石油工程概论综述教学内容.ppt

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1、石油工程概石油工程概论综述述油藏流体的特点油藏流体的特点油藏流体的特点油藏流体的特点vv高温高压，且石油中溶解有大量的烃类气体；高温高压，且石油中溶解有大量的烃类气体；高温高压，且石油中溶解有大量的烃类气体；高温高压，且石油中溶解有大量的烃类气体；vv随温度、压力的变化，油藏流体的物理性质也会发生变随温度、压力的变化，油藏流体的物理性质也会发生变随温度、压力的变化，油藏流体的物理性质也会发生变随温度、压力的变化，油藏流体的物理性质也会发生变化，同时会出现原油脱气、析蜡、地层水析盐或气体溶解化，同时会出现原油脱气、析蜡、地层水析盐或气体溶解化，同时会出现原油脱气、析蜡、地层水析盐或气体溶解化，同

2、时会出现原油脱气、析蜡、地层水析盐或气体溶解等相态转化现象。等相态转化现象。等相态转化现象。等相态转化现象。vv烃类流体的密度小，比水轻。烃类流体的密度小，比水轻。烃类流体的密度小，比水轻。烃类流体的密度小，比水轻。天然气的组成与分类a、天然气的组成石蜡族低分子饱和烷烃(alkane)（主要）CH47098C2H6C3H8C4H10非烃气体（少量）（nonhydrocarbongas）H2SH2ON2COCO2C5惰性气体(inertgas):He、Ar矿藏矿藏(mine)(mine)汽油蒸气含量汽油蒸气含量(thecontentofgasolinestream)(thecontentofga

3、solinestream)硫含量硫含量(thecontentofsulfur)(thecontentofsulfur)凝析气(condensategas):具有反凝析作用能形成凝析油的气田气油藏气(gasofoilreservoir):又叫油田气,伴生气,溶解或气顶中的气气藏气(gasofgasreservoir):又叫气田气,单独聚集成气藏b、天然气的分类干气（CH498%）湿气（富气）（C2+5%，汽油蒸气）酸气1g/m3净气1。用接触脱气法得到的地层原油溶解气量的标准体积与地面脱气原油的体积之比，m3/m3。Vg地层油在地面脱出的气量（标准状态）m3Vo地面脱气原油体积，m3。Rs在地层

4、条件下的原油溶解气油比，地层油的溶解气油比是用接触脱气的方法得到的。溶解气油比（Rs）(solution gas-oil ratio,SGOR)压缩系数（Co）(coefficientofcompressibility)在温度一定的条件下，单位体积地层油随压力变化的体积变化率，1/MPa。粘度（）(viscosity)当速度梯度为1时单位面积上流体的内摩擦力，单位：mPa.s。地层水矿化度(formationwatersalinity)地层水是指处于油藏边部和底部的边水和底水、层间水及与油共存的束缚水等。单位体积地层水中所含各种离子、分子、盐类、胶体的总含量，称为地层水矿化度，以mg/L或mo

5、l/L表示。砂岩的孔隙和粒度组成砂岩的孔隙和粒度组成油藏岩石的孔隙度岩石骨架岩石骨架孔隙孔隙：砂粒间未被胶结物或固体物质充填的空间。砂粒间未被胶结物或固体物质充填的空间。砂粒间未被胶结物或固体物质充填的空间。砂粒间未被胶结物或固体物质充填的空间。岩石岩石砂粒砂粒 ：性质不同、形状各异、大小不等。性质不同、形状各异、大小不等。性质不同、形状各异、大小不等。性质不同、形状各异、大小不等。胶结物胶结物：除砂粒以外的化学沉淀物质。除砂粒以外的化学沉淀物质。除砂粒以外的化学沉淀物质。除砂粒以外的化学沉淀物质。砂粒的大小、形状、排列方式、胶结物的数量、性质砂粒的大小、形状、排列方式、胶结物的数量、性质及其

6、胶结方式都会影响岩石的孔渗特性。及其胶结方式都会影响岩石的孔渗特性。泥质泥质泥质泥质粘土矿物粘土矿物粘土矿物粘土矿物(遇水膨胀遇水膨胀遇水膨胀遇水膨胀)灰质灰质灰质灰质碳酸盐类矿物碳酸盐类矿物碳酸盐类矿物碳酸盐类矿物(遇酸反应遇酸反应遇酸反应遇酸反应)硫酸盐硫酸盐硫酸盐硫酸盐石膏和硬石膏石膏和硬石膏石膏和硬石膏石膏和硬石膏(高温脱水高温脱水高温脱水高温脱水)硅质硅质硅质硅质硅酸盐硅酸盐硅酸盐硅酸盐(胶结最结实胶结最结实胶结最结实胶结最结实)(5)(5)(5)(5)岩石的胶结物：岩石的胶结物：岩石的胶结物：岩石的胶结物：(6)(6)(6)(6)胶结类型：胶结类型：胶结类型：胶结类型：(1)(1)

