第二章 油藏評價與開發可行性分析_第1頁
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文檔簡介

一、概述二、儲層沉積微相與構造特征研究三、儲層的非均質性研究四、儲層裂縫研究五、儲層敏感性研究六、利用不穩定試井研究儲層七、儲層地質模型與儲層綜合評價

第一章開發儲層評價復習

緒論第一章開發儲層評價第二章油藏評價與開發可行性分析第三章注水開發油藏動態監測第四章油田開發過程的地質效應第五章氣田開發地質研究第六章不同地質條件下提高采收率的方法

圈閉:阻止油氣繼續運移、并使油氣聚集起來形成油氣藏的地質場所。

油氣藏:油(氣)在單一圈閉中具有統一壓力系統的基本聚集。

油氣田:受同一局部構造面積內控制的油(氣)藏的綜合。油氣藏類型(按成因分):

(1)構造油藏:油(氣)聚集在由于構造運動而使地層變形(褶曲)或變位(斷層)所形成的圈閉中。常見的有背斜油藏、斷塊油藏。

(2)地層油藏:油(氣)聚集在由于地層超覆或不整合覆蓋而形成的圈閉中。最常見的為古潛山油藏。

(3)巖性油藏:油(氣)聚集在由于沉積條件的改變導致儲集層巖性發生橫向變化而形成的巖性尖滅和砂巖透鏡體圈閉中。常見的有砂巖透鏡體、巖性尖滅和生物礁塊油藏。一、油藏中流體分布與性質的研究二、油藏的壓力和溫度三、油藏的天然能量和驅動方式四、油藏類型及油藏地質模型五、油氣儲量評價六、開發層系的合理劃分第二章油藏評價與開發可行性分析一、宏觀分布規律

二、孔隙系統中的分布特征三、流體性質第一節油藏中流體分布與性質的研究

一個油氣藏中的流體在垂向上按重力分異,氣居頂部,油居中,水在下面。三者共存于儲集層的孔隙系統中。一、油藏中流體宏觀分布規律石油油田水天然氣氣油界面油水界面過渡帶油氣水按重力分異我國最大的整裝氣田之一克拉2大氣田立體圖水的產狀:

邊水底水夾層水束縛水

低滲透高含水飽和度油層中的可動水油層水底水邊水非油層水上層水夾層水下層水聚集型天然氣氣的產狀:溶解氣氣頂氣夾層氣純氣層氣(1)高溫高壓,且石油中溶解有大量的烴類氣體;(2)隨溫度、壓力的變化,油藏流體的物理性質也會發生變化。同時會出現原油脫氣、析蠟、地層水析鹽或氣體溶解等相態轉化現象。儲層流體的特點:原因烴類物質的組成是內因;溫度、壓力是外因。油水邊界的確定(1)利用試油、測井、巖心資料確定油水界面(2)用毛細管壓力曲線確定油水界面(3)利用測壓資料確定油水界面(4)利用開發地震解釋資料確定油水界面油水邊界的確定試油資料油水邊界的確定油層水層判斷油水層巖性一致的儲層由于所含流體的性質不同,SP、COND反應不同。油層的SP幅度<水層的SP、COND幅度

識別氣層聲波時差在氣層上反映高的Δt值,在松散層含氣時,會出現明顯的周波跳躍現象。

密度測井二、油藏流體在孔隙系統中的分布特征1.親水巖石中的油水分布(a)

當含水飽和度很低時,水附著于顆粒表面,圍繞顆粒接觸處形成水環,稱之為“環狀分布”。(b)

當含水飽和度增加時,水環的大小也隨之增加,直至增到水環彼此連通起來,成為“迂回狀”分布,參與流動。

(c)

隨含水飽和度的進一步增加,最終油則失去連續性而破裂成油珠,稱為“孤滴狀”分布,油滴雖然靠水流能將其帶走,但它很容易遇到狹窄的孔隙喉道而被卡住,形成對液流的阻力。濕相驅替非濕相的過程稱為“吸吮過程”2.親油巖石中的油水分布(f)含水飽和度較低時:油分布在巖石表面,水首先沿著大孔道形成曲折迂回的連續水流渠道,而油只是在水流的摩擦攜帶作用下沿孔隙壁面流動;(e)當繼續注水時,水逐漸進入較小的孔道,并使這些小孔道串聯起來形成另外一些水流渠道;

(d)當形成的水流渠道多得幾乎使水暢通地滲流時,油實際上已被憋死,殘余的油停留在一些小孔道內及在水流通道的固體表面上以油膜形式存在。非濕相驅替濕相的過程稱為“驅替過程。”巖石潤濕性對注水開發油田的影響固體表面的潤濕性主要取決于固體和液體的性質。既有親水油藏,也有親油油藏,還有各種不同程度的中性潤濕油藏。1.親水巖石:位于孔道中間的油很容易被驅替出,水驅結束后孔隙空間只剩下被分割的油滴。2.親油巖石:位于巖石顆粒表面和微孔隙中的油很難驅替出來。3.同樣條件下親水巖石的水驅采收率大于親油巖石的水驅采收率。石油的物理性質三、油藏流體性質石油:是地下巖石中生成的、液態的、以碳氫化合物為主要成份的可燃性礦產。原油:從地下采出來的石油,沒有經過加工提煉成各種產品以前通稱為原油。

原油的化學元素:主要是碳、氫、氧、氮、硫,其中碳和氫所占的比例最高,含碳84-87%,含氫12-14%,剩下的1-2%為氧、氮、硫、磷、釩等元素。這些元素的大多數都是以化合物的形態出現,將其分成兩大類,一類是由碳、氫元素組成的化合物,即通常稱為烴類的化合物,如鏈烷烴、環烷烴、芳香烴,這是原油的主要成份。另一類是含氧、氮、硫的非烴化合物,如含氧的酚、醛、酮;含氮的葉琳;含硫的硫醇、噻吩等。

