油藏工程全书课件讲述.ppt
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1、油油 藏藏 工工 程程Reservoir Engineering课课 程程 须须 知知绪绪 论论 目前国内外无统一的定义,有三个观点:目前国内外无统一的定义,有三个观点:观点观点1 1:油藏工程是关于油藏描述及动态预测的学科。油藏工程是关于油藏描述及动态预测的学科。观点观点2 2:油藏工程是关于合理开发油气田理论和方油藏工程是关于合理开发油气田理论和方 法的学科。法的学科。观点观点3 3:油藏工程是关于从总体上认识和改造油气藏油藏工程是关于从总体上认识和改造油气藏,合合 理高效地开发油气藏,提高烃类采收率的学科。理高效地开发油气藏,提高烃类采收率的学科。“总体总体”的含义包括三方面:的含义包括
2、三方面:一、油藏工程概念一、油藏工程概念一、油藏工程概念一、油藏工程概念二、油藏工程的任务二、油藏工程的任务 研究对象:研究对象:是埋藏是埋藏于地下具有复杂流动于地下具有复杂流动性、相态变化和储层性、相态变化和储层性质的系统。需要地性质的系统。需要地质、油藏物理和测井质、油藏物理和测井提供各方面的信息。提供各方面的信息。油田开发必须具备油田开发必须具备下列领域知识下列领域知识 钻井、采油、石油钻井、采油、石油经济、储运和管理经济、储运和管理 具有大量商业性软件具有大量商业性软件 a.a.工程软件工程软件 b.b.试井软件试井软件 c.c.各种模拟软件各种模拟软件 各种类型的油气藏都有一定的各种
3、类型的油气藏都有一定的 开发模式开发模式三、油藏工程的特点三、油藏工程的特点四、学习油藏工程目的四、学习油藏工程目的五、相关学科及研究方法五、相关学科及研究方法n开发地质学开发地质学n油层物理油层物理n渗流力学渗流力学n地球物理学地球物理学n动态监测动态监测n试井解释试井解释n油藏数值模拟油藏数值模拟n动态分析动态分析相关学科相关学科研究方法研究方法六、油藏工程的发展简史六、油藏工程的发展简史六、油藏工程的发展简史六、油藏工程的发展简史 六、油藏工程的发展简史六、油藏工程的发展简史 石油工业的发展史就是一部科技进步史,随石油工业的发展史就是一部科技进步史,随着科技进步,原油的采收率大幅度提高,
4、复杂油着科技进步,原油的采收率大幅度提高,复杂油气田在不断发现,油气储量在不断增长。这就是气田在不断发现,油气储量在不断增长。这就是科技进步所作出的杰出贡献,也是油田开发理论科技进步所作出的杰出贡献,也是油田开发理论与技术发展的结果。与技术发展的结果。六、油藏工程的发展简史六、油藏工程的发展简史七、学习方法及要求七、学习方法及要求参参 考考 资资 料料第一章:油藏工程基础第一节第一节 油田开发准备阶段的主要任务油田开发准备阶段的主要任务开发准备阶段开发准备阶段第一节第一节 油田开发准备阶段的主要任务油田开发准备阶段的主要任务一、详探阶段一、详探阶段(一)详探阶段主要任务(二)详探阶段的主要研究
5、内容与方法(二)详探阶段的主要研究内容与方法 1.1.地震详测地震详测 在初探的基础上进行加密细测,确定构造形态和其在初探的基础上进行加密细测,确定构造形态和其中的断层状态,为确定闭合面积和高度提供依据。中的断层状态,为确定闭合面积和高度提供依据。2.2.部署详探井并获得详细资料部署详探井并获得详细资料 获取录井、测井、试油和岩心分析资料,为层系划获取录井、测井、试油和岩心分析资料,为层系划分和分和 储量计算提供依据。储量计算提供依据。3.3.试采试采 确定产能并评价油藏动态,了解驱动能量,了解油确定产能并评价油藏动态,了解驱动能量,了解油层连通和井间干扰情况,评价措施适应性。层连通和井间干扰
