油田开发地质学-第6章-石油与天然气储量计算VIP

第六章石油及天然气储量计算,第一节工业油气流标准第二节油气储量的分类与分级第三节容积法计算石油储量第四节压力降落法计算天然气储量,第一节工业油气流标准,工业油气流标准包括：油气井的工业油气流标准，储集层的工业油气流标准。,油气井的工业油气流标准：指在现有的技术、经济条件下，一口油(气)井具有实际开发价值的最低产油气量标准(即油气井的产油气下限)。,储集层的工业油气流标准：指工业油气井内储层的产油气下限，即有效厚度的测试下限-储量计算的起点。,当前，在考虑到酸化、压裂等增产措施的有效应用条件下，我国现行油气井工业油气流标准如下：,第一节工业油气流标准第二节油气储量的分类和分级一、分类二、分级三、油气储量的综合评价,第一节工业油气流标准,储存于地下的油气，由于地质、技术和经济上的原因，不能全部采至地面，故把油气储量分为两类：,一、油气储量的分类,表内储量：指在现有技术经济条件下，有开采价值，并能获得社会经济效益的地质储量。表外储量：指在现有经济技术条件下，开采不能获得社会经济效益的地质储量。当原油价格提高或工艺技术改进后，某些表外储量可以转变为表内储量。,地质储量(N)-指在地层原始条件下，具有产油(气)能力的储集层中呈原始状态的石油和天然气的总量。根据开采价值可分为：表内储量、表外储量。,可采储量(Nr)-在现有经济技术条件下，可以从储油层中采出的油(气)量。,剩余可采储量：指油气田投入开发后，可采储量与累积采出量之差。,采油指数：单位生产压差下油井日产油量；或井底流压改变1MPa时产油量变化值。单位：t/MPa.d每米采油指数-t/MPa.d.m,流度-渗透率与粘度的比值(k/)，单位：10-3m2/mPas粘度-泊(PaS),其她相关概念：,二、远景资源量及储量的分级,含油气盆地的总资源量，包括两大部分：,1、远景资源量,-根据地质、地球物理、地球化学资料统计或类比估算的尚未发现的资源量。根据普查勘探程度分为2类：,推测资源量-根据区域地质资料，与邻区同类型沉积盆地类比，结合盆地或凹陷初步物探普查资料或参数井的储层物性和生油岩有机地化资料，而估算的资源量。-它是提供编制区域勘探部署或长远规划的依据。,潜在资源量(圈闭法远景资源量)-根据地质、物探(地震)等资料，对具有含油远景的各种圈闭逐个逐项类比统计，所得出的远景资源量范围值。-可作为编制预探部署的依据。,2、预测储量-在地震详查及其他方法提供的圈闭内，经预探井钻探获得油气流、油气层或油气显示后，根据区域地质条件分析和类比，对有利地区按容积法估算的储量。-预测储量是制定评价勘探方案的依据。,3、控制储量：在某一圈闭，预探井发现工业油气流后，并钻了少量评价井后(初步了解油气层的岩性、物性、流体性质及压力后)，所计算的储量。控制储量相对误差不超过50%；可作进一步评价钻探，编制中、长期开发规划的依据。,4、探明储量：在油气田评价钻探完成或基本完成后计算的储量；在现代技术和经济条件下可提供开采并能获得社会经济效益的可靠储量。-探明储量是编制油田开发方案，进行油田开发建设投资决策和油气田开发分析的依据。,计算探明储量时：应分别计算：石油(包括石油中溶解气)、天然气的地质储量、可采储量、剩余可采储量。,对于多含油气层系的复杂断块、岩性等油田，在完成地震详查或三维地震并钻了评价井后，在储量参数基本取全、含油面积基本控制情况下计算的储量。,指已完成评价钻探，并取得可靠的储量参数后计算的储量。它是编制开发方案和进行开发建设投资决策的依据，其相对误差不得超过20%。