油氣田開發(fā)設(shè)計

所謂油氣田開發(fā)設(shè)計，就是對計劃投入開發(fā)的油氣田進(jìn)行全盤的開發(fā)、開采規(guī)劃。這里所指的全盤，既包含油氣田的整體，又包含油氣田開發(fā)的全過程，還包括油氣田開發(fā)技術(shù)工藝的方方面面，甚至包括油氣的輸煉銷售。油氣田開發(fā)設(shè)計，就是要對涉及該油氣田開發(fā)的方方面面進(jìn)行科學(xué)的論證和周密的規(guī)劃設(shè)計，并要形成正式的文件(即開發(fā)方案)。

油氣田開發(fā)設(shè)計牽涉多個專業(yè)和多個方面，但主要涉及地質(zhì)、油氣田工程和采油工藝等方面。其中地質(zhì)是整個開發(fā)設(shè)計的基礎(chǔ)和主體。

油氣田開發(fā)是一個大的系統(tǒng)工程，它不僅耗資巨大(動輒數(shù)十億元)、歷時長久(一般20~50年)，而且涉及地質(zhì)、工程、工藝、管理及輸運(yùn)、煉制、銷售，甚至涉及交通、通訊、環(huán)境等許多方面。要保證油氣田開發(fā)的順利進(jìn)行并取得盡可能好的綜合效益，必須預(yù)先研究規(guī)劃制訂一個著眼整個油氣田并立足主要開發(fā)過程的開發(fā)計劃，這樣的計劃就是油氣田開發(fā)方案，制定這樣計劃的過程就是油氣田開發(fā)設(shè)計。

油田開發(fā)設(shè)計原則要堅持少投入、多產(chǎn)出，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益;并根據(jù)當(dāng)時、當(dāng)?shù)氐恼?、法律和油田的地質(zhì)條件，制定儲量動用、投產(chǎn)次序、合理采油速度等開發(fā)技術(shù)政策，保持較長時間的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。

要嚴(yán)格按油氣田類型確定設(shè)計原則:

①中、高滲透率的多層砂巖油氣田:如果大、中型砂巖油氣田不具備充分的天然水驅(qū)條件，必須適時注水，保持油氣田能量開采。一般不允許油氣田在低于飽和壓力下開采。

②低滲透砂巖油氣田:要在技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證的基礎(chǔ)上采取低污染的鉆井、完井措施，早期壓裂改造油層，提高單井產(chǎn)量。具備注氣、注水條件的油氣田，要保持油氣田壓力開采。

③氣頂油氣田:要充分考慮氣頂能量的利用。具備氣驅(qū)條件的要實(shí)施注氣開采;不具備氣驅(qū)條件的，可考慮油氣同采，或保護(hù)氣頂?shù)拈_采方式，但必須嚴(yán)格防比原油竄入氣頂，造成資源損失，要論證射孔頂界位置。

④邊底水油氣田:邊、底水能量充足的油氣田要充分利用天然能量開采。要研究合理的采油速度和生產(chǎn)壓差，要計算防比底水錐進(jìn)的極限壓差和極限產(chǎn)量，要論證射孔底界位置。

⑤裂縫性層狀砂巖油氣田:要搞清裂縫發(fā)育規(guī)律，需要實(shí)施人工注水的油氣田，要模擬研究最佳井排方向，要考慮沿裂縫走向部署注水井，掌握適當(dāng)?shù)淖⑺畯?qiáng)度，防比水竄。

⑥高凝油、高含蠟的油氣田:在開發(fā)過程中必須注意保持油層溫度和井筒溫度。采用注水開發(fā)時，注水井應(yīng)在投注前采取預(yù)處理措施，防比井筒附近油層析臘。生產(chǎn)井要控制井底流壓，防比井底附近大量脫氣。

⑦凝析氣藏或帶油環(huán)的凝析油氣藏:當(dāng)凝析油含量大于200g/m³時，必須采取保持壓力方式開采以回收凝析油，油層壓力要高于露點(diǎn)壓力。應(yīng)用循環(huán)注氣開采時，只有在采出氣體中凝析油含量低于經(jīng)濟(jì)極限時，才可轉(zhuǎn)為降壓開采。

