簡介
油藏投入開發以後,將要經歷很長的時間過程。在這長長的開發過程中,既可依據其工作進程劃分出幾個大的工作階段,又可依據其開採特徵劃分為不同發展變化過程的開發階段。一些常用的開發指標經常用來描述展不這些階段的開發效果與動態特點。此外,從開發的角度對油氣藏進行分類,也是開發地質的一個基本內容。
油藏開發分類
自然界的油藏在其地質結構、儲集層特徵、流體性質及分布、驅動能量與驅動類型等許多方面是千差萬別的,這些差別對油田開發方式的選擇,對開發效果和採收率都有巨大影響。基於勘探找油的目的,曾對油藏進行過以圈閉為主要依據的分類。這種分類有利於找油勘探,但對開發卻難有幫助,因為即使圈閉條件完全一樣的油藏,其儲集層性質、流體性質或驅動能量都可能存在很大的差異,其開發方式和開發效果都可能完全不同。因此,基於開發的目的,有必要對油藏進行展不其開發地質特徵的開發分類,用以指導油藏開發工作。
油藏開發分類的目的在於,歸類展不各類油藏的基本地質開發特徵和各自的差別性,以指導具體油藏的科學合理開發。
迄今為比,國內外己有多種油藏開發分類方案,它們各有優缺點,又都有其存在的歷史,目前尚無統一的分類意見。將其中有代表性的分類簡介如下。
1、前蘇聯的油藏開發分類
(1)馬克西莫夫分類
前蘇聯學者M.H.馬克西莫夫以油藏的天然條件為依據,把油藏分成兩個基本類型:
①封閉型油氣藏。由於儲集層岩性變異或存在斷層遮擋、或其它原因沒有活躍的地層水,油氣藏的天然能量主要是石油中的溶解氣和氣頂氣。
②具有活躍的地層水的油氣藏。油藏具較大規模的邊、底水或有外界水頭供給,邊外區的彈性能量或外界水頭能量是主要的原始驅動能量。
上述馬克西莫夫分類,突出了油氣藏的天然能量特徵,具有一定的套用價值。
(2)多爾仁科夫分類
前蘇聯靴粗石油科學研究設計院B. H.多爾仁科夫與P. X.穆斯利莫夫等人將油田劃分為高效油田和低效油田兩類:
①主要含易動用儲量的低粘度或高滲透率、較高粘度的高產和中高產油藏,屬於高效油田。
②低滲透和個別滲透率較好的中、高粘低產油藏屬於低效油田。
多爾仁科夫的這一分類,強調的是油田開發的效果,展不油藏的天然條件似嫌不夠,其對開發的指導意義與套用比較受限。
2、美國石油學會分類
美國石油學會(API)1967年將312個油藏按天然驅動方式分為如下五類:
①無輔助驅動的溶解氣驅油藏;
②有輔助驅動的溶解氣驅油藏;
③氣頂驅油氣藏;
④水驅油氣藏;
⑤重力驅油藏。
美國石油學會的這一分類,突出了原始驅動能量這一制約油氣藏開發的重要因素,所分類型簡明扼要,有較強的實用性。不足之處在於:完全未涉及儲集層條件,這在一定程度上降低了其套用價值。
3、我國的油藏開發分類
我國油藏類型較為豐富。建國以來,己經發現大小油氣田400餘個,其中大多數油氣田己經投入開發。針對我國油氣藏以陸相儲集層為主的特點,我國石油地質工作者也提出了自己的油氣藏開發分類意見。
(1)裘懌楠早期分類
1983年,裘怪楠從我國油氣田地質條件與開採特徵出發,提出一個開發分類方案。該分類以儲集層特點為第一依據,首先分為五類儲集層:
I、河流三角洲沉積體系的砂岩儲集層;
II、沖積扇扇三角洲濁積扇沉積體系的砂礫岩儲集層;
III、三角洲間湖灣沉積體系的席狀砂岩儲集層;
IV、成岩作用改造的低滲透砂岩儲集層;
V碳酸鹽岩為主的基岩儲集層。
分類的第二依據是考慮原油性質,分出:
VI、稠油油藏;
VII、凝析氣藏。
在上述七大類基礎上,再根據其它地質因素進一步劃分亞類。如:在稠油以外又分出中粘、低粘原油兩個亞類;根據油氣水分布又分出層狀邊水、塊狀底水和帶乾氣氣頂三個亞類;等等。
裘懌楠的上述分類,是在詳細研究了我國主要油田儲集層特徵的基礎上進行的,其對儲集層及其性質考慮較多,所分類型偏細,但對油藏驅動條件兼顧似嫌不夠。
(2)裘懌楠近期分類
