1、采油工程方案的編制,石油大學(xué) 吳曉東,采油工程方案,采油工程方案是在油田開發(fā)方案的指導(dǎo)下，為取得油田開發(fā)的最大經(jīng)濟(jì)效益而制定的采油工程綱領(lǐng)性文件。,采油工程方案的特點(diǎn),在編制采油工程方案時(shí)，不但要研究和設(shè)計(jì)在采油工程方案設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的共同因素，而且要針對(duì)每個(gè)油藏的特點(diǎn)開展一系列的專題研究。,采油工程方案的作用,通過采油工程方案的研究工作，把油藏工程和地面工程的研究工作緊密結(jié)合起來(lái)，發(fā)揮總體開發(fā)方案在油田開發(fā)過程中的決策和指導(dǎo)作用，提高油田開發(fā)的總體經(jīng)濟(jì)效益。,采油工程方案,在編制采油工程方案的過程中，要選用先進(jìn)、成熟的工藝技術(shù)，盡量減少井下作業(yè)工作量，并對(duì)各個(gè)工藝技術(shù)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)。,編制

2、采油工程方案應(yīng)遵循的基本原則,編制方法必須具有較強(qiáng)的科學(xué)性 方案編制內(nèi)容必須全面 必須滿足油藏工程和地面建設(shè)的要求 加強(qiáng)敏感性研究，進(jìn)行多方案優(yōu)化 方案的實(shí)施必須具有良好的可操作性 堅(jiān)持“少投入多產(chǎn)出”的高效益原則,編制方法必須具有較強(qiáng)的科學(xué)性,充分利用油田在試、試采中取得的各項(xiàng)基本數(shù)據(jù)和采油工程概念設(shè)計(jì)中所 取得的各項(xiàng)研究成果，采用先進(jìn)的數(shù)學(xué)模擬、物理模擬方法，對(duì)方案編制中所涉及的各項(xiàng)專題開展深入的研究。使方案編制有堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)，決策更具有科學(xué)性。,采油工程系統(tǒng)的組成,一是具有一定儲(chǔ)存和流動(dòng)特性的孔隙、或裂縫介質(zhì)系統(tǒng)，即油藏； 二是人工建造系統(tǒng)，包括井底、井筒、井口裝置、采油設(shè)備、注

3、水設(shè)備以及地面集輸、分離和儲(chǔ)存設(shè)備等。,采油工程的任務(wù),通過生產(chǎn)井和注水井采取一系列工程技術(shù)措施作用于油藏，使油氣暢流入井，并經(jīng)濟(jì)有效地舉升至地面進(jìn)行分離和計(jì)量。,采油工程的主要目標(biāo),經(jīng)濟(jì)、有效地將深埋于地下的原油開采至地面，這也是石油工業(yè)企業(yè)的根本目標(biāo)之一。,采油工程的主要內(nèi)容,油田開發(fā)總體建設(shè)方案的編制是在地質(zhì)勘探成果和試油、試采工作的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，它包括油藏地質(zhì)研究、油藏工程設(shè)計(jì)、鉆井工程設(shè)計(jì)、采油工程設(shè)計(jì)、地面工程設(shè)計(jì)、總體方案經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)和總體方案決策等七個(gè)方面。,采油工程的主要內(nèi)容,油藏地質(zhì)研究：認(rèn)識(shí)和描述開發(fā)對(duì)象油藏，提供油藏地質(zhì)模型。 油藏工程設(shè)計(jì)：加深油藏認(rèn)識(shí)、確定開發(fā)方式和規(guī)模

