《油气藏评价》PPT课件.pptx
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1、油气藏评价油气藏评价油气藏的压力系统油气藏的压力系统油气藏的压力系统,是油气藏评价中的重要内容,对于每口油气藏的压力系统,是油气藏评价中的重要内容,对于每口探井和评价井,必须不失时机地准确确定该井的原始地层压力,探井和评价井,必须不失时机地准确确定该井的原始地层压力,绘制压力与埋深的关系图,以便用于判断油气藏的原始产状和绘制压力与埋深的关系图,以便用于判断油气藏的原始产状和分布类型,并用于确定储量参数和储量计算。分布类型,并用于确定储量参数和储量计算。对于一个具有天然气顶和边水的油藏,在原始地层条件下,对于一个具有天然气顶和边水的油藏,在原始地层条件下,储层中的流体,将按其密度的大小,形成纵向
2、的流体分布剖面储层中的流体,将按其密度的大小,形成纵向的流体分布剖面图。在图图。在图1-1上给出了一个具有边水油藏的剖面图,并在其含油上给出了一个具有边水油藏的剖面图,并在其含油水剖面上打探井水剖面上打探井5口。其中的口。其中的3口探井打在含油部分;口探井打在含油部分;1口探井打口探井打在油水界面上;另一口探井打在含水部分。由这在油水界面上;另一口探井打在含水部分。由这5口探井所测原口探井所测原始地层压力与中部深度绘成的压力梯度图,见图始地层压力与中部深度绘成的压力梯度图,见图1-1右侧部分。右侧部分。由压力梯度可以看出,含油部分与含水部分的压力点,分别形由压力梯度可以看出,含油部分与含水部分
3、的压力点,分别形成斜率不同的两条直线。而两条直线的交点处深度,即为地层成斜率不同的两条直线。而两条直线的交点处深度,即为地层油水界面的位置。油水界面的位置。油气藏评价油气藏评价图图图图1-11-1油藏的剖面与压力梯度油藏的剖面与压力梯度油藏的剖面与压力梯度油藏的剖面与压力梯度油气藏评价油气藏评价对于任何具有气顶和边底水的油藏,或具有边底水的气藏,不同部位探井的原始地层对于任何具有气顶和边底水的油藏,或具有边底水的气藏,不同部位探井的原始地层压力与埋深的关系,可表示如下:压力与埋深的关系,可表示如下:式中式中:pipi 原始地层压力,原始地层压力,MPa;a a 关闭后的井口静压,关闭后的井口静
4、压,MPa;GDGD井筒内静止流体的压力梯井筒内静止流体的压力梯度,度,MPa/m;D D 埋深,埋深,m。(11)井筒内静止流体的压力梯度,由下式表示井筒内静止流体的压力梯度,由下式表示:(1-2)式中:式中:井筒内静止流体的密度,井筒内静止流体的密度,g/cm;由由(1-2)式可以看出,压力梯度与地下流体密度成正比,即流体密度小的气顶部分,比流体式可以看出,压力梯度与地下流体密度成正比,即流体密度小的气顶部分,比流体密度大的含油部分或边水部分,具有较小的压力梯度,而且压力梯度乘以密度大的含油部分或边水部分,具有较小的压力梯度,而且压力梯度乘以100即为地层流即为地层流体密度。因此,可以通过
5、压力梯度的大小判断地层流体类型,并确定地层的流体密度。同体密度。因此,可以通过压力梯度的大小判断地层流体类型,并确定地层的流体密度。同时,代表不同地层流体直线的交点处,即为地层流体的界面位置。在图时,代表不同地层流体直线的交点处,即为地层流体的界面位置。在图1-2上给出了我国涠上给出了我国涠洲洲10-3油田的压力梯度图,从图中可以看出,由压力梯度的直线交会法,所得到的油气和油田的压力梯度图,从图中可以看出,由压力梯度的直线交会法,所得到的油气和油水界面的位置具有实际意义。油水界面的位置具有实际意义。油气藏评价油气藏评价图图1-2涠洲涠洲10-3油田的压力梯度图油田的压力梯度图油气藏评价油气藏评
