中國石油大學(xué)(北京)油礦地質(zhì)學(xué)第七章溫壓

本章內(nèi)容★油氣地層壓力教材第二節(jié)地層溫度第三節(jié)油氣藏驅(qū)動(dòng)類型自學(xué)目前一頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)一、有關(guān)地層壓力的概念1.上覆巖層壓力上覆巖石骨架和孔隙內(nèi)流體的總重量所引起的壓力。Pr=Hrg

Pr------上覆巖層壓力，pa；H------上覆巖層的垂直高度，m；

r------上覆巖層的總平均密度，kg/m3；g------重力加速度，9.8m/s2。上覆地層壓力靜水壓力壓力梯度地層壓力第一節(jié)地層壓力一、有關(guān)地層壓力的概念二、異常地層壓力預(yù)測三、油層壓力研究目前二頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)Pr=H[

f+（1-）ma]g--------巖層平均孔隙度，小數(shù)；f--------巖層孔隙中流體的平均密度，kg/m3；ma------巖層骨架的的平均密度，kg/m3。若分別考慮巖層骨架的重量和巖層孔隙中流體的重量，則上覆巖層壓力可表示為：目前三頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)2.靜水壓力概念：由靜水柱造成的壓力。PH=hwgPH------靜水壓力，pa；h------靜水柱高度，m；

w------水的密度，kg/m3；g------重力加速度，9.8m/s2。目前四頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)3.壓力梯度概念：每增加單位高度所增加的壓力，Pa/m。GP=

g水的密度一般為1103

kg/m3，則靜水壓力梯度約為1104Pa/m。目前五頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)4.地層壓力(孔隙流體壓力)概念：指作用于巖層孔隙內(nèi)流體上的壓力，又稱孔隙流體壓力。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。地層壓力-井底壓力生產(chǎn)壓差Pf目前六頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)二、異常地層壓力預(yù)測異常地層壓力:偏離靜水柱壓力的地層孔隙流體壓力，或稱為壓力異常。回顧內(nèi)容異常壓力封存箱指導(dǎo)油氣田勘探指導(dǎo)平衡鉆井及套管設(shè)計(jì)異常地層壓力的成因

在《石油地質(zhì)學(xué)》中已講述目前七頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)異常地層壓力的預(yù)測：確定異常地層壓力帶的層位和頂部深度計(jì)算異常地層壓力值的大小預(yù)測基礎(chǔ)：過渡帶泥頁巖的特點(diǎn)

地質(zhì)：欠壓實(shí)，密度較小、孔隙度較大；

地球物理：電阻率低、聲波時(shí)差大（速度低）；

鉆井過程：井噴、井漏、井涌、鉆井參數(shù)出現(xiàn)異常目前八頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)1.地震資料分析法原理：地震波傳播速度（或旅行時(shí)間）地層巖石密度美國灣岸地區(qū)深度與地震波傳播時(shí)間關(guān)系圖地震資料分析法鉆井資料分析法地球物理測井法密度小速度低時(shí)間長異常壓力目前九頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)2.鉆井資料分析法（1）鉆井速度正常：井深增加----密度增大----鉆速降低異常：鉆速快速增大地震資料分析法鉆井資料分析法地球物理測井法目前十頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)（2）d指數(shù)（標(biāo)定鉆進(jìn)速度）d=(lg0.054Vm/N)/(lg0.672P/D)Vm----鉆速，m/hN----轉(zhuǎn)速，r/minP----鉆壓，tD----鉆頭直徑,mmdc=d*1/21----正常地層壓力下的鉆井液密度2----實(shí)際使用的鉆井液密度(Jorden&Shirley,1966)另：指數(shù)目前十一頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)（3）返出鉆井液溫度原理：異常高壓常伴隨著高溫異常目前十二頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)（4）泥頁巖巖屑密度原理：異常高壓帶泥頁巖欠壓實(shí)、密度小目前十三頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)3.地球物理測井法（1）電阻率測井基本原理：電阻率----巖石性質(zhì)、孔隙度、

