油藏工程第十二章气藏工程设计【教案】

气藏开发设计气藏开发设计气藏发现以气藏上第一口气井的出气为标志气藏气藏组（气田）气藏工程设计气田开发设计第一节 气田开发概述1. 石油勘探区域勘探§1.1 气田开发程序有利区域主要任务：从区域出发，进行盆地的整体调查，了 解地质概况，查明生、储油条件，指出油气聚集的 有利地带，油气地质储量的估算，指出有利的含油 构造。工作：普查和详查工业勘探有利构造，寻找油气藏它是在区域勘探所选择的有利的含油构造上进行的钻探工作。主要任务查明气藏的特征及含油气边界，圈定含油 气面积，提高探明储量。为气藏工程设计提供全部地质基础资料包括：气田构造的圈闭类型、大小和形态，含 气层的有效厚度，流体物性参数及气层压力系 统、气井生产能力完成上述任务的主要方法地震细测工作目的：搞清构造形态和断裂情况，确定含气带的圈闭面 积、闭合高度；结合探井资料作出气层构造图和构造剖面图。打详探资料井（评价井）在初步掌握构造情况的基础上，本着少井多数据 、取全取准资料，较快地控制住全部气层为原则，进行 详探设计。井数多：评价时间长（开发时间推迟了，不合算） ；对开发井网影响较大。.井数的确定：简单构造上，井网密度小，井距大于2km；气田：井网密度为23km2/井.井位的选择：构造高部、边部均需布井，但要考虑其与今后开发井网的结合问题。.钻井的顺序（每口井需钻在什么位置上）.资料项目：录井、取心、测井、钻杆测试（DST）；试油（把井中的泥浆替出，诱导油流出），试井；油、气、水化验，PVT分析；岩心分析（K、So、Swi、Sg）；渗流物理特性分析（毛管力、润湿性、水敏性、酸敏、相对渗透率） 目的：进行详细的地层对比，搞清各油层的性质 及分布，确定有效厚度下限、以及隔层的性质及分布 研究，提供依据。气井的试油和试采（动态评价方法）目的：暴露地下矛盾，认识油井生产动态，进行 气藏综合研究，为制定开发方案提供依据。试气资料：产量数据qO、qg、qw;压力数据气 层静压、Pwf、Pt、PC；气、水的物性资料；温度 数据。试气：把气、水从地层中开采到地面上来并经过专 门测试取得各种资料的工作。 试采规划 、确定井数、井位、层位。平面上：好气层、差气 层兼顾；纵向上：兼顾不同类型的油层。 、工作制度：接近合理的工作制度（稳定试井确定 的气嘴大小）为宜，不能过大，也不能过小。、测试内容：气、水产量（Qg、Qw）；井口压力（油压、套压）；井底流压；根据稳定试井（系统试井），求出采气指数、比采 气指数； 绘制IPR曲线（井流入动态曲线）；干扰试井（确定气层的连通性）；不稳定试井；气层改造及真实产能 2. 气藏评价含气面积构造形态流体性质储量规模产油能力为下一步勘探开发做准备3. 开发方案设计开发方式开发井网开发层系开发速度4. 方案实施与监测按照开发方案设计要求，对油田进行全面开发同时对气田开发过程进行监测5. 开发调整6. 气藏废弃§1.2 油田开发特点1. 认识与开发同步2. 油藏的整体特性 3. 理论与实践的统一 理论性与实践性都很强深埋地下，无法直接测量和描述间接手段和直接手段4. 阶段性与连续性的统一发现废弃评价阶段、开发设计阶段高、中、低含水阶段一、二、三次采油阶段5. 风险性与收益性的统一人才、技术、资金密集风险与收益并存决策的正确与否对油藏的认识正确与否§1.3 油田开发简史开端探索总结192019601859.8.29, E.Drake, 21.3m18591920, 粗放经营和衰竭方式油藏、物质平衡理论、水驱油理论 常规试井理论、集约管理发展19601980提高1980三次技术革命现代试井理论、油藏数值模拟技术、 EOR技术、海上采油油藏精细描述技术、水平井技术、非常规油气开发技术注水 EOR 水平井第二节 油藏评价§2.1 评价方法1. 地震2. 钻探3. 