油田开发动态分析基础.ppt
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1、主讲人:曾树堂主讲人:曾树堂 曾树堂,高级油藏工程师。本科毕业于北京地质学院石油系,石油及天然气地质勘探专业。1962年参加大庆石油会战,1963年到萨北开发区,在油水井、站工作15年,在采油三厂地质大队从事过开发、综合、动态、套管防护及修井等工作。自我介绍自我介绍一、油田开发动态分析的基本流程一、油田开发动态分析的基本流程二、资料的分析与应用二、资料的分析与应用三、砂岩油藏开发的基本动态特征三、砂岩油藏开发的基本动态特征四、砂岩油藏开发的基本矛盾四、砂岩油藏开发的基本矛盾五、砂岩油藏开发的动态分析方法五、砂岩油藏开发的动态分析方法六、综合调整措施与方案设计六、综合调整措施与方案设计目目 录录
2、 油油田田开开发发动动态态分分析析的的目目的的:发发现现问问题题,分分析析原原因因,解解决决矛矛盾盾。周周而而复复始始的的认认识识油油层层,改改造造油油层层,保保持持油油田田高高产产稳稳产,提高油田的最终采收率。产,提高油田的最终采收率。一、油田开发动态分析的基本流程一、油田开发动态分析的基本流程二、资料的分析与应用二、资料的分析与应用三、砂岩油藏开发的基本动态特征三、砂岩油藏开发的基本动态特征四、砂岩油藏开发的基本矛盾四、砂岩油藏开发的基本矛盾五、砂岩油藏开发的动态分析方法五、砂岩油藏开发的动态分析方法六、综合调整措施与方案设计六、综合调整措施与方案设计目目 录录 油井产能初期产能,初期含水
3、,与方案对比。产液剖面,采油指数,油层压力,原油物性。水井吸水能力指示曲线,吸水剖面,吸水量与方案对比。吸水指数,注入水质。与方案不符原因固井质量,射孔质量,管外窜槽,含水解释精度等。新井投产投注分析一油田开发动态分析的基本流程一油田开发动态分析的基本流程 地面工程引起的变化地面管线结蜡、结垢、冻结、砂堵等。设备损坏、仪表不准、电力不正常,操作及取资料误差等人为因素。井下工程引起的变化功图、电流卡片、泵况,抽吸参数与供液能力的匹配性、稳定性,封隔器密封性,水(油)嘴等。油藏变化(这是开发动态分析的基本任务)。单井、区块(油田)生产参数变化原因分析一油田开发动态分析的基本流程 三大矛盾变化层间矛
4、盾,平面矛盾,层内矛盾。注采平衡变化井组注采平衡,区块(油田)注采平衡。注采平衡是压力平衡的基础。油层压力变化油层压力、注水压差、驱油压差、采油压差,引起注水量、产液量变化。油藏变化分析 一油田开发动态分析的基本流程油藏变化分析 含水变化单层、单井、区块(油田)含水变化,导致产油量变化。油层堵塞泥浆污染,注入剂杂质污染,油层结蜡,粘土颗粒膨胀等。油层大孔道主流线强水洗,裂缝连通,断层面窜通。一油田开发动态分析的基本流程油藏变化分析 存水率变化变大,则波及体积扩大。存水率水驱指数变化变大,则波及面积、体积扩大。水驱指数一油田开发动态分析的基本流程油藏变化分析 波及体积系数变大好,驱油效率高;当它
5、等于或接近时,表明油已驱替干净。波及体积系数 储采比大于或等于,油田稳产;下降越多,油田稳产越难。储采比一油田开发动态分析的基本流程 提出与编制各类措施方案要有实施方案的工艺技术要求,加强现场质量监督与成果验收。措施效果分析每项措施效果的好、中、差比例,效果差的原因,如何补救?效果在保持稳产中的作用。编写月、季、年报说明当前开发形势以后,着重对存在问题的分析和后期的计划安排。一油田开发动态分析的基本流程 当各开发阶段的综合措施效果不能保持阶段稳产时,一般就可以考虑编制开发调整方案、钻加密调整井了。一、油田开发动态分析的基本流程一、油田开发动态分析的基本流程二、资料的分析与应用二、资料的分析与应
