油藏工程原理与方法精品课件

石油大学1油藏工程原理与方法（（讲义））姜汉桥TheFundamentandPracticeofReservoirEngineeringTheFundamentandPracticeofReservoirEngineering石油大学2绪论油藏工程(ReservoirEngineering)——油田开发依据详探成果和必要的生产性开发试验，在综合研究的基础上对具有商业价值的油田，从油田的实际情况和生产规律出发，制定出合理的开发方案并对油田进行建设和投产，使油田按预定的生产能力和经济效果长期生产，直至开发结束。石油大学3绪论油藏工程——油田开发从总体上来认识和改造油气藏的一门技术学科。“总体”－包括两个方面的意思、一个完整的过程：一是认识和分析组成油藏的各个部分的物理化学性质，及其在油气开采中的作用。二是在油气开采过程中，认识油藏内部发生的物理化学变化、机制，及其对油气开采的影响。静态过程静态过程动态过程动态过程石油大学4绪论特点－●是一门高度综合的技术学科综合分析油藏地质、油藏物理、地球物理（测井，物探等）、渗流力学、采油工程等方面成果，以及提供的信息资料，对油藏中发生物理化学变化进行评价、预测、提出相应的调整措施。●具有整体性、连续性、长期性石油大学5绪论目标——提高油气经济采收率意义——对国民经济建设意义重大石油安全战略－国家安全战略对油藏中发生的各种变化，从开采的角度进行评价、作出预测，并提出相应的技术措施地位——油田开发决策、经营、管理对象——含油气的地层（间接研究）难度：不可见性、非均质性石油大学6绪论探井评价油藏评价开发规划油田投产一次/二次采油动态监测与分析开发调整EOR报废业务领域——开发前期、投产期、开采期石油大学7绪论基本内容：一、开发方案设计开发前准备开发设计经济评价二、开发动态分析物质平衡方法经验方法试井分析油藏数值模拟三、动态监测与调整石油大学8绪论回顾历史，展望未来近代石油工业的起点：1859年美国宾夕法尼亚州SenecaOilCo.井名：DRAKE’sWell井深：69‘1/2ft（21米）设备：钻井井架＋6马力蒸气机产能：1859年年产2000bb石油大学9绪论第一阶段（－20世纪30‘s）开始阶段第二阶段（20世纪30－40‘s）发展初期第三阶段（20世纪40－50‘s）发展阶段第四阶段（60‘s－20世纪末）现代化发展阶段第五阶段（21世纪初——）高新技术发展阶段石油大学10绪论进入80‘s后期，世界油气资源的新发现越来越少，油田开发的对象逐步向难开发的地下资源，油气资源开采的技术难度、投资额度和分险程度日益增高。因此，油藏工程已发展为整个油区制定及实施某种优化的油藏管理经营策略。石油大学11绪论科学技术进步推动着石油工业的发展20世纪20～30‘s，重力、地震折射波、沉积学、引入石油地质，产生一个飞跃：1925～30年，世界年平均发现原油约27亿吨；1935～40年，世界年平均发现原油41亿吨。20世纪40～50年代，电测方法、蒸汽法开采稠油等技术，年平均原油发现为33－55亿吨。注水技术使油田采收率普遍提高了15％－20％。20世纪60～70年代，地震勘探的叠加技术、定向钻井技术、大型水力压裂技术，年平均增长量为37亿～56亿吨。。20世纪80年代以来，石油科技的发展进入了高新技术发展阶段。特别是当前的信息技术，正对世界石油工业进行着一场革命。