油气田地下地质学地层压力与地层温.pptx

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1、第一节 地层压力一、有关地层压力的概念二、异常地层压力研究三、油层压力研究第1页/共95页第一节 地层压力一、有关地层压力的概念 P PH H-静水压力，静水压力，PaPa；WW-水的密度，水的密度，kg/mkg/m3 3；H-H-静水柱高度，静水柱高度，mm；g-g-重力加速度，重力加速度，9.8m/s9.8m/s2 2。1 1、静水压力、静水压力-指由静水柱造成的压力指由静水柱造成的压力。1 1帕帕=1=1牛顿牛顿/米米2 2（1010达因达因/厘米厘米2 2）10105 5 Pa Pa 1atm1atm第2页/共95页2、上覆岩层压力 -指指上覆岩石骨架和孔隙空间流体上覆岩石骨架和孔隙空

2、间流体总重量总重量所引起的压力。所引起的压力。P Pr r-上覆岩层压力，上覆岩层压力，PaPa；H-H-上覆岩层的垂直高度，上覆岩层的垂直高度，m m；r r-上覆沉积物上覆沉积物总平均密度总平均密度，kg/mkg/m3 3；g-g-重力加速度，重力加速度，9.8m/s9.8m/s2 2；-岩层平均孔隙度岩层平均孔隙度，小数；，小数；f f-孔隙中流体平均密度孔隙中流体平均密度，kg/mkg/m3 3；mama-岩层骨架平均密度岩层骨架平均密度，kg/mkg/m3 3。第3页/共95页3 3、地层压力、地层压力-作用于岩层孔隙空间内流体上的压力。作用于岩层孔隙空间内流体上的压力。又称又称孔隙

3、流体压力孔隙流体压力，常用，常用P Pf f 表示。表示。含油气区内，含油气区内，地层压力被称为地层压力被称为油层压力油层压力或或气层压力气层压力。4 4、压力系数、压力系数 -实测地层压力实测地层压力(p(pf f)与同一地层深度与同一地层深度 静水压力静水压力(p(pHH)的比值。的比值。5 5、压力梯度、压力梯度-每增加单位深度所增加的压力，每增加单位深度所增加的压力，Pa/mPa/m。如如：上覆岩层压力梯度、静水压力梯度：上覆岩层压力梯度、静水压力梯度第4页/共95页6、地层压力的来源 地层孔隙空间内地层水重量产生的水柱压力地层孔隙空间内地层水重量产生的水柱压力-静水压力静水压力。上覆

4、岩层重量产生的岩石压力上覆岩层重量产生的岩石压力-地静压力地静压力：地层封闭条件下地层封闭条件下：地静：地静压力由组成岩石的压力由组成岩石的颗粒质颗粒质点和岩石孔隙中的流体点和岩石孔隙中的流体共共同承担同承担。地层与地表连通时地层与地表连通时：地地静压力仅由岩石颗粒质点静压力仅由岩石颗粒质点承担承担，静水压力与地静压静水压力与地静压力无关力无关。勘探开发中，把油层中勘探开发中，把油层中流体所承受的流体所承受的所有压力所有压力统称为统称为油油层压力层压力。一般情况下一般情况下，油层压力与地静压力关系不大。油层压力与地静压力关系不大。-主要有主要有2 2个来源个来源：第5页/共95页(一一)异常地

5、层压力的概念异常地层压力的概念 异常地层压力异常地层压力-偏离静水柱压力的地层孔隙流体压力。偏离静水柱压力的地层孔隙流体压力。或称为或称为压力异常压力异常。表示方法表示方法：常用：常用压力系数压力系数或或压力梯度压力梯度来表示。来表示。二、异常地层压力研究 研究和预测压力异常的意义研究和预测压力异常的意义：对认识：对认识油层油层能量特征能量特征，评价，评价油气藏形成条件油气藏形成条件，指导，指导安全生产安全生产、保护油气层保护油气层等极为重要等极为重要(钻钻遇压力异常低时易产生遇压力异常低时易产生井漏井漏；钻遇压力异常高时易产生；钻遇压力异常高时易产生井喷井喷)。第6页/共95页 压力系数压力

6、系数-指实测地层压力指实测地层压力(P(Pf f)与同一深度静与同一深度静水压力水压力P PH H的比值的比值，可用，可用 P P来表示：来表示：p p1 1，属正常地层压力；，属正常地层压力；P P1 1，称为高异常地层压力，或称，称为高异常地层压力，或称高压异常高压异常；P P1 1，称为低异常地层压力，或称，称为低异常地层压力，或称低压异常低压异常。压力梯度压力梯度GGP P表示异常地层压力的大小：表示异常地层压力的大小：GGP P 0.01MPa/m0.01MPa/m时，属正常地层压力；时，属正常地层压力；GGP P 0.01MPa/m0.01MPa/m时，属高异常地层压力；时，属高异

