油藏工程課件2章

1、2 開發(fā)地質(zhì)研究 2.1 儲(chǔ)層壓力系統(tǒng)的劃分,一、壓力概念 1、原始地層壓力：記為Pi，由第一口探井測(cè)得的 地層壓力。（圖2-1和圖2-2 ） 2目前地層壓力：記為PR，某一時(shí)刻的地層壓力。 （圖2-1） 3流動(dòng)壓力：記為Pwf ，地層流體流到井底并舉升 到地面的井底壓力。 ____受地

2、層和井筒二者影響,圖2-1,圖2-2 壓力恢復(fù)曲線Horner法,主要有四個(gè)問(wèn)題,井筒系統(tǒng)：Pwf=Pt+P液+P摩（井筒）地層系統(tǒng)：PR=Pwf+P摩（地層）——油井自噴能力大小的重要標(biāo)志4 總壓差△P總 △P總=Pi-PR __總壓差是衡量油田是否保持油層 能量開采的重要標(biāo)志 △P

3、總“+”：注入量》采出量，油層能量充足△P總“-”：注入量《采出量，油層能量不足產(chǎn)生地下虧空,,,5 生產(chǎn)壓差：記為△ 又稱工作壓差，采油壓差,生產(chǎn)壓差 直接控制采油氣井產(chǎn)量 6 注水壓差：P注水-PR 注水壓差是控制注水量的主要因素7 注采壓差：P注wf-Pwf 反映驅(qū)油能量的大小，注采壓差越大， 代表水驅(qū)油動(dòng)力越大8

4、地飽壓差:PR-Pb衡量油層彈性能量大小和油 田開發(fā)狀況的重要標(biāo)志。,二、靜水壓力和折算壓力（一） 靜水壓力公式： －流體壓力，?。黧w密度，　－流體深度　 斜率 （二）壓力梯度曲線：（圖2-3 ）　　原始地層壓力與油層中部深度的關(guān)系曲線?！　∮蓧毫μ荻惹€可以判斷：各油層流體性質(zhì)一致時(shí)，各油層對(duì)應(yīng)的壓力值應(yīng)在一條直線上。,條件：１地層連通，

5、 ２地層均質(zhì)， 流體性質(zhì)相同 ３流體相對(duì)靜止,圖2-3 壓力梯度曲線,…..(2-1),（三）折算壓力： 將某點(diǎn)壓力折算到某一標(biāo)準(zhǔn)面上的壓力。這標(biāo)準(zhǔn)面可以是海平面，也可以是油水界面。代表某點(diǎn)的壓能和勢(shì)能之和,HA=2000米 PA=240at HB=2300米 PB=276atHC=2200米 PC=264at,三

6、口測(cè)壓井示意圖,（四）折算壓力公式：其中：　－w點(diǎn)的壓力換算到海平面的折算壓力　 －w點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓力, H－w點(diǎn)對(duì)應(yīng)的深度　 －井口到海平面的距離，參考圖2-4 ， 式中正 負(fù)號(hào)取決于該點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)面的 上下，位于其上即為正，反之，即為負(fù)。,圖2-4 折算壓力 示意圖,…..(2-2),三、利用靜水壓力公式判

7、斷壓力系統(tǒng)（一 ）壓力系統(tǒng)：流體性質(zhì)相近，壓力波能夠傳播到系統(tǒng)內(nèi)每一處。（二）利用靜水壓力公式判斷壓力系統(tǒng)；　　利用壓力梯度曲線，如果各個(gè)測(cè)壓點(diǎn)數(shù)據(jù)都在一條直線上，說(shuō)明各個(gè)油層流體性質(zhì)相同，就說(shuō)明了這些油層處于同一壓力系統(tǒng)內(nèi)。,三口井測(cè)壓資料，分別有三個(gè)測(cè)壓點(diǎn)A,B和C,B層位三個(gè)測(cè)壓點(diǎn)數(shù)據(jù)在一條直線上聲明層位B各個(gè)油層處于同一壓力系統(tǒng)。,圖2-6 三口井壓力梯度曲線,圖2-5 三口井測(cè)壓示意圖,四、利用壓力降落資料判斷

