油藏流體與地層溫壓系統(tǒng)

第八章 油藏流體與地層溫壓系統(tǒng)進一步的爭論。第一節(jié) 油藏流體性質(zhì)及分布爭論油藏流體〔油、氣、水〕的性質(zhì)、分布規(guī)律，是為了提醒油藏內(nèi)流體性質(zhì)的根本特儲量計算等供給必要的參數(shù)，最終為油田選擇合理開采工藝、改善開發(fā)效果供給依據(jù)。一、爭論內(nèi)容與方法油藏流體的爭論內(nèi)容歸納起來有以下幾方面：流體性質(zhì)參數(shù)包括原油的密度、粘度、含蠟量、膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量、凝固點和初餾點等；KNa、Ca2、Mg2、Cl、CO2HCOSO2含量和水型和pH3 3 4依據(jù)各井試油、試采的產(chǎn)能、油層中部壓力、地層溫度和油、氣、水分析化驗等資料，這些資料總結(jié)出油藏內(nèi)不同油層和不同斷塊的流體性質(zhì)特點對油藏的流體性質(zhì)便有了整體生疏。由于儲層物性的差異以及成藏過程和成藏后的次生變化以及開采時油氣相態(tài)變化的影響，流體性質(zhì)的非均質(zhì)性一般較強，在同一油組或小層內(nèi)，原油性質(zhì)往往消滅較大的變化，述流體性質(zhì)非均質(zhì)性對油田生產(chǎn)很有意義。進系數(shù)和級差。應用上述非均質(zhì)參數(shù)編制平面等值圖，即可評價各項參數(shù)的平面非均質(zhì)性。利用流體性質(zhì)非均質(zhì)參數(shù)可以比照分析縱向上的非均質(zhì)特征。與粘度、含蠟量、含膠量和含硫量之間的關系，可進展回歸分析求出相關系數(shù)。地層水主要是總礦化度與其陽離子之間的關系相關性。通過分層編制流體性質(zhì)各項參數(shù)〔包括原油密度、粘度、含蠟量、含膠量、凝固點、地層水總礦化度等好的流體性質(zhì)數(shù)據(jù)表，可以分析流體性質(zhì)參數(shù)在縱向上的變化特點。氣運聚成藏過程和次生變化等。氣和輕質(zhì)油，地層水礦化度低，水型簡單。封閉性斷層常形成自閉，使流體得以保存，原油趨于簡單。的裂解，最終形成自然氣〔油裂解氣。二、爭論流體性質(zhì)的意義合理開發(fā)措施供給依據(jù)。的粘度越大、密度越大，原油越不易流淌，則產(chǎn)能往往較低。例如，從棗園油田棗北孔一段原油性質(zhì)與產(chǎn)能的關系中覺察，日產(chǎn)量約30ｔ以上的油井，其原油粘度在500Ｃ時一般低于400mPas80Ｃ時一般低于100mPas50Ｃ時原油粘度大于400mPas的斷塊中，質(zhì)好、儲層孔滲高、含油飽和度與有效厚度大，則油井產(chǎn)能高。綜合應用這些參數(shù)，對油藏進展評價，可以較準確地推斷油氣高產(chǎn)區(qū)的分布，對油田開發(fā)和穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)有指導意義。地層水的性質(zhì)對油氣的聚攏和保存具有格外親熱的關系條件。當水動力較強時，油氣會被擠走，油氣藏可能遭到破壞。只有當水動力較弱時，才能氣的聚攏和保存越有利。其次節(jié) 油層壓力和溫度動能量的爭論。一、油層壓力油氣層壓力爭論的重點是油氣藏原始地層壓力的分布特征力的變化，這對油氣田的合理開發(fā)和提高采收率具有重要意義?！惨弧秤嘘P地層壓力的概念上覆巖層壓力上覆巖層壓力是指上覆巖石骨架和孔隙空間流體的總重量所引起的壓力層孔隙間流體的重量分別加以考慮，上覆巖層壓力可表示為：p H[r f

(1)ma

]g 〔8—1〕式中 Pr

——上覆巖層壓力，Pa；Ｈ——上覆巖層的垂直高度，ｍ； ——巖層孔隙中流體的平均密度，kg/m3；f ——巖層骨架的平均密度，kg/m3。ma——巖層平均孔隙度，小數(shù)ｇ——重力加速度，／s2。靜水壓力力的計算公式可為：p hH W

