地層溫與壓力

會(huì)計(jì)學(xué)1地層溫與壓力

①現(xiàn)代生油理論認(rèn)為地溫是有機(jī)質(zhì)向油氣演化過(guò)程中最為重要、最有效的因素；②理論和實(shí)際資料研究證明，油氣田上方常常存在地溫的正異常，利用地溫場(chǎng)的局部正異?？梢詫ふ矣蜌馓?；

③地?zé)崾且环N寶貴的熱能資源，具有成本低、使用簡(jiǎn)便、污染小等優(yōu)點(diǎn)。1、研究地層溫度的主要意義一、概述第1頁(yè)/共37頁(yè)根據(jù)地下溫度變化，常把地殼劃分為下4個(gè)地溫帶：2、地殼的地溫帶劃分

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溫度日變化帶：該帶溫度受每天氣溫的影響，該帶深度范圍一般為1～2m。

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溫度年變化帶：該帶溫度受季節(jié)性的氣溫變化影響，深度變化范圍一般為15～30m左右?！?/p>

恒溫帶：30m以下深度，不受季節(jié)性氣溫變化的影響。▲

增溫帶：恒溫帶之下，地層溫度隨埋深增加而升高。一、概述第2頁(yè)/共37頁(yè)3、地溫梯度與地溫級(jí)度

地溫梯度：在恒溫帶之下，埋藏深度每增加100m地溫增高的度數(shù)。計(jì)算公式如下：G--地溫梯度，℃/100m；t--井深H處的溫度，℃；to--平均地面溫度或恒溫帶溫度，℃；H--井下測(cè)溫點(diǎn)與恒溫帶深度之差，m。

地溫級(jí)度：在恒溫帶之下，地溫每增高1℃時(shí)，深度的增加值，計(jì)算公式：第3頁(yè)/共37頁(yè)右圖為根據(jù)東營(yíng)凹陷133口預(yù)探井資料編繪的地溫與深度關(guān)系圖。從該圖可得地溫與深度的線性關(guān)系式：東營(yíng)凹陷地溫與深度關(guān)系圖（據(jù)楊緒充，1984）

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地溫梯度：3.6℃/100m▲

平均地面溫度：14℃

第4頁(yè)/共37頁(yè)

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地球的平均地溫梯度3℃/100m

--正常地溫梯度。＜3℃/100m--地溫梯度負(fù)異常；＞3℃/100m--地溫梯度正異常。第5頁(yè)/共37頁(yè)1、地溫測(cè)量2、地溫場(chǎng)特征3、地溫場(chǎng)與油氣分布的關(guān)系4、影響地溫場(chǎng)分布的因素二、地溫場(chǎng)研究第二節(jié)地層溫度第6頁(yè)/共37頁(yè)1、地溫測(cè)量

⑴關(guān)井實(shí)測(cè)：在打開(kāi)油層的第一批探井中實(shí)測(cè)。關(guān)井，待井內(nèi)流體溫度與圍巖原始溫度一致時(shí)測(cè)量。

⑵外推法：測(cè)溫前，循環(huán)井內(nèi)泥漿，計(jì)下循環(huán)泥漿耗時(shí)t；循環(huán)停止后，下入溫度計(jì)，并計(jì)下鉆井液停止循環(huán)后到溫度計(jì)到井底(或研究深度)

的時(shí)間△t；最后，起出溫度計(jì)并讀取溫度(測(cè)量次數(shù)3次以上)。將直線外推到無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)間(△t/(t+△t)=1)，直線與縱軸交點(diǎn)為靜止地層壓力。外推法求靜止地層溫度第7頁(yè)/共37頁(yè)2、地溫場(chǎng)的分布特征地溫梯度在縱向上、平面上都具有明顯的規(guī)律性變化。⑴地溫梯度的縱向變化下表為東營(yíng)凹陷6口井的系統(tǒng)井溫資料。第8頁(yè)/共37頁(yè)根據(jù)井溫資料可編制井溫與深度關(guān)系圖，了解地溫梯度在縱向上的變化：這種變化主要受各段巖石熱導(dǎo)率控制。東營(yíng)凹陷系統(tǒng)測(cè)溫井溫度與深度關(guān)系圖

