为什么石油需要合理开发?
当石油科技人员通过地质勘探工作,把油田的大小、储量、油层性质及分布规律等自然条件基本搞清楚之后,就着手准备打开埋藏千万年的地下石油宝库,让滚滚的“黑金”为祖国的经济发展服务,这时油田也就由勘探阶段转入开发阶段了。
要开发好一个油田,就必须制定一个正确的油田开发方案,简单地说,首先要对多油层油田以含油层为基础,把油层分类排队,选定开发方式;其次要充分利用自然资源,确定保持能量方法;再者要选定合理的布井方案。
一个油田往往含有多套油层,有的多达几十层甚至上百层,而且每一个油层的性质又不完全相同,有的渗透性好、压力高、出油多,有的则出油少,有的油田采用了“一井多管开采多油层”和用封隔器把各个油层分隔开来“一井单管开采多油层”的工艺技术,尽量多采出地下的石油。
大量的生产实践表明,对不同性质的多油层,采用分别开发的方式,对提高油田采油速度和采收率有很大效果。这是因为分层(组)的油层性质比较相似,不仅减少了好油层与差油层之间的互相干扰,同时,还可以根据不同层(组)的油层性质,采用不同的注水方式和布井方式区别对待,使每个层(组)的油气开发更加合理。
布井方案就是要确定油井打在油田的什么位置上,让每口钻井都能穿透油层,尽可能多地了解、控制住地下石油与天然气的储量,而且,要使每口油井长期保持旺盛的生产能力,满足一定的采出速度,还要利于不断认识、不断调整,达到比较经济的效果,以保证更多的石油从油井中开采出来。
为了实现这一要求,就要从油田的地质情况出发,计算油田全部钻井、开采等钢材、水泥、油料等消耗费用、基建投资、劳动生产率和原油成本等,从经济效益方面来评价布井方案和开发方案是否合理。同时要综合地质条件,如油层压力、油层物理性质、油层深度去全面考虑、综合评价。
在油田的开发工程中,布井方式是最重要的内容之一,布井的方式有很多,总的讲起来可以分成两大类:第一,排状布井,也称行列布井,就是把钻井按直线一排一排地分布,或者按环状一圈一圈地布井;第二,网状布井,也称面积布井,就是把井按一定的几何图形均匀地布置在整个油田的区域内。不同的开发方式应采用不同的布井方式。
当油田的石油开采到一定程度时,为了保证油层的压力,就应有计划地向地下油层内注入水,把油从深部“托”到油井中,利于开采。对于人工注水开发方式的油气区而言,生产采油井的布井方式和注水井的布井方式相适应。通常,对于油层大面积连通、分布稳定的优质油层,采用行列注水布井方式;对于分布不稳定,形态不规则的差油层,采用面积注水布井方式,以便充分发挥人工注水作用。对于靠地下自然能量开采的油田,在选择布井方式时,要考虑油田的形状、大小和能量来源以及油层物理性质等,以便在开采过程中充分利用油层的能量(图39)。
图39 油井集中控制示意图我国最大的油田——大庆油田的科技工作者与工程人员,比较正确地解决了认识油田特点与开发油田的关系,从油田的实际情况出发,制定了内部横切割的布井方式,选择了合理的井网,油田高产、稳产几十年,达到了国际先进水平。
油田一旦投入开发,地下沉睡了千万年的油藏平衡状态就会被立即打破。和石油同时封闭在岩石孔隙中的还有天然气和水,这些“孪生兄弟”在地下的运移较为复杂,而且它们的存在状态和运移特征与岩石的物理性质也存在着极为密切的关系。比如某些岩石的孔隙、裂缝较多,内部所储存的油、气、水也多,但孔隙与裂缝之间的连通若不好,大量的石油与天然气就被死死地封到了孔隙、裂缝之中,开采不出来。有的石油太粘,即使孔隙、裂缝的连通性很好,流动起来也很不容易,同样不容易开采出来。
为了及时地抓住主要矛盾,解决主要问题,就需要工程技术人员与地质人员密切配合,通过生产实践,经常进行油田的地下动态分析,用计算机进行油藏乃至全盆地的静态与动态模拟,弄清开发中哪些油砂层被地下水淹了,哪些含油的砂体还可能留有尚未采出的“死油”,进而为采出更多的石油与天然气调整方案。
天然气的开发与石油开发的原理基本相同,但天然气的流动性更强,压力突然释放往往会引起井喷和爆炸,在开采中的工作难度也会相应的增加。