1996年裘懌楠在《油藏描述》一書的第八章“油藏類型”中又提出了一個油藏開發分類意見。這個油藏開發分類意見吸收了國內外油藏開發分類的長處和優點,是迄今我國較完善、較科學、較合理的油藏開發分類方案。他對該分類闡述如下。
①以原油性質、構造條件、儲集層滲透率、儲集層岩石類型依次作為油藏基本類型命名的第1、第2、第3、第4判別標誌。
②每個基本類型,根據需要,可再進一步細分命名。
③基本類型確定以後,其他低級次判別標誌特徵需要強調時,可作為輔助形容詞命名套用,如礫岩稠油油藏、砂岩低滲透油藏、低滲透斷塊油藏等。
其它開發地質特徵,視重要程度,在基本油藏類型命名前可依次附加作為形容詞。主要內容有:
①依據儲集層成層性及油氣水產狀,可分為邊水層狀油藏、底水塊狀油藏、氣頂油藏。
②依據原油飽和程度(油藏飽和程度一原始飽和壓力/原始地層壓力),可分為高飽和油藏(飽和程度大於50%)、低飽和油藏(飽和程度小於50%)。
③依據原始壓力係數,可分為異常高壓油藏(壓力係數大於1. 2、異常低壓油藏(壓力係數小於0. 9 )、正常壓力油藏(壓力係數1. 0左右)。正常壓力油藏一般情況下可以不命名。
④考慮天然驅動能量命名油藏類型時,一般依據天然能量大小來分類,可分為:
a.強水驅油藏:天然邊底水能量能滿足1%以上的採油速度的能量補給;
b.弱水驅油藏:天然邊底水能量能滿足0.500^'1%的採油速度的能量補給;
c.重力驅油藏:油層傾角大於10°時;
d.其它情況,即只存在溶解氣和彈性驅動能量時,一般可以不命名。
油田開發常用技術指標
1、產能
產能的中文含義是明確的:指生產能力或產油能力。在油田開發中,產能主要用在兩個方面:單井產能和區塊、油藏或油田的產能。單井產能是指油井在滿時率工作時(全天開井生產24小時)的口產油量,其單位是t/d或m /d。區塊、油藏或油田產能是指該區塊、油藏或油田的年產油能力,其單位是10 t/a。
2、水平
在油田開發中,有口產油水平、口產液水平、口注水水平等指標。這裡的“水平”一詞己十分專業,己不大具有其中文的本來意義。此處的水平,是指井或區塊、油田在一段時間內的平均口產油量(或口產液量、口注水量),其單位為t/d或m /d。因為油水井常因停電、井下作業、資料錄取等原因短暫停產,也有井因為待修、低能、高含水、高氣油比、控制關井等原因停產,導致一段時期生產時率不滿。因此,井或區塊、油田的口產(口注)水平一般低於其產能,在最好的情況下可以接近或等於產能。
3、含水比(率)
在油井或油田的采出液體中,由於注水、地層含可動水或井下作業帶入作業水等原因,常有一定的水量產出。其產出水量與產出液量的質量比,稱為含水比或含水率。通常用百分比表示。
4、氣油比
由於油藏原油含溶解氣甚至帶有氣頂氣,在采出地面時所分離出的氣量與油量之比,稱為氣油比(GOR),其單位為m /t或m /m 。氣油比是油田開發分析研究的重要指標。由於歷史的原因,我國很長一段時間有較多的人將氣油比稱為油氣比,目前己有改正的趨勢。與含水類似,氣油比也有計量氣油比與綜合氣油比之分,前者是油井或集油管線中的氣與油的計量數值之比,後者則是某一階段的平均氣油比(可用多個計量氣油比值平均,但更多使用階段產氣量與階段產油量之比得出)。
5、採油速度
採油速度定義為年採油量占地質儲量的百分比。採油速度是評價油田開採狀況與開發效果的重要指標。油藏採油速度的高低,受油藏地質條件的優劣、開採手段的強弱、井網密度的大小等許多因素影響。一般而言:油藏在其開發生產的旺盛時期,採油速度在1.5%左右為中等,小於1%則較低,高於2%則較高。採油速度的計算,可以用實際年產油量,也可以用折算年產油量。
6、采出程度與採收率
采出程度定義為累積采出油氣地質儲量的百分數。採收率有狹義與廣義之分。狹義的採收率是指油藏開採結束(或預計結束)時的油氣采出程度,也稱最終採收率(或稱設計採收率)。廣義的採收率則與采出程度的含義相近,意指某時刻以前(或某階段中)的油氣采出量占地質儲量的百分數。采出程度與採收率都是油田開發中常用的技術指標,從目前的套用情況看,有將二者的含義加以區別、採收率取其狹義為好的傾向。