,在现有经济技术条件下，通过开发方案实施，在已完成油井和生产设施内，预期可供开发的储量。,探明储量按勘探开发程度和油(气)藏复杂程度分3类：,三、油气储量的综合评价一般了解,分析勘探的效果不仅要看探明多少储量，还要综合分析探明储量的质量，甚至包括开发的难易程度。,1、储量可靠性评价2、储量综合评价3、特殊储量,1、储量可靠性评价,对于油(气)储量计算结果，根据以下内容进行可靠性分析之后，要进行储量综合评价。,各种资料的齐全、准确程度，是否达到本级储量要求分析确定储量参数的方法及各种图版的精度储量参数的计算与选用是否合理，多种方法对比校验油气田地质研究是否达到本级储量要求的认识程度分析所选择的储量计算方法是否合理,2、储量综合评价,申报的油气储量按：产能、储量丰度、地质储量、油气藏埋藏深度4个方面进行综合评价。,按产能大小划分石油储量：可根据千米井深的稳定产量、每米采油指数和流度划分为：高产、中产、低产、特低产四个等级。天然气储量：仅根据千米井深的稳定产量划分为高产、中产、低产三个等级。,按地质储量丰度划分,油藏的储量：分高丰度、中丰度、低丰度、特低丰度气藏的储量：分高丰度、中丰度、低丰度3个等级,按油、气田地质储量大小划分,油田划分为特大、大型、中型和小型油田四个等级；气田只分大、中、小三个等级。,按油、气藏埋藏深度划分,划分为四个等级：浅层、中深层、深层、超深层；在浅层、中深层油藏与气藏划分标准略有差别。,3、特殊储量,-指根据流体性质、勘探开发难度及经济效益，在开发上需要采取特殊措施的储量。开发难度一般较大。该类储量要单独列出，并加以说明。,稠油储量(重质油)-地下原油粘度50mPas稠油。高凝油储量-凝固点在40以上者为高凝油。低经济储量-指达到工业油、气流标准，但开发难度大、经济效益低的储量。非烃类天然气储量-包括：H2S、CO2及氦气。超深层储量-井深4000m。,第六章石油及天然气储量计算,第一节工业油气流标准第二节油气储量的分类与分级第三节容积法计算石油储量第四节压力降落法计算天然气储量,一、容积法的基本公式二、容积法计算公式中参数的确定三、储量计算单元四、储量计算参数平均方法,第三节容积法计算石油储量,利用油田静态资料和参数来计算石油储量-是计算油气田地质储量的主要方法；适用于不同勘探、开发阶段。,容积法的实质：计算地下岩石孔隙中油气所占体积，并用地面的体积单位或质量单位表示。,一、容积法的基本公式,地层原油中的原始溶解气的地质储量为：,GS-溶解气的地质储量，108m3RSi-原始溶解气油比，m3/t。,可采储量为：,NR-可采储量，104t；ER-采收率，小数。,容积法计算油气储量中涉及6个参数：,二、容积法计算公式中参数的确定,1、含油面积2、有效厚度3、有效孔隙度4、束缚水饱和度5、地面脱气原油密度6、原油(原始)体积系数,对储量精度影响程度减弱,1、含油面积的确定,有关概念的回顾,油水界面、油水过渡带、油水边界（内、外边界）,低渗油层(非均质)毛细管压力曲线出现缓慢变化段，则有相当厚的油水过渡段。,对于岩性均一的储层高渗储层毛管压力曲线近似L型，油水过渡段小视为一个界面,对于岩性不均一储层,对于岩性不均一的储层，油水界面及油水过渡带具有不同形态。可以是倾斜的或凹凸不平的。,利用岩心、测井及试油资料确定油水界面岩心-含油情况与颜色；测井-SP、Rt利用毛管压力资料确定油水界面；利用压力资料确定油水界面。,油水界面的确定,利用岩心、测井及试油资料确定油水界面,首先，以试油资料为依据，结合岩心资料的分析研究，制定判断油水层的测井标准；划分各井的油层、水层、油水同层。