析及油藏开发主要技术政策界限确定.docx

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析及油藏开发主要技术政策界限确定

试油试采资料分析及油藏开发

主要技术政策界限确定

一、试油试采资料分析

（一）试油目的及确定参数

概念：

完井后用密度较小的液体或者压力较高的气体将井内密度较大的压井液置换出来，在逐步把井内液柱压力降低到低于产层的地层压力的情况下，诱导油气流入井，然后对目的层的油气水产量和性质以及地层压力和温度等进行测定，这一整套工艺技术称为试油。

目的：

是为了进一步认识油层，为油田的合理开发提供可靠的依据。

通过完钻井试油，可以确定如下参数：

●确定油层岩电关系，求取油层有效厚度界限值。

●获取油井油、气、水产量，了解油井产能。

●测量油层压力、井底压力、井口压力和油藏温度。

●认识油层流体性质，包括地面原油性质、天然气性质、地层水性质。

通过试井，可以确定如下参数：

●确定油层地层压力、流动压力及地层温度；

●求得油井的产能方程，确定油井生产能力；

●确定储集层孔隙类型，计算地层渗流特征参数；

●确定井底的完善程度，为制定增产措施及评价其效果提供依据；

●确定油藏边界的形状及距离，计算油藏储量；

●分析油井的生产状况，确定其最佳工作制度。

通过自喷井求取高压物性资料，包括油层饱和压力、原始油气比、地下原油性质、原油体积系数、压缩系数等。

（二）试采目的及确定参数

目的：

是了解油井生产技术条件，掌握产量、压力变化，评价产能、天然能量，认识油层渗流特性，为油藏工程设计提供地质依据。

要求：

油藏证实有工业油流后，根据油藏特点和开发要求，开展试采工作。

试采时间视油藏弹性能量大小而定，一般以半年至一年为限。

试采井数根据油藏大小、地质复杂程度和开发工作需要而定。

一般含油面积小于10km2、地质储量小于1000×104t的油藏，设计1-2口试采井；复杂断块油藏的主要断块至少设计1口试采井；大中型构造油藏每10km2不得少于1口试采井；必要时可开辟井组或试验区进行试采。

试采井一般应均匀部署，油层性质变化较大时应考虑试采井分布的代表性。

通过试采可研究：

（1）研究地层，即验证砂层组及小层划分，储层非均质情况，隔层性质及分布规律

（2）研究井网、井距及不同井网对油层的控制程度，层系划分，合理产量、采油速度及不同井网的经济技术指标评价。

（3）研究生产动态规律，为编制开发方案提供依据。

（4）研究采油工艺，如油层改造、完井方式、增产措施、防砂等。

（三）试油试采资料分析内容及方法

1、油藏性质

1）原油性质

（1）原油性质的描述

●根据试油试采资料，描述地面原油密度、粘度、凝固点、含蜡量、含硫量、含沥青量等参数。

●根据高压物性资料，描述地层原油密度、粘度、一次脱气和多次脱气气油比、原油体积系数、饱和压力、原油压缩系数、溶解系数、热膨胀系数、收缩率等

●根据室内实验资料，描述不同温度条件下原油粘度的变化。

●依据不同储层原油的化学组成和原油的物理性质，进行原油性质的分类：

①低粘油：

油层条件下原油粘度≤5mPa·s。

②中粘油：

油层条件下原油粘度＞5-20mPa·s。

③高粘油：

油层条件下原油粘度＞20-50mPa·s。

④稠油：

油层条件下原油粘度>50mPa.s，相对密度>0.920。

稠油又可细分为3大类4级（表）。

⑤凝析油：

指在地层条件下介于临界温度和临界凝析温度之间的气相烃类，一般相对密度>0.800。

⑥挥发油：

流体系统位于油气之间的过渡区内，而其特性在油藏内属泡点系统，呈液体状态，相态上接近临界点，在开发过程中挥发性强。

⑦高凝油：

为凝点>40℃的轻质高含蜡原油。

（2）原油性质分布特点

①横向变化特点

描述区块每个油层不同构造位置的原油性质变化特点。

②纵向变化特点

描述区块不同油层的原油性质变化特点。

同一区块不同油层同一构造位置的原油性质变化特点。

2）天然气性质

（1）天然气化学性质

描述天然气化学组成中轻烃（甲烷）、重烃（乙烷以上烃）、烯烃（不饱和烃）和非烃（氮、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、氦和惰性气体）的组分和百分含量。

