教育油藏描述第八章油藏流體描述

[教育]油藏描述第八章油藏流體描述第一節(jié)流體性質(zhì)第二節(jié)滲流特征第三節(jié)油藏儲(chǔ)層能量第四節(jié)油層損害第八章油藏流體描述2一、流體性質(zhì)二、對(duì)油氣水樣品的取樣要求三、綜合描述第一節(jié)流體性質(zhì)研究3(一)原油性質(zhì)主要描述其化學(xué)組成及性質(zhì)。1．原油的化學(xué)組成描述下列各元素，及各元素重量占原油總重量的百分?jǐn)?shù)。(1)主要元素包括：碳(C)元素氫(H)元素氧(O)元素硫(S)元素氮(N)元素(2)微量元素包括釩(V)元素鎳(Ni)元素鐵(Fe)元素鈷(CO)元素鎂(Mg)元素鈣(Ca)元素鋁(AI)元素一、流體性質(zhì)42．原油的餾分原油的餾分是指在不同溫度下蒸餾出來(lái)的產(chǎn)品。含碳數(shù)少的原油烴餾分多，質(zhì)量好，因此原油的餾分常作為評(píng)價(jià)石油質(zhì)量的標(biāo)志之一，一般原油主要描述：初餾點(diǎn)、205℃餾量、300℃前餾量、終餾點(diǎn)汽油餾分煤油餾分輕柴油餾分重柴油餾分潤(rùn)滑油餾分大慶：汽油(130℃前)4.2%煤油(130～240℃)9.9%輕柴油(240～350℃)14.5%重質(zhì)油(350～500℃)29.7%減壓渣油41.7%勝利：汽油（200℃前）7%輕柴油(200～350℃)18%重質(zhì)油(350～525℃)30%減壓渣油45%53．原油的組分指組成原油的物質(zhì)成分。根據(jù)原油在有機(jī)溶劑的溶解、吸附等性質(zhì)的不同，可以分離出不同的組分，即油質(zhì)、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)。石油組分的描述：描述油質(zhì)、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)各組分在原油中所占的重量百分比。油質(zhì)：溶于石油醚不被硅膠吸附的部分。膠質(zhì)：溶于小分子正構(gòu)烷烴(C5-C7)和苯的物質(zhì)。瀝青質(zhì)：不溶于小分子正構(gòu)烷烴(C5-C7)溶于苯的物質(zhì)。64．原油的物理性質(zhì)(1)地面原油的物理性質(zhì)。原油的顏色密度，g／cm3粘度，mPa·s凝固點(diǎn)，℃含蠟量，%含硫量，%

(2)地層中原油的物理性質(zhì)。飽和壓力，MPa地層原油粘度，mPa·s原始油氣比，m3/t溶解系數(shù)，m3/t·MPa地層原油密度，g／cm3

原油體積系數(shù)原油壓縮系數(shù)，1／MPa75.原油分類(lèi)原油分類(lèi)表┌────┬────┬────┬────┬────┬────────────────┐│油藏流體│地面狀態(tài)│氣油比│氣體│液體密度│典型的組成(摩爾%)││││(m3／m3)│相對(duì)密度│(g／m3)├─┬──┬──┬──┬──┬──┤││││(對(duì)空氣)││C1│C2│C3│C4│C5│C6+│├────┼────┼────┼────┼────┼─┼──┼──┼──┼──┼──┤│揮發(fā)油或│桔黃-│630～350│0．65～│0．825～│64│7．5│4.7│4．1│3．0│16.7││高收縮油│淺綠色液││0．85│0．780│││││││├────┼────┼────┼────┼────┼─┼──┼──┼──┼──┼──┤│黑油或│暗褐-│35～350││0．876～│49│2．8│1．9│1．6│1．2│43.5││低收縮油│黑色液體│││0．825│││││││├────┼────┼────┼────┼────┼─┼──┼──┼──┼──┼──┤│重油│黑色稠液│基本無(wú)氣││1．00～│20│3．0│2．0│2．0│2．0│71││││││0．909│││││││├────┼────┼────┼────┼────┼─┼──┼──┼──┼──┼──┤│柏油│黑色物質(zhì)│粘度││＞1．000││││││90││││>10000CP││││││││以上│└────┴────┴────┴────┴────┴─┴──┴──┴──┴──┴──┘8(二)天然氣性質(zhì)1．天然氣的組分天然氣主要為碳?xì)浠衔锼M成的氣體，天然氣性質(zhì)主要描述下述各組分所占的百分含量：(1)烴類(lèi)氣體：甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷己烷及己烷以上氣體(2)非烴氣體：氮?dú)舛趸剂蚧瘹錃涠栊詺怏w92.天然氣分類(lèi)(1)按天然氣的烴類(lèi)組成分類(lèi)天然氣類(lèi)型在1方井口流出物中，C5以上烴類(lèi)液體含量天然氣類(lèi)型在1方井口流出物中，C3以上烴類(lèi)液體含量干氣<13.5cm3貧氣<100cm3濕氣>13.5cm3富氣>100cm3(井口條件為：101.325kPa，20℃)10(2)按硫化氫組分含量分類(lèi)┌──────┬───────┬──────┬───────┐│類(lèi)型│硫化氫含量(%)│類(lèi)型│硫化氫含量(%)│├──────┼───────┼──────┼───────┤│硫化氫型氣│＞70│微硫化氫型氣│>O，＜0.5││高硫化氫型氣│2～70│無(wú)硫化氫型氣│不含││低硫化氫型氣│0.5～2│││└──────┴───────┴──────┴───────┘11(3)根據(jù)相態(tài)分類(lèi)：游離氣：呈氣態(tài)，能獨(dú)立運(yùn)移、聚集。溶解氣：天然氣溶解于液相的石油或水中，液相是氣的存在體和載體。吸附氣：氣體分子被固體表面分子所吸引，在吸附體表面形成多層分子組成的凝縮彈性氣體膜。此種氣體膜的氣就是吸附氣，它失去了自由運(yùn)移的能力。12(三)油氣田水性質(zhì)1.油氣田水的化學(xué)成分(1)陽(yáng)離子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、H+、Fe2+。(2)陰離子：CI-、SO42-、CO32-、HCO3-。(3)微量元素：I、Br、B、Ba、Sr、F等。132.油田水的物理性質(zhì)(1)相對(duì)密度：一般＞1；(2)粘度：油田水粘度一般>O.001mPa·s；(3)溫度；(4)顏色；(5)透明度；(6)硬度：水中鈣、鎂離子的總濃度；143.總礦化度表示水中所含鹽類(lèi)的多少，以水中各種離子、分子、鹽類(lèi)及膠體的總含量來(lái)表示，稱(chēng)為總礦化度。單位g／l或mg/l，或ppm