6、价对于一个具有多层油水系统的油田,由于不同层位的边底水矿化度比较接近,地层水对于一个具有多层油水系统的油田,由于不同层位的边底水矿化度比较接近,地层水的密度也基本相同,因而,各油层可以形成统一的静水压力梯度线,并用于确定不同的密度也基本相同,因而,各油层可以形成统一的静水压力梯度线,并用于确定不同层位的油水界面位置。含油部分的压力梯度线,若偏离静水压力梯度线愈大,即两直层位的油水界面位置。含油部分的压力梯度线,若偏离静水压力梯度线愈大,即两直线的夹角愈大,则表明油藏的含油高度愈大。油藏不同位置的压力系数线的夹角愈大,则表明油藏的含油高度愈大。油藏不同位置的压力系数(原始地层压力原始地层压力与静
7、水压力之比与静水压力之比),由下式表示:,由下式表示:(1-3)式式中:中:o o压力系数;压力系数;pipi原始地层压力,原始地层压力,MPa;pwspws静水柱压力,静水柱压力,MPa;wsws地层水密度,地层水密度,g/cm;o o地层原油密度,地层原油密度,g/cm;DowcDowc油水界面深度,油水界面深度,m;D D探井打开油层的深度,探井打开油层的深度,m。由由(1-3)式看出,油藏不同部位探井的压力系数各不相同。顶部高,翼部低,式看出,油藏不同部位探井的压力系数各不相同。顶部高,翼部低,当当DDowc时时o1,即油水界面位置的压力系数等于,即油水界面位置的压力系数等于1.0。当
8、已确定探井的压力系数之后,由当已确定探井的压力系数之后,由(1-3)式改写的下式可以预测油水界面的位置:式改写的下式可以预测油水界面的位置:油气藏评价油气藏评价(1-4)当仅有一口探井打到含油部分,而未钻遇油水界面时,可由下式测算油水界面的位置:当仅有一口探井打到含油部分,而未钻遇油水界面时,可由下式测算油水界面的位置:当一口探井打在含油部分,另一口探井打在含水部分,两者均未实际钻遇油水界面时,当一口探井打在含油部分,另一口探井打在含水部分,两者均未实际钻遇油水界面时,可由下式测算油水界面的位置:可由下式测算油水界面的位置:(1-6)(1-5)式中:式中:DwDw 打入含水部分水井的深度,打入
9、含水部分水井的深度,m;DoDo 打入含油部分油井的深度,打入含油部分油井的深度,m;piwpiw 水井的原始地层压力,水井的原始地层压力,MPa;piopio 油井的原始地层压力,油井的原始地层压力,MPa。油气藏评价油气藏评价油气藏的温度系统,也油气藏的温度系统,也是油气藏评价的重要内容。它是油气藏评价的重要内容。它既涉及到储层流体参数的确定,既涉及到储层流体参数的确定,也是计算气藏储量的重要参数。也是计算气藏储量的重要参数。油气藏的温度系统,是指由不油气藏的温度系统,是指由不同探井所测静温与相应埋深的同探井所测静温与相应埋深的关系图,也可称为静温梯度图,关系图,也可称为静温梯度图,如图如
10、图1-3所示。所示。油气藏的温度系统油气藏的温度系统图图1-3油藏的静温梯度图油藏的静温梯度图油气藏评价油气藏评价应当指出,油气藏的静温主要受地壳温度的控制,而不受埋深不同储层的岩性及其所应当指出,油气藏的静温主要受地壳温度的控制,而不受埋深不同储层的岩性及其所含流体性质的影响。因此,任何地区油气藏的静温梯度图,均为一条静温随埋深变化含流体性质的影响。因此,任何地区油气藏的静温梯度图,均为一条静温随埋深变化的直线关系,并由下式表示的直线关系,并由下式表示:(1-7)式中:式中:T T 油气藏不同埋深的静温,油气藏不同埋深的静温,;A A 取决于地面的年平均常温,取决于地面的年平均常温,;B B