80～90年代，每发现和开发1桶原油的成本已下降了40％石油大学12第一章油藏工程设计基础§1-1油田勘探开发程序工业油流标准预探—含油构造—工业价值工业价值—开发设计—投产详探井深m500500~10001000~20002000~30003000产量t/d0.30.51.03.05.0探井发现工业油流Theprogramofexplorationanddevelopmentforoilfield石油大学13第一章油藏工程设计基础§1-1油田勘探开发程序工业价值(commercialvalue)－商业价值：开采储量能补偿它的勘探开发及附加费用－与现有（当时）技术水平有关石油大学14§1-1油田勘探开发程序开发前的准备工作（详探阶段）从油藏评价－开发规划设计阶段时间较短1～3年是油田开发过程中的关键阶段——开发前的准备工作石油大学15§1-1油田勘探开发程序开发的准备工作(详探阶段)detailedexploration一、详探阶段要解决的问题1、以含油层系为基础的地质研究●地层层序及其接触关系●各层中的油、气、水分布●隔层、盖层分布及性质●特殊层高压气夹层、水夹层、易塌层石油大学16一、详探阶段要解决的问题2、储层特征及储层流体物性●闭合面积－含油面积及与外界连通状况●储层岩石物性－k,Φ,S,粘土矿物、润湿性●流体物性－ρ、μ、p、含蜡、胶质、组分3、储量估算－油田建设规模●油、气储量，凝析油、气储量4、天然能量评价－天然能量的利用、转注时机5、生产能力（含吸水能力）－井数、井网——建立地质模型，为建立油田开发过程模型作准备石油大学17二、详探阶段要进行的工作1．地震细测工作(seismicsurvey)目的目的：主要查明油藏构造情况，以便用较少的探井资料井完成详探任务。测线密度：测线密度：2公里/平方公里结果结果：目的层构造形态清楚；断层情况清楚（走向、落差、倾角）；含油圈闭面积清楚。石油大学182．钻详探资料井（取心资料井）appraisalwell,coringwell,informationwell目的：直接认识油层，为布置生产井网提供地质依据。布井：在初步掌握的构造上布井。一般井距：2～3公里复杂断快：1～2公里任务：认识油层本身性质和特征及变化规律；探边、探断层。注意和生产井今后的衔接问石油大学192．钻详探资料井（取心资料井）成果：（对录井资料、测井资料、岩心资料综合研究）♣地层对比，隔层对比；♣稳定油层的性质及其分布（主力层）；♣对断层、隔层性质及其分布作出评价；♣进行岩心资料研究。石油大学203．油井试油和试采testingforoil,productiontest打详探井的成果——静态资料成果问题：能否出油？含油面积？生产能力？——动态情况？试油：试油：在油井完成后（固井、射孔），把某一层的油气水从地层中诱到地面上来，并经过专门测试取得各种资料的工作。石油大学213．油井试油和试采试油资料1．产量资料：包括地下或地面的油、气、水产量（不同压力下的稳定产量）；2．压力资料：地层静压、流动压力、压力恢复数据、油管压力、套管压力；3．油气水性质：组分、物理性质、高压物性；4．边底水能量：试水5．地层温度资料石油大学223．油井试油和试采试采：：开采试验。试油后，以较高的产量生产，通过试采，暴露出油田生产中的矛盾，以便在编制方案中加以考虑。试采任务：（要认识的问题）1．油井生产能力（主力层能力、递减情况）；2．天然能量、驱动类型、驱动能量的转化；3．油层的连通性、层间干扰；4．适合该油层的增产措施。进行生产测试：进行生产测试：探边测试、井间干扰测试、常规测试石油大学234．开辟生产试验区pilottestarea生产试验区：在详探程度高的地区，划出一块具有代表性的面积，用正规井网正式投入开发，并进行各项开发试验。目的：进一步认识油田的静态和动态规律，指导油田全面投入开发。任务：1、详细解剖储油层情况；2、研究井网；3、研究生产动态；4、研究采油工艺、集输工艺、油层改造措施。石油大学244．开辟生产试验区开发试验内容：1、各种天然能量开采试验；2、井网试验——井网类型、形式、密度；3、提高采收率方法试验；4、各种增产措施及方法试验；5、注水开发试验——早注、晚注对比，合理转注时间、不同注采井网。石油大学254．开辟生产试验区开辟生产试验区的原则：1、位置与范围——具有代表性；2、相对独立性；3、试验项目——关键问题；4、生产规模；5、考虑整个油田建设。