石油工程概论-张红玲 第三章油田开发设计基础 (2006)
《采油工程原理与设计》复习思考题与习题
采油工程原理与设计复习思考题与习题集编写：陈德春张红玲审核：张琪中国石油大学（华东）石油工程学院2012年9月目录第一章油井流入动态与井筒多相流动计算 (2)第二章自喷与气举采油 (5)第三章有杆泵采油 (7)第四章无杆泵采油 (10)第五章注水 (10)第六章水力压裂技术 (11)第七章酸处理技术 (15)第八章复杂条件下的开采技术 (17)第九章完井方案设计与试油 (17)第十章采油工程方案设计概要 (18)第一章 油井流入动态与井筒多相流动计算复习思考题1.1 何谓油井流入动态？试分析其影响因素。
1.2 何谓采油（液）指数？试比较单相液体和油气两相渗流采油（液）指数计算方法。
1.3 试分析Vogel 方法、Standing 方法、Harrison 方法的区别与联系。
1.4 试推导油气水三相流入动态曲线[]max max ,t o q q 段近似为直线时的斜率。
试述多层合采井流入动态曲线的特征及转渗动态线的意义。
1.6 试比较气液两相流动与单相液流特征。
1.7 何谓流动型态？试分析油井生产中各种流型在井筒中的分布和变化情况。
何谓滑脱现象和滑脱损失？试述滑脱损失对油井井筒能量损失的影响。
试推导井筒气液多相混合物流动的管流通用的压力梯度方程。
综述目前国内外常用的井筒多相流动计算方法。
习题某井位于面积245000m A =的矩形泄油面积中心，矩形的长宽比为2：1，井径m r w 1.0=，原油体积系数2.1=o B ，原油粘度s mPa o ⋅=4μ，地面原油密度3/860m kg o =ρ，油井表皮系数2=s 。
试根据表1－1中的测试资料绘制IPR 曲线，并计算采油指数J 和油层参数h k o ，推算油藏平均压力r P 。
表1－1 某井测试数据表某井位于面积21440000m A =的正方形泄油面积中心，井径m r w 1.0=，原油体积系数4.1=o B ，原油粘度s mPa o ⋅=2μ，地面原油密度2/850m kg o =ρ，油井表皮系数3-=s ，油层为胶结砂岩。
石油工程概论
1石油工程的主要内容：以弄清的油气田地质资料为基础，对油气层进行分类排队，选定油田开发方式；选定油田开发方式；根据地下油气藏的结构和压力特点，选择合理的布井方式，确定保持生产层能量的方法和技术措施。
2油气层的形成过程：石油生成——运移——聚集——保存3油气藏形成的条件可归纳为四个必要条件：生油层、储油层、盖层和保护层。
4孔隙度：岩石孔隙体积与岩石的外形体积之比5流体饱和度： 油的饱和度：r O PO O V V V V S Φ== 水的饱和度：r w Pww V V V V S Φ== 气的饱和度：r g P gg V V V V S Φ==地质储量：()o wi B Ahr S N /1Φ-=6渗透率只与岩石本身性质有关，与流体无关。
7润湿性的判断：θ=0º岩石表面完全水湿θ＜90°岩石表面亲水θ＝90°岩石表面中间湿润θ＞90°岩石表面亲油θ=180°岩石表面完全油湿8油田正规的开发阶段：开发前准备阶段；开发设计和投产；开发方案的调整和完善。
9油藏驱动方式：①弹性驱动主要依靠岩石和流体的弹性膨胀能驱油；②地层压力低于饱和压力后，原来溶解在原油中的溶解气就会分离出来，主要依靠这种不断分离出的溶解气的弹性来驱油成为溶解气驱③当油藏存在边水、底水或注入水时则会形成水压驱动④当油藏在气顶且气顶中的压缩气为主要的驱油能量时为气压驱动⑤主要靠自身的重力将油驱向井底时则为重力驱动。
一个地层原始压力高于饱和压力的油田如果不向地层补充能量地开发，可能存在的驱动方式有弹性水驱。
弹性气驱主要用的地层气顶膨胀的能量。
10钻井工艺过程：钻前准备、钻进和完井，各项过程的任务。
11洗井液密度增大，“压持效应”增加，阻碍钻进；粘度降低，增快钻进速度；固相含量及分散性对钻头的磨损。
12大位移井是指水平位移与垂深之比等于或大于2的井。
13在钻出的井眼内下入套管柱，并在套管柱与井壁之间注入水泥浆，使套管与井壁固结在一起的工艺过程称之为固井。
石油工程导论
2.自然电位测井
3.声波测井
4.电阻率测井
5.井温测井
Hale Waihona Puke 6.放射性测井【钻井技术】
钻井方法的发展及评价
·旋转钻井系统
