油气开采理论与技术

油气开采理论与技术油气开采理论与技术李海涛Tel:13990818727email:[e-mail]2007年11月NaturalGasIndustryNaturalGasIndustry西南石油大学„油气田开采理论与技术发展概况„油气井完井理论与技术„油田开发能量补充技术„油气开采系统优化技术„物理法采油新工艺技术„高能气体压裂技术„微生物采油技术„复杂结构井开采技术„气田开采新工艺技术主要内容主要内容西南石油大学„油气开采理论与技术发展概况„油气井完井理论与技术„油田开发能量补充技术„油气开采系统优化技术„物理法采油新工艺技术„高能气体压裂技术„微生物采油技术„复杂结构井开采技术„气田开采新工艺技术主要内容主要内容西南石油大学„油气田开采理论与技术发展概况„射孔完井理论与技术„人工举升理论与技术（无杆泵）„油田注水理论与技术„特殊增产理论与技术„压裂基本理论与技术„酸化基本理论与技术主要内容主要内容西南石油大学[1]K.E.布朗主编.孙学龙等译.升举法采油工艺(卷一、卷二、卷四)用节点分析法使油气井昀佳比生产.石油工业出版社，1990[2]万仁傅主编.现代完井工程.北京：石油工业出版社，2002[3]马建国等编.油气藏增产新技术.石油工业出版社，1998[4]万仁傅主编.水平井开采技术.石油工业出版社，1997[5]H.DaleBeggs.ProductionOptimizationUsingNODALAnalysis[6]MichaelJ.Economidesetal.PetroleumProductionSysytems,PrenticeHallPetroleumEngineeringSeries.NewJersey参考书目西南石油大学油气田开采理论技术是实现油气田开发方案的重要手段，是决定油田产量高低、采油速度快慢、最终采收率大小、经济效益的优劣等重要问题的关键技术。第一章油气田开采理论与技术发展概况西南石油大学世界油气资源现状（世界能源杂志预测：石油40年天然气70年）石油工业形势及发展世界石油可采资源分布图（总量：4100亿吨）39.00%17.70%15.10%28.20%中东北美前苏联亚太+欧洲资源总量：4100亿吨探明可采储量：2400亿吨剩余可采量：1400亿吨待发现可采资源：1667亿吨世界天然气可采资源分布图（总量：328.3万亿）22.40%18.60%32.70%26.30%中东北美前苏联亚太+欧洲西南石油大学世界剩余可采量（1400亿吨）的分布（极不均衡）沙特356伊拉克153科威特128阿联酋126伊朗122前苏联112北美226亚太+欧洲168在全世界剩余石油可采储量中中东就占了890亿吨，占我们整个世界总量的64%左右待发现的石油可采资源当中，中东、中亚—俄罗斯分别占全球总量的36%和21%世界人口最多的亚太地区，剩余石油开采储量仅占世界的3.7%待发现的石油可采资源仅占世界的7%左右，资源短缺的问题比较突出石油工业形势及发展西南石油大学世界石油消耗情况分布12%78%20%中东+前苏联北美亚太和欧洲美国、欧洲、亚太地区，是全世界三大石油消费区，石油净进口量占世界石油总进口量的84%，而原油年产量仅占世界总产量的30%左右目前世界石油出口总量22.9亿吨，其中中东为9.5亿吨，中亚+俄罗斯为3亿吨。石油石油消费增长当中，欧洲石油消费呈缓慢下降趋势。北美地区呈缓慢上升趋势，亚太地区经济增速加快，石油消费激增，2003年，十大石油消费国当中有四个在亚太地区，其中中国为世界第二石油消费大国，日本第三，印度第六，韩国第七。据预测，到2020年，亚太地区的石油消费量将增加到15亿吨左右，现在大约是10亿吨，而原油年产量将下降到3亿吨左右，石油净进口量将超过12亿吨，亚太地区供需矛盾更为突出石油工业形势及发展西南石油大学亚太地区石油消耗预测据预测，到2020年，亚太地区的石油消费量将增加到15亿吨左右，现在大约是10亿吨，而原油年产量将下降到3亿吨左右，石油净进口量将超过12亿吨，亚太地区供需矛盾相当突出。