确定油水界面分3步：,A）算出某一油水系统中各井最低油层底界和最高油水同层或水层顶界海拔高度。B）投点-在图上依次点出各井油底、水顶位置。C）在油底、水顶之间划油水界面。当资料较少，油底和水顶相距较远时，油水界面应偏向油底，以防面积增大。,应用毛管压力曲线确定油水界面,根据毛细管压力曲线特征及相渗透率曲线，按井的产出特征可以将油藏垂向油水分布自上而下可分为3段：产纯油段油水过渡段产纯水段,油水界面一般指第段与第段的分界面。,根据毛细管压力曲线特征及相渗透率曲线，按井的产出特征可以将油藏垂向油水分布自上而下可分为3段：,利用压力资料确定油水界面,测压面水平储集层均质高渗地表海拔高度为0或已知井口海拔,油水过渡带示意图,含油面积的确定,含油面积：一般指油藏产油段在平面上的投影。指具有工业性油流地区的面积。纯含油区：内含油边界控制部分过渡带：平均有效厚度该油层1/2含油饱和度不同于纯含油部分,相关术语,依据油藏类型确定含油面积,油藏类型对圈定含油面积起着重要的控制作用。在确定含油气面积时，首先初步确定油藏类型，了解控制油气分布主要因素。,、简单的背斜油藏、断块(层)油藏、构造-岩性油藏和岩性油藏,、简单的背斜油藏,对于背斜油藏，主要搞清构造形态及确定统一的油水界面，之后，即可比较准确地圈定含油面积。,、断块(层)油藏,含油面积由断层边界、岩性边界、油水(气)边界构成。,确定含油面积前，必须先确定：断层的正确位置；搞清断块内油气水系统。,断块油藏圈定含油面积通常不分纯油区和过渡带，一般以外含油边界圈定(计算平均有效厚度时，应将过渡带厚度减薄的因素考虑在内)。,该类油藏以岩性圈闭为主。确定含油面积关键之一：正确识别岩性油气藏；其次，根据岩性边界圈定含油边界。,、构造-岩性油藏和岩性油藏,岩性油藏的识别-主要有2个易于识别的特点：特点一：剖面上水层多或泥质层多，油层少且分散，并且各井油层层位不同，不是同一砂岩体；特点二：岩性油藏(尤其是透镜体砂岩油藏)，储层封闭较好，常具有压力系数高、初期产量大、压力降落快等特点。,岩性油藏的含油面积：仅受岩性边界控制。,岩性-构造油藏含油面积：往往受岩性边界、油水边界控制(下页图)。,内外含油边界不平行，在相变情况下，它们在储油层尖灭位置上合并。,图11-6倾斜油水界面投影特征图,储层岩性变化和水动力作用，均可能使油水界面倾斜。油水边界在构造图上最高点与最低点的高差决定油水界面的倾斜程度，该高差在平面上反映油藏的位移。,油水界面倾斜情况下的含油面积确定,小结-含油面积的确定：,对有效厚度的一般认识,油层有效厚度-指现有经济技术条件下，油层中能够提供工业油流的厚度(储层中具有工业产油能力的厚度)。即对全井达到工业油井标准有贡献的储层厚度。,有效厚度必须具备2个条件：油层内具有可动油；在现有工艺技术条件下可提供开发。,油层有效厚度的物性下限值：当储层的孔隙度、渗透率及含油饱和度达到一定数值后，油层才具有开采价值；低于该数值，油层失去开采价值。,研究有效厚度的基础资料岩心资料、试油资料、测井资料；三者各有局限性，必须综合利用：岩心资料：不能说明原油能否产出、且取心井数量较少；试油资料：多为合层试油，分不清出油的确切部位；测井资料：属于间接资料，需要第一性资料验证。,我国研究有效厚度的综合研究方法,有效厚度物性标准-物性下限标准的确定,有效厚度下限标准：主要指物性标准，包括孔隙率、渗透率和含油饱和度3个参数的下限。由于岩心资料难以求准油层原始含油饱和度，通常用孔隙度和渗透率参数反映物性下限。