·常规的钻井作业
·旋转钻井系统海上钻井
·井控
·特殊钻井工艺过程
1．石油钻井的概念
所谓石油钻井是指为了勘探和开发地下石油和天然气而在地表钻凿一个通往地下油气层直径很小的井眼的工作。
经济等工程师密切合作共同进行油气田的早期评价，开发
设计、调整方案及三、四次采油设计外，更经常的工作是：
1、加强各种信息的收集、处理及分析，提出各种开发措施及建议；
2、要求有关单位进行油气天的监测工作。除对油气水井进行日常常规测试外，
还需对某些井、某些项目作专门测试。例如生产测井、开发地震测试、试井等；
2、井口：井的开口端。Z*
把钻井按钻井的目的进行分类：
区域普查井：基准井、剖面井、参数井、构造井
探井：预探井、详探井、边探井
开发井：生产井（油井、气井）、注入井（注水井、注气井）
特殊用途井：检查井、观察井、调整井、救援井等。
目前较新的钻井技术：
定向井、水平井、大位移井技术
分枝井技术
深井（4500～6000m）、超深井(6000m以上)
4.复合是式驱
5.重力驱
【完井与试油】
完井工程：
是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程，是从钻开油层到固井、完井、下生产管柱、排液、诱导油流，直至投产的工艺过程组成的系统工程。
完井工程设计的任务：
对油气层潜在损害进行评价，提出相应保护措施，尽可能减少对储层的损害，使油气层与井筒间保持良好的连通条件，最大程度发挥其产能；
石油工程概论
石油工程概论•内容简介：•《石油工程概论》是为非石油工程专业学生写的教材．全书共分为10章，重点介绍了石油工程领域的基本概念、基本原理和广泛应用的工艺技术。
内容主要包括油气藏，流体物性及流体在地层中的渗流规律、油田开发设计与动态分析、油气田钻井、固井与完井、采油方法、抽水井增产增注措施、提高采收率技木，油气层保护、油气集输等。
•目录：•第一章油气藏及流体物理性质•第一节石油的生成及油气藏的形成•第二节储集层岩石的物理性质•第三节油藏流体的物理性质•第四节流体在地层中的渗流规律•第二章油田开发设计•第一节开发方案设计概述•第二节油田的合理开发程序•第三章油气田钻井•第一节钻井设备•第二节钻井液•第三节井眼轨道控制•第四节最优化钻井技术•第四章固井与完井•第一节固井•第二节完井•第三节试油•第五章采油方法•第一节自喷采油•第二节有杆泵采油•第三节潜油电泵采油•第四节螺杆泵采油•第五节水力活塞泵采油•第六节水力射流泵采油•第七节气举采油•第八节排水采气•第六章油水井增产增注措施•第一节水力压裂•第二节酸化•第三节高能气体压裂•第四节物理法增产增注技术•第五节调剖堵水•第六节油井防砂与清砂•第七节油井防蜡与清蜡•第七章提高原油采收率•第一节影响原油采收率的因素•第二节提高原油采收率的方法•第八章油气层损害及保护•第一节油气层损害机理•第二节油气层损害的评价方法•第三节油气层保护•第九章油田开发动态分析及开发调整•第一节经验方法•第二节物质平衡方法•第三节数值模拟方法•第四节油田开发调整•第十章油气集输•第一节油气集输流程•第二节油气分离和原油稳定•第三节原油脱水•第四节天然气净化和轻烃回收•第五节含油污水处理•参考文献。
石油工程概论 各章知识点归纳
9. 钻开油气层时要采取什么样的措施以最 大限度地保护油气层？ 10. 什么是完井方法？对完井的要求有哪些？ 11. 什么是裸眼完井、射孔完井、衬管完井、 砾石充填完井？其优缺点分别是什么？ 12. 什么叫试油？ 13. 常用的诱导油气流的方法有哪些？
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第九章 自喷及气举采油技术
1.自喷井生产基本流动过程：油气从油层到井底的地下渗流；
2.绝对孔隙度Φa和有效孔隙度Φe
3.流体饱和度：单位岩石孔隙体积中某种流体所占的比例。 4.采收率
原始含油饱和度 残余油饱和度 采收率 100% 原始含油饱和度
5.岩石的压缩系数：油藏压力每降低1MPa，单位体积油藏 岩石内孔隙体积的变化量。 6.岩石的渗透性：在一定的压差作用下，储层岩石让流体 在其中通过的性质。其大小只取决于岩石本身，而与实验 4 流体、压差等无关。
