一油水或氣水界面的油氣聚集，是地殼中最基本的油氣聚集單元。若圈閉是地殼中最基本的油氣聚集單元。若圈閉中只聚集了石油，則稱油藏；只聚集了天中只聚集了石油，則稱油藏；只聚集了天然氣

2、，則稱氣藏；二者同時(shí)聚集，則稱為然氣，則稱氣藏；二者同時(shí)聚集，則稱為油氣藏。油氣藏的重要特點(diǎn)是在油氣藏。油氣藏的重要特點(diǎn)是在“單一的單一的圈閉內(nèi)圈閉內(nèi)”。這里。這里“單一的含意主要是指單一的含意主要是指受單一的要素所控制，在單一的儲(chǔ)集層中，受單一的要素所控制，在單一的儲(chǔ)集層中，在同一面積內(nèi)，具有統(tǒng)一的壓力系統(tǒng)和統(tǒng)在同一面積內(nèi)，具有統(tǒng)一的壓力系統(tǒng)和統(tǒng)一的油、氣、水邊界。如果不具備這些條一的油、氣、水邊界。如果不具備這些條件，即使是位于同一面積上的油氣聚集，件，即使是位于同一面積上的油氣聚集，也不能認(rèn)為是同一個(gè)油氣藏。也不能認(rèn)為是同一個(gè)油氣藏。圈閉：是儲(chǔ)集層中可以阻止油氣向前繼續(xù)運(yùn)移，并在圈閉：是

3、儲(chǔ)集層中可以阻止油氣向前繼續(xù)運(yùn)移，并在那里儲(chǔ)存起來成為油氣聚集的一種場所。也可以說圈閉那里儲(chǔ)存起來成為油氣聚集的一種場所。也可以說圈閉是儲(chǔ)集層中能聚集和保存油氣的場所?；蛘吒蜗蟮卣f，是儲(chǔ)集層中能聚集和保存油氣的場所?；蛘吒蜗蟮卣f，圈閉是儲(chǔ)集層能作為盛裝油氣的圈閉是儲(chǔ)集層能作為盛裝油氣的“容器部分。三個(gè)基容器部分。三個(gè)基本要素：（本要素：（1 1儲(chǔ)集層；（儲(chǔ)集層；（2 2蓋層；（蓋層；（3 3一定的遮擋一定的遮擋條件。圈閉的概念只強(qiáng)調(diào)了它具備油氣聚集的條件，但條件。圈閉的概念只強(qiáng)調(diào)了它具備油氣聚集的條件，但圈閉中不一定都有油氣，一旦有足夠數(shù)量的油氣進(jìn)入圈圈閉中不一定都有油氣，一旦有足夠數(shù)量的

4、油氣進(jìn)入圈閉，充滿圈閉，或占據(jù)圈閉的一部分，便可形成油氣藏。閉，充滿圈閉，或占據(jù)圈閉的一部分，便可形成油氣藏。第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)油氣田：在一定地質(zhì)構(gòu)造或地層因素控制下的、同油氣田：在一定地質(zhì)構(gòu)造或地層因素控制下的、同一產(chǎn)油氣面積內(nèi)的油一產(chǎn)油氣面積內(nèi)的油 氣藏總和。一個(gè)油氣田可能有一個(gè)或氣藏總和。一個(gè)油氣田可能有一個(gè)或多個(gè)油氣藏。在同一面積內(nèi)主要多個(gè)油氣藏。在同一面積內(nèi)主要 為油藏的稱為油田；若主要為氣藏的為油藏的稱為油田；若主要為氣藏的則稱為氣田。則稱為氣田。含油氣盆地：在地質(zhì)歷史上某一時(shí)期的沉降區(qū)，接受同含油氣盆地：在地質(zhì)歷史上某一時(shí)期的沉降區(qū)，接受同一時(shí)期的沉積物，有一時(shí)期的沉積物，有