7、常地层压力；GGP P 0.01MPa/m0.01MPa/m时，属低异常地层压力。时，属低异常地层压力。第7页/共95页(二二)异常地层压力预测方法异常地层压力预测方法 异常地层压力部位特点：异常地层压力部位特点：(异常异常)高压油气层周围的泥、高压油气层周围的泥、页岩层处于页岩层处于从异常压力到正常压力从异常压力到正常压力过渡带过渡带上，该上，该过渡带过渡带的泥、页岩的泥、页岩由于由于欠压实欠压实而具有某些特征：而具有某些特征：过渡带岩石过渡带岩石密度较小、密度较小、孔隙度较大孔隙度较大电阻率低、电阻率低、声波时差大声波时差大。钻入过渡带时钻入过渡带时，可能产生，可能产生井喷井喷、井漏井漏、

8、井涌井涌以及以及钻井钻井参数出现异常参数出现异常等现象。等现象。预测异常地层预测异常地层 压力的任务压力的任务 确定异常压力带的确定异常压力带的层位层位和和顶部深度顶部深度 计算出异常地层压力值的计算出异常地层压力值的大小大小 第8页/共95页异常地层压力预测方法：-预测砂预测砂/泥岩剖面异常地层压力方法泥岩剖面异常地层压力方法1 1、地球物理勘探方法地球物理勘探方法 地震波传播速度地震波传播速度-层速度偏离层速度偏离正常压实趋势线正常压实趋势线；2 2、钻井地质资料分析法钻井地质资料分析法 3 3、地球物理测井方法地球物理测井方法 页岩密度测井页岩密度测井-密度密度向降低方向向降低方向偏离正

9、常趋势线；偏离正常趋势线；电阻率测井电阻率测井-电阻率电阻率向降低方向向降低方向偏离正常趋势线；偏离正常趋势线；声波测井声波测井-传播时间传播时间向增加方向向增加方向偏离正常趋势线。偏离正常趋势线。第9页/共95页1 1、地震勘探法、地震勘探法 地震波地震波传播速度传播速度(层速度层速度)或或旅行时间旅行时间与岩石密度密切相关与岩石密度密切相关 正常压实情况下正常压实情况下：泥岩、页岩密度随埋深增加而增加：泥岩、页岩密度随埋深增加而增加 -随埋深随埋深增加增加，层速度层速度加大加大，旅行时间旅行时间减小减小。异异常常压压力力过过渡渡带带：由由于于页页岩岩欠欠压压实实，页页岩岩孔孔隙隙度度增增大

10、大，密密度度减减小小，地地震震波波传传播播的的层层速速度度将将偏偏离离正正常常压压实实趋趋势势线线向向着着减减小小的的方方向向变变化化，地地震震波波传传播播旅旅行行时时间间向向着着增加的方向增加的方向变化变化。异常地层压力预测方法：-预测砂预测砂/泥岩剖面异常地层压力方法泥岩剖面异常地层压力方法第10页/共95页在尚未钻探地区，利用地震勘探：在尚未钻探地区，利用地震勘探：可可确定异常压力过渡带的确定异常压力过渡带的 层位层位与与顶部顶部位置位置，获得钻探获得钻探目的层的目的层的压力数据压力数据，为为探井设计探井设计提供依据。提供依据。图图为为美美国国湾湾岸岸地地区区的的深深度度与与旅旅行行时时

11、间间关关系系曲曲线线。约约在在3352.8m3352.8m深深处处，旅旅行行时时间间偏偏离离正正常常压压实实趋趋势势线线而而突突然然剧剧增增-该该深深度度为为高高异异常压力常压力过渡带顶部位置过渡带顶部位置。深度与地震波旅行时间关系曲线深度与地震波旅行时间关系曲线 (据据PennebakerPennebaker，1968)1968)钻井液密度钻井液密度预测的钻井液密度预测的钻井液密度第11页/共95页异常地层压力预测方法 钻井速度钻井速度 在在正常压实的砂、页岩剖面正常压实的砂、页岩剖面中，当钻压、转速、钻头类型中，当钻压、转速、钻头类型以及水力条件一定时，以及水力条件一定时，页岩的钻速页岩的

12、钻速随井深增加随井深增加而减小而减小。钻入钻入高异常地层压力过渡带高异常地层压力过渡带，钻速立即增大钻速立即增大。根据该现象可根据该现象可判定地下存在高异常地层压力过渡带。判定地下存在高异常地层压力过渡带。2 2、钻井资料分析法、钻井资料分析法钻井速度、钻井速度、d d指数、指数、返出钻井液温度、页岩岩屑密度返出钻井液温度、页岩岩屑密度第12页/共95页 d d 指数指数 影响钻速影响钻速的的因素较多因素较多，为了较准确反映钻速与高异常地，为了较准确反映钻速与高异常地层压力间的关系，必须层压力间的关系，必须消除其他因素对钻速的影响消除其他因素对钻速的影响。JordenJorden和和Shirl