6、用三、砂岩油藏开发的基本动态特征三、砂岩油藏开发的基本动态特征四、砂岩油藏开发的基本矛盾四、砂岩油藏开发的基本矛盾五、砂岩油藏开发的动态分析方法五、砂岩油藏开发的动态分析方法六、综合调整措施与方案设计六、综合调整措施与方案设计目目 录录二、资料的分析与应用 油田开发动态分析涉及多学科、多专业的资料,首先要对资料的变化与准确性进行分析,然后应用资料进行开发动态分析,才能得出正确的认识或结论部分变化的资料固定不变的资料经常变化的资料现场试验及技术创新资料油田注水开发过程中的四种资料二、资料的分析与应用 钻井后各套井网的井排距不变,固井后套管尺寸及水泥返高不变。1、固定不变的资料 钻遇油层总厚度(h
7、)单层或油砂体厚度油层组厚度夹层厚度不变四种厚度不变全井(含各开发层系井)的原始地层压力(Pi)不变饱和压力(Pb)不变原始油气比(Rsi)不变三种参数不变二、资料的分析与应用 储量核实以后原始地质储量(N)变化。随控制程度的提高和新技术的运用,可采储量(NR)增大。加密调整后井网密度增大,水驱控制程度提高。补孔后射开油层厚度变大、射孔井段可能变大。封堵后则变小。注采关系调整后井别改变。套损、局部报废后人工井底变浅。抬高井口或大修取套后,套补距、油补距可能变化。这类资料的变化有阶段性,对方案设计有重大影响。2、部分变化的资料 二、资料的分析与应用 油、水井日常生产数据,压力、压差、液面等,随工
8、作制度、方案调整、增产增注堵水调剖措施而变化。油层孔隙度()、渗透率(K),随注水过程的延长而变大。随注水开发过程的延长,含油饱和度(Sor)减小、最终趋近0;含水饱和度(Sow)增大,最终趋近100。3、经常变化的资料二、资料的分析与应用 油井保持自喷,地层原油粘度(o o)基本保持不变,低于饱和压力抽油,地层原油粘度增大。油相渗透率(Ko)减小。油相流度(Ko/o)减小。注聚合物或三元复合驱,水相粘度(w)增大,水相渗透率(Kw)减小,因此调整吸水剖面。水驱的水相粘度(w)不变,水相渗透率(Kw)增大。水相流度(Kw/w)增大。因此随含水升高,水油流度比()增大,驱替效果变差。3、经常变化
9、的资料二、资料的分析与应用 笼统注水井的工作制度是按配注需要改变油压。油压增大或减小,其套压、流压、静压、注水压差、日注水量、注水强度也相应变化。分层注水井的工作制度是按配注需要来改变层段水嘴尺寸或油压。当油压不变时,水嘴变大,层段水量增大。当全井水量不变时,水嘴调整后,层段水量随油压而变化有的增大、有的减小这是层间干扰的表现形式。3、经常变化的资料二、资料的分析与应用 笼统自喷井工作制度是改变井口油嘴。分层自喷井工作制度是改变井口油嘴和层段油嘴。机采井工作制度是改变井口冲程、冲数或油嘴;改变井下泵径、泵型。油井工作制度改变后,反映最明显的是液量相应变化;其它参数的变化比较复杂,机采井的工作制
10、度与油层的供液能力匹配较敏感,要具体分析。3、经常变化的资料二、资料的分析与应用油田注水开发的驱替过程,可用油层压力剖面来反映。油层压力剖面图ABC1324采出注入二、资料的分析与应用 笼统注水井(含试配前),全井指示曲线的变化,真实地反映了油层启动压力吸水能力真吸水指数的变化,分层注水井,全井指示曲线的变化,在层段数水嘴尺寸不变时,可以对比分析,分层注水井的层段指示曲线,层段无水嘴时,启动压力吸水指数真实。注水井各层段比较直线型拐点上翘型拐点平缓型层段指示曲线的三种类型QP123二、资料的分析与应用 1型:拐点后曲线斜率变小向水量轴偏移.表明有低渗透层开始吸水,或油层破裂原生裂缝重张。层段指
