采油工程方案设计讲.ppt

采油工程方案设计,中国石油大学(华东)石油工程学院2011年2月,陈 德 春 Tel:0546-8395655、E_mai:,学习要求：,掌握油田开发与开采动态分析、工艺方式选择设计与评价、采油工程方案的研究与编制等。掌握采油工程所涉及的各项工艺技术及其相关关系；掌握采油工程方案的构成、设计原则与设计方法；了解采油工程发展动向。,采油工程方案设计,考核方式：,出勤：20分，2.5分/次 大作业：30分题目：XX技术措施工艺设计内容和设计方法（综述）要求：论文纸；左装订（用2根订书钉）；字迹工整；写清楚姓名、班级、学号；每页的最下方一行标注页码；1、2、等等；参考文献5篇以上；作业格式参考中国石油大学学报（自然科学版）中的论文格式。考试：50分,采油工程方案设计,我国石油工业面临着严峻的挑战和困难，如何发挥国内油气资源的基础保障作用、如何多元化充分利用国外油气资源、如何通过技术创新提高油气产量和采收率以及大力提倡节约用油等问题急待研究和解决。,绪 论,油气总体战略方针：开源与节约并举、立足国内、开拓国外、建立适度石油储备。,油气战略措施保障：立足国内战略、“走出去”战略、适度石油储备战略、资源节约战略和替代资源发展战略。,目前，中国石油安全面临的主要问题：（1）资源相对短缺。总量不小但人均拥有量较低；进口油源地集中，中东地区政治不稳定，一直是美国控制和支配地区。（2）石油需求持续增长。中国对石油的需求量随着经济快速发展而不断增长，同时能源结构持续调整，石油所占比例提高也将加剧供求矛盾。（3）国际能源市场变化较大，全球油价虚高，石油经济与石油政治密切联系，中国被排斥在石油核心资源之外。（4）战略选择与体制原因存在缺陷。作为仅次于美国的世界第二大石油消费大国,却还没有石油定价的发言权、未建立起完备的石油战略储备、石油运输线存在着安全隐患等等。,绪 论,油田开发是一项庞大而复杂的系统工程，因此，在油田投入正式开发之前，必须编制油田开发总体建设方案，作为油田开发工作的指导性文件，从而指导油田经济、高效地投入开发。采油工程方案是总体方案的重要组成部分和方案实施的核心，在开发总体方案中起着承上启下的重要作用。它是完成油藏工程方案开发指标的重要保障，也是地面工程建设的依据和工作出发点。,绪 论,预测与分析,一、采油工程方案设计解决的两个问题,今天该油田是什么？明天（未来）该油田怎么办？,搞清楚这两个问题对油田的开发与企业的发展很重要。,基础、前提,绪 论,二、油气田开采的目标,提高油气产量和采收率 降低原油开发成本,提高油气田开发的经济效益是关系到油田总体建设和实施的重要内容。,？,？,经济效益,绪 论,三、采油工程方案设计发展史,1.建国初期，前苏联的油田开发方案模式,油田开发方案是根据油藏工程研究成果而制定的，同时提出油田开发方式、油水井数、开采方式、单井产量、最终产量、注水压力、注水能力以及油层压力保持水平等方面的参数，再交油田设计部门，做出油田建设方案和经济评价。,方案编制过程：,绪 论,承担实施油田开发方案的采油工程系统却没有方案。造成开发方案实施的被动或滞后。,三、采油工程方案设计发展史,1.建国初期，前苏联的油田开发方案模式,前苏联的油田开发方案模式的问题：,绪 论,三、采油工程方案设计发展史,2.20世纪60年代，大庆油田的模式,绪 论,三、采油工程方案设计发展史,3.20世纪80年代，西方石油公司模式,绪 论,三、采油工程方案设计发展史,4.1986年辽河沈阳油田采油工程方案。,绪 论,三、采油工程方案设计发展史,5.1988年以后，塔里木轮南油田、长庆安塞油田、华北二连阿尔善油田、中原马厂、桥口以及胡壮集油田、吐哈的鄯善、丘陵、温米油田等相继编制了采油工程方案。