石油的物理性質

原油的物理性質最直觀的就是豐富多彩的顏色,由淺到深有白色、淡黃色、褐色、黑綠色以至黑色。我們常見到的石油一般都是黑色的。顏色的深淺和其中含有的非烴類物質的多少有關,含量高的顏色就深。此外,用儀器測得的原油物理性質還有密度、粘度、凝固溫度以及在熒光燈下發出顏色各異的熒光等。這些不同的物理性質都是與它的化學成分和含量有關。例如,原油的凝固溫度就與蠟的含量有關,蠟含量高,凝固溫度也高,反之,凝固溫度就低。石油的物理性質顏色

千差萬別:乳白色、淡黃色、黃綠色、褐色、黑色鹽霜油苗塔里木盆地楊葉油苗、黑色比重20℃時,一般0.75~1.00輕質油:<0.90中質油:0.90-0.92重質油:0.92-0.94超重油:>0.94塔里木重質油采油方法石油的比重與顏色有一定關系,一般淡色石油的比重小,深色石油的比重大。但是,歸根到底,石油的比重決定于其化學組成:膠質、瀝青質的含量,石油組分的分子量,以及溶解氣的數量。1.大慶油田白堊系原油粘度19~22×10-2Pa·s,2.任丘油田中、上元古界原油為53~84×10-2Pa·s,3.克拉瑪依油田三疊系原油為50×10-2Pa·s。變化1.隨溫度升高,石油粘度則降低,所以石油在地下深處比在地面粘度小,且易流動。2.壓力加大,粘度也隨之增加。3.環烷及芳香烴含量高、高分子碳氫化合物含量高的石油,粘度也較大;4.而原油中溶解氣量的增加則會使粘度降低。影響石油粘度是指石油流動時分子之間運動的內摩擦力所產生的阻力,它表示石油流動的難易程度,石油粘度越大就越不易流動。粘度單位常為帕斯卡秒(Pa·s)或毫帕斯卡秒(mPa·s)。粘度按物理性質對原油進行分類

熒光性:石油及其產品,除輕汽油和石蠟外,無論其本身或溶于有機溶劑中,在紫外線照射下,均可發光,稱為熒光。石油的發光現象取決于其化學結構。石油中的多環芳香烴和非烴引起發光,而飽和烴則完全不發光。輕質油的熒光為淺藍色,含膠質較多的石油呈綠和黃色,含瀝青質多的石油或瀝青質則為褐色熒光。哈1井,6161m,桔紅色熒光塔中16,3824.8m龍口1,4714.54m吉南1井,5441m,黃綠色熒光塔中62井,4059m龍口1,4717.74m旋光性:是天然石油的一種重要特性。當偏光通過石油時,偏光面會旋轉一定角度,這個角度叫旋光角。

引起石油旋光性的原因,在于其有機化合物分子結構中具有不對稱的碳原子,如甾醇。石油的旋光性可用旋光儀來測定。它有隨含油地層年代的增長而減小的趨勢。溶解性:石油是各種碳氫化合物的混合物。由于烴類難溶于水。石油盡管難溶于水,但卻易溶于許多有機溶劑,例如氯仿、四氯化碳、苯、石油醚、醇等等。天然氣

天然氣作為石油的伴侶,它也是以碳氫化合物為主要成分,而是以氣體狀態從地下巖石中來到地面的。從廣義上來說,天然氣除了以碳氫化合物組成的可燃氣體外,凡經地下產出的任何氣體都可稱為天然氣。如二氧化碳氣、硫化氫氣等。不過,通常所說的天然氣都是指的可燃性氣體。天然氣

天然氣作為石油的伴侶,雖然在組成上都是以碳氫化合物為主要成份的,但天然氣的生成條件要比石油更為多樣化。就生成階段來說,石油要達到一定深度才能大量生成,而天然氣從淺到深都能生成;就物質來源來說,生成石油主要以水中浮游的動、植物或稱腐泥型有機質為主,而生成天然氣,除此以外還可以有高等植物或稱腐植型的有機質;就成因來說,有機成因的,也有無機成因的。天然氣根據天然氣的形成條件,大致可以分為五種類型:生物氣--在尚未固結成巖石的現代沉積淤泥中,有機質在細菌的作用下,可生成以甲烷為主的天然氣,俗稱沼氣。早期成巖氣--沉積物中的有機質在其埋藏深度尚未達到生成石油深度以前,一部分腐植型的有機質即可開始生成甲烷氣。油型氣--有機質進入生成石油深度以后,除大量地生成石油外,同時也伴隨著生成天然氣。隨著埋藏深度的不斷增加,生成的天然氣也逐漸增加,而生成的石油卻逐漸減少,直到生成的全部都是干氣,即甲烷氣時,就停止了生油。煤型氣--含有煤層的沉積巖層叫做煤系地層,煤型氣就是指煤系地層在時間和溫度的作用下生成的天然氣,其主要成份也是甲烷。元素的構成:C、H(99.9%)。另有少氮、氧、硫及其它微量元素。化合物組成:以甲烷(CH4)為主,次為乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)。含有數量不等的N2、CO2、H2S及其它惰性氣體。根據甲烷的含量天然氣可分為干氣(>95%)和濕氣(<95%)。天然氣的化學組成

比重:

在標準狀態下,單位體積天然氣與同體積空氣的重量比,即天然氣的比重。一般為0.65—0.75,高者可達1.5,濕氣的比重大于干氣。

粘度:天然氣的粘度隨分子量增加而減小,隨溫度、壓力增大而增大(0.001—0.09mpa.s)。

蒸氣壓力:

