第三届全国石油工程设计大赛综合组作品

团队编号：_______全国石油工程设计大赛方案设计类作品比赛类别：_______ _____ __单位名称：______ _ ___ __团队名称：______ _________ __队长姓名：_______ ________ __联系方式：指导教师：完成日期 2013 年 4 月 8 日全国石油工程设计大赛组织委员会制作品说明为了提升自身能力与专业水平，我们参加了此次大赛。

在本次设计大赛中，我们主要做了以下几项内容。

首先进行地质图件的Geomap 化，提取其中的地质参数。

然后结合大赛所给其他资料进行地质储量的计算与评价。

然后进行油藏工程方案设计，主要包括以下几个方面：①利用经验公式、极限经济井网密度初步确定井网密度，在已有井的基础上进行井网的部署；②建立东西南断层封闭，北边边水的层状油藏数值模拟模型；③开发方案的论证：a 天然能量开发指标计算预测 b 注水开发（注水时机：同期注水；注采井网：边部注水，面积注水—五点、反七点、反九点，注采强度：以注采比为基础，论证 0.8/1.0/1.2）论证，推荐三个可选优化方案。

进一步，从低渗油藏开发的现场经验及地下地质条件出发，选择丛式定向井进行钻井方案和采油方案的设计。

最后，对整个开发方案进行了经济评价。

本次设计主要侧重于使用油藏数值模拟对开发方案的论证。

在结合已有资料的基础上查阅了大量文献及资料，在老师的指导及团队成员的通力合作之下完成了本次设计大赛。

本参赛作品由团队成员独立完成，不存在剽窃、抄袭等侵权现象。

若违反自愿放弃参赛资格并承担相关责任。

负责人签字：团队成员签字：指导老师签字：时间：2010 年5 月6 日目录概述 (1)第1 章油藏地质特征 (2)1.1 概况 (2)1.1.1 地理位置和自然地理概况 (2)1.1.2 勘探开发历史 (3)1.2 油田地质特征 (4)1.2.1 构造位置 (4)1.2.2 地层分布及储层分布 (5)1.2.3 沉积特征 (8)1.2.4 储层性质 (8)1.2.5 储层流体特征 (11)1.2.6 储层渗流特征 (11)1.2.7 储层敏感性分析 (12)1.2.8 油藏类型 (16)1.3 储量计算与评价 (16)1.3.1 储量计算概述 (16)1.3.2 储量类别 (18)1.3.3 储量参数确定及储量计算 (19)1.3.4 地质储量计算及结果 (22)1.3.5 储量评价 (22)第2 章油藏工程设计 (23)2.1 开发原则 (23)2.2 开发层系划分及井网井距设计 (23)2.2.1 开发层系划分 (23)2.2.2 井网密度 (23)2.2.3 井距、排距的确定及优化 (25)2.3 数值模拟模型及方案优化 (29)2.3.1 数值模拟模型建立 (29)2.3.2 油田开发生产历史拟合 (29)2.3.3 对模拟区开发井网设计和指标预测 (30)2.4 油藏注水时机研究 (35)2.5 最终推荐方案 (43)第3 章钻井和采油工艺 (44)3.1 编制依据及基础资料 (44)3.1.1 编制的依据 (44)3.1.2 基础资料 (44)3.2 钻井工程设计 (45)3.2.1 钻前准备 (45)3.2.2 井身结构 (45)3.2.3 钻头及钻具 (46)3.2.4 定向井的设计 (48)3.2.5 钻机 (55)3.2.6 钻井液 (63)3.2.7 钻井其他要求 (69)3.2.8 钻井进度计划 (69)3.2.9 钻井费用 (70)3.3 完井设计 (70)3.3.1 完井方法 (70)3.3.2 射孔工艺 (72)3.4 采油工艺 (73)3.4.1 油管柱设计 (73)3.4.2 采油方式 (74)3.4.3 注水工艺 (76)3.5 油水井压裂 (80)3.5.1 压裂层位 (80)3.5.2 压裂液 (80)3.5.3 压裂步骤 (80)3.6 油层保护 (82)第4 章项目组织管理和生产作业 (83)4.1 生产管理 (83)4.2 动态监测要求 (83)第5 章投资估算与经济评价 (85)5.1 投资估算 (85)5.1.1 依据 (85)5.1.2 原则 (85)5.1.3 价格选取 (85)5.1.4 投资估算项目划分 (85)5.1.5 投资计算 (86)5.2 经济评价 (91)5.2.1 评价模式及原则 (91)5.2.2 评价指标与评价方法 (91)5.2.3 评价结果 (97)5.2.4 敏感性分析 (97)第6 章职业卫生、安全和环境保护 (101)6.1 总体原则 (101)6.2 健康与安全 (101)6.3 环保要求 (102)概述MM 油藏含油面积为 3.988km2 ，油层平均有效厚度为4.467m，有效孔隙度值为11.4%，平均含水饱和度为43.88％。

