油藏地质学知识要点

油藏地质学知识要点油藏地质学知识要点 内部资料 请勿外泄 第 1 页 第一篇第一篇 石油及油藏的形成石油及油藏的形成 第一章第一章 石油生成石油生成 1 石油 是由各种碳氢化合物和少量杂质组成的存在于地下岩石孔隙中的液态可燃有 机矿物 是成分十分复杂的天然有机化合物的混合物 2 组成石油的化学元素以碳 氢为主 其次为硫 氮 氧 此外尚有 30 余种微量元素 3 石油的碳氢化合物按其结构可分为 烷烃 环烷烃和芳香烃 4 石油的非烃组分主要是含硫 含氮和含氧化合物 5 石油根据其对不同溶剂的溶解 吸附性质不同 可分离出性质不同的组分 油质 胶质和沥青质 其中油质是石油的主要组分 由碳氢化合物组成 为淡色粘性液体 荧光显 示为天蓝色 可溶于石油醚 苯 氯仿 乙醚 四氯化碳 二硫化碳 丙酮和酒精中 不能 被硅胶等吸附 胶质是粘性的或玻璃状的半固体或固体物质 颜色由淡黄 褐红到黒色 主 要成分为芳香烃及含氧 硫 氮的非烃化合物 荧光显示为黄色 棕黄色或浅褐色 只能溶 解于石油醚 苯 氯仿 乙醚 四氯化碳等溶解性能较强的溶剂中 能被硅胶吸附 沥青质 是暗褐色至深黒色的脆性固体物质 为稠环芳烃和烷基侧链组成的复杂结构的高分子物质组 成 荧光显示为褐色 不溶于石油醚及酒精 而溶于苯 三氯甲烷及二硫化碳等有机溶剂 6 石油的主要物理性质有 1 颜色 2 密度和相对密度 3 粘度 4 荧光性等 7 天然气在地壳中的赋存形态主要有 气藏气 气顶气 溶解气 凝析气 天然气水 合物和水溶气等 8 干气 有时也称贫气 是指甲烷气含量很高 重烃含量很少 基本不含汽油蒸气的 天然气 湿气是指重烃气含量较高 甲烷气含量有所降低 可含有一定数量汽油蒸气的天然 气 9 19 世纪 70 年代以来 对油气成因的认识基本上分为无机成油和有机成油学说两大 学派 无机生成说 无机生成说 A 宇宙说 随着地球的冷凝 碳氢化合物被冷凝的岩浆吸收 最后凝结在地壳中形成石 油 B 碳化物说 高温的碳和铁变为液态 反应映生成碳化铁 保存与地球深处 地下水向 下渗透 与之反映生成碳氢化合物 上升到地壳即为石油 C 岩浆说 基性岩浆冷凝时合成碳氢化合物 使不饱和碳氢化合物聚合成饱和碳氢化合 物 有机生成说 有机生成说 早期有机生成说 以生物化学为主要动力 沉积物所含原始有机质在成岩过程中逐步转 化为石油和天然气并运输到邻近的储集层中 晚期有机生成说 石油是沉积有机物质被埋藏后 达到一定深度和温度 在热力加催化 剂的作用下转化而来的 主要依据 油气分布与岩石类型 沉积岩中 纵向分布 时间上 第 2 页 成分特征 某些稀有金属特征 油层温度特征 很少超过 100oC 形成时间 近代沉积物 中的观察结果 10 根据油气有机成因理论 生物体是生成油气的最初来源 其中细菌 浮游植物 浮 游动物和高等植物是沉积物中有机质的主要供应者 生物有机质并非是生油的直接母质 这 些有机质经历了复杂的生物化学及化学变化 形成一种结构非常复杂的生油母质 干酪根 成为生成油气的直接先驱 11 干酪根 是指沉积岩 物 中分散的不溶于一般有机溶剂 指非氧化型酸 碱和非 极性有机溶剂 的沉积有机质 也可理解为油母质 12 干酪根的类型 1 型 H C 原子比较高 O C 原子比较低 主要来自于藻类 细菌类等低等生物 生油潜能大 2 型 H C 原子比较 型低 O C 原子比较 型高 它们来源于浮游生物 以浮游 植物为主 和微生物的混合有机质 生油潜能中等 3 型 H C 原子比较低 O C 原子比较高 主要来源于陆地高等植物 生油潜力较 差 但是生成天然气的主要母源物质 13 油气生成的外在条件 1 大地构造条件 沉降速度与沉积速率相近或前者稍大时 能久保持还原环境 2 岩相右地理条件 海相环境中 浅海区是最有利于油气生成的右地理环境 陆相环 境 深水 半深水湖泊相是陆相烃源岩发育的有利区域 在近海地带的深水湖盆是最有利得 生油坳陷 在陆海过度相 三角洲发育部位是极为有利的生油区 3 古气候条件 温暖湿润的气候有利于生物的繁殖发育 是油气生成的有利条件之一 4 细菌活动 细菌的作用实质是将有机物质中的氧硫氮特别是氢富集起来 5 热力作用 温度是最持久和最有效的作用因素 在油气生成的全过程中 温度与时 间是一对同时发挥作用的重要因素 6 催化作用 自然界中存在无机盐类 粘土矿物 和有机酵母两类催化剂 7 放射性作用 放射性物质的作用也可能是促使有机质向油气转化的能源之一 14 简述有机质向油气演化的过程 成烃模式 1 生物化学生气阶段 段深度范围 沉积界面 1500m 温度范围 10 60 动力因素 细菌活动 转化反应性质 生物化学降解 主要产物 少量烃类和挥发性气体以及早期低成 熟石油和大量干酪根 2 热催化生油气阶段 段深度范围 1500 4000m 温度范围 60 180 动力因素 热力催化作用 转化反应性质 热降解 主要产物 大量石油和湿气 CO2 H2O N2 H2S 等挥发性物质和残留干酪根 3 热裂解生凝析气阶段 