1、 龚福华龚福华长江大学地球科学学院石油系长江大学地球科学学院石油系2007.102007.10第六章第六章 油藏评价与开发可行性研究油藏评价与开发可行性研究第一节 油藏中流体分布与性质的研究第二节 油藏的压力与温度第三节 油藏的天然能量与驱动方式第四节 油气储量计算与评价第五节 油气藏类型及开发层系的合理划分第一节第一节 油藏中流体分布与性质的研究油藏中流体分布与性质的研究一油藏流体在孔隙系统中的分布特征二油藏流体性质研究三油藏中流体宏观分布规律 束缚水 边水 底水 夹层水5.溶解气6.气顶气7.夹层气8.纯气层气9.低渗性高含水饱和度油层中的可动水油藏中的流体产状通常有9种：1、油藏中流体的
2、类型与产状却却 勒勒 1 1 油油 藏藏 剖剖 面面 图图底水边水边水夹层水纯气层气2、油藏流体垂向分布规律1000含油饱和度含油饱和度75%25%油水油的相对渗透率为0时（含油饱和度约25%），不流动。1000含油饱和度含油饱和度75%25%油的相对渗透率为0，不能流动油水油藏流体垂向分布规律 在油藏顶部纯油带中，仅含不可流动的束缚水；纯油带之下是只产油不产水带，含有少量自由水，含油饱和度降低。其下为只产水不产油带，含油饱和度很低，油的相对渗透率降为零，同时有很高的含水饱和度，故只产水不产油；最下面是纯含水带。油水同出带，自由水饱和度增大，达到可流动临界值，含油饱和度降低，生产时油水同出。却
3、却 勒勒 1 1 油油 藏藏 剖剖 面面 图图没有绝对的油水界线，只有过渡带，含油饱和度范围75%-25%二、油藏流体在孔隙系统中的分布特征原生孔隙面孔隙率约20%孔隙喉道连通性好水水悬浮状悬浮状油油迂回状迂回状水水迂回状迂回状油油环状环状水水环状环状油油迂回状迂回状油油悬浮状悬浮状水水迂回状迂回状水水油油迂回状迂回状水水油油迂回状迂回状(a)(b)油水在微观孔隙系统中的分布示意图水润湿系统油润湿系统水油岩石亲油结果表明：在粗、中砂岩中，粗大孔隙之间彼此有较多的粗喉道相连通时，孔喉中几乎充满了油，并形成网络联系，成为统一的流动体系；而在细、粉砂岩中，原油一般多为孤立的分散状。即不同岩性储层的孔
4、隙结构特征不同，原油在其中的分布状态是很不相同的。细砂岩细砂岩中砂岩中砂岩孔喉中几乎充满了油孤立的分散状三、油藏流体性质研究1、反映液体基本性质的参数2、流体性质分布的非均质性3、影响流体性质变化的地质因素4、液体性质与开发动态流体性质参数包括：原油密度、粘度、含蜡量、含胶量、凝固点和初馏点；饱和压力、气油比、体积系数、组分等；天然气密度，甲烷、重烃和非烃气体含量等；油气田水化学成分、总矿化度、物理性质和水型等。地下烃类油气可按其组分含量，密度、气油比等大小差异分为重油、黑油、挥发油、凝析油（气）、湿气、干气等多种类型。反映流体基本性质的参数原生油藏原生油藏一般遵循上轻下重上轻下重、顶轻边重的
5、规律。这是同一油藏内流体的重力分异作用和边水氧化作用的结果。次生油藏则往往呈现比较复杂的现象，上下两组储层原油性质差异较大，而且是上重下轻上重下轻。原油性质的平面分布非均质性的研究，如原油密度、粘度、地层水总矿化度等的平面等值线图，可以分析构造对流体性质分布的控制作用。流体性质分布的非均质性流体性质分布的非均质性生油区油气生成条件包括生油岩热演化程度、有机质丰度、干酪根类型和生烃、排烃期等因素，这些因素的配合关系是决定原油性质的内在因素。规模较大的断层控制流体性质的分布；规模较小的断层使流体性质复杂化，增强非均质性。开启性断层常使原生油藏遭受破坏，是流体再分配的通道。在这类断层附近原油性质变差
