石油科普―石油开发

245石油开发石油开发石油开发石油开发一、从勘探走向开发1.1.1.1.到沉积盆地中去找油田石油大多数都埋藏在沉积盆地内，一个个盆地就像是一个个聚宝盆。中国有许多大大小小的沉积盆地，大盆地沉积厚度大，生烃量大，找大油气田可能性大，同时也会找到许多中小油气田，例如松辽盆地找到了大庆油田,塔里木盆地找到了塔中4油田和克拉2大气田，准噶尔盆地找到了克拉玛依油田，鄂尔多斯盆地找到了安塞油田和长庆、苏里格大气田，渤海湾盆地找到了胜坨、东辛、孤岛、孤东、港东、港西、王官屯、枣园等中、小油田。通常在小盆地中小油田居多，但在找到的油气田中，有的也会相对富集成为小而肥的油气田，如江汉盆地找到的王场、浩口等油田，吐哈盆地找到的丘陵、鄯善、温吉桑等油气田，柴达木盆地找到的尕斯库勒、冷湖等油田。通过石油勘探，我们会找到许多大大小小各种各样的油气田。进入油田开发之后，面对各种类型的油气田，如何进行开发，不同油气田自然会有不同的开发模式，需要采取相应的决策和技术才能把这些油气田开发好。2.2.2.2.勘探地质家会念““““生、储、盖””””三字经勘探家到一个沉积盆地找油，经常念“生、储、盖”三字经，即生油层、储层、盖层。首先念的是“生”字经，即了解该盆地有没有丰富的生油层。因为石油、天然气绝大部分是大量生物、微生物在漫长的地质年代中，在高温、高压条件下分解衍化而成的，生油层越厚，有机物质越丰富，生成的石油量就越多。246生成的大量的油气在地下水驱动下，经过岩层的孔隙、裂缝、断层等通道会产生运移，只有碰到能够储油储气的地层，油气才会大量聚积，形成各种各样的油气藏。所以，勘探地质家也总要念“储”字经，储油储气的条件就是看看有没有好的地质构造和好的储层。最有利于油气储存的地质构造称“背斜”，背斜构造是由于地壳运动，岩层受到挤压发生弯曲向上凸起的那部分。这些背斜构造有如翻过来的“大锅”把油气捕捉住，往往成区带分布。储层有砂岩层，碳酸盐岩层和生物礁灰岩层等，这些岩层如果有好的孔隙空间或裂缝空间，又能和好的构造相匹配，油气就有了藏身之地。不同时期的地壳运动也往往使储油储气的背斜构造受到破坏，油气会产生二次运移。有的油气藏（如潜山油藏或地层不整合油藏等）并不是背斜构造，但只要储层上面有好的盖层，油气仍然可以保存起来，所以盖层的研究也十分重要。念好了“生、储、盖”这三字经，找油找气就有了方向，就有了信心和目标。勘探的理论是找油找气的依据，勘探人员着眼于大环境去找油找气，而开发人员往往着眼于小环境去开发一个具体的油气田。虽然如此，但小环境离不开大环境，所以，开发人员应该及时了解勘探已有的成果，消化勘探取得的信息和资料。勘探一旦有所发现，开发人员就应该早期介入，尽快了解油气性质和油气运移、富集的规律；了解储层的性质和沉积相的类型及沉积的方向；了解构造的形态和断裂系统。这样做有利于开阔视野，针对一个具体油气田或者整个有利开发区带尽早提出相应的开发策略和对策。2473.3.3.3.物探是““““火眼金睛””””，钻探是““““千钧棒””””勘探地质家好比孙悟空，厉害得很，“生、储、盖”三部真经一念，综合分析大量资料，顿有所悟。随即锁定目标区，就像张开火眼金睛，一眼能看穿几千米地层。这对火眼金睛就是地球物理勘探。做地球物理勘探首先需要精心设计并布置好炮点和检波器接受点，炮声一响，激发的地震波立即向地层深处四面八方传播，一道道检波器又把深处地层各种反射波、折射波、纵波、横波接受回来。根据波的不同旅行时间，经过处理分析就可以直观地反映出深浅地层界面形态的起伏，掌握地下适合储藏油气的构造，了解各地层断裂系统分布的情况。要证实这些构造是否储有油气，还得进行钻探、测井、试油等一系列工作。“石油工人一声吼，地球也要抖三抖”，轰隆隆地钻机冲天竖起，几千米钻杆犹如孙悟空的千钧棒旋转飞舞直插地下油气藏，电缆系着各种测井仪器从钻孔中飒飒地溜了进去，随即发射出电流、伽马、声波等射线。同时，测井仪器将这些信息发回地面，然后测井工程师对这些信息进行综合解释。