1. 影响钻井的主要因素有哪些？哪些为可 变因素？哪些为不可变因素？ 2. 何谓门限钻压、压持效应？ 3. 影响钻速的洗井液性能有哪些？它们是 如何影响的？ 4. 何谓平衡压力钻井？其优点是什么？ 5. 何谓高压喷射钻井？设计的理论依据是 什么？有几种工作方式？ 6. 何谓优选参数钻井？其目标函数是什么？
滴时的压力。 6.溶解油气比：用接触脱气法得到的地层原油溶解气量的标 准体积与地面脱气原油的体积之比。
掌握知识要点:
7.地层原油体积系数：原油在地下的体积Vf与其在地面脱
气后的体积Vs之比，又称原油地下体积系数。
8.地层原油两相体积系数：当油藏压力低于泡点压力时， 在给定压力下地层油和其释放出的气体的总体积与地面
界面所作的切线和密度较大的流体与固体表面所夹的角。
5
第四章 油田开发设计基础
1.油藏驱动方式的类型、能量、条件及各自的开采特征 2.注水方式：注水井在油藏所处的部位和注水井与生产井之 间的排列关系。 3.边缘注水：将注水井布在含水区内或油水过渡带上，以及
油气田开发工程采油工程方案设计课程大作业
采油工程方案设计大作业所在院系：石油工程学院学生姓名：赵胜绪学号：2015212184专业年级：开发15-4班任课教师：张红玲完成日期：2016年5月6日一、存在的主要问题（1）作业环境恶劣。
台风、波浪、海流等导致自然海况环境恶劣，风向和风速以及水文条件（水温、波浪、海流）对深水油气田开发工作以及工作人员的生命安全影响非常大。
（2）储层伤害问题。
该区块存在储层伤害类型包括：五种敏感性造成的伤害，各种外源固体侵入地层造成的物理堵塞，有机垢（沥青质、胶质和蜡）沉淀堵塞，无机垢（各种无机盐）沉淀堵塞，油层润湿性改变引起的采油能力下降，水堵和乳化物堵塞，应力敏感性伤害，细菌堵塞。
（3）天然气水合物的生成与防治问题。
碳氢化合物和水在深海底部的高压低温条件下容易生成天然气水合物，堵塞井筒，损害生产作业管件，导致油气井产量下降甚至无法生产。
（4）出砂问题。
本区块储层具有胶结程度低，易出砂，地层不稳定的地质特征。
（5）注水开发的水源及水质问题。
海水由于矿化度较高，通常不能直接用作开发注水，所以需要对海水进行净化处理之后才能进行使用。
（6）海上作业费用高昂。
与浅水以及陆上油气田相比，深水区域的作业平台及采油工程装备的成本高昂，租金昂贵。
二、相应的专题研究（1）针对储层伤害问题，需要开展以下分析：①储层敏感性分析；②岩石和流体物性分析；③油井结蜡及清防蜡；（2）针对出砂问题，需要进行以下研究：①出砂规律与出砂预测；②防砂方法优选；（3）天然气水合物的生成与防治；（4）采油方式选择；（5）针对深海油气开发自然环境恶劣的现实，必须根据油气田的开发需要设计不同风险等级（5年，10年，20年等）的采油工程方案，严格执行HSE管理体系的要求。
（6）考虑到海上油气开采成本高昂的特点，必须充分做好采油工程方案设计的经济评价，尽可能以较低的开采成本，以较短的开采时间，获取更高的经济效益。
三、主要的研究方法及思路1 储层敏感性分析储层的敏感性分析通常包含：速敏，水敏，盐敏，酸敏，碱敏及压力敏感分析。
石油工程导论-第四章 油田开发设计基础
第一节 油田勘探开发程序
三、全面开采
1、建立基础井网
在先导实验区基础上选择一组具备独立开发条件的渗透率高、分布 稳定的油层，布置一套排距、井距较大的稀井网。 主要任务
一是合理开发主力油层，建成一定的生产规模； 二是兼探开发区的其他油层，解决探井、资料井所没有完成的任 务，必要时对原方案进行修改。
2、完善井网
一、区域勘探（预探） 胜利油田的发现
华1井 1955.10~ 1957.11
华3井 1958.5~ 1958.8
华7井:1960.5~ 华8井:1961.1~
1960.11
1961.11
华4井 1958.12~ 1959.10
华2井 1958.8~ 1958.11
华5井 1959.3~ 1959.11
一、区域勘探（预探）
大庆油田的发现(冯志强.地质科学，2009,42(2):349—36)
自1955年8月开始，在原地质部和石油工业部的组织下，以松辽盆地 为重点，在整个东北地区开展了大规模的地质勘探工作，完成了整个松 辽盆地的航空磁测、重磁力普查、电法大剖面和浅井等工作，包括基准 井、重力、磁力、电法、地震和钻井综合大剖面，到1958年已基本掌握 了松辽盆地的地质轮廓。
划分开发层系的原则