⑧碳酸鹽巖及變質(zhì)巖、火山巖油氣田:這些油氣田一般具有雙重孔隙介質(zhì)性質(zhì)，儲集層多呈塊狀分布。要注意控制底水錐進(jìn)，在取得最大水淹體積和驅(qū)油效率的前提下，確定合理采油速度。

⑨重油油氣田:要進(jìn)行開發(fā)可行性研究，篩選開采方法。在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件允許的情況下，采用熱力開采。

顯然，油氣田開發(fā)設(shè)計水平的高低，是油氣田開發(fā)成敗與經(jīng)濟(jì)效益高低的關(guān)鍵。世界上許多開發(fā)效益好的油田，無不與其開發(fā)設(shè)計的正確高明有關(guān);而許多開發(fā)效益較差的油田，都或多或少與開發(fā)設(shè)計的失察或失策有關(guān)。由于油氣田開發(fā)耗資巨大和歷時長久，這種開發(fā)設(shè)計的失誤所造成的經(jīng)濟(jì)損失往往是十分巨大的。

影響油氣田開發(fā)設(shè)計水平的因素很多，主要有:

①油氣田地質(zhì)認(rèn)識的準(zhǔn)確程度;

②油氣田開發(fā)方針、開發(fā)原則的科學(xué)合理正確程度;

③該類型油氣田開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的積累程度。

要保證油氣田開發(fā)設(shè)計的正確性與高水平，主要應(yīng)當(dāng)在以下三個方面進(jìn)行努力:

①盡可能加深對本油氣田的地質(zhì)認(rèn)識(努力“榨干吃盡”己有的地質(zhì)資料，堅決補(bǔ)取必須的地質(zhì)資料、科學(xué)合理地開展試采與開發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn));

②努力研究借鑒國內(nèi)外同類型(或可比較)油氣田的開發(fā)實(shí)踐資料，研究借鑒其開發(fā)中的問題得失及原因?qū)Σ卟⒓右岳?

③研究采用符合本油氣田條件的、具一定可靠性與性能價格比優(yōu)勢的技術(shù)工藝。

油氣田開發(fā)設(shè)計其主要內(nèi)容包括：①劃分開發(fā)層系,確定油層的開發(fā)組合和開發(fā)順序；②選擇合理的開采方式；③確定生產(chǎn)井和注入井(當(dāng)需要注入時)的井網(wǎng)；④確定合理的井身結(jié)構(gòu)、井底完成方法、編制射孔方案；⑤測算油井、水井的配產(chǎn)、配注及全油田年產(chǎn)油量、注水量,預(yù)測油田開發(fā)動態(tài),提出穩(wěn)產(chǎn)年限的作法和要求；⑥編制油田地面建設(shè)方案(集輸和計量的流程及設(shè)施等)。油氣田的開發(fā)方案是在大量的地質(zhì)研究、油層物理、地下水力學(xué)、油氣田開發(fā)動態(tài)的數(shù)值模擬、鉆井工程、采油工程以及石油工業(yè)經(jīng)濟(jì)等綜合分析的基礎(chǔ)上作出的。大的油田還需要開辟生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)區(qū),以便在投入大規(guī)模開發(fā)前取得經(jīng)驗(yàn)。即使這樣,新編制的方案仍應(yīng)留有應(yīng)變的余地,以便在開發(fā)過程中,作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和補(bǔ)充。

油氣田開發(fā)設(shè)計是在油氣田評價勘探和開發(fā)準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。評價勘探主要著眼于油氣田的基本地質(zhì)特征和探明儲量計算，雖然它也承擔(dān)為油氣田開發(fā)錄取資料的任務(wù)，但這畢竟不是它的主要任務(wù)，因此，評價勘探對油氣田的地質(zhì)認(rèn)識是比較粗線條的。開發(fā)準(zhǔn)備階段主要任務(wù)有二:一是鉆資料井，補(bǔ)充巖心與試油資料，以加深對油氣田內(nèi)部非均質(zhì)性的認(rèn)識;二是進(jìn)行試采和開辟先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行開發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)，取得本油氣田開發(fā)生產(chǎn)的寶貴的第一手資料，以此作為開發(fā)設(shè)計的重要依據(jù)。開發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)一般應(yīng)包括各種天然能量利用的試驗(yàn)、井網(wǎng)井$}的試驗(yàn)、注水注氣保持壓力的試驗(yàn)、影響油田產(chǎn)能的主要因素和提高采油速度與采收率的措施方法試驗(yàn)等，它們都是直接為油氣田開發(fā)設(shè)計服務(wù)的重要方面。