13、ey(1966)Shirley(1966)提出提出用用d d指数指数替代替代钻井速度钻井速度 (d(d指数是用来标定钻进速度的指数是用来标定钻进速度的)d d指数计算公式：指数计算公式：m m-钻速，钻速，m/hm/hN-N-转速，转速，r/minr/minP-P-钻压，钻压，t tD-D-钻头直径，钻头直径，mmmm第13页/共95页 为了为了消除消除钻井液密度钻井液密度对对d d指数的影响指数的影响，可，可用用d dc c指数代指数代替替d d指数指数，其间关系为：，其间关系为：l l-正常地层压力正常地层压力下钻井液密度下钻井液密度 2 2-实际使用实际使用的钻井液密度的钻井液密度 正常

14、压实情况下正常压实情况下：深度深度，d(dd(dc c)指数指数。钻遇钻遇高压异常过渡带高压异常过渡带时，深度时，深度，d(dd(dc c)指数指数 偏离偏离正常压实趋势线。正常压实趋势线。绘制研究井的绘制研究井的d(dd(dc c)指数与深度关系曲线指数与深度关系曲线，可可预测过渡带的顶部位置和异常地层压力预测过渡带的顶部位置和异常地层压力。第14页/共95页 右图为同一口井右图为同一口井的的d d指数指数-深度深度、d dc c指数指数-深度关系曲深度关系曲线线：高异常地层压：高异常地层压力力过渡带顶面位置过渡带顶面位置约在约在2652m2652m处处。由于由于d dc c指数指数消除了消

15、除了钻井液密度的影响钻井液密度的影响，d dc c指数比指数比d d指数指数更能清楚地反映出高异常地层压力过渡带的存在更能清楚地反映出高异常地层压力过渡带的存在。d d指数与指数与d dc c指数曲线对比指数曲线对比 第15页/共95页返出钻井液温度与井深关系曲线返出钻井液温度与井深关系曲线（据（据WilsonWilson和和BushBush，19731973）返出钻井液温度返出钻井液温度-异常高压带常伴有异常高温带出现异常高压带常伴有异常高温带出现 在在钻遇高异常地层压力钻遇高异常地层压力过渡带过渡带时，地层温度远远时，地层温度远远超过了正常情况，超过了正常情况，钻井液钻井液出口的钻井液温度

16、出口的钻井液温度突然增突然增高高，该现象可判断钻遇高，该现象可判断钻遇高异常地层压力过渡带。异常地层压力过渡带。2、地球物理测井法预测异常地层压力第16页/共95页 页岩岩屑密度页岩岩屑密度 在异常高压过渡带，欠压实在异常高压过渡带，欠压实页页岩岩岩屑的密度急剧变小岩屑的密度急剧变小而偏离正而偏离正常压实趋势线。常压实趋势线。该方法该方法简便、见效快、精度高简便、见效快、精度高页岩岩屑密度与井深关系曲线页岩岩屑密度与井深关系曲线 4114.8m4114.8m 注意注意，当页岩中，当页岩中含有大量碳酸含有大量碳酸盐矿物和重矿物时，将影响解释盐矿物和重矿物时，将影响解释精度精度，所以，应当对碳酸盐

17、矿物，所以，应当对碳酸盐矿物和重矿物的含量和重矿物的含量进行校正进行校正。钻井资料预测异常地层压力钻井资料预测异常地层压力第17页/共95页异常压力的其它钻井资料判断方法：除上述除上述4 4种方法种方法(钻井速度、钻井速度、d/dd/dc c指数、指数、返出钻井液温度、页岩岩屑密度返出钻井液温度、页岩岩屑密度)之外之外；钻井过程中的钻井过程中的 井喷、井涌、井喷、井涌、转盘扭距突然增大、转盘扭距突然增大、起钻时阻力加大起钻时阻力加大 等现象等现象，均可作为钻遇高压异常的显示均可作为钻遇高压异常的显示。第18页/共95页 电阻率测井电阻率测井 若岩石为若岩石为纯页岩纯页岩，地层水矿化度地层水矿化

18、度为一定值为一定值，则地层则地层(页岩页岩)的的电阻率电阻率主要受孔隙度主要受孔隙度的影响。的影响。正常压实下正常压实下：页：页(泥泥)岩的岩的孔隙度孔隙度随埋深增加而随埋深增加而减小减小，电阻率电阻率随埋藏深度的增加而随埋藏深度的增加而加大加大。高异常压力井段：高异常压力井段：由于由于孔隙度增加孔隙度增加，其中所含，其中所含地层水地层水 数量数量增加增加电阻率向电阻率向降低降低方向偏离方向偏离正常趋势线。正常趋势线。3、地球物理测井法预测异常地层压力第19页/共95页 以以纯页岩井段纯页岩井段的的电阻率对数值电阻率对数值 lglgR Rsh sh 为为横坐标横坐标，井深为纵坐标井深为纵坐标，

