油气二次开发技术和发展

注水——“二次采油”

　　早在1880年，美国地质家J·F·卡尔(John F．CarH)根据宾夕法尼亚Warren、Venango、Clarion和Butter等油田的生产情况，认为含油砂层底部水的流动，帮助油井生产；提出了向油层注水可以提高采油量的观点，但未引起人们的注意，因为当时人们关注的是如何找到新油田。

　　1906--1917年期间，在美国的布雷德福油田、克恩河油田，还有加拿大安大略的石油泉油田，都有人观察到雨水流入干井使周围油井增产的现象。

　　注水“二次开发”的先驱者是福雷斯特·道恩(Forest D．Dora)。他父子经营一个老油田，偶然发现，地表的雨水流进了已经不产油的废弃油井，过了一段时间，周围的油井产量增加了。他们认为是流入的水补充了油层的压力，因此人为地向油层中注入清水，可以增产。他们做了几次试验，证实了这一想法。1915年他们首创“线型注水(Line TypeWaterflood)”方法，在两排生产井中间，设一排注水井。把水注入注水井，两边的生产井产量增加。他们基本上是把一部分生产井改为注水井。

　　1916年道恩父子创办了福雷斯特石油公司(Forest Oil Company)，既为自己的油田注水，也为别人提供注水开发的技术服务。他们公司二次采油的产量，1916年只有38桶／日(约1900吨／年)，1920年达到10000桶／日(约50万吨／年)。

　　福雷斯特·道恩继续观察注水开发的情况，摸索如何不断改进。1922年，他创造出“五点布井法”，在1 El注水井周围，布4口生产井。l口注水井为周围4口生产井服务。

　　布雷德福(Bredford)油田是美国，也许是世界上第一个采用注水开发的油田。它发现于1871年，一次采油的产量高峰在1881年，产油2300万桶(约314万吨)。此后产量就不断下降，到1906年，产量只有200万桶(约27万吨)了。1924年，福雷斯特石油公司首先在这里应用线型注水方法，把一部分生产井改为注水井。这一年，潮水石油公司的前身Associated Products Co．采用五点布井法在这个油田上注水开发。1928年1月，日产量从1927年的82桶(约4100吨／年)提高到6194桶(约31万吨／年)，直到1931年F半年还侏持1000桶／日(约5万吨／年)。20世纪30年代，布雷德福油Itt_h普遍采用五点法注水采油，1937年形成又一个产量高峰，年产1650万桶(约225万吨)。到1954年，大约54％的产量来自注水开发。

探索科学开发

　　油田开发的初步实践，使科学家们去探索油田的科学开发。

　　布劳库依库尔研究了加拿大奥依尔一斯普利格斯油田的1 1000口油井，认为有3000口井是多余的，提出要确定一个油田开采的临界井数。

　　1925年，在苏联莫斯科召开油藏保护与合理开发问题会议，苏联人阿布拉莫夫提出应把油藏作为一个单个对象，即整体考虑来进行开采。

　　1933年，美国人马斯盖特等人利用模型来模拟不同井网的面积扫及效率。1936年，薛尔绍斯推导出油藏的物质平衡方程式。1936---1938年，美国人普勒和薛尔绍斯等人，提出测定束缚水饱和度的办法，开始以岩石孑L隙空间百分比来表示水、油、气的饱和度的概念。次年，马斯盖特又提出“流度比”的概念。

　　1939年，苏联人克留切夫提出，对巨厚油层组要划分成几个单独开采的对象；要扩大井距。

　　1941年，美国人莱弗里特和巴克利提出水驱油的前缘驱动方程式，建立了基本的注水理论。第二年，苏联人B·M·巴磊歇夫试验证明，在水压驱动的油藏，井网密到一定程度后，油产量不再增加。这一年，东得克萨斯油田开始全面注水二次采油，一次采油量为可采储量的22．9％，油层压力下降39％。

先期注水开发

　　20世纪40年代苏联对杜依玛兹油田的先期注水开发，是二次开发的又一次革命。因为先前的注水开采都是在油田一次开采到产量降得很低的时候才转而注水的。而杜依玛兹油田的开发，则是在油田投入开发时，一开始就有意识地在钻开发井网的同时，钻注水井网；第一批油井投产时，油田就开始注水，保持油层的压力，使油田可以长时间高产、稳产，而且达到较高的采收率。

　　杜依玛兹油田发现于1944年。要求1945年投入开发。格·克·马克西莫维奇建议采用稀井网和早期边外注水。1945年，在莫斯科石油学院成立设计研究部，采用了马克西莫维奇的意见，编制了杜依玛兹油田泥盆系油藏初步开发设计。在油区内部钻生产井网。在油区外面钻一系列注水井，在西北部，注水井排离第一生产井排5～6千米；在东南部，这个距离只有0．6～1．5千米。1944—1955年是第一开发阶段。1955年共有生产井698口，注水井59口，年产油1050万吨(产液量1570万吨)。1955--1962年为第二阶段，年产量保持在1200万吨左右，但产液量增加到1960万吨。整个油田边外注水17年。1962年开始加上边内(即油区以内)注水，1967年最高产量达到1390万吨。

　　1952年，苏联对罗马什金大油田一开始就实施早期边内加边外注水开发。用注水井排把油田分割为23个有单独井网的开发区。生产井排距1000米，井距600米；注水井井距1000米，第一生产井排距注水井排2000米。设计采收率高达60％。年产量节节上升，1964年达到5000万吨；1970年达到8150万吨，稳产到1975年。1976年为7775万吨，1979年6800万吨。

　　1960年我国大庆油田发现后，就吸收苏联的经验，采用先期注水开发，使油田得以长期高产、稳产。