中国1993年进口出口1999年进口5743万吨2003年进口9700万吨2005年进口1.2亿吨0.0E+005.0E+031.0E+041.5E+042.0E+042.5E+043.0E+043.5E+044.0E+044.5E+0419781990199120032020中国石油需求的增长石油工业形势及发展西南石油大学石油工业形势及发展西南石油大学石油工业形势及发展Finding&DevelopmentCosts$/BBL(1999constant)Finding&DevelopmentCosts$/BBL(1999constant)0022446688101012121414161618182020198219821984198419861986198819881990199019921992199419941996199619981998西南石油大学石油工业形势及发展„Whataboutotheropportunitiestoimproveperformance?„Howdowecontinuetomanagecostsandimprovevalue?„Howcanwedrasticallyincreaserecoveryfactors?NewTarget?0.001.002.003.004.005.006.007.0019881990199219941996ProductionCostperBarrel19982010西南石油大学主要面临的问题和挑战我国十一五能源发展战略消费需求不断增长，资源约束日益加剧；国际市场剧烈波动，安全隐患不断增加；体制约束依然严重，各项改革有待深化；科技水平相对落后，自主创新任重道远。西南石油大学2010预期目标产量结构我国十一五能源发展战略西南石油大学2010预期目标消费结构我国十一五能源发展战略西南石油大学建设重点我国十一五能源发展战略（1）加快建设油气基地按照“挖潜东部、发展西部、加快海域、开拓南方”的原则，通过地质理论创新、新技术应用和加大投入力度等措施，使2010年，全国原油、天然气产量分别达到1.93亿吨（2006年石油产量约1.85亿吨）和920亿立方米。西南石油大学2010年我国对天然气的可能需求6385765689371020811489127610天然气的消费需求量（亿m3）天然气能源消费中所占比例（%）我国十一五能源发展战略西南石油大学我国主要气区生产能力（单位：亿m3）164东海946434南海50柴达木200塔里木1006550陕甘宁150~20010085川渝2005年~2010年2000年~2003年1999年我国十一五能源发展战略西南石油大学建设重点我国十一五能源发展战略（2）完善油气输送管网按照“西部油气东输、东北油气南送、海上油气登陆”的格局，加强骨干油气管线建设，增加必要的复线和重点联络线，加快中转枢纽和战略储备设施建设，逐步形成全国油气骨干管网和重点区域网络。西南石油大学建设重点我国十一五能源发展战略（3）发展环保节能油气开采技术大力推广提高采收率技术、采油系统优化配置技术、稠油热采配套节能技术、注水系统优化运行技术、油气密闭集输综合节能技术和油田伴生气回收利用技术，严禁在没有伴生气、凝析油回收配套条件下开采油气田。到2010年，使全国原油采收率保持在32%左右；油气田开发综合能耗，特别是油气自用率进一步降低；基本解决天然气放空、废水排放造成的环境污染问题。西南石油大学建设重点我国十一五能源发展战略（4）发展适用、创新型开采技术石油行业十一五'重点发展的先进实用技术:复杂地质条件油气资源勘探开发,海洋油气资源勘探开发和煤层气开发等技术。前沿技术研究包括天然气水合物地质理论、资源勘探评价、钻井和安全开采等技术。