g 〔8—2〕式中

—靜水壓力，PaHKg/m3whm。壓力梯度是指每增加單位高度所增加的壓力值，單位用MPa／ｍ表示。 表示。在含油、氣區(qū)域內(nèi)的地層壓力又叫油層壓力或氣層壓力。f地層流體具有潛在能量。在油氣層未被鉆開之前，油氣層內(nèi)各處的壓力保持相對平衡狀態(tài)，層的壓力大于井筒的液柱壓力時，油氣層內(nèi)的流體就會噴出地面。〔二〕原始油層壓力〔原始狀態(tài)下井或第一批井的實測壓力來表示。層壓力在背斜油藏上的分布具有如下特點：原始油層壓力隨油層埋藏深度的增加而加大。其原始油層壓力小，反之，流體密度小的其原始油層壓力大。氣柱高度變化對氣井壓力影響很小，因此，當氣藏平緩，含氣面積不大時，油一氣或氣一水界面上的原始氣層壓力可代表氣藏〔或氣頂〕內(nèi)各處的壓力。力值分別標在井位旁，然后進展井點之間插值并繪制等壓力曲線。在油氣藏勘探和開發(fā)過程中，原始油層壓力等壓圖有著廣泛的用途。推測井的原始油層壓力原始油層壓力的推測值。計算油藏的平均原始油層壓力積權(quán)衡法便可求出平均原始油層壓力。推斷水動力系統(tǒng)所謂水動力系統(tǒng)是指油、氣層內(nèi)流體具有連續(xù)性流淌的范圍。在同一水動力系統(tǒng)內(nèi)，流被分割成幾個相互獨立的水動力系統(tǒng)，則原始地層壓力等值線分布的連續(xù)性受到破壞。計算油層的彈性能量等壓圖相重疊，即可求出油藏不同部位的彈性壓差，進而計算出相應的彈性能量。除此之外，還可利用原始油層壓力資料推測油藏的油一水或油一氣邊界?！踩衬壳坝蛯訅毫δ壳坝蛯訅毫κ侵赣筒赝度腴_發(fā)后某一時期的地層壓力分布及其變化，可以對油田地下的很多重大問題作出推斷。間也是不一樣的，所以有人又稱之為動地層壓力，常用符號ps一段時間，定期地進展測量。

表示。油層靜止壓力應每隔井底流淌壓力〔簡稱井底流壓：油井生產(chǎn)時測得的井底壓力稱為井底流壓。它代表井口剩余壓力與井筒內(nèi)液柱重量對井底產(chǎn)生的回壓，常用符號pb

表示。油井生產(chǎn)時，井底流ppb

，油層中的流體正是在這個壓差的作用下流入到井筒中的?！?〕單井生產(chǎn)時油層靜止壓力的分布流入井底，在滲流過程中，流線呈徑向分布，壓力分布呈現(xiàn)則的同心圓外形。依據(jù)流體滲流理論，從供給邊界到井底，地層中的壓力降落過程是按對數(shù)關系分布的，從空間形態(tài)看，它形似漏斗，所以習慣上稱之為“壓降漏斗井底四周，這是由于越靠近井底，滲流面積越小，而滲流阻力越大?！玻病扯嗑a(chǎn)時油層靜止壓力的分布力就是油層中各井〔產(chǎn)油井、注水井〕在該處所引起的壓力疊加。力等壓圖。2.油層靜止壓力等壓圖的編制與應用油層靜止壓力等壓圖的編制與原始油層壓力等壓圖的編制相像測或用壓降曲線計算獲得。在油藏開采過程中，油層靜止壓力等壓圖是不行缺少的圖件，它有以下幾方面的用途。①求油藏某一開發(fā)時期的平均油層靜止壓力利用某一開發(fā)時期的油層靜止壓力等壓圖止壓力，它是油藏能量大小的反映。②確定地層參數(shù)依據(jù)的壓力分布和流量來反求地層流淌系數(shù)〔Kh/μ〕的分布特征。例如在單向流淌狀況下，可以用下式求出流淌系數(shù)：nKh i1