通过容积法公式，计算得到MM 油藏的石油地质储量为72.56×104t。

储量丰度为18.17×104t，确定MM 油藏属于小型特低丰度油藏。

通过对MM 油藏建立油藏数值模拟模型，对不同井网、井距及注水量的开采系统进行论证对比，从技术角度推荐得出三个较优开发井网系统对其进行经济评价。

井网形式为反九点井网，井距为260 米，井网密度为13.29 口/km2。

开采方式为滞后12 个月注水开采。

开采年限为14 年，采收率为27.9%。

井网形式为反七点井网，井距为280 米，井网密度为17.8 口/km2。

开采年限为20 年，采收率为 30.1%。

井网形式为七点井网，井距为 260 米，井网密度为14.4 口/km2。

开采年限为23 年，采收率为26.6%。

考虑到地面生产管理，采用丛式井进行钻井设计，一共使用7 个丛式井单元。

其中，定向井为42 口，直井为9 口。

采油工艺采用套管射孔完井，对油井进行压裂增产，滞后注水开采。

油井平均单井配产为每天6 方，使用有杆泵抽油机进行开采。

通过技术经济评价推荐方案，确定最优开发方案为：反九点井网，井距为260m，滞后12 个月注水开采，注水量为每天20 方左右。

4 年以后可以回收成本，投资收益为69812.3 万元，投资收益率为109.7%。

第1 章油藏地质特征1.1 概况1.1.1 地理位置和自然地理概况1.1.1.1 油田地理位置、气候地理位置位于A 市MN 区和W 省HZ 市之间的胜利村西南1 约公里，区内农田纵横交错，村庄遍布，交通便利。

年平均气温14℃，四季分明。

图1.1MM 断块地理卫星图1.1.1.2 油田地面状况该块为新增储量区，没有形成开发井网,周围无井站和集输管网及配套设施，M2 向北2.2 公里（穿过两条100 米宽河道，水3 3深 3-5 米）可进入最近的配套集输设施覆盖区 HE （由此可接入到 较大的集输场站，同时可交接油，也有足够的污水来源），M1 向 东沿河堤土路 4.6 公里上公路。

再绕行 10-12 公里可到达 HE 。

1.1.2 勘探开发历史1.1.2.1 勘探历程断块内钻探 3 口井，MM 断块油藏埋深-2680～-2913m ，油藏中 部海拔-2797m 。

M1、M2 井试油证实为工业油流井，M3 井为横向测 井，录井为油斑显示，综合评价为油层，油层分布稳定,未揭示油 水界面，油藏类型为层状构造油藏。

油藏驱动类型为边水驱动。

地 温梯度为 3.54℃/100m ，压力梯度为 1.09，为正常的温压系统。

据M1 井 Es 3①高压物性分析，饱和压力 9.80 MPa ，地层压力 35.52MPa ， 属正常压力系统未饱和油藏。

1.1.2.2 开发简况 、试油试采情况：断块内钻探 3 口井，M1 井,2009 年 10 月完钻，Es 3 3①综合解释 油层 4.4m/2 层。

试油射开 40、41 号层，井段 2871.9-2881.6m ，2 层 6.6m ，压裂后 8mm 油嘴自喷，日产油 19.93t ，累产油 135.5t ， 2010 年 5 月投产，冲程/冲次，6m/3 次，初期日产油 15.2t ，至 2010 年 11 月，累计产油 1251.2t, 累计产水 330.7m 3。

3① M2 井，2010 年 8 月完钻，Es 3 综合解释油层 3.0m/1 层，2010 年 10 月试油射开 48、49、50 号层，井段 2892.7-2906.3m ，3 层 8.0m ，压裂后泵排 15MPa ，日产油 5.7m 3，累产油 16.8m 3。

2010 年 11 月投产，冲程/冲次，6m/2 次，初期日产油 6.98t ，至 2010 年 11 月，累计产油 150.9t,水 183.3m 3。

M3 井是 1969 年 3 月完钻的一口老井，测井系列为横向测井，Es 3① 综合解释油层 4.8m/1 层。

表1.1 M1、M2 井试油成果表粘度：5.5mpa·s（50℃）凝固点：20℃表1.2 M1、M2 井生产数据表1.2 油田地质特征1.2.1 构造位置区域构造位置处于X 坳陷中区HB 断层下降盘，北、西为L 凸起，南至QH10 井断层。

MM 断块位于XX 油田的南部，是受南侧L1、西侧L2，东侧L3 三条断层夹持的向北西倾斜的断块圈闭构造。

高点位于M1 井以南，高点埋深-2680m，圈闭幅度320m，圈闭面积6.1km2。

3图 1.2 MM 断块油层构造图1.2.2 地层分布及储层分布XX 油田钻井揭示的地层自上而下依次为：第四系平原组，新 近系的明化镇组、馆陶组，古近系的东营组、沙河街组以及中生界。

新近系的馆陶组和古近系的东营组之间，古近系的沙三段和中生界 之间均为不整合接触。

在沙河街组内部，划分为沙一、沙三段，缺 失沙二段地层，沙一下地层直接覆盖在沙三段地层之上。

含油目的层为沙三段的沙三 3油组。

（见 M1、M2 地层分层及岩性剖面）沙三 3油组根据沉积旋回和油层分布特征，又划分为 2 个砂组。

3①Es 3 地层分布比较稳定，厚度 70-100m ，砂岩发育，岩性以浅灰色、灰褐色细砂岩为主，泥岩为深灰色。

Es 3②在 XX 油田钻遇井较少。

图1.3 油层对比图表 1.3 M1 井地层分层数据表1.4 M2 井地层分层数据表1.2.3 沉积特征沉积环境为近岸水下扇，储层岩性以长石砂岩和岩屑长石砂岩为主，成分成熟度低（石英含量25%～40%），风化程度中等，分选性中-好，颗粒磨圆度以次尖-次圆为主，接触关系为点-线、线接触，胶结类型为孔隙式、孔隙-接触式，结构成熟度较低。

胶结物以方解石为主，其次为泥质。

1.2.4 储层性质1.2.4.1 地层矿物组分分析利用在M1 井1280m 处取得的岩屑，进行了X-射线衍射分析实验，分析结果见表1.5 和表1.6。