8、壓力系統(tǒng)　 利用壓力降落資料，也可以判斷壓力系統(tǒng)。 由示意圖分析：層位B三條壓力降落曲線下 降規(guī)律大體一致，說(shuō)明該層位各個(gè)油層處于 同一壓力系統(tǒng)。,圖2-7 壓力降落曲線,2.2 非均質(zhì)研究,一　非均質(zhì)對(duì)油藏開采的影響,思路:原因 表現(xiàn) 措施,,,儲(chǔ)層研究：,幾何研究:邊界,非均質(zhì)研究:,,儲(chǔ)層非均質(zhì)開采非均質(zhì),水驅(qū)非均質(zhì),剩余油,,儲(chǔ)層非均質(zhì):又

9、稱“三大矛盾”,層間非均質(zhì),層內(nèi)非均質(zhì),平面非均質(zhì),（一）層間非均質(zhì)：原因:由于單層的滲透率,厚度,注采程度,巖性,物性,流體 物性等差異造成地層壓力,吸水能力,水線推進(jìn)速度,出 油狀況,水淹程度等差異,相互制約,相互干擾,影響各 油層發(fā)揮作用。,表現(xiàn): 地層倒灌,單層突進(jìn),單層突進(jìn):多油層油田由于各油層性質(zhì)的差異引起注入水沿 某一厚度大,滲透率高的油層快速推進(jìn)首先到

10、達(dá)井底,,,,,,,,,,,……,……,……,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,……,……,……,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,采油,措施: 分層開采 分層調(diào)整,（二）平面非均質(zhì)：由于井網(wǎng)控制程度不均勻而引起的（三）層內(nèi)非均質(zhì)：厚油層內(nèi)由于粒度，層理，孔隙結(jié)構(gòu) 及表面性質(zhì)引起的非均質(zhì)。（１）油層粒度的韻性影響 見表2-1，模型9-2為正韻律，模型10-13為

11、反韻律， 從表分析：反韻律采收率較高，正韻律次之。,表2-1 油層粒度對(duì)非均質(zhì)的影響,（２）層理影響從表中看：交錯(cuò)層理采收率最高，其次為弧形層理，直線層理。,表2-2 油層層理對(duì)非均質(zhì)的影響,（一）滲透率分布研究（統(tǒng)計(jì)學(xué)）　即滲透率k分布類型　　圖2-8 正態(tài)分布　　圖2-9 對(duì)數(shù)正態(tài)分布　　 圖2-10 伽瑪分布　　 圖2-11 指數(shù)分布,二　非均質(zhì)研究的定量表示方法,（二）特征參數(shù)

12、（１）層內(nèi)非均質(zhì)： a 變異系數(shù)：　　又稱“相對(duì)分選系數(shù)” 　　　　　　　　　　　—標(biāo)準(zhǔn)差　　　 —平均滲透率　　　　　?。瓨悠窋?shù) b 突進(jìn)系數(shù)：　　　　　　—最大滲透率；　　—平均滲透率 c 級(jí)差： d 均質(zhì)程度：,….(2-3),….(2-4),….(2-5),….(2-6),(２)平面非均質(zhì) a 砂巖鉆遇率： b 連通系數(shù)： c 分布系數(shù)：(３)變異函

13、數(shù)曲線 a 變異函數(shù) 是研究空間區(qū)域化變量（如滲透率，厚度，孔隙度等參數(shù)）的總體變化趨勢(shì)和局部變化規(guī)律的一種函數(shù)。,….(2-7),….(2-8),….(2-9),其中：　　　h-步長(zhǎng)，N(h)-步長(zhǎng)為h的點(diǎn)數(shù)， y(x)-剩余變量，反映區(qū)域化變量的局部變化 xi -區(qū)域化變量圖2-12中：,….(2-10),b 半變異函數(shù)R(h),a－變程，其值越大，非均質(zhì)越弱 C 0 －塊金常數(shù)

