1、油油 藏藏 工工 程程Reservoir Engineering课课 程程 须须 知知绪绪 论论 目前国内外无统一的定义，有三个观点：目前国内外无统一的定义，有三个观点：观点观点1 1：油藏工程是关于油藏描述及动态预测的学科。油藏工程是关于油藏描述及动态预测的学科。观点观点2 2：油藏工程是关于合理开发油气田理论和方油藏工程是关于合理开发油气田理论和方 法的学科。法的学科。观点观点3 3：油藏工程是关于从总体上认识和改造油气藏油藏工程是关于从总体上认识和改造油气藏,合合 理高效地开发油气藏，提高烃类采收率的学理高效地开发油气藏，提高烃类采收率的学科。科。“总体”的含义包括三方面：一、油藏工程概
2、念一、油藏工程概念二、油藏工程的任务二、油藏工程的任务 研究对象：是埋藏于地下具有复杂流动性、相态变化和储层性质的系统。需要地质、油藏物理和测井提供各方面的信息。油田开发必须具备下列领域知识 钻井、采油、石油经济、储运和管理 具有大量商业性软件 a.工程软件 b.试井软件 c.各种模拟软件 各种类型的油气藏都有一定的 开发模式三、油藏工程的特点四、学习油藏工程目的四、学习油藏工程目的五、相关学科及研究方法五、相关学科及研究方法 开发地质学开发地质学 油层物理油层物理 渗流力学渗流力学 地球物理学地球物理学n动态监测n试井解释n油藏数值模拟n动态分析相关学科相关学科研究方法研究方法六、油藏工程的
3、发展简史六、油藏工程的发展简史 六、油藏工程的发展简史 石油工业的发展史就是一部科技进步史，随着科技进步，原油的采收率大幅度提高，复杂油气田在不断发现，油气储量在不断增长。这就是科技进步所作出的杰出贡献，也是油田开发理论与技术发展的结果。六、油藏工程的发展简史七、学习方法及要求七、学习方法及要求参参 考考 资资 料料第一章：油藏工程基础第一章：油藏工程基础第一节第一节 油田开发准备阶段的主要任务油田开发准备阶段的主要任务开发准备阶段开发准备阶段第一节 油田开发准备阶段的主要任务一、详探阶段一、详探阶段（一）详探阶段主要任务（二）详探阶段的主要研究内容与方法（二）详探阶段的主要研究内容与方法 1
4、.地震详测 在初探的基础上进行加密细测，确定构造形态和其中的断层状态，为确定闭合面积和高度提供依据。2.部署详探井并获得详细资料 获取录井、测井、试油和岩心分析资料，为层系划分和 储量计算提供依据。3.试采 确定产能并评价油藏动态，了解驱动能量，了解油层连通和井间干扰情况，评价措施适应性。1.储层深入研究(小层数目、平面及纵向非均质性、储量丰度等)；2.井网研究(布井方式，井网密度等)；3.生产动态研究(采油速度、产能、压力下限、保持能量方法、层间及井间干扰、油水运动规律等)；4.采油工艺技术研究(合理开采工艺、增产增注措施的适应性、提高采收率试验等)。二、生产试验阶段（二）开辟生产试验区的原
5、则n生产试验区的位置和范围对全油田应具有代表性，取得的认识与结论对全油田的开发具有指导意义；n试验区应具有相对的独立性。既不因试验区的建设而影响全油田开发方案的完整性与合理性，也不因相邻区域的开发而影响试验区的后续研究。（三）开发试验的基本内容n天然能量开发试验；n井网试验；n采收率评价试验及提高采收率方法试验；n产能评价及提高产能方法试验；n注水开发试验；第二节第二节 油田开发方案编制油田开发方案编制第二节第二节 油田开发方案编制油田开发方案编制一、编制开发方案的指导原则一、编制开发方案的指导原则二、油田开发方案的相关技术内容二、油田开发方案的相关技术内容二、油田开发方案的相关技术内容二、油
6、田开发方案的相关技术内容三、油田开发方案的主要内容三、油田开发方案的主要内容三、油田开发方案的主要内容三、油田开发方案的主要内容四、开发方案编制的一般步骤四、开发方案编制的一般步骤五、开发方案的实施要求五、开发方案的实施要求第二章第二章 油气藏评价油气藏评价 第一节 油气藏的压力、温度系统地层压力地层压力一、油藏的压力系统一、油藏的压力系统 由上覆岩层（岩石骨架和流体）的重量而产生的压力称为地层压力。其大小为：)1(D01.0pLfR 一、油藏的压力系统2.地层压力梯度 油藏中不同部位所测的地层压力与对应位置的油层油藏中不同部位所测的地层压力与对应位置的油层中部温度之间的关系曲线称为中部温度之
