大庆油田石油工程基础(1).ppt
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1、石油工程基础,主 要 内 容,大庆油田基本概况油藏工程基础知识石油地质基础知识钻井工程基础知识油田开发基础知识,大庆油田基本概况(一),一、命名,“松基三井”全称“松辽平原第三口基准井”,坐落于大庆市大同区高台子镇原永胜村中部,它是大庆第一口出油井,代表着大庆油田的发现,由此告诉全世界人民,中国从此甩掉了“贫油国”的帽子。“松基三井”井址于1958年10月选定,1959年4月11日由32118钻井队钻井,于1959年9月26日喷出原油,时值中华人民共和国建国十周年大庆,双喜临门故将此地改为大庆油田,大庆之名由此而来。,二、松辽盆地含义,六个一级构造1、西部斜坡区2、东北斜坡区3、东北隆起区4、
2、东南隆起区5、中央坳陷区6、中央坳陷隆起区 大庆长垣,1,2,3,4,5,6,大兴安岭,小兴安岭,长白山脉,二、松辽盆地含义,大庆长垣 由北向南七个构造(油田)1、喇嘛甸油田(六厂)2、萨尔图油田(三厂、一厂、二厂)3、杏树岗油田(四厂、五厂)4、高台子油田(七厂)5、太平屯油田6、葡萄花油田7、敖包塔油田,外围油田1、朝阳沟油田(十厂)2、龙虎泡油田(九厂)3、榆树林油田(十一厂)4、头台油田(十二厂)5、三肇油田(八厂)徐家围子、升平气田6、其他小油田,大庆油田长垣及外围油田分布图,三、开发简况,按砂泥岩储层类型分类,大庆油田居世界第二位1965年,产油800万吨1968年,产油1000万
3、吨1976年到1996年,稳产5600万吨1997年到2005年,产油5000万吨2008年,产油4020万吨,大庆油田经过50年的开发历程,针对油田不同开发阶段出现的主要矛盾,逐步发展完善了以早期注水、分层开采、加密调整、聚合物驱油为主导的系列开发技术,并形成了一套大型陆相多层砂岩油田开发理论。特别是1976年以后,通过实施自喷井转抽、井网加密、注采系统调整、稳油控水工程及聚合物驱油等重大的技术措施,使大庆油田实现了27年年产原油5000万吨以上高产稳产。截止到2003年底,动用油田30个,含油面积2347.3km2,动用地质储量488570104t,油田可采储量231378104t。已投产
4、油水井54587口,累积采油17.74108t,已采出地质储量的36.32%,采出可采储量的76.7%,年末综合含水88.72%。,三、开发简况,“七五”期间(19861990年),针对油田分区开发形势变化及暴露出的矛盾,决定进行“三个调整”,即通过分区调整开发层系井网,提高各类油层动用程度;通过分区调整压力系统,改善全面转抽的开发效果;通过分区调整采油速度,减缓产量递减速度。五年累计生产原油2.779108t,1990年生产原油5562104t,实现了高产5000104t连续15年稳产。,大庆油田自1960年投入开发试验,到1966年底,萨尔图油田主体部分已投入开发。到1975年,大庆长垣萨
5、尔图、喇嘛甸、杏树岗三大主力油田已全面投入开发,年产原油4625104t,为大庆油田实现高产5000104t做了必要的准备。19761985年,年产油量由5030104t上升到5528104t,累积生产原油5.18108t,全油田综合含水率由30.65%上升到73.28%,同期新增可采储量2.915108t,从而为进一步保持年产原油5000104t以上稳产,创造了一定的资源条件和发展空间。,三、开发简况,“八五”期间(19911995年),随着油田进入高含水后期开采阶段,继续保持高产稳产与后备资源不足及改善总体开发效益的矛盾目益突出,针对非均质多油层油田在注水开发过程中,不同区块、井网和井点都