,采油工程方案于20世纪80年代末形成模式及程序，并在各油田推广应用，有力地促进了油田开发方案的实施。,绪 论,三、采油工程方案设计发展史,经过20多年的实践检验，编制采油工程方案对提高油田的开发效果和经济效益起到了举足轻重的作用。,事实证明了采油工程作为油田开发实施核心的地位和作用。,绪 论,第一章 总 论,指导油田经济、高效地投入开发,采油工程方案,油田开发总体建设方案,总体方案的重要组成部分和方案实施的核心,完成油藏工程方案开发指标的重要保障,地面工程建设的依据和工作出发点,采油工程系统组成：,具有一定储存和流动特性的孔隙或裂缝介质系统，即油藏；,人工建造系统，包括井底、井筒、井口装置、采油设备、注水设备以及地面集输、分离和储存设备等。,第一章 总 论,采油工程的任务：通过生产井和注水井采取一系列工程技术措施作用于油藏，使油气畅流入井，并经济有效地举升至地面进行分离和计量等。,采油工程的主要目标：经济、有效地将深埋于地下的原油开采至地面。,第一章 总 论,采油工程的特点：涉及的技术面广、综合性强而又复杂；与油藏工程和地面工程有着紧密的联系；工作对象是生产条件随油藏动态而不断变化的采油井和注入井；方案本身涉及油田开发的重要决策和经济效益。,第一章 总 论,油田开发总体建设方案：,第一章 总 论,认识和描述开发对象油藏，并提供油藏地质模型。,油藏地质研究成果的作用：油藏地质模型既是总体方案的主要组成部分，又是总体方案设计的依据和基础。,油藏地质研究：,油田开发总体建设方案的编制基础：地质勘探成果和试油、试采资料。,第一章 总 论,依据油藏地质模型和试油、试采资料，通过一系列动态实验和模拟，在进一步加深对油藏认识的基础上，确立开发方式和规模、划分开发层系、布署开发井网、应用油藏工程方法和数值模拟技术预测开发动态指标，并在技术经济分析的基础上编制出油藏工程方案。,油藏工程设计：,第一章 总 论,依据油藏地质研究成果和油藏工程方案，评价油藏工程方案的工程技术可行性，并制订一系列工艺措施方案，以确保油藏工程方案拟定开发指标(主要是产量、注入量及压力保持水平等)的实现。它将直接涉及到油藏工程方案的适用性和可操作性。由于油田产能建成之后，油田开发指标和原油生产计划必须通过采油工程措施加以实现，所以采油工程方案在总体方案的实施中处于十分重要的位置。,采油工程设计：,第一章 总 论,根据油藏工程和采油工程方案的要求，建立地层流体的流动通道，并实现油气生产的控制、调节与流体的分离、计量等。,依据现行的财税政策，从企业生产的根本目的出发，对工程方案进行技术经济分析，以评价技术方案的经济可行性。,上述研究成果的总结与集成，决策和制定油田开发总体建设实施方案。,钻井工程设计和地面工程设计：,总体方案经济评价：,总体方案决策：,第一章 总 论,根据油藏地质研究成果和油藏工程方案的要求，评价油藏工程方案开发指标的可行性，确定为实现油藏工程方案开发指标应采取的一系列工程技术措施。,采油工程方案在总体建设方案中的作用和地位：实现油田开发指标和原油生产计划的工程技术保证；评价油藏工程方案的适应性和可操作性；地面工程设计与建设的依据；油田开发总体建设方案的重要组成部分和总体方案实施的核心。,采油工程方案设计的任务：,第一章 总 论,采油工程方案基本构成,第一章 总 论,采油工程方案设计的基本原则：,各子系统方案平行研究，相互结合和反馈信息，发挥各自优势，提高总体方案设计水平。紧密结合油藏实际，兼顾地面工程要求，符合油田开发的总体部署和政策。借鉴同类油田的成功经验，分析其已编制方案的特点。充分应用前期研究成果和资料。采用先进的模拟方法，对涉及的专题开展深入研究，使方案设计有坚实的实验和理论基础，以保证方案决策的科学性。