氣體液化時所需施加的壓力稱蒸氣壓力。蒸汽壓力隨溫度升高而增大。在同一溫度條件下碳氫化合物的分子量越小,則其蒸氣壓力越大。天然氣的物理性質天然氣的物理性質

溶解性:在相同的條件下,天然氣在石油中的溶解度遠大于在水中的溶解度。當天然氣重烴增多(丙烷的溶解性遠大于乙烷,重烴含量多時溶解度高),或者石油中的輕餾份較多時(低碳數烴含量多時,天然氣易溶解),都可增加天然氣在石油中的溶解度。天然氣在水中的溶解度與壓力成正比天然氣在水中的溶解遠遠小于在石油中的溶解度1、氣體低于泡點壓力條件下,隨壓力增加而增加,高于泡點壓力時,氣體溶解度不變。2、天然氣中的重烴含量愈高,溶解度應愈大,丙烷的溶解度比乙烷大得多。3、低碳數烴含量高的輕質原油比重質原油的溶解度要高得多。油田水油層水(與油同層)和外部水(與油不同層)的總稱。地層水長期與巖石和地層油接觸地層水中含有大量的無機鹽底水邊水層間水束縛水上層水下層水

油田水的來源和形成

最初,雨水與風化巖石、土壤和有機物質反應,多余的水不斷滲入土壤而引起巖石和土壤侵蝕,形成槽溝以后,水通過它們更易流動,重力使水從高勢區向低勢區流動,隨著水的流動,水中的溶解固體的濃度逐漸增加,某些水匯集后流向湖泊和大海,由于礦物溶解度的不同,改變了原來水的離子組合,水和油氣的相互作用,也使得油田水具有一地下水中不常見的組分。來源沉積盆地的沉積水,大氣的滲入水,粘土礦物的初生水和地球深處的深成水

油田水的化學組成溶解氣有機組成無機組成地層水的礦化度1.地層水中的離子陽離子Na+、K+、Ca2+、Mg2+Cl-、CO32-、SO42-、HCO3-陰離子2.礦化度水中礦物鹽的質量濃度,通常用mg/l表示地層水的總礦化度表示水中正負離子的和。

不同油藏的地層水礦化度差別很大MgCl223945121242813581375658712勝坨S2層NaHCO37711661724106310276442593渤海S2層CaCl2369610706022088187414112152臨盤S3層CaCl2373986360244382522880641372304896331中原W層總礦化度CO32-HCO3-SO42-Cl-Ca2+Mg2+Na+(K+)水型離子質量濃度及總礦化度/(mg/L)油田名稱我國部分油田地層水資料硬度主要指地層水中鈣、鎂等二價溶解鹽離子的含量,用mgL-1表示。德國度:1度相當于10mgL-1濃度的CaO。水中鈣、鎂鹽的含量碳酸鹽硬度暫時硬度其它二價鹽如鐵、鋁、鍶、鋇等鹽的含量永久硬度

地層水的硬度對入井的化學藥劑--陽離子活性劑溶液影響極大,會使其產生沉淀而失效。地層水的分類蘇林分類法具體思路

根據水中Na+(包括K+)和Cl-的當量比,利用水中正負離子的化合順序,以水中某種化合物出現的趨勢而命名水型。氯化鎂(MgCl2)水型重碳酸鈉(NaHCO3)水型硫酸鈉(Na2SO4)水型氯化鈣(CaCl2)水型地層水的高壓物性

地層水溶解鹽類是影響地層水高壓物性的根本原因。1.溶解氣很少

壓力在10MPa下,1m3地層水中溶解天然氣不超過2m3。

地面1m3水在地層壓力、溫度條件下所溶解的天然氣體積,單位為標m3/m3。天然氣在地層水中的溶解度:

壓力:隨壓力的升高而升高;

溫度:影響不大;

礦化度:隨礦化度增大而下降。地層水中還可能溶有其它非烴類氣體,如氯氣、二氧化碳、硫化氫及稀有氣體等。

地層水中溶解的天然氣以甲烷氣體為主:美國墨西哥灣沿岸地區的地壓氣藏氣就是一種高壓水溶氣,其氣體儲量多達76.46×1012m3。具有工業開采價值地層水的體積系數油藏條件下的體積地面條件下的體積地層水體積系數受溫度的影響大于受壓力及溶解氣的影響。溫度:隨溫度的增加而增加;壓力:溶解度:隨壓力的增加而減小;溶解有天然氣的水比純水的體積系數大些。等溫壓縮系數壓力:溫度:溶解氣量:礦化度:隨壓力的升高而下降;隨溫度的升高先下降后上升;隨溶解氣量增大而顯著上升。隨礦化度的升高而降低。地層水的粘度a-水的粘度與溫度、壓力關系;1.0.1MPa;2.50MPab-水的粘度與溫度、礦化度關系;1.純水;2.礦化度60000mg/L地層水粘度與溫度、壓力、礦化度關系溫度:地層水粘度隨溫度的上升急劇降低。壓力溶解氣礦化度影響不大

流體性質分布的非均質性

陸相地質背景復雜,流體性質分布的非均質性較強。

平面上:同一油組或小層內原油性質各項參數變化快,變化范圍大;

縱向上:不同層位的原油性質也有變化。原生油藏:上輕下重、頂輕邊重;次生油藏:上重下輕。

流體性質平面等值線圖(原油密度、粘度、地層水總礦化度)分析流體性質在平面上的變化規律、分區性和構造對流體分布的控制作用。

影響流體性質變化的地質因素多方面:

母源區生油條件、斷裂活動性、油氣運移、次生變化等母源區生油條件生油巖熱演化程度、有機質豐度、干酪根類型、生烴、排烴期等;斷裂構造大斷裂:控制流體性質的分布;小斷裂:使流體性質復雜化。開啟性斷層:使原生油藏流體再分配;封閉性斷層:流體保存較好。

油氣運移運移距離越長,重新分配的次數越多,流體經歷的變化越多,原油輕質組分流失越多,油質變差,地層水總礦化度降低,水型趨于復雜。次生變化水洗、生物降解、氧化作用、注水開發等。