i

〔8—3〕μ S(p1

p)2式中Kh/μ——地層流淌系數(shù)；q——二流線間油井ｉ的產(chǎn)量；iS——二流線問的距離；L——二等壓線間的距離。③把握地下流體動態(tài)的意義。④了解油藏開采動態(tài)對油藏開發(fā)各個時期的油層靜止壓力等壓圖進展比照和分析的開發(fā)方案和合理的工作制度下進展開采。⑤了解油層的地質(zhì)特征斷層等狀況?！菜摹秤蛯诱鬯銐毫σ蛩?，即油層埋藏深度對油層壓力的影響，因而提出油層折算壓力。折算壓頭原始油一水〔或油一氣〕界面，或任意水平面。假設折算基準面為海平面，利用下式便可將油井實測的油層壓力換算為折算壓頭。l＝h-Ｌ＋Ｈ 〔8－4〕式中ｌ——折算壓頭，ｍ；ｈ——靜液柱高度，ｍ；Ｌ——井口至油層頂面〔或中部〕的垂直距離，ｍ；Ｈ－－井口海拔高度，ｍ。折算壓力折算壓力系指折算壓頭產(chǎn)生的壓力，可利用靜水壓力公式導出。為了比照油藏上各井壓頭的大小，應將全部的井都折算到同一個折算基準面上。打破了原始相等的狀態(tài)。于推斷水動力系統(tǒng)?！参濉程貏e地層壓力8-1)。8-1特別地層壓力示意圖在爭論特別地層壓力時常用壓力系數(shù)或壓力梯度來表示特別地層壓力的大小a〔p〕與同一深度靜水柱壓力的比p f值：pa f (85)p pH明顯，ap=1ap≠１時，則為特別地層壓力；當ap＞1時，稱為高特別地層壓力，或稱高壓特別；當ap＜1時稱低特別地層壓力，或稱低壓特別。遍存在的。2.特別地層壓力的成因分析種多樣的。下面對高特別壓力和低特別壓力分別表達。高特別地層壓力的成因分析1〕成巖作用水作用以及硫酸鹽巖的成巖作用等。①泥、頁巖壓實作用壓特別。沉積物特別是泥、頁巖沉積物的欠壓實作用形成的。②蒙脫石的脫水作用成的一個獨立的、根本的緣由。③硫酸鹽巖的成巖作用當石膏〔CaSO 2HO〕向無水石膏〔CaSO 〕轉(zhuǎn)化時會析出大量的水，在封閉的4 2 4地質(zhì)條件下，這些水積蓄起來，也會形成高特別地層壓力。熱力作用和生化作用系統(tǒng)的壓力增大。力而促使高特別地層壓力的形成。經(jīng)爭論證明，催化反響、放射性衰變、細菌作用等的化合物，從而增大了體積，在封閉的系統(tǒng)中形成高特別地層壓力。滲透作用土或頁巖地層兩側(cè)的液體的含鹽濃度不同時，濃度低的液體就會以粘土或頁巖作為半滲透是形成高壓特別的緣由。４〕古壓力作用8-2〔ｈ1〕且處于封閉地質(zhì)條件的地層，由于后來地殼上升，使上覆地層受到剝蝕，原地層的埋藏深度變淺〔，因地層仍舊處于封閉狀態(tài)，古壓力保持不變，從而成為高壓特別地層。圖8-2 古壓力形成高特別壓力構(gòu)造作用壓力，封閉型的斷裂也同樣可以促使特別地層壓力的形成。圖8-3.a的。假設發(fā)生了封閉性的斷裂〔如圖8-3.1＜Ｈ，油藏中的流體未遭散失，仍保持其原有的壓力值，因此，油藏具有高特別地層壓力。與上述狀況相反，假設油藏頂部相對下降，即埋藏深度加大〔如圖8-3.按Ｈ2圖8-3 斷裂作用形成特別壓力地層壓力。測壓水位的影響〔供水區(qū)露頭海拔高度與爭論井8-42井就顯示出低特別地層壓力，如此圖中的1圖8-4 因側(cè)壓水位不同而顯示的特別壓力流體密度差異特別地層壓力，其緣由已在原始油層壓力分布中述及。低特別地層壓力形成的緣由1〕頁巖減壓膨脹上覆巖層由于風化或剝蝕作用而減小了對下部頁巖的壓力放。相鄰的透鏡狀砂巖中的壓力將平衡頁巖已減小的壓力，從而引起砂巖儲油層壓力降低。2〕溫度降低閉的地質(zhì)環(huán)境中，表現(xiàn)為低特別地層壓力。保存下來，還需要一個良好的壓力封閉地質(zhì)環(huán)境，不然特別壓力就可能卸掉。推測特別地層壓力的任務是確定特別地層壓力帶的層位和頂部深度力值的大小。差大等。在鉆井過程中，當鉆入過渡帶時，還可能產(chǎn)生井噴、井漏、井涌及鉆井參數(shù)消滅特別等現(xiàn)象。利用這些變化特征就可以推測特別地層壓力。鉆井資料分析法dd指數(shù)是用來標定鉆進速度的，影響鉆速的因素Jorden和Shirley〔1966〕提出了用標定鉆進速度，即d指數(shù)來代替鉆進鉆速。d指數(shù)的計算公式為：lg0.054md N 〔8-6〕Plg0.672D式中 m