5、 統(tǒng)一邊界，其中可形成并儲(chǔ)集油氣的地統(tǒng)一邊界，其中可形成并儲(chǔ)集油氣的地質(zhì)單元。含油氣盆地必須具備三質(zhì)單元。含油氣盆地必須具備三 個(gè)基本條件：個(gè)基本條件： 是一個(gè)沉積盆地；是一個(gè)沉積盆地； 在漫長的地質(zhì)時(shí)期中，曾經(jīng)不斷沉降接在漫長的地質(zhì)時(shí)期中，曾經(jīng)不斷沉降接受沉積，具備油氣生成、運(yùn)移受沉積，具備油氣生成、運(yùn)移 和聚集的有利地質(zhì)條件；和聚集的有利地質(zhì)條件； 有工業(yè)性油氣藏。有工業(yè)性油氣藏。第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 為什么選擇注水？為什么選擇注水？注水之所以被廣泛地應(yīng)用于商業(yè)性開采石油，注水之所以被廣泛地應(yīng)用于商業(yè)性開采石油， 主要出于下列原主要出于下列原因：因：（1 1水易于獲得；水易于獲得；（2

6、2水對于低相對密度和中等相對密度的原油是一種有效的驅(qū)水對于低相對密度和中等相對密度的原油是一種有效的驅(qū)替介質(zhì)；替介質(zhì)；（3 3注水的投資和操作費(fèi)用低，而利潤大；注水的投資和操作費(fèi)用低，而利潤大；（4 4水注入地層相對容易；水注入地層相對容易；（5 5水在油層中容易流動(dòng)。水在油層中容易流動(dòng)。第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1-41-4井網(wǎng)與注水方式井網(wǎng)與注水方式一、油田注水時(shí)間一、油田注水時(shí)間1. 1. 早期注水早期注水 油田投產(chǎn)同時(shí)進(jìn)行注水，或在地層壓力下降至飽和油田投產(chǎn)同時(shí)進(jìn)行注水，或在地層壓力下降至飽和壓力之前及時(shí)進(jìn)行注水，使油層壓力始終保持在飽和壓壓力之前及時(shí)進(jìn)行注水，使油層壓力始終保持在飽和壓力

7、以上，或保持在原始油層壓力附近。油層內(nèi)為油水兩力以上，或保持在原始油層壓力附近。油層內(nèi)為油水兩相流動(dòng)，油井產(chǎn)能較高，有利于保持較高采油速度和實(shí)相流動(dòng)，油井產(chǎn)能較高，有利于保持較高采油速度和實(shí)現(xiàn)較長的穩(wěn)產(chǎn)期。但油田投產(chǎn)初期的前期注水工程投資現(xiàn)較長的穩(wěn)產(chǎn)期。但油田投產(chǎn)初期的前期注水工程投資較大，對于地飽壓差較大油藏不適用。較大，對于地飽壓差較大油藏不適用。特點(diǎn)：特點(diǎn)： (1)(1)油層內(nèi)不脫氣，原油性質(zhì)保持較好；油層內(nèi)不脫氣，原油性質(zhì)保持較好； (2)(2)油層內(nèi)只是油、水二相流動(dòng)，滲流特征清楚；油層內(nèi)只是油、水二相流動(dòng)，滲流特征清楚； (3)(3)油井產(chǎn)能高油井產(chǎn)能高自噴期長自噴期長 (4)(4

8、)采油速度高采油速度高較長的穩(wěn)產(chǎn)期，缺陷：投產(chǎn)初較長的穩(wěn)產(chǎn)期，缺陷：投產(chǎn)初期注水工程投資較大，投資回收期長。期注水工程投資較大，投資回收期長。 適用：地飽壓適用：地飽壓差相對較小的油田，變形介質(zhì)油田。差相對較小的油田，變形介質(zhì)油田。第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1-41-4井網(wǎng)與注水方式井網(wǎng)與注水方式 一、油田注水時(shí)間一、油田注水時(shí)間2. 2. 晚期注水晚期注水油田利用天然能量開發(fā)，進(jìn)入溶解氣階段，后進(jìn)行注水。油層油田利用天然能量開發(fā)，進(jìn)入溶解氣階段，后進(jìn)行注水。油層內(nèi)為油水、或油氣水三相滲流，注水后油井采油指數(shù)不會(huì)有大幅內(nèi)為油水、或油氣水三相滲流，注水后油井采油指數(shù)不會(huì)有大幅度提高。但晚期注水方式使