流體性質與開發動態原油粘度原油粘度越大,密度越大,原油越不易流動,則產能往往越低;原油粘度越大,流度比越大,水驅開發效果越差

;原油密度開采動態

地層水性質(地層水總礦化度、水型):地層水總礦化度越高,水型越單一,反映水動力條件越弱,對油氣的聚集和保存越有利。油藏內地層水礦化度高值區是油氣開發有利地區。油藏中流體分布與性質的研究小結

思考題:試述油藏中流體的分布規律和性質是什么?一、宏觀分布規律二、孔隙系統中的分布特征三、流體性質一、油藏中流體分布與性質的研究二、油藏的壓力和溫度三、油藏的天然能量和驅動方式四、油藏類型及油藏地質模型五、油氣儲量評價六、開發層系的合理劃分第二章油藏評價與開發可行性分析一、有關地層壓力的概念二、油層壓力分布的確定方法及應用三、油藏的溫度系統第二節油藏的壓力和溫度一、有關地層壓力的概念

1、油層壓力油氣層中流體所承受的壓力。原始油層壓力

指油層未被鉆開時,處于原始狀態下的油層壓力。

原始油層壓力分布(1)原始壓力隨埋深增大而增大(2)井底海拔相同時,流體性質相同,壓力相等。流體密度小者壓力大(3)氣柱高度變化對氣井壓力影響很小2、

壓力系數

指原始地層壓力與同深度靜水柱壓力之比值。3、壓力梯度

地層海拔高程每相差一個單位相應的壓力變化值。MPa/10m4、油層折算壓力

為消除構造因素的影響,把已測出的油層各點的實測壓力值,按靜液柱關系折算到同一基準面上的壓力。

5、目前油層壓力

油田投入開發后,原始油層壓力將發生變化。在開發后某一時間所測的油層壓力值,稱為目前油層壓力。一般用油層靜止壓力和井底流動壓力來表示。油層靜止壓力油井生產一段時間后關閉,待壓力恢復到穩定狀態后,測得的井底壓力值。

井底流動壓力油井正常生產時測得的井底壓力。它實際上代表井口剩余壓力與井柱內液柱對井底產生的回壓。使流體流到井底并進入井筒,甚至噴出地表的生產壓差即為油層靜止壓力-井底流動壓力。

二、油層壓力分布的確定方法及應用1)實測法

通常在一個新油田的第一口探井中進行關井測壓,待壓力恢復達穩定時所測得的研究目的層的中部深度點的壓力值代表該層的原始地層壓力。

具有同一水動力系統的油氣層是一個連通體,油氣層不同部位厚度中點的海拔高度與相應的原始壓力值之間成一線性關系,此關系曲線稱為原始地層壓力梯度曲線。實際應用時,先用數口已測壓井點的海拔高度和壓力數據,繪出壓力梯度曲線,由梯度曲線求未知關井測壓部位的原始地層壓力值。2)壓力梯度曲線法3、推算法井口壓力計測量P井底流壓=P井口+P井筒內靜液柱4、試井法利用壓力恢復數據求油井平均地層壓力開發初期:霍納法外推中后期:MBH法、戴茲法、經驗公式等應用1、壓力分布及高壓、低壓異常分析

原始壓力平面等值線圖分析壓力系數平面等值線圖分析壓力系數正常壓力:0.9-1.2低壓異常:<0.9高壓異常:>1.2應用2、目前油層壓力分布研究

目前油層壓力等壓圖目前油層等壓圖的作用1)求油藏某一時期平均油層靜止壓力2)確定地層參數(流動系數)3)掌握地下流體動態4)了解油藏開采動態5)了解油層地質特征應用3、壓力系統的判斷壓力系統:也稱水動力學系統,是指在油氣田的三維空間上,流體壓力能相互傳遞和互相影響的范圍。地質條件分析法壓力梯度曲線法折算壓力法原始油層壓力等值線圖法油層壓力變化規律法井間干擾試驗法

三、油藏的溫度系統基本概念地殼溫度分帶:

變溫帶(外熱帶)—日變溫帶底面深度1~2m,年變溫帶是日變溫帶深度的15倍,即15~30m。

恒溫帶(中性層)—地球內熱與太陽輻射的相互影響平衡的地帶,厚度薄,可視為一個面。

增溫帶(內熱帶)—受制于地球的內熱,隨深度增加,地溫增高。地溫梯度—地溫隨深度的變化率。大地熱流—巖石熱導率與地溫梯度的乘積。地溫測量(1)關井實測地溫—在油田第一批探井中測量。待井內溫度與地層平衡后下入溫度計。

(2)外推法求地層溫度—測溫前,循環泥漿,記錄下循環時間t,待循環停止后,下入溫度計于井底,記下下達井底的時間Δt,最后,起出溫度計,讀取溫度值。每隔一段時間,重復一次。不少于三次。

一般用實測的各油區的地溫梯度值反映全油田的地溫分布特征。通常以地球的平均地溫梯度3℃/100m為標準,地溫梯度為3℃/100m稱為正常,高于此值稱為正異常,低于此值稱為負異常。油層溫度與開發動態

原油粘度對開發效果有極為重要的影響,而油層溫度是影響原油粘度的一個最敏感的因素。油層溫度的改變決定著其中原油粘度的變化。

應用:有利于采取合理的生產措施和工藝技術判斷竄通層位(井筒溫度剖面)建立吸水剖面(井溫測井)研究熱力采油技術(油層巖石比熱、導熱性)油藏的壓力和溫度小結

思考題:試述油層壓力分布的確定方法?一、有關地層壓力的概念二、油層壓力分布的確定方法及應用三、油藏的溫度系統一、油藏中流體分布與性質的研究二、油藏的壓力和溫度三、油藏的天然能量和驅動方式四、油藏類型及油藏地質模型五、油氣儲量評價六、開發層系的合理劃分第二章油藏評價與開發可行性分析一、油藏天然能量分析二、油藏的驅動方式及其開采特征第三節油藏的天然能量和驅動方式

