中國石油大學(xué)海洋工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)海洋石油開采工程課程設(shè)計(jì)專業(yè)年級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)教師：中國石油大學(xué)（北京）石油工程學(xué)院2014年6月

課程設(shè)計(jì)任務(wù)書海洋油田注水方案設(shè)計(jì)中國石油大學(xué)石油工程學(xué)院2014年6月設(shè)計(jì)題目海洋油田注水方案設(shè)計(jì)目的及要求目的：通過設(shè)計(jì)，了解注水方案的基本設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)內(nèi)容，掌握方案設(shè)計(jì)的基本方法、步驟以及設(shè)計(jì)中所涉及的基本計(jì)算，加強(qiáng)系統(tǒng)的工程訓(xùn)練，培養(yǎng)分析和解決實(shí)際工程問題的能力。要求：根據(jù)某油田基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求，完成注水方案的設(shè)計(jì)并總結(jié)和編寫出“注水方案設(shè)計(jì)”報(bào)告。要求對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)：1)設(shè)計(jì)原則(給定條件)早期注水，保持地層壓力。針對(duì)性地制定適應(yīng)性強(qiáng)的注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，確保高質(zhì)量的注入水質(zhì)來簡(jiǎn)化防腐措施和最大限度地延長(zhǎng)注水穩(wěn)定周期。從而減少洗井、增注等作業(yè)措施工作量。針對(duì)某油層較單一的特點(diǎn)，分注一般考慮一級(jí)兩段，簡(jiǎn)化井下注水管柱。推廣使用套管保護(hù)液的保護(hù)套管技術(shù)。設(shè)單管注水流程，配套洗井車洗井。從工具配套性考慮，目前國內(nèi)大多數(shù)注水井井下工具都是按與27/8"油管配套設(shè)計(jì)，且該油田自噴階段和有桿泵抽油均采用27/8"油管。因此，該油田注水采用27/8"油管，配套性強(qiáng)。2)注入水水源選擇與水質(zhì)要求根據(jù)行業(yè)水質(zhì)推薦標(biāo)準(zhǔn)和可用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，提出油田的具體水質(zhì)指標(biāo)和注入水水源。a.水源：油層采出水(給定)b.提出油田的具體水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。3)注入系統(tǒng)壓力分析a.預(yù)測(cè)注水井吸水能力；b.預(yù)測(cè)注水破裂壓力；預(yù)測(cè)最低、最高和平均破裂壓力梯度條件下的井底和井口破裂壓力。已知管壁粗糙度e＝0.0154mm。4)注水井投(轉(zhuǎn))注措施要求；排液要求、洗井要求。5)注水井增注及調(diào)剖措施；提高增注的技術(shù)。6)注水井日常管理要求；7)注水工藝方案總結(jié)及實(shí)施建議。設(shè)計(jì)所必須的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和資料油田儲(chǔ)層屬低孔、低滲巖屑砂巖儲(chǔ)層，其平均孔隙度只有15.08%，平均滲透率僅有25.95×10-3μm2。其主要流動(dòng)喉道半徑平均為4～5μm。由于儲(chǔ)層孔隙喉道不規(guī)則，喉道半徑小，極易受到入井液中固相顆粒造成的堵塞傷害。目前該油田對(duì)注水中懸浮固相顆粒直徑處理采用的精細(xì)過濾設(shè)備精度為≤2μm。試驗(yàn)結(jié)果表明，該油田J2s層注入水中懸浮物大于0.75mg/L時(shí)，驅(qū)替1000倍孔隙體積的水后，巖芯損害程度平均為39.7%，而當(dāng)懸浮物含量小于0.5mg/L時(shí)，注入水中懸浮物對(duì)巖芯的損害程度很小，平均僅為2%。儲(chǔ)層粘土含量較高(主要含高嶺石、綠泥石等敏感性較強(qiáng)的粘土礦物，見表1)；因此具有中等～中等偏強(qiáng)的水敏性，但速敏較弱，無酸敏。表1某油田儲(chǔ)層粘土礦物統(tǒng)計(jì)泥質(zhì)含量%粘土礦物相對(duì)含量%KCI/SI7.24139.39.710該油田的原油物性較好，表現(xiàn)為低密、低粘(50℃時(shí)1.91mP.s)、低凝的“三低”特性(見表2)。表2某油田原油物性密度g/cm3粘度mP.s凝固點(diǎn)℃含蠟量%膠質(zhì)瀝青%含硫%初餾點(diǎn)℃蠟熔點(diǎn)℃地面地下總蠟量高碳蠟一般蠟高碳蠟相對(duì)絕對(duì)0.81380.87<-23.365.8272.6973.82.454.31.628.40.03708289該油田油層壓力系數(shù)偏低(0.995～1.002)，油氣比高，地飽壓差小(見表3、表4)。