油藏工程第二章.ppt

1,油藏工程基础,长江大学石油工程学院 欧阳传湘 2009年1月,2,第二章 油气藏评价,油气藏的压力、温度系统 油气藏驱动类型及其开采特征 油气藏储量评价 油藏采收率测算方法,3,第二章 油气藏评价,油藏的概念油藏是指油在单一圈闭中具有同一压力系统的基本聚 集如果在一个圈闭中只聚集了石油，称为油藏只聚集 了天然气，称为气藏一个油藏中含有几个含油砂层时， 称为多层油藏油藏一般都在某些地点与其外围的水体相连通，构成 一个完整的水动力学系统但由于各种原因（如油水边界 处有高粘度稠油或这一带出现低渗透遮挡），这种水动力 学上的联系，往往是局部的或相对微弱的4,,,,5,第二章 油气藏评价,油气藏评价的内容油气藏评价的内容应该包括：■油气藏的构造和油层的分布■油气藏中流体和储层物性■油气藏的压力系统和温度系统■ 油气藏的驱动类型■ 油气藏的储量分类分级■ 采收率（储量）的计算方法等6,第一节 油气藏的压力、温度系统,油气藏深埋在地下承受着多种压力，同时又处在地球的温度场中，而油藏中岩石和流体的一些物理和物理化学性质与油藏中的压力和温度密切相关对于每口探井和评价井(evaluation well)，必须准确确定该井的原始地层压力和温度，以便用于判断油气藏的原始产状和分布类型，并用于确定储量参数和储量计算。

油气藏压力和温度的初始值与油藏埋深有关7,一、油气藏的压力系统1.压力梯度图（曲线）,油气藏中不同部位探井的原始地层压力与埋深的关系曲线第一节 油气藏的压力、温度系统,8,一、油气藏的压力系统1.压力梯度图（曲线）,式中 Pi —原始地层压力，MPa；a —关闭后的井口静压，MPa；GD —井筒内静止液体压力梯度，MPa/m；D —埋深，m井筒内的液体静止梯度，由下式表示：GD =dPi/dD=0.01ρρ—井筒内的静止液体密度，g/cm3；,第一节 油气藏的压力、温度系统,9,一、油气藏的压力系统1.压力梯度图（曲线）,由于各井钻井和投产的时间不同，投产时间较晚的井受周围早期投产井的压力干扰，测试的压力偏低，不能代表其原始地层压力，因此，原始地层压力数据的获取应遵循以下原则：① 尽量选取投产时间较早的井，其测试的地层压力为原始地层压力；② 生产时间较晚，但压力受周围井的干扰较小或不受干扰，其测试的地层压力也基本能代表原始地层压力第一节 油气藏的压力、温度系统,10,一、油气藏的压力系统1.压力梯度图（曲线）,用途：（1）通过压力梯度的大小判断地层液体类型，并确定地层的液体密度；（2）由压力梯度图的直线交汇法，所得到的油气和油水界面的位置。

第一节 油气藏的压力、温度系统,11,一、油气藏的压力系统2.压力系数在很多情况下，油气藏不但与周围的广大的水体相连通，而且常常还有补给来源，油藏内部的流体处于静止状态，因而油藏内流体的压力等于或相当于其埋深的静水柱压力，二者的比值在0.9~1.1之间原始地层压力与静水柱压力之比称为压力系数大于1.2为异常高压；小于0.8为异常低压异常高压：新山子、胜利油田沙三段、川南二叠系等第一节 油气藏的压力、温度系统,12,一、油气藏的压力系统2.压力系数对于一个具有多层油水系统的油田，由于不同层位的边底水矿化度比较接近，地层水的密度也基本相同，因而，各油层可以形成统一的静水压力梯度(hydrostatic gradient)线，并用于确定不同层位的油水界面位置含油部分的压力梯度线，若偏离静水压力梯度线愈大，即两直线的夹角愈大，则表明油藏的含油高度愈大第一节 油气藏的压力、温度系统,13,一、油气藏的压力系统2.压力系数确定不同层位的油水界面位置：（1）当已确定探井的压力系数之后，由压力系数可以预测油水界面的位置： （2）当仅有一口探井打到含油部分，而未钻遇油水界面时，可由下式测算油水界面的位置：,,第一节 油气藏的压力、温度系统,14,一、油气藏的压力系统2.压力系数确定不同层位的油水界面位置：（3）当一口探井打在含油部分，另一口探井打在含水部分，两者均未实际钻遇油水界面时，可由下式测算油水界面的位置：,,第一节 油气藏的压力、温度系统,15,二、油气藏的温度系统油藏的温度来自地球的温度场，即由温度很高热能极大的地心热源向四周散热而形成的一个温度场。

