《油气田开发地质学》复习

11油藏开发地质学的概念2开发地质学的基本问题与目标3油藏开发地质学的产生4勘探地质与开发地质学异同5油藏开发地质学的任务与研究内容6油藏开发阶段划分7不同开发阶段的地质任务21、开发地质学概念：油气田开发地质学是研究油气藏开发过程中地质问题的科学。研究内容包括油藏地质结构、油气储集空间与流体性质、渗流特征、驱动能量及其在开发过程中变化规律，是为油田开发方案设计、部署、方案调整、提高油气采收率服务的,是石油地质学的一个分支，是石油勘探地质学向油田开发领域的延伸。32、基本问题：（1）油藏内部结构及性质2）开发过程中油藏性质变化（3）剩余油分布规律3、研究目标：为开发方案设计、部署、方案调整、提高油气采收率服务,实现正确的油藏管理。4油藏开发阶段划分（一）按油田开发方式1、一次采油阶段（弹性开采）2、二次采油阶段（注水开采）3、三次采油阶段（化学驱）（二）按油田产量变化油藏投产阶段高产稳产阶段产量递减阶段油藏低产阶段（三）按油田产量变化油藏投产阶段高产稳产阶段产量递减阶段油藏低产阶段（四）按油田综合含水低含水阶段0%-25%中含水阶段25%-75%高含水阶段75%-90%特高含水阶段90%以上（四）按油田开发工作任务油藏评价阶段开发设计阶段方案实施阶段管理调整阶段5油藏结构三要素格架储层流体地层构造储层流体第二章油藏内部结构及性质油藏开发地质特征指油藏具有的能够影响油气开发过程，并影响所采取的开发措施的所有地质因素。6（一）低级序断层描述低级序断层是指断层级别中四级及以下的小断层，这些断层对油水关系以及开发中后期剩余油分布起控制作用。特点：延伸短、断距小，识别难，描述难，是高含水期挖掘剩余油描述的重点。2、低低级序断层的概念与地震描述7(二)、油层微构造1、概念：微构造指在总的油藏构造背景上油层本身的微细起伏变化所显示的局部构造特征的总称。•正向微型构造(小高点、小鼻状构造、小断鼻)•负向微型构造(小低点、小沟槽、小断沟)3、成因(1）顶面微型构造主是由于砂体沉积后差异压实作用造成。（2）底面构造中的低点和沟槽两种负向地形主要是沉积过程中河流下切作用造成。(3)其它构造作用和构造背景影响81、物性特征（1）孔隙度总孔隙度、有效孔隙度，成因类型：原生、次生孔隙（2）渗透性绝对（空气）渗透率:是指当只有任何一相(气体或单一液体)在岩石孔隙中流动而与岩石没有物理、化学作用时所求得的渗透率。通常则以气体渗透率为代表,又简称渗透率。有效渗透率:多相流体共存和流动于地层中时,其中某一相流体在岩石中的通过能力的大小,就称为该相流体的相渗透率或有效渗透率。发育方向：水平（X方向、Y方向）、垂直渗透率（Z方向）(二)、储层性质9概念：储层非均质性是指由于沉积作用、成岩作用及构造改造等作用所形成的油气储层在空间分布及内部各种属性上表现出的不均匀变化。这里所说的宏观非均质性主要是指岩性、物性、含油性以及砂体连通程度在纵横方向上的变化。2、储层非均质性（ReservoirHeterogeneity）(二)、储层性质类型：宏观非均质性层：层内非均质性，层间非均质性，平面非均质性微观非均质性10平面非均质性——是指一个储层砂岩体的几何形态、大小尺寸、连续性和砂体内孔隙度、渗透率等参数的空间分布，以及孔隙度、渗透率的空间分布所引起的非均质性，这些因素直接关系到注入剂的平面波及程度。储层微观非均质性——是利用岩心样品通过各种现代分析测试手段研究油气储集层的成岩作用、孔隙类型及孔隙结构和储层潜在敏感性等特征，探讨储层成岩变化对孔隙分布和孔隙演化的影响，揭示影响储层性能的地质因素。11层内非均质性层内非均质性：是指单砂层垂向上储层性质的变化，是控制和影响砂层组内一个单砂层垂向上注入剂波及体积的关键因素。