录井、测井o4. 取心为了开发一个油藏，需要在勘探的基础上 ，对油气藏进行深入细致和全面的研究。5. 测试6. 取样7. 分析化验8. 试采、试注9. 开辟生产试验区为油田正式生产 积累经验试验区选择原则：代表性方便操作独立性认识程度高1. 构造特征§2.2 评价内容构造形态、圈闭研究、断层研究2. 油层特征油层厚度及连通关系3. 储层特征岩性、岩石物性、岩石非均质性4. 流体特征流体分布：平面、垂向流体饱和度分布油气水常规物性油气水高压物性5. 油气藏压力和温度压力梯度、系数、方程6. 渗流物理特征润湿性,相渗特征,毛管压力,敏感性7. 天然能量及驱动方式溶解气及弹性膨胀能量分析，地保压差和弹性采 收率。 气顶气能量大小估计（气顶指数）。 边、底水能量：水体大小、水体补充能量的方式 和途径。 异常高压释放能量估算。 油藏主要驱动方式。8. 油藏储量计算和评价9. 产能特征单井产能分析油气层伤害、保护与改造产能分布特征10. 井网、井距、井型研究油藏评价结果形成油藏地质模型和开发概念模型 主要图件： 钻探成果综合图，分油层组构造井位图，油气藏剖 面图，综合柱状图，油气层对比图，油气层和砂层等 厚图，储量统计图，砂体形态和微相图，油气层物性 频率分布图或等值图，流体性质分布图，断层分布图 ，孔隙分布图，毛管力曲线，油水、油气水相对渗透 率曲线图，粘温曲线图等等 主要表格： 钻探成果与取心统计表，地层分层数据表，构造断 层要素表，油气层厚度统计表，试油成果表，DST和 测试数据表，试采数据表，油气物性统计表。第三节 开发井网油气井在油藏上的排列方式井网形式井数（井距、密度）§3.1 井网基本形式排状、环状、面积1. 排状井网构造完整渗透性好含油面积大a: 排距b: 井距a>bab连通性好单井控制面积ab单井控制储量井网密度2. 环状井网构造完整含油面积较大渗透性好井排与含油边界形态一致连通性好3. 面积井网油井按照一定的几何排列方式部署到整个油藏含油面积之上所形成的井网形式正方形井网三角形井网适应：面积中等或较小，渗透性和油层连通 性相对较差的油藏l正方形井网dd最小井网单元是正方形的井网井网单元：相邻油井构成的基本单元l三角形井网井距：d排距：aad§3.2 注水开发井网注水井排开发单元切割区1、切割注水开发井网-利用注水井排将油藏切割成为若干 区块, 每个区 块可以看成是一个独立的开发单元, 分区进行开发和 调整。 切割区切割距1） 排状内部切割注水开发井网切割距的大小取决于油层连通状况、渗透率高低 及对采油速度的要求。两排注水井排之间可以布置三排、五排生产井。切割区是独立的开发单元, 亦称为开发区或动态区 。2） 环状内部切割注水开发井网注水井排位于油藏内部( 依切割方向（注水井排的分布方向）分类 ）切割注水:横切割、纵切割和斜切割 油层大面积稳定分布且具有一定的延伸长度; 在切割区内, 注水井排 与生产井排间要有好的连通性; 油层渗透率较高, 具有较高的流动系数。注水效果能较好地传递到生产井排, 以便确保所要 求的采油速度。适用性：优点: 可以根据油田的地质特征来选择切割井排的最佳 切割方向 和切割区的宽度,驱替均匀; 可以优先开采高产地带,使产量很快达到设计要求; 根据对油藏地质特征新 的认识, 可以便于修改和调 整原来的注水方式(井网具有可调性)。 切割区内的储量能一次全部动用, 提高采 油速度； 能减少注入水的外逸。局限性:不能很好地适应油层的非均质性, 对于平面上油 层性质变化较大的油田, 有相当部分 的水井处于 低渗地带, 影响注水效率;注水井间干扰大, 井距小时的干扰更大,使吸水能 力大幅度降低;行列注水方式是多排开采,中间井排由 于受到第一 排井的遮挡作用,内部井排不易受效,注水受效程度 明显变差, 在注水井排两侧的开发区内, 油层压力 不总是一 致,其地质条件也不相同, 因此有可能出现区间不 平衡,增加平面矛盾。 