7、间的关系曲线称为地层压力梯度曲线地层压力梯度曲线。由此。由此可以判断油气或气水界面位置可以判断油气或气水界面位置。压力梯度曲线的斜率与流体密度（流体类型）相关。压力梯度曲线的斜率与流体密度（流体类型）相关。2.地层压力梯度3.压力系数 DDD1gDowcgD)(gDowcpppowcwowWooWwR DowcDm)DDowc(gPgDowcoRW 压力系数是衡量地层压力是否正常的一个指标。压力系数是衡量地层压力是否正常的一个指标。压力压力系数为系数为0.80.81.21.2为正常压力，大于为正常压力，大于1.21.2者称为高压异常，小者称为高压异常，小于于0.80.8者称为低压异常。者称为低
8、压异常。油藏不同部位的压力系数不同，顶部高，翼部低。当油藏不同部位的压力系数不同，顶部高，翼部低。当D=DD=Dowcowc时，压力系数等于时，压力系数等于1 1。由压力系数可以计算油水界面的位置。由压力系数可以计算油水界面的位置。owwowc)1p(1DD 3.压力系数owwRowc)PP(100DD owRoRwoowwowc)PP(100)DD(D 3.压力系数二、油气藏的温度系统 是指地下埋藏深度每增加是指地下埋藏深度每增加100100米时，地层米时，地层温度增高的度数。温度增高的度数。hHtTGT )(100二、油气藏的温度系统 影响地温梯度的因素比较复杂，主要受岩石（主要是其导热率
9、）和局部地区地质条件的影响，在地球各处不是常数。地温梯度一般约为3.05/100m。由不同探井所测的静温与相应埋深的关系曲线称为静温梯度曲线。为一条直线。100 D C T 地地层层深深度度地地温温梯梯度度地地表表常常年年平平均均温温度度地地层层温温度度 )C(o 油藏的驱动能量不同，开采方式则不同，从而油藏的驱动能量不同，开采方式则不同，从而在开发过程中产量、压力、气油比等重要开发指标有在开发过程中产量、压力、气油比等重要开发指标有不同的变化特征。它们是表征驱动方式的主要因素，不同的变化特征。它们是表征驱动方式的主要因素，所以可以从它们的变化关系判断驱动方式。所以可以从它们的变化关系判断驱动
10、方式。一、弹性驱动(closed expansion drive)概念：依靠岩石及流体的弹性膨胀而驱油的驱动方式。概念：依靠岩石及流体的弹性膨胀而驱油的驱动方式。二、溶解气驱(solution gas drive)形成条件：1）溶解气分离膨胀为主要驱动能；2）油藏应无边水(或底水、注入水)、无气顶，或有边底水而不活跃；3）地层压力低于饱和压力。当地层压力下降到饱和压力以下时，溶解气从原油当地层压力下降到饱和压力以下时，溶解气从原油中分离出来膨胀而驱油的驱动方式称为溶解气驱。中分离出来膨胀而驱油的驱动方式称为溶解气驱。三、水压驱动(water drive)（1）刚性水压驱动（2）弹性水压驱动具有
11、原始气顶的油藏图 四、气压驱动(gas cap drive)驱动能量主要是气顶的弹性膨胀或人工注气能量。（1）刚性气压驱动（Rigidity gas Drive）形成条件：1）人工注气或具有规模较大，能量充足的气顶，开发过程中地层压力保持不变。开发特点：1）生产过程中地层压力不变；2）产量开始不变，当油气界面下移，出现气侵之后产量增大；3）因地层压力大于饱和压力，生产气油比开始不变，当气侵之后生产气油比会增大。（2）弹性气压驱动（expansion gas Drive）形成条件：1）有气顶；2）地层压力逐渐下降；3）靠气压驱动。开发特点：1）地层压力下降快；2）产量下降快；3）气油比不断上升。
12、五、重力驱动(Gravity Drive)形成条件：1）地层倾角大，厚度大，渗透性好；2）不存在其它驱动能量或其它能量已枯竭。开发特点：1）地层压力随时间而降低；2）生产开始时产量不变，当含油边缘到达油井后变小；3）生产过程中生产气油比保持不变。六、复合驱动(Complex Drive)六、结论第三节第三节 油气藏储量评价油气藏储量评价l潜在资源量潜在资源量l推测资源量推测资源量一、基本概念 1.探明储量探明储量探明储量是油气田发现具有工业性油流后，经钻探是油气田发现具有工业性油流后，经钻探、试采、评价后取得较多的储量计算参数、试采、评价后取得较多的储量计算参数所获得的估算储量，其精度经开发检
13、验至所获得的估算储量，其精度经开发检验至少达到少达到707080%80%以上。以上。(1)(1)已开发探明储量已开发探明储量(简称简称1 1类，相当于其他类，相当于其他 矿种的矿种的A A级级)(2)(2)未开发探明储量未开发探明储量(简称简称2 2类，相当其他矿类，相当其他矿 种的种的B B级级)(3)(3)基本探明储量基本探明储量(简称简称3 3类，相当其他矿种类，相当其他矿种 的的C C级级)1.探明储量2 2、控制储量、控制储量(相当于其他矿种相当于其他矿种C-DC-D级级)一、基本概念 3 3、预测储量、预测储量(相当其他矿种的相当其他矿种的D-ED-E级级)一、基本概念 4 4、远