（2）天然气物理性质

描述天然气的相对密度、粘度和压缩系数。

3）地层水性质

（1）地层水化学性质及分类

描述地层水中的重碳酸根、碳酸根、硫酸根、氯根、钾、钠、钙、镁等离子的成分及当量百分含量。

确定属重碳酸钠、硫酸钠、氯化钙或氯化镁等地层水水型。

（2）地层水物理性质

描述地层水的密度、粘度、矿化度及压缩系数、体积系数等。

4）地层压力系统

压力系统是指受同一压力源控制的、能相互影响和传递压力的储集层统一体。

①原始地层压力与油层中部深度关系曲线绘制

②油藏压力系数的确定：

③压力系统的判别：

●正常地层压力：

地层压力与静水柱压力基本一致，压力系数＞0.9—1.2。

●异常高地层压力（异常高压）：

地层压力明显大于静水柱压力，压力系数＞1.2。

●异常低地层压力（异常低压）：

地层压力明显小于静水柱压力，压力系数＜0.9。

5）油藏温度系统

描述地层温度的变化，常使用地温梯度和级度的概念。

地温级度指地温每增加1度，所需的深度增加值，它是地温梯度的倒数：

通常地球的平均地温梯度为30C/100m，凡低于此称为地温梯度负异常，高于此称为地温梯度正异常。

胜利油田正常地温梯度一般为3.3～3.50C/100m。

2、油井产能

衡量油井产能的重要指标是采油指数。

采油指数定义为单位压差下的日产油量，它代表油井生产能力的大小，可用来判断油井工作状况及评价增产措施的效果。

采油指数的高低与油层渗透率、有效厚度、地层压力等有关。

因此，往往确定油井产能首先确定油井采油指数。

1）油井采油指数的确定方法

（1）根据区块少量探井试油资料，确定油井采油指数及每米采油指数

（2）根据区块少量的探井或开发准备井试采初期资料，确定采油指数

（3）流动系数法

该方法是根据一定数量试油井的kh/μ值与油井采油指数建立的关系图版，在求得

值后，求取不同流动系数条件下的采油指数值。

（4）稳定试井法

该方法适用于地层压力及井底流压均高于饱和压力的各类油藏。

该方法是通过连续改变3个以上工作制度，取得产量qo与生产压差△P，或两种工作制度下的产量差△q与井底流动压差△Pwf，绘制油井指示曲线即IPR曲线。

（5）理论公式法

由于该方法考虑了油层物性、流体性质等影响，因此适用于不同开采方式油藏的油井。

（6）Vogel（沃格尔）法

（7）类比法

油田或区块投产初期，往往受现场录取资料的限制，不能根据本油田（区块）资料确定油井采油指数。

遇到这种情况，往往借用同类油田资料，结合本油田（区块）少量资料来确定采油指数。

同类油田概念一般是指：

●具有相同的沉积环境；●相同韵律特征；●相同油藏埋深；●相似储层物性；

●相似流体性质；●相似温度压力系统

如孤东油田、孤岛油田、埕岛油田即为同类油田。

2）合理生产压差的确定

生产压差反映油井利用一定的工作制度（油嘴或抽油参数）采油时消耗的地层能量。

合理生产压差应能够满足油井最大产量，同时又不使油井井底原油脱气或边（底）水突进或油井出砂。

生产压差的确定主要考虑以下因素：

●油田稳定的需要

●油藏条件

如油藏类型（边底水、高低饱和油藏、储层物性、高压异常带）。

●油井状况

如是否防砂、压裂等。

●目前采油工艺水平

如不同下泵深度等。

生产压差计算公式：

3）新井产能的确定方法

（1）油嘴公式

油田资料的统计结果表明：

如果某些不产水的自喷井具有大致相同的油气比，地面原油比重变化范围不大，同时井口油管压力（油嘴的上游压力）大于井口回压（即油嘴的下游压力）的两倍时，油井的产量、油压和油嘴直径之间存在如下关系式：

式中：

qo—产油量，t/d;