3、边缘注水开发井网 边缘注水-把注水井按一定的形式布署在油水过渡带附近进行注水，即注水井位于构造上油水边缘附 近的等高线上，基本上与含油边缘平行。适 用 条 件 油田面积不大, 中小型油田； 油藏构造比较完整; 油层分布比较稳定, 含油边界位置清楚; 外部和内部连通性好, 油层的流动系数较高, 特别是注水 井的边缘地区要有好的吸水能力, 保证压力有效地传播, 水线均匀地推进。根据注水井在油水过渡带附近所处的位置分类：边外注水-注水井按一定方式分布在外含油边界以外, 向边 水中注水（缘外注水）要求：含水区与含油区之间的渗透性较好, 不存在 低渗透带或断层（前苏联的巴夫雷油田）外内边上注水由于一些油田的外含油边界以外的地层渗透率 显著变差, 为了保证注水井的吸水能力和保证注 入水的驱油作用, 而将注水井布置在含油外边界 上或油水过渡带上（缘上注水 ）边内注水如果油水过渡带处有高粘稠油带，或这一带出 现低渗遮挡层，或在过渡带注水不适宜，将注水井 布置在含油边界以内，以保证油井充分见效和减少 注水量外逸。（缘内注水）边缘注水优点 ：油水界面比较完整,水线移动均匀,逐步由外向油 藏内部推进,因此控制较容易,无水采收率和低含水 采收率较高。局限性 ：注入水的利用率不高, 注入水容易外逸; 受效生产 井（排）少，一般不多于三排。因此对较大的油田, 其构造顶部的井往往得不到注入水的 能量补充, 形成低压带, 在顶部区域易出现弹性驱或溶解气 驱 。在这种情况下,仅仅依靠边缘注水就不够了, 应该采用边缘 注水并辅以顶部点状注水方式开采, 或采用环状注水方式。4、 面积注水开发井网概念：是将注水井按一定几何形状和一定的密度均匀地布置在整个开发区上。适用条件： （1）油层分布不规则，延伸性差，多呈透镜 状分布； （2）油层的渗透性差，流动系数低； （3）油田面积大，构造不够完整，断层分布复杂； （4）可用于油田开发后期的强化采油； （5）可用于提高采油速度。开发特点：在面积注水方式下, 所有油井都处于注水井第一线,有利于油井受效;注水面积大, 注水受 效快; 每口油井有多向供水条件, 采油速度高。目前面积注水方式几乎被所有注水开发油田或进行二次采油油田所采用。井网的命名： （1）以注水井为中心，包括周围的生产井而 构成的注水单元来命名。该单元中有几口井 就称为正几点井网。美国用此命名法。 （2）以生产井为中心，包括周围的注水井而 构成的单元来命名。前苏联和中国油田采用。 （3）反井网：注水井和生产井位置调换而得 的井网。排状正对式注采井网排状交错注采井网四点井网五点井网七点井网九点井网井网要求注采井数比（ =ni/np）水动力场图面积注水几种基本的注采井网 及 性质（1）钻成井网要求：长方形或正方形 （2）注采井数比为1：1由于1口注水井将影响2口生产井1口生产井将受到2口注水井的影响 （3）水动力场图l排状正对式注水开发井网一口注水井与周围油井组成的井网单元注采单元注采比单元按注采(井数)比划分的井网单元注采单元或井 网控制单元注采比单元或 最小流动单元等压线流线B.排状交错注采井网 （1）钻成井网要求：长方形或正方形 （2）注采井数比为1：1由于1口注水井将影响4口生产井1口生产井将受到4口注水井的影响 （3）水动力场图l排状交错式注水开发井网ab2abab/2等压线流线C.四点井网（反七点井网） （1）钻成井网要求：等边三角形 （2）注采井数比为1：2 (M= (I-3)/2)由于1口注水井将影响6口生产井1口生产井将受到3口注水井的影响 （3） 1/12单元水动力场图l四点井网（反七点井网）等压线流线注采单元或井 网控制单元注采比单元或 最小流动单元l5点注水开发井网D.五点井网 （1）钻成井网要求：正方形 （2）注