19、将页岩电阻率数据按相应深度将页岩电阻率数据按相应深度点投点点投点获得一获得一散点图散点图回归回归分析分析求出求出 lglgR Rsh sh 与井深的关系曲与井深的关系曲线线，曲线上，曲线上开始偏离正常趋势开始偏离正常趋势线的位置线的位置即即为高压异常过渡带为高压异常过渡带顶部位置顶部位置。右图中，高异常地层压力右图中，高异常地层压力过渡过渡带顶部大约在带顶部大约在4038.6m4038.6m处处。墨西哥湾岸某井的页岩墨西哥湾岸某井的页岩电阻率曲线电阻率曲线(据瓦尔特，据瓦尔特，1976)1976)1gRsh1gRsh第20页/共95页声波时差与深度关系曲线声波时差与深度关系曲线 正常压实时：正

20、常压实时：随埋深增加，声波随埋深增加，声波传播速度传播速度，传播时间，传播时间。高异常压力过渡带：高异常压力过渡带：声波声波传播时传播时间间向向增大增大方向方向偏离偏离正常趋势正常趋势。声波测井声波测井-预测异常地层压力预测异常地层压力 声波的声波的纵向传播速度纵向传播速度主要是主要是岩岩性性和和孔隙度孔隙度的函数。对的函数。对页岩或泥页岩或泥岩岩，声波测井曲线声波测井曲线基本上为一条基本上为一条反映孔隙度变化反映孔隙度变化的曲线的曲线。第21页/共95页 预测方法与电阻率测井或声预测方法与电阻率测井或声波测井相同。波测井相同。右图右图2 2条曲线条曲线均均较清晰地反映出高异常地层较清晰地反映

21、出高异常地层压压力过渡带顶面约在力过渡带顶面约在3352.8m3352.8m，两种资料所得结果吻合较好。两种资料所得结果吻合较好。页岩密度测井页岩密度测井页岩密度资料分析对比页岩密度资料分析对比（据（据 Fertl Fertl 和和 TomkoTomko，19701970）密度测井密度测井 岩屑岩屑 密度测井密度测井受井眼大小影响受井眼大小影响，在预，在预测异常地层压力时，其测异常地层压力时，其精度精度和和效效果果不及不及电阻率电阻率及及声波测井声波测井。第22页/共95页 应用时，应用时，应尽可能选用应尽可能选用多种地球物理测井方法多种地球物理测井方法和其它方和其它方法进行综合分析，相互验证

22、，以获得较可靠结果法进行综合分析，相互验证，以获得较可靠结果。综合利用各种资料预测异常地层压力综合利用各种资料预测异常地层压力(据据FertlFertl和和TimkoTimko，1970)1970)高异常压力过高异常压力过渡带顶部位置渡带顶部位置约在约在3749m 3749m 第23页/共95页(四四)研究异常地层压力的意义研究异常地层压力的意义-一般了解一般了解1 1、研究高异常地层压力、研究高异常地层压力与油气藏工业价值与油气藏工业价值之间关系，之间关系，指导找油、找气指导找油、找气 2 2、预测异常地层压力，、预测异常地层压力，实现平衡钻井实现平衡钻井 五、异常地层压力研究第24页/共9

23、5页1 1、研究高异常地层压力、研究高异常地层压力与油气藏工业价值与油气藏工业价值之间关系，之间关系，指导找油、找气指导找油、找气 第25页/共95页2 2、预测异常地层压力，实现平衡钻井、预测异常地层压力，实现平衡钻井 在在高压异常地区钻探高压异常地区钻探时，为了顺利地完成钻探任务，并时，为了顺利地完成钻探任务，并为油气开采提供优质井身，为油气开采提供优质井身，在开钻之前在开钻之前做两项工作做两项工作：确定两个关键地质参数：确定两个关键地质参数：孔隙流体压力、岩石破裂压力孔隙流体压力、岩石破裂压力。再根据再根据上述上述两个两个关键地质参数关键地质参数进行进行钻探设计钻探设计。-主要包括：主要

24、包括：钻井液密度、套管程序钻井液密度、套管程序。第26页/共95页（一）原始油层压力（一）原始油层压力 原始油层压力原始油层压力-油层未被打开之前所具有的压力。油层未被打开之前所具有的压力。通常将通常将第一口探井第一口探井或或第一批探井第一批探井测得的油层压力测得的油层压力 近似代表近似代表原始油层压力原始油层压力。次要来源：次要来源：天然气压力天然气压力-将将增加增加油层的压力；油层的压力；地静压力地静压力-在地静压力作用下，岩石孔隙容积缩小在地静压力作用下，岩石孔隙容积缩小，造成油层中原始压力的增加。造成油层中原始压力的增加。原始油层压力来源：原始油层压力来源：基本来源基本来源-静水压头静