把特性相近的油层组合在同一开发层系内，以保证各油层对注水方式和 井网具有共同的适应性，减少开采过程中的层间矛盾。
一个独立的开发层系应具有一定的储量，以保证油田满足一定的采油速 度，并具有较长的稳产时间和达到较好的经济指标。
各开发层系间必须具有良好的隔层，以便在注水开发条件下，层系间能 严格地分开，确保层系间不发生串通和干扰。
第三章 油田开发设计基础
石油工业本身是一种风险性很大的投资经营，更讲究经济效益。
《石油工程概论》(油气田开发)
《石油工程概论》（油气田开发）一、名词解释：1.地层油等温压缩系数；地层油等温压缩系数：温度一定，单位体积地层油随着压力的变化的体积变化率。
2.地层油溶解气油比；地层油溶解气油比：在油藏温度和压力下地层油中溶解的气量，m3/m3。
3.地层油体积系数；地层油体积系数：又称原油地下体积系数，是指原油在地下体积与其在地面脱气后的体积之比。
4.岩石孔隙度；岩石孔隙度：岩石孔隙体积与岩石外表体积之比。
5.岩石有效渗透率岩石有效渗透率：当岩石中有两种以上流体共存时，岩石对某一相流体的通过能力，又称相渗透率。
有效渗透率不仅与岩石本身性质有关，而且与流体性质及其数量比例有关。
6.蒸汽吞吐；蒸汽吞吐：在本井完成注蒸汽、焖井、开井生产三个连续过程，从注蒸汽开始到油井不能生产为止，即完成一个过程称为一个周期。
7.蒸汽驱；蒸汽驱：按一定井网，在注汽井连续注汽，周围油井以一定产量生产。
8.采油指数；采油指数：单位生产压差下的油井日采油量。
9.油井流入动态曲线油井流入动态曲线：表示产量与井底流压关系的曲线，简称IPR曲线。
10.气举启动压力气举启动压力：气举过程中当环形空间的液面达到管鞋时，压风机所具有的最大压力。
11.基质酸化；基质酸化：在低于岩石破裂压力下将酸注入地层，依靠酸液的溶蚀作用恢复或提高井筒12.压裂酸化；压裂酸化：在高于岩石破裂压力下将酸注入地层，在地层内形成裂缝，通过酸液对裂缝壁面物质的不均匀溶蚀形成高导流能力的裂缝。
13.体积波及系数. 体积波及系数：与驱替剂接触的部分油藏体积与整个油藏含油体积之比。
二、填空题1. 油气藏形成的必要条件有：生油层、储油层、盖层、保护层。
2. 地质储量按控制程度及精确性由低到高分为：预测储量、控制储量、探明储量。
3. 油藏流体在井筒垂直管中流动可能存在的流型有纯液流、泡流、段塞流、环流和雾流五种。
4. 自喷油井生产中，流体由地层流至地面分离器一般经过地层渗流、多相垂直或倾斜管流、嘴流和近似水平管流四个基本流动过程。
第一章 油田开发设计基础
2、钻详探资料井（取心资料井）
布井：在初步掌握构造情况的基础上，以尽量少
的井而又能准确的认识油层和控制全部油层为原
则来确定。
一般井距：2－3公里
复杂断块：<1－2公里
第一节 油田开发前的准备阶段
3、油井试油和试采
（ testing for oil, production test）
打详探井的成果——静态资料成果
二、油田开发的原则
技术政策界限：
2、规定开发方式、注水方式和含水上升速度
含水上升速度：单位时间内含水上升的数值。
含水上升率：每采出1％地质储量含水上升值。
3、确定开发层系
开发层系：由一些独立的、上下有良好隔层、油层性质 相近、驱动方式相近、具备一定储量和生产能力的油层组
合而成。
第二节 油田开发的方针和原则
第一节 油田开发前的准备阶段
3、油井试油和试采
试采井的选择： 1）平面上：有代表性，既要考虑到构造顶部的好油层，也
要兼顾到边部的差油层。同时必须考虑到油水边界、油气边 界和断层边界上的井，以探明边水、气顶及断层对生产带来 的影响。
2）纵向上：在试采层段的选择上也应该兼顾到各种不同类
型的油层。尤其对于纵向上变化大的多油层油藏，如各层间 岩性变化大，原油性质变化大，油水界面交错，天然能量差 别大等等，也应尽可能都分别有一定数量的试采井。
第一章
油田开发设计基础
主要内容：
油田开发前的准备阶段 油田开发的方针和原则
油田开发方案的编制
第一节 油田开发前的准备阶段
一、详探阶段的主要任务和方法
（一）油田勘探开发程序
油田勘探开发是个连续、交叉的过程。
整个油气田勘探开发过程划分为三个阶段，即区域勘
石油工程基础ppt
第一章 油藏流体的物理性质
第一节 油气藏的形成与类型
定义： 油气藏：石油工程的直接对象（或目的层）是油气的储集地，即油气藏。它通 常被定义为：油气在单一圈闭中的聚集。