通常泥岩含放射性物质多、伽马射线强、数值高，砂岩伽马数值低。这样就可以判断出储层（如砂岩）和非储层（如泥岩）；根据电法测井可以了解到储层储存的是油还是水。由于油导电性差，其电阻就比较大，如果是高矿化度的水层，导电性好，电阻就很小，这样就可以判断出是水层还是油气层，声波测井根据声速高低可以判断出储层孔隙发育程度。钻井人员把钻好的孔眼用套管和水泥封固好，形成通往油层的通道。这时，勘探地质家根据多方面信息对地下情况已经了如指掌，一声令下，请试油工程师避开水层，对准油层或气层连发数十炮，射开油层和气层。经过评估审查，终于证实和搞清了地下的油气储量，发现了油气田，勘探随即大功告成。勘探人员以提交油气储量为界把接力棒交给了开发人员，从此，油田将进入油气田开发的阶段。在勘探阶段是着眼于油气田的发现，不可能打很多井，油气储量级别不可能很高，油气田的范围还可能有些变化，油气田周边地区还可能有新的发现。作为勘探阶段是告一段落了，但滚动勘探开发的任务还任重而道远，这一切，都要由开发方面的各路专家和队伍去完成了。248二、走进油田开发引言当你走进油田开发时，你可能马上提出许多疑问：搞勘探的地质家称之为勘探地质家，搞开发的地质家称之为开发地质家，同样都是搞地质的有什么区别？现在到处都是开发公司，搞开发是不是能赚大钱？有的朋友可能在电视上看到过油田的景象，他们会问“油井像棵树，有的像个铁骡子，闸门一开，那个铁骡子就磕头，那个油呀就出来了，这是叫开采还是叫开发”，这个篇幅主要给大家讲清这些关系，油田开发这门学科的发展历史下面也将做些简要的介绍。1.1.1.1.油田地质和勘探地质是孪生兄弟，油田地质是油田开发的亲密战友勘探地质和开发地质同属于地质专业，但由于任务的不同，工作的思路和方法也有所不同。勘探地质是找宝的，他的任务主要是发现油气田。开发地质主要是将已发现的油气田进行精细描述和解剖。过去也有人称为油矿地质，美国学者ParkeA.Dickey称其为开发地质。勘探地质和开发地质并非一人，他们是“孪生兄弟”，师出同门，只是任务不同。勘探地质的任务和本领前面已经讲清楚了，开发地质不太思考生油的事。它接过勘探地质交过来的成果，清点核实油气储量，深入了解油藏的构造大小和油气藏内部的结构，了解地层内压力、温度变化规律，了解油层内含有的油、气、水的性质，深入细致地去做解剖工作，做好油藏储量清点和储量管理工作。开发地质的工作是油田开发的基础，它将与开发工程师形影不离，共操油田开发大业2.2.2.2.油田开发善于谋略和理财，油气开采擅长技术和操作油田发现以后，就要尽快把油“开采”出来。如果让储量沉睡在地下，或者没办法把油“拿”出来，储量还是储量，储量变不成产量，油气就无法为社会所用。油田开发就是策划如何把找到的储量尽快地、并尽可能多地动用起来。油田开发本来就是公司行为，公司行为不可避免的就要追求利润最大化，具体地说，就是以最少的投资、最低的成本把地下的油气储量尽可能多的采出来。因此，油田开发要善于谋略，善于部署，千方百计把油、气都“驱赶”出来。当然，油田开发还要善于管理，把油气卖个好价钱。为了公司能够持续发展，还要发展新技术，对法规、环保、安全、市场要学会审时度势。如果你是油田的大老板，你应该精通油田开发的管理技巧并善于决策；如果你是油田开发的专家，你就应该精通油田开发的每一个技术环节，当好参谋，给你的上司提供切实可行的开发方案。过去很多人把油田开发和油气开采混为一谈。这俩者很密切，但还是有区别的。从前面可以看到，油田开发是偏重于研究部署、管理和策略，是个“文官”；而油气开采则偏重于采油采气技术研究和应用，是油田开发的操作手，是个“武官”。当然，油气开采也不是“把电闸一合，铁骡子就磕头”那么简单，他们的风采，将在采油工程篇展现给读者。3.3.3.3.油田开发是一项系统工程，是多学科协奏的““““交响曲””””从石油勘探到油田开发进入了一个崭新的阶段。油田开发包括大量的任务、内容、经营目标和策略。