石油大学265、基础井网布置primarywellpattern基础井网：在油藏描述及试验区开发试验研究的基础上，选择昀可靠、昀稳定的油层（主力含油层）或层系，布置第一套正式开发井网。任务：⑴合理开发主力层位，建成一定生产规模；⑵兼探开发区的其它油层，解决探井、资料井所没有完成的任务。石油大学275、基础井网布置所选目的层的条件：1、油层稳定、物性好；2、油层上下有良好隔层；3、有足够储量。井网部署：1、在开发区总体规划的基础上进行；2、分布实施——钻完后，暫不射孔，及时进行油层对比，落实成果，必要时进行调整——射孔投产。石油大学28小小结结(普查)地震试油初步正式细测试采方案方案全面投产(初探)（详探）（生产）基础井网试验区资料井打探井认识油田开发油田概念设计开发设计石油大学29油藏模型建立reservoirmodel建立模型的重点精细有差别开发决策的内容目标可用资料信息的质量、数量油气藏控制的程度不同开发阶段油田开发阶段：油田开发准备阶段；主体开发阶段（低中含水期）；深度开发阶段（高含水期以后）。石油大学30油藏模型建立油田发现评价阶段方案设计油田开发准备阶段早期油藏描述方案实施综合调整主体开发阶段中期油藏描述IOR和EOR油田废弃深度开发阶段精细油藏描述石油大学31油藏模型建立开发研究的主要任务和内容油藏描述的主要任务和内容主要技术方法评价阶段计算探明储量，预测可采储量；从技术和经济上对油藏是否有商业价值作出可行性评价；预测可能达到的生产规模，提出规划性的开发部署；提出钻、采、地面工程的初步设计。油藏的主要圈闭条件及圈闭形态、产状；宏观的油气水系统划分及其控制条件；油气性质和油藏类型；储层宏观展布及参数；建立初步的油藏概念模型。以区域和地震资料为基础确定油藏骨架；以储层沉积学为基础，应用地质知识库和随机建模方法预测砂体空间分布；整体概念模型建立技术。开发准备阶段：(1)概念设计阶段conceptualdesign石油大学32油藏模型建立开发准备阶段：(2)开发设计阶段developmentdesign开发研究的主要任务和内容油藏描述的主要任务和内容主要技术方法方案设计阶段对开发方式、层系、井网、注采压力系统、采油速度、稳产年限等重大问题进行决策；进行油藏、钻井、采油、地面建设工程总体设计；优选昀佳开发方案。落实可采储量；核实构造及油气水分布；预测储层尤其是主力储层的宏观分布规律；完善和深化油藏地质概念模型。精细地震构造解释；储层沉积微相描述；地质概念模型建立技术。石油大学33早期油藏评价模型建立earlyreservoirdescription一、重点研究内容和技术要求1、确定油藏主要构造特征：资料：地震资料、探井、评价井（层位标定）成果：（1）油气层顶面及标准层构造图（2）主断层断面图、（3）分析主要断层对油气水分布的控制作用；石油大学34一、重点研究内容和技术要求2、划分宏观的油气水系统资料：录井、取心、钻杆测试、试油、试井、测井成果：⑴划分油气水系统⑵确定油气、油水、气水界面和压力系统⑶含油面积、含气面积、水体体积⑷分析其形成和控制条件石油大学35一、重点研究内容和技术要求3、查明油气水物理化学性质资料：取样分析资料（组分）、相态分析成果：（1）油藏类型（以烃类性质为表征）（2）油气水性质平面分布图（3）油气水性质剖面变化图石油大学36一、重点研究内容和技术要求4、搞清储层的主要展布特征及岩石物理参数（1）地层划分和对比—储层形态特征、参数空间分布—揭示多油层层间非均质性、分层开采（2）“四性”关系分析——确定测井解释方法和解释模型（岩性、物性、含油性与电性关系）（3）划分储层和非储层界线—储层分类分级（4）求取有效厚度、孔隙度、含油气饱和度——确定地质储量及储量分布（5）储油物性、渗流特性、连续性、微观孔隙结构、储量丰度——储层评价石油大学37一、重点研究内容和技术要求5、建立油藏概念模型早期油藏评价描述昀终成果——为储量计算和开发方案编制提供一个油藏整体地质模型和一些低级次的概念模型。主力油层单砂体层内非均质模型；各类油层典型的平面非均质模型；全层