地球的温度场可以看成是一个稳定不变的温度场油藏的温度与其埋深和地温梯度有关影响地温梯度的因素比较复杂，主要受岩石（主要是其导热率）和局部地区地质条件的影响，在地球各处不是常数第一节 油气藏的压力、温度系统,16,二、油气藏的温度系统油气藏的温度系统：是指由不同探井所测静温与相应埋深的关系图，也可称为静温梯度图 ： T=A+BD 式中: T—油气藏不同埋深静温,℃；A—取决于地面的年平均常温，℃；B—静温梯度，℃/m；D—埋深，m我国东部地区各油气田的静温梯度约为3.5℃～4.5℃/100m)第一节 油气藏的压力、温度系统,17,三、油气藏的压力、温度系统实例,青西油田窿1块地层静压统计表,第一节 油气藏的压力、温度系统,18,三、油气藏的压力、温度系统实例依据青西油田各区块代表井的原始压力数据、高压物性数据及试油数据分析确定：柳沟庄区块平均地层压力系数1.36，窿101区块平均地层压力系数1.32，窿6区块平均地层压力系数1.36，各区块具有各不相同的深度与压力关系式：柳沟庄区块 P = 43.48 - 0.00748*H窿101区块 P = 46.02 - 0.00645*H窿6区块 P = 44.9 - 0.00688*H,第一节 油气藏的压力、温度系统,青西油田试油测试的静温数据表,青西油田海拔深度与地层温度关系图,21,三、油气藏的压力、温度系统实例对青西油田15口井29个测试的静温数据进行统计分析，静温数据数学表达式为： T = 77.51-0.0269*H 青西油田的地温梯度为2.69℃/100m，属于低温的范畴。

地温梯度偏低，与我国西部地区总体地温梯度一致第一节 油气藏的压力、温度系统,油藏温度、压力系统,P=-0.00748*H+43.481,P=-0.00645*H+46.02,P=-0.00688*H+44.90,温度系统：T= 77.51-0.0269*H 压力系统：压力系数为1.35,窿5块,窿1块,柳1块,23,,●油藏中的流体（油、气和水）也只有受到外力作用时，才能流动 油藏的驱动力是指驱动流体并使其运动的任何力 ●所谓驱动方式是指油层在开采过程中主要依靠哪一种能量来驱油油藏中的驱油能量一般有：（1）油藏中流体和岩石的弹性能；（2）溶解于原油中天然气的膨胀能；（3）边水和底水的压能和弹性能；（4）气顶气的膨胀能；（5）重力势能第二节 油气藏驱动类型及其开采特征,24,第二节 油气藏驱动类型及其开采特征,,●油藏驱动方式是全部油层工作条件的综合，所以在研究油层驱动能量(driving energy)和驱动方式(type of drive)时，就不仅要研究油层本身，而且必须从整个水文系统出发，研究油藏和整个水文系统的内在联系 ●油藏的驱动能量不同，开采方式则不同，从而在开发过程中产量、压力、气油比等等重要开发指标有不同的变化特征。

它们是表征驱动方式的主要因素，所以可以从它们的变化关系判断驱动方式25,,一、弹性驱动 条件：1）油藏无原生气顶；2）油藏无边水（或底水(bottom water)、注入水），或有边水 而不活跃；3）开采过程中油藏压力应始终高于饱和压力油藏生产过程中的特点：1）地层压力随时间增长而变小；2）产油量随时间增长而减少；3）生产气油比为一常数弹性驱动油藏开采特征曲线pe—为地层压力;Q0—为产量；Rp—为生产油气比 .,第二节 油气藏驱动类型及其开采特征,26,,二、溶解气驱 条件：1）气泡膨胀驱油向井底，气泡膨胀驱动能量为主要驱动能；2）油藏应无边水（或底水、注入水）、无气顶，或有边底水而不活跃；3）地层压力低于饱和压力 特点：1）地层压力随时间增长而较快减少；2）油井产量也随时间增长以较快速度下降；3）气油比开始上升很快，达到峰值，后又很快下降溶解气驱油藏开采特征曲线,第二节 油气藏驱动类型及其开采特征,27,,三、水压驱动 刚性水驱：天然水域的储层与地面具有稳定供水的露头相连通，可形成达到供采平衡和地层压力略降的理想水驱条件，此时地层压力基本保持不变，此种情况称刚性水驱；弹性水驱：当边水、底水或注入水较小时，不能保持地层压力不变，则称弹性水驱。