6、情况,评价措施适应性。1.1.储层深入研究储层深入研究(小层数目、平面及纵向非均质性、储量丰度等小层数目、平面及纵向非均质性、储量丰度等);2.2.井网研究井网研究(布井方式,井网密度等布井方式,井网密度等);3.3.生产动态研究生产动态研究(采油速度、产能、压力下限、保持能量方法、层间采油速度、产能、压力下限、保持能量方法、层间及井间干扰、油水运动规律等及井间干扰、油水运动规律等);4.4.采油工艺技术研究采油工艺技术研究(合理开采工艺、增产增注措施的适应性、提高合理开采工艺、增产增注措施的适应性、提高采收率试验等采收率试验等)。二、生产试验阶段二、生产试验阶段(二)开辟生产试验区的原则(二
7、)开辟生产试验区的原则n生产试验区的位置和范围对全油田应具有生产试验区的位置和范围对全油田应具有代表代表性性,取得的认识与结论对全油田的开发具有指,取得的认识与结论对全油田的开发具有指导意义;导意义;n试验区应具有相对的试验区应具有相对的独立性独立性。既不因试验区的。既不因试验区的建设而影响全油田开发方案的完整性与合理性,建设而影响全油田开发方案的完整性与合理性,也不因相邻区域的开发而影响试验区的后续研也不因相邻区域的开发而影响试验区的后续研究。究。(三)开发试验的基本内容(三)开发试验的基本内容n天然能量开发试验;天然能量开发试验;n井网试验;井网试验;n采收率评价试验及提高采收率方法试验;
8、采收率评价试验及提高采收率方法试验;n产能评价及提高产能方法试验;产能评价及提高产能方法试验;n注水开发试验;注水开发试验;第二节第二节 油田开发方案编制油田开发方案编制第二节第二节 油田开发方案编制油田开发方案编制一、编制开发方案的指导原则一、编制开发方案的指导原则二、油田开发方案的相关技术内容二、油田开发方案的相关技术内容二、油田开发方案的相关技术内容二、油田开发方案的相关技术内容三、油田开发方案的主要内容三、油田开发方案的主要内容三、油田开发方案的主要内容三、油田开发方案的主要内容四、开发方案编制的一般步骤四、开发方案编制的一般步骤五、开发方案的实施要求五、开发方案的实施要求第二章 油气
9、藏评价 第一节第一节 油气藏的压力、温度系统油气藏的压力、温度系统地层压力地层压力一、油藏的压力系统一、油藏的压力系统 由上覆岩层(岩石骨架和流体)的重量而产生的由上覆岩层(岩石骨架和流体)的重量而产生的压力称为地层压力。其大小为:压力称为地层压力。其大小为:)1(D01.0pLfR 一、油藏的压力系统2.地层压力梯度 油藏中不同部位所测的地层压力与对应位置的油层油藏中不同部位所测的地层压力与对应位置的油层中部温度之间的关系曲线称为中部温度之间的关系曲线称为地层压力梯度曲线地层压力梯度曲线。由此。由此可以判断油气或气水界面位置可以判断油气或气水界面位置。压力梯度曲线的斜率与流体密度(流体类型)
10、相关。压力梯度曲线的斜率与流体密度(流体类型)相关。2.地层压力梯度3.压力系数 DDD1gDowcgD)(gDowcpppowcwowWooWwR DowcDm)DDowc(gPgDowcoRW 压力系数是衡量地层压力是否正常的一个指标。压力系数是衡量地层压力是否正常的一个指标。压力压力系数为系数为0.80.81.21.2为正常压力,大于为正常压力,大于1.21.2者称为高压异常,小者称为高压异常,小于于0.80.8者称为低压异常。者称为低压异常。油藏不同部位的压力系数不同,顶部高,翼部低。当油藏不同部位的压力系数不同,顶部高,翼部低。当D=D=D Dowcowc时,压力系数等于时,压力系数
