第三章 油田开发设计基础.ppt

* * 第三章 油田开发设计基础 第一节 油田开发设计概论（略） 第二节 油藏驱动方式及其开采特征 第三节 开发层系与注水开发方式 第四节 水驱开发指标概算 第五节 油田开发综合调整 第三章 油田开发设计基础 第一节 油田开发设计概论 第二节 油藏驱动方式及其开采特征 第三节 开发层系与注水开发方式 第四节 水驱开发指标概算 第五节 油田开发综合调整 第二节 油藏驱动方式及其开采特征 一、油藏驱油能量 当油井投入生产后，石油就会从油层中流到井底，并在井筒中上升到一定高度，甚至可以沿井筒上升到地面；原因是处于原始状态下的油藏，其内部具有潜在的能量，这些能量在开采时成为驱动油层中的流体流动的动力来源。在天然条件下，油藏的驱油能量主要有以下几种：①边水压头所具有的驱油能量；②原油中的溶解气析出并发生膨胀所产生的驱油能量；③气顶中压缩气体膨胀所产生的驱油能量；④当压力下降时，油层中的流体和岩石发生膨胀而产生的驱油能量；⑤原油在油层内由于位差而具有的重力驱油能量，使得石油从高处流向低处。 当油田天然能量不足时，依靠人工向油层注水、注气来增加油层驱油能量；驱动石油流动的能量可以是几种能量的综合作用。 二、驱动类型 油田开发过程中主要依靠哪一种能量来驱油，称为油藏的驱动类型(或驱动方式)。驱动方式不同，开发过程中油田的产量、压力、气油比等有着不同的变化特征。 (一)水压驱动 水压驱动是依靠边底水、注入水为主要驱油动力的驱动方式。 在水压驱动条件下，边底水、注入水推动石油前进，把石油从油层驱入油井中，边底水或注入水逐渐替代石油，占据含油部分的孔隙空间。形成水压驱动方式的条件是油层渗透性好，油藏含油部分距近，而且连通好，油层原始压力高，饱和压力低，边底水或注入水的供给量与采油量大致保持平衡。这就要求边底水的地面供给充分，或保持适量的注入水量。 水压驱动油藏的开发特点是：油井的产量、压力、气油比基本上保持稳定。若采出量超过供水量时，油层产生亏空，油层压力将下降或出现局部低压区，气油比就会迅速上升，水压驱动方式将转变成其它驱动方式。 (二)弹性驱动 弹性驱动方式是依靠液体和油层的弹性能量为主要驱油能量来源的驱动方式。 当油藏形成时，岩层中所含的液体在运移过程中受到压缩，液体压缩性的大小，反映出液体内部存在反抗压缩的弹性力，具有做功的能力；同样埋藏在地下深处的岩层本身由于受到上覆巨厚岩层的压力，也具有反抗压缩的弹性力。当油藏投入开发时，油层压力开始下降，这时处于压缩 状态的液体体积发生膨胀，同时岩石体积也发生膨胀，使储油层的孔隙体积缩小，这样就把油层中的石油排挤到生产井中，当油藏没有天然供水区，而油藏外围的含水区又很大时，往往表现为弹性水压驱动方式，其生产特点是当保持采液量不变时，油层压力逐渐下降，气油比不变。 (三)溶解气驱 如果油藏封闭，又没有外来能量补充。油田开采过程中，开始消耗弹性能量，当油层压力低于饱和压力后，原来溶解在原油中的天然气将从原油中分离出来，形成气泡，整个油层将是油气两相渗流。随着压力的下降，天然气体积发生膨胀，这时油流入井主要是依靠分离出天然气的弹性膨胀能量，称为溶解气驱方式。在溶解气驱方式下采油，只有使地层压力不断下降，才能使地层内的原油维持其连续的流动。 溶解气驱方式的生产特点：油层压力不断下降，油层中气体饱和度不断增加，气相渗透率不断增加，这样产气量也急剧增高，所以气油比上升，产油量不断下降，当气体耗尽时，气油比又急剧下降，如图3-4所示。油层中将剩余下大量不含溶解气的原油，这些油的流动性很差，甚至不能采出，称为死油。这种驱动方式是一种纯消耗式开采方式，采收率较低，一般只有5%-20%。 (四)气顶驱动 当油藏中存在有较大的气顶时，开发时主要靠气顶中压缩气体的膨胀能把原油驱向井底，这种油藏称为气压驱动油藏。 当油藏中存在气顶时，说明在该油层压力下原油所能溶解的天然气已达到饱和程度，不能再溶解更多的天然气了，所以此时油层压力就等于饱和压力。在油井生产时，井底 压力必然低于饱和压力，而近井地带的压力也必然低于饱和压力，所以溶解气驱的作用是不可避免的，而且只有在因采油而形成的压力降传到油气边界后，气顶才开始膨胀，压缩气的能量才能显示出来。这时油藏才真正处于气压驱动条件下。在随后的生产中，为了保持油井生产，井底压力还必须低于饱和压力，所以溶解