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油田动态分析基础知识

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油田 动态 分析 基础知识
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1 油 田 动态分析基础知识 一、油田动态分析基本常识 一个油田在投入开发之前,油层处于相对静止状态,从第一口井投产以后,整个油藏就处于 不停的变化之中。特别是非均质、多油层的油田,随着油层内原始储量的不断减少,注入 量的不断增多,各类油层的动态变化就更为复杂。因此,要通过每天观察到的油井生产变化数据,分析判断地下油水变化情况,不断摸索总结各类油层中的油水运动规律,掌握油水变化特点,并依据这些客观规律,不断提出和采取相应的调整措施,使油田始终朝着有利于改善油田开发效果的方向发展,以便充分挖掘地下油层潜力,确保油田的高产 稳产。 (一 )油田动态分析的任务和目的 油田动态就是在油田开发过程中,油藏内部多种因素的变化状况,主要包括油藏储量的变化,油、气、水分布的变化,压力的变化,生产能力的变化等。油田动态分析工作就是通过大量的油井第一性资料,分析油藏在开发过程中的各种 变 化,并把这些变化有机地联系起来,从而解释现象,发现规律,预测动态变化趋势,明确 调 整挖潜方向,对不符合开发规律和影响最终开发效果的部分进行不断调整,从而不断改善油 田 开发效果,提高油田最终采收率。 在油田开发过程中,通过对油藏开发动态的分析和研究,掌握其规律和控制因 素,预测其发展趋势,从而因势利导,使其向人们需要的方向发展,达到以尽可能少的经济投入,获取尽可能高的经济效益的目的。 (二 )油田动态分析的内容 油田动态分析可分为单井动态分析、井组动态分析、区块动态分析和全油田动态分析,或者也可分为阶段分析,年度分析,月、季度分析。下面重点介绍前几种。 1.单井动态分析 单井动态分析主要是分析油、 汽 井工作制度 参数 是否合理,工作状况是否正常,生产能力有无变化;分析射开各层产量、压力、含水、油 汽 比、注 汽压力、注汽 量变化的特征;分析增产措施的效果;分析油井井筒举升条件的变化、 井筒内阻力的变化、压力消耗情况的变化。根据分析结果,提出加强管理和改善开采效果的调整措施。 2.井组动态分析 井组动态分析是在单井动态分析的基础上 完成的。超稠油 藏 开发过程中, 井组 划分 是 把射孔层位相互对应、储层物性相近、汽窜发生频繁的油井作为一个井组 , 集中注汽,统一吞 2 吐生产 。 ( 井组整体吞吐,注入热量相对集中,热损失少,油层升温幅度大,加热半径加大,吞吐井泄油体积增加,周期采油量提高。井组同注、同焖,能够有效的抑制井间汽窜的发生,减少汽窜造成的热损失,提高注入蒸汽的热利用率,改善油井生产效果。 ) 3.区块和全油 田动态分析 区块动态分析同全油田动态分析的内容基本一致,主要有:对油藏地质特点的再认识;对油田当前开发状况的分析;对层系井网的分析;油田开发中存在的问题和改善油田开发效果的意见;油藏、油田动态预测等。经常重点分析的是当前油田开发状况,主 要内 容有油田开发方案 (或调整方案 )的执行情况及调整措施效果的分析;注采平衡和能量 保 持利用状况的分析;储量动用状况及油水分布状况的分析;含水上升率与产液量的分析;油田开发试验效果的分析 (如 汽驱 ) 等。 通过上述分析,对油藏注采系统的适应性进行评价,找出影响提高储量动用 程度和注 汽波及系数的主要因素,从而采取有针对性的调整措施,提高油藏的开发效果和采收率。 (三 )油田动态分析方法 油藏动态变化是从油 (汽) 井的变化上表现出来的。因此,油藏动态分析必须从油 (汽)井各种生产参数的变化 入 手,采取去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的方法 ,以油砂体 为单元,以单井分析为基础,分析油层内部的变化,搞清各类油层的开发状况及其动态变化规律,从而为改善油田的开发效果服务。 