7、(1)(1)基底胶结基底胶结基底胶结基底胶结(2)(2)(2)(2)孔隙胶结孔隙胶结孔隙胶结孔隙胶结(3)(3)(3)(3)接触胶结接触胶结接触胶结接触胶结(4)(4)(4)(4)杂乱胶结杂乱胶结杂乱胶结杂乱胶结1.1.砂岩的孔隙和粒度组成砂岩的孔隙和粒度组成绝对孔隙度（）总孔隙体积Va与岩石总体积Vb的比值有效孔隙度（）流动孔隙度（）有效孔隙体积Ve与岩石总体积Vb的比值可流动的孔隙体积Vf与岩石总体积Vb的比值大小岩石孔隙度的分类孔隙度是指岩石中孔隙体积与岩石总体积的比值。储层岩石(砂岩)孔隙度评价油藏岩石流体饱和度(saturation)油层孔隙里含油（水、气）的体积与孔隙体积的比值。是

8、计算油田储量的重要数据。含油饱和度越大，说明地层中含油越多。(同一油藏同一油藏同一油藏同一油藏)1、油藏含油（水、气）饱和度So、Sw、Sg分别为油、气、水的饱和度；Vo、Vw、Vg分别为油、气、水的体积；Vp、Vt分别为孔隙体积和岩石总体积；是指分布和残存在岩石颗粒接触处角隅和微细孔隙中或吸附在岩石骨架颗粒表面，不可流动的水，称为束缚水。单位孔隙体积中束缚水所占的比例称为束缚水饱和度。2、束缚水饱和度（Swi)Swi束缚水饱和度；Vwi束缚水体积；Vp孔隙体积；束缚水饱和度影响因素分析：岩石的孔隙结构岩石中泥质含量岩石的润湿性岩石孔隙小，连通性差，束缚水饱和度大。随岩石亲水性的增强，束缚水饱

9、和度增加。泥质含量增加，束缚水饱和度增大。岩石的渗透性：在一定的压差作用下，储层岩石让流体在其中流动的性质。其大小用渗透率(permeability)表示。适用条件：适用条件：（1）流体必须为牛顿流体；）流体必须为牛顿流体；（2）渗流速度必须在适当范围；（渗流阻力主要由粘滞力引起）渗流速度必须在适当范围；（渗流阻力主要由粘滞力引起）1、达西定律(Darcyslaw)达西定律(Darcyslaw)渗透率渗透率渗透率渗透率Q通过砂层的渗流流量，cm3/s；K砂层渗透率，它反映液体渗过砂层的通过能力，m2；A渗流横截面积，cm2；P两渗流面截间的折算压力差，大气压；液体粘度，mPas；L两渗流截面间

10、的距离，cm。2、绝对渗透率：指单相流体在多孔介质中流动，不与之发生物理化学作用的 渗透率。绝对渗透率是油藏岩石本身固有的特性参数，其大小只取决于岩石 本身，而与实验流体无关。3、有效渗透率：当岩石中有两种以上流体共存时，岩石对某一相流体的通过 能力，又称相渗透率。有效渗透率不仅与岩石本身性质有关，而且与流体 性质及其数量比例有关。4、相对渗透率：当岩石中有多种流体共存时，每一种流体的有效渗透率与 绝对渗透率的比值，以小数或百分数表示。多相流体共存时，各相流体相对渗透率之和总是小于多相流体共存时，各相流体相对渗透率之和总是小于1 1。四、油藏岩石压缩系数(coefficientofcompre

11、ssibility)1、油藏岩石压缩系数 油藏压力每变化单位压降时，油藏岩石内孔隙体积的变化率。通常用Cr来表示：2、油藏综合压缩系数 指油藏岩石压缩系数和油藏流体压缩系数之和。通常用C来表示：1 1、润湿的定义、润湿的定义2 2、衡量润湿性的参数、衡量润湿性的参数（润湿角）（润湿角）油水对固体表面的润湿平衡油水对固体表面的润湿平衡油水对固体表面的润湿平衡油水对固体表面的润湿平衡1 1水水水水 2 2油油油油 3 3固体固体固体固体过气液固或液液固三相交点对液滴过气液固或液液固三相交点对液滴表面所作的切线与液固表面所夹的角。表面所作的切线与液固表面所夹的角。定义：定义：定义：定义：(从极性大的

12、一端算起从极性大的一端算起从极性大的一端算起从极性大的一端算起)指液体在分子力作用下在固体表面的流散现象。指液体在分子力作用下在固体表面的流散现象。储层岩石成分、流体成储层岩石成分、流体成分、矿物表面粗糙度以及孔隙结构的非均质性等因素都会影响储层的润湿性。分、矿物表面粗糙度以及孔隙结构的非均质性等因素都会影响储层的润湿性。油层润湿性与石油采收率密切相关。油层润湿性与石油采收率密切相关。五、润湿性(wettability)3 3、润湿性的判断、润湿性的判断90909090909090岩石表面岩石表面岩石表面岩石表面亲油亲油亲油亲油0000岩石表面岩石表面岩石表面岩石表面完全水湿完全水湿完全水湿完

