油气田地下地质学 绪论.ppt

2006 5 油气田地下地质学 授课人 俞家声电话 8521456 mail yujiash99 办公室 三教312 一 油气田地下地质学的概念二 油气田地下地质学的发展历史三 课程的性质及特点四 油气田地下地质学研究的任务五 油气田地下地质学的资料获取手段六 油气田地下地质学的基本工作程序七 油气田地下地质学的教学内容八 课程的主要任务 一 油气田地下地质学的概念 1 研究钻井地质设计 地质录井 地层测试等地质资料的获取方法 2 综合运用地质 地球物理 油层物理 地层测试 分析化验等资料 进行地层及油层对比 研究油气田地质构造 储层特征 温压条件 油气储量计算等地下地质问题 为油田详探和开发方案编制 方案调整提供可靠依据的地质学科 二 油气田地下地质学的发展历史 若现代石油工业从1859年算起 已有近150年的历史 油气田地下地质学的出现还不到60年 是油气开发深入发展的产物 并逐渐发展成为一个成熟的学科 近30多年来高速发展 1 早期的盲目开发阶段2 萌芽及形成阶段3 逐渐成熟阶段4 发展提高阶段 1 早期的盲目开发阶段早期的石油工业 石油勘探由地质学家为主体进行 油气田发现以后交由石油工程师管理开采 如美国石油地质学家协会 AAPG 与石油工程师协会 SPE 的成立 以及它们在学术会议 出版物上表现出的学术分工 20世纪30年代以前 油田开发比较盲目 处于 掠夺式开采 的阶段 二 油气田地下地质学的发展历史 掠夺式开采 以美国20世纪30年代初发现并投入开采的东得克萨斯大油田最为典型 该油田1930年9月发现 10年内在560km2含油面积内钻成26000口生产井 出现明显的井间干扰 过早见水 产量递减过快等现象 迫使油田开发转入限制井距和单井产量的 保守开采 阶段 这时石油开发处于仅利用油田天然能量开采阶段 油田地下地质仍处于 笼而统之 大平均 的水平 2 萌芽及形成阶段20世纪40年代 油气田地下地质学产生并逐步独立 至20世纪50年代 注水开发成为主导开发方式 注水开发遇到的问题 储层连续性和连通性问题 油层的小层 单层 对比工作 早期讨论和攻关的课题 储层客观存在的非均质性问题 层间 平面等比较宏观规模的非均质性 要求求准每口井每个储层的岩石物理属性 从而掌握其空间分布规律 3 逐渐成熟阶段从1975年M N 马克西莫夫编写的 油田开发地质基础 来看 苏联油气田地下地质学已比较成熟 美国正式出版的 石油开发地质学 在1979年才由塔尔萨大学的P A 迪基完成 油气田地下地质学的出现和萌芽时期 可以苏联M 米尔钦克于1946年出版的 油矿地质学 和美国L W 里诺于1949年出版的 地下地质学 为标志 我国油气田地下地质学的成熟 应归功于20世纪60年代初非均质性相当严重的陆相多油层油田大庆油田的开发 从1960年到1964年 突破了陆相碎屑岩储层的小层对比技术以及测井定量解释分层孔隙度 饱和度 渗透率的技术 在此基础上提出了油砂体的概念 正确指出注水开发中控制油水运动的基本单元是油砂体 形成了一套以油砂体为核心的储层地质研究方法 20世纪70年代 随着注水开发的深入 储层非均质性对采收率的影响表现得更为明显 最具代表性的是把沉积相分析引入油田地下地质的储层研究中 三次采油技术受到重视 我国在1964年形成油砂体理论以后 随之开展储层沉积相研究 此项 微观沉积学 的研究工作 为1972年大庆油田进行第一期加密调整提供了重要的地质依据 并于1974年在全国推广 4 发展提高阶段二十世纪80年代以来 以美国为代表的国家加大了储层地质学和储层沉积学的研究力度 AAPG杂志刊登油田开发地质的文章逐渐增多 1985年由美国能源部主持的第一届国际储层表征会正是以油藏描述为核心的开发地质学的飞跃的标志 二 油气田地下地质学的发展历史 一向以讨论石油地质勘探技术为宗旨的AAPG刊物 以1988年10月号为开发地质专刊 大声疾呼 还储层地质以本来面貌 并将AAPG每年的11月号做为发表油田地下地质论文为主的专刊 充分表明油气田开发中地下地质研究工作已成为石油工业中非常重要的地质基础学科 已非常成熟地按着本身的特点和规律在向前发展 研究内容广泛 涉及油气勘探与开发中诸多地质问题 综合性强 需要把基础地质学 石油地质学 地球物理勘探 地球物理测井 油层物理等学科的知识融会贯通 培养学生的综合应用能力 实用性强 在油气田地质研究中广泛应用 一门专业技术课 具有很强的综合性和实用性 方法课 缺乏系统性和理论性 相对于石油地质学 因此 采用综合方法和推理研究日益重要 下页表 油气田地下地质学 是一门在大量实践基础上发展起来的科学 