9、初期生產(chǎn)投資少，原油成本低。對原度提高。但晚期注水方式使初期生產(chǎn)投資少，原油成本低。對原油性質(zhì)好、面積不大且天然能量比較充足的油田可以考慮使用。油性質(zhì)好、面積不大且天然能量比較充足的油田可以考慮使用。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： (1)(1)驅(qū)動(dòng)方式轉(zhuǎn)為溶解氣驅(qū)；驅(qū)動(dòng)方式轉(zhuǎn)為溶解氣驅(qū)； 導(dǎo)致粘度導(dǎo)致粘度 、J J 、QoQo、Rp Rp (2) (2)注水后，可能形成油氣水三相滲流；注水后，可能形成油氣水三相滲流；流動(dòng)過程復(fù)雜流動(dòng)過程復(fù)雜 (3)(3)產(chǎn)量不能保持穩(wěn)定；產(chǎn)量不能保持穩(wěn)定；對脫氣后粘度升高、含蠟量高的對脫氣后粘度升高、含蠟量高的油田滲流條油田滲流條 件惡化件惡化 優(yōu)點(diǎn)：開發(fā)初期投資少，原油成本

10、低。優(yōu)點(diǎn)：開發(fā)初期投資少，原油成本低。 適用：原油性質(zhì)好，天然能量足，中、小型油田。適用：原油性質(zhì)好，天然能量足，中、小型油田。第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1-41-4井網(wǎng)與注水方式井網(wǎng)與注水方式 一、油田注水時(shí)間一、油田注水時(shí)間3. 3. 中期注水中期注水 油田投產(chǎn)初期依靠能量開采，當(dāng)油層壓力下降到飽和油田投產(chǎn)初期依靠能量開采，當(dāng)油層壓力下降到飽和壓力以后，在生產(chǎn)油氣比上升到最大值之前，在一定時(shí)壓力以后，在生產(chǎn)油氣比上升到最大值之前，在一定時(shí)機(jī)及時(shí)進(jìn)行注水，將油層壓力恢復(fù)到一定程度。機(jī)及時(shí)進(jìn)行注水，將油層壓力恢復(fù)到一定程度。在中期注水，油層壓力保持的水平可能有兩種情形：在中期注水，油層壓力保持的水

11、平可能有兩種情形：（1 1使油層壓力保持在飽和壓力或略低于飽和壓力，使油層壓力保持在飽和壓力或略低于飽和壓力，在油層壓力穩(wěn)定條件下形成水驅(qū)和混氣驅(qū)油方式。如果在油層壓力穩(wěn)定條件下形成水驅(qū)和混氣驅(qū)油方式。如果保持在飽和壓力，此時(shí)原油粘度低，對開發(fā)有利；如果保持在飽和壓力，此時(shí)原油粘度低，對開發(fā)有利；如果油層壓力略低于飽和壓力一般為油層壓力略低于飽和壓力一般為15%15%以內(nèi)），此時(shí)從原以內(nèi)），此時(shí)從原油中析出的氣體尚未形成連續(xù)相，這部分氣有較好的驅(qū)油中析出的氣體尚未形成連續(xù)相，這部分氣有較好的驅(qū)油作用。油作用。（2 2通過注水逐步將油層壓力恢復(fù)到飽和壓力以上，通過注水逐步將油層壓力恢復(fù)到飽和壓力

12、以上，此時(shí)脫出的游離氣可以重新溶解到原油中，但原油性質(zhì)此時(shí)脫出的游離氣可以重新溶解到原油中，但原油性質(zhì)卻不可能恢復(fù)到原始狀態(tài)，產(chǎn)能也將低于初始值，然而卻不可能恢復(fù)到原始狀態(tài)，產(chǎn)能也將低于初始值，然而由于生產(chǎn)壓差可以在幅度提高，仍然可使油井獲得較高由于生產(chǎn)壓差可以在幅度提高，仍然可使油井獲得較高的產(chǎn)量，從而獲得較長的穩(wěn)產(chǎn)期。的產(chǎn)量，從而獲得較長的穩(wěn)產(chǎn)期。 第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1-41-4井網(wǎng)與注水方式井網(wǎng)與注水方式 一、油田注水時(shí)間一、油田注水時(shí)間3. 3. 中期注水中期注水特點(diǎn)：特點(diǎn)： (1)(1)隨注水壓力恢復(fù)，地層壓力略低于飽和壓力，隨注水壓力恢復(fù)，地層壓力略低于飽和壓力，形成水驅(qū)混氣油