6、，缺乏天然气和轻质油，地层水矿化度低，水型复杂。封闭性断层常形成圈闭，使流体得以保存，原油性质较好，地层水矿化度较高。影响流体性质变化的地质因素影响流体性质变化的地质因素运移的距离越长，轻质组分散失越多，油质变差，地层水总矿化度降低，水型趋于复杂。次生变化引起流体性质变差。包括水洗、生物降解和氧化作用。如在油水界面附近，由于边水长期缓慢的水洗作用，使低部位的原油变稠变重。在注水开发过程中原油性质也会发生变化，如原油密度、粘度、初馏点等增大，原油饱和压力、气油比降低等现象表现明显。流体性质与开发动态流体性质与开发动态原油性质好、储层孔渗高、含油饱和度高、有效厚度大的油井产能高。但原油的粘度对产能
7、的影响较大、粘度大的原油不易流动，产能往往较低。如果原油粘度很大，水驱开发就无意义，只有靠采取其它特殊方法（如热力采油）来开采了。挥发油藏的开发，若能在油藏开发早期采取保持地层压力开采，则会获得较高的采收率。如果没有补充能量，油层压力下降到泡点压力以下，使地层能量快速消耗，采收率降低。第二节第二节 油藏中流体分布与性质的研究油藏中流体分布与性质的研究一油层压力分布的确定方法二油藏的温度系统三油层压力的概念第二节 油藏的压力和温度原始油层压力（pi）：指油层未被钻开时，处于原始状态下的油层压力。压力系数（p）：原始地层压力与静水柱压力之比值。压力梯度（Gp）：地层海拔高程每相差一个单位相应的压力
8、变化值。Gp的单位通常取MPa/10m。油层折算压力（pc）：为消除构造因素的影响，把已测出的油层各点的实测压力值，按静液柱关系折算到同一基准面上的压力。目前油层压力（p）：在开发后某一时间所测量的油层压力值，称为目前油层压力。1）油层静止压力（pws）：油井生产一段时间后关闭，待压力恢复到稳定状态后，测得的井底压力值。这一压力在油这一压力在油层的各个地方不一样，在同一地方不同时间也是不一样的，所以有人层的各个地方不一样，在同一地方不同时间也是不一样的，所以有人又称之为动地层压力。又称之为动地层压力。2）井底流动压力（pwf）：油井正常生产时测得的井底压力。它实际上代表井口剩余压力与井筒内液柱
9、对井底产生的回压。使流体流到井底并进入井筒，甚至喷出地表的生产压差即为pws-pwf。假定单井生产，渗流场压力分布呈规则的同心圆状。根据径向渗流公式可以计算出油井附近任意一点的压力。距井轴r处的地层压力油层静止地层压力井口剩余压力与井筒内液柱对井底产生的回压井口剩余压力与井筒内液柱对井底产生的回压l=h-L+H静液柱高度通过地层压力可计算压力系统：也称水动力系统，是指在油气田的三维空间上，流体压力能相互传递和相互影响的范围。判断压力系统的分布方法：1地质条件分析法。断层的分布和封闭条件；隔层的分布状况；储层岩性、物性的横向剧变；裂缝的发育和分布；区域性不整合面的存在等。2压力梯度曲线法。测原始
10、压力，绘制成压力梯度曲线。如果梯度曲线只有一条，则说明各油层或同一油层的各点属于一个水动力系统。油组构造井位图 图中五个开发单元组成了五条相互平行的梯度线，反映了各个断块的压力系统是不同的。在开发过程中也证实各块之间毫无水动力联系，断层起着很好的封闭作用。压力梯度曲线 折算压力法。统一水动力系统的油藏，油藏未投入开采时，位于油藏不同部位的各井点处，折算压力必相等。如我们需要判断各个油层或同一油层中各点是否属一个水动力系统，我们可以将各测点的原始压力都折算到原始油水接触面或海平面上，如果折算压力相等，我们可以认为各测点同处于一个水动力系统中。原始油层压力等值线图法。可实际绘出某油田的原始油层等压