一、油藏天然能量分析驅油動力:

1、油藏的邊水和底水的壓能和彈性能量;2、氣頂氣的彈性膨脹能量;3、溶解于原油中天然氣膨脹能量;4、油藏中流體和巖石的彈性驅動能量;

5、原油的重力能量。油層中的阻力:外摩擦力、內摩擦力、相摩擦力、賈敏效應毛細管阻力。

1、邊、底水能量大小分析

水侵速度qe:單位時間的水侵量。

式中We——油藏開采t時間后的水侵量,m3;

t——油藏開采時間,h。水侵速度越大,說明水體補充條件越好。

1、邊、底水能量大小分析

水侵系數ke:單位壓降下的水侵速度。

式中Δp——含油區平均壓力降,即原始地層壓力和目前地層壓力之差。水侵系數越大,反映天然水驅能量也越大。

水體和油砂之間的連通情況影響水體對油體的能力補充。

2、氣頂能量大小分析氣頂指數m

式中Vg——原始地下自由氣體積,m3

Voi——原始地下油體積,m3。

m值越大,反映氣頂能量也越大。

3、溶解氣的能量大小分析當油層壓力低于原油飽和壓力時,原油中的溶解氣就會分離出來而膨脹驅油。地飽壓差可以反映溶解氣的能量狀態。地飽壓差小,溶解氣易釋放出來。原始溶解氣油比,是反映溶解氣大小的一個重要參數。氣油比越高,說明溶解氣能量越充分。

4、彈性能和重力能在壓力降落過程中,巖石和流體本身膨脹,會產生彈性能量,同樣有驅油作用。

彈性能量的大小取決于地飽壓差的大小。地飽壓差越大,彈性能量越大。

彈性能量、彈性產率、彈性采出程度

當油層較厚、傾角較大時,原油本身的重力能也能表現出來。

二、油藏的驅動方式及開采特征

油藏的驅動方式:就是指油藏在開采過程中主要依靠哪一種能量來驅出油氣。驅動能量:

1、油藏的邊水和底水的壓能和彈性能量;2、氣頂氣的彈性膨脹能量;3、溶解于原油中天然氣膨脹能量;4、油藏中流體和巖石的彈性驅動能量;

5、原油的重力能量。

在油層開采過程中,某一種能量起主導驅油作用,則為何驅動方式。油藏的驅動方式彈性驅動溶解氣驅動水壓驅動剛性水驅彈性水驅氣壓驅動剛性氣驅彈性氣驅重力驅動不同驅動方式的開采特征1.彈性驅動

彈性驅動油藏開采特征曲線特點:(1)油藏壓力不斷下降;(2)生產氣油比不變;(3)在井底定壓時,隨生產時間增長,油井產量下降。條件:油藏無邊底水,也無氣頂,且原始地層壓力高于飽和壓力,隨地層壓力下降,依靠巖石和流體的彈性膨脹能量驅油。2.溶解氣驅動

溶解氣驅動油藏開采特征曲線特點:(1)油藏壓力不斷下降;(2)生產氣油比先增加,后急劇下降;(3)在井底定壓時,隨生產時間增長,油井產量下降。條件:油藏無邊底水、人工注水、無氣頂;地層壓力低于飽和壓力。溶解氣析出,氣泡膨脹能量進行驅油。3.水壓驅動剛性水驅油藏開采特征曲線特點:(1)油藏壓力保持不變;(2)生產氣油比不變;(3)油井水侵前產量不變,水侵后油井產量下降,但產液量可保持不變。條件:油藏存在邊底水或人工注水;油水層具有良好的滲透性;油水區之間連通較好;能量供給充足,水侵量完全補償了采液量,地層壓力高于飽和壓力。3.1剛性水驅彈性水驅油藏開采特征曲線特點:(1)油藏壓力不斷下降;(2)生產氣油比不變;(3)井底定壓時,油井產油量、產液量不斷下降。條件:油藏存在邊底水或人工注水但水侵量不足以補償采液量,但地層壓力始終高于飽和壓力。3.2彈性水驅3.水壓驅動4.氣壓驅動

剛性氣驅油藏開采特征曲線特點:(1)油藏壓力穩定不變;(2)

油井氣侵前產量、生產油氣比不變,氣侵后油井產量下降、生產油氣比上升。條件:油藏存在較大氣頂或人工向氣頂注氣,且注氣量或氣頂膨脹能量足以補償采液量,地層壓力基本穩定不變。4.1剛性氣驅彈性氣驅油藏開采特征曲線特點:(1)油藏壓力不斷下降;(2)氣油比不斷上升;(3)

油井產量不斷下降。條件:油藏存在不大氣頂,氣頂膨脹能量不足以補償采液量,地層壓力不斷下降,后出現溶解氣驅。4.2彈性氣驅4.氣壓驅動5.重力驅動重力驅動油藏開采特征曲線特點:(1)油藏壓力不斷下降;(2)氣油比不變;(3)

在含油邊緣到達油井前,油井產量基本不變。條件:油藏開采末期;油層傾角較大、厚度大、滲透性好。6.驅動方式的轉換油藏驅動方式,是油藏地質條件和開發中人工作用的綜合結果,在開發過程中是變化的。驅動方式的選擇和確定是油藏工程設計必須要進行論證的項目之一。選擇驅動方式必須要合理利用天然能量,同時又能有效地保持油藏能量,達到合理的開采速度和穩產時間的設計要求。利用天然能量開發的油藏,預測開采期末的總壓降必須在油藏允許的范圍內。需要人工補充能量的油藏,要依據油藏地質和開采狀況,確定補充能量時機(一般不低于飽和壓力),對注入工作劑的確定需進行相關論證及室內實驗研究。驅動類型與采收率類別驅動類型采收率,%油藏一次采油彈性驅2~5溶解氣驅10~30水驅25~50氣頂驅20~50重力驅30~70二次采油注水25~60注氣30~50混相驅40~60熱力驅20~50三次采油注聚合物等45~80氣藏一次采氣彈性驅70~95水驅45~70二次采氣回注干氣的凝析氣藏65~80油藏的天然能量和驅動方式小結思考題:試述油藏的驅動方式及其開采特征?一、油藏天然能量分析二、油藏的驅動方式及其開采特征一、油藏中流體分布與性質的研究二、油藏的壓力和溫度三、油藏的天然能量和驅動方式四、油藏類型及油藏地質模型五、油氣儲量評價六、開發層系的合理劃分第二章油藏評價與開發可行性分析一、油氣藏開發地質分類