13、全水湿岩石表面岩石表面岩石表面岩石表面完全油湿完全油湿完全油湿完全油湿=180=180=180=180天然岩石的表面性质天然岩石的表面性质天然岩石的表面性质天然岩石的表面性质（矿物成份和粗糙度等）（矿物成份和粗糙度等）（矿物成份和粗糙度等）（矿物成份和粗糙度等）大量实验表明：大量实验表明：大量实验表明：大量实验表明：岩石的岩石的岩石的岩石的润湿性润湿性润湿性润湿性主要取决于主要取决于主要取决于主要取决于原油中极性组分的含量原油中极性组分的含量原油中极性组分的含量原油中极性组分的含量五、润湿性(wettability)注水开发油田注水开发油田亲水岩石亲水岩石亲水岩石亲水岩石:位于孔道中间的油很容

14、易被驱替出位于孔道中间的油很容易被驱替出位于孔道中间的油很容易被驱替出位于孔道中间的油很容易被驱替出水驱结束后孔隙空间只剩下被分割的油滴水驱结束后孔隙空间只剩下被分割的油滴水驱结束后孔隙空间只剩下被分割的油滴水驱结束后孔隙空间只剩下被分割的油滴亲水亲水亲水亲水岩石的水驱采收率岩石的水驱采收率岩石的水驱采收率岩石的水驱采收率大于大于亲油亲油亲油亲油岩石的水驱采收率岩石的水驱采收率岩石的水驱采收率岩石的水驱采收率。同样条件下同样条件下同样条件下同样条件下注水开发油田注水开发油田亲油岩石亲油岩石亲油岩石亲油岩石:位于岩石颗粒表面和微孔隙中的油很难驱替出来位于岩石颗粒表面和微孔隙中的油很难驱替出来位于

15、岩石颗粒表面和微孔隙中的油很难驱替出来位于岩石颗粒表面和微孔隙中的油很难驱替出来亲水亲水亲水亲水岩石的水驱采收率岩石的水驱采收率岩石的水驱采收率岩石的水驱采收率大于大于亲油亲油亲油亲油岩石的水驱采收率岩石的水驱采收率岩石的水驱采收率岩石的水驱采收率。同样条件下：同样条件下：同样条件下：同样条件下：开发方案的调整和完善开发方案的调整和完善开发方案的调整和完善开发方案的调整和完善一个油田的正规开发一般要经历一个油田的正规开发一般要经历一个油田的正规开发一般要经历一个油田的正规开发一般要经历三个阶段三个阶段三个阶段三个阶段：开发前的准备阶段开发前的准备阶段开发前的准备阶段开发前的准备阶段开发设计和投

16、产开发设计和投产开发设计和投产开发设计和投产（开发方案的制订和实施）开发方案的制订和实施）开发方案的制订和实施）开发方案的制订和实施）详探详探详探详探开发试验开发试验开发试验开发试验油层研究和评价油层研究和评价油层研究和评价油层研究和评价全面布置开发井全面布置开发井全面布置开发井全面布置开发井制订和实施完井方案、注采方案制订和实施完井方案、注采方案制订和实施完井方案、注采方案制订和实施完井方案、注采方案工艺技术措施调整工艺技术措施调整工艺技术措施调整工艺技术措施调整井网层系调整井网层系调整井网层系调整井网层系调整开发方式调整开发方式调整开发方式调整开发方式调整第四章第四章 油田开发设计基础油田

17、开发设计基础 油藏驱动能量：油藏驱动能量：1、天然能量、天然能量边底水的压能边底水的压能边底水的压能边底水的压能 流体和岩石的弹性膨胀能流体和岩石的弹性膨胀能流体和岩石的弹性膨胀能流体和岩石的弹性膨胀能 气顶气的弹性膨胀能气顶气的弹性膨胀能气顶气的弹性膨胀能气顶气的弹性膨胀能 溶解气的弹性膨胀能溶解气的弹性膨胀能溶解气的弹性膨胀能溶解气的弹性膨胀能 原油本身的位能原油本身的位能原油本身的位能原油本身的位能 2、人工补充能量、人工补充能量 人工向油藏注水、注气来增加油藏驱油能量人工向油藏注水、注气来增加油藏驱油能量驱动石油流动的能量可以是几种能量的综合作用驱动石油流动的能量可以是几种能量的综合作

18、用驱动石油流动的能量可以是几种能量的综合作用驱动石油流动的能量可以是几种能量的综合作用1 1 1 1、弹性驱动、弹性驱动、弹性驱动、弹性驱动(elasticdrive)主要依靠油藏岩石和流体的弹性膨胀能驱油的驱动。主要依靠油藏岩石和流体的弹性膨胀能驱油的驱动。主要依靠油藏岩石和流体的弹性膨胀能驱油的驱动。主要依靠油藏岩石和流体的弹性膨胀能驱油的驱动。原油被排挤到生产井中原油被排挤到生产井中原油被排挤到生产井中原油被排挤到生产井中油藏投入开发油藏投入开发油藏投入开发油藏投入开发油层压力开始下降油层压力开始下降油层压力开始下降油层压力开始下降液体、岩石体积发生膨胀液体、岩石体积发生膨胀液体、岩石体