段深度范围 4000 7000m 温度范围 180 250 动力因素 热力作用 转化反应性质 石油热裂解与热焦化 主要产物 大量 C C 链断裂 已形成的 高分子液态烃急剧减少 断开杂原子官能团和侧链 生成 H2O CO2 和 N2 第 3 页 4 深部高温生气阶段 段深度范围 6000 7000m 温度范围 250 动力因素 热力 因素 转化反应性质 变质作用 主要产物 干气甲烷和固态沥青和石墨 15 门限温度 有机质开始大量转化为石油时的温度 也称成熟温度 门限深度 成熟温度所在的深度 16 凡能够生成并提供具有工业价值的石油和天然气的岩石 称为生油气岩 17 由烃源岩组成的地层 称为生油 气 层 18 从岩性上看 能够作为生油层的岩性主要有二大类即泥质岩和碳酸盐岩 19 生油层的地质特征及主要地球化学特征 1 地质特征 岩性 烃源岩一般色暗 粒细 富含有机质和微生物化石 常含有分散状黄铁矿 偶尔 可见原生油苗 岩相 形成烃原岩最有利的沉积环境是浅海相 三角洲相 半深水相 深水湖相 厚度 单层厚度 30 40m 时排烃效果好 2 地球化学特征 有机质的丰度 岩石中有机质的含量是决定生烃能力的主要因素 指标是有机碳含量 岩石中的所有有机质含有的碳元素的总和占岩石总质量的百分比 有机质的类型 干酪根类型和可溶解有机质类型 有机质成熟度 成熟度是指烃源岩中有机质的热演化程度 其评价方法有 镜质体反射 率 R 热变指数 TAI 正构烷烃分布特征和奇偶优势比 时间 温度指数 TTL 20 天然气按成因可分为 无机成因气 生物化学气 煤系气和油型气等 第二章第二章 油气储集层油气储集层 1 储集岩 凡是能够储存和渗滤流体的岩石 储集层 由储集岩所构成的地层 又称储层 2 有效孔隙度 指那些参与渗流的 相互连通的孔隙总体积与岩石总体积的比值 3 有效渗透率 当岩石中有多相流体通过时 岩石对每一相流体的渗透率 又称相渗 透率 4 碎屑岩的储集空间按成因可分为 粒间孔隙 溶蚀孔隙 微孔隙和裂缝 5 影响碎屑岩储集层储集性能的因素 1 沉积环境 主要因素 1 碎屑颗粒的成分 石英 长石 岩屑为主 对储集岩孔隙度和渗透率的影响有 一 是颗粒的耐风化性 二是狂化物的润湿性 2 岩屑颗粒的粒度和分选程度 在一般情况下 颗粒的分选程度越好 孔隙度和渗透 率也越高 3 碎屑颗粒的排列方式 4 杂基含量 当杂基含量大于 5 时 粘土杂基含量与孔隙度和渗透率成反比 杂基含 第 4 页 量小于 5 时原始孔隙度和渗透率很高 杂基含量超过 15 则渗透性很低 5 沉积构造 顺层理倾向方向渗透率最大 你层理倾向方向渗透率最小 2 成岩作用 次要因素 1 机械压实作用 压实强度增加 砂岩孔隙度明显降低 2 胶结作用 胶结物的成分含量及胶结类型 产状对储集性能有影响 泥质胶结渗透 性好 钙质胶结 铁质胶结渗透性差 胶结类型 基地式胶结 孔隙式胶结 接触式胶结 杂乱式胶结 胶结物产状类型 孔隙充填 孔隙封边 孔隙桥赛 加大胶结 3 溶解作用 次生溶孔的形成可表现为对岩屑颗粒的溶解 对填隙物的溶解和对自生 交代矿物的溶解 3 构造改造作用 一般影响较小 1 构造活动影响岩屑母岩性质 2 构造活动影响区域地温梯度变化 3 构造运动产生断层和微裂缝 影响储集性能 6 砂 砾 岩体 是指在某一沉积环境下形成的 具有一定的形态 岩性和分布特征 并以砂 砾 质为主要成分的沉积岩体 碎屑岩储层的砂 砾 岩体类型主要有 洪积 冲积扇砂砾岩体 河流砂岩体 三角洲 砂岩体和浊流沉积砂岩体等 7 碎屑岩储层的成因类型及碳酸盐的储层类型 碎屑岩成因分类 原生孔隙 粒间孔隙 粒内孔隙 矿物节理缝 层理层间缝 次生 孔隙 粒间溶孔 粒内溶孔 超粒孔 晶间孔 溶洞 收缩缝 成岩缝及其溶蚀 构造缝及 其溶蚀 碳酸盐储集类型 孔隙型碳酸盐储集层 以各类型的孔隙为主 裂缝型碳酸盐储集层 储集空间多样 裂缝 孔隙 溶蚀孔洞 溶蚀型碳酸盐储集层 以溶蚀空洞为主要储集层 复合型碳酸盐岩储集层 8 对比分析碎屑岩与碳酸盐储集层的异同点 前为砂岩 后为碳酸盐岩 岩石中的最终孔隙度 15 30 5 15 储集空间类型 粒间孔隙为主 裂缝少 一般无溶洞 类型多 变化大 发育大量的溶 洞和裂缝 储集空间大小 形状及分布 分布均匀 储集空间以组构选择性孔隙为主 变化很大 储集空间大小形状的影响因素 与碎屑岩的粒度 分选有关 一般与粒度 分选无关 形态变化大 储集空间成因 与沉积环境有关 复杂 多期 多样 受成岩作用和构造作用应影响 成岩作用的影响 影响较小 压实 胶结作用使原生孔隙度降低 影响大 能形成 消 失或完全改变原有孔隙 第 5 页 裂缝作用影响 一般不重要 对储层性质影响很大 孔隙性和渗透性测量 适合做岩心分析 难以进行评价 孔隙性与渗透率相关性 相关性好 取决于颗粒大小和分选情况 变化大 相关性差 9 盖层 位于储集层上方 能阻止储集层中油气向上逸散的不渗透岩层 排替压力 是某一岩样中的润湿相流体 被非润湿相流体开始排替所需的最低压力 