14、景资源量、远景资源量一、基本概念 一、基本概念 二、油气资源与储量的分类分级 二、油气资源与储量的分类分级 三、油气储量计算方三、油气储量计算方法法 储量计算方法类比法容积法动态法数值模拟法物质平衡法产量递减储量丰度法单储系数法水驱曲线法不稳定试井法（一）类比法（一）类比法SPFhAN AN三、油气储量计算方法（二）容积法oiBoSAh100Noi 1.石油地质储量计算含油面积岩性油藏 (1)(1)外推法外推法根据已知两井点间同一砂层厚度变化的梯度，从厚根据已知两井点间同一砂层厚度变化的梯度，从厚度大的向厚度薄的一方外推至厚度为零的地方，此度大的向厚度薄的一方外推至厚度为零的地方，此处即为砂层
15、大致尖灭的位置。处即为砂层大致尖灭的位置。(2)(2)统计法统计法根据研究地区砂层的延伸长度与厚度关系，统计取根据研究地区砂层的延伸长度与厚度关系，统计取得该区计算尖灭合理的位置公式。得该区计算尖灭合理的位置公式。(3)(3)经验方法经验方法确定砂层尖灭位置的方法有效厚度油气层井深（油气层井深（m m）500Pb时，还应加上弹性阶段的采收率ERE，才是油田的总采收率。由压缩系数的定义得：bibippp-p otPREC1CNNEh0018.0V05.0S171.0a000855.0Klog0275.0log167.0507.0EkkRR 差差均均值值）；渗渗透透率率变变异异系系数数（标标准准地
16、地层层总总厚厚度度）；砂砂岩岩系系数数（有有效效厚厚度度平平均均井井控控面面积积，地地层层油油水水粘粘度度比比；kk2RVS;kma(4)我国水驱砂岩油藏的相关经验公式 S003871.03464.0Khlog08461.005842.0EoR 各项参数的变化范围o f参数地层原油粘度（mPas）空气渗透率K（10-3m2）有效孔隙度井网密度S（w/km2）变化范围0.51544.889000.150.333.128.3平均值18.412690.259.6（5）开发潜力评价新方法（考虑经济和技术因素）)(ln)(srrBpphKCqweoowfrooHgvrREEE)(ln)(srrBpphK
17、Cqwewwwfrww)(ln)(0srrBpphKCqweoowfrfw)0(wfwoLqqqJwwoorwroLBBKKJ)0(wfLLLJJJLoJfJw)1()()0(wwOOrwroLfLBBKKJJw极限采油指数)1()()0(wwfBBKKJJwwOOrwrofLO)1(1wlVrfAE经济极限产量（现场因素确定）经济极限产量（现场因素确定）（合理地层压力（合理地层压力-最小井底流压）极限生产压差最小井底流压）极限生产压差极限含水率油藏采收率油藏采收率)()(11owrwrokkfw 归一化处理得平均相对渗透率曲线；利用油田实时统计的某一阶段采油指数和对应的含水率,根据相渗数据与
18、含水率的关系曲线找出此含水率对应的相对油相、水相渗透率，从而求得无因次采液、采油指数。1 1、已知某油田含有面积、已知某油田含有面积31.5km231.5km2，有效厚度，有效厚度10m10m，平均有效孔隙度为，平均有效孔隙度为20%20%，束缚水饱和度为束缚水饱和度为25%25%，原油体积系数为，原油体积系数为1.11.1，原油相对密度为，原油相对密度为0.850.85，平均井，平均井深为深为1600m1600m，计算该油田的地质储量，储量丰度和单储系数，并作出评价。，计算该油田的地质储量，储量丰度和单储系数，并作出评价。2 2、简述各种驱动类型油藏的开采特征及形成条件。、简述各种驱动类型油
19、藏的开采特征及形成条件。作业 第三章第三章 油田开发油田开发一、油田开发方针制订油田开发方针应考虑如下几方面的关系：制订油田开发方针应考虑如下几方面的关系：二、油田开发原则应对以下几方面的问题作出具体规定：应对以下几方面的问题作出具体规定：二、油田开发原则 从布置基础井网开始，一直到完成注采系从布置基础井网开始，一直到完成注采系统，全面注水和采油的整个过程中所必经阶统，全面注水和采油的整个过程中所必经阶段和每一步的具体做法。段和每一步的具体做法。开发步骤二、油田开发原则三、油田开发程序选择的原则：选择的原则：既要合理地利用天然能量，又要有效既要合理地利用天然能量，又要有效地保持油藏能量，以满足