19、积发生膨胀液体、岩石体积发生膨胀储油层的孔隙体积缩小储油层的孔隙体积缩小储油层的孔隙体积缩小储油层的孔隙体积缩小天然能量开采的几种开采方式天然能量开采的几种开采方式第二节第二节 油藏驱动方式及其开采特征油藏驱动方式及其开采特征2 2 2 2、溶解气驱动、溶解气驱动、溶解气驱动、溶解气驱动(solutiongasdrive)主要依靠原油中分离出天然气的弹性膨胀能量驱油的驱动方式。主要依靠原油中分离出天然气的弹性膨胀能量驱油的驱动方式。主要依靠原油中分离出天然气的弹性膨胀能量驱油的驱动方式。主要依靠原油中分离出天然气的弹性膨胀能量驱油的驱动方式。油层压力低于饱和压力油层压力低于饱和压力油层压力低于

20、饱和压力油层压力低于饱和压力溶解在原油中的天然气将从原溶解在原油中的天然气将从原溶解在原油中的天然气将从原溶解在原油中的天然气将从原油中分离出来油中分离出来油中分离出来油中分离出来天然气体积发生膨胀天然气体积发生膨胀天然气体积发生膨胀天然气体积发生膨胀原油被排挤流入油井原油被排挤流入油井原油被排挤流入油井原油被排挤流入油井第二节第二节 油藏驱动方式及其开采特征油藏驱动方式及其开采特征3 3 3 3、水压驱动、水压驱动、水压驱动、水压驱动(waterdrive)依靠边底水和（或）注入水为主要驱油动力的驱动方式。依靠边底水和（或）注入水为主要驱油动力的驱动方式。依靠边底水和（或）注入水为主要驱油动

21、力的驱动方式。依靠边底水和（或）注入水为主要驱油动力的驱动方式。(1)(1)刚性水压驱动刚性水压驱动(rigid water drive)能量供给充分，水侵量完全补偿采出量。能量供给充分，水侵量完全补偿采出量。第二节第二节 油藏驱动方式及其开采特征油藏驱动方式及其开采特征(2)(2)弹性水压驱动弹性水压驱动(elastic water drive)能量供给不充分，水侵量不能补偿采出量。能量供给不充分，水侵量不能补偿采出量。4 4 4 4、气压驱动、气压驱动、气压驱动、气压驱动(gasdrive)主要靠气顶气的膨胀能或注入气驱油的驱动方式。主要靠气顶气的膨胀能或注入气驱油的驱动方式。主要靠气顶气

22、的膨胀能或注入气驱油的驱动方式。主要靠气顶气的膨胀能或注入气驱油的驱动方式。5 5 5 5、重力驱动、重力驱动、重力驱动、重力驱动(gravitydrive)依靠原油自身重力作为主要驱油能量的驱动方式。依靠原油自身重力作为主要驱油能量的驱动方式。依靠原油自身重力作为主要驱油能量的驱动方式。依靠原油自身重力作为主要驱油能量的驱动方式。溶解气驱采收率最低。溶解气驱采收率最低。溶解气驱采收率最低。溶解气驱采收率最低。各种驱动方式的驱油能量来源不同各种驱动方式的驱油能量来源不同各种驱动方式的驱油能量来源不同各种驱动方式的驱油能量来源不同最终采收率最终采收率最终采收率最终采收率(ultimatereco

23、very)也不同也不同也不同也不同水压驱动方式水压驱动方式水压驱动方式水压驱动方式的驱油效率最高，采收率最大。的驱油效率最高，采收率最大。的驱油效率最高，采收率最大。的驱油效率最高，采收率最大。一般情况下一般情况下一般情况下一般情况下国内外许多油田都采用人工国内外许多油田都采用人工国内外许多油田都采用人工国内外许多油田都采用人工注水保持压力的开发方式。注水保持压力的开发方式。注水保持压力的开发方式。注水保持压力的开发方式。第四节第四节 砂岩油田注水开发砂岩油田注水开发在进行油田开发方案设计时，首先要确定油田开发方式在进行油田开发方案设计时，首先要确定油田开发方式在进行油田开发方案设计时，首先要

24、确定油田开发方式在进行油田开发方案设计时，首先要确定油田开发方式(developmentmode)，且应当尽可能充分利用油藏本身的天然能量，且应当尽可能充分利用油藏本身的天然能量，且应当尽可能充分利用油藏本身的天然能量，且应当尽可能充分利用油藏本身的天然能量来开发油田。来开发油田。来开发油田。来开发油田。我国现有油田我国现有油田我国现有油田我国现有油田绝大多数不具绝大多数不具绝大多数不具绝大多数不具备充足的天然备充足的天然备充足的天然备充足的天然能量补给条件能量补给条件能量补给条件能量补给条件世界油田开发的历史也表明，若世界油田开发的历史也表明，若世界油田开发的历史也表明，若世界油田开发的历史