4、，劃分開發(fā)層系,布置開發(fā)井網(wǎng)，預(yù)測(cè)開發(fā)動(dòng)態(tài)指標(biāo)，制訂油藏工程方案。,采油工程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容,采油工程設(shè)計(jì)：評(píng)價(jià)油藏工程方案的工程技術(shù)可行性，制訂一系列工藝措施方案，以確保油藏工程方案擬定開發(fā)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。 鉆井工程設(shè)計(jì)：建立地層流體的流動(dòng)通道。,采油工程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容,地面工程設(shè)計(jì)：提供油井產(chǎn)液的地面流動(dòng)通道，以及實(shí)現(xiàn)油氣生產(chǎn)的控制、調(diào)節(jié)與流體的分離、計(jì)量等。 總體方案經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)：從企業(yè)生產(chǎn)目的出發(fā)，評(píng)價(jià)技術(shù)方案（組合）的經(jīng)濟(jì)可行性。 總體方案決策：篩選出技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理的工程技術(shù)方案。,采油工程方案的依據(jù),油藏地質(zhì)研究成果和油藏工程方案。 評(píng)價(jià)油藏工程方案開發(fā)指標(biāo)的可行性，確定為實(shí)現(xiàn)油藏工

5、程方案開發(fā)指標(biāo)應(yīng)采取的一系列工程技術(shù)措施。,采油工程方案的任務(wù),進(jìn)行油藏工程方案生產(chǎn)指標(biāo)的可行性評(píng)價(jià)； 確定為實(shí)現(xiàn)油藏工程方案開發(fā)指標(biāo)應(yīng)采取的一系列工程技術(shù)措施。 評(píng)價(jià)油藏工程方案的適應(yīng)性和可操作性,采油工程方案的地位,實(shí)現(xiàn)油田開發(fā)指標(biāo)和原油生產(chǎn)計(jì)劃的工程技術(shù)保證； 地面工程設(shè)計(jì)與建設(shè)的依據(jù)； 總體建設(shè)方案的重要組成部分和總體方案實(shí)施的核心。,采油工程方案編制的原則,符合本油田開發(fā)的總體布署和技術(shù)政策； 適合油藏地質(zhì)和油田環(huán)境特點(diǎn)； 采用先進(jìn)而適用的工藝技術(shù)，具有良好的可操作性 體現(xiàn)“少投入、多產(chǎn)出”的經(jīng)濟(jì)原則。,采油工程方案編制的要求,充分應(yīng)用油藏地質(zhì)研究和油藏工程提供的基本資料，以之作為主

6、要的設(shè)計(jì)依據(jù)； 重點(diǎn)論證本油田（設(shè)計(jì)對(duì)象）開發(fā)的主要問題、基本工藝和關(guān)鍵技術(shù)； 結(jié)合油藏特點(diǎn)開展必要的室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)工藝試驗(yàn)，并充分借鑒同類油田的經(jīng)驗(yàn)； 采用先進(jìn)的理論和設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行科學(xué)論證和方案的優(yōu)選； 編制的方案應(yīng)具有科學(xué)性、完整性、適用性、可操作性和經(jīng)濟(jì)性。,采油工程方案編制的前期準(zhǔn)備,早期介入，熟悉和掌握油藏特點(diǎn)，參與油田開發(fā)的總體布署工作； 收集和分析油藏地質(zhì)和試油、試采以及鉆井、完井資料； 結(jié)合油藏特點(diǎn)和總體布署的要求進(jìn)行技術(shù)調(diào)研； 擬訂采油工程方案編制大綱、確定重點(diǎn)、提出試采工藝要求和方案編制過程中需要開展的研究課題； 針對(duì)油田的某些特殊問題開展專題研究或現(xiàn)場(chǎng)工藝試驗(yàn)，為方案編制進(jìn)

7、行必要的技術(shù)準(zhǔn)備。,一、采油工程方案設(shè)計(jì)的油田地質(zhì)與油藏工程基礎(chǔ),油田地質(zhì)基礎(chǔ) 油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ),油田地質(zhì)基礎(chǔ),油藏是采油工程措施的實(shí)施對(duì)象，采油工程方案設(shè)計(jì)時(shí)，必須獲取油田地質(zhì)資料，然后從采油工程角度加以分析，提出油藏地質(zhì)對(duì)采油工程的特殊要求，確定采油工程方案編制的地質(zhì)依據(jù)。,油田地質(zhì)資料主要有以下幾個(gè)方面,地質(zhì)構(gòu)造特征，包括地質(zhì)構(gòu)造圈閉要素、斷層數(shù)據(jù)、油田地質(zhì)構(gòu)造圖等。 儲(chǔ)層分布特征和油氣水關(guān)系，包括油田地質(zhì)特征、油藏構(gòu)造剖面等。 儲(chǔ)層巖心分析，即分析儲(chǔ)層巖石礦物組成及其孔、滲、飽狀況。 儲(chǔ)層裂縫及地應(yīng)力研究成果。,油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ),分析油藏工程研究成果，明確油藏工程設(shè)計(jì)指標(biāo)，是采油工程方