20、国家对开采速度地保持油藏能量，以满足国家对开采速度和稳产时间的要求。和稳产时间的要求。1)层系一开始就细分，多套井网分采不同的油层，少搞分层作业，实现较高的波及系数。2)初期层系划分得粗一些，少钻井，多搞分层开采作业，提高注水波及体积。后期根据需要，多井网分采各层。F大多数油田为一套层系，油层数为大多数油田为一套层系，油层数为5 51515层，有层，有效厚度为效厚度为101020m20m。F在油层多、厚度大、层间渗透率差异大的油田，在油层多、厚度大、层间渗透率差异大的油田，则划分成为若干个层系开发。则划分成为若干个层系开发。层系套数油田个数14929374454二、划分开发层系的意义三、层系划
21、分应考虑的影响因素(1)(1)随着开发层系内油层层数和厚度增加，油层动随着开发层系内油层层数和厚度增加，油层动用厚度和出油好的厚度明显减少，油层采油强度用厚度和出油好的厚度明显减少，油层采油强度下降，采收率下降。下降，采收率下降。(2)(2)开发层系内高、低渗透率油层不同的厚度比例，开发层系内高、低渗透率油层不同的厚度比例，对开发效果影响大。对开发效果影响大。(3)(3)开发层内不同渗透率、不同粘度油层、不同组开发层内不同渗透率、不同粘度油层、不同组合对开发效果影响很大。合对开发效果影响很大。(1)(1)一套独立的开发层系应具有一定的储一套独立的开发层系应具有一定的储量，以保证油井量，以保证油
22、井具有一定生产能力具有一定生产能力；(2)(2)两套开发层系之间，应两套开发层系之间，应具有良好的隔具有良好的隔层层，在注水开发条件下，两套开发层系，在注水开发条件下，两套开发层系能够严格分开，以避免层系之间发生水能够严格分开，以避免层系之间发生水窜，影响分采效果；窜，影响分采效果；四、划分发层系的原则四、划分发层系的原则作业一、油藏的天然能量：F多数油田的天然能量是不充足的多数油田的天然能量是不充足的F天然能量的发挥是不均衡的天然能量的发挥是不均衡的F利用天然能量采油，油田的调整和控利用天然能量采油，油田的调整和控 制有时比较困难制有时比较困难一、油藏的天然能量人工注水时的人工注水时的无水采
23、收率一般为无水采收率一般为地质储量的地质储量的，甚至更低。，甚至更低。二、注水开发注水效果较差的油藏：二、注水开发驱动类型驱动类型最终采收率最终采收率天然能量采油天然能量采油%注气采油注气采油注水采油注水采油最终采收率最终采收率%比天然能量采油高比天然能量采油高%最终采收率最终采收率%比天然能量采油高比天然能量采油高%溶解气驱动溶解气驱动2121272728.528.54242100100气顶驱动气顶驱动303036362020水压驱动水压驱动6060707016.716.7美国不同类型油田采收率统计F早期注水开发油田（早期注水）早期注水开发油田（早期注水）F中期注水中期注水F在油田开发后期天
24、然能量枯竭以后做为二在油田开发后期天然能量枯竭以后做为二 次采油方法运用（晚期注水）次采油方法运用（晚期注水）二、注水开发适用条件：适用条件：地饱压差小的高饱和油藏地饱压差小的高饱和油藏优点：优点：P P地地PbPb，生产压差调整余地大，高产、稳产，生产压差调整余地大，高产、稳产时间长，自喷开采期较长。时间长，自喷开采期较长。原油性质好原油性质好缺点：缺点：初期注水工程投资大，投资回收期较长初期注水工程投资大，投资回收期较长注水时机注水时机：0 0 (P(P地地-Pb)/Pb-Pb)/Pb 0.10.1（1）早期注水（2）晚期注水（3）中期注水1)1)边缘注水法边缘注水法2)2)切割注水法切割
25、注水法3)3)面积注水法面积注水法4)4)点状注水点状注水三、注水方式(1)边缘注水法适用条件：适用条件：(1)边缘注水法(1)边缘注水法(2)切割注水法(2)切割注水法(2)切割注水法采用切割注水的优点切割注水的局限性(3)面积注水开发特点：开发特点：(3)面积注水(3)面积注水（3）.面积注水几种基本的(3)面积注水A.正对式排状注采井网注水井注水井采油井采油井(3)面积注水B.交错排状注采井网注水井注水井采油井采油井(3)面积注水32C.四点井网注水井注水井采油井采油井(3)面积注水注水井注水井采油井采油井D.五点井网(3)面积注水32E.七点井网（反四点井网）注水井注水井采油井采油井(
