油氣田開發

通過地質勘探，發現有工業價值的油田以後，就可以著手準備開發油田的工作了。

隨著經濟發展，人類對石油需求一直保持增長趨勢。據《中國油氣田開發地面系統裝備行業發展前景與投資預測分析報告前瞻》分析2000年至2010年間，世界原油需求由37.91億噸增至41.61億噸。我國作為全球經濟增長最快的國家之一，石油消費量從2000年的2.37億噸增至2010年的4.29億噸，複合增長率6.22%。2003年我國成為僅次於美國的世界上第二大石油消費國，2010年度我國原油消費量中2億噸自產，其餘依賴進口。

現代化的石油產業組織主要包括石油開發商和油田服務商。石油開發商即各石油公司，主要從事油田勘探、開發的投資、油田生產管理、原油儲運集輸、石油煉化和成品油銷售等，而將與油氣開採有關的工藝裝備研發與製造、生產作業環節等外包給油氣田服務商，專業化合作使整個行業的效率得以不斷提高。

從20世紀90年代開始，我國三大石油公司逐步將裝備製造、技術服務、維修、作業服務等從石油開發業務中剝離，目前已經形成了油田開發和油田服務分工合作的局面，為油田裝備製造商和油田技術服務商創造了發展空間。前瞻網認為油氣田開發地面系統裝備行業是油田服務業的重要組成部分。近年來，全球油田服務市場快速發展。

任何一個礦藏的開發，都要講究其經濟有效性。即要能夠實現投入少(即少花錢)，產出多(即多採礦)，最終採收率高。作為對一個油田的開發來說，講究其有效性的目標，就是儘可能地延長油田高產穩產

期，使得油田最終能采出最多的原油，有一個高的最終採收率及好的經濟效果，但是實現這個目標很不容易。

由於各個油田的地質情況不同，天然能量的大小不同，以及原油的性質不同，因而對不同油田應採取什麼樣的開發方式？又怎樣合理布置生產井的位置？油田的年產量多少為好？這些都是油田投入開發之前必須認真研究和確定的原則性問題。

又由於油田埋藏地下，是個隱藏的實體，在開採過程中，其內部油、氣、水是不斷流動著、變化著的，這種流變性是其他固體礦藏所不具有的特點。因此，要有效地開發油田，就得在開發過程中，不斷調整各項措施，以適應變化的情況；同時，還要不斷地改造油層，使它能朝著人們預定的、有利於開發的方向變化和發展。這是在油田開發過程中需要不斷研究和解決的問題。

還由於在油田開發過程中，始終需要有能適應地下情況變化的工程技術來實現有效的開發目標。即需要有先進的採油工藝技術；先進的監測與觀察技術；先進的油層改造技術和先進的管理方式來保證開發工程的實施。

總的來說，油田開發的過程是一個不斷認識、不斷調整的過程，需要人們具有先進的認識方法和改造技術，才能實現對它有效開發。下面對油田開發的基本工作內容作一介紹。（具體的油田開採工藝方法後面有專題論述）

（一）搞清油藏類型、選擇開發方式，是有效開發油田的前提條件

油藏類型是決定油田開發方式的基礎和依據，而開發方式不僅要適應油藏的不同特點，而且要隨著開發進程的變化而變化的。因此，一個油田投入開發之前，必須認真對待這兩個問題。

這裡需要簡單交待一下，所謂油藏就是指可以值得作為單元開發對象的含油體，可以是一個油層，也可以是一組性質近似的幾個油層。一個油藏可以是一個油田，而一個油田也可以包幾個油藏。例如我國的任丘油田，其下面是碳酸鹽岩油藏，上還有砂岩油藏，是一個多油藏的油田。油田開發工程，一般是以油藏為單元來考慮的。因為有時同一個油田內的若干個油藏的地質條件、原油性質相差懸殊，既然是不同類型的油藏，就應該區別對待，對不同油藏應有不同的開採方式和開發井網。當然，如果幾個埋藏深度相近地質條件相似的油藏，也可以採用相同的開採方式和井網一併進行，那自然是更好的，但事前必須按油藏為單元搞清地質情況。