10 盖层的类型 封闭机理及影响其有效性的因素 A 盖层类型 a 按岩性分类 1 泥质岩类盖层 泥岩 页岩等 粒细 致密 渗透率低是良好的盖层 2 蒸发岩类盖层 盐岩 膏岩是最佳的类盖层 3 碳酸盐岩类盖层 泥灰岩 泥灰砂岩 但易溶蚀形成缝洞 其他类盖层 铝土岩 火成岩 煤层等 b 按分布范围分类 区域性盖层 局部性盖层 c 按盖与油气藏的位置分类 直接盖层 上覆盖层 B 封闭机理 a 物性封闭 依靠盖层异常高孔隙流体压力封堵油气 一般只能阻止游离相油气进一步 运移 难以封堵水溶相及扩散方式运移的油气 b 超压封闭 依靠盖层异常高孔隙流体压力封闭油气 超高压盖层的封隔能力取决于超 压的大小 超压越高 封盖能力越强 c 烃浓度封闭 具有一定的生烃能力的底层作为盖层 以较高的烃浓度阻止下伏油气向 上扩散运移 主要对以扩散方式向上运移的油气作用 C 影响盖层有效性因素 岩性 韧性 厚度 连续性 a 泥质岩类是良好的盖层 b 韧性岩石构成的盖层与脆性岩石相比不易产生断裂和裂缝 c 盖层越厚月有利于油气的保存 d 盖层大范围连续性稳定分布对油气聚集有重要意义 11 生储盖组合 剖面上紧密相邻的生油层 储集层 盖层三者的有效配置 根据三者 之间的空间配置关系可分为 正常式生储盖组合 侧变式生储盖组合 顶生式生储盖组合和 自生 自储 自盖式生储盖组合 第三章第三章 油气藏油气藏 1 油气运移 石油和天然气在地层中任何移动称为油气运移 初次运移 是指油气从烃源岩向储集层的运移 二次运移 是指油气进入储集层以后的一切运移 2 油气初次运移的相态 动力 途径 方向及时期 第 6 页 相态 石油初次运移时的相态以游离相占主导地位 而水溶相气溶相居其次 天然气初 次运移的相态有水溶相和游离相 动力 1 正常压实产生的剩余流体压力 2 欠压实作用 3 蒙脱石脱水作用 4 流体热增 压作用 5 有机质的生烃作用 6 渗淅作用 7 胶结和重结晶作用 8 扩散作用 9 毛细管压力 1 0 构造应力 途径 1 较大的孔隙与微层理 未成熟 低成熟阶段主要运移途径 2 构造裂缝与断层 3 微裂缝 成熟 过成熟阶段主要运移途径 4 有机质或干酪根网络 方向 对于一个碎屑岩沉积盆地 从微观上看 泥岩 砂岩 从宏观上看 深部 浅部 盆地中心 盆地边缘 时期 初次运移的时期是指烃源岩从开始排烃到终止排烃的整个时期 主要时期是有机 质热演化成熟阶段和晚期压实吸收阶段 3 二次运移的相态 动力 阻力 通道及方向 相态 石油主要呈游离态 也可以有水溶相和气溶相 天然气存在于水溶相 油溶相 气相和扩散相 动力 浮力 水动力 构造应力 分子扩散 分子渗透力 阻力 毛细管压力 吸附力 通道 联通孔隙 裂隙 断层 底层不整合面 方向 总是沿着渗透性最好 阻力最小 从高流体势区向低流体势运移 从盆地整体上 看 油气运移的方向总是由盆地中心向盆地边缘和盆地中的古凸起运移 由深部底层向浅部 地层运移 影响因素 运载层 运载层及相关地层的构造起伏 封盖层的形态与分布 盆地构造和 形状 断层阻挡和联通 4 圈闭 是 指储集层中能够阻 止油气运移 并使 油气聚集的一种场 所 通常由储集层 盖层和遮挡物三部 分组成 5 圈闭三要 素 1 必须具 备适于油气储集的 储集层 2 必 须具备遮盖着储集 层 阻止油气向上 逸散的盖层 3 必须具备从 第 7 页 各方面阻止油气继续运移 促使油气聚集的遮掩条件 6 圈闭的度量 溢出点 流体充满圈闭后 最先从圈闭中溢出的点 称为该圈闭的溢出点 闭合面积 通过溢出点的构造等高线所圈出的封闭面积 闭合高度 从圈闭的最高点到溢出点之间的海拔高差 称为闭合高度 7 油气藏 是地壳中油气聚集的最基本单位 是油气在单一圈闭内 具有独立压力系 统和统一的油水界面的基本聚集 油气田 石油地质学所指的油气田是狭义的 指受单一局部构造所控制的同一面积内的 一系列油藏 气藏和油气藏的总和 8 油气藏的参数 1 含油边界 油 水界面与储集层顶部的 交线 其外无油存在 只有水存在 2 含水边界 油 水界面与储集层底部的 交线 其内无边水或 底水存在 其内为纯含 油区 3 气顶边界 油 气界面与储集层顶部的 交线 4 含油面积 含 油边界所圈定的面积 5 含气面积 气 顶边界所圈定的面积 6 油气藏高度 储集层中圈闭的最高点 到油水界面之间的海拔 高度差 7 气顶高度 气顶最高点到油气界面的海拔高度差 8 含油高度 油气界面与油水界面之间的海拔高度差 9 边水 油气藏边缘以外的水 10 底水 油气藏边缘内承拖着油气的水 9 油气藏富集条件 简答 1 充足的油气来源 2 有利的生 储 盖组合 3 圈闭的有效性 4 必要的保存条 件 第 8 页 试论述油气藏富集的条件有哪些 1 充足的油气来源 生油条件是油气藏形成的物质基础 只有充足的油气供给 才能形成储量大 分布广的 油气藏 油气源的供烃丰富程度 取决于盆地内烃源岩系的发育程度及有机质的丰度 类型 和热演化程度 生油凹陷面积大 沉降持续时间长 可形成巨厚的多旋回性的烃源岩系及多 