根据石油地质的推论和建议 世界上每年要花费巨大的资金 钻几万口探井和开发井 每一口井的前提 钻前准备及论证 和结论对石油地质工作都是一次严格的考验 正确 基本正确 错误 如 预探井部署前的圈闭有效性论证 工艺技术的可行性论证 等等 储层构造形态 倾角 断层分布及封闭性 裂缝发育 储集层的岩性 岩石结构 几何形态 连续性 储油能力和渗流能力的空间变化 即储层各项属性的非均质性 隔层的岩性 厚度及空间变化 储层内油 气 水的的分布及相互关系 油 气 水的理化性质及其在油田内的变化 油气藏的压力场 温度场 水体大小 天然驱动方式及能量 油气储量计算 与钻井 开采 集输工艺有关的其他地质问题 四 油气田地下地质学研究的任务 九大方面 开展油藏地下地质特征研究 需要注意的问题 油气田地下地质学工作主要任务是 油藏描述 油藏描述的核心则是储层描述 随着油田开发的逐步深入 油藏地下地质特征的研究应分系统层次研究 需要从宏观向微观深入 五 油气田地下地质学的资料获取手段 依据资料类别 分三大类地质资料 地球物理资料和工程资料 依据采集的资料性质 分直接的和间接的 静态的和动态的 1 地质录井 是当前直接获取油气藏地下地质特征信息的主要手段 其中最重要的是岩心录井 岩心提供岩样进行分析 测试 实验 以取得各种静态和动态储层参数 近年来 无损伤岩样测试技术的发展 如层析成像 CT 核磁共振成像 NMRI 等 将会在节约岩心 提高数据的同一性等方面发挥重要作用 2 地球物理测井 是当前获取开发井储层资料信息最普遍应用的手段 测得储层的间接资料 通过解释模型反演得到储层地质参数 地球物理测井与岩心分析组合图 3 三维地震 为地下储层描述提供了重要的间接资料 主要弱点是纵向分辨率较低 可通过纵向分辨率较高的测井约束和刻度标定 解决部分开发地质问题 合成地震记录 利用已知测井资料 密度测井与声波时差计算反射系数 通过数学方法模拟实际地震记录的一项技术 主要用途 鉴别反射波 识别多次波 建立地震模型 优化地震勘探设计 提高了采集及解释精度 准确标定地质层位 4 工程测试 直接获取地下流体及各种动态资料的手段 特别是分层测试资料 是检验 修正油气藏静态描述的重要依据 如储层对比关系 连续性 渗透率方向性 断层的开启程度等 油藏数值模拟进行开采历史拟合 就是依据动态资料对油藏原始静态特征的全面检验和修正 五 油气田地下地质学的资料获取手段 调整前后含水对比 调整前后累计产油对比 Z45 1块目前剩余储量分布 六 油气田地下地质学的基本工作程序 三步工作程序 第一步建立井孔柱状剖面 一维 目标是把通过各种技术手段所取得的各种资料信息 转换成内容全面 精度高的各种开发地质属性 包括 划分 渗透层 有效层和隔层 判别 产 含 油层 产 含 气层和产水层 给出 渗透率 孔隙度和流体饱和度值 建立 岩石相剖面以及相应岩石结构参数 井孔一维 井间二维 空间三维 第二步建立分层井间等时对比关系 二维 有两个要求 第一 等时对比 第二 精细对比 第三步建立油藏属性空间分布 三维 在储层分布格架内进行各种属性空间分布的描述 传统的方法以分层的各种等值图来表现 现代计算机则可以用整个油藏的三维数据体来显示 技术关键是如何对井点间无资料控制的油藏部分作出合乎实际的估计和预测 即如何利用井点的己知参数进行井间参数的内插 外推 第一章钻井地质钻井地质设计地质录井 岩心录井岩屑录井钻时录井泥浆录井 完井及其资料整理练习一 井斜水平投影图的编制 第二章油层对比区域地层对比的方法碎屑岩油层对比 碳酸盐岩油层对比习题二 油层对比剖面图习题三 小层平面图 第三章储层特征研究沉积微相研究 储层非均质性研究 裂缝性储集层研究影响储层特征的地质因素 储层敏感性储层综合评价 第四章油气田地下构造研究褶曲研究断层研究 油气田地质剖面图及构造图的编制习题四 断面构造图习题五 油气田地质剖面图 第六章油气储量计算油气储量分类和分级油气储量计算方法 容积法 物质平衡法 油气储量计算的其它方法及计算参数的确定 第五章地层压力和温度地层压力 地层压力的概念 油气层压力研究 异常地层压力的形成机理和预测地层温度 有关地层温度的概念 地温场的研究 掌握钻井地质设计 地质录井 完井地质总结的基本原理和方法 钻井地质工作的基本方法 学会综合运用地质 地球物理 油层物理 油层测试 分析化验等资料 进行地层及油层对比 研究油田地质结构 储层特征 油气储量计算等地质问题的基本理论和基本方法 为油田详探和开发方案编制 方案调整 提供可靠的地质依据 应用各种资料进行综合分析和推理研究 编绘和应用各种油气田地质图件 计算油气储量 课程学习要求 1 掌握钻井地质工作的