14、，其值越大，非均質(zhì)越強(qiáng) C 0+C－基臺(tái)值，其值越大，非均質(zhì)越強(qiáng),,,2.3油氣水界面的確定,一　三口井壓力資料圖解法,三口井壓力資料，一口是注水井，另兩口是生產(chǎn)井。(圖2-13)（一）原理：利用靜水壓力公式，在壓力梯度曲線（見圖2-14）中，斜率與流體密度有關(guān)。若流體密度相同，斜率應(yīng)相等。在油水界面處，流體密度相等，所以據(jù)此確定圖中，兩直線交點(diǎn)處（斜率相等），就應(yīng)是油水界面位置。,圖2-13 三口井位置示意圖,,,圖2-14

15、 壓力梯度曲線,油層中深,Pi,,,,Howc,C,B,A,.,.,.,（二）應(yīng)用?。ǎ保┯捎途瓸和C壓力數(shù)據(jù)可繪制一條直線?。ǎ玻┯尚甭使?（ 缺乏流體密度資料時(shí)，采用經(jīng)驗(yàn)公式：） （ 公式中的T是地層溫度） 可求出水井壓力數(shù)據(jù)C點(diǎn)所在直線的斜率，根 據(jù)點(diǎn)C和斜率也可畫出一條直線。 （3）兩條直

16、線的交點(diǎn)即為油水界面位置。,二 兩口井壓力資料（一）圖解法與三口井原理和做法相同（二）公式法油井折算壓力水井折算壓力式中： -油井井底壓力， -水井井底壓力 -將油井和水井壓力折算到油水界面處的折 算壓力所以,圖2-15 兩口井位置示意圖,….(2-11),三 一口井壓力資料（一） 運(yùn)用折算壓力公式：

17、 ．．（2-12）如果油層看成水層：則 　　　　　　　　　　　　　　　?。?-13）（2-12）－（2-13）　　　　　　　　　　　　　 ….(2-14),圖2-16 井位置示意圖,符號(hào)說(shuō)明: Pow-折算壓力； Pi-油井井底壓力； Pow-水層壓力； Howc-油水界面；

18、 H-油井深度；,－油、水密度,(2-14)/(2-15)令 為壓力系數(shù)所以油水界面位置Howc,….(2-16),由靜水壓力公式,…（2-15）,2.4 油藏驅(qū)動(dòng)類型(p12),驅(qū)動(dòng)類型:在一定地質(zhì)條件,開發(fā)條件下,油層的流體 在各種驅(qū)動(dòng)力的作用下所呈現(xiàn)的一種動(dòng)態(tài)模式.驅(qū)動(dòng)力：1油氣水巖石彈性膨脹產(chǎn)生的力 2水的重力 3毛管力動(dòng)態(tài)模式：開發(fā)指標(biāo)隨

19、著開發(fā)時(shí)間變化的規(guī)律.采油曲線：動(dòng)態(tài)分析中十分重要的一種曲線，是動(dòng)態(tài)模式的再現(xiàn)?？梢該?jù) 此判斷驅(qū)動(dòng)類型、制定或調(diào)整工作制度、水侵情況分析等。一、彈性驅(qū)動(dòng)（一）地質(zhì)條件,圖2-17 巖 性 圈 閉,圖2-18 斷 層 遮 擋,(1) 地層封閉(見圖2-17和圖2-18) (2)在封閉面積內(nèi)，無(wú)邊水，無(wú)氣頂(3)地層壓力大于飽和壓力（二）驅(qū)油機(jī)理（驅(qū)動(dòng)力）： 依靠束縛水\巖