油氣田開發(fā)設(shè)計需要解決涉及油氣田開發(fā)的各個方面的問題。一般來說，油氣田開發(fā)方案應(yīng)當(dāng)包括以下10個方面的內(nèi)容，油氣田開發(fā)設(shè)計的基本任務(wù)就是研究解決這些問題。

①油氣田地質(zhì)情況(應(yīng)當(dāng)按原石油部《油田開發(fā)管理綱要》規(guī)定的八個方面:構(gòu)造、儲集層、儲集空間、滲流特征、油氣水分布及性質(zhì)、油氣田壓力溫度系統(tǒng)、原始驅(qū)動能量和驅(qū)動類型、油氣田類型進(jìn)行系統(tǒng)深入的描述)。

②開發(fā)儲量計算與評價。

③開發(fā)方針、開發(fā)原則與開發(fā)程序。

④開發(fā)層系、井網(wǎng)井距、開發(fā)方式與能量利用接替。

⑤鉆井完井工藝與投產(chǎn)投注措施。

⑥采油、注水、集輸工藝。

⑦穩(wěn)產(chǎn)方式與技術(shù)措施。

⑧采油速度、采收率等開發(fā)指標(biāo)。

⑨經(jīng)濟(jì)分析。

⑩方案實(shí)施要求。

開發(fā)油田必須依據(jù)一定的方針來進(jìn)行。開發(fā)方針是否正確，直接關(guān)系到油田的開發(fā)成敗和經(jīng)濟(jì)效果。正確的油田開發(fā)方針應(yīng)根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)對石油工業(yè)的總體要求、根據(jù)油田開發(fā)的長期經(jīng)驗(yàn)總結(jié)制訂出來。開發(fā)方案的編制，不能違背這些方針，否則就會給油田帶來危害，也會給國民經(jīng)濟(jì)帶來危害，使國家資源蒙受損失。

油田開發(fā)方針的制訂應(yīng)考慮如下幾個方面的關(guān)系:

①采油速度，即以什么樣的速度進(jìn)行開發(fā)(高速開發(fā)或中速、低速開發(fā));

②油田地下能量的利用和補(bǔ)充;

③采收率的大小;

④穩(wěn)產(chǎn)年限;

⑤經(jīng)濟(jì)效果;

⑥工藝技術(shù);

⑦環(huán)境保護(hù)。

這幾個方面往往是相互依賴又相互矛盾的。應(yīng)根據(jù)國內(nèi)外油田開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)和我們國家的能源政策，制訂出科學(xué)的油田開發(fā)方針并不斷補(bǔ)充和完善。

油氣田開發(fā)設(shè)計不是一次完成的，它有一個漸進(jìn)的過程，對于大型或復(fù)雜油氣田更是如此。油氣田開發(fā)設(shè)計的這一特點(diǎn)，是由油氣田本身的復(fù)雜性、評價勘探對油氣田認(rèn)識的粗略性及油氣田開發(fā)的重大性決定的。

油氣田深埋地下，經(jīng)歷了長時期的形成和演化過程，其復(fù)雜性自不待言。油氣田開發(fā)耗資巨大，影響因素很多，其重大性勿容置疑。鑒于此，在進(jìn)行油氣田開發(fā)設(shè)計時，必須慎之又慎，一般采取先粗后細(xì)，分步進(jìn)行并留有余地的工作程序是適宜的。再加上評價勘探的主要目的在于提交探明儲量，它對油氣田的認(rèn)識是粗線條的，僅僅依靠評價勘探的資料來完成開發(fā)設(shè)計一般是不現(xiàn)實(shí)的，或者說是風(fēng)險極大的。要滿意地完成油氣田開發(fā)設(shè)計，就應(yīng)該在開發(fā)設(shè)計進(jìn)行的同時，根據(jù)該油氣田的具體情況，規(guī)劃實(shí)施必要的補(bǔ)取資料工作，并及時應(yīng)用這些資料來解決開發(fā)設(shè)計中的疑難問題。

