井網(wǎng)與注水方式

1、油藏工程原理與方法油藏工程原理與方法第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)本節(jié)討論：本節(jié)討論：1 1、油藏相關(guān)的幾個基本概念、油藏相關(guān)的幾個基本概念2 2、為什么選擇注水？、為什么選擇注水？3 3、注水時間的確定。、注水時間的確定。4 4、注采井網(wǎng)系統(tǒng)。、注采井網(wǎng)系統(tǒng)。第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1-41-4井網(wǎng)與注水方式井網(wǎng)與注水方式油氣藏：油氣藏：是單一圈閉內(nèi)具有獨(dú)立壓力系統(tǒng)和統(tǒng)一是單一圈閉內(nèi)具有獨(dú)立壓力系統(tǒng)和統(tǒng)一油水（或氣水）界面的油氣聚集，是地殼中最基本的油油水（或氣水）界面的油氣聚集，是地殼中最基本的油氣聚集單元。若圈閉中只聚集了石油，則稱油藏；只聚氣聚集單元。若圈閉中只聚集了石油，則稱油藏；只聚集了天然

2、氣，則稱氣藏；二者同時聚集，則稱為油氣藏。集了天然氣，則稱氣藏；二者同時聚集，則稱為油氣藏。油氣藏的重要特點(diǎn)是在油氣藏的重要特點(diǎn)是在“單一的圈閉內(nèi)單一的圈閉內(nèi)”。這里。這里“單一單一”的含意主要是指受單一的要素所控制，在單一的儲集層的含意主要是指受單一的要素所控制，在單一的儲集層中，在同一面積內(nèi)，具有統(tǒng)一的壓力系統(tǒng)和統(tǒng)一的油、中，在同一面積內(nèi)，具有統(tǒng)一的壓力系統(tǒng)和統(tǒng)一的油、氣、水邊界。如果不具備這些條件，即使是位于同一面氣、水邊界。如果不具備這些條件，即使是位于同一面積上的油氣聚集，也不能認(rèn)為是同一個油氣藏。積上的油氣聚集，也不能認(rèn)為是同一個油氣藏。圈閉：圈閉：是儲集層中可以阻止油氣向前繼續(xù)運(yùn)

3、移，并在那里儲存起來成為油氣聚是儲集層中可以阻止油氣向前繼續(xù)運(yùn)移，并在那里儲存起來成為油氣聚集的一種場所。也可以說圈閉是儲集層中能聚集和保存油氣的場所?；蛘吒蜗蟮卣f，集的一種場所。也可以說圈閉是儲集層中能聚集和保存油氣的場所?；蛘吒蜗蟮卣f，圈閉是儲集層能作為盛裝油氣的圈閉是儲集層能作為盛裝油氣的“容器容器”部分。三個基本要素：（部分。三個基本要素：（1 1）儲集層；（）儲集層；（2 2）蓋層；（蓋層；（3 3）一定的遮擋條件。圈閉的概念只強(qiáng)調(diào)了它具備油氣聚集的條件，但圈閉）一定的遮擋條件。圈閉的概念只強(qiáng)調(diào)了它具備油氣聚集的條件，但圈閉中不一定都有油氣，一旦有足夠數(shù)量的油氣進(jìn)入圈閉，充滿圈閉

4、，或占據(jù)圈閉的一部中不一定都有油氣，一旦有足夠數(shù)量的油氣進(jìn)入圈閉，充滿圈閉，或占據(jù)圈閉的一部分，便可形成油氣藏。分，便可形成油氣藏。第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)油氣田：油氣田：在一定地質(zhì)構(gòu)造（或地層）因素控制下的、同一產(chǎn)油氣面積內(nèi)的油在一定地質(zhì)構(gòu)造（或地層）因素控制下的、同一產(chǎn)油氣面積內(nèi)的油 氣藏總和。一個油氣田可能有一個或多個油氣藏。在同一面積內(nèi)主要?dú)獠乜偤?。一個油氣田可能有一個或多個油氣藏。在同一面積內(nèi)主要 為油藏的稱為油田；若主要為氣藏的則稱為氣田。為油藏的稱為油田；若主要為氣藏的則稱為氣田。含油氣盆地：含油氣盆地：在地質(zhì)歷史上某一時期的沉降區(qū)，接受同一時期的沉積物，有在地質(zhì)歷史上某一時期的沉