8、案編制的重要內(nèi)容和設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。采油工程方案設(shè)計(jì)時(shí)涉及和需要獲取的油藏工程研究的相關(guān)內(nèi)容如下： 油藏流體的組成及性質(zhì)，包括地面原油性質(zhì)，天然氣性質(zhì)、油田地層水性質(zhì)以及地層原油“PVT”等分析資料,油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ),油藏壓力與溫度，即油田所開發(fā)層位的油層壓力與溫度分布狀況。 儲(chǔ)層巖石滲流特征，包括其巖石潤(rùn)濕性分析資料和油水相對(duì)滲透率關(guān)系。 儲(chǔ)層敏感性分析，通過對(duì)可能造成儲(chǔ)層損害的各種因素的敏感程度進(jìn)行分析，為采油工程技術(shù)措施的設(shè)計(jì)與實(shí)施提供依據(jù)。,油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ),試油、試采成果及試井資料結(jié)實(shí)結(jié)果。 油藏類型和驅(qū)動(dòng)方式 油田開發(fā)層系和開發(fā)方式，主要是指開發(fā)層系的劃分和井網(wǎng)布署狀況。 油井產(chǎn)能分布及其

9、變化的預(yù)測(cè)結(jié)果 油田開發(fā)指標(biāo)預(yù)測(cè)結(jié)果,二、開發(fā)全過程中系統(tǒng)保護(hù)油層的要求與措施,鉆井、完井過程中保護(hù)油層的要求及措施； 射孔、修井作業(yè)中保護(hù)油層的要求及措施； 注水過程中保護(hù)油層的要求及措施； 增產(chǎn)措施中保護(hù)油層的要求及措施； 油層保護(hù)措施及實(shí)施建議。,三、完井工程設(shè)計(jì)要求,完井方式選擇 鉆開油層及固井要求 生產(chǎn)管柱尺寸確定 生產(chǎn)套管設(shè)計(jì) 射孔工藝方案設(shè)計(jì) 完井要求及實(shí)施建議,完井方式選擇原則,符合油藏地質(zhì)特點(diǎn)，滿足油田開發(fā)的總體需要 有利于油層保護(hù)，盡可能減小對(duì)油層的損害 從油田開發(fā)全過程出發(fā)，滿足采油工藝的要求 經(jīng)濟(jì)上可行,鉆開油層及固井要求,根據(jù)選定的完井方式、油藏壓力及儲(chǔ)層特性，提出對(duì)

10、鉆開油層、完井液（密度、失水量）以及固井水泥返高和固井質(zhì)量等要求。,生產(chǎn)管柱尺寸確定,根據(jù)油藏工程設(shè)計(jì)確定的不同開發(fā)階段油水井產(chǎn)量及注入量，對(duì)管柱尺寸進(jìn)行產(chǎn)量、粘度和摩阻的敏感性分析，以確定出油水井生產(chǎn)管柱尺寸。,生產(chǎn)套管設(shè)計(jì),生產(chǎn)套管尺寸確定 套管強(qiáng)度及不同壁厚套管下入程序的要求和保護(hù)措施 套管密封性要求,射孔工藝方案設(shè)計(jì),影響射孔效果的因素分析 射孔參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì) 射孔液性能要求 射孔方式及工藝選擇,完井要求及實(shí)施建議,作為一份完整的完井工程設(shè)計(jì)報(bào)告，最后一部分應(yīng)對(duì)上述研究成果進(jìn)行總結(jié)分析，提出油田開發(fā)全過程中完井工程設(shè)計(jì)要求和完井工程實(shí)施方案。,四、注水工藝方案設(shè)計(jì),注入水水源選擇與水質(zhì)要