11、等于1 1。由压力系数可以计算油水界面的位置。由压力系数可以计算油水界面的位置。owwowc)1p(1DD 3.压力系数owwRowc)PP(100DD owRoRwoowwowc)PP(100)DD(D 3.压力系数二、油气藏的温度系统 是指地下埋藏深度每增加是指地下埋藏深度每增加100100米时,地层米时,地层温度增高的度数。温度增高的度数。hHtTGT )(100二、油气藏的温度系统 影响地温梯度的因素比较影响地温梯度的因素比较复杂,主要受岩石(主要是其导复杂,主要受岩石(主要是其导热率)和局部地区地质条件的影热率)和局部地区地质条件的影响,在地球各处不是常数。响,在地球各处不是常数。地
12、温梯度一般约为3.05/100m。由不同探井所测的静温与由不同探井所测的静温与相应埋深的关系曲线称为静温相应埋深的关系曲线称为静温梯度曲线。为一条直线。梯度曲线。为一条直线。100 D C T 地地层层深深度度地地温温梯梯度度地地表表常常年年平平均均温温度度地地层层温温度度 )C(o 油藏的驱动能量不同,开采方式则不同,从而在开油藏的驱动能量不同,开采方式则不同,从而在开发过程中产量、压力、气油比等重要开发指标有不同的发过程中产量、压力、气油比等重要开发指标有不同的变化特征。它们是表征驱动方式的主要因素,所以可以变化特征。它们是表征驱动方式的主要因素,所以可以从它们的变化关系判断驱动方式。从它
13、们的变化关系判断驱动方式。一、弹性驱动(closed expansion drive)概念:依靠岩石及流体的弹性膨胀而驱油的驱动方式。概念:依靠岩石及流体的弹性膨胀而驱油的驱动方式。二、溶解气驱(solution gas drive)形成条件:形成条件:1 1)溶解气分离膨胀为主要驱动能;)溶解气分离膨胀为主要驱动能;2 2)油藏应无边水)油藏应无边水(或底水、注入水或底水、注入水)、无、无气顶,或有边底水而不活跃;气顶,或有边底水而不活跃;3 3)地层压力低于饱和压力。)地层压力低于饱和压力。当地层压力下降到饱和压力以下时,溶解气从原油当地层压力下降到饱和压力以下时,溶解气从原油中分离出来膨
14、胀而驱油的驱动方式称为溶解气驱。中分离出来膨胀而驱油的驱动方式称为溶解气驱。三、水压驱动(water drive)(1)刚性水压驱动(2)弹性水压驱动具有原始气顶的油藏图 四、气压驱动(gas cap drive)驱动能量主要是气顶的弹性膨胀或人工注气能量。(1)刚性气压驱动(Rigidity gas Drive)形成条件:形成条件:1 1)人工注气或具有规模较大,能量充足的)人工注气或具有规模较大,能量充足的气顶,开发过程中地层压力保持不变。气顶,开发过程中地层压力保持不变。开发特点:开发特点:1 1)生产过程中地层压力不变;)生产过程中地层压力不变;2 2)产量开始不变,当油气界面下移,)
15、产量开始不变,当油气界面下移,出现气侵之后产量增大;出现气侵之后产量增大;3 3)因地层压力大于饱和压力,生产气)因地层压力大于饱和压力,生产气油比开始不变,当气侵之后生产气油比油比开始不变,当气侵之后生产气油比会增大。会增大。(2)弹性气压驱动(expansion gas Drive)形成条件:形成条件:1 1)有气顶;)有气顶;2 2)地层压力逐渐下降;)地层压力逐渐下降;3 3)靠气压驱动。)靠气压驱动。开发特点:开发特点:1 1)地层压力下降快;)地层压力下降快;2 2)产量下降快;)产量下降快;3 3)气油比不断上升。)气油比不断上升。五、重力驱动(Gravity Drive)形成条