6、始终存在不平衡的基本特点,决定实施以“稳油控水”为目标的“三个结构调整”,即搞好储采结构调整,增加油田可采储量;搞好注水结构调整,增加油田稳产后劲;搞好产液结构调整,在总体上实现稳油控水。五年累计生产原油2.79108t,油田综合含率上升速度得以明显控制,实现了高产5000104t第二个十年稳产。,三、开发简况,“九五”期间(19962000年),大庆油田开发面临的形势是,一方面随着油田含水上升和开采难度的增大,原油生产成本将不断上升,油田开发的总体经济效益逐步变差;另一方面,随着油田剩余可采储量的日益减少,继续保持高产稳产的难度越来越大,特别是进入“九五”后,油田开发呈现出“三个加快”的态势
7、,即含水上升速度加快、产量递减加快和油水井套损速度加快,确立了“高水平、高效益、可持续发展”的油田开发战略方针,采取了三项调整措施,即加快油田驱替方式调整,深化稳油控水综合调整,提高外围难采储量动用程度,五年累计生产原油2.75108t,到2000年仍保持在5300104t的水平,大庆油田已连续25年实现了年产原油5000104t以上高产稳产。,三、开发简况,“十五”期间(20012005年),大庆油田原油产量进入了递减阶段。随着油田开发的深入,面临的开发问题更加复杂,挖潜对象变差,挖潜难度加大,一些制约油田可持续发展的问题、难题日益突出:大庆油田新增可采储量逐年减少,储采失衡日益严重,储采平
8、衡系数仅为0.5左右;主产区块喇萨杏油田水驱产量递减进一步加大,产量自然递减率高达12%;剩余油分布零散,措施挖潜难度加大;套管损坏井数逐年增多,到2003年底已累计损坏9947口,套损率达到18.51%,自1997年出现第二次套损高峰,年套损井数已连续7年在500口以上;油气地面系统骨架工程进入更新维护高峰期,随着油田开发时间延长,系统及区域间不平衡的矛盾越来越突出,都需要加大投资比例进行调整改造。“十五”采取的主要开发调整措施有三项,一是继续开展三次井网加密调整,二是进一步扩大聚驱规模,三是加快外围油田上产步阀;三年累积产油15.00108t,2001年和2002年年产原油仍然保持在500
9、0万吨以上,至此,连续27年大庆油田实现了5000万吨以上高产稳产。大庆油田27年的高产稳产,创造了世界陆相油田开发的最好水平,为我国石油工业和国民经济稳定发展做出了巨大贡献。,(一)小 结,松基三井 1959年9月26日喷出原油,标志大庆油田的发现。松辽盆地含义:西部斜坡区、东北斜坡区、东北隆起区、东南隆起区、中央坳陷区、中央坳陷隆起区(大庆长垣)等六个一级构造。大庆长垣:由北向南七个构造(油田),分别是喇嘛甸油田、萨尔图油田、杏树岗油田、高台子油田、太平屯油田、葡萄花油田、敖包塔油田。产量情况:按砂泥岩储层类型分类,大庆油田居世界第二位,1965年产油800万吨,1968年产油1000万吨
10、,1976年到1996年稳产5600万吨,1997年到2005年产油5000万吨,2008年,产油4020万吨。,油藏工程基础知识(二),油藏工程的含义,油藏工程,石油勘探的一般程序“二论”起家,运用“实践论”、“矛盾论”的唯物辩证观点,坚持实践第一观点,从我国实际出发,在各个内陆盆地开展了石油勘探工作,找到了许多油田。具体分析石油的生成、储存条件和形成油田条件:一个地区有没有石油,并不取决于是“海相”还是“陆相”,而是取决于有没有生成石油的条件。只要存在有机物的大量的繁殖和死亡,并具有适当的温度、压力等转化条件,以及保存的环境,那么,不管是“海相”还是“陆相”沉积,都能生成石油。反之,如果不