11、示曲线QP123二、资料的分析与应用 2型:较好渗透率层占的比例大或高渗透层的指示曲线特征。层段指示曲线QP123二、资料的分析与应用 3型:拐点后曲线斜率增大向压力轴偏移。表明阻力增大,近距离内有低渗透或不渗透边界有堵塞或测试误差。层段指示曲线QP123二、资料的分析与应用注水井同层段历次指示曲线比较:有三种位移 表明油层清洁渗透率不变,只是启动压力变化 第一种:指示曲线平行位移PQ123二、资料的分析与应用表明油层有堵塞,该解堵 第二种:指示曲线向压力轴偏移PQ123二、资料的分析与应用 表明有新的连通方向见水或水洗程度提高,或洗井增注措施效果。第三种:指示曲线向水量轴偏移PQ123二、资
12、料的分析与应用 注水井同位素测试资料主要用于吸水剖面分析和找窜。但同位素吸水剖面必须与分层测试资料对比,才能鉴别其可靠性,可靠才能应用。配注(m3/d)同位素测试()“106”测试后实注水96.06.25 97.07.0896年97年绝对(m3/d)相对()绝对(m3/d)相对()PI5+680/9031.046.77827.69435.3PI7-II6-9100/5064.953.310336.44918.4PII101-GI2+3100/1204.1010236.012346.3北2-1-096井资料对比表对比项目注水层段表明两种测试资料不相符,建议对测井操作“环节”进行再研究。二、资料的
13、分析与应用 机采井环空测试资料主要用于产液和含水剖面分析。但环空测试资料除进行历史对比外,还应与周围水井相对应连通层的注入量对比,二者一致时,资料可靠。在多层高含水井中测试,低产液层的含水一般偏高,建议研究同时测出油层的流动压力,以便更准确地识别低产和不产液层。二、资料的分析与应用 注水井全井测压资料主要用于求平均地层压力和注水压差。它随着全井注水量和周围油井的产液量而变化。注水井分层段测压资料主要用于认识和调整层段地层压力、寻找和控制高压层。它随着层段注水量的调整而变化。其全井压力存在一定问题,需改进。采油井全井测压资料主要用于了解压力水平和变化状态,求平均地层压力和采油压差。它随着全井产液
14、和周围水井的注水量而变化。当采油井全井静压特别高、接近或等于全井或层段静压时,一定存在大孔道,须堵水。二、资料的分析与应用 RFT小层压力资料相对真实可靠用于了解纵向压力剖面、寻找高压层,研究泥、页岩浸水状况。油层中的“干点”可解释为误差,夹(隔)层中中的“干点”可解释为泥、页岩未被水浸。但由于RFT是关井之后测试,压力值与正常生产时偏低。碳氧比(C/O)测井(又叫次生伽玛能谱测井)探测深度25-30cm,因此泥浆滤液浸入的深度大,C/O测井含水饱和度(Swr)偏高。含油饱和度(Sor)的精度约为10%。它需要与产液剖面、油层动用状况相结合分析,以利于提高射孔、补孔、堵水的成功率。二、资料的分
15、析与应用 高压物性资料高压物性的8项资料中,除原始饱和压力和原始油气比不变外,地层原油密度、粘度、体积系数、收缩系数、溶解系数都是变化的。原油和天然气分析,水质7项离子分析资料都是变化的。井史资料井史资料中项目和内容十分丰富。依据工作需要查阅。当查到你所需的数据后,要特别注意核对它的正确性。二、资料的分析与应用井身结构、井口装置井身结构、井口装置总闸门总闸门油管头油管头套管闸门套管闸门套管头接箍套管头接箍盲板盲板表层套管表层套管技术套管技术套管油层套管油层套管水泥返高水泥返高油管下入深度油管下入深度套管深度套管深度人工井底人工井底完钻井深完钻井深方补心油油补补距距套套补补距距联联入入油管下入深