11、求 注水系統(tǒng)壓力分析 油藏工程方案中對(duì)注水要求的工藝可行性分析 注水管柱設(shè)計(jì) 注水井投（轉(zhuǎn)）注措施及要求 注水井增注及調(diào)剖措施 注水井日常管理要求 注水工藝方案總結(jié)及實(shí)施建議,注入水水源選擇與水質(zhì)要求,根據(jù)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)及敏感性分析結(jié)果和油田實(shí)際情況，參照石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，選擇注入水水源和制定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，,注水系統(tǒng)壓力分析,注水井口吸水能力預(yù)測(cè)方法 利用油藏工程設(shè)計(jì)的數(shù)值模擬結(jié)果；根據(jù)油水相對(duì)滲透率曲線，利用油水兩相徑向流的公式進(jìn)行預(yù)測(cè)；根據(jù)試注資料或井底處理措施中擠處理液時(shí)所獲得的吸水能力預(yù)測(cè)。,注水系統(tǒng)壓力分析,注水破裂壓力預(yù)測(cè)方法根據(jù)試注過程中的吸水指標(biāo)曲線，確定破裂壓力；利用探井壓裂

12、實(shí)測(cè)資料或根據(jù)地應(yīng)力和巖石擴(kuò)張強(qiáng)度，泊松比等巖石力學(xué)參數(shù)，計(jì)算破裂壓力梯度，預(yù)測(cè)破裂壓力。,注水系統(tǒng)壓力分析,注水壓力設(shè)計(jì)：利用節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析方法，確定注水井的井口、井底壓力。,油藏工程方案中對(duì)注水要求的工藝可行性分析,保持油藏壓力水平的可行性 完成配注量的可行性 注水時(shí)機(jī)的工藝分析,注水管柱設(shè)計(jì),注水管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)油藏工程方案的注水要求，確定注水井合注或分注管柱及管柱的組成 注水管柱強(qiáng)度設(shè)計(jì) 主要是進(jìn)行抗內(nèi)壓和抗拉極限載荷校核計(jì)算。包括管柱在不同腐蝕條件下的極限內(nèi)壓、抗拉極限載荷和組合管柱的安全系數(shù)計(jì)算等。,注水井投（轉(zhuǎn)）注措施及要求,注水井試注要求 注水井投（轉(zhuǎn)）注方式 注水井投（轉(zhuǎn)）注

13、前的油層預(yù)處理措施 注水井投（轉(zhuǎn)）注管柱及工藝要求 注水井井筒保護(hù)措施,注水井增注及調(diào)剖措施,增注措施 調(diào)剖措施 注水井增注及調(diào)剖措施，一是針對(duì)油藏地質(zhì)特點(diǎn)、配注要求和油層的吸水能力，分析注水井采取措施的必要性，選擇增注措施，并預(yù)測(cè)保證配注要求的可能性；二是根據(jù)油藏地質(zhì)特征及開發(fā)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)結(jié)果，分析采取調(diào)剖工作的必要性，在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證的基礎(chǔ)上，提出采取相應(yīng)調(diào)剖措施的要求。,注水井日常管理要求,注水井日常管理要求，是指針對(duì)油田開發(fā)特點(diǎn)提出維持注水井及地面系統(tǒng)正常工作的日常掛歷要求及某些特殊的要求和措施。,注水工藝方案總結(jié)及實(shí)施建議,在提交的注水工藝方案最后，應(yīng)總結(jié)和概括出幾條明確的結(jié)論性意見。同

