油氣田開發設計是指主要在油(氣)田的含油(氣)面積內，按照一定的開發井網、開發程式、開採方法將石油(天然氣)采出地面全過程的工程總體方案。
油氣田開發設計是油田開發的總體規劃和具體實施的全面系統的計畫、部署，是油藏投入開發的基礎和依據。
基本介紹
- 中文名：油氣田開發設計
- 外文名：xploitation project of oil(gas)field
- 學科：石油與天然氣地質學
- 定義：采出地面全過程的工程總體方案
- 重要性：是油藏投入開發的基礎和依據
- 原則：較長時間的高產、穩產
簡介,定義,重要性,原則,基本任務,漸進過程,方針,先導試驗,
簡介
油氣田開發設計其主要內容包括：①劃分開發層系,確定油層的開發組合和開發順序；②選擇合理的開採方式；③確定生產井和注入井(當需要注入時)的井網；④確定合理的井身結構、井底完成方法、編制射孔方案；⑤測算油井、水井的配產、配注及全油田年產油量、注水量,預測油田開發動態,提出穩產年限的作法和要求；⑥編制油田地面建設方案(集輸和計量的流程及設施等)。油氣田的開發方案是在大量的地質研究、油層物理、地下水力學、油氣田開發動態的數值模擬、鑽井工程、採油工程以及石油工業經濟等綜合分析的基礎上作出的。大的油田還需要開闢生產實驗區,以便在投入大規模開發前取得經驗。即使這樣,新編制的方案仍應留有應變的餘地,以便在開發過程中,作適當的調整和補充。
定義
所謂油氣田開發設計，就是對計畫投入開發的油氣田進行全盤的開發、開採規劃。這裡所指的全盤，既包含油氣田的整體，又包含油氣田開發的全過程，還包括油氣田開發技術工藝的方方面面，甚至包括油氣的輸煉銷售。油氣田開發設計，就是要對涉及該油氣田開發的方方面面進行科學的論證和周密的規劃設計，並要形成正式的檔案(即開發方案)。
油氣田開發設計牽涉多個專業和多個方面，但主要涉及地質、油氣田工程和採油工藝等方面。其中地質是整個開發設計的基礎和主體。
油氣田開發是一個大的系統工程，它不僅耗資巨大(動輒數十億元)、歷時長久(一般20~50年)，而且涉及地質、工程、工藝、管理及輸運、煉製、銷售，甚至涉及交通、通訊、環境等許多方面。要保證油氣田開發的順利進行並取得儘可能好的綜合效益，必須預先研究規劃制訂一個著眼整個油氣田並立足主要開發過程的開發計畫，這樣的計畫就是油氣田開發方案，制定這樣計畫的過程就是油氣田開發設計。
重要性
顯然，油氣田開發設計水平的高低，是油氣田開發成敗與經濟效益高低的關鍵。世界上許多開發效益好的油田，無不與其開發設計的正確高明有關;而許多開發效益較差的油田，都或多或少與開發設計的失察或失策有關。由於油氣田開發耗資巨大和歷時長久，這種開發設計的失誤所造成的經濟損失往往是十分巨大的。
影響油氣田開發設計水平的因素很多，主要有:
①油氣田地質認識的準確程度;
②油氣田開發方針、開發原則的科學合理正確程度;
③該類型油氣田開發經驗的積累程度。
要保證油氣田開發設計的正確性與高水平，主要應當在以下三個方面進行努力:
①儘可能加深對本油氣田的地質認識(努力“榨乾吃盡”己有的地質資料，堅決補取必須的地質資料、科學合理地開展試采與開發先導試驗);
②努力研究借鑑國內外同類型(或可比較)油氣田的開發實踐資料，研究借鑑其開發中的問題得失及原因對策並加以利用;
③研究採用符合本油氣田條件的、具一定可靠性與性能價格比優勢的技術工藝。
原則
油田開發設計原則要堅持少投入、多產出，具有較好的經濟效益;並根據當時、當地的政策、法律和油田的地質條件，制定儲量動用、投產次序、合理採油速度等開發技術政策，保持較長時間的高產、穩產。
要嚴格按油氣田類型確定設計原則:
①中、高滲透率的多層砂岩油氣田:如果大、中型砂岩油氣田不具備充分的天然水驅條件，必須適時注水，保持油氣田能量開採。一般不允許油氣田在低於飽和壓力下開採。
②低滲透砂岩油氣田:要在技術經濟論證的基礎上採取低污染的鑽井、完井措施，早期壓裂改造油層，提高單井產量。具備註氣、注水條件的油氣田，要保持油氣田壓力開採。
③氣頂油氣田:要充分考慮氣頂能量的利用。具備氣驅條件的要實施注氣開採;不具備氣驅條件的，可考慮油氣同采，或保護氣頂的開採方式，但必須嚴格防比原油竄入氣頂，造成資源損失，要論證射孔頂界位置。