11、图。如果无断层或岩性尖灭等因素的影响，原始油层等压线的分布是连续的。相反，如果原始等压线分布的连续性受到破坏，则该油田有若干个水动力系统。构造等高线 等压线 断层8010090801108070605050150140130120110120140-1200-1100-900140-700130120-700-900-1100-900构造等高线等压线油层压力变化规律法。油层一旦投入开发，油层压力就开始发生变化。如果处于不同油层或同一油层的不同位置的各井油层压力同步下降（压力变化速度基本一致），说明各井点处于同一水动力系统中；反之，则不为一个水动力系统。井间干扰试验法。使某井开采条件改变（产生激
12、动），观察其周围其它井（观察井）的压力变化情况。如果观察井的压力随激动井的开采条件变化而相应变化时，证明激动井与观察井处于同一压力系统中，反之亦然。实际研究中，应采用多种方法相互验证，保证压力系统认识的正确性 油藏的温度系统油藏的温度系统1、地温梯度和地温级度：地温梯度（GT）：指地层深度每增加l00m时地层温度增高的度数，单位为/l00m。为了研究某区的地温随深度的变化情况，通常作地温梯度曲线。地温级度（DT）：指地温每增加1，所需增加的深度值，单位为m/。地温梯度与地温级度互为倒数关系，不过地温梯度更常用些。2、地温分布与温度异常地球的热力场是非均质的，所以地温梯度在各地不一。一般都可用实
13、测的各油区的地温梯度值反映全油田的地温分布特征。通常以地球的平均地温梯度3/l00m为标准，地温梯度为3/l00m称为正常，高于此值称正异常，低于此值称负异常。国内部分地区地温梯度资料(据西北大学编石油地质)油田或盆地 地温梯度/100m 油田或盆地 地温梯度/100m 准噶尔盆地(T-J)2.22.3 松辽盆地(K1)3.14.8(6.2)酒泉盆地(E+N)2.3(2.6)大庆油田 4.55.0 四川盆地(J)2.22.4(2.7)济阳坳陷(E+N)3.13.9 陕甘宁盆地(J)2.75(2.8)冀中坳陷(Z)3.7(4.2)注：括号中的数值为最大地温梯度值。根据井温资料可编制井温与深度关系
14、图，了解地温梯度在纵向上的变化。40 60 80 100 120 140 16050010001500200025003000350040004500温度/深度/m坨29滨99东风1滨试6滨258东风2东营凹陷系统测温井温度与深度关系图3、油层温度与开发动态油层温度是影响原油粘度的一个最敏感的因素。油层温度的改变决定着其中原油粘度的变化。提高油层温度，如注热水，可增加原油的流动性；反之，如采取小井距大量注入冷水，会使原油粘度明显增大，影响油层产能。开采过程中，如果地层压力下降并低于饱和压力时，石油中的溶解气大量逸出并膨胀，常使油层温度开采过程中，如果地层压力下降并低于饱和压力时，石油中的溶解气
15、大量逸出并膨胀，常使油层温度下降。特别是在井底附近，温度变化大，常造成井底附近油层胶结或结蜡，堵塞了原油流入井内的通道。因此，对地温的研究，有助于采取合理的生产措施和工艺技术，防止上述现象发生。由于单井剖面中深度不同的层位其流体温度不同，如果因固井质量不好发生窜通，则可通过对井筒温度剖面的研究来判断窜通层位。还有一个很重要的应用就是通过井温测井来建立吸水剖面，了解各油层的吸水状况。测井筒温度剖面识别窜通位置窜通第三节第三节 油藏的天然能量和驱动方式油藏的天然能量和驱动方式一油藏驱动方式及其开采特征二油藏天然能量分析油藏天然能量分析1.边水、底水能量大小分析2.气项能量大小分析3.溶解气能量大小