14、時(shí)，對(duì)方案的實(shí)施提出建議和要求。,五、采油方式優(yōu)選及工藝方案設(shè)計(jì),采油方式選擇原則的確定 油藏（區(qū)塊）油井產(chǎn)能預(yù)測(cè)與分析 油井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)模擬 采油方式綜合評(píng)價(jià)與決策 采油工藝方案的編制,采油方式選擇原則的確定,采油方式是任何油田貫穿其開發(fā)全過程的基本生產(chǎn)技術(shù)，各種采油方式有各自的工作原理、舉升能力和對(duì)油井開采條件的適應(yīng)性。采油方式的選擇與油藏地質(zhì)特點(diǎn)、油田開發(fā)動(dòng)態(tài)、油井生產(chǎn)能力以及地面環(huán)境等密切相關(guān)，它直接影響原油產(chǎn)量和油田開發(fā)效果。因此，采油方式的優(yōu)選及工藝方案設(shè)計(jì)在采油工程方案中占有重要地位。,油藏（區(qū)塊）油井產(chǎn)能預(yù)測(cè)與分析,預(yù)測(cè)油田不同開發(fā)階段各類油井的產(chǎn)液或產(chǎn)油指數(shù)及各類油井產(chǎn)能隨時(shí)空的

15、變化規(guī)律。,油井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)模擬,根據(jù)地面生產(chǎn)和油藏地質(zhì)條件及各種采油方式的適用范圍，初步確定可供選用的采油方式。 根據(jù)初選結(jié)果，建立各種采油方式的油井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)模擬器，主要包括自噴、常規(guī)有桿泵、潛油電泵、水力活塞泵、氣舉等采油井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)模擬器。 應(yīng)用油井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)模擬器計(jì)算區(qū)塊或油井采用不同采油方式，在保持一定油藏壓力水平、不同采液指數(shù)和不同含水階段的最大產(chǎn)量圖版及工況指標(biāo)。 預(yù)測(cè)不同采油方式下的油井最大產(chǎn)量，如圖6-9所示,采油方式綜合評(píng)價(jià)與決策,在應(yīng)用油井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)模擬器確定出不同采油方式在不同含水階段的生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，綜合考慮經(jīng)濟(jì)、管理和生產(chǎn)條件等因素后，對(duì)不同采油方式作出評(píng)價(jià)與決策,采油

16、工藝方案的編制,推薦的采油方式及其工藝參數(shù)范圍 采油設(shè)備的類型、規(guī)格、數(shù)量與性能 配套管柱的結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度校核 采油方式選擇結(jié)論及實(shí)施建議,六、低滲透油藏整體壓裂改造方案設(shè)計(jì),壓裂改造的地質(zhì)及油藏工程基礎(chǔ)分析，包括構(gòu)造特征與地應(yīng)力分析、儲(chǔ)層及巖性特征分析，油藏工程設(shè)計(jì)的布井方案及配產(chǎn)要求分析，整體壓裂改造的必要性及可行性分析等。 整體壓裂改造方案設(shè)計(jì)的主體內(nèi)容有壓裂液的選擇、支撐劑的選擇、 壓裂方式選擇、整體壓裂改造的數(shù)值模擬以及壓裂工藝參數(shù)設(shè)計(jì),評(píng)價(jià)各整體壓裂改造方案的效果。預(yù)測(cè)方案的經(jīng)濟(jì)效益、進(jìn)行方案的綜合評(píng)價(jià)，以對(duì)比篩選整體壓裂改造方案 最后編制低滲透油藏整體壓裂改造方案文檔，并提出實(shí)施建議。,七、采油工程配套工藝設(shè)計(jì),解堵工藝設(shè)計(jì) 油、水井防砂工藝設(shè)計(jì) 清、防蠟工藝設(shè)計(jì) 油井堵水工藝設(shè)計(jì) 清防垢及防腐工藝設(shè)計(jì),解堵工藝設(shè)計(jì),可能造成油層損害的原因、損害類型及程度分析 解堵方式（酸化、壓裂或其它方法）的可行性分析 解堵工藝方式的選擇及工藝參數(shù)設(shè)計(jì) 推薦解堵工藝方案,油、水井防砂工藝設(shè)計(jì),出砂的可能性及出砂規(guī)律分析 防砂方法選擇 防砂工藝參數(shù)設(shè)計(jì)及配套技術(shù) 推薦的油水井防砂工藝方案及配套技術(shù),清、防蠟工藝設(shè)計(jì),含蠟量、蠟性及結(jié)蠟規(guī)律分析 清防蠟方法選擇 清防蠟工藝參數(shù)設(shè)計(jì) 推薦清防蠟工藝方案,油井堵水工藝設(shè)計(jì),油