它之所以复杂就是因为考虑的问题太多，地下的、地面的、技术的、经济的、社会的，面面俱到。如果哪方面考虑得不周到，就可能造成很大的损失；如果“要钱不要命”地掠夺性开采，油田遭到破坏，就会成为社会的“罪人”。所以说，油田开发是一项系统工程，249没有一个人有那么大的能耐，什么都懂，什么都会，还得一人做事三人帮，避免主观决策，依靠多学科协同作战，共同吹奏好油田开发这支“交响曲”。这点认识得来不易，这是油田开发工作长期实践经验的总结。1948年以前，油田开发没有成套的理论指导，发现了油田就打井，出了油就成了“石油大王”，但油气采收率很低，大量资源残留在地下，造成了资源浪费。1948年，原苏联出版了一本《油田开发科学原理》，这本书在发展油田开发理论,改进开发方法和开发方式方面具有极其重要的地位。到1962年，原苏联A.П.克磊洛夫等人编写了《油田开发设计》一书，该书系统阐述了油气田开发的矿场地质、地下油气水动力学、油层和油井开采工艺以及工业经济学等方面的理论和方法。自此，油田开发综合设计方法有了进一步的发展。但在1970年以前，与油气田开发研究相关的学科都是各自发展,工作方式只是作为一支“接力赛”的队伍，并不是一支配合良好的“篮球队”,而且更多的强调油藏工程基本就是开发的全部内容。如1962年怀利只强调两个关键项目:利用基础油藏机理概念的明确见解；利用基础计算机的自动化。从20世纪70年代到80年代，随着计算机技术飞快的发展,各个学科从基础理论到工业化推广都有了很大的提高和发展,不少学者更深刻地认识到油藏工程和油藏地质之间最佳协作的重要性,克雷格（1977）强调了进行详细油藏描述的重要性,提出了利用地质、地球物理和油藏模拟概念和手段来深化对油藏的认识。20世纪80年代后期至今,多学科的协作又有了深入的发展。油气田开发研究已发展为油藏管理，这是一个全新的综合研究观念。以美国休斯敦?迈克尔和T.霍尔布蒂能源公司董事长兼安大略顾问工程师的霍尔布蒂为代表，提出了最佳协作的多学科互相渗透,共同协作的研究方式，即在新油气田开发研究以及在油藏开发生命期中所实行的油藏管理,都应最大限度地把物探、钻井、地质、测井、试油试采、采油、井下作业、地面建设、动态监测和其他有关学科协调起来，形成最佳协作的管理体系；采用经济有效的先进技术，制定和实施正确的油藏开发策略，并不断地完善和调整,取得最佳的经济采收率。三、充分认识油藏引言油田开发理论奠基人MorrisMuskat在1949年曾经说过这样一段话，“困扰着石油生产的许多尚未解决的问题，除了它内在的复杂性外，莫过于油藏的非均质性”。油气藏是油气储集之场所，它的结构、特性、类型、状态等千姿百态，变化多端。搞油田开发的人深知油气藏不同于金、铜、铁等固体矿床，它是会流动的矿床而且有不同的压力系统。再加之油气藏深埋地下数百至数千米，人们往往难以了解。尽管勘探地质人员已经告诉了我们有关油气藏的许多奥秘，但由于他们的任务在于“找到”,目的在于提交地质储量，他们观察的尺度比较大，对油藏宏观的、初始固定的因素了解的比较多，而对非均质的、细微的、动态的因素则很少去研究。开发的任务在于“开发”，目的是合理开采能源，实现经济效益最大化，他们观察的尺度比较细，对油气的可采储量斤斤计较，因此，对油藏的解剖和认识就要求更细、更深刻。1.1.1.1.油田地质是油田开发的基础，油田开发离不开油田地质《庄子》中记载过一个寓言故事“庖丁解牛”，说是有一个厨师给梁惠王宰牛，手脚十分麻利，不一会儿的工夫，厨师就把牛分割完了，牛肉和牛骨收拾得井井有条。梁惠王十分惊250奇地赞叹“太好了，你如此高明的技术是怎么练成的？”厨师放下牛刀说：“我刚开始宰牛的时候只见到一头头的整牛，不了解牛的内部结构，根本不知道该在什么地方下刀，宰了三年牛之后，我的眼睛不仅看到整头的牛，更重要的是看到牛的各个组成部分，看到牛的关节和骨头之间的缝隙，这样，该在什么地方下刀就心中有数了。”梁惠王听完这番话说∶“好啊！今天我算是明白了许多道理。”搞油