13、方式；形成水驅(qū)混氣油方式； (2)(2)注水后，地層壓力恢復(fù)到飽和壓力以上，可獲注水后，地層壓力恢復(fù)到飽和壓力以上，可獲得較高產(chǎn)量。得較高產(chǎn)量。優(yōu)點(diǎn)：初期投資少，經(jīng)濟(jì)效益好；可保持較長穩(wěn)產(chǎn)優(yōu)點(diǎn)：初期投資少，經(jīng)濟(jì)效益好；可保持較長穩(wěn)產(chǎn) 期，期，不影響最終采收率。不影響最終采收率。適用：地飽壓差較大、天然能量相對較大的油田。適用：地飽壓差較大、天然能量相對較大的油田。 第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1-41-4井網(wǎng)與注水方式井網(wǎng)與注水方式 二、注水時(shí)機(jī)的確定二、注水時(shí)機(jī)的確定1. 1. 油田天然能量大小油田天然能量大小 根據(jù)天然能量類型及大小，確定是否注水及注水根據(jù)天然能量類型及大小，確定是否注水及注水時(shí)

14、機(jī)。盡量利用天然能量，提高經(jīng)濟(jì)效益時(shí)機(jī)。盡量利用天然能量，提高經(jīng)濟(jì)效益 2. 2. 油田大小和對油田產(chǎn)量要求油田大小和對油田產(chǎn)量要求根據(jù)油田地質(zhì)條件及儲(chǔ)量大小，確定相應(yīng)產(chǎn)量規(guī)模，根據(jù)油田地質(zhì)條件及儲(chǔ)量大小，確定相應(yīng)產(chǎn)量規(guī)模，結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)確定注水時(shí)機(jī)。結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)確定注水時(shí)機(jī)。3. 3. 油田的開采特點(diǎn)和開采方式油田的開采特點(diǎn)和開采方式不同開采方式?jīng)Q定可能采用的不同注水時(shí)機(jī)。不同開采方式?jīng)Q定可能采用的不同注水時(shí)機(jī)。確定注水時(shí)機(jī)需要綜合考慮原油采收率、產(chǎn)量和經(jīng)確定注水時(shí)機(jī)需要綜合考慮原油采收率、產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益等因素。濟(jì)效益等因素。第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1-41-4井網(wǎng)與注水方式井網(wǎng)與注水方式 三、

15、注水方式三、注水方式定義：注水井在油藏中所處部位和注水井與生產(chǎn)井定義：注水井在油藏中所處部位和注水井與生產(chǎn)井之間比例及排列關(guān)系。之間比例及排列關(guān)系。1. 1. 邊緣注水邊緣注水 定義：定義： 把注水井按一定形式布置在油水過渡把注水井按一定形式布置在油水過渡帶附近進(jìn)行注水。邊緣注水分為三類：緣外注水、緣上帶附近進(jìn)行注水。邊緣注水分為三類：緣外注水、緣上注水和緣內(nèi)注水。注水和緣內(nèi)注水。適用條件：適用條件： （1 1油田面積不大，中小型，油藏構(gòu)造比較完整；油田面積不大，中小型，油藏構(gòu)造比較完整； （2 2油層分布比較穩(wěn)定，含油邊界位置清楚；油層分布比較穩(wěn)定，含油邊界位置清楚； （3 3外部和內(nèi)部連通

16、性好，油層流動(dòng)系數(shù)高。外部和內(nèi)部連通性好，油層流動(dòng)系數(shù)高。第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1-41-4井網(wǎng)與注水方式井網(wǎng)與注水方式 第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)優(yōu)點(diǎn)：油水邊界比較完整，水線推進(jìn)均勻； 控制比較容易，無水采收率和低含水采收率高； 注水井少，注入設(shè)備投資少。邊緣注水優(yōu)點(diǎn)：邊緣注水優(yōu)點(diǎn)： 1.要求不斷移動(dòng)注水線，形成油田多階段開發(fā)，地面工程大； 2.大量注入水流向含油邊界以外，降低注入水利用率； 3.受到注水井排影響的生產(chǎn)井排不多，僅僅靠邊緣注水只能影響構(gòu)造 邊部井，而要使構(gòu)造頂部井生產(chǎn)，降低采油速度，延長開發(fā)年限。 4.注入水利用率不高，一部分注入水向邊外四周擴(kuò)散；對于較大的