（1）粒度的韵律性单砂层内粒度在垂向的变化序列：正、反、复合韵律（2）最大渗透率所处位置一般情况下与上述粒度一段12（3）层内非均质定量评价方法以渗透率为主线配合其他参数，统计层内非均质程度，作平面分布图，分析层内非均质参数平面变化规律和控制因素，常用的参数有：①渗透率变异系数Vk——指渗透率标准偏差与平均值之比值②渗透率突进系数Sk一定井段内渗透率极大值与其平均值的比值③渗透率级差Nk——一定井段内渗透率最大值与最小值之比值SKkkmax/Vkk1/21/1nikiknkkniin/1NKKkmaxmin/13（1）沉积旋回性沉积旋回性是不同成因、不同性质储层砂体和隔夹层按一定规律序叠置的表现，是储层层间非均质性的沉积成因。正旋回：由下向上变细，物性变小，厚度变薄；反旋回：由上向下变细，物性变小，厚度变薄；复合旋回：正、反旋回的不同组合。层间非均质性概念：是指某一单元内各砂层之间垂向差异性的总体特征，研究单元可以是小层范围或油组范围甚至到段、组级别。层间非均质性是选择开发层系、分层开采工艺技术等重大开发战略的依据。14砂体连续性和平面非均质砂体连续性与平面非均质性是指一个储层砂岩体的几何形态、大小尺寸、连续性和砂体内孔隙度、渗透率等参数的空间分布，以及孔隙度、渗透率的空间分布所引起的非均质性，这些因素直接关系到注入剂的平面波及程度。15渗透率及方向性影响因素：(1)沉积因素①平面上不同微相砂体②同一微相不同部位③砂体几何形态：引起渗透率方向性④古水流方向：引起渗透率方向性(2)裂缝影响微裂缝：增大渗透率，对渗透率的平面非均质性无大影响延伸长度小于井距的裂缝：局部发育，对渗透率的平面非均质性有一定影响，但影响范围有限，在全油田范围内影响较小延伸长度超过井距的裂缝：这类裂缝构成网状裂缝系统时，会导致严重的渗透率方向性，对油田注水开发有很大的影响(3)影响大范围内的流体渗流：大规模渗流屏障或大规模渗流通道161、束缚水：储层毛细管中由于受到毛细管力的束缚不能流动的水，没有驱油作用。2、边水：分布于油气层四周，界面与油层顶、底面均相交。多见于层状油藏中，边水对油气具有驱动作用。一、油藏中流体类型及分布(一)流体类型3、底水：油气藏下部均为水，油水界面与油层顶面相交。多见于厚层状或块状油藏中，底水具有驱油作用。174、溶解气：在地下原始状态下溶解于油中的气，当地层压力低于其饱和压力时，从油中释放出来形成游离气。5、气顶气：指呈游离状态分布于油藏构造顶部的天然气。18二、油藏流体性质1、反映流体性质的参数原油：密度、粘度、含蜡量、含胶量、凝固点；饱和压力、气油比、体积系数、组分等；天然气：密度、甲烷、重烃等；油田水：化学成分、总矿化度、水的物理性质、水型等。以上参数中最重要的密度、粘度和凝固点，分析其是否属重质稠油类或高凝油类。192、影响流体性质的地质因素（2）断裂活动对原油性质的影响开启断层使油藏遭受破坏，是流体再分配的通道，原油性质变差，缺乏轻质油和天然气，地层水矿化度低。原因是氧化作用和轻质油及天然气逃散以及地表淡水的补给。封闭断层附近原油性质好，地层水矿化度高。（1）烃源岩：烃源岩干酪根类型、热演化程度、生烃与排烃期等因素。它们是决定原油性质的内在因素。20(3)油气运移对流体性质的影响一般来说，油气运移的距离越长，重新聚集的次数越多，原油轻质组分散失越多，油质变差。（4）次生变化：是指构造运动或运移作用使流体保存条件发生变化，包括水洗、生物降解和氧化作用，例如在油水界面附近，边水长期缓慢的水洗作用，使低部位原油变稠。213、流体性质对油藏开发的影响（2）注入水流度（Kw/μw）和地下原油流度（Ko/μo）比：比值越大，水驱前缘越不均匀，注入水波及系数越小，开发效果越差。流度比主要取决于原油粘度μo的大小，如果原油粘度很大，流度比也很大，水驱开发就失去意义，就只能用一些特殊方法如热力法进行开采。（1）流体性质：影响油井产能，其中原油粘度对产能影响最为明显，原油粘度越大，原油越不易流动，产能越低。挥发油对油藏压力保持有严格要求，油藏压力要高于泡点压力22（3）油层温度：是原油粘度最敏感的因素，提高原油温度，如注入热水，可以显著降低原油粘度，提高其流动性。