分類的意義分類方案二、油藏地質模型

1、概念2、模型建立方法第四節油藏類型及油藏地質模型一、油氣藏開發地質分類

意義:指導油氣田合理開發—不同類型的油氣藏具有不同的地質特征和開采特點,需要采用不同的開發方案。

一、油氣藏開發地質分類

分類方法:成因、邊界、介質孔隙類型等。1、馬克西莫夫分類依油藏的天然能量:

封閉型油、氣藏具有活躍的地層水的油氣藏

依石油的埋藏特點:

油藏全部或部分位于氣頂之下的背斜油氣藏

翼部為油藏(全部或部分為氣頂)的層狀油氣藏受巖性或構造控制的油氣藏

2、其它的分類方法

依油藏天然驅動方式:溶解氣驅油藏氣頂驅動油藏水驅動油藏彈性驅動油藏依油水分布狀況:層狀邊水油藏塊狀底水油藏依儲油空間:孔隙型油氣藏裂縫型油氣藏孔隙-裂縫型油氣藏裂縫-孔隙型油氣藏孔洞縫復合型油氣藏依原油性質:稠油油藏稀油油藏凝析油氣藏按成因分為:

(1)構造油藏:油(氣)聚集在由于構造運動而使地層變形(褶曲)或變位(斷層)所形成的圈閉中。常見的有背斜油藏、斷塊油藏。中原油田

(2)地層油藏:油(氣)聚集在由于地層超覆或不整合覆蓋而形成的圈閉中。最常見的為古潛山油藏。任丘油田

(3)巖性油藏:油(氣)聚集在由于沉積條件的改變導致儲集層巖性發生橫向變化而形成的巖性尖滅和砂巖透鏡體圈閉中。常見的有砂巖透鏡體、巖性尖滅和生物礁塊油藏。二、油藏模型

概念:是對油藏的構造特征、儲層的沉積、成巖、微觀孔隙結構特征和儲層參數分布規律、流體性質與分布、滲流特征、油藏類型等全面的高度概括。

意義:反映油藏的基本開發地質特征,指導油田開發。

分類:

油藏靜態模型-反映油藏原始的構造特征、儲層特征、流體性質與分布、油藏類型等基本特征。是油田地質研究的基礎和先行步驟。

油藏動態模型-描述油藏能量特征、滲流特征、水驅特征、開發生產動態參數及其變化規律等。是靜態研究的完善和發展。油藏模型構成示意圖構造模型流體模型成巖模型沉積模型孔隙規模單砂體規模小層規模油田規模儲層地質模型

油藏靜態模型動態模型

油藏模型油藏地質模型

沉積模型:反映儲層的沉積環境、沉積相(微相)類型、沉積事件順序、儲層形狀大小、儲層內部結構特征、儲層物性參數分布特征等。

成巖模型:反映儲層成巖事件及序列、儲層質量的演變和發展、成巖作用綜合效應的定量化研究以及成巖作用造成的儲層非均質性特征等。

構造模型:描述斷層、裂縫、褶皺等構造形態類型、產狀及分布特征、圈閉類型等。

流體模型:描述流體類型、各種流體的物理化學性質、流體性質參數在不同地區、不同層位的分布特征及其控制因素,以及流體性質與分布的非均質性等。

油藏類型及油藏地質模型小結思考題:試述油藏地質模型的建模方法?一、油氣藏開發地質分類分類的意義分類方案二、油藏地質模型

1、概念2、模型建立方法一、油藏中流體分布與性質的研究二、油藏的壓力和溫度三、油藏的天然能量和驅動方式四、油藏類型及油藏地質模型五、油氣儲量評價六、開發層系的合理劃分第二章油藏評價與開發可行性分析一、儲量分級與分類二、儲量計算方法三、容積法計算原油儲量四、儲量綜合評價第五節油氣儲量評價

一、儲量分級與分類

地質儲量:指在地層原始條件下,具有產油、氣能力的儲集層中石油和天然氣的總量。

可采儲量:指在現代工藝技術和經濟條件下,能從儲集層中采出的那一部分油氣儲量。

剩余可采儲量:可采儲量與累積采出量之差。

剩余經濟可采儲量油、氣儲量是指導油氣田勘探開發、確定投資與建設規模、評估油氣田資源性資產的重要依據。

概念

油(氣)田從發現起,大體經歷預探、評價鉆探和開發三個階段。根據勘探、開發各個階段對油氣儲量的認識程度,可將油氣藏儲量劃分為探明儲量、控制儲量和預測儲量三級。

探明儲量:在油氣田評價鉆探階段完成或基本完成后計算的儲量,并在現代技術、經濟條件下可提供開采且能獲得社會經濟效益的可靠儲量。探明技術可采儲量、經濟可采儲量

探明儲量是編制開發方案、進行油田開發建設投資決策和油氣田開發分析的依據。對油田的探明儲量,應分別計算石油及其溶解氣的地質儲量、可采儲量和剩余可采儲量。剩余經濟可采儲量

1)已開發探明儲量:指在現代經濟技術條件下,通過開發方案的實施,已完成開發井鉆井和開發設施建設,并已投入開發的儲量。

新油田在開發井網鉆完后,即應計算已開發探明儲量;當提高采收率的設施建成后,應計算所增加的可采儲量。2)未開發探明儲量:指已完成評價鉆探,并取得可靠的儲量參數后所計算的儲量。