表3某油田基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表油層中深m地層壓力MPa飽和壓力MPa地飽壓差MPa原油密度g/cm3氣體相對(duì)密度g/cm3原油體積系數(shù)水密度g/cm3油層溫度℃2600+學(xué)號(hào)后兩位26.318.18.20.81381.0291.7321.00281.1表4某油田油井生產(chǎn)情況方式單井日產(chǎn)(m3/d)氣油比(m3/t)生產(chǎn)壓差(MPa)自噴202715配產(chǎn)、配注根據(jù)開發(fā)方案的要求，該油田各個(gè)開發(fā)階段的配產(chǎn)預(yù)測(cè)情況見表5。該油田開發(fā)歷程中，不存在后期的大幅度提液強(qiáng)采情況，氣產(chǎn)能和注水的高峰期為開發(fā)的初期，此時(shí)，采油井平均單井日產(chǎn)20t，日產(chǎn)油平均499t，注水井平均單井日注41.7m3由于該油田未搞試注，無實(shí)測(cè)的吸水指數(shù)資料，因此，依據(jù)地質(zhì)開發(fā)方案所提供的吸水指數(shù)與采液指數(shù)的關(guān)系進(jìn)行預(yù)測(cè)計(jì)算。其預(yù)測(cè)結(jié)果見表6。地層破裂壓力梯度據(jù)M1、M3、M139井壓裂資料測(cè)算，該油田的破裂壓力梯度在0.0189～0.0207MPa/m范圍，平均0.0198MPa/m。油層中部深度H＝2675m，考慮管柱摩阻。注水管柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)27/8"平式油管：D＝7.3cm；d＝6.2cm；t1＝0.1412cmδ＝0.551cm；m(壁厚系數(shù))＝0.875兩種管材：材質(zhì)為J55時(shí)，σs＝3870Kgf材質(zhì)為N80時(shí)，σs＝5620Kgf腐蝕量為直徑方向的腐蝕量，年腐蝕量為0.076×2＝0.152mm。表5某油田開發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)開采時(shí)間(a)井?dāng)?shù)(口)平均單井日產(chǎn)油量(t)日產(chǎn)油(t)年產(chǎn)油(t)累積產(chǎn)油(104t)日產(chǎn)氣(m3)累積產(chǎn)氣(104m3)日產(chǎn)水(m3)累積產(chǎn)水(104m3)日注水(m3)采油速度(%)采出程度(%)含水率(%)采油井注水井1252520.049916.4716.4713522944634010433.23.20.82252519.849616.4332.9013441689168010243.26.51.63252519.548716.2549.151319771332015110183.19.73.04252518.045015.5464.69121950175312619592.912.85.45252516.340614.1078.79110026213524329112.615.69.66252514.536212.7091.4998102247946848642.318.115.77252512.230610.98102.4782926277699777472.020.323.48252510.32579.29111.766964730287120106451.622.231.9925258.52127.72119.485745232379144155931.323.740.41025257.01766.36125.844769634103161205291.125.047.9表6某油田吸水指數(shù)預(yù)測(cè)結(jié)果含水率(%)01020304050吸水指數(shù)(Jw)(m3/d·MPa)2.3551.9921.9761.9841.9881.984總?cè)兆⑺?m3)1042911747645593529完成設(shè)計(jì)報(bào)告寫出設(shè)計(jì)報(bào)告。附設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)。報(bào)告要求字跡工整，文字通順，思路清晰，計(jì)算結(jié)果正確。按時(shí)完成全部設(shè)計(jì)內(nèi)容(包括計(jì)算公式、過程、數(shù)據(jù)表、含水率分別與井底和井口注入壓力曲線圖)，要求獨(dú)立完成。報(bào)告格式1.封面“海洋油田注水方案設(shè)計(jì)”，寫明專業(yè)、姓名、年級(jí)學(xué)號(hào)、日期2.正文，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：(1)設(shè)計(jì)概要(2)已知基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括已知的數(shù)據(jù)、表格。(3)設(shè)計(jì)原則(4)注入水水源選擇與水質(zhì)要求(5)注入系統(tǒng)壓力分析包括：注水井吸水能力預(yù)測(cè)、地層破裂壓力預(yù)測(cè)、注水壓力設(shè)計(jì)(6)注水井投(轉(zhuǎn))注措施及要求(7)注水井增注及調(diào)剖措施(8)注水井的日常管理要求(9)注水工藝方案總結(jié)及實(shí)施建議對(duì)注水井工藝方案進(jìn)行總結(jié)。(10)附計(jì)算數(shù)據(jù)、圖表。注：第(7)、(8)、(9)、(10)根據(jù)自己的設(shè)計(jì)和要求簡(jiǎn)要闡述。參考書1.《海上采油工程手冊(cè)》教材，張鈞編2.《中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之采油工程方案設(shè)計(jì)編寫規(guī)