25、水压头三、原始油层压力研究1.1.原始油层压力及其分布原始油层压力及其分布第27页/共95页原始油层压力分布示意图原始油层压力分布示意图天然气天然气原油原油水水供水区供水区 油层在海拔油层在海拔100m100m的地表出露，的地表出露，具供水区具供水区；另一侧另一侧，因，因岩性尖灭或断层封隔未露出地表，岩性尖灭或断层封隔未露出地表，无泄水区无泄水区。油藏的油藏的测压面测压面：以供水露头海拔以供水露头海拔(100m)100m)为基准的水平面为基准的水平面测压面测压面 1 1号井底原始地层压力号井底原始地层压力(静水压力静水压力)5.88MPa5.88MPa第28页/共95页油水界面油水界面原始地层

26、压力原始地层压力1 1井原始地层压力井原始地层压力1 1井底至油水井底至油水 界面水柱产生压力界面水柱产生压力油气界面油气界面原始地层压力原始地层压力油水界面压力油水界面压力300m300m油柱产生油柱产生 压力压力原始油层压力分布示意图原始油层压力分布示意图天然气天然气原油原油水水油水界面油水界面测压面测压面7.84MPa7.84MPa5.34MPa5.34MPa第29页/共95页原始油层压力分布示意图原始油层压力分布示意图天然气天然气原油原油水水 2 2井井(4(4井井)原始油层压力原始油层压力油水界面压力值油水界面至油水界面压力值油水界面至 井底油柱重量产生的压力井底油柱重量产生的压力

27、6.17MPa6.17MPa o o=0.8510=0.85103 3kg/mkg/m3 3 2 2井井液面海拔液面海拔240.7m240.7m低于井口海拔低于井口海拔(+350m)(+350m)，原油不能自喷原油不能自喷 4 4井井液面海拔液面海拔240.7m240.7m高于井口海拔高于井口海拔(+100m)(+100m)，为，为自喷井自喷井7.84MPa7.84MPa740.7m740.7m油柱油柱第30页/共95页原始油层压力分布示意图原始油层压力分布示意图天然气天然气原油原油水水 3 3号井原始压力：号井原始压力：该井该井钻开气顶部分钻开气顶部分，因天然气密度受，因天然气密度受温度和压

28、力影响，该井温度和压力影响，该井原始压力值原始压力值不能直接由油气界面上不能直接由油气界面上的压力导出的压力导出，可由，可由近似公式近似公式 求出：求出：求出求出3 3号井的原始油号井的原始油层压力层压力 5.3MPa5.3MPa P Pmaxmax-气井井口最大关井压力气井井口最大关井压力 d dg g-天然气天然气对空气的对空气的相对密度相对密度(0.8)(0.8)H-H-井深或气柱高度井深或气柱高度 e-e-自然对数的底自然对数的底第31页/共95页井号井号井号井号钻开位置钻开位置钻开位置钻开位置井底海拔井底海拔井底海拔井底海拔原始地层压力原始地层压力原始地层压力原始地层压力1 1 1

29、1含含含含水水水水部分部分部分部分-500m-500m-500m-500m 5.88MPa 5.88MPa 5.88MPa 5.88MPa 2 2 2 2含含含含油油油油部分部分部分部分-500m-500m-500m-500m 6.17MPa 6.17MPa 6.17MPa 6.17MPa 3 3 3 3气顶气顶气顶气顶部分部分部分部分-350m-350m-350m-350m 5.3MPa 5.3MPa 5.3MPa 5.3MPa4 4 4 4含含含含油油油油部分部分部分部分-500m-500m-500m-500m 6.17MPa 6.17MPa 6.17MPa 6.17MPa 井底海拔高度相

30、同条件下井底海拔高度相同条件下：井内流体性质相同，原始地层井内流体性质相同，原始地层(油层油层)压力相同；压力相同；井内流体性质不同，原始地层井内流体性质不同，原始地层(油层油层)压力不同。压力不同。第32页/共95页原始油层压力分布特点：原始油层压力分布特点：A A、原始油层压力、原始油层压力随油层埋藏深度的增加而加大随油层埋藏深度的增加而加大；B B、流体性质对原始油层压力分布有着极为重要的影响流体性质对原始油层压力分布有着极为重要的影响：井底井底海拔相同海拔相同的各井：的各井：井内井内流体性质流体性质相同相同原始油层压力相等；原始油层压力相等；井内井内流体性质流体性质不同不同流体密度小，

31、原始油层压力大。流体密度小，原始油层压力大。C C、气柱高度变化对气井压力影响很小气柱高度变化对气井压力影响很小。当油藏平缓、含气面积不大时，当油藏平缓、含气面积不大时，油油-气气或或气气-水界面上水界面上 的原始油层压力的原始油层压力可以可以代表代表气顶内各处的压力气顶内各处的压力。第33页/共95页2 2、原始油层压力的确定方法、原始油层压力的确定方法-主要有主要有4 4种种 实测法实测法 压力梯度法压力梯度法 计算法计算法 试井分析法试井分析法 实测法实测法-油井油井完井后完井后关井关井，待井口压力表上，待井口压力表上压力稳定压力稳定后后，把压力计下入井内，把压力计下入井内油气层中部油气