20、石彈性膨脹能量驅(qū)動(dòng)原油。（三）動(dòng)態(tài)模式（開采特征）（1） 定井底壓力生產(chǎn)(圖2-19) a 彈性驅(qū)動(dòng)只靠本身彈性能，沒(méi)有外來(lái)能量補(bǔ)充，屬于消耗式開采，因此地層壓力不斷降低。 b 地層壓力降低，井底定壓，那 么生產(chǎn)壓差降低，由產(chǎn)量公式得， 產(chǎn)量也是在不斷下降

21、 c 油氣比GOR等于井口采氣量除以 采油量，因?yàn)榈貙訅毫Υ笥陲柡?壓力，地層內(nèi)沒(méi)有析離自由氣， 原油中的氣全部在井口脫氣，所 以油氣比不變。,圖2-19 定井底壓力生產(chǎn)采油曲線,(2) 定產(chǎn)

22、量生產(chǎn)（見圖2-20）a 與定井底壓力相同，地層壓力不斷降低。b 產(chǎn)量不變，要求生產(chǎn)壓差不變所以，井底流壓與地層壓力同步下降。c 與定井底壓力相同，生產(chǎn)油氣比不變。(四) 整個(gè)油藏開采特征：（一）含油飽和度不變，而原 油密度下降（二）單位壓降采出量不變(圖2-21)(三)采收率不高，一般來(lái)說(shuō)3-5%,而氣藏則高達(dá)90%,圖2-20 定產(chǎn)量生產(chǎn)采油曲線,圖2-21 總壓降和累產(chǎn)量關(guān)系圖,二 溶解氣驅(qū)（一

23、）地質(zhì)條件（1）同上（2）同上(3)地層壓力小于飽和壓力（二）驅(qū)油機(jī)理：依靠原油中的溶解氣析出 膨脹能量驅(qū)動(dòng)原油。（三）動(dòng)態(tài)特征（開發(fā)特征） “三快一低”：壓降快，產(chǎn)量下降快，油氣比上升快，采收率低。(圖2-22),圖2-22 溶解氣驅(qū)動(dòng)態(tài)特征,理論油氣比曲線分析：(圖2-23)1-2段：彈性驅(qū)動(dòng)，地層壓力大于飽和壓力，所以油氣比GOR等于原始溶解油氣比，是一條直線。2-3段：地層壓力小于飽

24、和壓力，油氣比GOR下降. 因?yàn)楫?dāng)?shù)貙訅毫π∮陲柡蛪毫r(shí)，地層原油脫氣流體為油水兩相，但氣量尚少，含氣飽和度小于平衡含氣飽和度，不足以流動(dòng)，只附在孔壁上，剩余在原油只的氣量減少，所以井口的油氣比下降。3-4段：油氣比上升。 地層中氣量不斷析出，含氣飽和度大于含氣平衡飽和度，兩相均在流動(dòng)，地層中的氣開始進(jìn)入井筒所以油氣比升高。4-5段：壓力下降，能量枯竭。油氣比下降。,圖2-

25、23,三 水驅(qū)油藏 （一 ）地質(zhì)條件（1）油藏內(nèi)有一定能量的水體(圖2-24和圖2-25),圖2-24 邊 水,圖2-25 底 水,底水油藏中，油井通過(guò)關(guān)井可控制油井水錐的上升是因?yàn)橹亓Ψ之愖饔弥剩@類油井的射孔部位應(yīng)該在上部,（2）水域與含油區(qū)有良好的連通性與滲透性(圖2-26) 圖2-26

26、油 水 分 布 圖（3）地層壓力大于飽和壓力；若低于飽和壓力，則為部分水驅(qū)；前者兩相，后者三相，油水氣；（二）驅(qū)油機(jī)理（非活塞原理 ）： 原油依靠水體的重力或彈性膨脹以非活塞推進(jìn)方式驅(qū)油,(1) 壓力變化 油藏總體來(lái)看，地層壓力下降由快到慢 影響因素：(2) 含水率變化(圖2-28) 而粘度變化不大， 變化大，而∴ 含水率是含水飽和度的含水函數(shù),圖2-28 含水率曲線,….(

