中国石油大学北京15春在线考试《油气田开发方案设计》答案578910.docx
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中国石油大学北京15春在线考试《油气田开发方案设计》答案578910
中国石油大学（北京）远程教育学院2015年春季
期末考试
《油气田开发方案设计》
学习中心：
_______姓名：
________学号：
_______
关于课程考试违规作弊的说明
1、提交文件中涉嫌抄袭内容（包括抄袭网上、书籍、报刊杂志及其他已有论文），带有明显外校标记，不符合学院要求或学生本人情况，或存在查明出处的内容或其他可疑字样者，判为抄袭，成绩为“0”。
2、两人或两人以上答题内容或用语有50%以上相同者判为雷同，成绩为“0”。
3、所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不相干者，认定为“白卷”或“错卷”，成绩为“0”。
一、题型
本课程考核题型为论述题，10选5题。
每题20分，试卷总分100分。
二、题目
6、论述油气田的各类非均质，并提出有针对性的解决方案。
答：
储层非均质性、层系划分，储层非均质性：
储层内部的各种主要特性（参数）在空间分布都具有不均匀性。
层系划分：
就是把特征相近的油层组合在一起，用独立的一套开发井网进行开发，并以此为基础进行生产规划、动态研究和调整。
介质（流场）非均质从宏观到微观的6个层次宏观非均质：
层间非均质、平面非均质、层内非均质；微观非均质：
微观非均质（孔间、孔道、表面），层次的非均质性对开发效果的影响，及其对策。
⑴层间非均质：
层系组合、细分注水；
⑵平面非均质：
合理井网、井距；
⑶层内非均质：
调剖、堵水、改变液流方向；
⑷孔间非均质：
封堵大孔道、调剖堵水；
⑸孔道非均质：
化学处理、三次采油；
⑹表面非均质：
化学处理、三次采油。
流场6个非均质层次影响油田采收率4大系数的关系。
①水淹厚度系数主要受层间非均质和层内非均质（纵向上）的影响；
②水淹面积系数主要受平面非均质和层内非均质（方向上）的影响；
③孔隙利用系数主要受孔间非均质和表面非均质的影响；④孔隙驱
油效率主要受孔道非均质和表面非均质的影响。
开发层系划分的原则。
（1）、同一层系内的油层物性应当接近，尤其渗透率要接近。
（2）、一个独立的开发层系应具有一定的厚度和储量。
（3）、各开发层系间必须具有良好的隔层。
（4）、要考虑到采油工艺技术水平，相邻油层尽可能组合在一起。
5、详细列举一种地质储量的计算方法。
容积法计算油、气储量的实质是计算地下岩石孔隙中油、气所占的体积，然后用地面的重量单位或体积单位表示。
原油的地质储量计算公式为：
式中：
N-原油地质储量，104t；
A-油田含油面积，km2；
h-平均有效厚度，m；
-平均有效孔隙度；
Swi-油层平均含水饱和度；
ρo-平均地面原油密度，g/cm3；
Boi-原始的原油体积系数，无量纲。
储量丰度计算公式为：
Ω0=N/A
式中：
Ω0-油藏储量丰度，104t/km2
一、储量参数的确定
1.含油面积
含油面积是指具有工业油流范围的面积。
含油面积的大小，取决于油藏的圈闭类型、储层物性平面变化趋势和油水分布规律。
对于构造简单、储层均质、物性稳定的油藏来说，含油面积可根据油水边界确定。
在地质条件复杂，油水边界不确定的情况下，也可按一定的规律暂定计算线圈定含油面积。
2.油层有效厚度
油层有效厚度指储集层中具有工业产油能力的那部分厚度。
划分有效厚度必须具备两个条件：
首先，这一厚度内所包含的地层必须是油气储集层；其次，能为油气井在现有技术经济条件下的工业生产提供油气流。
研究有效厚度的基础资料有三种，一是测井资料；二是试油、试采和生产资料；三是取心和岩屑录井资料。
其中测井资料是解释有效厚度的基本手段。
油藏有效厚度的取值一般有算术平均法和面积权衡法。
针对本区块的情况及现有4口井的测井资料，我们采用算术平均法求油层有效厚度，表1给出目标区块目的层各井所对应的有效厚度。