以含油體形態為主劃分油藏類型，分為層狀油藏和塊狀油藏。如以圈閉條件為基礎劃分，可分為構造油藏、地層油藏和岩性油藏。構造油藏的基本特點在於聚集油氣的圈閉是由於構造運動使岩層發生變形和移位而形成的。它的類型也還可以細分，其中最主要的有背斜油藏和斷層油藏。地層油藏是指因為地層因素造成遮擋條件，在其中聚集油氣而形成的油藏。在地層油藏類型中又有地層超覆油藏和地層不整合油藏的區別。岩性油藏主要是像由砂岩被泥岩所包圍，而形成一個岩性尖滅圈閉和透鏡體圈閉，在其中聚集油氣而形成的油藏。

（二）各式各樣的油田開發方式及方法

由於油藏的多樣性，決定了油田開發方式的多樣性。人們通過長期的實踐和科學的探索，目前對油田實行有效開發的方式、方法是很多的。

歸納起來大體有下列四個方面的開發方式：一是保持和改善油層驅油條件的開發方式；二是優化井網有效應用採油技術的開發方式；三是特殊油藏的特殊開發方式；四是提高採收率的強化開發方式。

具體的又可分為：

⑴ 利用天然油層能量的開發方式。油氣要有一定的能量，驅使它從油層流到井，並上升到地面。這種能量在各個油藏中的存在條件是不一樣的。一般來說，一個油氣藏中，由於地層壓力的作用，油氣和岩石都具有一定的彈性能量；油中含有較多的天然氣，當壓力下降到一定程度后，這些溶解在油中的天然氣就會逸出，而產生氣驅油的能量；還有油藏中的水(邊水或底水)隨著採油過程中會發生流動，產生水驅油的能量。這些在油藏中自然具備的能量，在油藏開發初期，它們都能很好地發揮作用。因此油田開發中都應該充分地加以利用。但是實踐又告訴人們，一個油藏中這種天然能量是有限的，它能發揮作用的時間是很短的，尤其是油中的溶解氣，隨油一起被采出以後，地下原油就會收縮，粘度增大，這樣就會直接加大採油的難度，最終降低了原油的採收率。因此，現在油田開發中，對天然能量只利用彈性驅油能量，對溶解氣驅能量是不加利用的，並要給以保護，使得天然氣在油層條件下，不從油中分離出來。這樣，就產生了保持或改善油層驅油條件的問題。

⑵ 保持和改善油層能量的開發方式。從油藏中采出了油和氣，這就會使得地下發生虧空，從而降低地下原有的能量。為保持地下足夠的驅油能量，勢必就得向油藏中再注入相應體積的東西去彌補采出的虧空。現代油田開發中，一般採用注水或注氣的辦法來保持油層能量。因為水和氣比較容易注入油層，來源又比較豐富，一般都可以就地取得，自然也就比較經濟，以水換油或以氣換油，是很值得的。注氣，一般就是用油藏中采出的天然氣，通過專門的注氣井再回注到油層的高部位中去。往地下注水又可分為：邊部注永、底部注水和內部注水三種。邊部注水和底部注水，即分別是從油藏的邊水裡和底水裡注入，來彌補地下虧空，使注入水與原來的邊水和底水一起來驅油到採油井裡去；油田內部切割注水是因為邊水(或底水)離採油井太遠，在邊部和底部里注入難以發揮作用的情況下，則就採取在油層內部注水，以水擠油，驅油向採油井流動。無論是注氣或注水，都要根據不同油藏的具體地質條件，以及實際的需要和可能來進行的，而且在油藏的什麼部位注入，注入的水或氣的具體要求及處理，以及注入技術工藝、注入量多大為適宜等等，都需要經過專門的研究和設計，並通過現場試驗后，逐步實施完成的。