油气在具体孔隙（裂缝）性和渗透性，并为同一动力学系统 的最简单的岩层中聚集就形成了油气藏。
条件是：有一定数量的运移着的油气、有遮挡物（不渗透性岩层）的作用 ，阻止了它们继续运移，而在具有孔隙性（裂缝性）地层（又叫储集层）聚集 起来。
注其它流体
图1 石油开采方法
泡沫驱动 化学驱开采：
1.表面活性剂驱 加密钻井 2.聚合物驱
3.注碱水驱
核技术的应用 采矿技术的应用 新化学剂 地层加热 油气水的分离 微生物采油技术
三、石油工程的发展
（一）我国钻井技术发展史 第一阶段：公元前三世纪到公元十一世纪，是人下入井内挖掘而
成井。 第二阶段：是小口井阶段，其井口直径如碗口大小，即“卓”筒
井，出现于公元1041-1053年。采用顿钻方式，钻凿成井。顿钻对 现代钻井有很大的影响。
第三阶段：到二十世纪发，发展到旋转钻井，同时也在发展井下 动力钻具。
从井深的角度来讲，从几百米发展到几千米，国内最深为7千多 米，这不光是深度，还有很多技术问题。美国为9千多米，而前苏 联为12km。
（二）采油技术也发展很快 先是利用挖掘油页岩炼制，后打井采油，采油先是利用
绪论
一． 石油工业形势
2001年中国石油天然气股份公司，天然气突破：200亿m3 排在世 界石油前10强。 2002年全国天然气产量：326亿m3，增长7.5%。 2003年天然气产量达到350亿m3.
据能源局年初的数据，中国2009年生产原油 1.89亿吨，净进口原油却达到1.99亿吨，原油进口依 存度首超50%的警戒线，达53%。
《石油工程概论》课程标准
《石油工程概论》课程标准课程编码： 2197 课程类别：专业基础课适用专业：钻井技术授课单位：石油系煤层气教研室学时：72 编写执笔人及编写日期：孙建华 2012 6 学分：审定负责人及审定日期：1.课程定位和课程设计1. 1课程性质与作用《石油工程概论》是钻井技术专业一门重要的专业基础课，系统介绍石油地质、石油勘探、石油开发、石油钻井、采油方法、油井增产原理、油品储存与运输等内容。
本课程是在学习了基础课程后开设的课程，设置在这个专业二学期，为学生以后学习专业课程打下良好的基础。
1.2课程基本理念本学习领域教学过程以学生为主体，以能力目标的实现为核心，培养学生具备专业能力、方法能力、社会能力。
本课程系统学习地质作用的知识，组成地球的三类岩石、油气藏的形成与富集；会识别油气藏的类型，油气勘探的任务、程序与勘探方法；掌握油气开采的方法、设备，油气开发方案的编制。
油气钻探的设备、钻具、钻井液的相关知识，现场应用的钻井技术。
明确油田稳产高产的原理与技术，最低损耗的进行油品输送。
通过本课程的学习，熟知油气从勘探到生产直至输送的各个工作过程。
最终目标：提高石油天然气钻井技术专业学生的综合职业能力，满足学生职业生涯发展的需要。
1.3课程设计思路本课程是根据现场职业岗位标准选取教学内容，按照工作任务过程及逻辑关系和学生认知规律，整合、序化教学内容。
据此，本课程共设计了七个学习情境33项学习任务，排序符合由浅到深、由简单到复杂得认知规律：学习情境一石油地质分析学习情境二石油勘探学习情境三石油开发学习情境四石油钻井学习情境五采油技术学习情境六油井增产学习情境七油品保存与运输本课程的教学模式是按照油田生产现场，本专业岗位群所确定的典型工作任务为出发点，实施项目课程教学，使学生在真实的工作情境中完成学习任务，达到“教、学、做”合一，体现“做、中、学”理念，培养学生综合职业能力。
2.课程目标本学习领域教学过程以学生为主体，以能力目标的实现为核心，培养学生具备专业能力、方法能力、社会能力。
石油工程概论
⽯油⼯程概论第⼆章1、⽯油的定义：⽯油是多种碳氢化合物的复杂混合物，或是多种烃的混合物。
1、什么叫地质作⽤？地质作⽤可分为哪两⼤类？答：由于⾃然⼒引起的地壳物质组成、内部结构、地表形态变化和发展的作⽤称为地质作⽤。
分为内⼒地质作⽤和外⼒地质作⽤。
2、地壳中分布着哪三⼤类岩⽯？他们之间是如何循环和转化的？答：分为岩浆岩，沉积岩，变质岩。
⽯油主要存在沉积岩中。
3、地质构造有哪些基本类型？答：4个基本类型：倾斜岩层，褶曲构造，断层，裂缝。
4、什么叫地质时代和地质时代单位？地质时代单位有哪些级别？答：表明地层形成先后顺序的时间概念叫地质时代。
地质时代单位⽤来划分地球的历史时期。