26、3)面积注水注水井注水井采油井采油井F.九点与反九点井网正九点井网实例实例五点506米井距布井示意图Q10IQ10PQ11IQ11PQ12IQ12PQ13IQ13PQ14IQ14PQ15IQ15PQ16IQ16PQ17IQ17PQ18IQ18PQ19IQ19PQ1IQ1PQ20IQ20PQ21IQ21PQ22IQ22PQ23IQ23PQ24IQ24PQ25IQ25PQ26IQ26PQ27IQ27PQ28IQ28PQ29IQ2IQ2PQ3IQ3PQ4IQ4PQ5IQ5PQ6IQ6PQ7IQ7PQ8IQ8PQ9IQ9P18,722,00018,723,00018,724,00018,725,000
27、18,726,00018,722,00018,723,00018,724,00018,725,00018,726,0004,108,0004,109,0004,110,0004,108,0004,109,0004,110,0000.000.250.500.751.00mile0.000.250.500.751.00kmFile:bzw.datUser:AdministratorDate:2007-10-30Scale:1:26234Y/X:1.00:1AxisUnits:m567577588598609620630641651662672BZW开发方案研究GridTop(m)2004-07-0
28、1Klayer:1(3)面积注水反七点300米井距布井示意图Q10IQ10PQ11IQ11PQ12IQ12PQ13IQ13PQ14IQ14PQ15IQ15PQ16IQ16PQ17IQ17PQ18IQ18PQ19IQ19PQ1IQ1PQ20IQ20PQ21IQ21PQ22IQ22PQ23IQ23PQ24IQ24PQ25IQ25PQ26IQ26PQ27IQ27PQ28IQ28PQ29IQ29PQ2PQ30IQ30PQ31IQ31PQ32IQ32PQ33IQ33PQ34PQ35PQ36PQ37PQ38PQ39PQ3IQ3PQ40PQ41PQ42PQ43PQ44PQ45PQ46PQ47PQ48PQ49
29、PQ4IQ4PQ50PQ51PQ52PQ53PQ54PQ55PQ56PQ57PQ58PQ59PQ5IQ5PQ60PQ61PQ6IQ6PQ7IQ7PQ8IQ8PQ9IQ9P18,722,00018,723,00018,724,00018,725,00018,726,00018,722,00018,723,00018,724,00018,725,00018,726,0004,108,0004,109,0004,110,0004,108,0004,109,0004,110,0000.000.250.500.751.00mile0.000.250.500.751.00kmFile:bzw.datUse
30、r:AdministratorDate:2007-10-30Scale:1:26234Y/X:1.00:1AxisUnits:m567577588598609620630641651662672BZW开发方案研究GridTop(m)2004-07-01Klayer:1(3)面积注水反九点280米井距布井示意图Q10IQ10PQ11IQ11PQ12IQ12PQ13IQ13PQ14IQ14PQ15IQ15PQ16IQ16PQ17IQ17PQ18IQ18PQ19IQ19PQ1IQ1PQ20IQ20PQ21IQ21PQ22IQ22PQ23IQ23PQ24PQ25PQ26PQ27PQ28PQ29PQ2I
31、Q2PQ30PQ31PQ32PQ33PQ34PQ35PQ36PQ37PQ38PQ39PQ3IQ3PQ40PQ41PQ42P Q43PQ44PQ45PQ46PQ47PQ48PQ49PQ4IQ4PQ50PQ51PQ52PQ53PQ54PQ55PQ56PQ57PQ58PQ59PQ5IQ5PQ60PQ61PQ62PQ63PQ64PQ65PQ66PQ67PQ6IQ6PQ7IQ7PQ8IQ8PQ9IQ9P18,722,00018,723,00018,724,00018,725,00018,726,00018,722,00018,723,00018,724,00018,725,00018,726,0004,