稍高較高稍低較低上第三系稍高，3.61～4.08℃/100m；下第三系Ed-Es3較高；下第三系Es4-Ek稍低，2.55℃/100m；前寒武系較低，2.16℃/100m第9頁(yè)/共37頁(yè)⑵地溫場(chǎng)平面展布整體來(lái)看，地溫異常的平面分布明顯受區(qū)域構(gòu)造和大斷層的控制；地溫梯度等值線與區(qū)域構(gòu)造輪廓基本一致。東營(yíng)凹陷地溫梯度(℃/100m)等值線圖(楊緒充，1984)

陳南斷層第10頁(yè)/共37頁(yè)1、地溫測(cè)量

關(guān)井實(shí)測(cè)；外推法

2、地溫場(chǎng)特征

地溫梯度的縱向變化；地溫場(chǎng)平面展布3、地溫場(chǎng)與油氣分布的關(guān)系4、影響地溫場(chǎng)分布的因素二、地溫場(chǎng)研究第二節(jié)地層溫度第11頁(yè)/共37頁(yè)

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一般而言，單位面積上探明儲(chǔ)量：

高梯度值區(qū)(＞4℃/100m)

比中梯度值區(qū)(2～4℃/100m)高9倍，比低梯度值區(qū)(＜2℃/100m)高120倍。

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天然氣單位面積上的探明儲(chǔ)量：

高值區(qū)比中值區(qū)高5.6倍；比低值區(qū)高28倍。3、地溫場(chǎng)與油氣分布的關(guān)系⑴地溫與油氣生成

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較高的地溫對(duì)于油氣生成十分重要。第12頁(yè)/共37頁(yè)⑵油氣分布與地溫、地溫梯度統(tǒng)計(jì)資料表明，油田分布深度在600～5000m之間；

多數(shù)在1500～3000m。相應(yīng)地溫為60～150℃，且大多數(shù)不超過(guò)100℃。⑶油氣田位置與地溫場(chǎng)分布關(guān)系▲含油氣盆地內(nèi)地溫低的一般為油田，地溫高的一般為氣田▲油藏周圍的溫度比油藏本身要低；▲氣藏分布的構(gòu)造高點(diǎn)處地溫明顯升高。3、地溫場(chǎng)與油氣分布的關(guān)系第13頁(yè)/共37頁(yè)四川隆昌某氣田構(gòu)造剖面及地溫剖面第14頁(yè)/共37頁(yè)4、影響地溫場(chǎng)分布的主要因素實(shí)際資料表明，地溫場(chǎng)是很不均一的。

影響地溫場(chǎng)的主要因素有：大地構(gòu)造性質(zhì)、基底起伏、巖漿活動(dòng)、巖性、蓋層褶皺、斷層、地下水活動(dòng)、烴類聚集等。但是，起主導(dǎo)作用和具全局性影響的因素是：

大地構(gòu)造的性質(zhì)，如：地殼的穩(wěn)定程度及地殼的厚度等。第15頁(yè)/共37頁(yè)⑴大地構(gòu)造性質(zhì)

大地構(gòu)造性質(zhì)及所處構(gòu)造部位是決定區(qū)域地溫場(chǎng)基本背景的最重要的控制因素：

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大洋中脊---高地溫；

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海溝部位---低地溫；

●

海盆部位---一般地溫；

●

穩(wěn)定的古老地臺(tái)區(qū)---較低地溫；

●

中新生代裂谷區(qū)---較高地溫。4、影響地溫場(chǎng)分布的主要因素第16頁(yè)/共37頁(yè)

地殼厚度對(duì)地溫也有重要影響。如我國(guó)東部地區(qū)地殼普遍薄于西部，故東部各盆地的地溫及地溫梯度一般均高于西部。中國(guó)東西向地殼厚度變化與地溫關(guān)系示意圖(據(jù)王鈞等，1990)第17頁(yè)/共37頁(yè)

