合理高效地开发低渗透油藏.docx
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1、中国石油大学(华东)现代远程教育毕业设计(论文)题 目:合理高效地开发低渗透油藏学习中心:大港油田学习中心年级专业:网络11春石油工程学生姓名:袁树林学 号:11802323813指导教师:刘玉兰职称: 副教授导师单位:天津工程职业技术学院中国石油大学(华东)远程与继续教育学院论文完成时间: 2013年 0月 26 日中国石油大学(华东)现代远程教育毕业设计(论文)任务书发给学员袁树林1. 设计(论文)题目:合理高效地开发低渗透油藏2. 学生完成设计(论文)期限:2012年07月06日至 2013年03月 01日3. 设计(论文)课题要求:(1)结合选题要深入相关单位进行广泛深入的生产实践或调
2、 杳研究并收集相关资料。(2)查阅相关文献。针对选题要有针对性的查阅相关资料和文献,了解与该课题相关 的知识、应用现状及发展前景。(3)论文一定要结合生产实际,切忌照搬文献资料或教材。(4)要按照毕业设计的时间和要求按时完成毕业设计任务。4. 实验(上机、调研)部分要求内容:生产调研是毕业设计的基础,因此调研要广泛、 深入,全面了解低渗透油藏开发过程中存在的各种问题,以及低渗透油藏的地质特征、 开发特征;根据注水开发中存在的一系列问题提出低渗透油藏分层注水开发的可行性, 并对分层注水工艺技术进行分析并评价其应用效果。5. 文献查阅要求: 查阅资料、文献要有针对性,并对其内容进行消化和理解,并能
3、 和相关资料和文献相结合。6. 发出日期:2012年07月06日7. 学员完成日期:2013 年01月26日指导教师签名:刘玉兰 学生签名:袁树林低渗透油藏开发难度极大,主要表现在自然产能很低,甚至没有自然产能,不采用 增产措施,根本无法投产,更谈不上正常开发。合理高效地开发低渗透油藏需要建立有 效驱替压力系统,这是提高低渗透油气田开发的关键问题。面对这一现状,本文首先研究论述了低渗透油藏在学术上的界定范围、分类以及在 我国的分布状况,并介绍了低渗透油藏的地质特征、开发特征以及保证油藏有效开发的 注水工艺技术;然后根据注水开发中存在的一系列问题提出了低渗透油藏分层注水开发 的可行性,并对目前我
4、国正在应用的分层注水工艺技术进行了介绍;最后本文以长庆油 田为例对分层注水工艺技术进行分析并评价其应用效果。关键词:低渗透,油藏,开发特征,注水,分层注水第1章前言11.1研究的目的及意义11.2国内外研究现状11.3研究内容2第2章低渗透油藏注水开发技术32.1水质处理工艺技术32.1.1精细过滤技术32.1.2除氧技术32.1.3杀菌技术42.1.4全程内防腐技术42.2注水井试注技术42.2.1强排液转注技术42.2.2热泡沫混气水洗井试注工艺技术52.2.3不压裂、不排液试注技术5第3章分层注水工艺技术63.1桥式偏心分层注水工艺技术63.1.1管柱结构及工作原理63.1.2工艺特点7
5、3.1.3 小结73.2锚定补偿式分层注水工艺技术83.2.1管柱结构83.2.2工作原理83.2.3 小结93.3分层注水工艺新技术93.3.1新型偏心分层注水工艺管柱93.3.2机械分层防砂分层注水新技术103.3.3防聚合物返吐分层注水新技术12第4章结论14参考文献15第1章前言1.1研究的目的及意义低渗透油藏的渗透率很低、油气水赖以流动的通道很微细、孔喉比大、渗流阻力大、 液固界面及液液界面的相互作用显著,并导致渗流规律偏离达西定律。这些内在因素反 映在油田生产上往往表现为单井日产量小,甚至不采用增产措施就没有自然产能;稳产 状况差,产量下降快;注水井吸水能力差,注水压力高,而采油井
6、难以见到注水效果; 油田见水后,含水上升快,而采液指数和采油指数急剧下降,对油田稳产造成很大困难。因此,如何高效地进行低渗透油藏的开发就成为亟待解决的重大问题。油田开发实 际上是能量消耗的过程,随着油田的不断开发,地层能量严重不足,这时常常采用一些 人工补充能量的措施来保证油田的高产、稳产。在我国目前采用的最重要的措施是注水开发方式,为了找到适合低渗透油藏开发的 注水开发模式,本文从分层注水的角度去探询适合低渗透油田的注水开发模式并对目前 应用的分层注水工艺进行应用分析,以便找到解决目前低渗透油田开发问题的解决方 法,为低渗透油田的高速开发找到一条新路。1.2国内外研究现状国内外大量的研究和实
