油藏工程课件2章

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△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。wfRPPP生国际单位制（SI制）达西制工程单位（矿场制）压力符号单位符号中文含义单位符号中文含义单位符号中文含义bar或Pa巴或帕斯卡atm标准大气压物理大气压at(kgf/cm2)工程大气压P1牛/m2=1帕（Pa）1兆帕=1Mpa=106Pa1atm=0.1013Mpa=0.1Mpa1atm=1.033227at=1.033227×0.0980665=0.1013Mpa1at=0.0980665Mpa=0.1Mpa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。HPLL0098.0LPLH条件：１地层连通，２地层均质，流体性质相同３流体相对静止H中斜率dP/dHPiLdHdP0098.0/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=240atHB=2300米PB=276atHC=2200米PC=264atPBPAPCHBHAHC三口测压井示意图点号深度H(米)压力P(大气压)折算深度（米）折算压力大气压A2000240200264B2300276-100264C22002640264（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,H－w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。)(0098.0ZHppwe折折pepZ图2-4折算压力示意图…..(2-2)三、利用静水压力公式判断压力系统（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CB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）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。（１）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。模型编号k均质程度变异系数无水采收率二倍注水采收率10-1323120．660．4370．16550．3789-229250．460．720．1310．286表2-1油层粒度对非均质的影响（２）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。层理类型渗透率无水采收率最终采收率注水倍数直线层理7232．8221．31．07弧形层理540．121．642．21．56交错层理221．330．642．70．688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（１）层内非均质：a变异系数：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：kV0avkkVniiavnkk11)(kS1maxavkKKSavKkn1minmaxkknkhkkhmaxmaxKavKn….(2-3)….(2-4)….(2-5)….(2-6)(２)平面非均质a砂岩钻遇率：b连通系数：c分布系数：(３)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。总井数砂岩井数nnN总井数井数nnCk砂井油井nnCF….(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)(1)]()([)(21)(ihNiixyhxyhNhR….(2-10)b半变异函数R(h)aC0CR(h)h图2-12半变异函数曲线a－变程，其值越大，非均质越弱C0－块金常数，其值越大，非均质越强C0+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PiHowcCBA...（二）应用（１）由油井B和C压力数据可绘制一条直线（２）由斜率公式（缺乏流体密度资料时，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。LdHdP0098.0/2641006254.31010546.508388.1TTw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owowwowowcPPPPHH)(owcooowHpp0098.0)(0098.0owcoopwpowp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))(0098.0HHPPowc)(0098.00HHPPwociow))((0098.0)(00wowciwwHHPP图2-16井位置示意图符号说明:Pow-折算压力；Pi-油井井底压力；Pow-水层压力；Howc-油水界面；H-油井深度；w0－油、水密度(2-14)/(2-15)令为压力系数所以油水界面位置Howc)1)(1(10wowcwwiHHPPwwiPP])1(1[0wwowcHH….(2-16)由静水压力公式HP0098.0…（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。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。（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)(11wSKrwroowo的函数是管力达西定律，忽略重力毛wf1无水采油期（wf=0）2低含水采