32、108,0004,109,0004,110,0004,108,0004,109,0004,110,0000.000.250.500.751.00mile0.000.250.500.751.00kmFile:bzw.datUser:AdministratorDate:2007-10-30Scale:1:26234Y/X:1.00:1AxisUnits:m567577588598609620630641651662672BZW开发方案研究GridTop(m)2004-07-01Klayer:1(3)面积注水菱形反九点520150米布井示意图Q10IQ10PQ11IQ11PQ12IQ12PQ13IQ
33、13PQ14IQ14PQ15IQ15PQ16IQ16PQ17IQ17PQ18IQ18PQ19IQ19PQ1IQ1PQ20IQ20PQ21IQ21PQ22IQ22PQ23IQ23PQ24PQ25PQ26PQ27PQ28PQ29PQ2IQ2PQ30PQ31PQ32PQ33PQ34PQ35PQ36PQ37PQ38PQ39PQ3IQ3PQ40PQ41PQ42PQ43PQ44PQ45PQ46PQ47PQ48PQ49PQ4IQ4PQ50PQ51PQ52PQ53PQ54PQ55PQ56PQ57PQ58PQ59PQ5IQ5PQ60PQ61PQ62PQ63PQ64PQ65PQ66PQ6IQ6PQ7IQ7PQ8I
34、Q8PQ9IQ9P18,722,00018,723,00018,724,00018,725,00018,726,00018,722,00018,723,00018,724,00018,725,00018,726,0004,108,0004,109,0004,110,0004,108,0004,109,0004,110,0000.000.250.500.751.00mile0.000.250.500.751.00kmFile:bzw.datUser:AdministratorDate:2007-10-30Scale:1:26234Y/X:1.00:1AxisUnits:m567577588598
35、609620630641651662672BZW开发方案研究GridTop(m)2004-07-01Klayer:1(3)面积注水（4）点状注水四、油田的注水方式选择的基本原则n适应油层分布特点，注水井与生产井能控制8090的面积和储量；n达到较大的波及系数，并获得较高的最终采收率；n充分利用油藏的有利因素（如渗透率差异、裂缝方位、地层倾角、断层等），并使采出的水最少；n采油速度和稳产期满足要求，经济效益较好；n便于开发过程的调整措施和生产管理。SPCBDeeER井网密度井网密度口口/km2 井网指数井网指数 一、井网研究采收率驱油效率 受到天然水驱或人工注入水驱动的储量与地受到天然水驱或人工
36、注入水驱动的储量与地质储量的比值。质储量的比值。一、井网研究1.井网密度与其他因素的关系2.合理井网密度确定 根据原油销售收入与生产投入的总成本，结合根据原油销售收入与生产投入的总成本，结合采收率与井网密度的关系式，建立经济效益方程：采收率与井网密度的关系式，建立经济效益方程：SACTiMeEPRNtincomeprofitTSBDT2/)1(cos2kmACTi含油面积，含油面积，年）年）（井（井单井年操作费用，万元单井年操作费用，万元主开发期，年；主开发期，年；投资贷款利率，小数；投资贷款利率，小数；单井总投资，万元井单井总投资，万元井原油销售价格，元吨原油销售价格，元吨数；数；主开发期的
37、采收率，小主开发期的采收率，小吨；吨；地质储量，地质储量，MPRNT;104 将经济效益方程对井网密度求导，则其导数将经济效益方程对井网密度求导，则其导数为零时的井网密度即为合理井网密度，即有：为零时的井网密度即为合理井网密度，即有：22/TS/BDTSACT)i1(MeEPRN 3.极限井网密度的确定经济效益为零时的井网密度即为极限井网密度。经济效益为零时的井网密度即为极限井网密度。SACT)i1(MeEPRN2/TS/BDT 2.合理井网密度确定二、基础井网及其研究80%基础井网的要求基础井网的要求二、基础井网及其研究三、油田开发井网部署步骤 根据设计的注采井网（注采系统）确定的注采根据设
38、计的注采井网（注采系统）确定的注采井数比可井数比可 根据确定的井网密度和各开发层系中各油砂体根据确定的井网密度和各开发层系中各油砂体的大小、延伸范围、分布情况及储量大小等资料合的大小、延伸范围、分布情况及储量大小等资料合理布置注采井网。理布置注采井网。三、油田开发井网部署步骤 三、油田开发井网部署步骤 作业第四章第四章 水驱油理论基础水驱油理论基础 水驱过程中的饱和度分布水驱过程中的饱和度分布 注采井网的波及系数注采井网的波及系数 改善水驱效果的水动力学方法改善水驱效果的水动力学方法1.1.理解非活塞驱油的饱和度分布特征理解非活塞驱油的饱和度分布特征;2.2.了解导致非活塞式驱替的原因；了解导