采出程度指標描述油藏(油田)累積采出地質儲量的百分比,可以根據其采出程度的高低判斷該油藏(油田)的開發程度:一般注水開發的砂岩油藏採收率高者在4o%上下;中等者在30%上下;差的僅20%左右。
此外,在油田開發中還常常使用“可采儲量采出程度”指標,這一指標是指累積采出油氣的可采儲量的百分數。它能較好地刻畫表征油田可采儲量的采出情況。
7、含水上升率
含水上升率是指每采出1%的地質儲量含水上升的百分數。含水上升率是評價水驅油田開發特徵的重要指標,是油田開發、調整決策的重要依據,目前,油藏工程師普遍採用童氏水驅特徵曲線圖版, 進行油田注水開發效果的評價。
8、注采比
注采比定義為油藏或油田注入的地下體積與采出的地下體積之比。計算注采比時,注入和采出的物質都需要折算成地下體積,這樣就能根據注采比的大小,判斷油藏注采是否平衡,地下是否虧空:如果注采比在1. 0左右,則注入與采出的地下體積基本平衡;如果注采比高於1. 0較多(如1.1~1. 3或更高),則注入高於采出較多,油藏壓力將逐漸回升;如果注采比小於1.0較多(如0.9以下),則油藏欠注,油藏壓力將逐漸下降。在進行油藏注水開發設計時,一般採取平衡注水或溫和注水的方針,將注采比保持在0. 95~1. 05左右;有時,為了彌補油藏壓力和虧空,也可短期採取強注措施,將注采比提高到1.1以上;有時,為了控制含水上升速度,也常常採取減注、弱注措施,把注采比降到0. 9以下。
計算注采比時,如果注入的是水,由於水的壓縮性很小,其地面體積與地下體積相差無兒,因此可以直接用地面體積進行計算;如果注入的是其它壓縮係數較大的物質(如各種氣體等)時必須折算為地下體積。采出的油與天然氣則必須折算為地下體積,因為它們的壓縮係數都很大。
注采比有階段注采比(月、季、年等)與累積注采比之分,前者描述該階段注入采出的強度,顯不該階段注采平衡情況,是油田動態分析和階段開發研究的重要指標;後者則展不該油藏累積的注入采出情況,顯不油藏總體的虧空情況,是注水開發油田進行動態分析和開發研究不可或缺的指標。
油田開發階段劃分
油田開發是一個長期的過程,短者也需10~20年,長者往往需要30,50年或更長的時間。在油田的整個開發過程中,其產量、壓力、含水、氣油比、採油速度等主要開發指標都將發生變化,而且,這種變化往往具有階段性特點,顯不出油田開發由初期到中期再到後期的自然發展過程。顯然,對油田整個開發過程按其自身特點劃分為恰當合理的若干開發階段進行研究,即必要,又必須。
油田開發階段的劃分方法較多,迄今尚無統一標準。但常見的劃分方法主要有兩種:一種是主要依據產量變化情況進行劃分;另一種是主要依據含水變化情況進行劃分。將油田開發階段的主要劃分方法簡介如下。
1.按產量變化劃分開發階段
產量是油田開發的一項主要生產指標,產量的變化可以顯不油田開發生產的進度、油藏剩餘儲量的多少與驅動能量的強弱,產量高低常能很好地反映油田開發的發生、發展和衰亡的基本過程。
2.按含水劃分開發階段
含水是水驅油田一項主要的開發指標,含水變化與採油速度、采出程度等重要開發指標均有很好的相關性,含水高低可以顯不一個油田是處在青年期、中年期或老年期。因此,採取主要依據含水高低劃分開發階段的方法是十分自然的。
開發階段劃分是油田開發分析研究中的一個重要課題。正確的開發階段劃分,可以便捷,容易地展不油藏主要的開發過程和基本的地質開發特徵,便於分析尋找油藏開發過程中的主要矛盾和存在的主要問題。根據筆者從事一些油田開發研究的經驗認識,對於具體油藏或油田,其開發階段劃分不必拘泥於某一模式,應當在遵循一定原則的基礎上按照該油藏的內在地質開發特徵進行劃分。