④邊底水油氣田:邊、底水能量充足的油氣田要充分利用天然能量開採。要研究合理的採油速度和生產壓差，要計算防比底水錐進的極限壓差和極限產量，要論證射孔底界位置。
⑤裂縫性層狀砂岩油氣田:要搞清裂縫發育規律，需要實施人工注水的油氣田，要模擬研究最佳井排方向，要考慮沿裂縫走向部署注水井，掌握適當的注水強度，防比水竄。
⑥高凝油、高含蠟的油氣田:在開發過程中必須注意保持油層溫度和井筒溫度。採用注水開發時，注水井應在投注前採取預處理措施，防比井筒附近油層析臘。生產井要控制井底流壓，防比井底附近大量脫氣。
⑦凝析氣藏或帶油環的凝析油氣藏:當凝析油含量大於200g/m3時，必須採取保持壓力方式開採以回收凝析油，油層壓力要高於露點壓力。套用循環注氣開採時，只有在采出氣體中凝析油含量低於經濟極限時，才可轉為降壓開採。
⑧碳酸鹽岩及變質岩、火山岩油氣田:這些油氣田一般具有雙重孔隙介質性質，儲集層多呈塊狀分布。要注意控制底水錐進，在取得最大水淹體積和驅油效率的前提下，確定合理採油速度。
⑨重油油氣田:要進行開發可行性研究，篩選開採方法。在經濟、技術條件允許的情況下，採用熱力開採。
基本任務
油氣田開發設計是在油氣田評價勘探和開發準備工作的基礎上進行的。評價勘探主要著眼於油氣田的基本地質特徵和探明儲量計算，雖然它也承擔為油氣田開發錄取資料的任務，但這畢竟不是它的主要任務，因此，評價勘探對油氣田的地質認識是比較粗線條的。開發準備階段主要任務有二:一是鑽資料井，補充岩心與試油資料，以加深對油氣田內部非均質性的認識;二是進行試采和開闢先導試驗區進行開發先導試驗，取得本油氣田開發生產的寶貴的第一手資料，以此作為開發設計的重要依據。開發先導試驗一般應包括各種天然能量利用的試驗、井網井$}的試驗、注水注氣保持壓力的試驗、影響油田產能的主要因素和提高採油速度與採收率的措施方法試驗等，它們都是直接為油氣田開發設計服務的重要方面。
油氣田開發設計需要解決涉及油氣田開發的各個方面的問題。一般來說，油氣田開發方案應當包括以下10個方面的內容，油氣田開發設計的基本任務就是研究解決這些問題。
①油氣田地質情況(應當按原石油部《油田開發管理綱要》規定的八個方面:構造、儲集層、儲集空間、滲流特徵、油氣水分布及性質、油氣田壓力溫度系統、原始驅動能量和驅動類型、油氣田類型進行系統深入的描述)。
②開發儲量計算與評價。
③開發方針、開發原則與開發程式。
④開發層系、井網井距、開發方式與能量利用接替。
⑤鑽井完井工藝與投產投注措施。
⑥採油、注水、集輸工藝。
⑦穩產方式與技術措施。
⑧採油速度、採收率等開發指標。
⑨經濟分析。
⑩方案實施要求。
漸進過程
油氣田開發設計不是一次完成的，它有一個漸進的過程，對於大型或複雜油氣田更是如此。油氣田開發設計的這一特點，是由油氣田本身的複雜性、評價勘探對油氣田認識的粗略性及油氣田開發的重大性決定的。
油氣田深埋地下，經歷了長時期的形成和演化過程，其複雜性自不待言。油氣田開發耗資巨大，影響因素很多，其重大性勿容置疑。鑒於此，在進行油氣田開發設計時，必須慎之又慎，一般採取先粗後細，分步進行並留有餘地的工作程式是適宜的。再加上評價勘探的主要目的在於提交探明儲量，它對油氣田的認識是粗線條的，僅僅依靠評價勘探的資料來完成開發設計一般是不現實的，或者說是風險極大的。要滿意地完成油氣田開發設計，就應該在開發設計進行的同時，根據該油氣田的具體情況，規劃實施必要的補取資料工作，並及時套用這些資料來解決開發設計中的疑難問題。
通常，在進行油氣田開發設計時，先根據該油氣田的地質特點與資料齊全準程度，規劃適當井點補充岩心、測井、試油及試采資料，並開闢適當井組進行開發先導試驗，然後再逐次完成油氣田開發概念設計、開發方案的地質設計、開發方案的工藝設計並最後完成射孔方案的設計，從而完成整個油氣田的開發設計。
(1)油氣田開發概念設計
油氣田開發概念設計是對油氣田開發進行的粗線條規劃，它在解決油氣田開發層系、開發方式、能量利用與開發過程，以及主要技術工藝等重大課題以後，規劃設計出大井距的基礎井網，在此基礎上選擇合適的井點補充油氣田地質資料(這種井稱資料井)，並檢驗、修正油氣田地質認識，由此修改和完善進一步的開發設計工作。
(2)開發方案的地質油氣田工程設計