D—油嘴孔眼直径，mm；

Pu—油管压力，kg/cm2；

C—油嘴系数，（一般介于0.1～1之间）。

（2）开始产水后油嘴公式

自喷井开始产水以后，在计算其产量的油嘴公式中就要考虑到含水率的影响。

根据统计和试验得到如下的经验公式：

总液量：

产油量：

（3）改变油嘴后产量和油压的估算公式（油嘴变换公式）

一口稳定生产的自喷井，正在用直径为D1的油嘴生产，日产量为q1。

此时如改变油嘴直径为D2时，日产油量将变为q2。

如果井下生产层位和完善程度不变，生产油气比也不变，则q1和q2之间将有以下的简单关系：

（4）陈元千方法

（5）面积注水产量计算方法

（6）弹性驱动条件下单井产量计算法

（7）溶解气驱油田单井产量计算

（8）采油强度法

该方法一般在无测压资料的情况下使用,或作为辅助方法。

4）油井见水后产能的确定

（1）分流量方程法

根据达西定律，当油水两相同时流过油藏内某一地层的横截面时，水相占整个产液量的百分数称为水的分流量或含水百分数，用fw表示。

在一维条件下，忽略毛细管力和重力的作用，其公式如下：

（2）单井最大产液量法

略

（3）单井产量递减曲线法

选择试采时间较长的油井，作日油与时间关系曲线，利用趋势线求取分段递减率，然后测算油井产量，如果试采时间较短，则可求取月递减率，由公式：

求得年递减率

式中：

—年递减率，小数；

—月递减率，小数。

5）区块（单元）产能确定方法

根据上述方法求得的油井采油指数和合理生产压差，综合考虑油藏有效厚度、生产层数、油层物性、油井措施等，确定区块（单元）的平均单井产能，然后乘以生产井数，得区块产能。

一般步骤：

略

3、油藏天然能量分析

1）油藏天然驱动类型

2）评价天然能量的分类标准

3）评价油藏天然能量的主要方法

二、油藏工程参数确定

（一）流体物性参数

获取途径：

PVT实验测定、查图版、经验统计公式计算

主要用途：

储量计算、油气藏动态分析、各种油藏工程计算及油藏数值模拟

1、PVT实验测定

1）饱和压力测定

饱和压力定义：

地层原油饱和压力，是在油层温度下全部天然气溶解于石油中的最小压力，也可以说是在地层温度下，从液相中分离出第一批气泡时的压力。

亦称泡点压力。

饱和压力测定即P-V关系测试，又称恒质膨胀实验，是指在地层温度下测定恒定质量的地层原油的体积与压力的关系，从而得到地层流体的饱和压力、压缩系数等参数。

2）原油压缩系数

定义：

在地层条件下（恒温），每变化1MPa压力，单位体积原油的体积变化率，它是油藏弹性能量的一个量度。

3）地层原油的单次脱气性质

定义：

将处于地层条件下的单相地层原油瞬间闪蒸到大气条件下，测量其体积和气液量变化。

原理：

保持油气分离过程中体系的总组成恒定不变。

目的：

为了测定油、气组分组成、单次脱气气油比、体积系数、地层油密度等参数。

4）油藏温度下多次脱气性质

定义：

是指在地层温度下，将地层原油分级降压脱气、排气的过程，测量油、气性质和组成随压力的变化关系。

原理：

整个过程中，体系的总组成不断改变。

目的：

为了测试和计算各级压力下的溶解气油比、饱和油的体积系数和密度、脱出气的偏差系数、相对密度和体积系数，以及油气双相体积系数等参数。

5）地层油粘度的测定

将PVT筒内的油样在保持地层压力、温度及溶气情况下转至粘度计中。

测定一般采用PVT仪附带的高压落球粘度计。

其测定原理为：

钢球在原油中的下落时间与粘度存有一定的关系。

关系式：

2、经验统计公式计算

（二）岩石物性参数

孔隙度、渗透率、岩石压缩系数

（三）相对渗透率曲线

相对渗透率曲线是研究多相渗流的基础，是油气藏开发中最重要的基础数据之一，主要用于油田开发计算、数值模拟、水驱油动态分析与预测以及确定储层中油、气、水的饱和度分布等许多方面。

1、定义

油水两相共渗时，油相和水相相对渗透率与含水饱和度的关系曲线，称为油水两相相对渗透率曲线。

2、油水两相渗流的基本原理

天然或注水开发的油藏，正常情况下从水区到油区的油层中，其原始的油水饱和度是逐渐变化的，在水区与油区之间有一个油水过渡带。

在生产过程中，当水渗入油区驱替原油时，由于油水流体性质的差异，如油水粘度差、密度差、毛细管现象及岩石的非均质等,使得水驱时水不可能将流过之出岩石的可动油部分全部洗净，在水区与油区之间形成了油水两相区。