⑶ 自噴井採油開發方式。凡是油井能夠自噴採油的油田(或油藏)，其油層壓力比較大，驅油能量比較足，油層的滲透率比較高。這是油田開發中最為理想的一種開採方式。因為自噴採油易於管理，採油成本比較低。所以，這樣的油田(或油藏)，更應該及時地實行注水，以保持油層內的足夠驅油能量，便油井能延長自噴期。但是，一個油田的自噴期畢竟也是有限的。之後總是要轉到用機械採油的方式來繼續開採。

⑷ 機械採油開發方式。這有兩種情況，有的油藏能量低，滲透性差，油井開始即不能自噴；還有是自噴開採的油藏，在油井含 水達到一定程度后就不再自噴了。在這兩種情況下都只能用機械開採的方式來進行。機械採油方式的油藏同樣需要給以補充能量。機械採油的方法和技術又有很多種，後面還要專門談到。

⑸ 熱力採油開發方式：這主要是針對稠油油藏(在油層溫度條件下，地下原油粘度大於l00毫帕. 秒)的開發而採用的一種方式。其基本原理主要是通過向油層注入熱水或蒸汽提高油藏溫度而降低原油的粘度，提高原油的流動度，然後把它開採出來。熱力採油又可分為：

⒈ 蒸汽吞吐法。先向生產井內注入蒸汽半個月左右(每天注150立方米左右的水燒成的蒸汽)，然後關井幾天，使注入的熱量在井筒周圍的油層中擴散，再開井生產。此為一個蒸汽吞吐周期，以此循環往複進行，但隨著周期次數的增加，注汽量也應逐漸增加，而產油量下降，且周期也越來越短。

⒉ 蒸汽驅油法(含熱水驅)。由注入井向油層內注入若干倍於油層孔隙體積的蒸汽(或熱水)，使它逐漸向外擴散，蒸氣隨著壓力和溫度在地層中不斷下降，也就凝成為熱水。由蒸汽和熱水驅動而達到順利採油的目的。

⒊ 火燒油層。從注入井向油層連續注入助燃劑(空氣)，同時用井下點火器將油層點燃(加熱到原油能自燃的溫度)而發生燃燒，使附近的原油蒸發和焦化。輕質油蒸汽隨燃燒前緣逐漸向外流動，直至生產井被采出。焦化的重烴則可繼續燃燒提供熱量。

由於油層燃燒溫度可達250~50O°C，使稠油、重質油可以降粘，且在油氣熱膨脹及輕油稀釋汽的驅替作用下被開採出來。使用此法可達最高的採收率50~80% 。實施熱采開發的油藏，除因其原油性質特殊所決定外，對其地質條件也有一定的要求，即油層厚度要大些，埋藏深度要淺些(<1500米)，且孔隙度要大於25%，滲透率要達50x10E-3微米

平方。這樣的油藏才能獲得較好的熱采效果和經濟效益。

熱采僅是開發稠油油藏的一種方式，除此之外，還有降粘開採法、稠化水開採法等等，另外，特殊油藏還有其他類型的，例如凝析油藏，又應該以不同的開發方式來開採，這裡不再列舉。

⑹ 強化開發方式。這主要是當油田進入開發後期，為進一步提高油田採收率，針對不同情況所採取的各種開採方式。現在一般把強化開發方式列作為三次採油的開採方法，後面還要專門談到這個問題。

以上所述的開發方式種種，花樣繁多，但是，一個油田的開發方式總是由具體的油藏條件決定的，並且是隨著這個油藏的開發進程的需要而變化的，同時還隨著科學技術發展而不斷發展的。

最後還要談及的是天然氣藏的地質類型，大體與油藏一樣，同樣需要補充能量來開發。但氣的組份再有變化，也不致於會影響開採，因此，對天然氣藏開採，既沒有機械採氣之談，也沒有熱力採氣之說，其開發方式相比油田(或油藏)來說，要簡單的多。