7、践证明:当前低渗透油田开发中,广泛应用并取得明显经济 效益的主要技术是注水保持油藏能量、压裂改造油层和注气等技术,而注水更是其中的 关键性环节。注水开发从20世纪40年代兴起,到50年代迅速成为普遍工业油田的一 种主导开发方式。在我国,水的来源广,水驱油效果好,易于流动,因此注水开发成为我国油田开发 的主要模式。经调查研究表明,我国超过90%的原油是注水开发获得的。经过我国油田 开发的实践,对低渗透油田注水开发已经形成了一系列的理论知识和实践方法:进一步 认识了低渗透油田的非达西渗流特征并初步建立了非达西渗流理论;实现了一系列的开 发实践,并在各大油田进行了有效开发;已经有了一套适合我国油田注
8、水特点的工艺技 术,其中包括了比较完善的分层注水管柱及配套设备。在国外,注水仍然被认为是保持底层压力,保证油田高产稳产的一条重要途径。在 美国,有一半以上的原油被认为是由注水开采出来的,在前苏联87%以上的原油产量是 应用注水保持地层压力的方法采出的。在分层注水方面,各国也做了大量的研究。特别 是在Saih Bawl Shuaiba油田,20世纪末期就已经有钻多分支井进行注水并取得成功的 先例。1.3研究内容本文首先论述了低渗透油藏的上限、以渗透率和粘度为依据对它进行了分类,并介 绍了低渗透油田在我国的分布情况;其次本文阐述了低渗透油藏的地质特征和开发特征 以及开发中存在的一些问题;再次本文介
9、绍了现在低渗透油藏普遍使用的注水工艺技 术,包括水质处理技术、试注技术以及合理注采比的确定原则;最后本文对我国油田普 遍应用的分层注水工艺进行了介绍并以长庆油田为例对注水工艺技术及其应用的是效果进行了评价。第2章 低渗透油藏注水开发技术低渗透油藏储层由于孔隙度和渗透率都很低,吸水能力差,注水难度大,还容易被 污染堵塞,因此必须要有一套适应低渗透油田注水开发特点的注水工艺技术,才能实现 早注水,注够水,注好水,以提高油田注水开发效果。我国大庆、大港、中原、长庆和土哈等油田,在对低渗透层注水方面做了大量的分 析研究和攻关试验工作,形成了完善配套的低渗透油田注水工艺技术。2.1水质处理工艺技术低渗透
10、储层孔喉细小,多在12顷以下,极易受到堵塞伤害,因而对注入水质要 求特别严格:注入水质合格与否是低渗透油田注水成败的关键。原中华人民共和国能源部颁发的低渗透油层注入水的主要标准是:悬浮物含量不大 于1mg/L;固体颗粒直径小于2Pm;腐生菌不大于102个/L;硫酸盐还原菌小于102个 /L;膜滤系数不小于20;总含铁量小于0.5mg/L;溶解氧含量不大于0.5mg/L;平均腐 蚀率不大于0.076mm/a;游离二氧化碳含量不大于10mg/L;硫化物(二价硫)含量不大 于10mg/L;含油量不大于5mg/L。按照上述标准各油田对水质处理主要应用以下技术:2.1.1精细过滤技术根据水源水质和具体情
11、况,选用精细过滤器类型和级别。目前国内最多采用三级精细过滤,如吐哈油田采用国内先进的两级PE微孔线路过 滤器,第一级为120目?滤心,第二级为160目?滤心。两级精细过滤后,固体颗粒 直径小于2颇,机械杂质含量控制在0.5mg/L以内,并能返冲洗再生。有的油田还在井 口装一级精细过滤器,达到三级精细过滤。2.1.2除氧技术据国外研究经验介绍,氧对水质影响最大,要十分重视除氧工作。除氧技术有真空 脱氧、化学脱氧、注水系统氮气密闭隔氧和大罐密闭隔氧等。吐哈油田除氧工作比较完善彻底。联合站内建立真空脱氧装置,采用二级真空脱氧。 一级用真空泵,抽真空度达33mmHg; 二用大气喷射器,抽真空度达19m