生油气期 具备丰富的油气源 是形成丰富油气藏的物质基础 2 有利的生 储 盖组合 生 储 盖组合是指紧密相邻的 剖面上的 生油层 储集层和盖层的一个有规律的组 合 称为一个生 储 盖组合 所谓有利的生 储 盖组合是指生油层生成的油气能及时地运移到良好的储层中 同时 盖层的质量和厚度又能保证运移至储集层中的油气不会逸散 有利的生储盖组合 连续的生储盖组合 侧变式 互层式 不连续的生储盖组合 各种 不整合 3 圈闭的有效性 圈闭的有效性就是指在具有油气来源的前提下 圈闭聚集油气的实际能力 其影响因素 有三个方面 大 近 早 圈闭形成时间与油气区域性运移的时间的关系 时间上的有效性 圈闭形成早于或同 时于油气区域性运移的时间是有效的 圈闭位置与油气源区的关系 位置上的有效性 圈闭离烃源岩区域越近越有效 越远 有效性越差 水压梯度对圈闭有效性的影响 在静水条件下 油气藏内油水或气水界面是水平的 但在动水条件下 油 或气 水界面是倾斜的 意味着会有部分油气被冲走 倾角越大 能 留住的油气就会越小 当这个倾角大于或等于圈闭水流方向一翼的岩层倾角时 油气就会全 部被冲走 4 必要的保存条件 在地质历史时期形成的油气藏能否存在 决定于在油气藏形成以后是否遭受破坏改造 必要的保存条件 是油气藏存在的重要前提 主要有以下条件影响 地壳运动对油气藏保存条件的影响 1 地壳抬升 盖层遭受风化剥蚀 盖层封盖油气的有效性部分受到破坏 或全部被 剥蚀掉 油气大部分散失或氧化 菌解 造成大规模油气苗 如西北地区许多地方的沥青砂 脉 2 地壳运动产生一系列断层 也会破坏圈闭的完整性 油气沿断层流失 油气藏破 坏 如果断层早期开启 后期封闭 则早期断层起通道作用 油气散失 而后期形成遮挡 重新聚集油气 形成次生油气藏或残余油气藏 3 地壳运动也可以使原有油气藏的圈闭溢出点抬高 甚至使地层的倾斜方向发生改 变 造成油气藏的破坏 岩浆活动对油气藏的保存条件的影响 岩浆活动时 高温岩浆会侵入到油气藏 会把 第 9 页 油气烧掉 破坏油气藏 而当岩浆冷凝后 就失去了破坏能力 会在其它因素的共同配合下 成为良好的储集体或遮挡条件 水动力对油气藏保存条件的影响 活跃的水动力条件不仅能把油气从圈闭中冲走 而 且可对油气产生氧化作用 所以在地壳运动弱 火山作用弱 水动力条件弱的环境下才利于油气藏的保存 10 油气藏的类型 1 构造油气藏 背斜油气藏 断层油气藏 岩体刺穿油气藏 裂缝性油气藏 2 地层油气藏 原生砂岩体地层油气藏 地层不整合遮挡油气藏 地层超覆油气藏 生物礁油气藏 3 岩性油气藏 4 水动力油气藏 5 复合油气藏 第 10 页 第 11 页 11 油气田勘探阶段划分 勘探程序 区域勘探 圈闭预探 油气田评价勘探 滚动勘探开发 是指对于复式油气聚集带 区 或复杂油气田 从评价勘探到油气田全 面投入开发阶段 在采取整体控制的基础上 勘探一块 开发一块 评价勘探与油田开发紧 密结合 交叉进行的工作方法 区域勘探的主要任务 对整个盆地 坳陷或其中一部分进行的整体地质调查 查明区域 第 12 页 地质及石油地质基本条件 进行早期含油气远景评价和资源量估算 评选出最有利的坳陷和 构造带 提出预探方案 为进一步开展油气勘探工作做好准备 圈闭预探的主要任务 在经过区域勘探后 对构造进行对比评价 在选定的有利的构造 或圈闭上 进行以发现油气田为目的的钻探工作 探明圈闭的含油气性 推算含油气边界 提供评价钻探的对象 油气田评价勘探的主要任务 在预探所证实的工业性油气藏面积上 进一步详细探明油 气田特征及含油气边界 圈定含油气面积 提交二级探明储量 对油气藏进行综合评价及经 济效益预测分析 为编制油气田开发方案提供所需的地质基础资料及油田的有关参数 第 13 页 第二篇第二篇 油藏特征描述油藏特征描述 第四章第四章 油藏描述资料油藏描述资料 1 地质录井 简称录井 是指在钻井过程中 根据井的设计要求 应用专用的设备和 一定的工作方法 取全取准直接和间接反映地下情况的各项资料 以判断井下地质及含油 气情况的工作 2 录井方法主要有钻时录井 岩心录井 岩屑录井 钻井液 泥浆 录井 气测录井 荧光录井 井壁取心 地化录井等 3 钻时是指每钻进单位厚度岩层所需要的时间 影响钻时的因素主要有 1 岩石的可钻性 松软地层比坚硬地层钻时低 2 钻头类型与新旧程度 新钻头比旧钻头钻时低 3 钻井措施与方式 钻压大 转速快 排量大 钻头对岩石破碎效率高 钻时低 4 钻井液性能与排量 低粘度 低密度 大排量的钻井液钻进快 钻时低 5 人为因素的影响 司钻的操作技术与熟练程度对钻时高低也有影响 4 岩心 岩芯 收获率是指所取得岩心的总长度与本回次进尺的百分比 是反映岩心 录井资料可靠程度和钻井工艺水平的一项重要技术指标 岩心收获率 岩心长度 取心进尺 100 5 岩心油气水观察包括 岩心含油气观察 岩心含水观察 滴水试验 荧光试验法等 6 滴水试验分为速渗 缓渗 微渗和不渗 4 级 7 荧光试验法有直照法 滴照法 