16、度计算:油管下入深度计算:油管下入深度计算:(下入油管长度+油管挂长度-套管四通高度)+套补距下入油管长度+油管挂长度+油补距或或 动态分析运用的图表各类地质图、各类压力图、产油产水构成图、各类曲线图、各类数据表。其中,油藏构造图在老区不变,断层构造图、沉积相带图是逐渐完善的,其它图、表、曲线都变化很大。动态分析中,依据需要选用或制作图、表、曲线。要特别注意构成图、表、曲线的数据的正确性。技术创新先导性试验井网、层系开发试验,井下工艺试验、三次采油试验等,都是技术创新先导性试验;成功的、失败的都可借鉴。依据工作任务或项目研究的需要应用成功的技术资料,必要时还要研究失败的技术资料。二、资料的分析
17、与应用一、油田开发动态分析的基本流程一、油田开发动态分析的基本流程二、资料的分析与应用二、资料的分析与应用三、砂岩油藏开发的基本动态特征三、砂岩油藏开发的基本动态特征四、砂岩油藏开发的基本矛盾四、砂岩油藏开发的基本矛盾五、砂岩油藏开发的动态分析方法五、砂岩油藏开发的动态分析方法六、综合调整措施与方案设计六、综合调整措施与方案设计目目 录录 陆相(河、湖沉积)砂、泥岩互层,油藏非均质、多油层,油层及夹(隔)层在纵向和横向的相态变化大是其特征。纵向上不同油层的厚度、岩性、沉积相,孔、渗、饱,吸入、产出状态等不同。横向上同一油层以上参数的平面展布变化复杂。纵向上不同夹(隔)层厚度、岩性、沉积相等不同
18、。横向上同一夹层由粉砂质泥岩向泥岩、泥灰岩、灰岩转变,隔层多为纯泥岩。三、砂岩油藏开发的基本动态特征三、砂岩油藏开发的基本动态特征 一次采油(不注水)弹性驱动、溶解气驱动、重力驱动,其特征是油层压力、产量衰竭,油田不产水。二次采油注水恢复油层能量、水压驱动,其特征是油层压力、产油量逐渐提高,油田、油井产水量提高。大庆油田早期注水、保持压力开发,其特征是油井见水早、晚不同,油田含水、产水、产液量逐渐提高,高含水前期可以保持原油稳产。三次采油不是一个独立的开发阶段,它是油田综合含水接近或达到90以后,实施的生物化学驱油技术。它的基本动态特征和生物、化学物质与油层条件的配伍、浓度、粘度、注入速度、注
19、入量、表面张力、生物活性、繁殖代谢等有关,因此动态分析更为复杂。最终效果是控水或降水增油,提高原油采收率。三、砂岩油藏开发的基本动态特征 非均质、多油层砂岩油藏分层系注水开发,出现的层间矛盾、平面矛盾、层内矛盾也是贯彻开发始终的基本动态特征。不同的开发井网、含水阶段,基本动态特征也不同。三、砂岩油藏开发的基本动态特征 第一排生产井压力高、见水早、含水上升快、产液量高,中间井排则相反三、砂岩油藏开发的基本动态特征北3-3排4500540046400260034004500650015002500北1-3排600北2-5排600北2-1排500北三切割区北二切割区北一切割区 中间井排点状注水,构成
20、“似”反九点井网;全部转注中间井排,构成间注间采行列井网。萨尔图层系行列井网行列井网的基本动态特征 注水井负担较小,调整水量影响方向多,油井数多、见水时间基本一致、产能高,油水井压力平面分布较均匀ADBCa/2d三、砂岩油藏开发的基本动态特征还可以钻一套四点法调整井四点法井网四点法面积井网基本动态特征 油水井数比1:1,水井负担最小,油井产能比较高,压力平面分布比较均匀。三、砂岩油藏开发的基本动态特征五点法井网五点法面积井网的基本动态特征 水油井数比1:3,水井负担最大。边井产能低,见水早,含水上升快,难调整,角井正好相反。转注一对边井,变成间注间采行井井网;转注全部角井,变成五点法面积井网。