,（1）设计必须具有较强的科学性,第一章 总 论,方案是进行油田开发的主要指导性文件，除了按照石油行业规定进行各项工作外，还要借鉴其他油田已编制的采油工程方案的经验，结合本油田采油工程的特点，针对油田开发中的基本问题，全面地开展研究工作，完成采油工程方案基本构成所规定的内容。对一些特殊性的油藏还应有针对性地开展专题研究。,（2）方案设计内容必须全面,采油工程方案设计的基本原则：,第一章 总 论,采油工程方案设计中的采油工艺应该是：先进的，且技术成熟、工艺配套，并对油藏具有良好的适应性，能够完成开发方案配产的目标，满足油田开发各阶段生产的需要；有良好的可操作性，随着开发过程的推移，在调整上有一定的灵活性，并能够在油田开发中最大程度地发挥油井产能；要最大可能的减少井下作业工作量。从油田开发的总体经济效益出发，不额外增加地面建设投资。,采油工程方案设计的基本原则：,（3）必须满足油藏工程和地面建设的要求,第一章 总 论,对采油工程方案中的重要研究专题，必须进行多方案的敏感性分析对比研究，在多方案充分论证和深入研究的基础上，给出最优方案。也可以根据优化结果给出各方案的优先顺序，结合油田的实际情况，供领导决策选用。（技术敏感性分析）为考察当一些主要因素发生变化时，对评价指标及评价结果的影响情况，应进行经济敏感性分析。（经济敏感性分析）,采油工程方案设计的基本原则：,（4）加强敏感性研究，进行多方案优化,第一章 总 论,由于今后新开发油田大都采用全新的油公司管理模式投入开发。为了便于采油工程方案能够顺利实施，编制的方案应对现场实施具有指导性和可操作性。论据必须充分，专题研究必须深入，观点明确，工艺技术可靠，对不同类型的油田必须突出方案的特点，各项措施有针对性。所采用的技术和器材设备做到来源清楚、规格齐全。方案通过评审后能够为具体的单项工程设计提供依据和指导。,（5）方案的实施必须具有良好的可操作性,采油工程方案设计的基本原则：,第一章 总 论,坚持对方案同时进行技术和经济评价，通过技术可行性和经济评价指标评价方案优劣，使得优化的方案既能够最大限度地发挥油井产能和采油设备的效率，又能尽可能地降低油田开发的成本支出，提高油田开发的总体经济效益。,（6）坚持“少投入、多产出”的经济原则,采油工程方案设计的基本原则：,第一章 总 论,由于民114区块处在泄洪区，汛期水位高于地面，为了防止在油田生产过程中造成污染，需要做出切实可行的环保方案。,对腐蚀、结垢、结蜡等问题，采取“以防为主，防治结合”的办法，根据民114区块地质特点、油藏流体以及注入水的性质，采用适当的化学或物理方法使防治工作既有效又经济。,采用人工注水补充能量的方式开采，注水压力在油藏破裂压力附近。,采用适用的压裂工艺技术，油井全部压裂投产。压裂以改造主力油层为主，不进行分层压裂。注水井压裂要求控制压裂缝长，形成较宽的支撑缝，采用小型压裂或深穿透射孔等措施投注，投注前应先进行排液。,例如：针对民114区块低渗透、低产能、含蜡量高、结垢和腐蚀严重及地处泄洪区等特点，确定如下原则与要求：,（7）根据油田实际情况与特点确定原则,采油工程方案设计的基本原则：,第一章 总 论,第二章 采油工程方案设计的基础资料准备,2.1 油田地质基础资料,油藏是采油工程措施的实施对象，在进行采油工程方案设计时，必须获取油田地质资料，从采油工程的角度加以分析，提出油藏地质对采油工程的特殊要求，确定采油工程方案设计所需的地质依据。,2.1 油田地质基础资料,(1)地质构造特征，包括油田地质构造图、地质构造圈闭要素和断层数据等。,油田地质构造图,表2-1 地质构造圈闭要素,表2-2 断层数据,第二章 采油工程方案设计的基础资料准备,2.1 油田地质基础资料,(2)地层划分及岩性特征，包括地层划分结果及岩性特征描述等。,表2-3 油田地质特征,第二章 采油工程方案设计的基础资料准备,2.1 油田地质基础资料,(3)储层特征，用来了解储层岩石矿物组成及其孔隙度、渗透率和饱和度状况。