油藏工程课件2章.ppt

1、2 开发地质研究 2.1 储层压力系统的划分,一、压力概念 1、原始地层压力：记为Pi，由第一口探井测得的 地层压力。（图2-1和图2-2 ） 2目前地层压力：记为PR，某一时刻的地层压力。 （图2-1） 3流动压力：记为Pwf ，地层流体流到井底并举升 到地面的井底压力。 _受地层和井筒二者影响,图2-1,图2-2 压力恢复曲线Horner法,主要有四个问题,井筒系统：Pwf=Pt+P液+P摩（井筒） 地层系统：PR=Pwf+P摩（地层） 油井自喷能力大小的重要标志 4 总压差P总 P总=Pi-PR _总压差是衡量油田是否保持油层 能量开采的重要标志 P总“+”：注入量采出量，油层能量充足

2、P总“-”：注入量采出量，油层能量不足产生地下亏空,5 生产压差：记为 又称工作压差，采油压差,生产压差 直接控制采油气井产量 6 注水压差：P注水-PR 注水压差是控制注水量的主要因素 7 注采压差：P注wf-Pwf 反映驱油能量的大小，注采压差越大， 代表水驱油动力越大 8地饱压差:PR-Pb衡量油层弹性能量大小和油 田开发状况的重要标志。,二、静水压力和折算压力 （一） 静水压力公式： 流体压力，流体密度，流体深度 斜率 （二）压力梯度曲线：（图2-3 ） 原始地层压力与油层中部深度的关系曲线。 由压力梯度曲线可以判断：各油层流体性质一致时，各油层对应的压力值应在一条直线上。,条件：地层

3、连通， 地层均质， 流体性质相同 流体相对静止,图2-3 压力梯度曲线,.(2-1),（三）折算压力： 将某点压力折算到某一标准面上的压力。这标准面可以是海平面，也可以是油水界面。代表某点的压能和势能之和,HA=2000米 PA=240at HB=2300米 PB=276at HC=2200米 PC=264at,三口测压井示意图,（四）折算压力公式： 其中：w点的压力换算到海平面的折算压力 w点对应的压力, Hw点对应的深度 井口到海平面的距离，参考图2-4 ， 式中正 负号取决于该点在标准面的 上下，位于其上即为正，反之，即为负。,图2-4 折算压力 示意图,.(2-2),三、利用静水压力公

4、式判断压力系统 （一 ）压力系统：流体性质相近，压力波能够传播到系统内每一处。 （二）利用静水压力公式判断压力系统； 利用压力梯度曲线，如果各个测压点数据都在一条直线上，说明各个油层流体性质相同，就说明了这些油层处于同一压力系统内。,三口井测压资料， 分别有三个测压点 A,B和C,B层位三个测压点 数据在一条直线上 声明层位B各个油 层处于同一压力系统。,图2-6 三口井压力梯度曲线,图2-5 三口井测压示意图,四、利用压力降落资料判断压力系统 利用压力降落资料，也可以判断压力系统。 由示意图分析：层位B三条压力降落曲线下 降规律大体一致，说明该层位各个油层处于 同一压力系统。,图2-7 压力

5、降落曲线,2.2 非均质研究,一非均质对油藏开采的影响,思路:原因 表现 措施,储层研究：,几何研究:边界,非均质研究:,储层非均质 开采非均质,水驱非均质,剩余油,储层非均质:又称“三大矛盾”,层间非均质,层内非均质,平面非均质,（一）层间非均质： 原因:由于单层的渗透率,厚度,注采程度,岩性,物性,流体 物性等差异造成地层压力,吸水能力,水线推进速度,出 油状况,水淹程度等差异,相互制约,相互干扰,影响各 油层发挥作用。,表现: 地层倒灌,单层突进,单层突进:多油层油田由于各油层性质的差异引起注入水沿 某一厚度大,渗透率高的油层快速推进首先到达井底,采油,措施: 分层开采 分层调整,（二）

6、平面非均质：由于井网控制程度不均匀而引起的 （三）层内非均质：厚油层内由于粒度，层理，孔隙结构 及表面性质引起的非均质。 （）油层粒度的韵性影响 见表2-1，模型9-2为正韵律，模型10-13为反韵律， 从表分析：反韵律采收率较高，正韵律次之。,表2-1 油层粒度对非均质的影响,（）层理影响 从表中看：交错层理采收率最高，其次为弧形层理，直线层理。,表2-2 油层层理对非均质的影响,（一）渗透率分布研究（统计学） 即渗透率k分布类型 图2-8 正态分布图2-9 对数正态分布 图2-10 伽玛分布 图2-11 指数分布,二非均质研究的定量表示方法,（二）特征参数 （）层内非均质： a 变异系数：