地质时代单位有五个级别：宙、代、纪、世、期。
5、简述地质时代和地质时代单位之间的关系。
答：地层单位是把对应的地质时代单位代、纪、世改为界、系、统，同时把早、中、晚或早、晚字样改为下、中、上或下、上。
6、什么叫⽣油层、储集层和盖层？储集层分为哪⼏⼤类？答：⽣油层：由能够⽣成⽯油和天然⽓的岩层组成的地层。
储集层：具有⼀定的孔隙度和渗透性，能够储存油⽓等流体，并可在其中流动的岩层。
盖层：位于储集层之上能够封隔储集层，避免其中的油⽓向上逸散的保护层。
储集层分为3类：碎屑岩储集层，碳酸盐岩储集层，其他类型的储集层。
7、什么叫岩⽯的孔隙度？什么叫含油饱和度？答：孔隙度：储集层岩⽯中孔隙的总体积占岩⽯总体积的⽐值。
含油饱和度：油层中含油体积与孔隙体积的⽐值。
8、什么叫岩⽯的渗透率？什么叫有效渗透率？什么叫相对渗透率？答：渗透率：是岩⽯允许流体通过能⼒的⼀种度量。
有效渗透率：多相流体共存时，岩⽯对其中每种流体的渗透率。
相对渗透率：有效渗透率与绝对渗透率的⽐值。
9、圈闭可以分为哪三⼤类？答：分为构造圈闭，地层圈闭，岩性圈闭。
10、什么叫油⽓运移和油⽓聚集？什么叫油⽓藏？答：油⽓在地层内的任何移动都称为油⽓运移。
油⽓聚集：油⽓在圈闭中聚集，形成油⽓藏的过程。
石油工程教案
第一章 油田开发基础及开发方案本章要求掌握内容（8 学时）·掌握油气田开发的基础知识及开发方案设计的基本原理、方法，会进行油田开发技术及经济指标计算；·油田开发方案研究内容及所需动态资料，油田开发的方针、原则及合理开发程序。
·油田地质模型的建立，储层精细地质研究的内容和方法。
·各种驱动方式及影响产能因素。
·层系划分与组合的意义、原则和方法。
·各种注水方式的适用性及影响注水开发效果的主要因素。
·布井方式选择、井网密度计算。
·各种计算开发指标方法的基本原理，经济指标及经济评价。
·开发方案优化及选择方法。
一个含油构造经过初探，发现工业油气流以后，紧接着就要进行详探并逐步投入开发。
所谓油田开发，就是依据详探成果和必要的生产试验资料，在综合研究的基 础上对具有工业价值的油田，按石油市场的需求，从油田的实际情况和生产规律出发，以提高最终采收率为目的，制定合理的开发方案，并对油田进行建设和投产， 使油田按方案规划的生产能力和经济效益进行生产，直至油田开发结束的全过程。
油田开发必须依据一定的技术方针来进行，在制定油田开发技术方针时要考虑采油 速度（即年产油量占油藏可采储量的百分比）、油田地下能量的利用和补充、采收率的大小、稳产年限、经济效益及工艺技术等因素。
一个油田在明确的开发技术方针指导下，要想进入正规的开发，必须编制好油田开发方案，即依据油田开发的基础知识，对油田的开发程序、开发方式、层系划 分、注水方式、井网密度、布井方式及经济指标等各因素进行充分的论证、细致的分析对比，最后制定出符合实际、技术上先进、经济上优越的方案。
第一节 油田开发方案的主要内容及资料准备一、油田开发方案的主要内容在编制油田开发方案之前，必须对物探（主要搞清地下构造）、钻井、录井、取心、测井、分析化验各项工作取得的成果，进行综合地质研究，编制各种地质图 件，并根据所钻详探井、评价井、资料井及必要的试验区的井所录取的静态资料和试油试采的动态资料，研究开发区的静态地质特征及动态反应情况，从而编制出正 式开发方案，以指导开发区全面进行开发。
石油工程概论4油田开发设计基础
驱动石油流动的能量可以是几种能量的综合作用
二、油藏的驱动类型 油田开发过程中主要依靠哪一种能量来驱油
油层的地质条件和油气性质上的差异
不同油田，甚至同一油田的不同油藏之间或不同的开发阶段， 驱动方式是不同的 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
①储油层岩石和物性差异较大； ②油气水的物理化学性质不同； ③油层压力系统和驱动类型不同； ④油层层数太多，含油井段的深度差别过大；
（2）每套层系应具有一定的厚度和储量，保证每口井具 有一定的生产能力，并达到较好的经济指标。
（3）一个开发层系上下必须具有良好的隔层，在注水开 发过程中层系间能严格分开，上下层系不会串通和干扰。
可根据油田的地质特征来选择切割井排的最佳方向及 切割距；可优先开发储量最丰富、油井产量高的区块， 使油田很快具有一定的生产能力。