是編制開發方案和進行開發建設投資決策的依據,相對誤差不得超過正負20%。3)基本探明儲量:多含油氣層系的復雜斷塊油田、復雜巖性油田和復雜裂縫性油田,在完成地震詳查或三維地震并鉆了評價井后,在儲量參數基本齊全、含油面積基本控制的情況下所計算的儲量。

是進行“滾動勘探開發”的依據。在投入滾動勘探開發后的三年內,復核后可直接升為已開發探明儲量。相對誤差應小于正負30%。探明儲量分類

控制儲量:在某一圈閉內預探井發現工業油氣流后,以建立探明儲量為目的,在評價鉆探階段的過程中鉆了少數評價井后所計算的儲量。控制儲量可作為進一步評價鉆探、編制中、長期開發規劃的依據。重大開發建設投資所依據儲量中所占比例應小于30%。預測儲量:在地震詳查及其它方法所提供的圈閉內,經過鉆探井鉆探獲得油氣流、油氣層或油氣顯示后,根據區域地質條件分析和類比的有利地區按容積法估算的儲量(范圍值)。

是制定評價勘探方案的依據。

一、儲量分級與分類

遠景資源量:根據地質、地球物理、地球化學資料統計或類比的尚未發現的資源量。它可推測今后油氣田被發現的可能性和規模的大小,要求概率曲線上反映出的估算值具有一定合理范圍。分為:

潛在資源量(圈閉法遠景資源量):按圈閉法預測的遠景資源量。是根據地質、物探、地震等資料,對具有含油遠景的各種圈閉逐個逐項類比統計所得出的遠景資源量范圍值。可作為編制預探部署的依據。

推測資源量:根據區域地質資料,與鄰區同類型沉積盆地進行類比,結合盆地或凹陷初步物探普查資料,或參數井的儲集層物性和生油巖有機化學資料進行估算的資源量;或是根據盆地模擬估算可能存在的油氣資源量,并在不同的參數條件下,利用概率統計法給出一個范圍值(即總資源量-已發現的儲量-潛在資源量=推測資源量)。

二、儲量計算方法

類比法、容積法

、動態法。分別應用于油(氣)田勘探開發的不同階段。

(1)類比法(即經驗法)通過與地質條件相類似的油田或區塊進行類比而確定待研究油田(藏)或區塊的儲量。一般用在油(氣)藏勘探開發的識別階段。

在油氣田勘探初期,準確的儲量數字是很難確定的,只能在一定的誤差范圍內估算地質儲量,并借助于類比法或經驗公式法選定一個采收率,進而估算可采儲量。

(2)容積法:應用于通過鉆探、測井取得一定地質、流體物性參數階段。為儲量計算的主要方法。

容積法正是在油氣田投產前利用有限的靜態資料估算地質儲量的主要方法。容積法在我國油、氣儲量計算中應用極為廣泛,除了單一裂縫系統油、氣藏外,對其它各種類型油氣藏,包括不同圈閉類型、儲集類型和驅動類型的油氣藏均有應用。且適用于從油氣田發現至開發中后期的各個階段。

(3)動態法:用于具有一定開發動態資料的階段物質平衡法

適用于:油氣藏開采一段時間,地層壓力明顯降低,已采出可采儲量的10%以上時的開發階段;封閉型未飽和油藏、高滲透性小油氣藏、連通性好的裂縫型油氣藏。產量遞減法

適用于:達到一定采出程度、進入遞減階段的油氣藏,計算的是可采儲量。水驅特征曲線法適用于:油氣藏含水率達到50%以后;只反映油藏當前控制的可采儲量;水驅油藏。礦場不穩定試井法

多用于勘探開發早期階段,適用各類油藏,求出的是壓力波波及區域的單井控制地質儲量。統計模擬法(概率統計法)

復雜斷塊油藏、小透鏡體巖性油藏、裂縫性油藏。計算公式:原始地質儲量

N=100?

A

?

h?Φ?(1-Sw)?

ρo/Boi含油面積有效厚度平均有效孔隙度平均含油飽和度地面原油密度原油體積系數溶解氣地質儲量

Gs=10-4?

N

?

Rsi原始溶解氣油比可采儲量

NR=N

?

ER采收率三、容積法計算原油儲量

式中,N——原油地質儲量,104t;A——含油面積,km2;h——平均有效厚度,m;φ——平均有效孔隙度,%;So——平均含油飽和度,%;ρo——平均地面脫氣原油密度,g/cm3;Boi——平均地層原油體積系數,無因次。

容積法儲量計算的公式很簡單,但要求準公式中的各項參數卻并不容易。各個參數的誤差對儲量計算結果的影響程度各不相同,一般來講,上式右邊的參數對儲量精度的影響依次減弱。這里將著重介紹式中前四個參數的相關概念、確定方法和不同方法的一般應用條件。參數確定含油面積構造油藏斷塊油藏參數確定含油面積巖性油藏X=L/(h+1)有效厚度的確定參數確定1.測試法有效厚度的確定參數確定3.含油產狀法2.經驗統計法:有效厚度下限無確切物理定量界限。中低滲透性油田,平均滲透率乘5%;高滲透性油田,乘比5%更小的數據。下限以下的砂層丟失的產油能力很小,可以忽略。有效厚度的確定參數確定4.鉆井液侵入法:水基泥漿侵入巖心測試。滲透率較高的砂巖含水飽和度較高;滲透率降低到一定程度,泥漿水不能侵入。5.泥質含量法:砂泥巖過渡巖性,利用泥質含量與孔隙度的關系,確定油層有效厚度。1000050002000700300200100705030201074321有效厚度的確定參數確定測井標準有效厚度的確定參數確定建立典型曲線有效厚度的確定參數確定厚度量區夾層扣除低阻夾層:泥巖、粉砂質泥巖高阻夾層:礫巖、鈣質層條帶、硅質層條帶、頁巖、油頁巖起算標準:0.2-0.5米有效孔隙度的確定參數確定巖心分析測井解釋地面孔隙度壓縮校正校正后的地面孔隙度地面巖心分析孔隙度靜水壓力作用下的三軸孔隙度轉換因子巖石的泊松比D.Teeuw通過人造巖心模型的理論和實際巖心測試結果我國部分油區的經驗公式:油層原始含油飽和度的確定參數確定1.巖心分析:油基泥漿或密閉取心,實驗室分析2.測井解釋:阿爾奇公式、取心-測井解釋圖版3.毛管壓力資料計算實驗室油藏地層原油體積系數參數確定