经计算，平均有效厚度为5.6m。
3.有效孔隙度
砂岩孔隙大致可分为两类，一类是半径大于0.1μm，流体可以从中通过的连通孔隙；另一类则是半径小于0.1μm的微毛管孔隙和不连通的死孔隙。
在研究孔隙体积大小时，通常将前一类连通的相对较大的孔隙称为有效孔隙，后一类则称为"无效孔隙"。
有效孔隙度的确定方法主要有岩心分析法、测井解释法及压实规律预测法。
表1给出了目标区块4口井目的层岩心分析的孔隙度值。
用算术平均法计算得出有效孔隙度值为13.85%。
4.含油饱和度
油藏形成后的原始状态下，储层中的石油体积（一般指液态烃）占孔隙体积的比例，定义为原始含油饱和度（So），一般用百分数表示。
除烃类物质外，储层孔隙空间的另一部分为地层水，地层水占孔隙体积的比例，定义为含水饱和度（Sw）。
在油藏条件下，含油饱和度和含水饱和度满足So+Sw=1，确定原始含油饱和度的方法有岩心分析法、测井解释岩电实验法、毛管压力法等。
表1给出了目标区块4口井的岩心分析含油饱和度值。
用算术平均法计算得平均含油饱和度为57%。
二、储量计算及储量评价
1.地质储量计算
根据以上确定的储量参数，采用容积法（公式1）计算本区石油地质储量为747×104t。
由（公式2）计算得储量丰度为27.16×104t
2.储量评价
根据储量计算结果和储量丰度值大小，得出目标油藏属于小型特低丰度油藏。
7、论述合理划分与组合开发层系的目的、意义与原则。
一、多油层油田的层间非均质特点
1.储油层性质之间存在差别；
2.各层油水关系存在差别；
3.各层天然能量驱动方式存在差别；
4.各油层油气水的性质、压力存在差别。
划分开发层系就是把特征相近的含油小层组合在一起，与其它层分开，用单独一套井网开发，以减少层间干扰（interlayerinterference），提高注水纵向波及系数（sweepefficiency）及采收率，并以此为基础，进行生产规划、动态分析（dynamicanalysis）和调整。
二、开发层系划分的目的
1.划分开发层系有利用于充分发挥各类油层的作用；
随开发层系内油层层数和厚度增加，油层动用厚度和出油好的厚度明显减少，油层采油强度下降，采收率下降。
开发层系内高、低渗透率油层不同的厚度比例，对开发效果影响大。
不同渗透率油层合采不同厚度比例对采收率的影响高渗透层的厚度越大，层间非均质系数越小，采收率越高。
2.开发层系内不同渗透率、不同粘度油层的不同组合对开发效果影响很大。
2.划分开发层系是部署井网和规划生产设施的基础；
3.采油工艺技术的发展水平要求进行层系划分；
4.油田高速开发要求进行层系划分。
三、开发层系划分的原则
1.油层特性相近的油层组合在同一开发层系，以保证各油层对注水方式和井网具有共同的适应性，减少开发过程中的层间矛盾，单层突进；
2.一个独立的开发层系应具有一定的储量，以保证油田满足一定的采油速度，并具有较长的稳产时间，达到较好的经济指标；
3.油田高速开发要求进行层系划各开发层系间必须有良好的隔层，以便在注水开发的条件下，层系间能严格的分开，确保层系间不发生串通和干扰分；
4.同一开发层系内油层的构造形态，油水边界，压力系统和原油物性应比较接近；
5.在分层开采工艺所能解决的范围内，开发层系不宜划分过细，以利减少钻井和地面建设工作量，提高经济效益。
6.多油层油田如果具有下列地质特征时，不能够用一套井网开发：
（1）储油层岩性和特性差异较大，如泥岩和砂岩；
（2）油气的物理化学性质不同，如高粘、低粘；
（3）油层的压力系统和驱动方式不同；
（4）油层的层数太多，含油井段过长。
层系划分与组合原则：
1.层系划分组合应立足于区块，要考虑纵向和横向上油层变化大的特点，同时要考虑目前的射孔状况，可以打破亚段界限；
2.一套层系应具有一定的储量，并能满足一定采油速度的需要；
3.层系控制的油层井段一般在160～200m，
4.组合在一套层系内的小层，其岩性、物性、流体性质和压力系统应该相近；