11、 静温梯度,静温梯度,/m/m;D D 埋深,埋深,m。实际资料表明,由于地壳温度受到构造断裂运动及其岩浆活动的影响,因而,实际资料表明,由于地壳温度受到构造断裂运动及其岩浆活动的影响,因而,不同地区的静温梯度有所不同。比如,我国东部地区各油气田的静温梯度约为不同地区的静温梯度有所不同。比如,我国东部地区各油气田的静温梯度约为3.54.5/lOOm;中西部各油气田的静温梯度约为;中西部各油气田的静温梯度约为2.53.5/100m。油气。油气田的静温数据,一般在探井进行测井和测压时,由附带的温度计测量。田的静温数据,一般在探井进行测井和测压时,由附带的温度计测量。油气藏评价油气藏评价对于油藏来说
12、,假若仅用天然能量开采,而不进行人工注水或注对于油藏来说,假若仅用天然能量开采,而不进行人工注水或注气保持地层压力的话,则称为一次采油。根据自然地质条件,一次采气保持地层压力的话,则称为一次采油。根据自然地质条件,一次采油可以利用的天然能量和驱动机理有:天然水驱、气顶气驱、溶解气油可以利用的天然能量和驱动机理有:天然水驱、气顶气驱、溶解气驱、重力驱、压实驱和液体膨胀驱。对于一个实际开发的油藏,不可驱、重力驱、压实驱和液体膨胀驱。对于一个实际开发的油藏,不可能只有一种驱动机理作用,而往往是二种,甚至是三种驱动机理同时能只有一种驱动机理作用,而往往是二种,甚至是三种驱动机理同时作用。这时油藏的驱动
13、类型称为综合驱动。应该指出的是,在综合驱作用。这时油藏的驱动类型称为综合驱动。应该指出的是,在综合驱动条件下,某一种驱动机理占据支配地位,不同驱动机理及其组合与动条件下,某一种驱动机理占据支配地位,不同驱动机理及其组合与转化,对油藏的采收率会产生明显的影响。转化,对油藏的采收率会产生明显的影响。对于气藏来说,在其投入开发之后,由于生产井的生产,造成地层对于气藏来说,在其投入开发之后,由于生产井的生产,造成地层压力的下降,因此,对于具有边底水的气藏,其主要驱动机理为,边压力的下降,因此,对于具有边底水的气藏,其主要驱动机理为,边底水的驱动,以及气藏本体内天然气和储层岩石与束缚水的弹性膨胀底水的驱
14、动,以及气藏本体内天然气和储层岩石与束缚水的弹性膨胀作用。对于没有边底水或边底水不活跃的气藏,其主要驱动机理为定作用。对于没有边底水或边底水不活跃的气藏,其主要驱动机理为定容消耗式驱动。在相同的地质条件下,定容消耗式气藏的采收率会比容消耗式驱动。在相同的地质条件下,定容消耗式气藏的采收率会比水驱气藏要高出一倍左右,而且水驱愈活跃,则对气藏采收率的影响水驱气藏要高出一倍左右,而且水驱愈活跃,则对气藏采收率的影响愈大。由于气藏的驱动机理比较简单,本节主要讨论油藏的驱动机理愈大。由于气藏的驱动机理比较简单,本节主要讨论油藏的驱动机理和驱动类型。和驱动类型。油气藏的驱动类型油气藏的驱动类型油气藏评价油
15、气藏评价在原始地层条件下,当油藏的边部在原始地层条件下,当油藏的边部或底部与广阔或比较广阔的天然水或底部与广阔或比较广阔的天然水域相连通时,在油藏投入开发之后,域相连通时,在油藏投入开发之后,由于在含油部分产生的地层压降,由于在含油部分产生的地层压降,会连续地向外传递到天然水域,引会连续地向外传递到天然水域,引起天然水域内的地层水和储层岩石起天然水域内的地层水和储层岩石的累加式弹性膨胀作用,并造成对的累加式弹性膨胀作用,并造成对油藏含油部分的水侵作用。天然水油藏含油部分的水侵作用。天然水域愈大,渗透率愈高,则水驱作用域愈大,渗透率愈高,则水驱作用愈强。如果天然水域的储层与地面愈强。如果天然水域