通常，在進(jìn)行油氣田開發(fā)設(shè)計時，先根據(jù)該油氣田的地質(zhì)特點(diǎn)與資料齊全準(zhǔn)程度，規(guī)劃適當(dāng)井點(diǎn)補(bǔ)充巖心、測井、試油及試采資料，并開辟適當(dāng)井組進(jìn)行開發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)，然后再逐次完成油氣田開發(fā)概念設(shè)計、開發(fā)方案的地質(zhì)設(shè)計、開發(fā)方案的工藝設(shè)計并最后完成射孔方案的設(shè)計，從而完成整個油氣田的開發(fā)設(shè)計。

(1)油氣田開發(fā)概念設(shè)計

油氣田開發(fā)概念設(shè)計是對油氣田開發(fā)進(jìn)行的粗線條規(guī)劃，它在解決油氣田開發(fā)層系、開發(fā)方式、能量利用與開發(fā)過程，以及主要技術(shù)工藝等重大課題以后，規(guī)劃設(shè)計出大井距的基礎(chǔ)井網(wǎng)，在此基礎(chǔ)上選擇合適的井點(diǎn)補(bǔ)充油氣田地質(zhì)資料(這種井稱資料井)，并檢驗(yàn)、修正油氣田地質(zhì)認(rèn)識，由此修改和完善進(jìn)一步的開發(fā)設(shè)計工作。

(2)開發(fā)方案的地質(zhì)油氣田工程設(shè)計

經(jīng)過基礎(chǔ)井網(wǎng)的有選擇的部分的實(shí)施，油氣田的井?dāng)?shù)增加，巖心、測井、試油、試采資料增加，先期開辟的開發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)一般也有了進(jìn)一步的試驗(yàn)結(jié)果，這時就有可能完成對油氣田的比較詳細(xì)深入的描述認(rèn)識，從而建立油氣田儲層可靠的地質(zhì)模型，并據(jù)此敲定油氣田開發(fā)的主要技術(shù)問題并設(shè)計出具體的開發(fā)井網(wǎng)，進(jìn)行油氣田開發(fā)模擬分析，完成油氣田開發(fā)的地質(zhì)油氣田工程設(shè)計。

(3)開發(fā)方案的工程、工藝設(shè)計

一個完整的油氣田開發(fā)方案應(yīng)當(dāng)包括地質(zhì)方案與工藝方案。地質(zhì)方案規(guī)劃油氣田開發(fā)的基本綱領(lǐng)與具體路線，工藝方案則是規(guī)劃實(shí)現(xiàn)地質(zhì)方案的基本手段和技術(shù)措施。油氣田開發(fā)的工藝方案應(yīng)當(dāng)承擔(dān)這樣一些任務(wù):

①鉆、完井工藝技術(shù)與措施。比如:適應(yīng)油氣田地質(zhì)條件的鉆、完井技術(shù)工藝，基于油層保護(hù)的鉆井、固井技術(shù)與措施，符合該油氣田地質(zhì)條件的套管系列等。

②油水井投產(chǎn)投注的工藝技術(shù)與措施。比如:采油井的射孔工藝技術(shù)、誘流措施、油層破堵與油層改造措施;注水井的油層射開程度控制，投注前的井筒處理與油層處理措施等。

③采油工藝技術(shù)與增產(chǎn)措施。比如:采油方式及轉(zhuǎn)換，油井舉升技術(shù)工藝，油井清蠟保溫技術(shù)工藝，開采過程中的提液、降水與油層改造措施等。

④油氣集輸工藝技術(shù)。比如:集輸系統(tǒng)選擇與壓力分配，油氣水分離處理工藝技術(shù)等。

⑤注水工藝技術(shù)。比如:注水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計，水質(zhì)處理工藝技術(shù)等。

(4)射孔方案編制

在開發(fā)方案設(shè)計的開發(fā)井基本完鉆時，以下問題就會呈現(xiàn)在油氣田開發(fā)設(shè)計者的面前:

①大量開發(fā)井完鉆取得的密井網(wǎng)條件下的油氣田地質(zhì)資料使我們能夠更詳細(xì)更深入地認(rèn)識油氣田的地質(zhì)開發(fā)特征，對比開發(fā)方案，原來對油氣田的地質(zhì)認(rèn)識是否正確"para" label-module="para">

②如果油氣田認(rèn)識描述有一定變化，這些變化對原來的開發(fā)設(shè)計有多大的影響，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行評估并對開發(fā)設(shè)計做出相應(yīng)的修改，使之更適應(yīng)油氣田的地質(zhì)條件。