在驱替过程中，此两相区不断向生产井推进，当生产井见水后，很长时间内油水同时开采；在水驱油试验过程中，出口端见水以后，也是长时间的油水同出。

从整个水驱油的过程可以看出，水驱油的过程为非活塞过程，油水前缘推进过程相当于一个漏的活塞冲程。

3、相对渗透率曲线的规格化处理与平均曲线的计算（略）

4、相对渗透率曲线的应用

★计算分流量曲线→绘制不同含水饱和度sw下的含水fw，目的用于计算不同含水条件下的无因次采液、采油指数。

★计算前缘含水饱和度和前缘后平均含水饱和度

★计算驱油效率

★计算无因次采油（液）指数随含水变化曲线

★确定采出程度R与含水fw的关系

★计算流管法采收率

★测算新区块（油田）的产量指标

★计算有效生产压差

★用于数值模拟研究

★根据岩样的润湿性，判断油藏储层的润湿性。

★计算流度比

（四）毛管压力曲线

油藏岩石，特别是砂岩，孔道极小，一般将其视为一种理想的毛细管。

1、定义

2、毛管压力曲线应用

主要应用于孔隙喉道大小分布、评价岩石储集性能好坏、确定油藏原始饱和度、残余油饱和度、计算采收率、确定储层岩石的润湿性、计算岩石的绝对渗透率和相对渗透率、评价外来流体对油层的损害及油层保护措施等。

（目前现场应用最多的是前5项）

三、油藏开发主要技术政策界限确定

（一）开发层系组合与划分

1、根据开发原则和地质特点确定是否需要划分层系。

2、

（1）层系组合必须符合下述原则：

★一个独立的开发层系应具备一定的地质储量，保证油井具有一定的生产能力，达到较好的经济效益；

★同一层系内各油层性质应该接近，如各油层平面分布、渗透率分布、流体性质、压力系统、构造形态、油水边界等应比较接近，以保证各油层对注水方式和井网具有共同的适应性

★各开发层系间必须具备良好的隔层，以防止注水开发时发生层间水窜。

★同一套开发层系主力油层不宜超过3-4个，小层不宜超过10层，有效厚度不宜超过20米。

★要考虑当前采油工艺的技术水平，在分层工艺能解决的泛围内，层系划分应当尽量简化，这样即可获得同样的开发效果，又可减少不必要的投资。

★

（二）开发方式

1）尽可能利用天然能量开发。

1同类油藏调研

2封闭弹性驱物质平衡方程及溶解气驱法计算

3数模

2）研究有无采用人工补充能量的必要性和可能性。

1同类油藏调研

2数模优化及经验公式计算

3）对应采用人工补充能量方式开发的层系，应分析确定最佳的能量补充方式和时机。

（三）井网井距

井网：

开发油、气田是通过油、水、气井来实现的，油、水、气井在油气田上的排列和分布称之为井网。

一个油田具体采用什么样的井网，要根据油田的构造特点和油层性质等进行选择。

所以，不同的油田就采用不同的井网，就是同一油田也可以有几套不同的井网。

初期开发井网要适应发挥主力油层作用的特点，主要有3点：

1要使主力油层的水驱储量控制最大

2要使全区年采油速度达到要求

③要具有进一步调整的灵活性，便于后期层系、井网、注采系统的调整和各种分层开采工艺的调整。

目前开发中主要采用的井网形式有：

五点法、反九点井网、四点法面积注采井网、不规则井网、点状注采井网、边缘注采井网和行列注采井网。

井距：

1）同类油藏调研

2）数模优化

3）经验公式计算

（四）水驱油藏合理压力保持水平确定

油田开发过程中，地层压力的高低代表了地层能量的高低，必须有足够的能量将原油驱到井底，才能保证一定的产量。

地层压力保持过低，则地层能量不足，其产量达不到要求，因此就需要确定合理的地层压力保持水平。

开发过程中要根据不同类型油藏的地质条件和所处的开发阶段、采油工艺水平，确定其合理地层压力保持水平

①最小流压法：

②合理注采压力系统平衡图法

（五）单井初期产能确定

（六）采收率预测

（七）指标测算

1）单井日产量确定

①新井初期单井日产量确定

②老井单井日产量确定

2）含水及含水上升率确定

按相渗曲线的含水上升规律

3）递减率取值