16、的储层与地面具有稳定供水的露头相连通,则可具有稳定供水的露头相连通,则可形成达到供采平衡和地层压力略降形成达到供采平衡和地层压力略降的理想水驱条件。天然水驱,又可的理想水驱条件。天然水驱,又可以根据油藏的类型和油水分布的产以根据油藏的类型和油水分布的产状,划分为边水驱动和底水驱动。状,划分为边水驱动和底水驱动。在图在图1-4上给出了一个具有有限边上给出了一个具有有限边水油藏的剖面图和俯视图。水油藏的剖面图和俯视图。一一.天然水驱天然水驱图图1-4天然水驱油藏的剖面图和俯视图天然水驱油藏的剖面图和俯视图油气藏评价油气藏评价天然水驱油藏的采收率与地层压力保持程度、油藏的非均质性、储层渗透率、天然水
17、驱油藏的采收率与地层压力保持程度、油藏的非均质性、储层渗透率、地层原油粘度、井网密度、层系划分有密切的关系,一般范围在地层原油粘度、井网密度、层系划分有密切的关系,一般范围在35%75%之间。之间。当然对于天然水驱的能量不足时,可以采用人工注水补充能量的措施,但从此时当然对于天然水驱的能量不足时,可以采用人工注水补充能量的措施,但从此时即转为二次采油或称为一次加二次采油阶段。在图即转为二次采油或称为一次加二次采油阶段。在图1-5上给出了在天然水驱条件下,上给出了在天然水驱条件下,油藏开发的综合动态曲线。油藏开发的综合动态曲线。图图1-5天然水驱的开发动态曲线天然水驱的开发动态曲线油气藏评价油气
18、藏评价在图在图1-6上表示具有原上表示具有原始气顶的油藏。当油藏含油始气顶的油藏。当油藏含油区的油井投人生产之后,由区的油井投人生产之后,由于含油区形成了一定的动压于含油区形成了一定的动压降,因而引起气顶气向含油降,因而引起气顶气向含油区的体积膨胀,驱动原油向区的体积膨胀,驱动原油向生产井底流动。生产井底流动。二二.气顶驱气顶驱图图1-6具有原始气顶的油藏剖面图具有原始气顶的油藏剖面图油气藏评价油气藏评价气顶驱油藏的有效开发,有赖于气顶区的膨胀体积与含油区因气顶驱油藏的有效开发,有赖于气顶区的膨胀体积与含油区因开发的收缩体积之间保持平衡,因此,需要考虑拟定一个合理的采油开发的收缩体积之间保持平
19、衡,因此,需要考虑拟定一个合理的采油速度生产。当采油速度过高时,会引起气顶气沿高渗透带形成气窜,速度生产。当采油速度过高时,会引起气顶气沿高渗透带形成气窜,而绕过低渗透带的原油,并在油气接触面的油井形成气锥,这将会大而绕过低渗透带的原油,并在油气接触面的油井形成气锥,这将会大大影响到气顶驱的效率。当气顶气的过快膨胀,而引起油井的气油比大影响到气顶驱的效率。当气顶气的过快膨胀,而引起油井的气油比显著增加时,为了保护气顶的能量,需考虑关闭构造高部位的高气油显著增加时,为了保护气顶的能量,需考虑关闭构造高部位的高气油比井,或将其重新完井。比井,或将其重新完井。在有利的地质条件下,比如,气顶比较大、渗
20、透率比较高、储在有利的地质条件下,比如,气顶比较大、渗透率比较高、储层比较均匀和地层原油粘度比较低时,气顶驱的采收率可达层比较均匀和地层原油粘度比较低时,气顶驱的采收率可达60%,而,而一般的地质条件,采收率在一般的地质条件,采收率在20%40%之间。之间。对于具有原始气顶的油藏,属于饱和类型的油藏,当含油区投对于具有原始气顶的油藏,属于饱和类型的油藏,当含油区投入生产之后,由于地层压力的下降,除会引起气顶驱的作用外,在含入生产之后,由于地层压力的下降,除会引起气顶驱的作用外,在含油区还会形成气从原油中逸出而引起的溶解气驱。在地层条件下,当油区还会形成气从原油中逸出而引起的溶解气驱。在地层条件