32、层中部所测得的压力所测得的压力油气层油气层的原始地层压力。的原始地层压力。-关井测压关井测压第34页/共95页压力与深度关系曲线压力与深度关系曲线 （据（据B B A A 特哈斯托维，特哈斯托维，19751975）俄罗斯地台俄罗斯地台某油田上泥盆某油田上泥盆统油藏原始地层压力与平均统油藏原始地层压力与平均埋藏深度关系曲线。埋藏深度关系曲线。压力梯度法压力梯度法-具有统一水动力系统的油气藏，其具有统一水动力系统的油气藏，其压力压力梯度值为常数梯度值为常数-即即地层压力与油气层埋深地层压力与油气层埋深呈直线关系呈直线关系。因此，因此，实测实测不同海拔的不同海拔的 原始地层压力原始地层压力，作出压力

33、作出压力-海拔海拔关系曲线关系曲线；对新钻井对新钻井，可根据设计，可根据设计 深度，得深度，得原始地层压力原始地层压力第35页/共95页 计算法计算法-对于新勘探或新开发油气藏对于新勘探或新开发油气藏 如果钻井的如果钻井的海拔高度海拔高度和和深度深度已知，且测定了原油、地层已知，且测定了原油、地层水或天然气水或天然气密度密度：应用静水压力公式计算原始地层压力应用静水压力公式计算原始地层压力；对于高压气井对于高压气井(超高压气井超高压气井)，不能直接下入井底压力计测不能直接下入井底压力计测量，可量，可利用利用井口最大关井压力井口最大关井压力求得原始气层压力求得原始气层压力。P Pmaxmax-气

34、井井口最大关井压力气井井口最大关井压力d dg g-天然气对空气的相对密度天然气对空气的相对密度(0.8)(0.8)H-H-井深或气柱高度井深或气柱高度第36页/共95页3 3、原始油层压力等压图的编制与应用、原始油层压力等压图的编制与应用 绘制方法与构造图相同绘制方法与构造图相同-在目的层构造图上进行在目的层构造图上进行：根据各井原始油层压力，选择压力间隔值，根据各井原始油层压力，选择压力间隔值，在相邻两井间进行在相邻两井间进行线性内插线性内插 、圆滑曲线圆滑曲线 等。等。原始油层压力等压图的编制原始油层压力等压图的编制 原始油层压力原始油层压力分布主要受构造因素影响分布主要受构造因素影响

35、油层厚度均匀油层厚度均匀，压力等值线，压力等值线与构造等高线基本平行与构造等高线基本平行；若两类等值线形态若两类等值线形态差异较大差异较大，必须检查原因，必须检查原因-地层厚度不均地层厚度不均，或因，或因测量、计算导致数据不准测量、计算导致数据不准等等。第37页/共95页 原始油层压力等压图的应用原始油层压力等压图的应用-主要有主要有4 4个方面个方面 通过等压图通过等压图预测新井的原始油层压力预测新井的原始油层压力 -便于在探井设计中确定新钻井的套管程序与洗井液密度便于在探井设计中确定新钻井的套管程序与洗井液密度。计算计算油藏的油藏的平均原始油层压力平均原始油层压力(常用面积权衡法求取常用面

36、积权衡法求取)-平均值越大，平均值越大，天然能量天然能量越大，越有利于油藏开采越大，越有利于油藏开采。判断水动力系统判断水动力系统-对制定开发方案、分析开发动态十分重要对制定开发方案、分析开发动态十分重要。水动力系统水动力系统-指在油气层内流体连续流动的范围指在油气层内流体连续流动的范围。同一水动力系统内，同一水动力系统内，原始地层压力等值线原始地层压力等值线分布连续分布连续；不同水动力系统，不同水动力系统，原始地层压力等值线原始地层压力等值线分布不连续分布不连续：-因断层或岩性尖灭等因素被分割因断层或岩性尖灭等因素被分割。第38页/共95页某油田原始油层压力等压图某油田原始油层压力等压图第3

37、9页/共95页 计算油层的弹性能量计算油层的弹性能量 油层的弹性能量油层的弹性能量-指油田在开发过程中，地层压力每指油田在开发过程中，地层压力每下下降降0.1MPa0.1MPa时，依靠弹性膨胀力所能采出的油量时，依靠弹性膨胀力所能采出的油量。若油藏若油藏无边水无边水或或底水底水，又，又无原生气顶无原生气顶但但原始油层压力原始油层压力远超过远超过饱和压力饱和压力开采时，开采时，驱油动力驱油动力为为弹性膨胀力弹性膨胀力 原始油层压力等压图的应用原始油层压力等压图的应用 弹性能量弹性能量-取决于取决于地饱压差地饱压差、含油面积含油面积、油层厚度油层厚度、综合弹性压缩系数等。综合弹性压缩系数等。地饱压