油田动态分析的方法多种多样,基本方法有理论分析法、经验分析法、模拟分析法、系统分析法、类比分析法等,分析时可以多种方法 综合利用,既互相弥补又相互印证。 1.理论分析法 就是运用数学的、物理的以及数学物理方法等理论手段,结合实验室分析方法,建 立油田动态参数变化的数学模型,考虑各种影响因素,推导出理论公式,绘制出理论曲线 (如相渗透率曲线等 ),指导油田的开发和调整。 2.经验分析法 应用大量现场生产数据资料,回归出经验公式指导油藏的开发;也可以依靠长期的生产实际经验,建立某两种生产现象之间的数量关系,同样可以指导生产实践。 3.系统分析法 有两种系统分析法。 一种称为节点分析法,即把井系统从地层泄油边界开始,到油层、井筒、地面 计量当作一个整体,把这个整体分为几个组成部分,在其中选定一些节点,研究每个组成部分 的 压降 3 与 流 量的关系,并相应建立起压力一产量关系的模型,通过对这些模型的分析,优选最佳生产状态,达 到 优化全系统生产的目的。 另一种是把井、区块和油藏按开发时间顺序分为不同开发阶段,系统地分析开发过程中动态参数的变化特点,总结出不同开发阶段的开发规律 , 分析其成因,从而指导人们进行正确的调整。 4.模拟分析法 分区块建立物理模型,借用大型计算机,通过流体力学方程,应用数学上的差分方法把模型分为若干个节点进行计算,重现已发生过的油藏开 发过程,并模拟出今后一段时间 内 油藏各动态参数的变化结果,为油田的调整提供参考。 5.类比分析法 把具有相同或相近性质的区块或油藏进行分析对比,采用相同的指标对比其开发效果, 以便及时总结经验教训,指导开发调整。 (四 )动态分析所需资料 动态分析所需的基础资料,一般应具有静态资料、动态资料、井下作业资料及完井数据 资料。 1.静态资料 1)油 井的基本数据 主要包括投产时间、开采层位、 完井方式、 有效厚度、地层系数、原始地层压力等。 2)区块 (油田 )的基本数据 主要包括区块地质储 量、构造资料、油 水分布状况、各类油井连通状况等。 2.动态资料 采油部门录取整理的各项基础及综合资料,都属动态资料的范畴。动态分析中常用以下资料:油井综合记录、油井数据表、油井测试成果表、措施井效果对比表、油 田 开发指标数据表、产量构成数据表 等 。 3.井下作业资料 主要包括施工设计、施工管柱油管记录表、施工现场记录、完井油管记录、施工总结等资料。 4.完井数据资料 主要包括射孔、固井质量、井身结构等资料。 其中射孔,包括射孔层位、射开厚度、孔眼密度、射孔枪弹型及发射率等。 4 5.动态分析中须编制的图幅和曲线 实际工作中,动态分析所需的图幅和曲线多种多样,主要应包括以下几种: 构造井位图、油层剖面图、油砂体图、 沉积相带图、 油层栅状图、油层压力分布状况图、开采状况图 、吞吐规律图 ;单井采油曲线、单井注 汽 曲线、综合开采曲线、产油量构成曲线等。 二 、单井动态分析 单井动态分析,主要是分析油井井下管柱工作状况是否正常,工作制度是否合理 ; 生产能力和各项生产指标有无变化;以及增产措施效果和油层 动 用状况等。 单井动态所需资料一般包括以下三类。 静态资料:井别、投产时间、开采层 位、完井方式、射开厚度、地层系数、所属 层 系、井 位关系等。 动态生产数据及参数资料;日 产液量、 日产油量、含水率、日注水平、动液面深度,以及油井所用机型、泵径、冲程、冲次,投产初期及目前生产情况;注汽 井井下管柱、 井口油压、 注 汽锅炉 压力、 温度、排量、干度 等。 曲线及图表:单井生产曲线、注 汽 曲 线、吸 汽 剖面曲线、产液剖面曲线;油砂体平面图、构造井位图、油层连通图;油砂体数据表、油井生产数据表、注 汽井生产数据表、油 井措施前后对比表等。 (一 )单井动态分析的基本内容 单井动态分析主要包括以下四方面的内容。 1.基本情 况介绍 介绍分析井的井号、井别、投产时间、开采层位、完井方式、射开厚度、地层系数、所属层系、井位关系;油井所用机型、泵径 、 冲程、冲次,投产初期及目前生产情况。 2.动态变化原因及措施效果分析 分析历史上或阶段内调整挖潜的做法和措施效果,分析各项生产指标的变化原因。