采气工程概论

2006年，俄罗斯、伊朗、卡塔尔三国的天然气储量加起来是100万 年 俄罗斯、伊朗、卡塔尔三国的天然气储量加起来是 万 亿立方米，占全世界的 万亿立方米， 亿立方米，占全世界的57.6%。俄罗斯的储量高达 。俄罗斯的储量高达47.65万亿立方米， 万亿立方米 遥遥领先；伊朗 万亿立方米， 万亿立方米。 遥遥领先；伊朗28.13万亿立方米，卡塔尔 万亿立方米 卡塔尔25.36万亿立方米。其他 万亿立方米 国家的储量都不到10万亿立方米。 国家的储量都不到 万亿立方米。 万亿立方米 2006年全球天然气总产量 年全球天然气总产量28653亿立方米，其中，年产天然气 亿立方米， 年全球天然气总产量 亿立方米 其中，年产天然气1000 亿立方米以上的是俄罗斯（6415亿立方米）、美国（5477亿立方 亿立方米以上的是俄罗斯（ 亿立方米）、美国（ 亿立方 亿立方米）、美国 亿立方米），三国占全球总产量的48%。 米）、加拿大（1715亿立方米），三国占全球总产量的 ）、加拿大（ 加拿大 亿立方米），三国占全球总产量的 。 2006年底，全球天然气的储采比达61.7。那就是说，即便今后再没 年底，全球天然气的储采比达 年底 。那就是说， 有一点新储量发现，现有的储量也可以开采 年 因此， 有一点新储量发现，现有的储量也可以开采62年。因此，天然气增 加产量的余地很大。今后 ～ 年 加产量的余地很大。今后10～20年，全球天然气产量的增长会高于 石油。 石油。
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二
天然气将成为21世纪主要能源 天然气将成为 世纪主要能源
（三）天然气将是继薪柴、煤炭和石油之后的第四个能源时代
递减系数D 递减系数D 在矿场实际工作中， 在矿场实际工作中，也常用到递减系数的概 它与递减率的关系为： 念，它与递减率的关系为： D=1-a （2） ） 单位与a相同 单位与 相同
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油气田产量递减规律的研究与应用
一
目的和意义
预测，使之取得最好的开发效果。通过excel作图分析H油田产量与时间 的关系，判断H油田的产量递减类型为指数递减，再通过指数递减产量 与时间的关系式计算H油田废弃时，递减阶段的开发时间为18.7年，已 生产了6年，还有12.7年。在递减阶段中的累积产量为10.09万吨，已累 积生产了5.904万吨，剩余可采储量为4.19万吨。通过图解法分析G气田 的产量与时间的关系，判断了G气田为双曲线递减类型，通过双曲线递 减的产量与时间关系计算出，该G气田到废弃时，递减阶段的总开发时 间为18.4年，已生产了4年，还有14.4年。在递减阶段的累积产量为 43903.63万方，已累积生产了24025.05万方，剩余可采储量为19878.58 万方。
年份 2000 年 2010 年 2020 年
1259 1363 1476
10800 21930 41000
857 1608 2778
9.2 13.38 18.25
0.73 0.98 1.24
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8.51 6.1 4.45
按GDP与石油消费量比例： GDP与石油消费量比例： 与石油消费量比例 大力提倡节油，力求控制在4 2020年石油消费量达 年石油消费量达8 2020年石油消费量达8×108t，大力提倡节油，力求控制在4～4.3×108t
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（六）我国经济发展与能源供需矛盾
1、2020年中国经济发展与能源需求 、 年中国经济发展与能源需求 2020年的目标，国内生产总值（GDP）要翻两番，将达到4 2020年的目标，国内生产总值（GDP）要翻两番，将达到4万亿美元 年的目标
人口 （ 10 6 ） GDP (亿 美 元 ) 人 均 GDP (美 元 ) 能耗 人均能耗 （ 亿 toe ） （ toe ） 单 位 GDP 能 耗 ( toe /10 6 美 元 ）
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二
国内外现状