,确定有效厚度物性下限的方法：测试法；经验统计法；含油产状法；泥浆侵入法等采油指数：单位生产压差下油井日产油量；或井底流压改变1MPa时产油量变化值。,测试法-利用单层试油成果确定油层渗透率下限。,对于原油性质变化不大、单层试油资料较多的大油田直接编制每米采油指数和空气渗透率关系曲线。每米采油指数0所对应的渗透率值-渗透率下限。,孔隙度下限的确定：渗透率下限确定后，根据孔隙度与渗透率关系曲线，查出相应的孔隙度下限。,对于中低渗透性油田，将全油田的平均渗透率乘以5%，就可作为该油田的渗透率下限。对于高渗透性油田，或远离油水界面的含油层段，则应乘以比5%更小的数字作为渗透率下限。,经验统计法-美国通常使用经验统计法,含油产状法-用岩心的含油产状确定有效厚度物性下限,操作步骤：划分岩心含油级别；通过试油确定岩性和含油产状的出油下限；用数理统计方法统计有效层物性下限。,适用范围：碎屑岩储层中，含油产状与物性具有变化一致性的规律。,根据含油面积、含油饱满程度划分含油产状级别。,A）划分岩心含油级别,B）通过试油确定岩性和含油产状的出油下限,例如，大庆油田的大量试油资料表明，目前：出油下限定在油浸粉砂岩；油浸和油斑泥质粉砂岩为非有效层。,C）用数理统计方法统计有效层物性下限,当渗透率降低到一定程度，泥浆水不能侵入，测出的含水饱和度SW是原始含水饱和度。,泥浆侵入法,根据含水饱和度与空气渗透率关系曲线(2条直线)，其拐点的渗透率值即为渗透率下限值。泥浆侵入的储集层厚度为有效厚度。用同样的方法，也可定出孔隙度下限。,对有效厚度的一般认识有效厚度必须具备2个条件，等等；有效厚度物性标准-物性下限标准的确定测试法；经验统计法；含油产状法；泥浆侵入法等有效厚度的测井标准油层有效厚度的划分,一般是在研究四性关系基础上，以正确反映有效厚度物性标准为目的，进行测井资料的定性、定量解释研究(各项地质参数)，制定出相关标准：判断油、气、水层的测井标准；划分油、干层的测井标准；扣除夹层的测井标准。,有效厚度的测井标准,目前，我国陆相碎屑岩储层确定有效厚度的测井系列：感应和深浅侧向测井-主要反映含油气饱和度声波和中子测井-主要反映岩性和孔隙度GR、SP、ML及井径曲线-反映储层渗透性和泥质含量,油层有效厚度的划分,在油层岩心收获率很高(90%)情况下：直接依据岩心资料划分有效厚度。,多数井未取心，主要利用测井资料划分油层有效厚度主要步骤：根据物性与测井标准确定出有效层；划分出产油层顶、底界限，量取总厚度；从总厚度中扣除夹层厚度，得油层有效厚度。,利用测井资料划分油层顶、底界限应综合考虑能清晰反映油层界面的多种测井曲线；如：微电极、自然电位、视电阻率曲线等。若各种曲线解释结果不一致，则以反映油层特征最佳的测井曲线为准。一般利用收获率高的岩心，编制各类油层典型测井曲线图版。,某油田油层有效厚度典型曲线1-油砂；2-含油粉砂岩；3-油浸泥质粉砂岩；4-油斑泥质粉砂岩；5-砂质泥岩；6-泥岩；7-有效厚度,顶、底部渐变层泥质含量增加而形成的过渡岩性。自然电位曲线不对称-随泥质含量偏负幅度；视电阻率曲线和微电极曲线呈斜坡状；微电极曲线无幅度差或幅度差很小。量取厚度：一般以不同曲线中所量取厚度最小者为准。,-指扣除不能产油的那一部分岩层的厚度。,渐变层或夹层的扣除,油层内：(粉砂质)泥岩夹层、钙质加层或条带。量取夹层厚度一般在微电极曲线上进行。,厚度量取：一般以不同曲线中所量取厚度最小者为准。,泥岩夹层SP曲线上，偏负幅度较低或与基线一致；视电阻率或微电极曲线为低阻异常；在微电极曲线上无幅度差。