11、具备这些条件,即使是“海相”沉积,也不能生成石油。,油气田勘探与开发的三个工作阶段区域勘探阶段油气田勘探阶段油气田开发阶段,油藏工程,综合区域勘探工作的总任务是:以整个盆地为勘探对象,使用综合性勘探方法,有计划、有步骤地寻找含油气的有利地区及油气聚集有利地带,不断获得新的工业性油流。局部地区在获得工业性油气流之后,转入油气田勘探阶段。而盆地其它部分仍继续进行区域勘探工作,因此综合区域勘探自始至终贯穿于整个盆地的勘探过程中,由表及里,由浅入深,逐步摸透全盆地油气地质规律。,区域勘探,综合区域勘探中必须解决以下关键地质问题:1、地层情况:沉积时代、厚度、岩性及岩相变化情况;生油层、储油层、盖层组合
12、情况。2、构造情况:一级构造单元的划分;二级构造和局部构造的特点、分布规律及相互关系;深大断裂和断裂构造线的方向。3、生油层情况:生油岩性、厚度及分布规律,生油条件,生油指标。4、储油层情况:储油层物理、化学性质及变化规律;储油层沉积条件、厚度及分布规律。5、油气水情况:油气水的地下及地面的物性。6、基岩情况:基岩性质及起伏情况,埋藏深度。分三个阶段:区域普查阶段、综合详查阶段、予探阶段。,区域勘探,区域普查阶段(全面侦察阶段)任务:在含油气的有利地区,用多种勘探方法,开展面积详查,划分各二级构造单元;了解各自的地层剖面、基岩情况;含油气情况,各生油层、储油层、盖层的组合及变化规律;查明二级构
13、造和局部构造形态和类型,研究其发展和分布规律,油气聚集关系。准备好可提供钻探的三级构造。做法:1、从各一级构造单元地质特征出发,选择以一种勘探方法为主、其它方法为辅的综合勘探方法,一般以地震或浅钻为主,配合以重力、磁力、电法等综合勘探,划分出二级构造单元。2、全面部署、连片地震、查明构造规律:在有利的地区和予测的构造上以10-20公里的测线距,全面辅开;发现构造在隆起部位加密测线,快速优质地查明构造。3、以二级构造带为对象,广泛开展参数井钻探:重点取芯了解生油层、储油层、盖层,兼探油气层,提前发现油气田。,区域勘探,地面露头,综合详查阶段(钻探构造准备阶段)任务:在已经准备好的选择最有希望的构
14、造上进行予探,尽快获得工业油流(三级储量)。做法:1、在浅钻、参数井、剖面井、基准井的基础上,综合地球物理和区域地质资料,研究分析生油层、储油层、盖层、圈闭条件、古构造、油气运移条件和保存条件等七大成油要素,综合评价选择出有利的二级构造带进行予探。2、二级构造上某一口井出油后,从二级构造带整体着眼进行钻探部署,大井距甩开钻探,以三级构造高点或断层遮挡、地层挠曲、岩性尖灭、地层超履等非背斜构造的局部高点为钻探对象,布几条探井剖面或占领地下相对高点进行钻探,解剖二级构造,迅速发现新油气藏。3、在予探井的钻探中,应以“快”和“细”为核心:“快”就是不取岩芯快速钻进,完井后大段试油,求得尽快获得工业油
15、流;“细”就是指予探井不取岩芯,用井壁取芯,加强岩屑、泥浆、气测、荧光等综合录井方法。,区域勘探,予探阶段(钻探工业性油气流阶段)任务:迅速地了解盆地的全貌。包括了解区域地质概况、盆地基底、大地构造轮廓、地层,掌握露头区的岩性、岩相、油气苗、生油储油条件,初步明确勘探目的层,了解盆地水文地质情况,划分一级构造单元,评价含油气远景并发现可能的含油气最有利的二级构造带。做法:1、整体部署,综合普查:运用重磁力普查、航空磁力普查、盆地边缘山地地质普查;部署重磁力、电法、地震、剖面井相结合的综合剖面;运用地球化学勘探、细菌勘探、放射性勘探、水文地质勘探、浅钻,参数井、构造井、配合基准井解剖盆地。划分出