,表2-4 岩石矿物成分及特征,第二章 采油工程方案设计的基础资料准备,2.1 油田地质基础资料,(4)油藏类型和油、气、水分布，包括按油藏构造类型和储层特征所确定的油藏类型及油、气、水在纵向和横向上的分布。,油藏构造剖面,第二章 采油工程方案设计的基础资料准备,2.1 油田地质基础资料,(5)储层裂缝及地应力研究成果等,表25 地应力测试结果表,第二章 采油工程方案设计的基础资料准备,2.2 油藏工程基础资料,分析油藏工程研究成果，明确油藏工程设计指标，是采油工程方案设计的重要内容和设计基础。,第二章 采油工程方案设计的基础资料准备,(1)油藏流体的组成及性质，包括地面原油性质、天然气性质、油田地层水性质以及地层原油“PVT”等分析资料。,2.2 油藏工程基础资料,表2-6 地面原油性质分析,表2-7 天然气性质分析,表2-8 油田地层水性质分析,表2-9 地层原油“PVT”分析,第二章 采油工程方案设计的基础资料准备,(2)油藏压力与温度，用以了解油田所开发层位的油层压力与温度分布状况。,2.2 油藏工程基础资料,表2-10 油藏压力与温度分布数据表,第二章 采油工程方案设计的基础资料准备,(3)储层岩石渗流特征，包括储层岩石润湿性分析资料和油水相对渗透率关系。,表2-11 储层岩石润湿性分析数据表,表2-12 不同含水饱和度下的油、水相对渗透率,油水相对渗透率曲线,2.2 油藏工程基础资料,第二章 采油工程方案设计的基础资料准备,(4)储层敏感性分析，通过对可能造成储层损害的各种因素的敏感程度进行分析，为采油工程技术措施的设计与实施提供依据。,表2-13 储层敏感性评价实验结果表,2.2 油藏工程基础资料,第二章 采油工程方案设计的基础资料准备,(5)试油、试采成果及试井资料解释结果，用来了解储层特性和油井产能及生产特征。,表2-14 试油成果,表2-15 稳定试井分析结果汇总表,表2-16 地层测试成果分析汇总表,2.2 油藏工程基础资料,第二章 采油工程方案设计的基础资料准备,油藏类型及驱动能量的大小和来源直接关系到开采方式和所要采取的工程措施，因此在编制采油工程方案时必需了解油藏类型和驱动方式。,(6)油藏类型和驱动方式,2.2 油藏工程基础资料,第二章 采油工程方案设计的基础资料准备,(7)油田开发层系、开发方式及井网布署，主要是指开发层系的划分和井网布署状况。油井生产措施与开发层系组合有着更为密切的关系。,表2-17 开发层系划分,油田开发井网部署,2.2 油藏工程基础资料,第二章 采油工程方案设计的基础资料准备,(8)油井产能分布及其变化的预测结果(),油井产能通常用产液指数或无因次产液指数表示。它是采油方式选择的主要依据，通常按不同含水阶段采用油藏数值模拟或其它方法进行计算。,表2-18 不同含水阶段采液指数预测结果表,2.2 油藏工程基础资料,第二章 采油工程方案设计的基础资料准备,(9)油田开发指标预测结果,采油工程方案必须在进行实现开发指标的工程可行性评价的基础上制定采取的工程技术措施，并对油藏工程方案提出反馈意见。,表2-19 开发方案指标汇总表,表2-20 开发指标预测结果表,2.2 油藏工程基础资料,第二章 采油工程方案设计的基础资料准备,所以，采油工程方案设计是在油田地质和油藏工程设计的基础上进行的。通过上述基础资料的收集、整理与分析，建立起便于采油工程方案设计的油藏地质模型和油藏开发动态模型的基本框架，并明确采油工程方案设计的任务，提出采油工艺特点、关键工艺技术和方案编制重点，拟订方案编制大纲，为采油工程方案设计确定研究内容、技术路线，指导方案编制工作的进行。同时，这些资料也是方案编制的依据。,第二章 采油工程方案设计的基础资料准备,(END),