39、致非活塞式驱替的原因；3.3.掌握两相区中油水饱和度的变化规律及掌握两相区中油水饱和度的变化规律及其应用。其应用。第一节第一节 水驱过程中的饱和度分布水驱过程中的饱和度分布一、非活塞驱油的饱和度分布特征 非活塞式驱油过程的饱和度分布（平面单向流动）非活塞式驱油过程的饱和度分布（平面单向流动）vfxx0 xfx0 xxwisorS1 wis非活塞式驱油过程的饱和度分布（平面径向流动）fr0rrwisorS1 wis0rfrr活塞式驱替：活塞式驱替：多孔介质中，驱替相将被驱替相完多孔介质中，驱替相将被驱替相完全驱走，驱替相与被驱替相之间存在明显的分界全驱走，驱替相与被驱替相之间存在明显的分界面，分
40、界面象活塞一样向前推进的驱替方式。面，分界面象活塞一样向前推进的驱替方式。非活塞式驱替：非活塞式驱替：多孔介质中，驱替相未能将被驱多孔介质中，驱替相未能将被驱替相完全驱走，驱替相与被驱替相之间形成两相替相完全驱走，驱替相与被驱替相之间形成两相混合区，没有明确的分界面的驱替方式。混合区，没有明确的分界面的驱替方式。毛细管力;重率差;粘度差一、非活塞驱油的饱和度分布特征 1.1.毛细管力的影响毛细管力的影响 毛管力毛管力是由于界面张力和岩石的润湿性所产生是由于界面张力和岩石的润湿性所产生的。有时是流动的的。有时是流动的阻力阻力，有时是有时是动力动力。rcos2PC 表面张力表面张力 润湿接触角润湿
41、接触角rr毛管半径毛管半径流动方向流动方向P P1 1P P2 2PcPc水水油油只有当只有当P P1 1-P-P2 2 Pc Pc时，水才能进入毛管。时，水才能进入毛管。一、非活塞驱油的饱和度分布特征 当当PPcPPc时，水在大毛管中的运动阻力小而运动快，时，水在大毛管中的运动阻力小而运动快，形成指进。形成指进。流动方向流动方向P1P2Pc水水油油 在没有压差或压差较小（P1=P2PC)的情况下，在毛管力作用下水也能渗入。小毛管中毛管压力大，水首先渗入小毛管形成非活塞式推进。一、非活塞驱油的饱和度分布特征 2 2 重率差的影响重率差的影响 水比油重，在重力作用下，两相区中的水向下移动，水比油
42、重，在重力作用下，两相区中的水向下移动，形成油水分异现象；形成油水分异现象；3 3 粘度粘度差的影响差的影响 通常，油的粘度大于水，因此，当油水同时流动时，通常，油的粘度大于水，因此，当油水同时流动时，水比油的流动速度大。水比油的流动速度大。当油水重率差异较大，油层较厚，流速不大时，这种分异越容易形成。三、两相区中油水饱和度的变化规律Buckley-Leverett驱油理论1.1.任一过水断面上的含水率任一过水断面上的含水率 f fw wvfxx0 xAdPdx 过水断面上，水和油的流量：过水断面上，水和油的流量：dxdPAKqWWW 过水断面上的总流量：过水断面上的总流量：dxdPA)KK(
43、qqqOOWWOWt dxdPAKqOOO 三、两相区中油水饱和度的变化规律 过水断面上的含水率 分流量方程(Fractional Flow Equation)KKKKKK(roorwW M1W1111fwo WWOOtWWKK11qqf rWWOrOKK11 OWWOKK11 )MKK(OOoOWWWW 、M流度比，定义为驱替相的流度与被驱替相流度之比。OWWOWKK11f Wf不同水油粘度比下的分流量曲线三、两相区中油水饱和度的变化规律 当水油粘度比一定时，某一截面上的含水率取决于水与当水油粘度比一定时，某一截面上的含水率取决于水与油的相对渗透率之比，而相对渗透率比取决于饱和度。因油的相对
44、渗透率之比，而相对渗透率比取决于饱和度。因此，此，含水率随饱和度的变化取决于水油粘度比。含水率随饱和度的变化取决于水油粘度比。启发：启发：增加注入水的粘度或降低地层原油的粘度可以改善开增加注入水的粘度或降低地层原油的粘度可以改善开发效果！发效果！含水饱和度相同的情况下，水油粘度比越大，则含水率越低。三、两相区中油水饱和度的变化规律 2.两相区中含水饱和度的分布 在在 dt dt 时间内流入单元体中的水量与流出水量之时间内流入单元体中的水量与流出水量之差，应等于差，应等于 dt dt 时间内，单元体中含水量的变化。时间内，单元体中含水量的变化。dxA AdxA)SS(dtf)t(qdtf)t(q