西南石油大学探索、试验阶段分层开采工艺配套技术发展阶段发展多种油藏类型采油工艺技术阶段油气开采新技术重点突破发展阶段油气开采系统工程形成和发展阶段国内油气开采技术现状国内油气开采技术现状西南石油大学”时间：50年代∼60年代初”发展技术：油井靠天然能量开采，压力下降，油井停喷。主要采油技术：边部注水顶部注气试验、油田堵水试验、油层水力压裂试验、人工举升试验、火烧油层试验、防砂试验、注蒸汽吞吐开采试验等。”应用油田：玉门（48）、延长油矿（15）”产量：6.9万吨（7.7）（一）探索、试验阶段西南石油大学”时间：60年代∼70年代初”发展技术：陆相砂岩油藏:含油层系多、彼此差异大、相互干扰严重。主要工艺技术：分层注水分层采油(单管、双管、油套）分层测试分层改造(封隔器、投球、限流分层管理分层研究(动静结合）”应用油田：大庆、克拉玛依油田（二）分层开采工艺发展阶段西南石油大学”时间：70年代∼80年代初胜利：65年陀11（三厂三队）、62年荣2井（东辛：断块）华北：75年任426→大港、华北、辽河（渤海湾）长庆：70年庆1井（马岭）（三）多种油藏类型采油工艺技术阶段任4井：无水产油期长达4400多天，无水采油量高达155万多吨，自喷高产达16年。到今已累计产油172万多吨西南石油大学”发展技术：相继发现一批复杂的多类油气藏。主要工艺技术：复杂断块油藏采油工艺技术（少井多产高产）碳酸盐岩潜山油藏开采技术（任丘）低渗透油藏采油工艺技术（马岭、朝阳沟）稠油热力开采技术（克拉玛依、辽河、胜利：注蒸汽）气顶砂岩油藏开采技术（喇嘛甸：先采油后采气）天然气田开采技术高凝油油藏开采技术（河南魏岗、辽河静安堡、沈阳大民屯、大港小集。40℃）常规稠油油藏开采技术（孤岛、孤东，曙光：冷采）（三）多种油藏类型采油工艺技术阶段西南石油大学”时间：80年代∼90年代初”发展技术：在全石油行业成立了完井、压裂酸化、防砂、电潜泵和水力活塞泵等五个中心，对采油工艺的发展起了很大促进作用。主要亮点（四）采油工程新技术重点突破阶段（1）鄯善油田试验油田整体压裂开发成功（2）通过八五-九五技术攻关，配套了水平井油藏开采工艺技术(完井、射孔、分段压裂、酸化、举升、防砂),塔中4油田CⅢ油组5口水平井,创造了井井超千吨的新水平。胜利乐安油田水平井(21口)+直井组合开采稠油油藏成功。（3）超深井采油工程技术在西部油区得到发展发展。（4）酸化压裂解决携砂性能、高压施工管柱和液氮返排等技术,突破6000m大关。（5）大庆控水稳油配套技术效果明显,稳产5000万20年西南石油大学”时间：1990∼1999年”发展技术：(七个方面）1.形成油田整体开发方案，包括：油田地质、油藏工程、钻井工程、采油工程、油田地面建设和经济评价6个部分，提高油田整体经济效益。（五）采油工程系统形成和发展阶段西南石油大学2.进一步改善高（特高）含水老油田“稳油控水”、注聚合物和三元复合驱，扩大波及体积，提高昀终采收率和经济效益。3.对低渗透油田采用小井距、加强注水、简化举升方式和简化地面流程，进一步提高单井产量，实现经济有效开采。4.发展蒸汽吞吐接替技术，扭转稠油开采被动局面。（五）采油工程系统形成和发展阶段西南石油大学5.完善配套深层酸压、举升、堵水采油工艺技术，保证高速高效开采。6.减缓套管损坏速度，提高油水井利用率。7.适用于高压高产的天然气开采的完井、干气回注和地下储气库等技术逐步解决，保证“西气东输”战略举措的实施。（五）采油工程系统形成和发展阶段西南石油大学完井工程技术分层注水技术人工举升工艺技术压裂酸化工艺技术堵水、调剖工艺技术稠油及超稠油开采技术多层砂岩油藏“控水稳油”配套技术油气开采工艺配套技术油气开采工艺配套技术形成了适用中国多层砂岩油藏、气顶砂岩油藏、低渗透砂岩油藏、复杂断块砂岩油藏、砂砾岩油藏、裂缝性碳酸盐岩油藏、常规稠油油藏、热采稠油油藏、高凝油油藏和凝析油油气藏等10类油藏开发的13套采油工程技术。（五）采油工程系统形成和发展阶段西南石油大学水平井开采技术油水井大修技术油气井防砂工艺技术油井清防蜡工艺技术天然气开采