常以自然电位曲线作为泥质夹层判别标志。,钙质夹层在SP曲线上偏负幅度甚小或为正值；视电阻率曲线高值；微电极曲线：明显的尖刀高峰异常与油层截然分开。尖刀状异常作为判别标志。,油层有效厚度起算和夹层起扣标准的确定,起算厚度-用以计算油、气储量的最小厚度；起扣厚度-指扣除夹层的起码厚度。,A、影响起算厚度与起扣厚度标准的因素：由射孔精度；地球物理测井资料解释的准确程度；薄油层在开采中的价值和作用等因素确定。,B、确定有效层的起算厚度和夹层起扣厚度射孔精度：采用磁性定位跟踪射孔技术后，精度可达到0.2m。测井解释精度：与地质条件有关，一般地区可准确解释到0.40.6m的油层，沉积稳定的地区可解释到0.2m薄油层。国内：起算厚度为0.20.5m，层内起扣厚度为0.2m。,确定有效厚度物性标准-确定物性下限的方法：测试法、经验统计法、含油产状法、泥浆侵入法等,有效厚度的测井标准-确定有效厚度的测井系列,油层有效厚度的划分利用测井资料划分油层顶、底界限；扣除渐变层或夹层；油层有效厚度起算和夹层起扣标准,对有效厚度的一般认识-有效厚度必须具备2个条件：油层内具有可动油；在现有工艺技术条件下可提供开发,小结-油层有效厚度的确定,以实验室直接测定的岩心分析数据为基础；测量岩样总体积、岩石颗粒体积、孔隙体积(测2项即可),3、油层有效孔隙度的确定,对未取岩心的井采用测井资料求取有效孔隙度，声波测井、中子测井、密度测井-相关计算公式。,将地面孔隙度校正为地层条件下孔隙度。制定本地区地面孔隙度-地层孔隙度关系图版;或建立相关经验公式。,一般，先确定油层束缚水饱和度Swi，然后求取Soi：原始含油饱和度Soi100含水饱和度Swi,确定含油饱和度的方法：岩心直接测定(水基钻井液密闭取心、油基钻井液取心)、测井资料解释、毛管压力计算等方法,原始含油饱和度：指油层尚未投入开采，处于原始状态下的含油饱和度Soi。,4、油层原始含油饱和度的确定,5、地层原油体积系数,通过对产油的预探井和部分评价井的高压物性分析数据获取。高压物性分析数据(简称PVT)包括：储层油气的体积系数、压缩系数、粘度等。,石油采收率是较难确定的一个参数，受多种因素影响：油藏的地质条件(如油层岩性、物性及其均匀程度)；驱油动力(驱动方式)；流体性质、岩石颗粒表面性质；开发井网部署、油井生产制度、采油工艺技术,7、原油采收率的确定一般了解,确定石油采收率的基本方法：方法很多，但都不很完善，常采用综合方法。根据油藏驱动类型确定原油采收率相关经验公式法岩心分析法确定采收率。,国内外不同驱动类型油藏原油最终采收率经验值为：水压驱动30%50%；气顶驱动20%40%溶解气驱10%20%；重力驱动10%20%在勘探阶段资料很少情况下，根据油藏地质条件、原油性质、驱动类型，按上述经验值，确定采收率估计值。,根据油藏驱动类型确定原油采收率,在油田未投入开发或在开发初期，利用油藏地质参数和开发参数评价油藏采收率的简易方法。,相关经验公式法,1985年，我国石油专业储量委员会利用国内外200多个水驱砂岩油藏资料，得到了油层渗透率和原油地下粘度两者比值与采收率的相关经验公式：,该经验公式更适合我国陆相储层岩性、物性变化大，非均质严重，延续性差和多断层的特点。,求取采收率的经验公式很多，在应用时必须了解：经验公式所依据的油田地质和开发特征，以及参数确定方法和适用范围。,一、容积法的基本公式二、容积法计算公式中参数的确定三、储量计算单元四、储量计算参数平均方法,第三节容积法计算石油储量,储量计算单元：指计算一次储量的地层单元。