45、1W2W2W1W A A1Wf2Wfdx在两相区中取一微小单元体：WWSdxAfdt)t(q WWSAf)t(qdtdx WfA)t(qdtdx 上式表示某一固定含水饱和度的前移速度，称为。WWwwwSfdSdff 由于：由于：2.两相区中含水饱和度的分布 t0W0dt)t(qAfXX t0)t(Np)t(Widt)t(q积分 t0WXXdt)t(qAfdx0 WPWifA)t(NfA)t(WX 由于：由于：上式可写成：上式可写成：或油井累计产量。或油井累计产量。时刻累计注水量时刻累计注水量分别为到分别为到、ttNptWi)()(2.两相区中含水饱和度的分布wfwiSwSwf0WPWifA)t
46、(NfA)t(WX 2.两相区中含水饱和度的分布;.关关系系曲曲线线绘绘制制WwfSf 2。到到，由分流量导数曲线得，由分流量导数曲线得给定给定WwfS .3计算两相区中含水饱和度分布的步骤);,.WwSf 并绘制分流量曲线（并绘制分流量曲线（量量算不同饱和度下的分流算不同饱和度下的分流根据相对渗透率曲线计根据相对渗透率曲线计 1)()(WPWifAtNfAtWX的位置：的位置：计算某一饱和度所对应计算某一饱和度所对应 4.3.求前缘饱和度及前缘位置设：前缘在设：前缘在dt dt时间内向前移动了时间内向前移动了dx,dx,则则:dtfqWf 微元体中含水量的变化为：微元体中含水量的变化为：dx
47、)SS(AWiWf 根据物质平衡原理：根据物质平衡原理：dx)SS(AdtfqWiWfwf 流入微元体的水量为：水驱前缘：水驱油过程中，水所到达的最前方位置。水驱前缘：水驱油过程中，水所到达的最前方位置。引入引入B-LB-L饱和度分布方程饱和度分布方程 得：得：dtqdxAdSdfww )SS(AfqdtdxWiWfwf 因为研究的微元体位于因为研究的微元体位于水驱前缘水驱前缘，所以上式可写成：，所以上式可写成：dtqdxAdSdfwfwf .(A).(B)(A)(A)与与(B)(B)联合求解得：联合求解得：wiwfwffwSSff WfA)t(qdtdx 3.求前缘饱和度及前缘位置wiwfw
48、ffwSSff ！为前缘饱和度为前缘饱和度切点对应的饱和度即切点对应的饱和度即线相切的直线的斜率！线相切的直线的斜率！关系曲关系曲点与点与），是过（是过（wfwiS0SfwSwffwwfwfSwiSwSwff0思考：如果注水前（或边水侵入前），地层中就存在自由水，该如何确定前缘饱和度？产产量量！注注水水量量或或者者油油井井的的累累积积等等于于油油井井见见水水时时的的累累积积、PiNW得：得：由由WPWifA)t(NfA)t(WX WfPWfiffANfAWL 3.求前缘饱和度及前缘位置 前缘向前移动，但前缘饱和度始终不变；前缘向前移动，但前缘饱和度始终不变；两相区内不同时刻饱和度分布 同一时刻
49、,不同截面上的含水饱和度不同；同一截面上，不同时刻的饱和度也不相同；4.求油井无水采油量及见水时间qNqWqdt)t(qTPiT0 WfNWfdAQ 得：得：由由WfPWfiffANfAWL 5.两相区的平均含水饱和度wi0ft0wpS)XX(Adt)t(qS wit0wft0wpSdt)t(qfAAdt)t(qS wiwpwfSS1f t0W0dt)t(qAfXX 引入B-L方程 得：wpSwfwfSwiSwSwff01！内的平均含水饱和度内的平均含水饱和度含水饱和度即为两相区含水饱和度即为两相区点所对应的点所对应的含水率等于含水率等于的切线，并将其延长到的切线，并将其延长到）点作分流曲线）
50、点作分流曲线，过（过（wpwiS10S)(fwSw水驱前缘后的平均含水饱和度不变！第二节第二节 注采井网的波及系数注采井网的波及系数一、一、注采井网的面积波及系数注采井网的面积波及系数面积波及系数：驱油剂在平面上所波及到的面积与整个含油面积的比值。水首先沿主流线突破，因此，井壁上各点见水时间不同；油井见水时的水淹面积小于井网控制面积。把注入水波及到的面积与井控面积比值称为注采井组的面积波及系数。注采井组的流线分布示意图注采井组的流线分布示意图 两相区内各点的饱和度不同，因而流度不两相区内各点的饱和度不同，因而流度不同。但前缘后的平均饱和度是不变的。因而同。但前缘后的平均饱和度是不变的。因而可用