自从1945 自从1945 年Arps 将产量递减归纳为双曲型、指数型、调和型三种规律以 来,人们一直在研究产量递减的各种规律,并在油田开发中得到了广泛 人们一直在研究产量递减的各种规律, 的应用。通过掌握油田产量递减的变化规律，从而采取正确有效的措 施，去年，新疆油田公司原油产量递减率首次降至13.1%，创八年来 施，去年，新疆油田公司原油产量递减率首次降至13.1%，创八年来 的最低。这是继2002年新疆油田原油产量递减率降至14%以来，原油 的最低。这是继2002年新疆油田原油产量递减率降至14%以来，原油 产量递减率首次低于14%，这为老油田稳产、油田可持续发展奠定了 产量递减率首次低于14%，这为老油田稳产、油田可持续发展奠定了 坚实基础。
近几年，天然气消费量不断上升，居世界前10 位的天然气消费国（美国、俄罗斯、 英国、伊朗等国）的消费量达到2 万亿立方米，占世界天然气总消费量的62%
中国能源消费结构中，石油所占比例 中国能源消费结构中，石油所占比例2007年20.8%，天然气所占比例 年 ，天然气所占比例2007 年3.3%，所占比例仍均低于世界平均水平和主要能源消费国的一般水平。 ，所占比例仍均低于世界平均水平和主要能源消费国的一般水平。
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二
天然气将成为21世纪主要能源 天然气将成为 世纪主要能源
（二）超前思维，寻找未来能源 超前思维， 递减的原因 对定容封闭气藏，递减的主要原因是压力衰竭， 如：对定容封闭气藏，递减的主要原因是压力衰竭， 而对于水驱油田， 而对于水驱油田，主要原因是由于地下油的剩余储量 减少，多相流动油的流动帮助增长率大引起。 减少，多相流动油的流动帮助增长率大引起。 油气田开发的实际经验表明，何时进入递减阶段， 油气田开发的实际经验表明，何时进入递减阶段，主 要取决于： 要取决于： （1）油气藏的储集类型 驱动类型， （2）驱动类型，稳产阶段的采出程度 开发调整（细分层系、打加密井） （3）开发调整（细分层系、打加密井） （4）强化开采工艺技术的效果等
最高年产量将达到 1200~1400× 108 m3 1200~1400× 中国煤层气储量也较丰富 天然气水合物和其它形式非常规天然气尚未评价
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3、我国能源发展思路
能源发展方针 引导和适当控制石油消费 积极发展新能源、可再生能源和热电联产 积极发展新能源、 大力开发煤炭净化和高效利用技术 将节能作为长期国策 能源发展方案设想 2020年油气在能源消费结构中比重达到35％ 2020年油气在能源消费结构中比重达到35％左右 年油气在能源消费结构中比重达到35 石油大体控制在4 4.3× 石油大体控制在4～4.3×108吨，天然气3000～ 天然气3000 3000～ 3500× 3500×108m3
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二
天然气将成为21世纪主要能源 天然气将成为 世纪主要能源
瞬时递减率（又称名义递减率）：指单位时间的 瞬时递减率（又称名义递减率）：指单位时间的 ）： 产量变化率（产量递减百分数），用下式表示： ），用下式表示 产量变化率（产量递减百分数），用下式表示： (单位：1/天，1/月，1/季，1/年) 单位： 天 单位 月 季 年 （1） ） Q — 油气田递减阶段 时间的产量，油田为 油气田递减阶段t时间的产量 时间的产量， 104m3/mon，104m3/a，气田为 ， ，气田为104m3/mon或 或 108m3/a t — 递减阶段的生产时间，mon，a 递减阶段的生产时间， ， dQ/dt —单位时间的产量变化率 单位时间的产量变化率 当a<0.1时，为慢速递减 时 当0.1<a<0.2时，为中速递减 时 当0.2<a时，为高速递减 时
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二
天然气将成为21世纪主要能源 天然气将成为 世纪主要能源
内蒙古苏里格气田： 内蒙古苏里格气田：目前国内最大的整装气田，已探明储量5336亿立方米； 普光气田： 普光气田：排名第二，也是国内最大的海相气田，已探明储量3560亿立方米。 龙岗气田： 龙岗气田： “保守估计也要超过3000亿立方米，不保守的话就是5000亿， 甚至能达到1万亿立方米，那就相当于10亿吨的石油储量，到时候又是一个 惊喜。” 塔里木： 塔里木：已累计探明天然气地质储量八千四百亿立方米。 位于中国西北边陲的新疆，拥有丰富的石油、天然气资源，被称为中国能 源的战略接替区。统计数据表明，中国陆上石油的30%在新疆，34%的天然 气储量在新疆。 西南油气田分公司： 西南油气田分公司：2007年天然气产量突破90亿立方米达91.88亿立方米， 占全国天然气总产量的26.9％，是我国天然气最大生产企业之一。