系列对比法和毛细分析法 8 孔隙性含油的含油级别分为 6 级 饱含油 富含油 油浸 油斑 油迹和荧光 9 缝洞性含油的含油级别划分为油浸 油斑 油迹和荧光 4 级 10 岩屑 地下的岩石被钻头钻碎后 由钻井液带到地面的岩石碎块就叫岩屑 又常称 为 砂样 或 砂子 岩屑迟到时间是指岩屑从井底返至井口的时间 测定方法有 理论 计算法和实物测定法 11 钻井液在钻井中的主要作用有 润滑与冷却钻头 将井下钻碎的岩屑携带到地面 平衡地层压力 防止井喷和井漏 保护井壁 防止井壁垮塌 传递动力 带动涡轮钻具钻进 第五章第五章 储集层研究储集层研究 1 油层对比 在邻井之间和研究区范围进行储层的横向连续性追踪 油层对比是研究 油层空间展布和连通情况的基础 目前地层划分对比常用方法 生物地层学方法 岩石地层学方法 层序地层学方法 2 隔层 是指稳定分布于两个渗透性岩层中间的不渗透岩层 隔层的特点是封隔性好 平面分布较稳定 具一定厚度 泥岩一般需 3m 以上 第 14 页 夹层 是指夹在连续油层 或渗透层 内部的非有效油层 或非储层 夹层的特点是 平面分布不稳定 厚度较小 有的夹层不具渗透性 有的也具一定的渗透性甚至还具油迹以 下的含油显示 但基本无可动油 3 油层对比单元的划分 在油田范围内 将油层对比单元从大到小划分为四级 含油 层系 油层组 砂层组 单油层 油层单元级次越小 油层特性一致性越高 垂向连通性越 好 4 油层对比的依据 岩性特征 岩性及组合 沉积旋回 测井曲线特征 5 沉积旋回 指在地层剖面上 若干相似的岩性在纵向上有规律地重复出现的现象 这种有规律地重复出现 可以在岩石的颜色 岩性 结构 沉积构造等各方面表现出来 最 明显的是表现在岩石的粒度上 称之为韵律性 沉积旋回级别的划分 在油田范围内 沉积旋回级次的划分 从大到小分四级 一级 沉积旋回 二级沉积旋回 三级沉积旋回 四级沉积旋回 韵律 6 标准层 岩性特征突出 岩性稳定 电性特征明显 分布范围较广且厚度变化不大 的岩层 利用标准层一般可以确定油层组的界线 7 油层对比的步骤 1 利用标准层对比油层组 2 利用沉积旋回对比砂层组 3 利用岩性和厚度比例关 系对比单油层 4 连接对比线 8 常用的油层对比成果图 数据表有小层划分数据表 单层对比数据表 图件 小层平面图 油层剖面图 油层栅 状图 油砂体连通图和油砂体平面图 图 5 1 某井组地层对比曲线 第 15 页 图 5 2 某井组地层对比曲线 图 5 3 某井组自然伽马曲线 9 碳酸盐岩储集单元及其划分 1 储集单元 碳酸盐岩油气层剖面中 能封闭油气并具有统一压力系统的基本岩石组 合 储 产 盖 底 2 划分原则 同一储集单元必须具备完整的储 渗 盖 底的岩性组合 同一储 集单元具有同一压力系统 同一储集单元内 流体性质基本相似 组成储 产 盖 底 的层位相同 但平面上被断层分隔 造成压力系统不同 油 气 水界面不在同一海拨高度 可划为两个储集单元 10 沉积微相 沉积亚相带内 具有独自岩性 岩石结构 构造 厚度 韵律性及一定 的平面分布规律的最小沉积组合 11 裘怿楠提出的储层非均质性分类 1 孔隙非均质性 主要指孔隙结构的非均质性 孔隙 喉道大小及均匀程度 以及孔 隙与喉道的配置关系和连通程度 第 16 页 2 层内非均质性 指砂体内部纵向上的非均质性 粒度韵律性 层理构造序列 渗透 率差异程度及高渗透段位置 层内不连续薄夹层的分布频率和大小 以及全层的水平渗透率 与垂直渗透率的比值等 3 平面非均质性 指砂体内部平面上的不均质性 砂体成因单元的连通程度 平面孔 渗变化和非均质程度 以及砂体渗透率的方向性等 4 层间非均质性 指多个砂层之间的非均质性 包括层系的旋回性 砂层间渗透率的 非均质程度 隔层分布 特殊类型层的分布等 12 粒度韵律 单砂层内碎屑粒径在剖面上的变化 正韵律 颗粒粒度自下而上由粗变细 反韵律 颗粒粒度自下而上由细变粗 复合韵律 正 反韵律的组合 均质韵律 粒度在垂向上变化均匀 13 孔隙结构 岩石中孔隙和喉道的几何行形状 大小 配置及其相互连通关系 孔隙 岩石颗粒包围的较大的空间 主要储集空间 喉道 孔隙的缩小部分 即连通两个孔隙的狭窄部分 是控制流体通过能力的主要通道 成因 原生孔隙 次生孔隙 孔隙大小及对流体作用 超毛细管孔隙 毛细管孔隙 微毛细管孔隙 14 碎屑岩喉道类型及孔隙结构特征 A 孔隙缩小型喉道 大孔粗喉型 B 缩颈型喉道 大孔细喉型 C 片状喉道 小孔极细喉型 D 管束状喉道 15 按孔隙结构的特点和对开发效果的影响 可将碳酸盐岩孔隙结构分为 4 种 A 大溶洞型 以缝宽大于 0 1mm 的裂缝为喉道 B 微裂缝 孔隙型 以微裂缝及晶间隙为喉道 C 裂缝型 储集空间和喉道均为裂缝 孔隙不发育 D 复合型 大洞 大缝 小孔 微缝的组合 16 国内外按储集层模型的精度 将储层模型划分为概念模型 静态模型和预测模型 17 储集层建模和程序 建立井模型 建立层模型 建立参数模型 第六章第六章 油藏特征研究油藏特征研究 1 