?？偟V化度＜1g/l為淡水1～50g/l為礦化水＞50g/l為鹵水154.油田水分類(lèi)油田水分類(lèi)方法很多，目前各油田主要采用蘇林分類(lèi)方法。該方法主要根據(jù)水中Na+或Cl-最后和其它離子化合生成的鹽類(lèi)來(lái)定名。具體標(biāo)準(zhǔn)為：當(dāng)量比分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)水型形成環(huán)境Na+/Cl->1(Na+-Cl-)/SO42+<1Na2SO4水型大陸沖刷環(huán)境(Na+-Cl-)/SO42+>1NaHCO3水型大陸環(huán)境Na+/Cl-<1(Cl--Na+)/Mg2+<1MgCl2水型海洋環(huán)境(Cl--Na+)/Mg2+>lCaCl2水型深層封閉環(huán)境16(四)流體性質(zhì)非均質(zhì)性陸相斷塊油田由于地質(zhì)背景復(fù)雜，流體性質(zhì)的非均質(zhì)性較強(qiáng)，常常表現(xiàn)為同一油組或小層內(nèi)原油性質(zhì)各項(xiàng)參數(shù)變化快，變化范圍大，地層水總礦化度變化復(fù)雜的特點(diǎn)。因此，描述流體性質(zhì)非均質(zhì)性對(duì)油田生產(chǎn)很有意義。根據(jù)資料的豐富程度，可按不同規(guī)模分層分?jǐn)鄩K計(jì)算流體參數(shù)的平均值、變異系數(shù)、突進(jìn)系數(shù)和級(jí)差。17(1)變異系數(shù)C樣品標(biāo)準(zhǔn)偏差與粘度平均值的比值式中C——變異系數(shù)；μi——第i個(gè)樣品粘度值；μ——i個(gè)樣品粘度平均值；18(2)突進(jìn)系數(shù)(非均質(zhì)系數(shù))最大粘度值與平均粘度值的比值。(3)級(jí)差最大粘度值與最小粘度值的比值。(4)非均質(zhì)性分類(lèi)非均質(zhì)性C突進(jìn)系數(shù)級(jí)差弱<0.51~1.5<5中0.5~11.5~35~20強(qiáng)>1>3>2019二、對(duì)油、氣、水樣品的取樣要求(1)同一油田各不同層位都應(yīng)有代表性的合格樣品。(2)同一層位在油田不同部位(斷塊)要有代表性的合格樣品。(3)油田投入開(kāi)發(fā)后仍應(yīng)連續(xù)取樣，以了解不同時(shí)期油、氣、水性質(zhì)的變化。(4)在油水過(guò)渡帶應(yīng)對(duì)地面原油加密取樣。(5)應(yīng)在地層壓力高于飽和壓力條件下取得代表性的樣品，也即應(yīng)在油井試采初期取樣。20三、綜合描述1.在油氣水單個(gè)樣品分析化驗(yàn)基礎(chǔ)上，分區(qū)、分層把油氣水有關(guān)性質(zhì)整理成表(內(nèi)容及格式如下)。表中數(shù)據(jù)可采用樣品平均值，也可采用區(qū)間值(最小值-最大值)及一般值。原油性質(zhì)統(tǒng)計(jì)表┌──┬──┬────┬─────┬───┬───┬───┬──────┐│斷塊│層位│密度│粘度│含蠟量│凝固點(diǎn)│含硫量│膠質(zhì)＋瀝青質(zhì)││││(g／cm3