16、一级构造单元,并发现具有含油气远景的有利的二级构造带,确定主攻方向,剖署钻探井和基准井。2、基准井和探井相结合,灵活掌握完钻井深。,区域勘探,地震沉积相解释,油气田勘探,油气田勘探任务:在已经钻探井发现工业性油气流的构造上,进一步钻初探井和详探井(资料井),查明地下各油气藏的边界、面积、类型、油气储量,提供出编制油田开发方案的地质基础资料。为了搞清油气田的情况和算准油气储量,必须解决的关键地质问题:1、油气田构造形态,断裂情况,含油面积和油气藏类型和高度。2、油气层有效厚度,厚度与薄层的层间差异,开发层系的合理划分。3、油气层岩矿组成,沉积的结构和构造,岩性特点(包括粒度、分选、胶结物和胶结类
17、型、裂缝类型和密度等)。4、储油气层物性及其变化规律,主要是渗透率、孔隙度及含油饱合度及其在纵向、横向上的变化规律,搞清岩性、物性、电性、含油性的关系。5、油气层压力系统及油气层温度(包括油气层原始静压和饱和压力)。6、油气水的分布规律及其相互关系(有无气顶、浅层油气、气夹层、水夹层),油气水分布和构造、断块的关系。7、油气水在油层和地面条件下的物理化学性质、油气组分、油层条件下的原油粘度、原始油气比、原油凝固点及含腊量。8、落实油气田的地质储量和计算储量的参数。9、油气藏的驱动类型及特性(包括边水活跃情况、有无气顶、弹性能量等)。10、探井在试油试采期间的产油气量和压力变化情况,肯定油气田开
18、发价值。,发现工业性油流的构造,必须有三口以上的探井,经过半年试采,得到稳定的工业性油流,才能叫油田。发现工业性气流的构造,必须有一口以上的探井,经过半年试采,得到稳定的工业性气流,才能叫气田。,油气田勘探,油田勘探又分初探和详探两个阶段:油田初探阶段:任务:在钻探井发现有工业性油气流的构造上,应该用较快的速度,探明油气田边界落实二级储量,肯定是“大油田还是小油田,好油田还是坏油田,活油田还是死油田。”掌握油气田的面积,油气层产状,油气井产能及其试采的稳定性。做法:1、用较大井距布署探边井。2、将探井分为三类,既可达到初探目的,又加快初探速度。第一类:不取岩心探井,快速钻进,加强井壁取芯和综合
19、录井,迅速求得油田面积。第二类:重点取芯探井,油层全部取芯,要求收获率95%以上。密集选样15-10块/米。掌握油层岩性、物性、电性、含油性等参数,为算准可靠工业储量提供资料第三类:分层试油探井,在设计试油的层位取芯和试油。探边井试油水层,确定油水界面深度和圈闭油水边界;纯油区分油层组试油,较长期试采(半年以上),了解产能和压力变化,肯定其工业价值。3、在初探中小型油田,要慎重部署探边井,可以由里向外推,不可盲地甩开的太远而使较多的井落在油水边界之外;初探井根据油田具体情况,可以兼搞一部分详探井的任务,系统钻取岩芯和分层试油。这样可以用适当数量的成功率较高的初探井,完成油田初探任务。,油气田勘
20、探,油田勘探又分初探和详探两个阶段:油田详探阶段:任务:详细研究油田的地质特征,算准探明工业储量(一级乙等储量)为编制油田开发方案提供参数,作好油田开发的全面准备。做法:1、在初探的油田范围内,根据每个油田具体情况,加密地震勘探测线,一般主测线距为250-500米,查明断距20米以上断层的分布规律和构造形态。2、加密钻探详探井(开发资料井),油层全部取芯、细致研究油层地质特征,为研究岩性、物性、电性、含油性及其“四性”的关系图版提供第一性岩芯资料。一般井距2-2.5公里。3、开辟生产试验区:为解决油气田开发的合理井网,开发层位的合理划分和合理的保持油田压力的开发方式提供实际的生产实验数据。在陆