断层在油藏形成中的作用 1 油气运移的良好通道 生油凹陷中生成的大量油气向圈闭中运移时 主要依靠三种类型的通道 靠连续分布的 储集层做远距离的横向运移 靠区域不整合界面做横向和层间运移 靠断层做垂向和斜向的 第 17 页 层间运移 这些担负油气运移的断层一般都是切穿若干地层的较大型的断层 而且在它们担 负油气运移通道时必须是开启的和未封闭的 2 圈闭形成和油气藏保存的必要条件 是断层圈闭形成的主要遮挡条件 在油气藏形成以后的长时期保存的过程中 断层具有 主要的决定的作用 世界上有许多油气藏就是由于断层的封闭性不好或在油气藏形成以后出 现断层复活 导致已形成的油气藏遭受破坏 2 井下断层存在的可能标志及应用这些标志需要注意的问题 1 井下底层的重复与缺失 2 非漏失层发生泥浆漏失和意外的油气显示 3 近距离内标准层的标高相差悬殊 4 近距离内同层厚度突变 5 在短距离内 同一油气层内流体性质 折算压力和油 气 水界面有明显差异 6 地层倾角矢量图上有特殊显示 3 判断断层封闭性 1 断面两侧的岩性条件 断层两侧若为渗透性与非渗透性岩层相接触 通常认为是封 闭性的 但也要注意 在断层的不同位置 其封闭差异是存在较大变化的 2 断层的力学性质 张性断裂易于形成开启性断层 而压扭性断裂容易形成封闭性断 层 但随着埋深的增加 张性断裂的封闭性也会发生变化 长期处于沉寂状态下的断距较小 的断层 一般多是封闭性的 3 断层两盘的流体性质及分布差异 油 水界面高度的差异 是断层封闭的重要标志 4 钻井过程中的显示 在正常钻井过程中 钻井液漏失 井涌及油气显示等现象 以 及岩心有断层角砾岩 岩屑中存在次生方解石 石英含量增高 钻时减少等现象 这将预示 钻遇的断层多为开启性的 否则为封闭性断层 5 断层活动时期与油气聚集期的关系 一般认为 在油气聚集期已经停止活动的断层 具封闭性 在主要油气聚集期之后产生并继续活动的断层 多为油气运移的通道 具纵向开 启性 许多次生浅层油气藏就是沿断层向上进行二次运移的结果 同生断层常常具有良好的封闭性 这是因为沉积和断裂同时发生 断裂活动使尚未压实 固结的半塑性状态的泥质层沿断面或破裂带发生塑性流动 在断面处形成不渗透的天然屏障 6 开发过程中的断层封闭性研究 1 压力判断 依据断层两侧油水井的压力反映来判断断层的封闭性 2 注采连通判断 依据断层附近油水井的生产动态资料 可以准确地判断该断层的封闭性 4 静水压力是指由静水柱造成的压力 地层压力是指作用于岩层孔隙空间内流体上的压力 所以又可称为孔隙流体压力 在含 油 气区域内的地层压力又叫油层压力或气层压力 第 18 页 井底流动压力是指采油井或注水井在开井生产 正常采油或正常注水 的情况下其油层 射孔井段部位的井筒压力 井底流动压力一般简称 流压 5 异常地层压力 把偏离静水柱压力的地层孔隙流体压力称之为异常地层压力 常用 压力系数来表示异常地层压力偏离静水柱压力的程度 6 异常地层压力的成因及预测方法 成因 成岩作用 剥蚀作用 断裂作用 刺穿作用 热力及生物化学作用 测压水位影 响 流体密度差异 渗淅作用 预测方法 地震勘探法 钻井资料分析法 地球物理测井法 7 油藏的原始能量包括 弹性能量 溶解气能量 边底水能量 气顶能量和重力能量 8 弹性能量形成机理和释放条件 弹性能量是一种压缩能 它是油藏岩石和其中的流体在地层高压条件下积蓄的一种能量 当油藏投入开发 油井进行采油生产 油藏压力出现下降时 油藏岩石和其中的流体就会出 现弹性膨胀 释放出弹性能量 从而驱动岩石孔隙中的流体流向井底 形成弹性驱动 9 弹性能量的受控因素 1 油层岩石和其中流体的压缩系数大小 压缩系数大 在压力作用下出现的体积变化也大 因而积蓄或释放的弹性能量也大 2 油藏原始压力系数的高低 油藏原始系数越高 它积蓄的弹性能量就越大 油藏原始压力系数越低 其积蓄的弹性 能量也越少 因此 异常高压油藏的弹性能量比异常低压油藏要高很多 3 开采中降压的幅度大小 油藏弹性能量的利用程度 取决于油藏在开发中能够降低压力的幅度 降压幅度越大 弹性能量释放就越多 获得的弹性采收率也就越高 反之则低 10 饱和压力 当地层原油中溶解的天然气达到饱和状态时所测定的压力 11 溶解气能量形成机理和释放条件 地层原油中一般都溶解有天然气 当油藏压力出现下降并低于饱和压力时 溶解在地层 原油中的天然气会逐渐游离出来 呈气态出现在油藏流体中 由于溶解气变成游离气将出现 很大的体积增加 也由于游离气的体积膨胀系数很大 一般比液体高出 6 10 倍 因此将出 现很大的体积增加 释放出溶解气的膨胀能量 这种能量可以将大量油气驱向井底 从而使 油藏进入溶解气驱阶段 12 溶解气能量的受控因素 溶解气能量的大小 与原始溶解气油比的高低 溶解气成分 以及油层压力和温度都有 一定关系 油藏原始溶解气油比高的油藏 其原始溶解气数量大 所蕴含的溶解气能量就大 反之则小 溶解气中重烃含量高者弹性能量相对较小 油层压力越高 其可能的降压幅度就 越大 因而释放出的溶解气能量就越大 