16、件:形成条件:1 1)地层倾角大,厚度大,渗透性好;)地层倾角大,厚度大,渗透性好;2 2)不存在其它驱动能量或其它能量已枯)不存在其它驱动能量或其它能量已枯竭。竭。开发特点:开发特点:1 1)地层压力随时间而降低;)地层压力随时间而降低;2 2)生产开始时产量不变,当含油边缘到)生产开始时产量不变,当含油边缘到达油井后变小;达油井后变小;3 3)生产过程中生产气油比保持不变。)生产过程中生产气油比保持不变。六、复合驱动(Complex Drive)六、结论第三节 油气藏储量评价l潜在资源量潜在资源量l推测资源量推测资源量一、基本概念 1.探明储量探明储量探明储量是油气田发现具有工业性油流后,
17、经钻探是油气田发现具有工业性油流后,经钻探、试采、评价后取得较多的储量计算参数、试采、评价后取得较多的储量计算参数所获得的估算储量,其精度经开发检验至所获得的估算储量,其精度经开发检验至少达到少达到707080%80%以上。以上。(1)(1)已开发探明储量已开发探明储量(简称简称1 1类,相当于其他类,相当于其他 矿种的矿种的A A级级)(2)(2)未开发探明储量未开发探明储量(简称简称2 2类,相当其他矿类,相当其他矿 种的种的B B级级)(3)(3)基本探明储量基本探明储量(简称简称3 3类,相当其他矿种类,相当其他矿种 的的C C级级)1.探明储量2 2、控制储量、控制储量(相当于其他矿
18、种相当于其他矿种C-DC-D级级)一、基本概念 3 3、预测储量、预测储量(相当其他矿种的相当其他矿种的D-ED-E级级)一、基本概念 4 4、远景资源量、远景资源量一、基本概念 一、基本概念 二、油气资源与储量的分类分级 二、油气资源与储量的分类分级 三、油气储量计算方法 储量计算方法储量计算方法类比法类比法容积法容积法动态法动态法数数值值模模拟拟法法物物质质平平衡衡法法产产量量递递减减储储量量丰丰度度法法单单储储系系数数法法水水驱驱曲曲线线法法不不稳稳定定试试井井法法(一)类比法SPFhAN AN三、油气储量计算方法(二)容积法oiBoSAh100Noi 1.石油地质储量计算含油面积岩性油
19、藏 (1)(1)外推法外推法根据已知两井点间同一砂层厚度变化的梯度,从厚根据已知两井点间同一砂层厚度变化的梯度,从厚度大的向厚度薄的一方外推至厚度为零的地方,此度大的向厚度薄的一方外推至厚度为零的地方,此处即为砂层大致尖灭的位置。处即为砂层大致尖灭的位置。(2)(2)统计法统计法根据研究地区砂层的延伸长度与厚度关系,统计取根据研究地区砂层的延伸长度与厚度关系,统计取得该区计算尖灭合理的位置公式。得该区计算尖灭合理的位置公式。(3)(3)经验方法经验方法确定砂层尖灭位置的方法有效厚度油气层井深(油气层井深(m m)500PiPbPb时,还应加上弹性阶段的采收率时,还应加上弹性阶段的采收率E ER
20、ERE,才是油田的,才是油田的总采收率。由压缩系数的定义得:总采收率。由压缩系数的定义得:bibippp-p otPREC1CNNEh0018.0V05.0S171.0a000855.0Klog0275.0log167.0507.0EkkRR 差差均均值值);渗渗透透率率变变异异系系数数(标标准准地地层层总总厚厚度度);砂砂岩岩系系数数(有有效效厚厚度度平平均均井井控控面面积积,地地层层油油水水粘粘度度比比;kk2RVS;kma(4)我国水驱砂岩油藏的相关经验公式 S003871.03464.0Khlog08461.005842.0EoR 各项参数的变化范围o f参数参数地层原油粘度地层原油粘