5.层系的有效厚度下限为80-90m；
6.层系间应有稳定分布的隔层，隔层厚度一般不小于15m。
8、论述油田注水的意义及如何确定注水时间、注水方式和部署井网。
答：
一、油田注水的意义和方式
（一）油田注水的意义和方式
1、油田注水的意义
油田投入开发后，如果没有相应的驱油能量补充，油层压力将随着开发时间，逐渐下降，引起产量下降，使油田的最终采收率下降，通过油田注水，可以使油田能量得到补充，保持油层压力，达到油田产量稳定，提高油田最终采收率的目的。
2、油田注水方式简介
根据油田面积大小，油层连通情况，油层渗透率及原油粘度等情况，可选择不同的注水方式。
（1）边外注水
在含油层外缘以外打注水井，即在含水区注水，注水井的分布平行于含油层外缘，采油井在含油层内缘的内侧，并平行于含油内缘，边外注水对于面积不太大、油层连通情况好、油层渗透性好、原油粘度不大的油藏比较合适。
（2）边内注水
鉴于边外注水不适合大油田，提出边内注水方式，即在含油范围内，按一定方式布置注水井，进行油田开发。
边内注水又分以下形式：
A行列式内部切割注水：
即用注水井排将油藏人为地分割成若干区，每个区是一个独立的单元，在两排注水井之间布置成排的油井。
B环状注水或中央注水：
注水井呈环状布置在油藏的腰部，所以又称腰部注水，适用于面积不太大，油藏外围渗透性变差，不宜边外注水的油藏。
如边外渗透性好，也可以同时配合以边外注水。
C面积注水：
注水井和生产井按一定几何形状均匀分布方法为面积注水，它是一种强化注水的方法。
按注水井与生产井比例和相互配合布位置的不同，可构成不同的注水系统。
如三点法、四点法、五点法、九点法等等，这种方法注水可使一口生产井受多口注水井的影响，采油速度比较高。
（二）注水井布井方法及井身结构
1、注水井布井方法。
根据油田开发方式及注水方式，选择最合适的布井系统。
（1）网状布井。
网状布井分为三角形井网和正方形井网两种。
两种形式比较，在同样面积上，用同样大小的井距布井，三角形井网的井数比正方形井网多15.4%。
（2）排状或环状布井系统。
这种布井系统适合用于水压驱动方式的油藏，水、气混合驱动方式的油藏，油层倾斜角陡的重力驱动方式的油藏以及采用排状或环状注水及顶部注气的油藏。
网状和排状布井系统有时也结合起来用。
2、注水井井身结构
注水井井身主要由导管、表层套管、技术套管、油层套管等组成。
导管用来保护井口附近的地层，一般采用螺纹管，周围用混凝土固定。
表层套管用以封隔上部不稳定的松软地层和水层。
技术套管用以封隔难以控制的复杂地层，保证钻井工作顺利进行。
油层套管的作用是保护井壁，造成油气通路，隔绝油、气、水层，下人深度视生产层层位和完井的方法不决定。
一般采用4"—6"套管。
二、注水井生产安全技术
（一）注水井投注及安全技术
注水井从完钻到正常注水，一般要经过以下几个步骤。
1、排液：
排液的目的是为了清除井地周围和油层内的“赃物”；在井场附近造成适当低压带，另外靠弹性驱动可采用一定的油量。
排液时应做到以下几条：
（1）排液的程度以不破坏油层结构为原则，含砂量应控制在0.2%以内。
（2）拍液前，必须测井压及井温以便为试注提供依据。
（3）油水边界外的注水井排液时，要求定时取水样和计算产水指数。
（4）应以排净井底周围的“污物”为目的，同时，还要确定注水的排液时间。
2、洗井：
注水并排液结束后，在试注之前，应进行洗井。
目的是为了把井底的腐蚀物、杂物等冲洗出来。
避免油层被脏物堵塞。
影响试注和注水效果。
二、注水井洗井
（1）注水丌洗井：
新注水井排液后，试注前要进行洗井。
注水井注一段时间，也要进行洗井，通过洗井，使水井、油层内的腐蚀物、杂质等赃物被冲洗出来，带出井外。
避免油层被赃物堵塞，影响试注和注水效果，一般在以下几种情况下，必须洗井：
A排液井转入注水前（试注前）；
B正常注水井、停注24h以上的；
C注入水质不合格时；
D正常注水井，注水量明显下降时；
E动井下管注后，洗井方法一般分正循环和反循环或称正洗和反洗。