反之，当采用小井距开采并注入冷水时，会使原油粘度明显增大，影响油层产能。（4）地层水性质：地层水总矿化度越高，水型越单一，反映水动力条件越弱，对油气保存越有利。因此，油藏内地层水矿化度高值区是油气开发有利地区。3、流体性质对油藏开发的影响23(一)、润湿性1、概念：润湿性系指液体在表面分子力作用下在固体表面的展开能力，是流体和固体之间表面能作用的结果。液滴在固体上的形状三、流体基本渗流特征24润湿接触角θ=0°，完全润湿润湿接触角θ90°，润湿润湿接触角θ=90°，中性润湿接触角θ90°，不润湿润湿性示意图液液固—固cos液液—固固附着张力2、类型25当油、水两种非混相流体同时呈现于固相介质表面时，若水优先润湿固体表面，则为水湿。通常把储集层岩石表面对水和烃的亲合展布能力分成三种：水润湿(亲水性)θ90°中性润湿(过渡性)θ=90°油润湿(亲油性)θ90°也有人分为：强亲水、弱亲水、中性、弱亲油、强亲油五种。26石油行业标准：水润湿(亲水性)θ75°中性润湿(过渡性)75°θ105°油润湿(亲油性)θ105°润湿性是各相流体在孔隙介质中的微观分布及流动能力的主要影响因素之一，还影响残余油饱和度和水驱油效率。273、影响润湿性的因素(1)与岩石固体表面性质有关。石英和长石表面是带负电场的,易于亲水,而绿泥石和高岭石则易于亲油。油藏岩石由多种矿物组成，不同矿物组成表面性质极其复杂，润湿性复杂；同是石英(或方解石)表面，由于油的组分不同，其润湿性差别很大，可能亲水，也可能亲油。(2)与流体化学性质有关，由于原油组分不同，即使同一固体表面，其润湿性也截然不同。28（3）与烃化合物的分子量有关。实验研究表明,具有类似化学结构的流体,随分子量增加其润湿接触角也增加。（4）与空气渗透率有关，随渗透率增加，岩石亲油性增强,渗透率高，自吸油量多，渗透率低，自吸水量多。（5）原油胶质沥青质和非烃类是极性物质，其含量愈高，岩石表面亲油性愈明显。29岩石表面润湿性不同，油水在岩石孔隙中分布也不相同。由于各相表面张力相互作用的结果，润湿相总是附着于固体表面，并力图占据较窄小的粒隙角隅而把非润湿相推向更通畅的孔隙中去。4、润湿性对油水在岩石孔道中分布的影响30非湿相驱湿相为“驱替过程”。湿相驱非湿相则为“吸吮过程”。亲水岩石水驱油为吸吮过程，亲油岩石水驱油为驱替过程。亲油岩石水驱油的驱替过程亲水岩石水驱油的吸吮过程311、渗透率的物理定义——单位体积的岩石让流体通过的孔隙平均截面积。单位是10-3μm2或μm2，它本身是统计的、又是平均的概念。2、绝对渗透率——渗透率的大小只和多孔介质性质有关，而和流体性质无关，这就是常用的空气渗透率，被认为是绝对渗透率。3、相对渗透率——相对渗透率是有效渗透率与基础渗透率之比。Kro=Ko/KKrw=Kw/K常见的有油水两相相对渗透率曲线，表现了在不同的含水饱和度条件下油相和水相相对渗透率的变化，是研究注水开发油藏的最基本的关系。(三)、油水相对渗透率3233第三章总结1、油田开发方式，油藏驱动方式和能量2、油田注水应考虑的地质因素3、影响油层吸水的因素，吸水剖面和产液剖面的地质意义4、不同韵律油层驱油效果差异5、注水开发中层间差异的主要特征6、注水开发中平面差异的主要特征7、注水开发中储层性质变化的主要特征8、注水开发过程中油层润湿性变化特征第三章油藏动态地质特征34油田开发方式：指油田在开发过程中依靠何种能量来驱动石油。我国油田开发方针是进行早期人工注水，保持油层压力。油田开发方式概念第三章油藏动态地质特征35油藏天然能量边、底水能量——水体体积与油体体积的比值是反映水体能量大小的重要参数，水体越大，能量越充足。气顶能量——原始地下自由气体积与原始地下油体积的比值越大，气顶能量越大。溶解气能量——当油层压力低于原油饱和压力时，原油中的溶解气就会分离出来膨胀驱油；地层压力和饱和压力之差（简称地饱压差）越小，溶