25、也表明，若只依靠油田本身的能量开发，采只依靠油田本身的能量开发，采只依靠油田本身的能量开发，采只依靠油田本身的能量开发，采油速度低，采收率小，原油产量油速度低，采收率小，原油产量油速度低，采收率小，原油产量油速度低，采收率小，原油产量不能满足国民经济发展的要求不能满足国民经济发展的要求不能满足国民经济发展的要求不能满足国民经济发展的要求国国国国内内内内油油油油田田田田开开开开发发发发中中中中广广广广泛泛泛泛采采采采用用用用人人人人工工工工注注注注水水水水保保保保持持持持或或或或补补补补充充充充地层能量，使油田处于水压驱动方式开发。地层能量，使油田处于水压驱动方式开发。地层能量，使油田处于水压驱

26、动方式开发。地层能量，使油田处于水压驱动方式开发。注好水、注够水和有效注水是注水工程的基本任务。注好水、注够水和有效注水是注水工程的基本任务。一、一、注水时间注水时间(waterfloodingtime)1、早期注水开发早期注水开发早期注水开发早期注水开发，一般比油田投入开发时间晚，一般比油田投入开发时间晚1-2年；年；2、油田开发后期，天然能量枯竭后作为二次采油方法。、油田开发后期，天然能量枯竭后作为二次采油方法。注好水、注够水和有效注水是注水工程的基本任务。注好水、注够水和有效注水是注水工程的基本任务。注水井在油藏所处的部位和注水井与生产井之间注水井在油藏所处的部位和注水井与生产井之间注水

27、井在油藏所处的部位和注水井与生产井之间注水井在油藏所处的部位和注水井与生产井之间的排列关系。的排列关系。的排列关系。的排列关系。二、二、注水方式注水方式(waterfloodingmode)油层性质和构造条件油层性质和构造条件油层性质和构造条件油层性质和构造条件确定注水方式的主要依据确定注水方式的主要依据确定注水方式的主要依据确定注水方式的主要依据：目前国内外油田所采用的注水方式目前国内外油田所采用的注水方式目前国内外油田所采用的注水方式目前国内外油田所采用的注水方式边缘注水边缘注水边缘注水边缘注水切割注水切割注水切割注水切割注水面积注水面积注水面积注水面积注水点状注水点状注水点状注水点状注水

28、第四节第四节 砂岩油田注水开发砂岩油田注水开发1 1 1 1、边缘注水、边缘注水、边缘注水、边缘注水(marginalflooding)注水井部署在含水区内或油水过渡带上或含油边界以内不注水井部署在含水区内或油水过渡带上或含油边界以内不注水井部署在含水区内或油水过渡带上或含油边界以内不注水井部署在含水区内或油水过渡带上或含油边界以内不远处。远处。远处。远处。注水井分布在含油区上注水井分布在含油区上注水井分布在含油区上注水井分布在含油区上注水井分布在含水区注水井分布在含水区注水井分布在含水区注水井分布在含水区缘外注水缘外注水缘外注水缘外注水分类分类分类分类缘上注水缘上注水缘上注水缘上注水注水井分

29、布在油水过渡带上注水井分布在油水过渡带上注水井分布在油水过渡带上注水井分布在油水过渡带上缘内注水缘内注水缘内注水缘内注水边缘注水示意图边缘注水示意图边缘注水示意图边缘注水示意图第四节第四节 砂岩油田注水开发砂岩油田注水开发2 2 2 2、切割注水、切割注水、切割注水、切割注水(Cuttingflooding)利用注水井排将含油面积切割成许多块（切割区），每个切利用注水井排将含油面积切割成许多块（切割区），每个切利用注水井排将含油面积切割成许多块（切割区），每个切利用注水井排将含油面积切割成许多块（切割区），每个切割区可以作为一个独立的开发单元。割区可以作为一个独立的开发单元。割区可以作为一个独

30、立的开发单元。割区可以作为一个独立的开发单元。切割注水示意图切割注水示意图切割注水示意图切割注水示意图第四节第四节 砂岩油田注水开发砂岩油田注水开发3 3 3 3、面积注水、面积注水、面积注水、面积注水(patternflooding)将注水井和生产井按一定的几何形状和密度均匀地布置在将注水井和生产井按一定的几何形状和密度均匀地布置在将注水井和生产井按一定的几何形状和密度均匀地布置在将注水井和生产井按一定的几何形状和密度均匀地布置在整个含油面积进行开发。整个含油面积进行开发。整个含油面积进行开发。整个含油面积进行开发。(a)(a)(a)(a)正对式排状注水正对式排状注水正对式排状注水正对式排状

31、注水(b)(b)(b)(b)交错交错交错交错式排状注水式排状注水式排状注水式排状注水线性注水示意图线性注水示意图线性注水示意图线性注水示意图注采井数比为注采井数比为注采井数比为注采井数比为1:11:11:11:1（1 1 1 1）线状注水系统）线状注水系统）线状注水系统）线状注水系统(Lineflooding)注水井和生产井都等距地沿着直线分布，一排注注水井和生产井都等距地沿着直线分布，一排注注水井和生产井都等距地沿着直线分布，一排注注水井和生产井都等距地沿着直线分布，一排注水井对应一排生产井。水井对应一排生产井。水井对应一排生产井。水井对应一排生产井。注水井与生产井即可注水井与生产井即可注水