5、降區(qū)，接受同一時期的沉積物，有 統(tǒng)一邊界，其中可形成并儲集油氣的地質(zhì)單元。含油氣盆地必須具備三統(tǒng)一邊界，其中可形成并儲集油氣的地質(zhì)單元。含油氣盆地必須具備三 個基本條件：個基本條件： 是一個沉積盆地；是一個沉積盆地； 在漫長的地質(zhì)時期中，曾經(jīng)不斷沉降接受沉積，具備油氣生成、運(yùn)移在漫長的地質(zhì)時期中，曾經(jīng)不斷沉降接受沉積，具備油氣生成、運(yùn)移 和聚集的有利地質(zhì)條件；和聚集的有利地質(zhì)條件； 有工業(yè)性油氣藏。有工業(yè)性油氣藏。第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 為什么選擇注水？為什么選擇注水？注水之所以被廣泛地應(yīng)用于商業(yè)性開采石油，注水之所以被廣泛地應(yīng)用于商業(yè)性開采石油， 主要出于下列原主要出于下列原因：因：（1 1

6、）水易于獲得；水易于獲得；（2 2）水對于低相對密度和中等相對密度的原油是一種有效的驅(qū)）水對于低相對密度和中等相對密度的原油是一種有效的驅(qū)替介質(zhì)；替介質(zhì)；（3 3）注水的投資和操作費(fèi)用低，而利潤大；）注水的投資和操作費(fèi)用低，而利潤大；（4 4）水注入地層相對容易；）水注入地層相對容易；（5 5）水在油層中容易流動。水在油層中容易流動。第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1-41-4井網(wǎng)與注水方式井網(wǎng)與注水方式一、油田注水時間一、油田注水時間1. 1. 早期注水早期注水 油田投產(chǎn)同時進(jìn)行注水，或在地層壓力下降至飽和壓力之前及時進(jìn)行注油田投產(chǎn)同時進(jìn)行注水，或在地層壓力下降至飽和壓力之前及時進(jìn)行注水，使油層壓力始

7、終保持在飽和壓力以上，或保持在原始油層壓力附近。油水，使油層壓力始終保持在飽和壓力以上，或保持在原始油層壓力附近。油層內(nèi)為油水兩相流動，油井產(chǎn)能較高，有利于保持較高采油速度和實(shí)現(xiàn)較長層內(nèi)為油水兩相流動，油井產(chǎn)能較高，有利于保持較高采油速度和實(shí)現(xiàn)較長的穩(wěn)產(chǎn)期。但油田投產(chǎn)初期的前期注水工程投資較大，對于地飽壓差較大油的穩(wěn)產(chǎn)期。但油田投產(chǎn)初期的前期注水工程投資較大，對于地飽壓差較大油藏不適用。藏不適用。特點(diǎn)：特點(diǎn)： (1)(1)油層內(nèi)不脫氣，原油性質(zhì)保持較好；油層內(nèi)不脫氣，原油性質(zhì)保持較好； (2)(2)油層內(nèi)只是油、水二相流動，滲流特征清楚；油層內(nèi)只是油、水二相流動，滲流特征清楚； (3)(3)油

8、井產(chǎn)能高油井產(chǎn)能高自噴期長自噴期長 (4)(4)采油速度高采油速度高較長的穩(wěn)產(chǎn)期，缺點(diǎn)：投產(chǎn)初期注水工程投資較大，較長的穩(wěn)產(chǎn)期，缺點(diǎn)：投產(chǎn)初期注水工程投資較大，投資回收期長。投資回收期長。 適用：地飽壓差相對較小的油田，變形介質(zhì)油田。適用：地飽壓差相對較小的油田，變形介質(zhì)油田。第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1-41-4井網(wǎng)與注水方式井網(wǎng)與注水方式 一、油田注水時間一、油田注水時間2. 2. 晚期注水晚期注水油田利用天然能量開發(fā)，進(jìn)入溶解氣階段，后進(jìn)行注水。油層內(nèi)為油水、或油氣水油田利用天然能量開發(fā)，進(jìn)入溶解氣階段，后進(jìn)行注水。油層內(nèi)為油水、或油氣水三相滲流，注水后油井采油指數(shù)不會有大幅度提高。但晚期注

