中國(guó)石油大學(xué)北京油礦地質(zhì)學(xué)第七章溫壓PPT

中國(guó)石油大學(xué)北京油礦地質(zhì)學(xué)第七章溫壓一、有關(guān)地層壓力的概念1.上覆巖層壓力上覆巖石骨架和孔隙內(nèi)流體的總重量所引起的壓力。Pr=H

rg

Pr------上覆巖層壓力，pa；H------上覆巖層的垂直高度，m；

r------上覆巖層的總平均密度，kg/m3；2。上覆地層壓力靜水壓力壓力梯度地層壓力第一節(jié)地層壓力一、有關(guān)地層壓力的概念二、異常地層壓力預(yù)測(cè)三、油層壓力研究Pr=H[

f+（1-）ma]g--------巖層平均孔隙度，小數(shù)；

f--------巖層孔隙中流體的平均密度，kg/m3；

ma------巖層骨架的的平均密度，kg/m3。若分別考慮巖層骨架的重量和巖層孔隙中流體的重量，則上覆巖層壓力可表示為：2.靜水壓力概念：由靜水柱造成的壓力。PH=h

wgPH------靜水壓力，pa；h------靜水柱高度，m；

w------水的密度，kg/m3；2。Pr------上覆巖層壓力，pa；Pr------上覆巖層壓力，pa；一、有關(guān)地層壓力的概念儲(chǔ)層地層壓力計(jì)算方法：在含油、氣區(qū)域內(nèi)的地層壓力Pf=PmaxegH預(yù)測(cè)基礎(chǔ)：過渡帶泥頁(yè)巖的特點(diǎn)定義：井內(nèi)靜液面距某一折算基準(zhǔn)面的垂直高度。已知：油井深度、油氣水密度（油層彈性膨脹時(shí)所能排出中國(guó)石油大學(xué)北京油礦地質(zhì)學(xué)第七章溫壓靜液面在折算面之上，折算壓頭取正值；（1）單井生產(chǎn)時(shí)油層壓力的分布Pf----距井軸r處的地層壓力,pa;高壓（超高壓）氣井，不能直接下入井底壓力計(jì)，3.壓力梯度概念：每增加單位高度所增加的壓力，Pa/m。GP=

g水的密度一般為1103

kg/m3，則靜水壓力梯度約為1104Pa/m。4.地層壓力(孔隙流體壓力)概念：指作用于巖層孔隙內(nèi)流體上的壓力，又稱孔隙流體壓力。

在含油、氣區(qū)域內(nèi)的地層壓力又叫油層壓力或氣層壓力。地層壓力-井底壓力生產(chǎn)壓差Pf二、異常地層壓力預(yù)測(cè)異常地層壓力:偏離靜水柱壓力的地層孔隙流體壓力，或稱為壓力異常?；仡檭?nèi)容異常壓力封存箱指導(dǎo)油氣田勘探指導(dǎo)平衡鉆井及套管設(shè)計(jì)異常地層壓力的成因

在《石油地質(zhì)學(xué)》中已講述異常地層壓力的預(yù)測(cè)：

確定異常地層壓力帶的層位和頂部深度

計(jì)算異常地層壓力值的大小預(yù)測(cè)基礎(chǔ)：過渡帶泥頁(yè)巖的特點(diǎn)

地質(zhì)：欠壓實(shí)，密度較小、孔隙度較大；地球物理：電阻率低、聲波時(shí)差大（速度低）；鉆井過程：井噴、井漏、井涌、鉆井參數(shù)出現(xiàn)異常1.地震資料分析法原理：地震波傳播速度（或旅行時(shí)間）

地層巖石密度灣岸地區(qū)深度與地震波傳播時(shí)間關(guān)系圖地震資料分析法鉆井資料分析法地球物理測(cè)井法密度小速度低時(shí)間長(zhǎng)異常壓力2.鉆井資料分析法（1）鉆井速度正常：井深增加----密度增大----鉆速降低異常：鉆速快速增大地震資料分析法鉆井資料分析法地球物理測(cè)井法高壓（超高壓）氣井，不能直接下入井底壓力計(jì)，有效應(yīng)力：上覆巖層壓力-孔隙流體壓力PH=hwg的垂直距離，m;（靜液面在折算面之下，折算壓頭取負(fù)值；油藏投入開發(fā)后某一時(shí)期的地層壓力。中國(guó)石油大學(xué)北京油礦地質(zhì)學(xué)第七章溫壓指導(dǎo)平衡鉆井及套管設(shè)計(jì)ma------巖層骨架的的平均密度，kg/m3。上覆巖石骨架和孔隙內(nèi)流體的總重量所引起的壓力。（3）判斷水動(dòng)力系統(tǒng)，進(jìn)一步了解油層地質(zhì)特征8103kg/m3為1103kg/m3，w------水的密度，kg/m3；原始油層壓力的確定方法（2）多井生產(chǎn)時(shí)油層壓力的分布（2）d指數(shù)（標(biāo)定鉆進(jìn)速度）m/N)/(lg0.672P/D)Vm----鉆速，m/hN----轉(zhuǎn)速，r/minP----鉆壓，tD----鉆頭直徑,mmdc=d*