是將地下原油體積換算到地面標準條件下的脫氣原油體積換算系數。通過高壓物性分析結果得到。地面原油密度

根據一定數量的地面樣品測定來確定。油田儲量綜合評價表儲量評價項目級別產能儲量豐度104t/km2儲量大小108t埋藏深度m穩定日產量t/(d.km)采油指數t/(d.MPa.m)流度10-3μm2/(mPa.s)高中低特低>155-151-5<1>1.51-1.50.5-1<0.5>8030-8010-30<10>300100-30050-100<50特大型大型中型小型>101-100.1-1<0.1淺層中深層深層超深層<20002000-30003000-4000>4000油氣儲量評價小結思考題:試述容積法計算原油地質儲量的方法?一、儲量分級二、儲量計算方法三、容積法計算原油儲量四、儲量綜合評價一、油藏中流體分布與性質的研究二、油藏的壓力和溫度三、油藏的天然能量和驅動方式四、油藏類型及油藏地質模型五、油氣儲量評價六、開發層系的合理劃分第二章油藏評價與開發可行性分析一、開發層系、劃分與組合二、開發層系劃分的意義三、劃分開發層系綜合考慮的因素及劃分原則四、劃分開發層系的一般方法第六節開發層系的合理劃分開發層系、劃分與組合

開發層系:指由一些性質相近的油層組合為具備一定產量和生產能力、上下又被不滲透層分隔,而適宜于一套井網開發的一套油層。

劃分與組合:把縱向剖面上的各油層按照一定的原則分別進行組合,并依組合結果將多油層劃分為幾套油層(也可一套),使每一套油層適宜于用一獨立生產井網進行開采,所劃分的每一套油層就是一個開發層系。陸相湖盆沉積碎屑巖儲油層沉積:多物源、多旋回,巖相、巖性變化大,非均質性極為嚴重。油田:上下由不同類型的油藏組成,或同一油藏上下由不同性質的各個油層組成,具有明顯的多油層組合的特征。

國情

多油層油田層間非均性

1.儲油層性質之間的差別

油層厚度、滲透率、巖性(巖性分砂巖、礫巖、泥巖、碳酸巖鹽、變質巖和火成巖等儲集層

2.各層油水關系的差別

油、氣、水相互關系,氣夾層、水夾層在油藏中的分布

3.各層間天然能量、驅動方式的差別

各油層占主導地位的天然能量類型及大小可能不同,為合理充分利用天然能量,各油層可采取不同的開發方式

4.各油層油氣水性質、壓力的差別

各油層的原油粘度和壓力系統可以存在較大差別,對這類油田要采取不同的措施開采。1.合理劃分開發層系,減緩了油層間的矛盾,有利于充分發揮各類油層的作用避免:高、低滲層間動用程度差別;高、低壓層間的干擾及竄流劃分開發層系的意義2.為部署井網和規劃生產設施等提供基礎依據對每一套開發層系獨立進行開發設計,針對開發層系的劃分情況,確定井網套數、井網部署、注采方式,并依其進行動態分析和調整,指定相應的工藝手段,規劃地面生產設施。劃分開發層系的意義井網現狀圖3.采油工藝技術發展水平要求

對多油層油田來說,往往其油層數目較多,有時開采層段上百米。而目前的分層采油、分層注水等工藝措施還達不到使各油層吸水均勻、出油均勻,充分發揮各油層作用的較高水平,因此必須通過劃分開發層系來適應目前采油工藝水平,提高開發效果。4.油田高效開發需要

劃分開發層系,對不同的層系用不同的井網同時開發,以提高采油速度,加速油田生產,提高開發效益。劃分開發層系的意義1、礦場地質因素主要包括:油田剖面的分層性,產層的劃分,產層的巖性特征,產層儲集性質和滲流特征,流體性質,生產層間隔層的性質、分布、厚度,原始地層壓力分布,地層含油井段總厚度、含油厚度、有效厚度,油水界面特征,儲量在剖面上的分布特征,驅動類型,水文地質特征等。2、生產動態因素

每一油層的年采油量、采油動態,組合成開發層系后幾個生產層的產能和開采動態,組合后開發層系的含水變化,開發各階段持續的時間,每一油層或組合為層系的合理采油量等指標。劃分開發層系綜合考慮的因素3、技術工藝因素

主要包括:生產方法和技術可能性(如需要自噴生產的地層和需要深井泵生產的地層不能組合成一套層系),根據油井產量對油管和套管的選擇問題,同井分采的可能性,分層測試的可能性,為每一生產層系布置生產井網的問題,各生產層系在開發過程中的監控和調整問題等。

4、經濟因素

計算每一生產層系劃分方案的經濟指標,如油、水井的鉆井基本費用、礦場建設投資、原油開采成本、生產利潤、投資效益問題。選擇使油田獲得產量最高而原油成本最低、單位基本費用最少的開發層系劃分方案。(經濟評價)劃分開發層系綜合考慮的因素

1.一個獨立的開發層系必須具有一定的儲量,以保證油田滿足一定的采油速度,并具有較長的穩產期和達到較好的經濟指標。

油層數少,厚度小,產能會低些;油層數多,厚度大,層間矛盾也大。根據具體情況,兩者兼顧。我國

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