7、又称“相对分选系数” 标准差 平均渗透率 样品数 b 突进系数： 最大渗透率；平均渗透率 c 级差： d 均质程度：,.(2-3),.(2-4),.(2-5),.(2-6),()平面非均质 a 砂岩钻遇率： b 连通系数： c 分布系数： ()变异函数曲线 a 变异函数 是研究空间区域化变量（如渗透率，厚度，孔隙度等参数）的总体变化趋势和局部变化规律的一种函数。,.(2-7),.(2-8),.(2-9),其中： h-步长，N(h)-步长为h的点数， y(x)-剩余变量，反映区域化变量的局部变化 xi -区域化变量 图2-12中：,.(2-10),b 半变异函数R(h),a变程，其值越大，非均质

8、越弱 C 0 块金常数，其值越大，非均质越强 C 0+C基台值，其值越大，非均质越强,2.3油气水界面的确定,一三口井压力资料 图解法,三口井压力资料，一口是注水井，另两口是生产井。(图2-13) （一）原理：利用静水压力公式，在压力梯度曲线（见图2-14）中，斜率与流体密度有关。若流体密度相同，斜率应相等。在油水界面处，流体密度相等，所以据此确定图中，两直线交点处（斜率相等），就应是油水界面位置。,图2-13 三口井位置示意图,图2-14 压力梯度曲线,油层中深,Pi,Howc,C,B,A,.,.,.,（二）应用 （）由油井B和C压力数据可绘制一条直线 （）由斜率公式 （ 缺乏流体密度资料时

9、，采用经验公式：） （ 公式中的T是地层温度） 可求出水井压力数据C点所在直线的斜率，根 据点C和斜率也可画出一条直线。 （3）两条直线的交点即为油水界面位置。,二 两口井压力资料 （一）图解法 与三口井原理和做法相同 （二）公式法 油井折算压力 水井折算压力 式中： -油井井底压力， -水井井底压力 -将油井和水井压力折算到油水界面处的折 算压力 所以,图2-15 两口井位置示意图,.(2-11),三 一口井压力资料 （一） 运用折算压力公式： （2-12） 如果油层看成水层：则 （2-13） （2-12）（2-13） .(2-14),图2-16 井位置示意图,符号说明: Pow-折算压力；

10、 Pi-油井井底压力； Pow-水层压力； Howc-油水界面； H-油井深度；,油、水密度,(2-14)/(2-15) 令 为压力系数 所以油水界面位置Howc,.(2-16),由静水压力公式,（2-15）,2.4 油藏驱动类型(p12),驱动类型:在一定地质条件,开发条件下,油层的流体 在各种驱动力的作用下所呈现的一种动态模式. 驱动力：1油气水岩石弹性膨胀产生的力 2水的重力 3毛管力 动态模式：开发指标随着开发时间变化的规律. 采油曲线：动态分析中十分重要的一种曲线，是动态模式的再现。可以据 此判断驱动类型、制定或调整工作制度、水侵情况分析等。 一、弹性驱动 （一）地质条件,图2-17

11、 岩 性 圈 闭,图2-18 断 层 遮 挡,(1) 地层封闭(见图2-17和图2-18) (2)在封闭面积内，无边水，无气顶 (3)地层压力大于饱和压力 （二）驱油机理（驱动力）： 依靠束缚水岩石弹性膨胀能量驱动原油。 （三）动态模式（开采特征） （1） 定井底压力生产(图2-19) a 弹性驱动只靠本身弹性能，没有外来能量补充，属于消耗式开采，因此地层压力不断降低。 b 地层压力降低，井底定压，那 么生产压差降低，由产量公式得， 产量也是在不断下降 c 油气比GOR等于井口采气量除以 采油量，因为地层压力大于饱和 压力，地层内没有析离自由气， 原油中的气全部在井口脱气，所 以油气比不变。,