,计算单元划分得是否合理将影响储量计算精度：原则上以油藏(即一个油水系统)为计算单元；,三、储量计算单元和参数平均方法,对于大油藏，应细分计算单元：应考虑油层参数纵向上的差异性和平面上的分区性：油层物性和原油性质接近的油层合并计算；平面上以区、块为单元；纵向上一般以3050m油层组为单元。,在我国，用容积法计算储量一般先确定计算单元内各参数的平均值，然后将各参数相乘得储量。,1、油层有效厚度平均值2、油层平均孔隙度3、油层平均原始含油饱和度,四、储量计算参数平均方法,第三节容积法计算石油储量,1、油层有效厚度平均值方法有：算术平均法、面积权衡法、经验取值法等-选择核种方法与油田地质条件和井点分布情况有关。,面积权衡法包括：井点面积权衡法、等厚线面积权衡法-适用于井网不均匀等各种评价钻探、开发地区井点面积权衡法，目前被越来越多的人所采用。,第三步：计算纯含油区平均有效厚度,-纯含油区平均有效厚度，mAi-各井点的单井控制面积，km2hi-单井油层组有效厚度，mn-井数。,对于油水过渡带的有效厚度：若过渡带内有井，可用该井有效厚度；若无井，取相邻井有效厚度的1/2。,全油田平均有效厚度为：,等厚线面积权衡法,该方法以有效厚度等厚图为基础：,hi第i条有效厚度等值线值，mAi相邻2等厚线间第i块面积，km2n等厚线间隔数,2、油层平均孔隙度-一般分两步,先用厚度权衡法计算单井平均孔隙度：,i-每块岩样分析孔隙度，小数hi-每块岩样控制的厚度，mn-样品块数,-应采用孔隙体积权衡法计算：,-单层(或油层组或区块或油藏)的含油饱和度平均值i-有效孔隙度So-原始含油饱和度Ai-含油面积hi-有效厚度,3、油层平均原始含油饱和度,第六章石油及天然气储量计算,第一节工业油气流标准第二节油气储量的分类与分级第三节容积法计算油气储量第四节压力降落法计算天然气储量一、压力降落法的基本原理二、压降法参数的确定三、压降法的影响因素四、压降法运用的条件,一、压力降落法的基本原理,压力降落法-又称压力图解法，利用由气藏压力(P/Z)与累积产气量(Gp)所构成的“压降图”确定气藏储量。所计算的储量又称为“压降储量”。,G-天然气地质储量，104m3Gp-地层压力降至p时累积产气量，104m3Bgi-原始地层压力pi下天然气的体积系数Bg-目前地层压力下天然气的体积系数,封闭型气藏物质平衡方程：,天然气压缩因子Z：在相同温度及压力条件下，1摩尔真实气体体积与理想气体状态下体积的比值(Va/Vi)。实际气体所占体积与相同数量气体理想状态下体积的比值。,根据体积系数的定义有：,pi-原始地层压力，MPap-目前地层压力，MPapS-地面标准压力，MPaTS-地面标准温度，KTi-原始地层温度，KT-目前地层温度，KZi-地层压力为pi时天然气的压缩因子Z-地层压力为p时天然气的压缩因子,对于一个正常压力的封闭型气藏而言，地层压力p/Z(地压系数或视地层压力)与累积产气量Gp成直线关系。,当气藏开采的最终地层压力取一合理的最低极限值时，该地层压力即为废弃压力。压降曲线与废弃压力线(pa/Za)的交点横坐标值，为该气藏的天然气可采储量。,图中：废弃压力pa/Za2.5MPa可采储量245亿m3,利用压降法求气藏可采储量：,二、压降法参数的确定,1、地层压力(P),代表气藏或气藏某一压力系统在某一开采时期的平衡压力。关闭气井，待压力恢复平稳后，下入井底压力计直接测量；或根据气井井口压力计算求得。,2、累积产气量(GP),指气藏在关井求压时，各井点累积产