m/h；Nr/min；Pt；Dmm。為了消退鉆井液密度對d指數(shù)的影響，可用dcr

指數(shù)代替d指數(shù)，它們之間的關系為d d 1 〔8-7〕c r2式中 r1r2

—正常地層壓力下的鉆井液密度；—實際使用的鉆井液密度。d指數(shù)或dc

指數(shù)是隨井深的增加而增大，當鉆遇高特別地層壓d指數(shù)或dc

8-5為同一口井ddc

一深度關系曲線。圖中清楚地表示出，高特別地層壓力過渡帶的頂面位置大約在2652ｍ的地方。由于dc

指數(shù)消退了鉆井液密度的影響，因此比d指數(shù)能更清楚地反映出高特別地層壓力過渡帶的存在。圖8-5 d指數(shù)與d 指數(shù)曲線比照c地球物理測井法的方法。量增加，因而泥、頁巖電阻率必定偏離正常趨勢線，由此可以覺察特別壓力段的頂部位置。圖8-64038.6ｍ處。圖8-6 墨西哥灣岸的頁巖電阻率曲線〔據(jù)瓦爾特，1976〕另外，借助頁巖電阻率與深度的關系曲線可以計算相鄰儲集層的地層壓力。其方法為：首先繪制爭論區(qū)頁巖電阻率比值與儲層壓力梯度關系曲線實的頁巖電阻率Rn

與實測的頁巖電阻率Rob

Rn

可由外推正常壓實趨勢線獲得。然后在爭論井的頁巖電阻率曲線上，確定該井儲層的外推正常趨勢值Rn

與外推偏離正常趨勢的R 值，同時，求出它們的比值Rob

R 。最終在區(qū)域的Rob

R 與Gob

圖版上〔圖8-，用爭論井已確定出的RnRob值求出相應的流體壓力梯度Gp壓力梯度值，便求出該儲層的推測壓力值。圖8-7 墨西哥灣岸地區(qū)頁巖電阻率比值與儲層壓力梯度關系曲線〔Hottman和Johnson，1965〕地震方法〔或過壓帶〕是欠壓實的產(chǎn)物，它們均表現(xiàn)為地震低速特別。因此，利用地震速度信息，則可推測超壓層并估量其壓力值。Fillippone19791982法。他指出地層壓力等于上覆負荷的某種比例，而其比例因子與其速度有關。其公式為：Vp maxVV

Vint DHC 〔8-8〕Vmax min式中 p——計算的地層壓力；V 0%時的巖石速度；max隙度為50%的巖石速度；V ——地震資料計算出的層速度；intＤ——上覆巖石的平均體密度；Ｈ——巖石埋深；Ｃ——壓力轉(zhuǎn)換系數(shù)。以上參數(shù)由下面的公式計算：Vmax

1.4V0

3KT 〔8-9〕V0、K分別等于：

Vmin

1.4V0

0.5KT 〔8-10〕V V

VV V

〔8-11〕0 V V

TT 00K 0

〔8-12〕式中： V、V 0

TT0——分別為時間Ｔ、Ｔ0

的均方根速度；Ｔ——時間；——某一層均方根速度隨時間Ｔ變化的截距。0壓力平面分布圖?！擦秤蛯訅毫ο到y(tǒng)的推斷〔或稱水動力系統(tǒng)。不同壓力系統(tǒng)的油層不能劃分為同一個開發(fā)層系。1.壓力系統(tǒng)正確識別不同的壓力系統(tǒng)，是油藏描述中的重要內(nèi)容之一。在一個油氣田內(nèi)劃為同一個壓力系統(tǒng)的油氣層必需符合以下條件：處于同一構(gòu)造單元、儲層縱、橫向連通性較好；同一壓力系統(tǒng)內(nèi)的油氣層各處的原始折算壓力相等；各油氣層壓力梯度曲線相互重合；依靠自然能量開采條件下同一壓力系統(tǒng)內(nèi)各井壓降速度根本全都，各井同期測得的靜壓數(shù)值大體相等。地質(zhì)條件分析油氣田不同區(qū)塊不同油氣層分為不同壓力系統(tǒng)的主要因素是油氣層的巖性變化和構(gòu)造條件引起的封隔作用。因此要特別留意以下地質(zhì)條件：①斷層的分隔、封閉條件；②儲層間具肯定厚度、比較穩(wěn)定分布的隔層，如泥巖、鹽巖等；③區(qū)域性不整合面；④儲層巖性，物性橫向上的急劇相變；裂縫儲層的裂縫系統(tǒng)變化。油氣層壓力分析壓力資料是鑒別壓力系統(tǒng)最直接而又牢靠的資料，利用壓力資料爭論：①油田內(nèi)各油氣層的原始折算壓力；②各井靜壓數(shù)值及壓降速度；③各層或同一層不同部位各井的壓力梯度曲線。一般作油層原始壓力與埋藏深度關系圖，判別壓力系統(tǒng)，將原始折算壓力相等〔近壓力梯度曲線相互重合的層劃為同一壓力系統(tǒng)。一個油田可以有一個或多個壓力系統(tǒng)。井間干擾試驗井間干擾是觀看某些井〔觀看井〕由于鄰井〔感動井〕采液量或井底壓力轉(zhuǎn)變時，所引壓力隨感動井的開采條件變化而相應變化時，證明為同一壓力系統(tǒng)，反之亦