32、井与生产井即可注水井与生产井即可以正对也可以交错。以正对也可以交错。以正对也可以交错。以正对也可以交错。第四节第四节 砂岩油田注水开发砂岩油田注水开发（2 2）强化面积注水系统）强化面积注水系统根据油水井相互位置和所构成的井网形状不同根据油水井相互位置和所构成的井网形状不同五点法五点法五点法五点法七点法七点法七点法七点法九点法九点法九点法九点法反九点法反九点法反九点法反九点法四点法四点法四点法四点法由于面积注水井网的灵活性较大，因此具有较强的适应性。由于面积注水井网的灵活性较大，因此具有较强的适应性。第四节第四节 砂岩油田注水开发砂岩油田注水开发1:21:12:13:1开发方案的主要内容开发方

33、案的主要内容开发方案的主要内容开发方案的主要内容油田地质情况油田地质情况油田地质情况油田地质情况储量计算储量计算储量计算储量计算开发原则开发原则开发原则开发原则开发程序开发程序开发程序开发程序开发层系、井网、开采方式和注采系统开发层系、井网、开采方式和注采系统开发层系、井网、开采方式和注采系统开发层系、井网、开采方式和注采系统钻井工程和完井方法钻井工程和完井方法钻井工程和完井方法钻井工程和完井方法采油工艺技术采油工艺技术采油工艺技术采油工艺技术地面集输系统地面集输系统地面集输系统地面集输系统开发指标开发指标开发指标开发指标经济评价经济评价经济评价经济评价方案实施要求方案实施要求方案实施要求方案

34、实施要求第五节第五节 油田开发方案的编制油田开发方案的编制HSEHSE油田开发综合调整的内容油田开发综合调整的内容油田开发综合调整的内容油田开发综合调整的内容3 3 3 3、开发方式调整。、开发方式调整。、开发方式调整。、开发方式调整。1 1 1 1、立足现有井网层系的综合调整，主要为各种立足现有井网层系的综合调整，主要为各种立足现有井网层系的综合调整，主要为各种立足现有井网层系的综合调整，主要为各种工艺措施调整；工艺措施调整；工艺措施调整；工艺措施调整；2 2 2 2、井网层系调整；、井网层系调整；、井网层系调整；、井网层系调整；第五章第五章 油藏动态分析方法油藏动态分析方法油田动态分析的目

35、的：油田动态分析的目的：油田动态分析的目的：油田动态分析的目的：认识油田开采过程中开发指标的变化规律认识油田开采过程中开发指标的变化规律认识油田开采过程中开发指标的变化规律认识油田开采过程中开发指标的变化规律油田动态分析的方法：油田动态分析的方法：油田动态分析的方法：油田动态分析的方法：试井分析方法、物质平衡方法、经验方法和数值模拟方法。试井分析方法、物质平衡方法、经验方法和数值模拟方法。试井分析方法、物质平衡方法、经验方法和数值模拟方法。试井分析方法、物质平衡方法、经验方法和数值模拟方法。完善开发方案或对原方案进行调整完善开发方案或对原方案进行调整完善开发方案或对原方案进行调整完善开发方案或

36、对原方案进行调整检验开发方案的合理性检验开发方案的合理性检验开发方案的合理性检验开发方案的合理性获得较获得较获得较获得较好的开好的开好的开好的开发效果发效果发效果发效果一、基本概念一、基本概念一、基本概念一、基本概念（1 1）无因次量）无因次量（因次即量纲）把有因次的量无因次化，用下标D表示，一般来说，引进的物理量是原物理量的组合，并与原物理量本身成正比。（2 2 2 2）表皮效应与表皮系数）表皮效应与表皮系数）表皮效应与表皮系数）表皮效应与表皮系数表皮效应：表皮效应：表皮效应：表皮效应：地层受到损害或改善，井筒附近地层渗透率地层受到损害或改善，井筒附近地层渗透率地层受到损害或改善，井筒附近地

37、层渗透率地层受到损害或改善，井筒附近地层渗透率发生变化的现象。发生变化的现象。发生变化的现象。发生变化的现象。S S S S值为正值为正值为正值为正S S S S值为零值为零值为零值为零井底附近地层因污染渗透率下降井底附近地层因污染渗透率下降井底附近地层因污染渗透率下降井底附近地层因污染渗透率下降S S S S值为负值为负值为负值为负采用增产措施后，井底附近的渗透率提高采用增产措施后，井底附近的渗透率提高采用增产措施后，井底附近的渗透率提高采用增产措施后，井底附近的渗透率提高不完善井不完善井不完善井不完善井超完善井超完善井超完善井超完善井理想状况理想状况理想状况理想状况表皮系数：表皮系数：表皮