9、水方式使初期生產(chǎn)投資少，三相滲流，注水后油井采油指數(shù)不會有大幅度提高。但晚期注水方式使初期生產(chǎn)投資少，原油成本低。對原油性質(zhì)好、面積不大且天然能量比較充足的油田可以考慮使用。原油成本低。對原油性質(zhì)好、面積不大且天然能量比較充足的油田可以考慮使用。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： (1)(1)驅(qū)動方式轉(zhuǎn)為溶解氣驅(qū)；驅(qū)動方式轉(zhuǎn)為溶解氣驅(qū)； 導(dǎo)致粘度導(dǎo)致粘度 、J J 、QoQo、Rp Rp (2) (2)注水后，可能形成油氣水三相滲流；注水后，可能形成油氣水三相滲流；流動過程復(fù)雜流動過程復(fù)雜 (3)(3)產(chǎn)量不能保持穩(wěn)定；產(chǎn)量不能保持穩(wěn)定；對脫氣后粘度升高、含蠟量高的油田滲流條對脫氣后粘度升高、含蠟量高的油田滲流條

10、 件惡化件惡化 優(yōu)點(diǎn)：開發(fā)初期投資少，原油成本低。優(yōu)點(diǎn)：開發(fā)初期投資少，原油成本低。 適用：原油性質(zhì)好，天然能量足，中、小型油田。適用：原油性質(zhì)好，天然能量足，中、小型油田。第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1-41-4井網(wǎng)與注水方式井網(wǎng)與注水方式 一、油田注水時間一、油田注水時間3. 3. 中期注水中期注水 油田投產(chǎn)初期依靠能量開采，當(dāng)油層壓力下降到飽和壓力以后，在生產(chǎn)油氣比上升油田投產(chǎn)初期依靠能量開采，當(dāng)油層壓力下降到飽和壓力以后，在生產(chǎn)油氣比上升到最大值之前，在一定時機(jī)及時進(jìn)行注水，將油層壓力恢復(fù)到一定程度。到最大值之前，在一定時機(jī)及時進(jìn)行注水，將油層壓力恢復(fù)到一定程度。在中期注水，油層壓力保持的水

11、平可能有兩種情形：在中期注水，油層壓力保持的水平可能有兩種情形：（1 1）使油層壓力保持在飽和壓力或略低于飽和壓力，在油層壓力穩(wěn)定條件下形成）使油層壓力保持在飽和壓力或略低于飽和壓力，在油層壓力穩(wěn)定條件下形成水驅(qū)和混氣驅(qū)油方式。如果保持在飽和壓力，此時原油粘度低，對開發(fā)有利；如果油層水驅(qū)和混氣驅(qū)油方式。如果保持在飽和壓力，此時原油粘度低，對開發(fā)有利；如果油層壓力略低于飽和壓力（一般為壓力略低于飽和壓力（一般為15%15%以內(nèi)），此時從原油中析出的氣體尚未形成連續(xù)相，以內(nèi)），此時從原油中析出的氣體尚未形成連續(xù)相，這部分氣有較好的驅(qū)油作用。這部分氣有較好的驅(qū)油作用。（2 2）通過注水逐步將油層壓力

12、恢復(fù)到飽和壓力以上，此時脫出的游離氣可以重新）通過注水逐步將油層壓力恢復(fù)到飽和壓力以上，此時脫出的游離氣可以重新溶解到原油中，但原油性質(zhì)卻不可能恢復(fù)到原始狀態(tài)，產(chǎn)能也將低于初始值，然而由于溶解到原油中，但原油性質(zhì)卻不可能恢復(fù)到原始狀態(tài)，產(chǎn)能也將低于初始值，然而由于生產(chǎn)壓差可以在幅度提高，仍然可使油井獲得較高的產(chǎn)量，從而獲得較長的穩(wěn)產(chǎn)期。生產(chǎn)壓差可以在幅度提高，仍然可使油井獲得較高的產(chǎn)量，從而獲得較長的穩(wěn)產(chǎn)期。 第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1-41-4井網(wǎng)與注水方式井網(wǎng)與注水方式 一、油田注水時間一、油田注水時間3. 3. 中期注水中期注水特點(diǎn)：特點(diǎn)： (1)(1)隨注水壓力恢復(fù)，地層壓力略低于飽和壓