)│(50℃mPa·s)│(%)│(C)│(%)│(%)│└──┴──┴────┴─────┴───┴───┴───┴──────┘地層原油性質(zhì)統(tǒng)計(jì)表┌──┬──┬────┬───┬────┬───┬──────┬────┬────┐│斷塊│層位│密度│粘度│體積系數(shù)│收縮率│溶解系數(shù)│壓縮系數(shù)│原始油氣││││(g／cm3)│(mPa·s)││(％)│(m3/m3·mPa)│(l／MPa)│(m3/t)│└──┴──┴────┴───┴────┴───┴──────┴────┴────┘天然氣性質(zhì)統(tǒng)計(jì)表┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬────┐│斷塊│層位│甲烷│乙烷│丙烷│丁烷│氮?dú)猢Χ趸缉ΙΙΙ?％)│(％)│(％)│(％)│(％)│(％)│└──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴────┘油田水性質(zhì)統(tǒng)計(jì)表┌──┬──┬────┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬────┐│斷塊│層位│K++Na+│Ca2+│Mg2+│HCO3-│Cl-│SO42-│CO32-

│總礦化度││││(mg／l)│(mg/l)│(mg/l)│(mg/l)│(mg/l)│(mg/l)│(mg/l)│(mg／l)│└──┴──┴────┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴────┘212.按層位編制油、氣、水性質(zhì)平面等值線圖，描述油、氣、水性質(zhì)在平面上的變化。3.根據(jù)剖面上原油性質(zhì)的分布狀況，描述原油性質(zhì)在垂向上的變化，尤其要注意油水接觸面附近的變化。某油田孔二段II油組原油密度等值圖22第二節(jié)滲流特征一、油藏儲(chǔ)層潤(rùn)濕性二、油藏儲(chǔ)層毛細(xì)管壓力三、油藏儲(chǔ)層相滲透率23實(shí)際油藏中不只含油，它總是以油、水兩相，或油、氣、水三相同時(shí)存在于儲(chǔ)油巖石孔隙中。儲(chǔ)油巖石是一比面極大的多孔介質(zhì)，因此流體與巖石接觸面積極大。這時(shí)儲(chǔ)油巖石與流體的界面現(xiàn)象就不可忽略，界面張力、選擇性潤(rùn)濕、毛細(xì)管現(xiàn)象都需要研究。

油藏描述中需要研究以下滲流特征：(1)巖石表面潤(rùn)濕性(2)毛細(xì)管壓力(3)相對(duì)滲透率24一、油藏儲(chǔ)層潤(rùn)濕性油藏儲(chǔ)油巖石潤(rùn)濕性，直接影響到石油采收率。一般水濕巖石無(wú)水采收率高；油濕巖石，無(wú)水采收率較低。油藏儲(chǔ)油巖石潤(rùn)濕性測(cè)定方法很多，歸納起來(lái)為兩類(lèi)：一類(lèi)是直接法，即直接測(cè)定巖石表面上的流體（油或水）滴的接觸角；另一類(lèi)是間接法，即間接測(cè)量而獲得巖石的潤(rùn)濕性。間接法中有自吸入法、吸附法和離心法。251.直接法(接觸角法)直接測(cè)定油水對(duì)固體表面的潤(rùn)濕角度，再根據(jù)潤(rùn)濕性判斷標(biāo)準(zhǔn)確定巖石潤(rùn)濕性。理論標(biāo)準(zhǔn)巖石潤(rùn)濕性實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)θ＝0°巖石表面完全水濕θ＝0°θ<90°巖石表面親水θ<75°θ=90°巖石表面中間潤(rùn)濕75°<θ<105°θ>90°巖石表面親油θ>105°θ=180°巖石表面完全油濕θ=180°潤(rùn)濕性判斷標(biāo)準(zhǔn)水油固體262.吸附法吸附法是利用水溶性的染料(甲基藍(lán))在水濕砂子表面吸附，不在油濕砂子表面上吸附的特性來(lái)測(cè)巖石表面潤(rùn)濕的一種半定量方法。

甲基藍(lán)被吸附的量用比色計(jì)測(cè)定，然后與標(biāo)準(zhǔn)的水濕或油濕樣品的吸附量相比較，來(lái)判別所測(cè)樣品的潤(rùn)濕性。273.離心法離心法是應(yīng)用高速離心機(jī)測(cè)定巖樣吸人和排替兩個(gè)過(guò)程的毛細(xì)管壓力曲線，然后根據(jù)毛細(xì)管壓力曲線下的面積比值來(lái)確定儲(chǔ)油巖石的潤(rùn)濕性質(zhì)。巖石潤(rùn)濕指數(shù)為：W=lg(A1/A2)式中A1巖樣吸入過(guò)程毛細(xì)管壓力曲線下的面積；A2巖樣排替過(guò)程毛細(xì)管壓力曲線下的面積。W>0：水濕W<0：油濕

W=0：中性28A1>A2親水毛細(xì)管力曲線A1<A2親油毛細(xì)管力曲線A1A1A2A2294.自吸入法在毛管壓力作用下，潤(rùn)濕流體具有自發(fā)吸入巖石孔隙中并排驅(qū)其中非潤(rùn)濕流體的特性。通過(guò)測(cè)量并比較油藏巖石在殘余油狀態(tài)下，毛細(xì)管自吸油（或自吸水）的數(shù)量和水驅(qū)替排油量（或油驅(qū)替排水量），可以判別油藏巖石對(duì)油（水）的潤(rùn)濕性。吸油儀、吸水儀30(1)油驅(qū)(或巖心飽和實(shí)驗(yàn)油)(2)自吸水排油排油量Vo1計(jì)算水潤(rùn)濕指數(shù)Ww