27、2-17),（三）動(dòng)態(tài)特征（開發(fā)特征）(圖2-27),圖2-27水驅(qū)油藏動(dòng)態(tài)特征,,,,Sw,fw,,1,2,5,3,4,,Kro,Kro,,,,Swc,Soc,,,相滲透率曲線,含水率曲線,,,,,1點(diǎn) Swc 含水平衡飽和度,2點(diǎn) Swf 前緣含水飽和度,3點(diǎn) fwf 前緣含水率,4點(diǎn) fw=1,5點(diǎn) 平均含水飽和度,,,（3）產(chǎn)量變化無(wú)水期：產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定；含水期：產(chǎn)量下降產(chǎn)量下降的原因: a 油相對(duì)滲透率降低

28、 b 井筒液柱含水造成井底流壓增大,生產(chǎn)壓 差減小,圖2-2 9 水驅(qū)油藏產(chǎn)量變化,影響無(wú)水采油期時(shí)間的因素,流度比 M,非均質(zhì),采油強(qiáng)度,,,,無(wú)水采收率,流度比,,,,,,2,4,6,8,10,,,,無(wú)水采收率,突進(jìn)系數(shù)(Kmax/Kav),,,,,,,,owc,owci,Q=q/h,Q=100,Q=30,,,,,,四 氣頂驅(qū)動(dòng) 氣頂本身的形成是在地質(zhì)年代中油氣運(yùn)移到圈閉內(nèi)由于地層壓力與原油性質(zhì)的條件使天

29、然氣不能再溶解在原油中而達(dá)到飽和態(tài)并經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的重力分異,形成一條明顯的統(tǒng)一的油氣邊界;若分異不充分,就可能各有藏的油氣邊界不一致. 我們知道氣頂是一個(gè)飽和油藏,那么油氣界面上的壓力為飽和壓力.一旦地層壓力下降,不但有氣頂,而且在含油區(qū)原油脫氣溶解氣驅(qū),若有邊水,為綜合驅(qū)動(dòng).(一)地質(zhì)條件: (1) 有氣頂， (2)地層壓力等于飽和壓力。(二)排驅(qū)機(jī)理： 氣頂彈性膨脹能量,油氣界面以非活塞推進(jìn)。

30、,(三)動(dòng)態(tài)特征 (1) 在相同開采條件下，比溶解氣驅(qū)壓力下降慢，比水驅(qū)快一些。(2) 采收率20—40%，因?yàn)橛袣忭斈芰垦a(bǔ)充充足，比溶解氣驅(qū)高；而又因“氣竄”(圖2-30和圖2-31),比“水舌”來(lái)得嚴(yán)重，所以其比水驅(qū)低。,圖2-30,圖2-31,2、氣頂驅(qū)動(dòng)油藏中，靠近氣頂?shù)挠途ㄟ^(guò)關(guān)井可控制油井氣油比的上升是因?yàn)橹亓Ψ之愖饔弥?，這類油井的射孔部位應(yīng)該偏低。,1、氣頂驅(qū)動(dòng)油藏中，靠近氣頂?shù)挠途疄榱吮苊鈿飧Z，這類油井的射孔部位應(yīng)

31、該偏低。,措施：,思考題： 1.概念：折算壓力、壓力梯度曲線、變異系數(shù)、級(jí)差、突進(jìn)系數(shù)、基臺(tái)值、變程、塊金常數(shù)、驅(qū)動(dòng)類型、含水率、水油比、采出程度 2.判斷壓力系統(tǒng)主要兩種方法？ 3.儲(chǔ)層非均質(zhì)（又稱“三大矛盾” ）的表現(xiàn)及研究方法？ 4.利用一口井壓力資料推導(dǎo)油水界面位置 。 5.含水率曲線上五個(gè)特征點(diǎn)？ 6.水驅(qū)驅(qū)動(dòng)油藏壓力下降的影響因素？