采油井主要分析压力、产量、含水 、 油 汽 比 、采注比 等变化情况;注 汽 井 则重点分析注汽 压力、注 汽 量和 各 层吸 汽 量等变化情况。 3.潜力分析 通过对目前生产状况的分析,搞清目前生产潜力。主要有加强生产管理的潜力; 地质措施和工艺措施的潜力;注采参数的优化 等。 4.提出下一步挖潜措施 通过潜力分析,提出并论证改善单井开采效果的管理和挖潜措施,要求所采取措施针对 5 性强,切实可行,有较高的经济效益。 (二 )采油井动态分析的主要内容 1.日常生产管理分析 油井正常生产过程中产量、含水 等参数一般是渐变的,如果这些指标产生了突然的变化,说明生产中有了问题,要及时分析,找出原因,采取必要的措施。 (如蹩碰泵、洗井) 2.抽油泵工作状况分析 抽油泵工作正常与否,直接影响油井产量、含水的变化,因此油井动态分析要首先排除抽油泵工 作状况的影响。关于抽油泵管理与工作状况分析 的资料较多,这里不再详 述,要强调的是抽油泵工作状况分析,一定要结合油井产量、含水、液面和流压等资料进行综合分析,不能单纯地依靠某一种资料。 3.产油量变化分析 油井产油量从现象上看,与油井产液量和油井含水率有关,产液量越高,且含水率越低,则日产油量越高;从本质上看,与油层内部各种因素的变化有关。根据平面径向流公式,流体从油层内流向井底遵循下列公式: 式中 q— 井的产油量, t/ d; K— 油层渗透率, μ h— 生产层有效厚度, m; μ — 地 层原油粘度, s; D— 地面原油相对密度; β 一地层原油体积系数; P— 地层静压, 井底流压, R— 井的供油面积半径, m; r— 完井半径, m; S— 井壁阻力系数, m; μ — 流动系数, μ m/ (s)。 6 从上式可以看出,影响油井日产量的因素有以下七项。 1)油层有效厚度 (h) 油层有效厚度指的是油井供油面积范围内所开采油层的平均厚度。在开采过程中,由于 种 种原因,一部分油层由于未射开,或被钻井液、砂 等杂质堵塞,使有效厚度变小,造成产量下降 。 2)油层的有效渗透率 (K) 它是油井所处位置油层的一种物理性质,决定了原油通过的难易程度。 K 值变小, 会 引起产量下降。 3)地层原油粘度 (μ ) 原油粘度在采油过程中一般不会突然变化, μ 值增高,原油流动性能变差,降低油井的产量。 4)供油面积半径 (R) R 值越小,越有利于提高单井产油能力,但动态分析时,一般不考虑 R 值的变化。 5)井的完井半径 (r) 井径越大,采油指数也越大,但由于不经济,一般不采用这种办法提 高产量。一般计算时,它可以用钻头半径或套管半径来代替。 6)井壁阻力系数 (S) 在井壁油层部分,存在一圈附加的渗透层,当这一圈的渗透率基本上与油层渗透率相同时,井底可看做是完善的;如果大于油层渗透率,是超完善的;如果小于油层渗透率,则是不完善的。对于完善井来说, S 值是零,而对于不完善井和超完善井,则分别为正值和负值。确定 S 值的最有效方法是用压力恢复曲线取得。 7)油井生产压差 (P 一 生产压差越大,单井产量越高,反之则下降。 三 、井组动态分析 一 个油田或一个开发区块是由许多个相互联系的井组构成的 ,注采井组的数量相当地多。因此,任何一个即使有十分丰富经验的油藏工程师,也不可能把整个油田的开采动态都搞得十分清楚,只能从变化较大、矛盾突出的典型井组人手,由点及面地开展分析,从而掌握油田开采的状况。 井组动态分析是在单井动态分析的基础上完成的。超稠油藏开发过程中,井组划分是把射孔层位相互对应、储层物性相近、汽窜发生频繁的油井作为一个井组 , 集中注汽,统一吞 7 吐生产 。 油藏动态分析是人们认识油藏和改造油藏的一项十分重要的基础研究工作,也是一项综合性和技术性很强的工作。通过经常性、系统性地收集和整理大量第一性资料 ,分析油藏开发过程的动态变化,评价油藏开发形式,总结油藏开发经验,揭露油藏开发存在的问题,预测油藏开发趋势,提出油藏开发调整措施,以达到科学合理地开发油藏的目的。
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