不能很好地适应非均质油层；注水井间干扰大；注水 井排两边地质条件不同时，容易出现区间不平衡现象。
优点
缺点
3、面积注水 将注水井和生产井按一定的几何形状和密 度均匀地布置在整个含油面积进行开发。
国内油田开发中广泛采用人工注水保持或补 充地层能量，使油田处于水压驱动方式开发。
一、注水时间
地层中原油的少量脱气会 减少水相的相对渗透率， 使得水油比降低，从而减 少高渗透层的产水量
地层中强烈脱气是有 害的，因为它可使原 油粘度上升，导致最 终采收率下降
选择合适的注水时机对于充分利用天然 能量，提高注水开发效果具有重要意义
详探方法
地震细测 落实构造形态、断层状况等。 详探资料井 直接认识油层。 取芯资料井 取得岩心与流体的样品。 测井 各油层及其中流体的物性。 试油和试采 生产试验。 分析化验及室内试验研究
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不规则点状注水 边内切割注水 边缘注水 面积注水 periferal water flooding pattern water flooding
1.边缘注水
(marginal flood)
注水井部署在含水区内或油水过 渡带上或含油边界以内不远处。
边（缘）外注水 注水井分布在含水区 分类 缘上注水 注水井分布在油水过渡带上
边（缘）内注水
注水井分布在含油区上
边缘注水
适用于油藏构造比较完整，油层分布稳定，边部和内部连 通性好，油层流动系数较高，边水比较活跃的中小油田。
(1)刚性水压驱动 水压驱动 (rigid water drive) (water drive) (2)弹性水压驱动 溶解气驱动 (elastic water drive) (solution gas drive) (1)刚性气驱 气压驱动 (Rigid gas drive) (gas drive) (2)弹性气压驱动
当一个油藏的油层 倾角比较大或油层 厚度大时，重力驱 动才能发挥作用。
重力驱动油藏开采特征曲线
各种驱动方式的驱油能量来源不同 最终采收率(ultimate recovery)也不同 一般情况下 水压驱动方式的驱油效率最高，采收率最 大。 溶解气驱采收率最低。 国内外许多油田都采用人工 注水保持压力的开发方式。 油藏的驱 动方式并 不是一成 不变的 同一时间内，同一油藏的不同部位 可以表现为不同的驱动方式； 同一油藏在不同时间可以表现为不 同的驱动方式。
END
刚性水压驱动油藏开采特征曲线
(2)弹性水压驱动 (elastic water drive) 能量供给不充分， 水侵量不能补偿采 出量。
弹性水驱油藏开采特征曲线
2.溶解气驱动(solution gas drive)
主要依靠原油中分离 出天然气的弹性膨胀 能量驱油。
油层压力低于饱和压力 溶解在原油中的天然气 将从原油中分离出来 天然气体积发生膨胀 原油被排挤流入井
美国
先利用天然能量开 采，当地层压力降 到饱和压力附近时 开始注水。
对地下油层特征认识较 清楚，开发较主动； 有利于早日收回投资
国 内
早期 注水
国内众多低渗透油田一 般天然能量小，弹性采 收率和溶解气驱采收率 都非常低
国内一般认为，应该立足于早期 注水。
二、注水方式(waterflooding mode)
第三章 油田开发设计基础
油藏的驱油能量和驱动方式 砂岩油田的注水开发
第一节 油藏的驱油能量和驱动方式
一、油藏驱油能量(drive energy)
①边底水(edge water)压头所具有的驱油能量。
天 然 能 量
②原油中的溶解气(solution gas)析出并发生 膨胀所产生的驱油能量。 ③气顶(gas cap)中压缩气体膨胀所产生的驱油 能量。 ④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。
弹性气压驱动开采特征曲线
4.弹性驱动(elastic drive)
依靠油藏流体和岩石的弹性能量为主要驱油能量。
油藏投入开发 油层压力开始下降 液体、岩石体积发生膨胀 储油层的孔隙体积缩小 原油被排挤到生产井中
弹性驱油藏开采特征曲线
5.重力驱动(gravity drive)
依靠原油在油层内存 在位差而具有的重力 驱油。
美国1975年