Ww水潤(rùn)濕指數(shù)Vo1巖樣自吸水排油量，mL；Vo2巖樣水驅(qū)排油量，mL。(3)水驅(qū)排油量Vo231(4)自吸油排水排水量Vw1

(5)二次油驅(qū)排水量Vw2

Wo油潤(rùn)濕指數(shù)Vw1巖樣自吸油排水量，mLVw2巖樣油驅(qū)排水量，mL計(jì)算油潤(rùn)濕指數(shù)Wo

32(6)潤(rùn)濕性判別I=Ww

-WoI相對(duì)潤(rùn)濕指數(shù)Ww水潤(rùn)濕指數(shù)Wo油潤(rùn)濕指數(shù)巖樣潤(rùn)濕性I強(qiáng)親油-1.0≤I<-0.70親油-0.70≤I<-0.30中性潤(rùn)濕弱親油-0.30≤I<-0.10中性-0.10≤I≤0.10弱親水0.10<I≤0.30親水0.30<I≤0.70強(qiáng)親水0.70<I≤1.0自吸法潤(rùn)濕性判別表33二、油藏儲(chǔ)層毛細(xì)管壓力由于油藏儲(chǔ)層孔隙實(shí)際是具微小孔隙的多孔介質(zhì)，因此可以視為一個(gè)毛細(xì)管系統(tǒng)。在毛細(xì)管系統(tǒng)中界面張力、潤(rùn)濕性都可以毛細(xì)管壓力來(lái)度量，所以油藏儲(chǔ)層的毛細(xì)管壓力是很關(guān)鍵的一個(gè)參數(shù)。一般采用半滲隔板法、壓汞法和離心法來(lái)測(cè)試巖心樣品的毛細(xì)管壓力?；驹恚簬r心飽和濕相流體，當(dāng)外加壓力克服某毛管喉道的毛管力時(shí)，非濕相進(jìn)入該孔隙，將其中的濕相驅(qū)出。341.半滲隔板法優(yōu)點(diǎn)：比較接近油藏實(shí)際情況，測(cè)量精度較高，可以作為其它方法的對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)。缺點(diǎn)：測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)，測(cè)定壓力范圍小，不適合低滲巖石。1-巖心室；2-半滲隔板；3-計(jì)量管半滲隔板法測(cè)毛管力曲線裝置示意圖35實(shí)驗(yàn)從最小壓力逐級(jí)升高，隨著驅(qū)替壓力加大，非濕相氣將通過(guò)越來(lái)越細(xì)的喉道，把越來(lái)越多的水從其中排出。測(cè)定時(shí)，每達(dá)一個(gè)預(yù)定壓力值，需待系統(tǒng)穩(wěn)定后，才可進(jìn)行一次讀數(shù)，依此類(lèi)推，直到預(yù)定最高壓力為止。最后，可獲得一系列壓力值及相應(yīng)的累積排出水體積。根據(jù)排出的水體積及巖樣最初飽和水的體積Vp，可計(jì)算出每個(gè)壓力點(diǎn)的含水飽和度：式中：Sw—濕相(水)飽和度；

Vp—巖樣孔隙體積(最初巖樣飽和濕相(水)體積)；∑Vw—累計(jì)排出濕相(水)體積。根據(jù)所測(cè)資料，即可繪制出壓力和飽和度曲線。

362.壓汞法特點(diǎn)：測(cè)定壓力范圍大、測(cè)定速度快，適合于高、中、低滲透率巖石。缺點(diǎn)：非濕相是水銀，與油藏實(shí)際流體相差較大，并且水銀有毒，巖樣被污染而不能重復(fù)使用，操作也不安全。373.離心法原理：利用離心機(jī)產(chǎn)生的離心力代替外加的排驅(qū)壓力實(shí)現(xiàn)非濕相驅(qū)替濕相過(guò)程的一種測(cè)量毛管力的方法。優(yōu)點(diǎn)：兼有半滲隔板法和壓汞法兩者的優(yōu)點(diǎn)，測(cè)定速度快，所采用的流體又接近油藏實(shí)際，所測(cè)得的毛管力曲線與半滲隔板法測(cè)的曲線吻合較好。缺點(diǎn)：測(cè)試壓力范圍較??；設(shè)備較復(fù)雜，數(shù)據(jù)處理量大。38三、油藏儲(chǔ)層相滲透率穩(wěn)定法：將經(jīng)過(guò)抽提烘干已飽和水(油)的巖心放入巖心夾持器內(nèi)，測(cè)定單一水(油)相的滲透率。然后用兩個(gè)恒速微量泵以不同的排量分別使水和油流過(guò)巖心。當(dāng)巖樣進(jìn)、出口兩端的油水流量相等時(shí)，表明巖心中兩相的流動(dòng)已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，由壓力傳感器測(cè)出巖樣兩端的壓差，由油水計(jì)量器測(cè)量油和水的流量，完成一次測(cè)試。然后，改變泵人巖心的油水比例，即相應(yīng)地改變了巖心中的油水飽和度，多次重復(fù)上述測(cè)試過(guò)程，便可獲得一系列油、水流量和相應(yīng)的壓差值，代入公式可算出油和水各相的相滲透率。