21、度(mPamPas s)空气渗透率空气渗透率K K(1010-3-3m m2 2)有效孔隙度有效孔隙度井网密度井网密度S S(w/kmw/km2 2)变化范围变化范围0.50.51541544.84.8890089000.150.150.330.333.13.128.328.3平均值平均值18.418.4126912690.250.259.69.6(5)开发潜力评价新方法(考虑经济和技术因素))(ln)(srrBpphKCqweoowfrooHgvrREEE)(ln)(srrBpphKCqwewwwfrww)(ln)(0srrBpphKCqweoowfrfw)0(wfwoLqqqJwwoorw
22、roLBBKKJ)0(wfLLLJJJLoJfJw)1()()0(wwOOrwroLfLBBKKJJw极限采油指数极限采油指数)1()()0(wwfBBKKJJwwOOrwrofLO)1(1wlVrfAE经济极限产量(现场因素确定)经济极限产量(现场因素确定)(合理地层压力(合理地层压力-最小井底流压)极限生产压差最小井底流压)极限生产压差极限含水率极限含水率油藏采收率油藏采收率)()(11owrwrokkfw 归一化处理得平均相对渗透率曲线归一化处理得平均相对渗透率曲线 ;利用油田实时统计;利用油田实时统计的某一阶段采油指数和对应的含水率的某一阶段采油指数和对应的含水率,根据相渗数据与含根据
23、相渗数据与含水率的关系曲线找出此含水率对应的相对油相、水相渗水率的关系曲线找出此含水率对应的相对油相、水相渗透率,从而求得无因次采液、采油指数。透率,从而求得无因次采液、采油指数。n1 1、已知某油田含有面积、已知某油田含有面积31.5km231.5km2,有效厚度,有效厚度10m10m,平均有,平均有效孔隙度为效孔隙度为20%20%,束缚水饱和度为,束缚水饱和度为25%25%,原油体积系数为,原油体积系数为1.11.1,原油相对密度为,原油相对密度为0.850.85,平均井深为,平均井深为1600m1600m,计算该油,计算该油田的地质储量,储量丰度和单储系数,并作出评价。田的地质储量,储量
24、丰度和单储系数,并作出评价。n2 2、简述各种驱动类型油藏的开采特征及形成条件。、简述各种驱动类型油藏的开采特征及形成条件。作业 第三章 油田开发一、油田开发方针制订油田开发方针应考虑如下几方面的关系:制订油田开发方针应考虑如下几方面的关系:二、油田开发原则应对以下几方面的问题作出具体规定:应对以下几方面的问题作出具体规定:二、油田开发原则 从布置基础井网开始,一直到完成注采系从布置基础井网开始,一直到完成注采系统,全面注水和采油的整个过程中所必经阶统,全面注水和采油的整个过程中所必经阶段和每一步的具体做法。段和每一步的具体做法。开发步骤开发步骤二、油田开发原则三、油田开发程序选择的原则:选择
25、的原则:既要合理地利用天然能量,又要有效既要合理地利用天然能量,又要有效地保持油藏能量,以满足国家对开采速度地保持油藏能量,以满足国家对开采速度和稳产时间的要求。和稳产时间的要求。1)1)层系一开始就细分,多套井网分采不同层系一开始就细分,多套井网分采不同的油层,少搞分层作业,实现较高的波及的油层,少搞分层作业,实现较高的波及系数。系数。2)2)初期层系划分得粗一些,少钻井,多搞初期层系划分得粗一些,少钻井,多搞分层开采作业,提高注水波及体积。后期分层开采作业,提高注水波及体积。后期根据需要,多井网分采各层。根据需要,多井网分采各层。F大多数油田为一套层系,油层数为大多数油田为一套层系,油层数
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