38、系数：表皮系数：完善井完善井完善井完善井（3 3 3 3）井筒存储效应与井筒存储系数）井筒存储效应与井筒存储系数）井筒存储效应与井筒存储系数）井筒存储效应与井筒存储系数在压力恢复试井中，由于井筒内的气体和液体的可在压力恢复试井中，由于井筒内的气体和液体的可在压力恢复试井中，由于井筒内的气体和液体的可在压力恢复试井中，由于井筒内的气体和液体的可压缩性，油井关井时，地层中的液体继续流入井内，压缩性，油井关井时，地层中的液体继续流入井内，压缩性，油井关井时，地层中的液体继续流入井内，压缩性，油井关井时，地层中的液体继续流入井内，并压缩井筒流体的现象。并压缩井筒流体的现象。并压缩井筒流体的现象。并压缩

39、井筒流体的现象。续流：续流：续流：续流：井筒存储：井筒存储：井筒存储：井筒存储：在压降试井中，油井一开井，首先流出井筒的是在压降试井中，油井一开井，首先流出井筒的是在压降试井中，油井一开井，首先流出井筒的是在压降试井中，油井一开井，首先流出井筒的是原先压缩的流体，而地层流体不流入井筒的现象。原先压缩的流体，而地层流体不流入井筒的现象。原先压缩的流体，而地层流体不流入井筒的现象。原先压缩的流体，而地层流体不流入井筒的现象。续流和井筒存储对压力曲线的影响是等续流和井筒存储对压力曲线的影响是等续流和井筒存储对压力曲线的影响是等续流和井筒存储对压力曲线的影响是等效的，均表现为压力曲线直线段滞后效的，均

40、表现为压力曲线直线段滞后效的，均表现为压力曲线直线段滞后效的，均表现为压力曲线直线段滞后井筒存储效应井筒存储效应井筒存储效应井筒存储效应井筒存储系数井筒存储系数(C,(C,衡衡量井筒存储效应大量井筒存储效应大小的物理量小的物理量)第二节第二节 经验方法经验方法油气田开发的基本模式油气田开发的基本模式油气田开发的基本模式油气田开发的基本模式产量上升阶段产量上升阶段产量上升阶段产量上升阶段产量稳定阶段产量稳定阶段产量稳定阶段产量稳定阶段产量递减阶段产量递减阶段产量递减阶段产量递减阶段二、油田含水规律及其预测二、油田含水规律及其预测二、油田含水规律及其预测二、油田含水规律及其预测 注水或天然水侵油田

41、的开发，在无水采油期结束后，注水或天然水侵油田的开发，在无水采油期结束后，注水或天然水侵油田的开发，在无水采油期结束后，注水或天然水侵油田的开发，在无水采油期结束后，油田将油田将油田将油田将长期处于含水期的开采长期处于含水期的开采长期处于含水期的开采长期处于含水期的开采，且采水率将逐步上升，且采水率将逐步上升，且采水率将逐步上升，且采水率将逐步上升，这是这是这是这是影响油田稳产的重要因素影响油田稳产的重要因素影响油田稳产的重要因素影响油田稳产的重要因素。1 1 1 1、水驱油田含水采油期的划分水驱油田含水采油期的划分水驱油田含水采油期的划分水驱油田含水采油期的划分(5)(5)(5)(5)特高含

42、水采油期：含水率特高含水采油期：含水率特高含水采油期：含水率特高含水采油期：含水率90%90%90%90%。(1)(1)(1)(1)无水采油期：含水率无水采油期：含水率无水采油期：含水率无水采油期：含水率2%2%2%能量损失之和能量损失之和自喷自喷地层能量与能量损失之和的差值越大，产量越大地层能量与能量损失之和的差值越大，产量越大 一、油井流入动态：一、油井流入动态：（1 1）从油层到井底的）从油层到井底的地下渗流地下渗流；（2 2）从井底到井口的）从井底到井口的垂直管流垂直管流；（3 3）经油嘴流出井口的）经油嘴流出井口的嘴流嘴流；（4 4）通过井口地面出油管线流至）通过井口地面出油管线流至

43、集油站分离器的集油站分离器的水平管流水平管流。1 1、自喷井生产过程中，原油流至地面分离器一般要经过四个流、自喷井生产过程中，原油流至地面分离器一般要经过四个流动过程：动过程：第一节第一节 油井自喷原理油井自喷原理 2 2、油井流入动态、油井流入动态 油井产量与井底流动压力的关系。油井产量与井底流动压力的关系。它反映了油藏向油井的供油能力，它反映了油藏向油井的供油能力，反映了油藏压力、油层物性、流体物性、完井质量等对油层渗流规律的影反映了油藏压力、油层物性、流体物性、完井质量等对油层渗流规律的影响，是采油工程与油藏工程的衔接点。通过油井流入动态研究，可以为油响，是采油工程与油藏工程的衔接点。通

44、过油井流入动态研究，可以为油藏工程提供检验资料；为采油工程的下一步工作提供依据。藏工程提供检验资料；为采油工程的下一步工作提供依据。3 3、油井流入动态曲线、油井流入动态曲线（Inflow performance Inflow performance relationship curve,relationship curve,IPRIPR曲线）曲线）表示产量与井底流压关系的曲线。表示产量与井底流压关系的曲线。第一节第一节 油井自喷原理油井自喷原理 4 4、采油、采油(液液)指数（指数（J)J)单位生产压差下的油井日产油单位生产压差下的油井日产油(液液)量，量，反映油层性质、厚度、反映油层性质、