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1----正常地層壓力下的鉆井液密度

2----實(shí)際使用的鉆井液密度(Jorden&Shirley,1966)另：指數(shù)（3）返出鉆井液溫度原理：異常高壓常伴隨著高溫異常（4）泥頁(yè)巖巖屑密度原理：異常高壓帶泥頁(yè)巖欠壓實(shí)、密度小3.地球物理測(cè)井法（1）電阻率測(cè)井基本原理：電阻率----巖石性質(zhì)、孔隙度、

孔隙內(nèi)流體礦化度

異常高壓處：地震資料分析法鉆井資料分析法地球物理測(cè)井法孔隙度增大地層水?dāng)?shù)量增多電阻率偏低儲(chǔ)層地層壓力計(jì)算方法：

泥頁(yè)巖電阻率比值--壓力梯度關(guān)系曲線法A.作圖版；B.求Rn/Rob；C.求Gp；D.計(jì)算壓力預(yù)測(cè)圖版RnRobGp

等效深度法等效深度：具有相同孔隙度或相同有效應(yīng)力值的兩點(diǎn)的深度有效應(yīng)力：上覆巖層壓力-孔隙流體壓力A點(diǎn)孔隙流體壓力:PfA=GrDA-(Gr-GH)DBDA、DB------分別為兩點(diǎn)的井深，m;Gr------上覆巖層的平均壓力梯度，一般取0.0231MPa/m;GH------靜水流體壓力梯度，淡水區(qū)取0.01MPa/m;PfA------A點(diǎn)的地層壓力或孔隙流體壓力，MPa電阻率GrDB-GHDB=GrDA-PfA（A、B兩點(diǎn)具有相同的有效應(yīng)力）（2）聲波測(cè)井原理：異常高壓----欠壓實(shí)----孔隙度偏高----聲波時(shí)差偏大。異常地層壓力計(jì)算：泥頁(yè)巖聲波時(shí)差差值-儲(chǔ)層流體壓力梯度曲線法方法同電阻率法（3）密度測(cè)井原理：異常高壓----欠壓實(shí)----密度偏低。綜合分析三、油層壓力研究原始油層壓力目前油層壓力油層折算壓力（一）原始油層壓力

1.原始油層壓力及分布原始油層壓力：油氣層尚未鉆開時(shí)，在原始狀態(tài)下所具有的壓力。

通常用實(shí)測(cè)的具有代表性的第一口井或第一批井的壓力代表原始地層壓力。測(cè)壓面+100m-500m-500m-350m-700m103kg/m31號(hào)井原始地層壓力PH=h

wg測(cè)壓面+100m-500m-500m-350m-700m103kg/m3PH=h

wg油水界面原始地層壓力：1號(hào)井壓力+1號(hào)井底~油水界面水柱重量的壓力測(cè)壓面+100m-500m-500m-350m-700m

103kg/m3

103kg/m32號(hào)井原始地層壓力：油水界面壓力----界面至井底油柱重量的壓力PH=h

wg+350m減（相當(dāng)于）（折算）（低于井口，不能自噴）測(cè)壓面+100m-500m-500m-350m-700m

103kg/m3

103kg/m34號(hào)井原始地層壓力：（相當(dāng)于）（折算）（高于井口，可以自噴）測(cè)壓面+100m-500m-500m-350m-700m

103kg/m3

103kg/m3Pf=Pmaxe

gHPf----油氣界面上的壓力Pmax----氣井井口最大關(guān)井壓力

g----天然氣對(duì)空氣的相對(duì)密度H----井深或氣柱高度e----自然對(duì)數(shù)的底3號(hào)井底原始地層壓力油-氣界面地層壓力？

原始油層壓力隨油藏埋深的增加而增大

流體性質(zhì)對(duì)原始油層壓力的分布有極為重要的影響

井底海拔高度相同時(shí)，流體性質(zhì)相同，原始地層壓力相同流體密度大，則原始油層壓力小

氣柱高度對(duì)氣井壓力影響小原始油層壓力在背斜構(gòu)造油藏的分布規(guī)律2.原始油層壓力的確定方法（1）實(shí)測(cè)法關(guān)閉所要測(cè)壓的完鉆井，壓力穩(wěn)定后，下壓力計(jì)至油氣層中部。實(shí)測(cè)法壓力梯度法計(jì)算法試井分析法（2）壓力梯度法油氣藏：具有統(tǒng)一的壓力梯度俄羅斯某油田壓力與深度關(guān)系圖新井：深度---原始地層壓力（3）計(jì)算法