16、分析4.弹性能和重力能水体体积与油体体积的比值是反映水体能量大小的一个很重要的参数。水体越大，能量越充足。有两个参数：水侵速度（单位时间的水侵量）、水侵系数（单位压降下的水侵速度）1水侵速度qe，其意义为单位时间的水侵量：tWqeedd=油藏开采t时间后的水侵量油藏开采时间水侵速度越大，说明水体补充条件越好water drive油水2水侵系数ke，其意义为单位压降下的水侵速度，即：水侵系数更能反映边、底水活跃程度，其数值越大，反映天然水驱能量也大。水侵速度含油区平均压力降，即：原始地层压力和目前地层压力的差pqkee=油水反映气顶能量大小的主要参数为气顶指数m原始地下自由气体积，原始地下自由气
17、体积，m m3原始地下油体积原始地下油体积m3m=Vg/Voi m值越大，反映气顶能量越大。对于两个m值相同的油气藏来说，原始油层压力值大者，其气顶能量也大。油、气层在垂向上的渗透率和水平渗透率比较接近，而且都较高时，越有利于气顶能量发挥作用。气体积油体积gas-cap drive溶解气能量大小分析当油层压力低于原油饱和压力（当温度一定时，地层原油中分离出第一批气泡时的压力称为饱和压力）时，原油中的溶解气就会分离出来而膨胀驱油。地层饱和压差可以反映溶解气的能量状况。地层饱和压差小，溶解气易释放出来。原始溶解气油比，是反映溶解气能量大小的一个重要参数，气油比越高，说明溶解气能量越充分。disso
18、lved gas drive气液两相共存的 最 高 压 力气液两相共存的 最 高 温 度临界点气液凝凝析析气气露点线气体开始凝结泡点线气体开始逸出气液共存 当油层压力低于原油饱和压力时（泡点线），气体逸出开始驱油。弹性能和重力能在压力降落过程中，岩石和流体本身膨胀，会产生弹性能量，同样有驱油作用。有两个参数：弹性产率：表示的是平均地层压力每下降一个单位可以产出的弹性储量；弹性采出程度：是指完全靠油藏的弹性膨胀能可以产出的弹性储量占地质储量的百分数。弹性产率值越大，弹性采出程度越高，油藏的弹性能量越大，天然弹性能量可利用程度越高。elastic drivegravity drive 油藏的驱动方
19、式及其开采特征1.水压驱动2.气压驱动3.弹性驱动5.重力驱动4.溶解气驱water drivegas-cap driveelastic drivedissolved gas drivegravity drive 所谓油藏的驱动方式（drivedrive），是指油藏在开采过程中主要依靠哪一种能量来驱出油气。油藏开采后由于压力下降，周围水体（边水、底水、或人工注水）对油藏能量进行补给，这就是水压驱动，分刚性水压驱动和弹性水压驱动两种。1刚性水压驱动，其能量是边水或底水的静水压头或人工注水的水力。开采时，保持井底压力pw高于饱和压力pb，使气油比Rp保持不变。但当生产到一定程度时，边底水或人工注水
20、会逐渐进入井底，油井见水并逐渐水淹。即产油量Qo逐渐下降，含水率逐渐上升。实现刚性水压驱动的条件：油层与水区连通性好，没有断层或岩性封闭，油层渗透率好且非均质性弱，水源供给充足，这样水力对油藏中的压力变化反应敏感，油层的采液量与水体推进补给量能达到平衡。实际生产中，我们可以用人工注水来实现刚性水压驱动。water drive 注水井采油井注水保持地层压力注水驱油刚性水压驱动注水井注水井，弹性水压驱动水体的弹性膨胀驱油，压力下降采收率高2550%油田一般先采用弹性水压驱动，然后注水变成刚性水压驱动2.弹性水压驱动，没有边水或底水露头，或水体与油体之间连通性较差，存在断层或岩性等遮挡，或人工注水速