孔隙內(nèi)流體礦化度

異常高壓處：地震資料分析法鉆井資料分析法地球物理測井法孔隙度增大地層水?dāng)?shù)量增多電阻率偏低目前十四頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)儲(chǔ)層地層壓力計(jì)算方法：泥頁巖電阻率比值--壓力梯度關(guān)系曲線法A.作圖版；B.求Rn/Rob；C.求Gp；D.計(jì)算壓力預(yù)測圖版RnRobGp目前十五頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)等效深度法等效深度：具有相同孔隙度或相同有效應(yīng)力值的兩點(diǎn)的深度有效應(yīng)力：上覆巖層壓力-孔隙流體壓力A點(diǎn)孔隙流體壓力:PfA=GrDA-(Gr-GH)DBDA、DB------分別為兩點(diǎn)的井深，m;Gr

------上覆巖層的平均壓力梯度，一般取0.0231MPa/m;

GH------靜水流體壓力梯度，淡水區(qū)取0.01MPa/m;PfA------A點(diǎn)的地層壓力或孔隙流體壓力，MPa電阻率GrDB-GHDB=GrDA-PfA（A、B兩點(diǎn)具有相同的有效應(yīng)力）目前十六頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)（2）聲波測井原理：異常高壓----欠壓實(shí)----孔隙度偏高----聲波時(shí)差偏大。異常地層壓力計(jì)算：泥頁巖聲波時(shí)差差值-儲(chǔ)層流體壓力梯度曲線法方法同電阻率法目前十七頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)（3）密度測井原理：異常高壓----欠壓實(shí)----密度偏低。目前十八頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)綜合分析目前十九頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)三、油層壓力研究原始油層壓力目前油層壓力油層折算壓力（一）原始油層壓力

1.原始油層壓力及分布原始油層壓力：油氣層尚未鉆開時(shí)，在原始狀態(tài)下所具有的壓力。

通常用實(shí)測的具有代表性的第一口井或第一批井的壓力代表原始地層壓力。目前二十頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)測壓面+100m-500m-500m-350m-700m103kg/m31號(hào)井原始地層壓力PH=hwg5.88Mpa目前二十一頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)測壓面+100m-500m-500m-350m-700m103kg/m3PH=hwg油水界面原始地層壓力：1號(hào)井壓力+1號(hào)井底~油水界面水柱重量的壓力7.84Mpa目前二十二頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)測壓面+100m-500m-500m-350m-700m1.0103kg/m30.85103kg/m32號(hào)井原始地層壓力：油水界面壓力----界面至井底油柱重量的壓力PH=hwg6.17Mpa741.2m油柱高度+350m液面海拔241.2m減（相當(dāng)于）（折算）（低于井口，不能自噴）目前二十三頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)測壓面+100m-500m-500m-350m-700m1.0103kg/m30.85103kg/m36.17Mpa741.2m油柱高度液面海拔241.2m4號(hào)井原始地層壓力：（相當(dāng)于）（折算）（高于井口，可以自噴）目前二十四頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)測壓面+100m-500m-500m-350m-700m1.0103kg/m30.85103kg/m30.8Pf=Pmaxe0.0001293gHPf----油氣界面上的壓力Pmax----氣井井口最大關(guān)井壓力g----天然氣對(duì)空氣的相對(duì)密度H----井深或氣柱高度e----自然對(duì)數(shù)的底3號(hào)井底原始地層壓力5.312Mpa50m氣柱產(chǎn)生0.028Mpa的壓力油-氣界面地層壓力？目前二十五頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)原始油層壓力隨油藏埋深的增加而增大流體性質(zhì)對(duì)原始油層壓力的分布有極為重要的影響

井底海拔高度相同時(shí)，流體性質(zhì)相同，原始地層壓力相同流體密度大，則原始油層壓力小氣柱高度對(duì)氣井壓力影響小原始油層壓力在背斜構(gòu)造油藏的分布規(guī)律目前二十六頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)2.原始油層壓力的確定方法（1）實(shí)測法

關(guān)閉所要測壓的完鉆井，壓力穩(wěn)定后，下壓力計(jì)至油氣層中部。實(shí)測法壓力梯度法計(jì)算法試井分析法目前二十七頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)（2）壓力梯度法油氣藏：具有統(tǒng)一的壓力梯度俄羅斯某油田壓力與深度關(guān)系圖新井：深度---原始地層壓力目前二十八頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)（3）計(jì)算法油氣藏第一口（批）井的原始地層壓力計(jì)算已知：油井深度、油氣水密度計(jì)算：原始地層壓力高壓（超高壓）氣井，不能直接下入井底壓力計(jì)，