油氣藏第一口（批）井的原始地層壓力計(jì)算已知：油井深度、油氣水密度計(jì)算：原始地層壓力

高壓（超高壓）氣井，不能直接下入井底壓力計(jì)，可利用氣井井口的最大關(guān)井壓力資料，計(jì)算原始?xì)鈱訅毫?。Pf=Pmaxe

gH（4）試井分析法

pws—井底恢復(fù)壓力，MPa；Pi—原始地層壓力，MPa；m—壓力曲線直線段的斜率，MPa／cycle；t—打開閥后的生產(chǎn)流動(dòng)時(shí)間，h；

△t—關(guān)閉測(cè)試閥的壓力恢復(fù)時(shí)間，h；Horner圖外推直線與橫座標(biāo)為1時(shí)的垂直線交點(diǎn)的值。3.原始油層壓力等壓圖的編制及應(yīng)用構(gòu)造等高線等壓線斷層井點(diǎn)某油田原始油層壓力等壓圖等壓線與等高線平行油層厚度影響測(cè)量、計(jì)算誤差構(gòu)造等高線等壓線斷層井點(diǎn)某油田原始油層壓力等壓圖（1）預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)井的原始油層壓力（2）計(jì)算油藏的平均原始油層壓力

（油層天然能量大小的尺度）常應(yīng)用面積均衡法求取等壓圖的應(yīng)用（4個(gè)主要用途）（為了確定新鉆井的套管程序和鉆井液密度）（4）計(jì)算油層的彈性能量

（油層彈性膨脹時(shí)所能排出的流體量）

原始油層壓力與飽和壓力之差構(gòu)造等高線等壓線斷層井點(diǎn)某油田原始油層壓力等壓圖（3）判斷水動(dòng)力系統(tǒng)，進(jìn)一步了解油層地質(zhì)特征水動(dòng)力系統(tǒng)：油氣層內(nèi)，流體具有連續(xù)性流動(dòng)的范圍。

應(yīng)用等壓圖的不連續(xù)性，可進(jìn)一步查明地下可能存在的斷層或巖性尖滅。

同一水動(dòng)力系統(tǒng)內(nèi)，壓力等值線的分布是連續(xù)的。（二）目前油層壓力目前油層壓力：油藏投入開發(fā)后某一時(shí)期的地層壓力。油層靜止壓力(ps)：油田投入生產(chǎn)之后，關(guān)閉油井，待壓力恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)以后，測(cè)得的井底壓力。亦稱動(dòng)地層壓力。1.目前油層壓力及其分布井底流動(dòng)壓力（井底流壓）(pb)：油井生產(chǎn)時(shí)測(cè)得的井底壓力。

（代表井口剩余壓力與井筒內(nèi)液柱重量對(duì)井底產(chǎn)生的回壓。）

pb

ps（1）單井生產(chǎn)時(shí)油層壓力的分布假定油層各向同性，只有1口井平面徑向流滲流場(chǎng)示意圖流線壓力分布徑向滲流公式：Pf----距井軸r處的地層壓力,pa;ps----油層靜止壓力，pa;pb----油井井底流壓，pa;R----油井供給半徑，m;r----研究點(diǎn)與井筒軸的距離，m;rn----井筒半徑，m;Q----油井產(chǎn)量（地層條件下）m3/s;

----地層原油密度，Pa·s;K----油層滲透率，m2;h----油層有效厚度，m。式中壓降漏斗示意圖壓力降落呈對(duì)數(shù)關(guān)系或（2）多井生產(chǎn)時(shí)油層壓力的分布三口井同時(shí)生產(chǎn)時(shí)油層壓力降落示意圖A點(diǎn)壓降：PA=P1+P2+P3（假設(shè)：地層均質(zhì)，油井生產(chǎn)條件相同）2.油層靜止壓力的確定井點(diǎn)處油層靜止壓力：實(shí)測(cè)

關(guān)井一段時(shí)間后，用深井壓力計(jì)直接測(cè)量

油井測(cè)壓力恢復(fù)曲線，水井測(cè)壓力降落曲線油藏平均壓降曲線井點(diǎn)處不同時(shí)刻油層靜止壓力的換算3.油層靜止壓力等壓圖的編制與應(yīng)用

不同時(shí)測(cè)試

不同時(shí)刻的壓力值換算為同一時(shí)刻的壓力值井間壓力插值某油田靜止壓力等壓圖構(gòu)造等高線等壓線斷層井點(diǎn)某油田原始油層壓力等壓圖

壓力降低

等壓線與構(gòu)造等高線相交比較：油層靜止壓力等壓圖的應(yīng)用

求油藏某一開發(fā)時(shí)期的平均油層靜止壓力

（油藏能量大小的反映）

確定地層參數(shù)：

應(yīng)用壓力分布和流量反求地層系數(shù)Kh/

掌握地下流體動(dòng)態(tài)

（流動(dòng)方式、流動(dòng)方向、油水界面移動(dòng)情況）

了解油藏開采動(dòng)態(tài)

比較不同開發(fā)時(shí)期的油藏靜止壓力等壓圖⑤了解油藏的地質(zhì)特征油層物性、斷層（三）油層折算壓力-380m-470m=0.8103kg/m32號(hào)井：油層靜止壓力靜液面海拔-55m1號(hào)