天然水驱油藏的剖面图和俯视图,第二节 油气藏驱动类型及其开采特征,28,,三、水压驱动 1.刚性水驱条件：1）油藏有边水（或底水、注 入水），油 层与边水或底水相连通；2）水层有露头，且存在良好的供水源，与油层的高差大；3）油水之间没有断层遮挡；4）生产过程中地层压力基本不变；5）油藏是靠边（底）水驱动原油特点：1）油藏生产过程中油层压力不变，井底流压不变，压降越大，采液量越大，压降不变；2）采液量不变，油井见水后产油量急剧下降；3）生产气油比始终不变 刚性水驱油藏生产特征曲线,第二节 油气藏驱动类型及其开采特征,29,,三、水压驱动 2.弹性水驱条件：1）边水不活跃，一般无露头，或有露头 但水源供应不足，不能弥补采液量；2）存在断层或岩性变坏的影响等方面的原因；3）若采用人工注水时，注水速度赶不上采液速度 特点：1）地层压力不断降低；2）产量随时间而下降；3）气油比保持不变弹性水驱油藏生产特征曲线,第二节 油气藏驱动类型及其开采特征,30,,四、气压驱动 气顶驱油藏的有效开发，有赖于气顶区的膨胀体积与含油区因开发的收缩体积之间保持平衡尽量避免引起气顶气沿高渗透带形成气窜，而绕过低渗透带的原油，并在油气接触面的油井形成气锥。

尽量避免由于气顶区的压力下降和气顶的收缩，致使原油侵入收缩部分的气顶区，形成难以再采出的原油饱和度具有原始气顶的油藏图,第二节 油气藏驱动类型及其开采特征,31,,四、气压驱动1.刚性气驱人工注气或气顶体积很大时，能使开采过程中地层压力保持不变的气压能量驱为刚性气驱 特点：1）生产过程中地层压力不变；2）由于地层压力丰富，油藏产量开始不变，当油气界面下移，出现气侵之后产量增大；3）因地层压力大于饱和压力，生产气油比开始不变，当气侵之后生产气油比会增大刚性气驱油藏生产特征曲线,第二节 油气藏驱动类型及其开采特征,32,,四、气压驱动2.弹性气驱条件：1）有气顶；2）地层压力逐渐下降；3）靠气压驱动 特点：1）地层压力下降快； 2）产量下降快；3）气油比不断上升弹性气驱油藏生产特征曲线,第二节 油气藏驱动类型及其开采特征,33,,五、重力驱动对于一个无原始气顶和边底水的饱和或未饱和油藏，当其油藏储层的向上倾斜度比较大时，就能存在并形成重力驱的机理 重力驱：靠原油自身的重力将油驱向井底重力驱动下，油藏最高产量，可由下式近似确定：,重力驱动油藏的剖面图,第二节 油气藏驱动类型及其开采特征,34,,五、重力驱动条件：重力驱油藏一般具备倾角大、厚度大及渗透性好等条件。

而且一般在油田处于开发后期或其它能量枯竭时使用重力驱特点：主要表现为地层压力随时间而减少，生产开始时产量不变，当含油边缘到达油井后变小，生产过程中生产气油比保持不变重力驱动油藏开采动态曲线,第二节 油气藏驱动类型及其开采特征,35,,六、驱动方式的转换每一个油藏，都存在着一定的天然驱动能量，这种驱动能量可以通过地质勘探成果及原油的高压物性试验加以认识油田投入开发后，可以依据不同驱动方式下的生产特征，来分析判别属于那一种类型的能量油藏的驱动方式不是一成不变的，它可随开发的进行和开发措施的改变而改变复杂油藏动态示意图,第二节 油气藏驱动类型及其开采特征,36,第三节 油气藏储量评价,,油气田储量是石油和天然气在地下的蕴藏量是对油气 田勘探成果进行综合评价的重要指标，也是制定油田开发方 案，确定油田建设规模和投资的依据 一、油气资源与储量的分类分级 ●资源（resource） ●油气总资源量（total oil gas resources） ●原始地质储量（initial petroleum in place） ●原始可采储量（initial recoverable reserves），又称为总可采储量（total recoverable reserves）或最终可采储量（ultimate recoverable reserves）●剩余可采储量（remaining recoverable reserves）,。