可利用氣井井口的最大關(guān)井壓力資料，計(jì)算原始?xì)鈱訅毫?。Pf=Pmaxe0.0001293gH目前二十九頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)（4）試井分析法pws—井底恢復(fù)壓力，MPa；Pi—原始地層壓力，MPa；m—壓力曲線直線段的斜率，MPa／cycle；t—打開閥后的生產(chǎn)流動(dòng)時(shí)間，h；

△t—關(guān)閉測試閥的壓力恢復(fù)時(shí)間，h；Horner圖外推直線與橫座標(biāo)為1時(shí)的垂直線交點(diǎn)的值。目前三十頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)3.原始油層壓力等壓圖的編制及應(yīng)用構(gòu)造等高線等壓線斷層井點(diǎn)某油田原始油層壓力等壓圖等壓線與等高線平行油層厚度影響測量、計(jì)算誤差目前三十一頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)構(gòu)造等高線等壓線斷層井點(diǎn)某油田原始油層壓力等壓圖（1）預(yù)測設(shè)計(jì)井的原始油層壓力（2）計(jì)算油藏的平均原始油層壓力

（油層天然能量大小的尺度）常應(yīng)用面積均衡法求取等壓圖的應(yīng)用（4個(gè)主要用途）（為了確定新鉆井的套管程序和鉆井液密度）目前三十二頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)（4）計(jì)算油層的彈性能量

（油層彈性膨脹時(shí)所能排出的流體量）

原始油層壓力與飽和壓力之差構(gòu)造等高線等壓線斷層井點(diǎn)某油田原始油層壓力等壓圖（3）判斷水動(dòng)力系統(tǒng)，進(jìn)一步了解油層地質(zhì)特征水動(dòng)力系統(tǒng)：油氣層內(nèi)，流體具有連續(xù)性流動(dòng)的范圍。應(yīng)用等壓圖的不連續(xù)性，可進(jìn)一步查明地下可能存在的斷層或巖性尖滅。同一水動(dòng)力系統(tǒng)內(nèi)，壓力等值線的分布是連續(xù)的。目前三十三頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)（二）目前油層壓力目前油層壓力：油藏投入開發(fā)后某一時(shí)期的地層壓力。油層靜止壓力(ps)：油田投入生產(chǎn)之后，關(guān)閉油井，待壓力恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)以后，測得的井底壓力。亦稱動(dòng)地層壓力。1.目前油層壓力及其分布目前三十四頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)井底流動(dòng)壓力（井底流壓）(pb)：油井生產(chǎn)時(shí)測得的井底壓力。

（代表井口剩余壓力與井筒內(nèi)液柱重量對(duì)井底產(chǎn)生的回壓。）

pb

ps目前三十五頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)（1）單井生產(chǎn)時(shí)油層壓力的分布假定油層各向同性，只有1口井平面徑向流滲流場示意圖流線壓力分布目前三十六頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)徑向滲流公式：Pf----距井軸r處的地層壓力,pa;ps----油層靜止壓力，pa;pb----油井井底流壓，pa;R----油井供給半徑，m;r----研究點(diǎn)與井筒軸的距離，m;rn----井筒半徑，m;Q----油井產(chǎn)量（地層條件下）m3/s;----地層原油密度，Pa·s;K----油層滲透率，m2;h----油層有效厚度，m。式中壓降漏斗示意圖壓力降落呈對(duì)數(shù)關(guān)系或目前三十七頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)（2）多井生產(chǎn)時(shí)油層壓力的分布三口井同時(shí)生產(chǎn)時(shí)油層壓力降落示意圖A點(diǎn)壓降：PA=P1+P2+P3（假設(shè)：地層均質(zhì)，油井生產(chǎn)條件相同）目前三十八頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)2.油層靜止壓力的確定井點(diǎn)處油層靜止壓力：實(shí)測關(guān)井一段時(shí)間后，用深井壓力計(jì)直接測量油井測壓力恢復(fù)曲線，水井測壓力降落曲線目前三十九頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)油藏平均壓降曲線井點(diǎn)處不同時(shí)刻油層靜止壓力的換算3.油層靜止壓力等壓圖的編制與應(yīng)用不同時(shí)測試不同時(shí)刻的壓力值換算為同一時(shí)刻的壓力值井間壓力插值目前四十頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)某油田靜止壓力等壓圖構(gòu)造等高線等壓線斷層井點(diǎn)某油田原始油層壓力等壓圖壓力降低等壓線與構(gòu)造等高線相交比較：目前四十一頁\總數(shù)四十四頁\編于十七點(diǎn)