45、厚度、流体物性、完井条件及泄油面积等与产量关系的综合指标。流体物性、完井条件及泄油面积等与产量关系的综合指标。第一节第一节 油井自喷原理油井自喷原理 第四节第四节 气举采油原理气举采油原理 从地面向井筒注入高压气体从地面向井筒注入高压气体从地面向井筒注入高压气体从地面向井筒注入高压气体,将原油举升至地面将原油举升至地面将原油举升至地面将原油举升至地面的一种人工举升方式。的一种人工举升方式。的一种人工举升方式。的一种人工举升方式。气举定义：气举定义：气举定义：气举定义：依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒中混合，利用气体的膨胀使井筒中的混合利用气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低液密度

46、降低，将流到井内的原油举升到地面。气举采油原理：气举采油原理：气举采油原理：气举采油原理：向井筒向井筒向井筒向井筒周期性周期性周期性周期性地注入气体，推动停注地注入气体，推动停注地注入气体，推动停注地注入气体，推动停注期间在井筒内聚集的油层流体段塞升期间在井筒内聚集的油层流体段塞升期间在井筒内聚集的油层流体段塞升期间在井筒内聚集的油层流体段塞升至地面，从而排出井中液体。至地面，从而排出井中液体。至地面，从而排出井中液体。至地面，从而排出井中液体。气举分类（按注气方式分）气举分类（按注气方式分）气举分类（按注气方式分）气举分类（按注气方式分）气举气举气举气举连续气举连续气举连续气举连续气举将高压

47、气体将高压气体将高压气体将高压气体连续连续连续连续地注入井内，排出地注入井内，排出地注入井内，排出地注入井内，排出井筒中液体。井筒中液体。井筒中液体。井筒中液体。间歇气举间歇气举间歇气举间歇气举第四节第四节 气举采油原理气举采油原理适用条件：适用条件：供液能力较好、产量较高的油井。供液能力较好、产量较高的油井。适用条件：适用条件：油层供给能力差，产量低的油井。油层供给能力差，产量低的油井。有杆泵采油典型特点：地面能量通过抽油杆、抽油泵传递给井下流体。(1)常规有杆泵采油：抽油机悬点的往复运动通过抽油杆传递给井下柱塞泵。(2)地面驱动螺杆泵采油：井口驱动头的旋转运动通过抽油杆传递给井下螺杆泵。有

48、杆泵采油分类：常规有杆泵采油是目前我国最广泛应用的采油方式，大约有80%以上的油井采油采用该举升方式。第一节第一节第一节第一节 有杆泵采油基础有杆泵采油基础有杆泵采油基础有杆泵采油基础一、抽油装置一、抽油装置其它附件其它附件其它附件其它附件设设设设备备备备组组组组成成成成抽油机（地面）抽油机（地面）抽油机（地面）抽油机（地面）抽油杆（传动动力）抽油杆（传动动力）抽油杆（传动动力）抽油杆（传动动力）抽油泵（井筒内）抽油泵（井筒内）抽油泵（井筒内）抽油泵（井筒内）第一节第一节第一节第一节 有杆泵采油基础有杆泵采油基础有杆泵采油基础有杆泵采油基础 抽油机是有杆深井泵采油的主要地面设备，它将抽油机是有

49、杆深井泵采油的主要地面设备，它将电能转化电能转化为机械能为机械能，包括，包括游梁式抽油机游梁式抽油机和无游梁式抽油机两种。和无游梁式抽油机两种。1 1、抽油机、抽油机第一节第一节第一节第一节 有杆泵采油基础有杆泵采油基础有杆泵采油基础有杆泵采油基础2 2、抽油泵、抽油泵 工作筒工作筒(外筒和衬套外筒和衬套)柱塞柱塞 游动凡尔游动凡尔(排出阀排出阀排出阀排出阀)固定凡尔固定凡尔(吸入阀吸入阀吸入阀吸入阀)主主 要要 组组 成成抽油泵是将机械能转化为流体压能的设备。抽油泵是将机械能转化为流体压能的设备。柱塞柱塞游动凡尔游动凡尔工作筒工作筒固定凡尔固定凡尔 第一节第一节第一节第一节 有杆泵采油基础有

50、杆泵采油基础有杆泵采油基础有杆泵采油基础工作原理动画工作原理动画*2潜油电机保护器分离器多级离心泵潜油电缆井井下下机机组组部部分分变压器控制屏接线盒地地面面控控制制部部分分泄油阀单流阀电力传电力传输部分输部分电电潜潜泵泵采采油油系系统统示示意意图图第二节第二节第二节第二节 无杆泵采油基础无杆泵采油基础无杆泵采油基础无杆泵采油基础一、电潜泵一、电潜泵工作原理动画工作原理动画第一节 水源、水质及注水系统一、水源选择水源选择要求：水量充足、水质稳定。水源类型 地面水源地面淡水水源海水水源 来自河床等冲积层水源 地层水水源 油层采出水1.粘土膨胀2.机械杂质3.微粒运移4.细菌堵塞5.反应沉淀物6.原