21、相沉积盆地内的油田,油层多数以油砂体的形式存在,按照砂体布井设计开发方案,给目前的生产和以后的调整带来主动。,油气田勘探,油井工业油流标准,气井工业气流标准,以上油气井工业油气流界限仅为一般数字,各地区应根经济地理条件,油气性质、开采方式、钻井地面及地质条件、油气价格、国家能源安全等因素确定合适的工业油气流界限,幅度变化可达50%。,以地质条件为根据的油田分为三类,根据储量分类,石油天然气总储量应分为:平衡表内储量:是应用现代采油技术能力从地下采出的储量;平衡表外储量:是现代技术条件下无法从地下采出的储量,包括某些油田或油层渗透率低,生产能力小或开采条件特别复杂,目前不能立刻开采的都列入平衡表
22、外储量。,一级甲等储量(落实储量):在已钻完基础井网或全部生产井的地区,其储油层特征、油层压力、油藏驱动类型、油井生产能力和油气性质成分,已通过生产实践研究清楚,其储量是分小层进行计算的,是“过称入仓”的储量。一级乙等储量:在含油面积内,经过加密钻探,取芯研究和试油、试采工作,已了解油层压力、油井产油能力和油气性质成分,已落实储量计算所用各种参数,要求所计算的地质储量与一级甲等地质储量相比,偏差不超过10%。二级储量(可靠工业储量):在已发现工业油流的构造上,通过重点取芯、分段试油、长期试采,在基本上搞清油田构造、油水分布、油层压力、油井产油能力的地区,计算储量的油层参数已大体确定,要求所计算
23、的地质储量与一级甲等地质储量相比,偏差不超过30%。可以作为部署开发资料井和编制油田开发方案的依据。三级储量(推测储量):一个储油构造有三口探井钻遇油层,其中有一口探井取得油层的岩芯,试出有工业价值的油流,有肯定的油层存在,即可根据推测的油水边界划定三级储量面积。三级储量是一种低级储量,只能作为详探的根据,不能作为工业开发的根据,所计算的地质储量偏差较大,但要求在计算过程中采用切实可行的参数。,储量分类及各类储量定级条件,按油田的勘探和研究程度,石油储量分为一级、二级、三级,一级储量又分为甲等和乙等,(二)小 结,油气田勘探与开发的三个工作阶段区域勘探阶段区域普查阶段综合详查阶段予探阶段油气田
24、勘探阶段油田初探阶段油田详探阶段油气田开发阶段几个概念:油气田及分类、储量分类及定级,石油地质基础知识(三),地质学的研究方法,将今论古以已知推测未知,板块构造学说,板块构造学说是1968年法国地质学家勒皮雄与麦肯齐、摩根等人提出的一种新的大陆漂移说,它是海底扩张说的具体引伸。板块构造,又叫全球大地构造。所谓板块指的是岩石圈板块,包括整个地壳和莫霍面以下的上地幔顶部,也就是说地壳和软流圈以上的地幔顶部。新全球构造理论认为,不论大陆壳或大洋壳都曾发生并还在继续发生大规模水平运动。但这种水平运动并不象大陆漂移说所设想的,发生在硅铝层和硅镁层之间,而是岩石圈板块整个地幔软流层上像传送带那样移动着,大
25、陆只是传送带上的“乘客”。全球地壳划分为六大板块;太平洋板块、亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块(包括澳洲)和南极板块。其中除太平洋板块几乎全为海洋外,其余五个板块既包括大陆又包括海洋。此外,在板块中还可以分出若干次一级的小板块。板块之间的边界是大洋中脊或海岭、深海沟、转换断层和地缝合线。两大板块相撞,接触地带挤压变形,构成褶皱山脉,使原来分离的两块大陆缝合起来,叫地缝合线。一般说来,在板块内部,地壳相对比较稳定,而板块与板块交界处,则是地壳比较活动的地带,这里火山、地震活动以及断裂、挤压褶皱、岩浆上升、地壳俯冲等频繁发生。,海底扩张说,板块学说,大陆漂移学说,大 陆 边 缘,大陆边缘是
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