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二
天然气将成为21世纪主要能源 天然气将成为 世纪主要能源
J.J.arps通过对大量油气田实际生产动态数据的分析，总结出了产量 通过对大量油气田实际生产动态数据的分析， 通过对大量油气田实际生产动态数据的分析 递减阶段的三种类型的递减规律， 递减阶段的三种类型的递减规律，即不同时刻的产量与递减率之间有如 下关系： 下关系： （3） ） Qi - 是在递减期认为选定的 时对应的初始产量 是在递减期认为选定的t=0时对应的初始产量 ai-t=0时对应的递减率 时对应的递减率 n-递减系数，用于判断递减类型，确定递减规律，n越小递减越快 递减系数， 递减系数 用于判断递减类型，确定递减规律， 越小递减越快 J.J.arps提出：n=0时，a=ai=const,为指数递减 提出： 提出 时 为指数递减 n=1时，a=ai（Q/Qi），为调和递减 ），为调和递减 时 （ ）， 0<n<1，n≠0.5时，a=ai(Q/Qi)n 为双曲线递减 ， 时 同时， 同时，某些数学者提出了其他规律 n=-1时，称为直线递减 即 时 n=0.5时，称为衰竭递减 时
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一
目的和意义
通过学者对大量生产数据的系统研究，发现产量的变化是规律的。 其包括上产阶段、高产稳产阶段、递减阶段，对于中小型油气田，其稳 产年限一般为2至5年，大型油气田也不过在5至10之间，所以油气田的生 产大部分时间是出于递减阶段，所以通过研究了解油气田产量递减变化 的规律，可以帮助开采技术人员合理的制定油气开采方案，从而在低成 本的投入下，获得高产量。 本文综合研究了油藏在投入开采以后产量递减的变化规律，并且寻找 控制这些变化的主要因素，以及减缓油气田产量递减率的有效途径。运 用这些规律来校正和完善油藏的开发方案，对其未来动态参数进行准确
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二
天然气将成为21世纪主要能源 天然气将成为 世纪主要能源
世界油气资源情况表
递减类型 Q a = a ( ) 递减指数 Q
n n i i
指数递减 n =0
双曲线递减 调和递减 0<n<1 n =1
递减率
a =常数
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二
天然气将成为21世纪主要能源 天然气将成为 世纪主要能源
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我国三大石油公司天然气探明储量占比
我国三大石油公司天然气产量占比
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二
天然气将成为21世纪主要能源 天然气将成为 世纪主要能源
（五）世界能源消费结构 2007年全球能源消费总量为110.993亿吨油当量，在能源消费结构中，石 油平均占35.6%、天然气平均占25.6%，煤炭平均占28.6%，核能平均占 5.6%，水力平均占6.4%。 世界主要能源消费国的能源消费结构中，石油一般仍占38%左右，天然气 一般占23%左右。
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2、我国未来石油天然气可供性分析 、
3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1998 2000 2003 2010 2020 年
2）中国天然气生产前景预计
亿m3
产量 需求
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常规天然气可采资源量 10~14.7×1012 m3 10~14.7× 2000年已探明可采储量 1.6× 2000年已探明可采储量 1.6×1012 m3 2000年全国天然气产量 262× 2000年全国天然气产量 262× 108 m3 天然气将进入高速发展时期 2010年 2010年 年产量 2020年 2020年 800× 800× 108 m3 1200× 1200× 108 m3