3940一、原始地層壓力及壓力梯度二、油、氣層壓力系統(tǒng)三、正常壓力及異常壓力第三節(jié)油藏儲(chǔ)層能量411.原始地層壓力地層在原始條件下所測(cè)得的地層壓力為原始地層壓力，通常是一個(gè)新油氣田上第一口探井所測(cè)得的壓力數(shù)值代表該油氣層的原始地層壓力。一、原始地層壓力及壓力梯度422．原始地層壓力的確定(1)實(shí)測(cè)法新油氣田第一口井射孔誘噴后，下入井底壓力計(jì)，關(guān)井待油氣層壓力恢復(fù)穩(wěn)定后所測(cè)得的油氣層中部壓力數(shù)值即為原始地層壓力。

43(2)試井法油氣田投產(chǎn)不久可根據(jù)不穩(wěn)定試井資料作出壓力恢復(fù)曲線，求得原始油氣層壓力。44(3)作圖法同一水動(dòng)力系統(tǒng)的油氣層是一個(gè)連通體，油氣層壓力一般隨著油氣層海拔高度的增加而降低，原始油氣層壓力與中部海拔高度的關(guān)系基本上為一直線，可用直線公式表示：P=A+BH式中P——原始油氣層壓力，MPa；H——油氣層中部海拔，m；A——直線的截距；B——直線的斜率。在一個(gè)水動(dòng)力系統(tǒng)中，只要有兩個(gè)不同海拔的原始?jí)毫?shù)據(jù)，即可作出該水動(dòng)力系統(tǒng)的原始?jí)毫εc海拔的關(guān)系圖，求出A和B，再利用上述公式便可推算不同海拔的原始油氣層壓力。453．壓力梯度壓力梯度是指同一油氣藏中海拔高程每相差1m的壓力變化值。一般為定值0.01MPa/m或1MPa/100m。