即洗井水由油管进入，从套管返出地面为正洗，反之，为反洗。
对于下封隔器的注水井只能反洗。
（2）洗井水对环境的影响：
注水井洗井用水量一般需几十立方米，洗井放出的污水，对没有洗井水回收管线的油田，通常直接排放流入大地，或放进水池里，对环境影响很大，特别是人品密集区或农田，情况更为严重。
近年来，油田洗井研究出专门用于注水井洗井处理装置，由水处理车将洗井出口的污水直接处理，循环洗井，直到出口水水质合格为止，这样避免了洗井水外排对环境的污染，并减少水资源的浪费。
3、注水井增注
在一个注水系统中，由于地质情况的差异，注水井洗水能力各不相同，注水压力相差较大时，一般采用提高注水泵泵压，调整注水井阀门，控制注水井的注水压力和排量。
当少数井需要高压时，在满足多数井的压力需要情况下，对高压注水井则采用单井或几口井增压方法解决，这样可提高注水系统效率，减少能耗。
根据注水井压力和排量，选择合适的增压泵，将注水站提供的已具有相当压力的水，再次升压，保证注水井的需要。
4、注水系统设备腐蚀和防腐
（1）注水井对设备的腐蚀：
任何金属设备都存在腐蚀问题，而在注水系统中，金属设备直接同注入的水接触，腐蚀尤为严重。
注水系统的金属设备腐蚀，主要形式为电化学腐蚀。
电化学腐蚀有可分为全面腐蚀和局部腐蚀，不论那种腐蚀，都减弱胃金属的机械性能，都将给设备带来危害。
在注水系统中，水中溶解氧、二氧化碳、硫化氢、溶解盐类等含量，直接影响金属设备的腐蚀，还和水的温度和流量有关。
（2）注水系统的防腐技术：
解决注水系统腐蚀的主要技术有以下几种。
A设备合理选材或进行特殊处理。
例如，可以采用耐腐蚀的合金材料或非金属材料，如不锈钢，工程塑料和玻璃钢等，代替一般的碳钢。
同时，对碳钢材料采用防腐处理法，如水泥砂浆衬里，玻璃钢衬里或其他防腐涂料等方法，都可以有效的缓解水对设备的腐蚀。
9、论述油气藏开发方案的经济评价原则。
答：
油气田开发的方针多学科一体化，一体化就是将一些分散而多种多样的
要素或单元合并组合成一个更加完整或协调的整体，产生协同效应。
油气田开发的原则有1、在油田客观条件允许的条件下，完成国家对原油的生产计划；2、最充分地利用天然资源，保证获得较高的原油采收率；3、油田生产稳定时间长，且在尽可能高的产量水平上稳产；4、具有最高的经济效果，即用最少的人力、物力和财力消耗采出所需的石油。
油气田开发的主要内容有⑴制定开发原则；⑵层系划分与组合；⑶确定开发方式；⑷确定单井产能及经济极限产能论证；⑸确定井网部署、井距及开采速度；⑹推荐方案及开发指标预测。
首先作出[1]远景分析：
获取勘探许可证，勘探组负责远景分析。
根据地震资料和探井资料，推测前景或有前景的其它井位，估计勘探储量大小，寻求重大发现。
[2]评估阶段：
在此阶段，要进行评价井设计，确定储层的范围和性质。
包括判断是否具有工业价值，估算地质储量，开发方案概念设计，数据采集最佳顺序及数据采集成本对比等。
[3]开发决策：
进行油藏工程研究和经济评价，编制油田开发方案，并制定适宜的实施方案。
[4]前期作业：
前期钻井作业、地面设施（海洋平台、油轮、管道）规划和建设。
[5]生产阶段：
最大限度提高单井产量，减缓产量的递减速度，延长稳产期。
[6]废弃阶段：
一旦生产不再经济可行，油田便被报废
从区域出发，进行盆地或凹陷的整体调查，了解地质概况，查明生、储油条件，指出油气聚集的二级构造带和局部构造情况，并估算油气地质储量，
为进一步开展油气田工业勘探指出有利的含油构造，寻找和查明油气田，计算探明储量，为油气田开发做好准备。
（1）、油田概况；
（2）、油藏地质及描述；（3）、油藏工程设计；（4）、钻井工程设计；（5）、采油工程设计；（6）、地面工程设计；（7）、经济评价；（8）、方案实施要求。
重视油藏开发整体性、连续性和长期性的特点所谓整体性是指一个油藏或一个单元，从油藏开发来说是一个整体，采油井与注水井之间有着相互紧密的联系，油井之间也有着协同的关系，共同组成油藏或开发单元的整体。