經過基礎井網的有選擇的部分的實施，油氣田的井數增加，岩心、測井、試油、試采資料增加，先期開闢的開發先導試驗區一般也有了進一步的試驗結果，這時就有可能完成對油氣田的比較詳細深入的描述認識，從而建立油氣田儲層可靠的地質模型，並據此敲定油氣田開發的主要技術問題並設計出具體的開發井網，進行油氣田開發模擬分析，完成油氣田開發的地質油氣田工程設計。
(3)開發方案的工程、工藝設計
一個完整的油氣田開發方案應當包括地質方案與工藝方案。地質方案規劃油氣田開發的基本綱領與具體路線，工藝方案則是規劃實現地質方案的基本手段和技術措施。油氣田開發的工藝方案應當承擔這樣一些任務:
①鑽、完井工藝技術與措施。比如:適應油氣田地質條件的鑽、完井技術工藝，基於油層保護的鑽井、固井技術與措施，符合該油氣田地質條件的套管系列等。
②油水井投產投注的工藝技術與措施。比如:採油井的射孔工藝技術、誘流措施、油層破堵與油層改造措施;注水井的油層射開程度控制，投注前的井筒處理與油層處理措施等。
③採油工藝技術與增產措施。比如:採油方式及轉換，油井舉升技術工藝，油井清蠟保溫技術工藝，開採過程中的提液、降水與油層改造措施等。
④油氣集輸工藝技術。比如:集輸系統選擇與壓力分配，油氣水分離處理工藝技術等。
⑤注水工藝技術。比如:注水系統規劃設計，水質處理工藝技術等。
(4)射孔方案編制
在開發方案設計的開發井基本完鑽時，以下問題就會呈現在油氣田開發設計者的面前:
①大量開發井完鑽取得的密井網條件下的油氣田地質資料使我們能夠更詳細更深入地認識油氣田的地質開發特徵，對比開發方案，原來對油氣田的地質認識是否正確?是否需要修正、完善?這時就需要套用最新的資料對油氣田地質做深入的認識描述。
②如果油氣田認識描述有一定變化，這些變化對原來的開發設計有多大的影響，應當進行評估並對開發設計做出相應的修改，使之更適應油氣田的地質條件。
③根據上述認識，鑽成的採油井和注水井應該怎樣射孔、油井投產應當採取怎樣的技術工藝措施，注水井投注的時機、投注的技術措施等。
④開發初期及開發過程中的問題和對策估計。
基於以上問題的存在和解決的迫切需要，就成為油氣田開發射孔方案編制的理由。射孔方案是油氣田開發方案的最終實現，是開發方案的繼續和深化，其重要性己不言自明。
由於油氣田自身的複雜性和我們認識油氣田手段的局限性，使得人們對油氣田地質和開發設計的認識必然要經歷一個由粗到細、由淺入深的認識論過程。鑒於此，為了給可能存在的失察誤判留出修正完善的空間，在進行油氣田開發設計的時候，一般應當留有一定的餘地:比如，井距適當放大、注水井點適當減少，以留待以後進行加密完善;開發層系適當放寬，待開發過程中層間矛盾充分暴露後再決定分注分采或進行層系調整;等等。常常，一個油氣田要經過1至幾次層系井網的調整，才能取得預期的開發效果。
方針
開發油田必須依據一定的方針來進行。開發方針是否正確，直接關係到油田的開發成敗和經濟效果。正確的油田開發方針應根據國民經濟對石油工業的總體要求、根據油田開發的長期經驗總結制訂出來。開發方案的編制，不能違背這些方針，否則就會給油田帶來危害，也會給國民經濟帶來危害，使國家資源蒙受損失。
油田開發方針的制訂應考慮如下幾個方面的關係:
①採油速度，即以什麼樣的速度進行開發(高速開發或中速、低速開發);
②油田地下能量的利用和補充;
③採收率的大小;
④穩產年限;
⑤經濟效果;
⑥工藝技術;
⑦環境保護。
這幾個方面往往是相互依賴又相互矛盾的。應根據國內外油田開發的經驗和我們國家的能源政策，制訂出科學的油田開發方針並不斷補充和完善。
先導試驗
重視先導試驗是我國油氣田開發的一條成功經驗。所謂先導試驗，就是先行一步，取得對過程的了解和經驗認識，以指導大面積的生產。油氣田開發先導試驗，就是在油氣田末進入大規模開發之前，先開闢一小塊地質條件有代表性的試驗區，按開發設計的基本思想進行先期開發，先行一步以觀察其開發過程和效果、問題，用以指導開發方案設計和大面積開發。為了達到先導的目的，有時還需要縮小試驗區井蹌以加快試驗進程，以儘早取得認識和經驗來指導開發設計和開發生產。
依靠勘探階段所取得的資料，能夠認識油氣田靜態的基本地質特徵，但不能揭不出油氣田開發過程中的油水運動和變化的規律。加之，擬採用的開發方式和工藝技術是否得當，也有待進行油氣田適應性檢驗。因此，為了提前認識油氣田的開發規律和可能出現的問題，需要進行油氣田開發先導試驗，以便儘早研究對策，指導油氣田的合理開發和調整，以取得好的開發效果。