13、力，形成水驅(qū)混氣油方式；隨注水壓力恢復(fù)，地層壓力略低于飽和壓力，形成水驅(qū)混氣油方式； (2)(2)注水后，地層壓力恢復(fù)到飽和壓力以上，可獲得較高產(chǎn)量。注水后，地層壓力恢復(fù)到飽和壓力以上，可獲得較高產(chǎn)量。優(yōu)點(diǎn)：初期投資少，經(jīng)濟(jì)效益好；可保持較長穩(wěn)產(chǎn)優(yōu)點(diǎn)：初期投資少，經(jīng)濟(jì)效益好；可保持較長穩(wěn)產(chǎn) 期，不影響最終采收率。期，不影響最終采收率。適用：地飽壓差較大、天然能量相對較大的油田。適用：地飽壓差較大、天然能量相對較大的油田。 第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1-41-4井網(wǎng)與注水方式井網(wǎng)與注水方式 二、注水時機(jī)的確定二、注水時機(jī)的確定1. 1. 油田天然能量大小油田天然能量大小 根據(jù)天然能量類型及大小，確定

14、是否注水及注水時機(jī)。盡量利用天然能根據(jù)天然能量類型及大小，確定是否注水及注水時機(jī)。盡量利用天然能量，提高經(jīng)濟(jì)效益量，提高經(jīng)濟(jì)效益 2. 2. 油田大小和對油田產(chǎn)量要求油田大小和對油田產(chǎn)量要求根據(jù)油田地質(zhì)條件及儲量大小，確定相應(yīng)產(chǎn)量規(guī)模，結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)確定根據(jù)油田地質(zhì)條件及儲量大小，確定相應(yīng)產(chǎn)量規(guī)模，結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)確定注水時機(jī)。注水時機(jī)。3. 3. 油田的開采特點(diǎn)和開采方式油田的開采特點(diǎn)和開采方式不同開采方式?jīng)Q定可能采用的不同注水時機(jī)。不同開采方式?jīng)Q定可能采用的不同注水時機(jī)。確定注水時機(jī)需要綜合考慮原油采收率、產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益等因素。確定注水時機(jī)需要綜合考慮原油采收率、產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益等因素。第一章油藏

15、工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1-41-4井網(wǎng)與注水方式井網(wǎng)與注水方式 三、注水方式三、注水方式定義：注水井在油藏中所處部位和注水井與生產(chǎn)井之間比例及排定義：注水井在油藏中所處部位和注水井與生產(chǎn)井之間比例及排列關(guān)系。列關(guān)系。1. 1. 邊緣注水邊緣注水 定義：定義： 把注水井按一定形式布置在油水過渡帶附近進(jìn)行注水。把注水井按一定形式布置在油水過渡帶附近進(jìn)行注水。適用條件：適用條件： （1 1）油田面積不大，中小型，油藏構(gòu)造比較完整；）油田面積不大，中小型，油藏構(gòu)造比較完整； （2 2）油層分布比較穩(wěn)定，含油邊界位置清楚；）油層分布比較穩(wěn)定，含油邊界位置清楚； （3 3）外部和內(nèi)部連通性好，油層流動系數(shù)高。）外部

16、和內(nèi)部連通性好，油層流動系數(shù)高。第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1-41-4井網(wǎng)與注水方式井網(wǎng)與注水方式 油水過渡帶地層滲透性差油水過渡帶地層滲透性差（高粘稠油帶、低滲透遮（高粘稠油帶、低滲透遮擋層或在過渡帶注水不適擋層或在過渡帶注水不適宜）。宜）。第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：油水邊界比較完整，水線推進(jìn)均勻；油水邊界比較完整，水線推進(jìn)均勻； 控制比較容易，無水采收率和低含水采收率高；控制比較容易，無水采收率和低含水采收率高； 注水井少，注入設(shè)備投資少。注水井少，注入設(shè)備投資少。邊緣注水優(yōu)點(diǎn)：邊緣注水優(yōu)點(diǎn)： 1.要求不斷移動注水線，形成油田多階段開發(fā)，地面工程大； 2.大量注入