21、三、砂岩油藏开发的基本动态特征反九点井网反九点法面积井网的基本动态特征三、砂岩油藏开发的基本动态特征无水自喷采油阶段的基本动态特征:早期注水油井见效特征地层压力、流动压力、产油量上升,油气比下降或稳定。油井见水特征结蜡严重、清蜡困难、清蜡钢丝变乌或变黑,油包水、水不能分离。无水采收率低。1、层间和平面矛盾大,单层突进严重,含水上升快2、层系、排块之间的压力和含水差异大三、砂岩油藏开发的基本动态特征 1、三大矛盾逐渐增大,开始多层、多方向见水,厚油层底部见水;2、含水上升最快,含水上升率可达8以上。低含水采油阶段(含水20)的基本动态特征:中低含水采油阶段(含水)的基本动态特征:1、三大矛盾更大
22、,出现部分油层过早水淹、开始油井堵水;2、含水上升率开始减缓;3、油层压力水平高,生产能力旺盛。三、砂岩油藏开发的基本动态特征中高含水采油阶段(含水)基本动态特征:1、三大矛盾更突出,油层水淹日趋严重,含水上升率继续减缓;2、流动压力很高,生产压差不能继续放大,实施自喷转抽、提液稳产;3、油层压力水平的时、空波动大;4、开发区多数要出现产量峰,(外围油田可能例外);5、开始出现自然递减和综合递减。三、砂岩油藏开发的基本动态特征高含水前期采油阶段(含水)的基本动态特征:1、水油比明显增大,可达到7以上,但含水上升率明显变缓;采油速度降低到1以下;2、各套层系井网的含水差异可达15-20,有利于“
23、稳油控水”结构调整;但含水上升率明显变缓 3、开始对一类油层实施聚驱(三次)采油;4、技术措施可以维持油田相对稳产。三、砂岩油藏开发的基本动态特征高含水后期采油阶段(含水)的基本动态特征:三、砂岩油藏开发的基本动态特征 1、油田原产量已不能稳产,水油比达到10以上;2、多层高或特高含水,剩余油高度分散,挖潜难度很大,“稳油控水”的结构调整技术已不起作用;3、三次采油技术广泛实施,效果很好;4、注水无效循环日趋严重,调剖、堵水、扩大驱油面积和体积,三次加密调整等,是“控水稳油”的有效技术措施。特高含水采油阶段(含水90),本阶段刚开始会很长,近几年的动态基本特征:一、油田开发动态分析的基本流程一
24、、油田开发动态分析的基本流程二、资料的分析与应用二、资料的分析与应用三、砂岩油藏开发的基本动态特征三、砂岩油藏开发的基本动态特征四、砂岩油藏开发的基本矛盾四、砂岩油藏开发的基本矛盾五、砂岩油藏开发的动态分析方法五、砂岩油藏开发的动态分析方法六、综合调整措施与方案设计六、综合调整措施与方案设计目目 录录四、砂岩油藏开发的基本矛盾1、层间矛盾是非均质砂岩油藏在纵向上的矛盾 层间矛盾表现的6个方面:在吸水和产液剖面上,层间吸水、产液、见水、含水、压力不同引起的干扰;要注意区分层间窜流和正常规律;注水各层段的启动压力、曲线斜率不同,高吸水层干扰低吸水层,高产液层干扰低产液层;压降曲线和恢复曲线的续流时
25、间越长,层间矛盾越大;采油过程中的流体“倒灌”是层间压力干扰;好油层动用好,差油层动用差,是层间流量、压力干扰;注水、产水的单层突进等。2、平面矛盾是同一单层各方向水驱动用程度、压力、产出不均,和油井对各方向注水要求不同的矛盾引起平面矛盾原因:内因油层发育及参数的平面各向异性 外因井网的水驱控制程度、开发方案实施步骤、综合调整措施。平面矛盾的表现:各注水井点的注入水,在各方面的驱替程度不同,有些方面驱不到(不动用)。各采液井点的产液强度、见水早晚、含水、压力不同。四、砂岩油藏开发的基本矛盾平面矛盾的分析,要抓住主要矛盾的井、层、方向。从各油层平面各井点的非均质性与注入、产出的关系,分析矛盾在哪
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