46

(1)壓力梯度確定方法①壓力資料少時(shí)，用兩個(gè)不同海拔高程的原始油氣層壓力值，求油氣層的壓力梯度。計(jì)算公式為：Dp=(P2-P1)/(h2-h1)式中Dp——壓力梯度，MPa／m；P1、P2——分別為1、2井的原始油氣藏壓力，MPa；h1，h2——分別為1、2井的油氣層中部海拔高度，m。47②壓力資料多時(shí)，繪制壓力梯度圖，精確確定油氣層壓力梯度。做法：在不同深度測(cè)得油、氣、水層的原始地層壓力，將所測(cè)得的壓力與相對(duì)應(yīng)的深度在算術(shù)座標(biāo)紙上所繪制的相關(guān)線為壓力梯度線(同一壓力系統(tǒng)所做的相關(guān)線為一直線)。從圖上可直接確定壓力梯度。48(2)壓力梯度的應(yīng)用已知油氣藏的壓力梯度，可預(yù)測(cè)新鉆井的油氣層壓力。公式如下：px＝pl+(hx-h1)Dp式中Px——新井的油氣層靜止壓力，MPa；P1——老井的油氣層靜止壓力，MPa；hx——新井的油、氣層中部海拔高度，m；h1——老井的油、氣層中部海拔高度，m；Dp——油、氣層壓力梯度，MPa／m。491．壓力系統(tǒng)壓力系統(tǒng)是指在油氣田的垂直方向或水平方向上，流體壓力能相互傳遞和相互影響的范圍，又稱(chēng)水動(dòng)力系統(tǒng)。不同壓力系統(tǒng)流體壓力不能互相影響。一個(gè)壓力系統(tǒng)可包括多個(gè)油氣層。同一個(gè)油氣層可分成多個(gè)獨(dú)立的壓力系統(tǒng)。二、油、氣層壓力系統(tǒng)502.壓力系統(tǒng)的劃分在一個(gè)油氣田內(nèi)劃為同一個(gè)壓力系統(tǒng)的油氣層必須符合下列條件：(1)處同一構(gòu)造單元、儲(chǔ)層縱橫向連通性較好；(2)油氣層各處的原始折算壓力相等；(3)各油氣層壓力梯度曲線互相重合；(4)依靠天然能量開(kāi)采時(shí)，各井壓降速度基本一致，各井同期測(cè)得的靜壓數(shù)值大體相等。513．壓力系統(tǒng)識(shí)別地質(zhì)條件分析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。①斷層的分隔、封閉條件；②儲(chǔ)層間具一定厚度、比較穩(wěn)定分布的隔層；③區(qū)域性不整合面；④儲(chǔ)層巖性、物性橫向上的急劇相變。52(2)利用油氣層壓力資料壓力資料是鑒別壓力系統(tǒng)最直接而又可靠的資料，利用壓力資料研究: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各井各層或同層不同部位各井的壓力梯度曲線。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(gè)油田可以有一個(gè)或多個(gè)壓力系統(tǒng)。53(3)利用井間干擾試驗(yàn)資料井間干擾是觀察某些井(觀察井)由于鄰井(激動(dòng)井)采液量或井底壓力改變時(shí)，所引起的壓力的變化，要描述激動(dòng)井采液量改變情況及各觀察井的壓力變化情況。如果觀察井的壓力隨激動(dòng)井的開(kāi)采條件變化而相應(yīng)變化時(shí)，證明為同一壓力系統(tǒng)。541．壓力系數(shù)油氣藏原始油層壓力與相同埋深的靜水柱壓力的比值為壓力系數(shù)?？捎孟率角笕。篴p=100p0/H式中ap——壓力系數(shù)；P0——原始油氣層壓力，MPa；H——油氣層深度，m。一般實(shí)際工作中，計(jì)算靜水柱壓力時(shí)，地層水密度常采用l.0g／cm3(1000Kg/m3)三、正常壓力及異常壓力552．正常壓力正常壓力的油氣層，其原始地層壓力大致和所處深度的靜水柱壓力相當(dāng)。壓力系數(shù)一般為0.9～1.2。3．異常壓力(1)異常高壓油氣層壓力系數(shù)超過(guò)1.2的油氣層為異常高壓油氣層。(2)異常低壓油氣層壓力系數(shù)<O.9的油氣層為異常低壓油氣層。56(3)壓力異常的原因分析：①構(gòu)造作用造成的壓力異常a．地層的剝蝕作用由于剝蝕作用使深埋的封閉含水(油、氣)層上升，在上升過(guò)程中該含水(油、氣)層中的原始流體壓力保持不變時(shí)，對(duì)這個(gè)較淺的深度來(lái)說(shuō)，其壓力就顯得異常高；若當(dāng)剝蝕過(guò)程中，壓力下降的速度超過(guò)上覆負(fù)荷壓力降低的速度時(shí),則會(huì)產(chǎn)生異常低壓。57b．構(gòu)造斷裂作用當(dāng)儲(chǔ)層與地面供水區(qū)連通時(shí)為正常壓力，而后由于受斷層切割，有些部分沿?cái)鄬用嫔仙蛳陆?，與不滲透層接觸而被封閉起來(lái)，地層中仍保持原來(lái)的壓力，致使上升部分形成高壓異常，而下降部分形成低壓異常，此外，由于斷層作用使高、低壓油氣層串通可造成壓力異常。58②成巖作用造成的壓力異常在成巖過(guò)程中，泥頁(yè)巖的欠壓實(shí)作用、蒙脫石的脫水作用，都可能造成壓力異常。a．壓實(shí)不平衡引起的異常高壓當(dāng)泥頁(yè)巖和臨近的砂巖處于封閉狀態(tài)時(shí)，在上覆沉積物的壓力作用下，泥頁(yè)巖的頂部底部由于快速失水收縮并固結(jié)，阻止內(nèi)部了水的排出，形成泥頁(yè)巖欠壓實(shí)，導(dǎo)致異常高壓。59b．蒙脫石的脫水作用隨著埋藏深度加大和地層溫度升高，當(dāng)達(dá)到蒙脫石脫水門(mén)限時(shí)，蒙脫石將釋放出大量的晶格間水和吸附水，并向伊利石轉(zhuǎn)化。若地層處于封閉狀態(tài)，蒙脫石所釋放的水就會(huì)增加孔隙流體的壓力，使地層出現(xiàn)高壓異常。60③其它原因造成的壓力異常a．油氣產(chǎn)生和運(yùn)移；b.地層溫度增高；c．巖層的膠結(jié)作用；d．儲(chǔ)層內(nèi)的生物化學(xué)作用。61第四節(jié)油層損害

一、油層傷害與保護(hù)概述

二、儲(chǔ)層潛在敏感性

三、油層傷害描述

四、油層傷害的預(yù)防621.油層傷害所謂油層傷害是指油層鉆開(kāi)后，到石油開(kāi)采完整個(gè)過(guò)程中，由于外來(lái)流體及固相物質(zhì)侵入后，引起油層巖石及其孔隙空間和流體發(fā)生物理、化學(xué)變化,導(dǎo)致孔隙空間改變、滲透率降低和滲流阻力增加、油井產(chǎn)量降低的過(guò)程。一、油層傷害與保護(hù)概述632.油層傷害的危害油層傷害是使油田減產(chǎn)的一個(gè)重要原因。導(dǎo)致油田產(chǎn)量下降，油田減產(chǎn)，甚至停產(chǎn)。3.何時(shí)會(huì)發(fā)生油層傷害鉆井完井射孔中途測(cè)試增產(chǎn)改造注液開(kāi)采鉆開(kāi)油層后，每個(gè)環(huán)節(jié)都可能造成油層傷害。所以油層保護(hù)是貫穿于整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的一個(gè)系統(tǒng)工程。644.油層傷害的主要原因油層傷害的主要原因是固相物質(zhì)堵塞孔隙通道使油層巖石性質(zhì)和流體性質(zhì)發(fā)生改變，從而導(dǎo)致油層滲透率下降，流體滲流阻力增加。這必然導(dǎo)致油田產(chǎn)量下降，油田減產(chǎn)，甚至停產(chǎn)。65儲(chǔ)層傷害程度主要受以下因素的影響：油層巖石礦物組成、巖石孔隙度、滲透率、界面性質(zhì)以及油層中流體性質(zhì)。有些油層巖石礦物，容易在外來(lái)流體作用下發(fā)生物理變化、化學(xué)變化和物理化學(xué)變化。二、儲(chǔ)層潛在敏感性661.油層巖石礦物組成對(duì)儲(chǔ)層的影響(1)粘土礦物對(duì)儲(chǔ)層的影響粘土礦物是含水層狀構(gòu)造的硅酸鹽礦物及含水的非晶質(zhì)硅酸鹽礦物的總稱(chēng)。絕大部分油氣儲(chǔ)集層中都含有粘土礦物。由于粘土礦物易水化膨脹和分散運(yùn)移，當(dāng)外來(lái)液體的礦化度比地層水低，并且流體的運(yùn)移速度較快時(shí)，它們就水化、膨脹和分散運(yùn)移堵塞油氣層，從而導(dǎo)致油氣產(chǎn)量下降。67a.粘土礦物類(lèi)型碎屑巖儲(chǔ)層中常見(jiàn)的粘土礦物主要有4種類(lèi)型：蒙脫石、伊利石、綠泥石、高嶺石，此外還存在混層礦物。