17、水流向含油邊界以外，降低注入水利用率； 3.受到注水井排影響的生產(chǎn)井排不多，僅僅靠邊緣注水只能影響構(gòu)造 邊部井，而要使構(gòu)造頂部井生產(chǎn)，降低采油速度，延長開發(fā)年限。 4.注入水利用率不高，一部分注入水向邊外四周擴(kuò)散；對于較大的油 田，其頂部由于不能有效受到注入水能量補(bǔ)充，易形成低壓區(qū)，出現(xiàn)彈 性驅(qū)或溶解氣驅(qū)，需要在油藏頂部輔以頂部點(diǎn)狀注水，或采用環(huán)狀注水。邊緣注水局限性：邊緣注水局限性：第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2. 切割注水（行列注水）(1)定義： 利用注水井排將油藏切割成若干區(qū)塊水井排將油藏切割成若干區(qū)塊，每個區(qū)塊可視為一個獨(dú)立的開發(fā)單元，分區(qū)進(jìn)行開發(fā)和調(diào)整。兩排注水間可以布置三排、五排生產(chǎn)井。

18、兩排注水間的區(qū)域叫切割區(qū)切割區(qū)。兩個注水井排間的垂直距離稱為切割距切割距，其大小取決于油層連通狀況、滲透率高低以及對采油速度的要求。 切割區(qū)：兩相鄰注水井排間的區(qū)域。 切割距：兩相鄰注水井排間的距離。(2)適用條件： 油層大面積分布，有一定的延伸長度； 注水井排與生產(chǎn)井排連通性好； 較好的流動系數(shù)。 第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2、切割注水（行列注水） (3)優(yōu)點(diǎn)： 根據(jù)地質(zhì)情況，選擇最佳切割方向及切割區(qū)的寬度； 便于修改原來的注水方式； 切割注水面積注水 可以優(yōu)先開采高產(chǎn)地帶，使產(chǎn)量達(dá)到時間要求。 (4)缺點(diǎn)： 不適應(yīng)非均質(zhì)嚴(yán)重的油田水線推進(jìn)不均勻 注水井間干擾大吸水能力降低 第一章油藏工程設(shè)計(jì)基

19、礎(chǔ) 第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)3. 面積注水 (1)(1)定義：定義： 將注水井和油井按一定幾何形狀和密度均勻地布置在整個開發(fā)區(qū)上進(jìn)行注水和采油的系統(tǒng)。一口注水井和幾口生產(chǎn)井構(gòu)成的單元稱為注采井組，又稱注采單元。(2)(2)適用條件：適用條件： 油層分布不規(guī)則，延伸性差； 油層滲透性差，流動系數(shù)低； 面積分布大，構(gòu)造不完整，斷層分布復(fù)雜； 適用于強(qiáng)化采油。 第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)3. 面積注水面積注水分為：四點(diǎn)法、五點(diǎn)法、七點(diǎn)法、九點(diǎn)法和直線排狀面積注水方式。下面討論常用的面積井網(wǎng)系統(tǒng)(3)優(yōu)點(diǎn)： 所有生產(chǎn)井置于注水井第一線，有利于油井受效； 注水面積大，受效快； 油井有多向供水條件，采油速度高；

20、 便于調(diào)整。第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)面積井網(wǎng)布置系統(tǒng)面積井網(wǎng)布置系統(tǒng) 特征參數(shù)： M生產(chǎn)井?dāng)?shù)與注水井?dāng)?shù)之比. F每口注水井控制的面積. S鉆井密度(每口井的控制面積)井網(wǎng)密度 井網(wǎng)形狀： 三角形井網(wǎng) 正方形井網(wǎng)第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第一章油藏工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四四 、注采井網(wǎng)的面積波及系數(shù)、注采井網(wǎng)的面積波及系數(shù)1 1 波及系數(shù)：注水開采條件下，油井見到注入水時，被注入水波及到波及系數(shù)：注水開采條件下，油井見到注入水時，被注入水波及到 的儲層面積占井網(wǎng)面積的比值。的儲層面積占井網(wǎng)面積的比值。在水井與油井之間存在壓力分布，相應(yīng)的流線分布；在水井與油井之間存在壓力分布，相應(yīng)的流線分布；