●由于基底的熱導(dǎo)率往往高于蓋層，---深部熱流向基底隆起處集中，使基底隆起區(qū)具有高熱流、高地溫梯度特征，

坳陷(凹陷區(qū))具有低地溫特征。⑵基底起伏

●地溫異常與重力異常相當(dāng)吻合--重力異常是基巖埋深的反映：兩者的低值區(qū)同處于凹陷內(nèi)部、兩者的高值區(qū)同處于凹陷的邊部和基巖潛山凸起帶。---地溫分布在平面上與基底起伏密切相關(guān)。

第18頁(yè)/共37頁(yè)東營(yíng)凹陷布格重力異常(mGal)圖(據(jù)楊緒充，1984)

東營(yíng)凹陷地溫梯度(℃/100m)等值線圖(楊緒充，1984)

第19頁(yè)/共37頁(yè)⑶巖漿活動(dòng)巖漿活動(dòng)對(duì)現(xiàn)今地溫場(chǎng)的影響，主要從2方面考慮：②侵入體的規(guī)模、幾何形狀及圍巖產(chǎn)狀和熱物理性質(zhì)等如：冷卻速率與巖漿侵入體半徑的平方成反比；冷卻的延續(xù)時(shí)間與巖體半徑平方成正比：---巖體半徑增大1倍，冷卻時(shí)間延長(zhǎng)4倍。①巖漿侵入或噴出的地質(zhì)年代：

時(shí)代越新，所保留的余熱就越多，對(duì)現(xiàn)今地溫場(chǎng)的

影響就越強(qiáng)烈，有可能形成地?zé)岣弋惓^(qū)。第20頁(yè)/共37頁(yè)

火成巖、碎屑巖的導(dǎo)熱率＞碳酸鹽巖；

基巖＞蓋層；鹽巖＞石膏＞泥巖；

砂巖＞泥巖⑷

巖性（巖石的導(dǎo)熱能力）●巖性差異導(dǎo)致了縱向上不同組段地溫梯度明顯變化；●隨地層埋深和年齡增加，地溫梯度總體呈下降趨勢(shì)。導(dǎo)熱能力可用導(dǎo)熱率表示。巖石的導(dǎo)熱率大，地球深處熱量向上傳導(dǎo)能力強(qiáng)，巖層剖面上地溫梯度大。4、影響地溫場(chǎng)分布的主要因素第21頁(yè)/共37頁(yè)沉積蓋層的褶皺構(gòu)造--對(duì)地溫場(chǎng)具有明顯的影響；

斷層--可以使地溫升高，也可以使地溫降低。⑸構(gòu)造條件①蓋層褶皺熱流傳導(dǎo)具各向異性：順層面比垂直層面更易傳播。背斜使熱流聚斂，向斜使熱流分散。

地溫和地溫梯度由背斜兩翼向其軸部或核部增高：--背斜頂部地溫梯度大，翼部地溫梯度小。--兩翼傾角越陡，背斜頂部與兩翼的溫差就更大。第22頁(yè)/共37頁(yè)背斜與向斜區(qū)熱流分布示意圖平行于層理方向較垂直層面方向的導(dǎo)熱性好，熱量容易向巖層上傾方向集中。第23頁(yè)/共37頁(yè)研究斷層與地溫場(chǎng)的關(guān)系時(shí)，應(yīng)考慮兩個(gè)方面：

※

在主斷層線上是否出現(xiàn)地溫異常；

※

沿著斷層走向熱流是否有變異。②斷層

●

一般的封閉性斷層或壓扭性斷層：

因壓扭、摩擦產(chǎn)生熱量，形成附加熱源--地溫增高。

●

一般的開(kāi)啟性斷層：可作為地下水循環(huán)通道，

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將近地表及淺處低溫地下水引至深部--地溫降低；

▲

或因深部地下水沿?cái)鄬由仙?-地溫增高。--應(yīng)視具體情況區(qū)別對(duì)待。第24頁(yè)/共37頁(yè)⑹烴類聚集--油氣分布烴類聚集(油氣田)上方往往存在地溫高異常(地溫梯度高)；而且，氣田區(qū)高于油田區(qū)。

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地溫異常很微弱，一般為0.2～4.5℃左右；

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相當(dāng)普遍地分布在油氣田上方的淺部和地面。前蘇聯(lián)的什羅卡盆地內(nèi)油田上地溫剖面圖