38、差地饱压差差值越大差值越大弹性能量越大弹性能量越大，排出流体量排出流体量越多越多。第40页/共95页1、目前油层压力及其分布 单井生产时油层静止压力的分布单井生产时油层静止压力的分布 多井生产时油层静止压力的分布多井生产时油层静止压力的分布2、油层静止压力等压图的编制（二）目前油层压力第一节 地层压力第41页/共95页 目前油层压力目前油层压力-油藏投入开发后某一时期的地层压力油藏投入开发后某一时期的地层压力。又分为：又分为：油层静止压力油层静止压力 和和 井底流动压力井底流动压力。油层静止压力油层静止压力-油田投入生产后关闭油井，待压力恢复油田投入生产后关闭油井，待压力恢复到稳定状态以后测得

39、的井底压力到稳定状态以后测得的井底压力，常用，常用P PS S表示。表示。井底流动压力井底流动压力-油井生产时测得的井底压力油井生产时测得的井底压力(井底流压井底流压)，用符号用符号P Pb b表示。表示。油层静止压力PS井底流压Pb1 1、目前油层压力及其分布、目前油层压力及其分布第42页/共95页平面径向流平面径向流渗流场示意图渗流场示意图 假定假定：油层均质、各向同性，：油层均质、各向同性，只有只有1 1口井；口井；油井生产时，流体从供给边缘油井生产时，流体从供给边缘流向井底的流向井底的渗流过程中：渗流过程中：流线呈径向分布流线呈径向分布 压力分布呈规则同心圆状压力分布呈规则同心圆状 单

40、井生产时油层静止压力的分布单井生产时油层静止压力的分布1、目前油层压力及其分布 第43页/共95页 从供给边界到井底，地层中的从供给边界到井底，地层中的压力降落过程按对数关压力降落过程按对数关系分布系分布。空间形态上形似漏斗，习惯上称。空间形态上形似漏斗，习惯上称“压降漏斗压降漏斗”。压降漏斗示意图压降漏斗示意图油层静止压力油层静止压力P PS S研究点与井筒轴距离研究点与井筒轴距离油井供给半径油井供给半径r r处地层处地层 压力压力井底流动压力井底流动压力P Pf f-距井轴距井轴r r处处地层压力地层压力，PaPaP PS S油层静止压力，油层静止压力，PaPaR-R-油井油井供给半径供给

41、半径，m mr-r-研究点与井筒轴距离，研究点与井筒轴距离，m mQ-Q-地层条件下产量，地层条件下产量，m m3 3/s/s-地层原油粘度，地层原油粘度，PaPa s sK-K-油层渗透率，油层渗透率，mm2 2h-h-油层油层有效厚度有效厚度，m m第44页/共95页 多口井同时生产时产生多口井同时生产时产生相互干扰相互干扰。此时，。此时，任意一点的压力任意一点的压力是油层上各井是油层上各井(产油井、注水井产油井、注水井)在该处所引起在该处所引起压力的叠加压力的叠加。多井生产时油层静止压力的分布多井生产时油层静止压力的分布3 3口井同时生产油层压力分布示意图口井同时生产油层压力分布示意图油

42、藏中任一点油藏中任一点A A压力降落压力降落P PA AP P1 1+P+P2 2+P+P3 3A A总的压降漏斗总的压降漏斗第45页/共95页2、油层静止压力等压图的编制 油层静止压力的获取：油层静止压力的获取：在在油井油井中中 定期定期测压力恢复曲线测压力恢复曲线；在在水井水井中中 定期定期测压力降落曲线测压力降落曲线；将将不同时期不同时期压力值压力值换算为同一作图时期压力值换算为同一作图时期压力值 (换算时多采用油藏换算时多采用油藏平均压力递减曲线法平均压力递减曲线法);相邻两井之间相邻两井之间某点油层静止压力某点油层静止压力 一般采用一般采用线性内插线性内插法求取。法求取。第46页/共

43、95页我国某油藏某我国某油藏某一时期油层静一时期油层静止压力等压图止压力等压图 与该油藏原始油层压力等压图比较，油层压力分布发生与该油藏原始油层压力等压图比较，油层压力分布发生较大变化；较大变化；油层静止压力等压图油层静止压力等压图与构造等高线相交与构造等高线相交。第47页/共95页1 1、油层折算压力的概念、油层折算压力的概念 折算压头折算压头-指井内静液面距指井内静液面距某一折算基准面的垂直高度某一折算基准面的垂直高度。折折算算基准面基准面可以是海平面、原始油水可以是海平面、原始油水(或油气或油气)界面等。界面等。-折算压头折算压头/m/m；h h-静液柱高度静液柱高度/m/m；H H-井