12、mHg。经真空 脱氧后水中氧含量由5mg/L以上降到0.40.5mg/L。然后再投加化学除氧剂 (Na2SO4+CSO4)使注入水中的溶解氧含量低于0.05mg/L,达到标准。2.1.3杀菌技术细菌能够造成注入管线、设备的腐蚀和油层的堵塞,对油田注水系统造成危害的细 菌主要有硫酸还原菌、腐生菌和铁细菌,它们既是堵塞源也是腐蚀源,会造成严重效果, 需要认真处理。杀菌处理一般是定期投入化学杀菌剂,常用杀菌剂有甲醛、氯氧、过氧乙酸和季胺 盐类(如1227M洁尔灭)等。2.1.4全程内防腐技术从供水管线、水罐、注水泵、注水管线直到井下管柱和工具,都需要进行防腐处理。大庆油田针对外围地区低渗透油田大小不
13、一和对注水量及水质要求不同的特点,分 别采用三种不同水质处理技术,从而实现了投资少,效果好的目的。对日注水量在200m3以下的小油田,采用短流程密闭水质处理技术,其流程是:水 源井来水一锰砂除铁一低压精细过滤器一高压注水泵一井口高压精细过滤器一进入注 水井。对日注量在2001000m3油田,采用密闭水质处理技术,其流程是:水源井来水一 锰砂除铁一清水罐隔氧一低压精细过滤器一高压注水泵一井口高压精细过滤器一进入 注水井。对日注量在1000m3以上的油田,采用开式水质处理技术,其流程是:水源井来水 一缓冲水罐一加药除悬浮物一控制加入微量空气一锰砂除铁一加药除氧杀菌一石英砂 过滤清除悬浮物一加药除氧
14、杀菌一清水罐(隔氧)一高压注水泵一井口高压精细过滤器 进入注水井。2.2注水井试注技术近的油层清洗干净,并采取相应措施,使注水井能够正常注水并符合配注要求。注 水井正式注水前一般都要试注。所谓试注就是把井筒、井底和井眼附 2.2.1强排液转注技术一般低渗透油田注水井在投注之前都要经过短期排液,通过采取深抽强排措施,在 短时间内尽可能地排出油层内的堵塞物。对吸水能力特别差的井、层还可能通过压裂改 造,为顺利投注和提高低渗透层的吸水能力创造条件。排液井采用螺杆泵比较优越,其 一次性投资比有杆泵可降低50%60%。2.2.2热泡沫混气水洗井试注工艺技术用泵车向井内挤入发泡剂和热水,按一定比例配制成泡
15、沫洗井液(密度和粘度可 调),同时用压风机混气进行循环洗井。泡沫洗井液的作用一是降低井筒流体密度,使 液柱压力低于地层静压,有利于油层堵塞物的排出;二是泡沫液粘度高,悬浮力强,有 利于将排出物携带到地面;三是发泡剂是一种表面活性剂,与热水混合有利于改善近井 地带岩石表面性质,清除死油和石蜡等堵塞物。大庆外围龙虎泡油田通过对注水井采取了深强排、刮蜡热洗和混气水热泡沫洗井, 洗井注活性剂,再用水泥车高压挤水圈,然后转入正常注水,使注水的吸水能力明显高 于冷洗冷注的吸水能力。2.2.3不压裂、不排液试注技术具有能保证注水井正常投注、节约压裂和排液费用的优点。不压裂、不排液试注技 术的基本程序是:1)
16、射孔前彻底洗井,最后在井筒内留500m左右的活性水液柱,造成负压射孔的 条件;2)采用高强度深穿透射孔弹(如YD89、102等)射孔;3)短期抽吸(2d左右),清除井底附近污物,如果发现油层有堵塞现象,可进行 小型酸化处理解堵。4)用热泡沫或混气水洗井,溶解和清除井眼附近地带的堵塞物质,起到助排和洗 涤作用。5)挤入一定数量活性水,在活性水中加入粘土稳定剂(如BCS-851低分子长效粘 土稳定剂)和防垢剂。长庆安塞油田和大庆榆树油田采用这项技术后,都取得了比较好的效果。据安塞油 田114 口不压裂投注井统计,井口注入压力与相邻压裂投注井接近,但吸水厚度比增加 14%,另外还节省水力压裂费用56
17、万元/井。第3章 分层注水工艺技术分层注水是在进行非均质多油层开采中,为加强中、低渗透层,并控制高渗透层注 水,按配注要求,在注水井中实现分层控制注入的注水方式,现已成为解决油田开发过程 中层间矛盾,维持油田长期稳产、高产,提高采收率的重要手段。3.1桥式偏心分层注水工艺技术3.1.1管柱结构及工作原理 管柱结构桥式偏心分层注水管柱结构如图3-1所示。工艺过程如下:a.关井降压至压力C.起出刮削通井管柱后,下验窜管柱验观察套压变化,然后上提管柱至射下入桥式偏心分层注水管柱,要求!隔器,要求从油管憋压15Mpa,稳压5观察套压变化。F.按要求进行分层流量i1图3-1桥注:1,3一可洗井封隔水工艺
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