考虑效果应该是看整体的效果，当单井短期的效果与整体效果相矛盾时，就不能只顾个别井的情况，所以强调决策应着眼整体是非常重要的。
所谓连续性是反映开采历史是连续的，不能分割的。
这个阶段的措施，既继承了上个阶段的结果，又将要影响下一个阶段。
油藏开发走上步看下步是非常重要的一个阶段，一年半年所采取的措施不当或造成失调，就需经过二个时期的调整，才能再纳入正常开发轨道，因此要求每年的、各阶段的决策都必须正确，否则就可能影响总目标的实现。
所谓长期性是指整个开发过程需经过较长的时间才能将预计的可采储量采出来；为此要按油藏特点划分好开发阶段，分阶段动用储量，采出可采储量；，阶段不同；可采储量的对象状况不同，所需的工艺技术甚至开采方法也不尽相同。
因此只有分阶段决策才有利于高效地采出可采储量。
10、论述如何做好油气藏经营管理，分析油气藏经营管理失败的原因、存在的问题及应对的建议。
1、油气藏经营管理失败的原因
随着油气田开发的难度、投资额度和投资风险程度的日益增加，世界石油工业呈现出如下总体发展趋势，即能力过剩占主导地位，石油的需求增长适应中，而世界石油储量增长减缓，环境保护费用递增，国际原油市场疲软，油价偏低，波动性起伏很大出于对这种因素的考虑，油公司越来越注重盈利率，尽量减少石油勘探开发成本，优化油气田的开采，在广泛采用新技术新方法的同时，油公司积极寻求一种新的灵活具有商业观念的管理模式，以求得最佳的经济效益----油藏管理，在这种技术革命的大背景下应运而生。
2、油气藏经营管理的意义
降低成本；技术创新程度增强；培养人才；提高工作效率；提高采出程度；提高经济效益；增大了开发前景；注重系统协调；突出了团队价值；责权利得以明确。
3、油气藏经营管理的时机
油气藏经营管理始于油气田的勘探发现，终于油气田的废弃，贯穿于油气田开发的各个阶段。
4、油气藏经营管理的组织机构
由“学习型扁平式”的组织结构取代了传统的“金字塔型层状”结构。
多学科油藏经营团队在职能部门和生产经理的领导下工作。
职能部门主要负责指导和工作情况评价，生产经理负责把握团队工作研究方向和商机；团队成员对生产经理和职能部门领导负责。
这种组织形式强调多学科间的协同作用，加强了不同专业间的横向联系。
它使不同专业人员在不同领域，不同层次上进行互补，最大程度地利用各种专业信息。
油藏经营团队成员中不仅要发挥自身的专业职能作用，同时还要对相关的专业工作予以协助配合，从而求得整体业绩大于局部之和的效果。
5、油气藏经营管理的工作模式
旧体制下油公司的油藏开发工作模式宛若接力赛，这种单一进程的工作模式往往可能由于某个环节的失误而影响油气田开发效果。
新体制下的油藏经营管理体制工作模式宛如篮球赛，它将油藏作为一个独立的开发、经营管理单元。
在油藏开发过程中，多学科专业人员共同参与油田开发的各项决策，实现地质-工程-经济-经营管理的协同化和实施制定油藏经营计划，以获取最大的油田开发经济效益为最终目的。
6、油气藏经营管理的团队分工
团队成员具有双重角色。
一是其专业职能主角，即团队成员的本职工作；二是在团队协同作用中的配角，即团队成员的协同工作。
成员自身专业技能、业务素质固然重要，但其协同性、创新性的个性不可忽略。
只有将各类素质和作用的人才集中起来，使团队具有团结协同的工作氛围，充满活力和生气的工作作风，才能取得高效率高质量的工作成果。
7、油气藏经营管理的失败原因
井、地面设备、油藏没有被看作是一个有机结合的系统，没有用平衡的方式对待所有的组成部分；
②油藏管理项目组工作不协调；
③起步过晚；
④缺乏维护；
⑤没有把握油藏经营管理的过程。
8、油气藏经营管理的总体理念
系统协同工作、动态中的管理、高新技术的支撑、综合效益的最大化。
把握理念、改变方式。
9、油气藏经营管理的发展趋势和建议。
团队工作模式将进一步加强；地球物理技术倾向于发现隐蔽油藏；数据存储和检索将更加便捷和迅速；油藏动静态结合软件和含有高度智能化软件的研制与应用。
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