12、图2-19 定井底压力生产采油曲线,(2) 定产量生产（见图2-20） a 与定井底压力相同，地层压力 不断降低。 b 产量不变，要求生产压差不变 所以，井底流压与地层压力同步 下降。 c 与定井底压力相同，生产油 气比不变。 (四) 整个油藏开采特征： （一）含油饱和度不变，而原 油密度下降 （二）单位压降采出量不变 (图2-21) (三)采收率不高，一般来 说3-5%,而气藏则高达90%,图2-20 定产量生产采油曲线,图2-21 总压降和累产量关系图,二 溶解气驱 （一）地质条件 （1）同上 （2）同上 (3)地层压力小于饱和压力 （二）驱油机理：依靠原油中的溶解气析出 膨胀能量驱动原油

13、。 （三）动态特征（开发特征） “三快一低”：压降快，产量下降快，油气比上升快，采收率低。(图2-22),图2-22 溶解气驱动态特征,理论油气比曲线分析：(图2-23) 1-2段：弹性驱动，地层压力大 于饱和压力，所以油气比GOR 等于原始溶解油气比，是一条 直线。 2-3段：地层压力小于饱和压力， 油气比GOR下降. 因为当地层压力小于饱和压力时，地层原油脱 气流体为油水两相，但气量尚少，含气饱和度小于平 衡含气饱和度，不足以流动，只附在孔壁上，剩余在 原油只的气量减少，所以井口的油气比下降。 3-4段：油气比上升。 地层中气量不断析出，含气饱和度大于含气平 衡饱和度，两相均在流动，地层中

14、的气开始进入井筒 所以油气比升高。 4-5段：压力下降，能量枯竭。油气比下降。,图2-23,三 水驱油藏 （一 ）地质条件 （1）油藏内有一定能量的水体(图2-24和图2-25),图2-24 边 水,图2-25 底 水,底水油藏中，油井通过关井可控制油井水锥的上升是因为重力分异作用之故，这类油井的射孔部位应该在上部,（2）水域与含油区有良好的连通性与渗透性(图2-26) 图2-26 油 水 分 布 图 （3）地层压力大于饱和压力； 若低于饱和压力，则为部分水驱；前者两相，后者三相，油水气； （二）驱油机理（非活塞原理 ）： 原油依靠水体的重力或弹性膨胀以非活塞推进方式驱油,(1) 压力变化 油

15、藏总体来看，地层压力下降由快到慢 影响因素： (2) 含水率变化(图2-28) 而粘度变化不大， 变化大，而 含水率是含水饱和度的含水函数,图2-28 含水率曲线,.(2-17),（三）动态特征（开发特征）(图2-27),图2-27水驱油藏动态特征,Sw,fw,1,2,5,3,4,Kro,Kro,Swc,Soc,相渗透率曲线,含水率曲线,1点 Swc 含水平衡饱和度,2点 Swf 前缘含水饱和度,3点 fwf 前缘含水率,4点 fw=1,5点 平均含水饱和度,（3）产量变化 无水期：产量相对稳定； 含水期：产量下降 产量下降的原因: a 油相对渗透率降低 b 井筒液柱含水造成井底流压增大,生产

16、压 差减小,图2-2 9 水驱油藏产量变化,影响无水采油期时间的因素,流度比 M,非均质,采油强度,无水采收率,流度比,2,4,6,8,10,无水采收率,突进系数(Kmax/Kav),owc,owci,Q=q/h,Q=100,Q=30,四 气顶驱动 气顶本身的形成是在地质年代中油气运移到圈闭内由于地层压力与原油性质的条件使天然气不能再溶解在原油中而达到饱和态并经历长时间的重力分异,形成一条明显的统一的油气边界;若分异不充分,就可能各有藏的油气边界不一致. 我们知道气顶是一个饱和油藏,那么油气界面上的压力为饱和压力.一旦地层压力下降,不但有气顶,而且在含油区原油脱气溶解气驱,若有边水,为综合驱动. (一)地质条件: (1) 有气顶， (2)地层压力等于饱和压力。 (二)排驱机理： 气顶弹性膨胀能量,油气界面以非活塞推进。,(三)动态特征 (1) 在相同开采条件下，比溶解气驱压力下降慢，比水驱快一些。 (2) 采收率2040%，因为有气顶能量补充充足，比溶解气驱高；而又因“气窜”(图2-30和图2-31),比“水舌”来得严重，所以其比水驱低。,图2-30,图2-31,2、气顶驱动油藏中，靠近气顶的油井通过关井可控制油井气油比的上升是因为重力分异作用之故，这类油井的射孔部位应该偏低。,1、气顶驱动油藏中，靠近气顶的油井为了避免气窜，这类油井的射孔部位应该偏低。,措施：,思考题： 1