油层温度越高 其溶解气能量也越大 与弹性驱相比 油藏的溶解气能量更为丰富 其溶解气驱采收率一般要高出弹性驱数倍 第 19 页 13 油藏原始驱动类型是指油藏在依靠天然能量开采时 起主要作用占支配地位的那种 能量类型 油藏的原始能量几乎不存在单一类型的 它们都是几种能量共存的 14 油藏人工驱动类型有 水驱 注蒸汽热采 气驱 各种化学驱 如碱水驱 聚合物 驱等 但主要是水驱 第 20 页 第三篇第三篇 储量与开发地质储量与开发地质 第七章第七章 油气储量计算油气储量计算 1 原地量 泛指地壳中由地质作用形成的油气自然聚集量 即在原始地层条件下 油气储集层中储 藏的石油和天然气及其伴生有用物质 换算到地面标准条件 20 0 101 MPa 下的数量 在 未发现的情况下 称未发现原地资源量 在已发现的情况下 称为已发现原地资源量或原地 储量 特称地质储量 未发现原地资源量和地质储量之和 称为总原地资源量或总资源 储 量 2 可采量 是指从油气的原地量中 预计可采出的油气数量 在未发现的情况下 称为可采资源量 在已发现的情况下 称为可采储量 可采储量又是技术可采储量和经济可采储量的统称 3 地质储量 是指在钻探发现油气后 根据已发现油气藏 田 的地震 钻井 测片和测试等资料估算 求得的已发现油气藏 田 中原始储藏的油气总量 地质储量分为探明地质储量 控制地质储 量和预测地质储量 4 可采储量 是指从油气地质储量中的可采出的油气数量 按其地质可靠程度和经济意义可分为七类 预测储量是内蕴经济的 不划分经济可采储量 A 探明技术可采储量 B 探明经济可采储量 C 探明次经济可采储量 指探明技术可 采储量与探明经济可采储量的差值 D 控制技术可采储量 是指满足下列条件所估算的 技术可采储量 E 控制经济可采储量 是指满足下列条件所估算的经济可采储量 F 控 制次经济可采储量 是指控制技术可采储量与控制经济可采储量的差值 G 预测技术可 采储量 是指满足下列条件所估算的技术可采储量 5 工业油气流标准 在现代技术 经济条件下 一口井在正常生产条件下所具有的最 低的油气产量标准 高于此标准的油气井就具有进一步勘探并进行开发可行性评价的价值 6 油气储量计算方法 1 静态法 依据油藏自身的静态地质参数计算其储量 容积法 统计模拟法和类比法 2 动态法 依据油藏在开发过程中的动态资料计算其储量 1 物质平衡法 2 压降法 3 水驱特征曲线法 4 产量递减法 5 矿场不稳定试井法 7 容积法计算石油储量的基本思路 是将整个油藏当作一个有统一压力系统和彼此连通的容器 在此基础上首先确定含工业 第 21 页 储量的油 气层的体积 然后逐次计算油层孔隙空间体积和油气的地下体积 最后将油气的 地下体积折算成地面体积或质量 8 已知某油藏 含油面积 20km2 平均油层厚度 25 米 夹层厚 5m 平均有效孔隙度 20 平均含油饱和度 65 原油体积系数 1 42 脱气油密度 0 86g cm3 原始溶解气油比 为 84m3 m3 1 计算该油藏的原油地质储量 体积量和质量 2 该油藏的溶解气地质储量 1 原油地质储量 体积量 43 100 100 20 255 0 2 0 65 1 42 3661 63 10 oo NAHe SB m 原油地质储量 质量 4 3661 63 0 86 3149 0 10 o NN t 2 溶解气地质储量 3844 1076 308463 36611010mNRG si 9 油层有效厚度就是指储油层中具有工业产油能力的那部分油层的厚度 即工业油井 内具可动油的储集层的厚度 研究有效厚度的基础资料有岩心 试油和地球物理测井资料 这三种资料必须综合运用 以提高全面性和准确度 10 地层原油体积系数为原油的油藏体积与其在地面脱气后的体积之比 11 几种油气储量计算方法对比表 第 22 页 方法方法应用时间应用时间适用条件适用条件储量类别储量类别所需资料所需资料 容积法容积法 各勘探开发时各勘探开发时 期期 各种油气田 裂缝性各种油气田 裂缝性 油气田可靠性较差油气田可靠性较差 地质储量地质储量油气田面积 有效厚度 有效孔隙度 含油气田面积 有效厚度 有效孔隙度 含 油气饱和度 油气体积系数和原油密度油气饱和度 油气体积系数和原油密度 物质平物质平 衡法衡法 采出程度约采出程度约10 10 的早中期的早中期 适用于各种油气田 适用于各种油气田 复杂油气田均可复杂油气田均可 地质储量地质储量油气水累产量 压力 体积系数 压缩系油气水累产量 压力 体积系数 压缩系 数 侵入水量 生产气油比和累积气油比数 侵入水量 生产气油比和累积气油比 压降法压降法气田采出程度气田采出程度 10 10 的早中期的早中期 仅适用于封闭型消耗仅适用于封闭型消耗 式油气田式油气田 地质储量地质储量气田的累积产气量 地层压力降和相应的气田的累积产气量 地层压力降和相应的 气体偏差系数气体偏差系数 产量递产量递 减法减法 油气田开发的油气田开发的 中 后期中 后期 