17、油 田，其頂部由于不能有效受到注入水能量補(bǔ)充，易形成低壓區(qū)，出現(xiàn)彈 性驅(qū)或溶解氣驅(qū)，需要在油藏頂部輔以頂部點(diǎn)狀注水，或采用環(huán)狀注水。邊緣注水局限性：邊緣注水局限性：第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2. 切割注水行列注水）(1)定義： 利用注水井排將油藏切割成若干區(qū)塊，每個(gè)區(qū)塊可視為一個(gè)獨(dú)立的開發(fā)單元，分區(qū)進(jìn)行開發(fā)和調(diào)整。兩排注水間可以布置三排、五排生產(chǎn)井。兩排注水間的區(qū)域叫切割區(qū)。兩個(gè)注水井排間的垂直距離稱為切割距，其大小取決于油層連通狀況、滲透率高低以及對采油速度的要求。 切割區(qū)：兩相鄰注水井排間的區(qū)域。 切割距：兩相鄰注水井排間的距離。(2)適用條件： 油層大面積分布，有一定的延伸長度； 注水井排與

18、生產(chǎn)井排連通性好； 較好的流動(dòng)系數(shù)。 第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2、切割注水行列注水） (3)優(yōu)點(diǎn)： 根據(jù)地質(zhì)情況，選擇最佳切割方向及切割區(qū)的寬度； 便于修改原來的注水方式； 切割注水面積注水 可以優(yōu)先開采高產(chǎn)地帶，使產(chǎn)量達(dá)到時(shí)間要求。 (4)缺陷： 不適應(yīng)非均質(zhì)嚴(yán)重的油田水線推進(jìn)不均勻 注水井間干擾大吸水能力降低 第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)3. 面積注水 (1)定義： 將注水井和油井按一定幾何形狀和密度均勻地布置在整個(gè)開發(fā)區(qū)上進(jìn)行注水和采油的系統(tǒng)。一口注水井和幾口生產(chǎn)井構(gòu)成的單元稱為注采井組，又稱注采單元。(2)適用條件： 油層分布不規(guī)則，延伸性差； 油層滲透性差，流動(dòng)系數(shù)低

19、； 面積分布大，構(gòu)造不完整，斷層分布復(fù)雜； 適用于強(qiáng)化采油。 第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)3. 面積注水面積注水分為：四點(diǎn)法、五點(diǎn)法、七點(diǎn)法、九點(diǎn)法和直線排狀面積注水方式。下面討論常用的面積井網(wǎng)系統(tǒng)(3)優(yōu)點(diǎn)： 所有生產(chǎn)井置于注水井第一線，有利于油井受效； 注水面積大，受效快； 油井有多向供水條件，采油速度高； 便于調(diào)整。第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)面積井網(wǎng)布置系統(tǒng)面積井網(wǎng)布置系統(tǒng) 特征參數(shù)：特征參數(shù)： M生產(chǎn)井?dāng)?shù)與注水井?dāng)?shù)之比生產(chǎn)井?dāng)?shù)與注水井?dāng)?shù)之比. F每口注水井控制的面積每口注水井控制的面積. S鉆井密度鉆井密度(每口井的控制面積每口井的控制面積)井網(wǎng)密度井網(wǎng)密度 井網(wǎng)形狀：井網(wǎng)形狀： 三角形井網(wǎng)三角形井網(wǎng) 正方形井網(wǎng)正方形井網(wǎng)第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四四 、注采井網(wǎng)的面積波及系數(shù)、注采井網(wǎng)的面積波及系數(shù)1 1 波及系數(shù)：注水開采條件下，油井見到注入水時(shí)，被注入水波及到波及系數(shù)：注水開采條件下，油井見到注入水時(shí)，被注入水波及到 的儲(chǔ)層面積占井網(wǎng)面積的比值。的儲(chǔ)層面積占井網(wǎng)面積的比值。在水井與油井之間存在壓力分布，相應(yīng)的流線分布；在水井與油井之間存在壓力分布，相應(yīng)的流線分