100m深處溫度曲線在油藏正上方顯示出升高趨勢(shì)。第25頁(yè)/共37頁(yè)

●首先，油氣藏本身提供了附加熱源：

主要來(lái)自：烴類需氧和乏氧的放熱反應(yīng)、

和放射性元素的集中等?！飳?dǎo)致烴類聚集上方地溫異常的主要原因：

●蓋層的導(dǎo)熱性差，阻止熱量向上擴(kuò)散；●順層面比垂直層面更易于傳播(對(duì)褶皺而言)；●另外，流體向上滲逸時(shí)將油氣藏中的過(guò)剩熱量

帶至淺部和地表。第26頁(yè)/共37頁(yè)

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區(qū)域性地下水循環(huán)將深部熱水帶至淺層，

使地溫普遍增高，地溫梯度變大。⑺地下水活動(dòng)（循環(huán)）由于地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件的差異，地下水與圍巖溫度場(chǎng)的相互關(guān)系復(fù)雜多變。

●

地下水活動(dòng)可引起圍巖溫度降低：

地表水補(bǔ)給、徑流條件良好，地下水側(cè)向活動(dòng)強(qiáng)烈。

如華北盆地西部山前在相當(dāng)深度內(nèi)呈現(xiàn)低溫狀況。4、影響地溫場(chǎng)分布的主要因素第27頁(yè)/共37頁(yè)

油氣藏驅(qū)動(dòng)類型：指地層中驅(qū)動(dòng)油、氣流向井底以至采出地面的能量類型。（也稱驅(qū)動(dòng)方式）★★第三節(jié)油氣藏驅(qū)動(dòng)類型

油氣藏的驅(qū)動(dòng)類型：→決定油氣藏的開(kāi)發(fā)方式以及油氣井的開(kāi)采方式，→直接影響油氣開(kāi)采的成本和油氣的最終采收率，因此，投入開(kāi)發(fā)之前，必須盡量搞清油氣藏驅(qū)動(dòng)類型。第28頁(yè)/共37頁(yè)第三節(jié)油氣藏驅(qū)動(dòng)類型一、油氣藏驅(qū)動(dòng)能量（驅(qū)動(dòng)方式）二、油氣藏驅(qū)動(dòng)類型與油氣采收率第29頁(yè)/共37頁(yè)一、油氣藏驅(qū)動(dòng)能量(驅(qū)動(dòng)方式)天然驅(qū)動(dòng)能量（重點(diǎn)討論）油層巖石和其中流體的彈性能含水區(qū)彈性能和露頭水柱壓能油藏含油區(qū)內(nèi)溶解氣的彈性能油藏氣頂?shù)膹椥耘蛎浤苡筒氐闹亓︱?qū)動(dòng)能人工驅(qū)動(dòng)能量注水采油熱力采油--注入熱水、蒸汽等生物采油第30頁(yè)/共37頁(yè)二、油氣藏驅(qū)動(dòng)類型與油氣采收率1、油氣采收率及其影響因素

油氣采收率--采出油氣量與原始地質(zhì)儲(chǔ)量的比值。影響油氣最終采收率的因素很多，可分為兩大類：

地質(zhì)因素和開(kāi)發(fā)因素。第三節(jié)油氣藏驅(qū)動(dòng)類型1、油氣采收率及其影響因素2、驅(qū)動(dòng)類型對(duì)采收率的影響第31頁(yè)/共37頁(yè)⑴主要地質(zhì)因素

①

油氣藏類型：油氣藏類型不同，所能達(dá)到的最終采收率會(huì)有很大差別。

②

油氣藏儲(chǔ)層性質(zhì)：即儲(chǔ)層的結(jié)構(gòu)特征、潤(rùn)濕性、連通性、非均質(zhì)程度，及φ、K、So大小。

③

油氣藏的天然能量類型：如有無(wú)邊水、底水、氣頂，以及能量的大小和可利用程度等。④

原油和天然氣的性質(zhì)：如組成成分、原油粘度，氣油比；氣田的天然氣中含其它氣體水化物情況等。第32頁(yè)/共37頁(yè)⑵主要開(kāi)發(fā)因素

①