③根據(jù)上述認(rèn)識，鉆成的采油井和注水井應(yīng)該怎樣射孔、油井投產(chǎn)應(yīng)當(dāng)采取怎樣的技術(shù)工藝措施，注水井投注的時機(jī)、投注的技術(shù)措施等。

④開發(fā)初期及開發(fā)過程中的問題和對策估計。

基于以上問題的存在和解決的迫切需要，就成為油氣田開發(fā)射孔方案編制的理由。射孔方案是油氣田開發(fā)方案的最終實(shí)現(xiàn)，是開發(fā)方案的繼續(xù)和深化，其重要性己不言自明。

由于油氣田自身的復(fù)雜性和我們認(rèn)識油氣田手段的局限性，使得人們對油氣田地質(zhì)和開發(fā)設(shè)計的認(rèn)識必然要經(jīng)歷一個由粗到細(xì)、由淺入深的認(rèn)識論過程。鑒于此，為了給可能存在的失察誤判留出修正完善的空間，在進(jìn)行油氣田開發(fā)設(shè)計的時候，一般應(yīng)當(dāng)留有一定的余地:比如，井距適當(dāng)放大、注水井點(diǎn)適當(dāng)減少，以留待以后進(jìn)行加密完善;開發(fā)層系適當(dāng)放寬，待開發(fā)過程中層間矛盾充分暴露后再決定分注分采或進(jìn)行層系調(diào)整;等等。常常，一個油氣田要經(jīng)過1至幾次層系井網(wǎng)的調(diào)整，才能取得預(yù)期的開發(fā)效果。

重視先導(dǎo)試驗(yàn)是我國油氣田開發(fā)的一條成功經(jīng)驗(yàn)。所謂先導(dǎo)試驗(yàn)，就是先行一步，取得對過程的了解和經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識，以指導(dǎo)大面積的生產(chǎn)。油氣田開發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)，就是在油氣田末進(jìn)入大規(guī)模開發(fā)之前，先開辟一小塊地質(zhì)條件有代表性的試驗(yàn)區(qū)，按開發(fā)設(shè)計的基本思想進(jìn)行先期開發(fā)，先行一步以觀察其開發(fā)過程和效果、問題，用以指導(dǎo)開發(fā)方案設(shè)計和大面積開發(fā)。為了達(dá)到先導(dǎo)的目的，有時還需要縮小試驗(yàn)區(qū)井蹌以加快試驗(yàn)進(jìn)程，以盡早取得認(rèn)識和經(jīng)驗(yàn)來指導(dǎo)開發(fā)設(shè)計和開發(fā)生產(chǎn)。

依靠勘探階段所取得的資料，能夠認(rèn)識油氣田靜態(tài)的基本地質(zhì)特征，但不能揭不出油氣田開發(fā)過程中的油水運(yùn)動和變化的規(guī)律。加之，擬采用的開發(fā)方式和工藝技術(shù)是否得當(dāng)，也有待進(jìn)行油氣田適應(yīng)性檢驗(yàn)。因此，為了提前認(rèn)識油氣田的開發(fā)規(guī)律和可能出現(xiàn)的問題，需要進(jìn)行油氣田開發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)，以便盡早研究對策，指導(dǎo)油氣田的合理開發(fā)和調(diào)整，以取得好的開發(fā)效果。 2100433B

油氣田開發(fā)概念設(shè)計，對油氣藏地下情況、地面工程、市場狀況和經(jīng)濟(jì)效益所進(jìn)行的一體化設(shè)計。油氣藏發(fā)現(xiàn)后，在初步認(rèn)識其構(gòu)造、儲集層、流體、驅(qū)動類型、產(chǎn)能等地質(zhì)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。要求做到整個框架設(shè)想基本可靠。

油氣田開發(fā)指標(biāo)，反映油氣田開發(fā)方案設(shè)計技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效果的物理參數(shù)和經(jīng)濟(jì)參數(shù)。常見的有產(chǎn)量、壓力、含水率、采油速度、采收率以及成本、利潤等。

油氣田開發(fā)地質(zhì)，崔遷主 主編，石油工業(yè)出版社出版，按油氣田開發(fā)進(jìn)程，介紹了各種油氣田開發(fā)靜態(tài)、動態(tài)資料的收集、整理；系統(tǒng)論述了油氣藏地質(zhì)特征。