早期注水：一般比油田开发晚1―2年。 晚期注水：在天然能量枯竭以后开始注水。 人工注水油田持续高产、驱油效率高、控制 调整容易，最终采收率一般在50%左右。
注水时机的选择
前 苏联 早期 注水 晚期 注水
保持地层压力，可以获得 较长时期的高产稳产，从 而缩短开采年限。 在饱和压力附近，地下 原油流动条件最好；
溶解气驱油藏开采特征曲线
3.气压驱动(gas drive)
主要靠气顶气的膨胀 能或注入气驱油的驱 动方式。
(1)刚性气驱 (Rigid gas drive)
注入气量足以保持油 藏压力稳定，或气顶 体积比含油区体积大 得多能够保持油藏压 力基本保持不变。
刚性气压驱动可采特征曲线
(2)弹性气压驱动 (Elastic gas drive) 气顶体积体积 小，不能够保 持油藏压力基 本不变。
3.面积注水(pattern flooding)
将注水井和生产井 按一定的几何形状 和密度均匀地布置 在整个含油面积进 行开发。
（1）线状注水系统
(Line flooding)
注水井和生产井都等距地沿着 直线分布，一排注水井对应一 排生产井。
注水井与生产井 即可以正对也可 (a)正对式排状注水 (b)交错式排状注 水 以交错。 线性注水示意图
国内油田开发中广泛采用人工注水保持 或补充地层能量，使油田处于水压驱动 方式开发。
一、注水时间(waterflooding time)
地层中原油的少量脱气会 减少水相的相对渗透率， 使得水油比降低，从而减 少高渗透层的产水量 ⑴溶解气驱采收率＝21% ⑵气顶气驱采收率＝30% 地层中强烈脱气是有 害的，因为它可使原 油粘度上升，导致最 终采收率下降
第二节 砂岩油田的注水开发 water flooding
在进行油田开发方案设计时，首先要确定油田开 发方式(development model)，且应当尽可能充 分利用油藏本身的天然能量来开发油田。 我国现有油 田绝大多数 不具备充足 的天然能量 补给条件 世界油田开发的历史也表明， 若只依靠油田本身的能量开发， 采油速度低，采收率小，原油 产量不能满足国民经济发展的 要求
油藏驱油能量：
边底水的压能、溶解气的膨胀能、气顶气的膨胀能、 岩石和流体的弹性能、位能（原油自身重力）。 人工能量 人工向油层注水(water flooding)、 注气(gas injection)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、油藏的驱动类型
(driving type of oil reservior)
2.切割注水(Cutting flood)
利用注水井排将含油面积切割成许多块（切割区）， 每个切割区可以作为一个独立的开发单元。
油层大面积分布，并具有一定的延伸长度，在注水 井排上可以形成比较完整的切割线；保证在一个切 割区内部署的生产井与注水井之间都有较好的连通 性；油层具有一定的流动系数，保证在一定的切割 区和一定的井排内生产井能见到较好的注水效果。
弹性驱动 (elastic drive) 重力驱动 (gravity drive) (Elastic gas drive)
1.水压驱动(water drive)
依靠边底水和（或）注入水为主要驱油动力
地层压力高于饱和压力 边底水和（或）注入水 将原油驱入油井
(1)刚性水压驱动
(rigid water drive) 能量供给充分，水侵 量完全补偿采出量。
m n
正四点 0.5 3 三角形
正五点 1 4 正方形
正七点 2 6 三角形
正九点 3 8 正方形
值 值
井网形式
面积注水井网的灵活性较大，具有较强的适应性。
小结
1.油藏驱油能量包括天然能量和人工补充能量； 天然能量又包括⑴边底水的压能；⑵液体和岩石 的弹性膨胀能；⑶气顶气的弹性膨胀能；⑷溶解 气的弹性膨胀能；⑸原油本身的位能。 2.油藏的驱动类型包括水压驱动、弹性驱动、气 压驱动、溶解气驱动、重力驱动。 3.注水方式分为：边缘注水、切割注水、面积注 水、不规则点状注水
注采井数比为1：1
（2）强化面积注水系统 根据油水井相互 位置和所构成的 井网形状不同
四点法
五点法 七点法 九点法 反九点法
对于面积注水井网
注水井 N 3 m ＝ 采油井 2
式中 m n 系统的注水井与采油井数之比 注水井数
N
基本单元的所有井数
不同注水系统的m和n值及井网形式
注水系统