21、度赶不上采液速度时产生弹性水压驱动。油藏压力从其原始值降到饱和压力以下的这个阶段，都称为弹性水压驱动阶段。在油藏的开采初期，水侵量达到采出量需要逐步平衡，在这段时间里不可避免地要出现一个弹性驱动阶段。随着开采时间的增加，压力降落的速度会逐步缓慢，最后可能会达到补充与采出的平衡，即刚性水压驱动。气顶压力降低，体积增大驱油。气压驱动：分刚性气驱和弹性气驱弹性气驱采收率高2550%气压驱动：主要是气顶中压缩气体的弹性膨胀力驱动。开采特征是：油藏产量随压力下降而逐渐减少；同时随着油藏压力的下降，更多的溶解气将分离出来，使开采过程中的气油比逐步上升。如果出现了气顶的锥进和气窜，便会造成气油比的急剧升高和
22、油井产能的迅速降低弹性气压驱动。也可以用人为的方法向气顶注气，以延缓油藏压力的下降，甚至可以使油藏的压力不再下降刚性气压驱动。气油gas-cap drive 注气井采油井刚性气驱地层压力不变地层压力不变采收率高2550%弹性驱动：采收率25%elastic drive 溶解气驱实现溶解气驱的条件是：采出量大大超出水体的补给能量，油藏压力低于饱和压力时，溶解气从油中分离出来，以分散的气泡存在于油中，当压力降低时气泡膨胀把油推向井底。驱动能量的大小主要取决于原油溶解气体的数量溶解气驱初期压力降落较慢，但是，随后由于气体的流动远比石油大，因而它将抢先流入井底而被采出，使驱油的动力很快丧失，随着大量溶
23、解气的采出，气油比又开始急剧的下降，问题是油藏的产量也相应降低。dissolved gas drive 溶解气驱地层压力降低气体从原油中脱出原油的粘度增加油、气两相流动油的相渗透率降低油井产量下降采收率高1030%dissolved gas drive 原来呈溶解状态的气挥发出来，形成气泡驱油 没有边水和底水，也无气顶。溶解气从油中分离出来，以分散的气泡存在于油中，当压力降低时气泡膨胀把油推向井底。重力驱动重力驱动靠原油自身的重力将油驱向井底时为重力驱油。重力驱油要求油层倾斜大，厚度大。重力是一种比较弱的驱动力。只有当油藏开采到末期，其它驱动力都变得比较微弱时，重力驱油作用才明显的表现出来。重
24、力驱油要求：1.油层倾斜2.厚度大采收率高达3070%gravity drive废弃的新疆依奇克里克油田，转地方民采废弃的新疆依奇克里克油田，转地方民采重力驱动重力驱动废弃的新疆依奇克里克油田，转地方民采废弃的新疆依奇克里克油田，转地方民采土法采油土法采油废弃的新疆依奇克里克油田，转地方民采废弃的新疆依奇克里克油田，转地方民采油田后期油田后期哪里有石油 哪里就有我们的家气油不同驱动类型油气藏的采收率类型驱动类型 采收率%油藏一次采油弹性驱动2-52-5溶解气驱10-3010-30水压驱动25-5025-50气顶驱动20-5020-50重力驱动30-7030-70二次采油二次采油注水25-6025-60注气30-5030-50混相40-6040-60热力驱动20-5020-50类型驱动类型 采收率%油藏三次采油注聚合物、CO2、碱水、表面活性剂等45-80气藏一次采气弹性驱动70-95水驱45-70二次采气回注干气的凝析气藏65-80