蒙脫石：晶層間只靠分子間力結(jié)合，結(jié)合力弱，水分子易進(jìn)入層間，而且表面積大，陽(yáng)離子交換容量高，屬于易水化膨脹分散礦物，它的存在對(duì)儲(chǔ)層水敏性的影響最大。

伊利石：總表面較小，不易晶層膨脹，但降解的伊利石，由于K+被其它水化的離子取代，水分子仍可進(jìn)入晶層，而引起膨脹，對(duì)儲(chǔ)層水敏性影響低于蒙脫石。68

綠泥石：層間作用力較強(qiáng)，比表面積小，不易水化膨脹，但是降解綠泥石也可發(fā)生膨脹，對(duì)儲(chǔ)層水敏性影響較小。

高嶺石：晶層間以氫鍵連接，引力強(qiáng)，顆粒大，表面積小，陽(yáng)離子交換容量低，水化作用極弱，高嶺石對(duì)儲(chǔ)層水敏性的影響不大。常見(jiàn)粘土礦物的水敏性強(qiáng)弱影響順序?yàn)椋好擅撌?gt;伊利石>綠泥石>高嶺石。69常見(jiàn)粘土礦物單體形態(tài)、在孔隙中存在形式及潛在傷害如下表。常見(jiàn)粘土礦物的基本存在形式及潛在損害────┬────────────┬───────────┬─────────粘土類(lèi)型│單體形態(tài)│在孔隙中的存在形式│潛在損害────┼────────────┼───────────┼─────────蒙脫石│蜂窩狀、網(wǎng)狀、片狀、絮狀│薄膜襯墊式分布在粒表│水化膨脹，分散運(yùn)移────┼────────────┼───────────┼─────────伊利石│片狀、絲狀、毛發(fā)狀│充填于粒間或分布在粒表│水化膨脹分散運(yùn)移，│││增大束縛水飽和度────┼────────────┼───────────┼─────────綠泥石│葉片狀、疊層狀、絨球狀、│充填在粒間，常與石英、│運(yùn)移，酸敏│針葉狀│高嶺石共生│────┼────────────┼───────────┼─────────高嶺石│蠕蟲(chóng)狀、書(shū)頁(yè)狀雜亂分布│分布在粒間，少量在粒表│微粒運(yùn)移，堵塞孔喉────┴────────────┴───────────┴─────────70混層礦物常見(jiàn)的多是由膨脹層和非膨脹層組成，如蒙脫石／伊利石和蒙脫石／綠泥石就是最常見(jiàn)的混層粘土礦物。

蒙脫石／伊利石混層礦物既可以由蒙脫石晶層膨脹作用造成的損害，也可以因伊利石易分散運(yùn)移所造成的傷害。

蒙脫石／綠泥石混層礦物除了因蒙脫石晶層的膨脹作用造成油層傷害外，還可以由綠泥石的酸敏作用造成油氣層的傷害。71b.粘土礦物含量粘土礦物含量是研究油層潛在傷害的一個(gè)重要指標(biāo)，粘土總量越高，由粘土造成的潛在傷害就越大。但是，粘土礦物對(duì)油層潛在傷害，并不完全取決于粘土總量，而與粘土礦物在油層中分布狀態(tài)、在孔隙中存在形式和種類(lèi)亦有很大關(guān)系。72c.粘土礦物在油層中產(chǎn)狀與形態(tài)粘土礦物在油層中產(chǎn)狀和形態(tài)不同對(duì)油層傷害的程度也不同。有些儲(chǔ)層粘土礦物含量非常高（＞15%），但它是以紋層狀頁(yè)巖存在，或是以顆粒狀作為巖石的部分存在，這些粘土礦物不能與油層中流體發(fā)生充分的接觸，因此對(duì)油層傷害不很大。有些油層盡管粘土礦物含量不很高（＜10%），但這些粘土礦物分布在孔隙中，與孔隙中流體接觸面積較大，因而易受到流體性質(zhì)影響，造成對(duì)油層的嚴(yán)重傷害。73粘土礦物在孔隙中存在形式通常有兩種：一種是粘土礦物在骨架顆粒表面形成包被或呈薄膜襯墊狀，以這種形態(tài)存在的粘土礦物易與外來(lái)不配伍流體充分接觸而嚴(yán)重影響油層滲透性。粘土礦物的另一種存在形態(tài)是孔隙充填式，以這種形式存在的粘土礦物可以是疏松的填隙物，或聚結(jié)成一定粒度的顆粒，在孔隙流體的高速作用下，運(yùn)移而堵塞喉道，影響油層滲透性。74粘土礦物對(duì)儲(chǔ)層的影響總結(jié)粘土礦物類(lèi)型：不同類(lèi)型粘土礦物對(duì)儲(chǔ)層傷害程度不同，蒙脫石>伊利石>綠泥石>高嶺石