44、口海拔高度井口海拔高度/m/m L L-井口至油层顶面井口至油层顶面(或中部或中部)的垂直距离，的垂直距离，m m 假设假设：折算基准面为海平面折算基准面为海平面，折算压头折算压头 为：为：折算压头换算示意图折算压头换算示意图0 0L(三）油层折算压力三）油层折算压力第48页/共95页 折算压力折算压力：指折算压头产生的指折算压头产生的压力，压力，指测点相对于某基准面指测点相对于某基准面的压力的压力,数值上等于数值上等于由测压面由测压面到折算基准面的静液柱产生的到折算基准面的静液柱产生的压力压力-可用静水压力公式导出。可用静水压力公式导出。折算压头换算示意图折算压头换算示意图0L 静液面静液面

45、在折算基准面在折算基准面以上以上时，时，折算压头取折算压头取 静液面静液面在折算基准面在折算基准面以下以下时，时，折算压头取折算压头取 第49页/共95页 当基准面设为油水界面时：当基准面设为油水界面时：折算压力折算压力 井底压力井底压力 基准面距井底基准面距井底 油柱高度油柱高度产生产生 的压力的压力折算压头换算示意图折算压头换算示意图基准面基准面第50页/共95页 两口井，钻遇油层顶部海拔两口井，钻遇油层顶部海拔-380m-380m、-470m-470m。经过一段。经过一段时间开采后，关井测得时间开采后，关井测得1 1井井油层油层静止压力静止压力2.822.82，2 2井井油层油层静止压力

46、静止压力3.253.25。求求：两口井两口井此时的此时的折算压头折算压头。原油密度原油密度0.8100.8103 3/。H H1 1=360 H=360 H2 2=410=4101 1井折算压头井折算压头360360-380380-20m20m2 2井折算压头井折算压头410410-470470-60m60m先求静液柱高度先求静液柱高度：H H1 1、H H2 2P PH H-静止压力，静止压力，PaPaH-H-静液柱高度，静液柱高度，m m。-380m-470m基准面基准面第51页/共95页油藏中流体流动方向油藏中流体流动方向：从南、北两翼：从南、北两翼向轴部向轴部及及东、西两端东、西两端油

47、藏折算压力等压图油藏折算压力等压图 高压区高压区低压区低压区低压区低压区高压区高压区2 2、折算压力等压图的编制、折算压力等压图的编制 -编图方法与油层静止压力等压图相同。编图方法与油层静止压力等压图相同。第52页/共95页A A）更直观、准确地反映更直观、准确地反映油藏的油藏的开采动态开采动态及地下流体的及地下流体的流动状况流动状况-由折算压力高处由折算压力高处向折算压力低处流动；向折算压力低处流动；油层折算压力等压图的作用：油层折算压力等压图的作用：B B）利用利用压头压头或或压力压力分布与变化分布与变化特征，可特征，可拟定油藏分拟定油藏分 区的区的配产、配注方案配产、配注方案等等。等等。

48、C C）判断水动力系统判断水动力系统-静水条件下，若油藏各井静水条件下，若油藏各井原始油层压力的原始油层压力的折算压头折算压头或或折算压折算压力力相等相等，则该油藏为，则该油藏为一个统一的水动力系统一个统一的水动力系统；反之，则为多个水动力系统；反之，则为多个水动力系统第53页/共95页第一节 地层压力 第二节 地层温度第三节 油气藏驱动类型第五章 地层压力和地层温度 第54页/共95页第二节 地层温度 一、有关地层温度的概念 研究地层温度的主要意义研究地层温度的主要意义 地壳的地温带划分地壳的地温带划分 地温梯度与地温级度地温梯度与地温级度二、地温场研究 地温测量地温测量 地温场特征地温场特

49、征 地温场与油气分布的关系地温场与油气分布的关系 影响地温场分布的主要因素影响地温场分布的主要因素第55页/共95页 现代生油理论认为地温是现代生油理论认为地温是有机质向油气演化过程中有机质向油气演化过程中最为重要、最有效的因素最为重要、最有效的因素；理论和实际资料证明，理论和实际资料证明，油气田上方油气田上方常常存在常常存在地温地温的的正异常正异常，利用，利用地温场的局部正异常地温场的局部正异常可以可以寻找油气田寻找油气田；地热是一种地热是一种宝贵的热能资源宝贵的热能资源，具有成本低、使用简，具有成本低、使用简便、污染小等优点。便、污染小等优点。（一）研究地层温度的主要意义（一）研究地层温度

50、的主要意义一、有关地层温度的概念第56页/共95页 根据地下温度变化，常把地壳划分为下根据地下温度变化，常把地壳划分为下4 4个地温带个地温带：（二）地壳的地温带划分（二）地壳的地温带划分 日变化带日变化带：该带温度：该带温度受每天气温的影响受每天气温的影响，该带深度范围一般为该带深度范围一般为1 12m2m。年变化带年变化带：该带温度：该带温度受季节性的气温变化影响受季节性的气温变化影响，深度变化范围一般为深度变化范围一般为151530m30m左右左右。恒温带恒温带：30m30m以下以下，不受季节性气温变化的影响。，不受季节性气温变化的影响。增温带增温带：恒温带之下，地层温度随埋深增加而升高