适用于各种油气田适用于各种油气田可采储量可采储量油气田的产量和累积产量油气田的产量和累积产量 12 储量丰度定义为单位含油面积所拥有的油气地质储量 13 油田地质储量大小 一般划分为特大型油田 大型油田 中型油田和小型油田四个 等级 而对于气田我国只划分为大 中 小三个等级 第八章第八章 油藏开发期地质特征油藏开发期地质特征 1 1988 年 原石油工业部开发司 科技司将我国投入开发的油气藏归纳为 12 种类型 层状砂岩油藏 气顶砂岩油藏 层状低渗透砂岩油藏 裂缝型低参透砂岩油藏 断块油藏 砾岩油藏 碳酸盐岩油藏 变质岩 火山岩油藏 常规稠油油藏 热采型稠油油藏 高凝油 藏和凝析油气藏 2 油田开发常用的技术指标 1 单井产能 指油井在满时率工作时 全天开井 24 小时 的日产量 单位是 t d 或 m3 d 2 含水比 率 油井生产时产出水量与产出液量的质量比 称为含水比或含水率 有 2 种 取样含水与综合含水 通常指后者 3 气油比 指地下原油采出到地面时所分离的出的气量与油量之比 单位为 m3 t 或 m3 m3 4 采油速度 指年采油量占地质储量的百分比 5 含水上升率 指每采出 1 的地质储量含水上升的百分数 6 注采比 指油藏或油田注入的地下体积与采出的地下体积之比 3 按产量变化将油田开发过程划分为 4 个阶段 投产阶段 高产稳产阶段 产量递减 阶段 低产阶段 4 20 世纪 80 年代初童宪章提出按含水高低划分油田开发 低含水阶段 0 25 中 含水阶段 25 75 高含水阶段 75 90 特高含水阶段 90 5 油层岩石的润湿性是指在地层条件下 当存在两种非混相流体时 某一流体在岩石 表面附着或延展的倾向性 如果某种岩石在油藏条件下能够让原油在其表面附着或延展 岩 石的这种性质称为亲油性或油湿 这种岩石称为亲油岩石 如果某种岩石在油藏条件下能够 第 23 页 让水在其表面附着或延展 岩石的这种性质称为亲水性或水湿 这种岩石称为亲水岩石 6 油层岩石润湿性的影响因素 岩石的矿物成分 流体性质 固液两相接触时间的长 短 粘土矿物的含量与分布 7 粘土矿物在砂岩孔隙中的可分为三种类型 分立质点式 又称为分散式 内衬式 又称为薄层式 桥塞式 又称为搭桥式 8 室内试验与现场生产资料都表明 亲水油层比亲油油层的注水开发效果更好 9 注入水对粘土矿物的作用有两种 一是水化作用 另一个是机械搬移作用 10 油层经过注入水长期冲蚀后 一般孔隙度变化的幅度较小 渗透率变化显著 11 大孔道 是指高渗透油层经过注入水长期冲刷而形成的孔隙度特别大 渗透率特 别高的薄层条带 其影响是 地下油层内部存在如此大的孔道 使注入水形成低效 无效循 环 很难扩大波及体积 提高驱油效率 对油田稳产和采收率造成严重影响 采取的措施是 调剖堵水技术 12 由地表向下 地层温度大致可以划分为 浅表变温带 即外热带 地下恒温带 中性带 地下增温带 内热带 13 随着开采时间的延长与采出程度的增加 采出到地面的脱气原油的密度和粘度是逐 渐上升的 原油平均相对分子质量与胶质含量也有不同程度的增加 而环烷酸含量则有所下 降 14 随着油田开发时间的延长与水洗程度的增加 地层原油的饱和压力 地层油粘度 溶解气油比都有明显变化 1 饱和压力出现下降 并且随含水率的增加 饱和压力下降幅度增大 2 溶解气油比下降 并且随含水率的增加 溶解气油比下降幅度增大 3 地层油密度 粘度随着含水的增加逐渐上升 15 在油层内部 决定油水分布运动的动力有三种 注入水驱动压力 重力 毛细管压 力 16 油层内部石油流动时所遇到的阻力主要有 外摩擦力 内摩擦力 相摩擦力 毛细 管阻力 17 正韵律油层剖面水洗特征 正韵律油层剖面渗透率变化呈下高上低逐渐变化的特征 水进条件下沉积砂岩储集层大多呈现这种韵律性特征 由于正韵律油层下部渗透率高而上部 渗透率低 因而油层下部吸水好而上部吸水差 注入水大量进入油层的下部并且沿底部高渗 带快速突进 与此同时 重力作用又不断使进入中上部的注入水下沉 更加剧了下部尤其底 部油层的过水流量和水洗强度 这就使得上部尤其是顶部油层难于水洗到 油层的剖面水洗 程度与强度差别增大 油层剖面动用程度低 油藏开发效果关 最终采收率较低 18 水锥 油藏采用底水驱进行开发时 水驱前缘或水线的推进是从下向上推进的 其 油水界面不均衡 远离采油井点的部位油水界面一般比较平整 在采油井点部位是流线汇集 部位 形成底水上窜 油水界面向上弯曲 称为水锥 第 24 页 第九章第九章 剩余油分布研究剩余油分布研究 1 束缚油 指紧密附着在岩石颗粒表面上和狭小的孔隙 裂缝中的常规不可流动 不 可采出的石油 2 残余油 指室内岩心水驱油试验时 尽流水之所能 长时间高孔隙体积倍数水洗 而未能驱出的石油 或指油田开发结束时残留地下的石油 3 剩余油 已开发油藏 或油层 中尚未采出的油气 4 目前剩余油分布的检测研究方法主要有 微观模型实验法 生产测井分析法 水淹 层测井解释法 剩余油测井法 检查井密闭取心检测法 数值模拟法 生产动