21、下,当气体从原油中分离出来所形成的含气饱和度,达到可流动的临界饱和气体从原油中分离出来所形成的含气饱和度,达到可流动的临界饱和度之后,即会发生油气两相的同时流动,并随着含气饱和度的增加,度之后,即会发生油气两相的同时流动,并随着含气饱和度的增加,气体的流动能力加强,原油的流动能力减弱,生产气油比显著升高。气体的流动能力加强,原油的流动能力减弱,生产气油比显著升高。油气藏评价油气藏评价如果允许气顶边缘的油井高气油比生产,则会引起气顶区的压力下降如果允许气顶边缘的油井高气油比生产,则会引起气顶区的压力下降和气顶的收缩,并在收缩部分引起原油的侵入,而形成难以再采出的和气顶的收缩,并在收缩部分引起原油
22、的侵入,而形成难以再采出的原油饱和度。气顶驱油藏的开发动态曲线,见图原油饱和度。气顶驱油藏的开发动态曲线,见图1-7所示所示。图图1-7气顶驱油藏的开发动态曲线气顶驱油藏的开发动态曲线油气藏评价油气藏评价对于一个既无原对于一个既无原始气顶又无边底水的始气顶又无边底水的饱和油藏,当油藏投饱和油藏,当油藏投入开发之后,由于地入开发之后,由于地层压力的下降,即引层压力的下降,即引起从生产井底到整个起从生产井底到整个油藏的溶气驱机理,油藏的溶气驱机理,见图见图1-8所示。所示。三三.溶解气驱溶解气驱图图1-8溶气驱油藏的剖面图溶气驱油藏的剖面图油气藏评价油气藏评价单纯的溶气驱,就是随着压力的下降,原油
23、中的溶解气,将以气泡的单纯的溶气驱,就是随着压力的下降,原油中的溶解气,将以气泡的形式逐步分离出来,并在其分离的过程中,引起地层原油体积的膨胀,形式逐步分离出来,并在其分离的过程中,引起地层原油体积的膨胀,驱动原油向低压处的生产井底流动。由于溶气驱是靠地层压降,溶解驱动原油向低压处的生产井底流动。由于溶气驱是靠地层压降,溶解气分离,原油体积膨胀造成的驱动作用,因而它又被称为内在驱动或气分离,原油体积膨胀造成的驱动作用,因而它又被称为内在驱动或消耗式驱动。这一驱动过程可以一直延续到地层中临界含气饱和度形消耗式驱动。这一驱动过程可以一直延续到地层中临界含气饱和度形成之前。因为在此饱和度形成之后,随
24、着地层压力的下降,气体从原成之前。因为在此饱和度形成之后,随着地层压力的下降,气体从原油中的脱出,除会增加地层的原油粘度之外,还会形成油气的两相流油中的脱出,除会增加地层的原油粘度之外,还会形成油气的两相流动。同时,随着地层内含气饱和度的增加,增加了气体的相渗透率,动。同时,随着地层内含气饱和度的增加,增加了气体的相渗透率,降低了油的相渗透率,因而,引起油井产油量的连续下降和生产气油降低了油的相渗透率,因而,引起油井产油量的连续下降和生产气油比的连续升高,直至达到峰值之后而进入溶气驱开发的枯竭期。比的连续升高,直至达到峰值之后而进入溶气驱开发的枯竭期。油气藏评价油气藏评价在图在图1-9上给出了
25、原始地层压力略高于饱和压力油藏的开发动态曲线。上给出了原始地层压力略高于饱和压力油藏的开发动态曲线。图图1-9溶气驱油藏的开发动态曲线溶气驱油藏的开发动态曲线根据油藏的开发经验,不同地质条件的溶气驱油藏,采收率在根据油藏的开发经验,不同地质条件的溶气驱油藏,采收率在5%25%之间。当然,之间。当然,高溶解气油比、低地层原油粘度和连通性好、渗透率高的油藏,应当有比较高的采高溶解气油比、低地层原油粘度和连通性好、渗透率高的油藏,应当有比较高的采收率。对于地质构造条件比较好、溶解气油比比较高、垂向渗透率也比较高的油藏,收率。对于地质构造条件比较好、溶解气油比比较高、垂向渗透率也比较高的油藏,有可能形
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