粘土礦物含量：粘土礦物含量高對(duì)儲(chǔ)層傷害大些

粘土礦物在油層中產(chǎn)狀與形態(tài)：薄膜式分布在巖石顆粒表面或填充在孔隙中對(duì)儲(chǔ)層傷害較大，以紋層狀頁(yè)巖存在或是以顆粒狀作為巖石的部分存在的粘土礦物對(duì)儲(chǔ)層傷害較小75(2)非粘土礦物除粘土礦物外，有許多非粘土礦物也是使油層受到傷害敏感性礦物a.速敏性礦物粒徑小于37um的非粘土礦物微粒，只要在孔壁上團(tuán)結(jié)不緊，均有可能在高速流體作用下發(fā)生運(yùn)移，堵塞喉道，引起滲透率降低。石英、長(zhǎng)石、方解石、白云石、云母、鐵方解石、鐵白云石等。76b.鹽酸敏性礦物一些較易溶于酸的含鐵礦物對(duì)HCl及含氧量高的流體較為敏感。鐵方解石、鐵白云石、菱鐵礦、赤鐵礦等。

77c.氫氟酸敏性礦物一些高含鈣和鎂的礦物對(duì)HF較為敏感。方解石、白云石、鈣長(zhǎng)石、鈣沸石等。石英、長(zhǎng)石、粘土等。78d.堿敏性礦物隱晶質(zhì)類(lèi)石英和蛋白石可溶于強(qiáng)堿，并在一定的條件下形成硅凝膠，堵塞油氣通道，造成油層傷害。79各類(lèi)自生礦物對(duì)油層損害及預(yù)防措施┌─────┬───────┬───────┬────┬────┬────┬──────┬──────┐│自生礦物│所含元素或成分│產(chǎn)狀│敏感性│潛在問(wèn)題│不適合│適合系統(tǒng)│補(bǔ)救措施│├─┬───┼───────┼───────┼────┼────┼────┼──────┼──────┤│粘│蒙脫石│Na，Mg，Ca,Al│充填式，薄膜式│水敏性│膨脹│淡水│氯化鉀│HCl或HF酸化││土││St，OH，（Fe）││││││││礦├───┼───────┼───────┼────┼────┼────┼──────┼──────┤│物│伊／蒙│K，Na，Mg，│充填式，襯里式│水敏性│膨脹│淡水│氯化鉀│HCl或HF酸化│││混層│CaAl，Si,OH││││││││├───┼───────┼───────┼────┼────┼────┼──────┼──────┤││伊利石│K，Si，Al,OH│充填式，襯里式│速敏性│阻礙│淡水│氯化鉀│HCl或HF酸化││├───┼───────┼───────┼────┼────┼────┼──────┼──────┤││高嶺石│AI，Si,OH│充填式│速敏性│遷移│高速水│低流速│粘土穩(wěn)定劑││├───┼───────┼───────┼────┼────┼────┼──────┼──────┤││綠泥石│Mg，F(xiàn)e，Si，│充填式．襯里式│HCl酸│Fe(OH)2

│富氧│鐵的螯合劑│HCl/HF，││││Al,OH││敏性│沉淀│PH＞3.5│凈化劑│有機(jī)酸│├─┼───┼───────┼───────┼────┼────┼────┼──────┼──────┤│非│方解石│CaCO3

│充填，連晶│HF酸敏性│鈣的氯化│氫氟酸││HCl酸化││粘├───┼───────┤││物沉淀│││││土│白云石│CaCO3

，MgCO3

││││││││礦├───┼───────┤│││││││物│鐵│CaCO3

，MgCO3

│││││││││白云石│FeCO3

││││││││├───┼───────┼───────┼────┼────┼────┼──────┼──────┤││黃鐵礦│FeS2

│充填│HCl│Fe(OH)2

│鐵的││HCI／HF酸化││││││酸敏性│

│螯合劑││││├───┼───────┼───────┼────┼────┼────┼──────┼──────┤││石英│SiO2

│加大邊，充填││細(xì)粒遷移││氫氟酸│壓裂│└─┴───┴───────┴───────┴────┴────┴────┴──────┴──────┘802.油層孔滲與界面性質(zhì)油層孔滲與界面性質(zhì)也是引起油層傷害的一個(gè)潛在因素。低孔滲比高中孔滲更易于引發(fā)油層傷害；比面大比比面小的易于引發(fā)油層傷害；親水性巖石比親油性巖石易于引發(fā)油層傷害。813