中國石油大學北京油礦地質學第七章溫壓一、有關地層壓力的概念1.上覆巖層壓力上覆巖石骨架和孔隙內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地層壓力一、有關地層壓力的概念二、異常地層壓力預測三、油層壓力研究Pr=H[

f+（1-）ma]g--------巖層平均孔隙度，小數；

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、有關地層壓力的概念儲層地層壓力計算方法：在含油、氣區域內的地層壓力Pf=PmaxegH預測基礎：過渡帶泥頁巖的特點定義：井內靜液面距某一折算基準面的垂直高度。已知：油井深度、油氣水密度（油層彈性膨脹時所能排出中國石油大學北京油礦地質學第七章溫壓靜液面在折算面之上，折算壓頭取正值；（1）單井生產時油層壓力的分布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，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流體上的壓力，又稱孔隙流體壓力。

在含油、氣區域內的地層壓力又叫油層壓力或氣層壓力。地層壓力-井底壓力生產壓差Pf二、異常地層壓力預測異常地層壓力:偏離靜水柱壓力的地層孔隙流體壓力，或稱為壓力異常。回顧內容異常壓力封存箱指導油氣田勘探指導平衡鉆井及套管設計異常地層壓力的成因

在《石油地質學》中已講述異常地層壓力的預測：

確定異常地層壓力帶的層位和頂部深度

計算異常地層壓力值的大小預測基礎：過渡帶泥頁巖的特點

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

地層巖石密度灣岸地區深度與地震波傳播時間關系圖地震資料分析法鉆井資料分析法地球物理測井法密度小速度低時間長異常壓力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井法高壓（超高壓）氣井，不能直接下入井底壓力計，有效應力：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，折算壓頭取負值；油藏投入開發后某一時期的地層壓力。中國石油大學北京油礦地質學第七章溫壓指導平衡鉆井及套管設計ma------巖層骨架的的平均密度，kg/m3。上覆巖石骨架和孔隙內流體的總重量所引起的壓力。（3）判斷水動力系統，進一步了解油層地質特征8103kg/m3為1103kg/m3，w------水的密度，kg/m3；原始油層壓力的確定方法（2）多井生產時油層壓力的分布（2）d指數（標定鉆進速度）m/N)/(lg0.672P/D)Vm----鉆速，m/hN----轉速，r/minP----鉆壓，tD----鉆頭直徑,mmdc=d*

1/2

1----正常地層壓力下的鉆井液密度

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

孔隙內流體礦化度

異常高壓處：地震資料分析法鉆井資料分析法地球物理測井法孔隙度增大地層水數量增多電阻率偏低儲層地層壓力計算方法：

泥頁巖電阻率比值--壓力梯度關系曲線法A.作圖版；B.求Rn/Rob；C.求Gp；D.計算壓力預測圖版RnRobGp

等效深度法等效深度：具有相同孔隙度或相同有效應力值的兩點的深度有效應力：上覆巖層壓力-孔隙流體壓力A點孔隙流體壓力:PfA=GrDA-(Gr-GH)DBDA、DB------分別為兩點的井深，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，淡水區取0.01MPa/m;PfA------A點的地層壓力或孔隙流體壓力，MPa電阻率GrDB-GHDB=GrDA-PfA（A、B兩點具有相同的有效應力）（2）聲波測井原理：異常高壓----欠壓實----孔隙度偏高----聲波時差偏大。異常地層壓力計算：泥頁巖聲波時差差值-儲層流體壓力梯度曲線法方法同電阻率法（3）密度測井原理：異常高壓----欠壓實----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，在原始狀態下所具有的壓力。

通常用實測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。測壓面+100m-500m-500m-350m-700m103kg/m31號井原始地層壓力PH=h

wg測壓面+100m-500m-500m-350m-700m103kg/m3PH=h

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

103kg/m3

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

wg+350m減（相當于）（折算）（低于井口，不能自噴）測壓面+100m-500m-500m-350m-700m

103kg/m3

103kg/m34號井原始地層壓力：（相當于）（折算）（高于井口，可以自噴）測壓面+100m-500m-500m-350m-700m

103kg/m3

103kg/m3Pf=Pmaxe

gHPf----油氣界面上的壓力Pmax----氣井井口最大關井壓力

g----天然氣對空氣的相對密度H----井深或氣柱高度e----自然對數的底3號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

流體性質對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，流體性質相同，原始地層壓力相同流體密度大，則原始油層壓力小

氣柱高度對氣井壓力影響小原始油層壓力在背斜構造油藏的分布規律2.原始油層壓力的確定方法（1）實測法關閉所要測壓的完鉆井，壓力穩定后，下壓力計至油氣層中部。實測法壓力梯度法計算法試井分析法（2）壓力梯度法油氣藏：具有統一的壓力梯度俄羅斯某油田壓力與深度關系圖新井：深度---原始地層壓力（3）計算法

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

高壓（超高壓）氣井，不能直接下入井底壓力計，可利用氣井井口的最大關井壓力資料，計算原始氣層壓力。Pf=Pmaxe

gH（4）試井分析法

pws—井底恢復壓力，MPa；Pi—原始地層壓力，MPa；m—壓力曲線直線段的斜率，MPa／cycle；t—打開閥后的生產流動時間，h；

△t—關閉測試閥的壓力恢復時間，h；Horner圖外推直線與橫座標為1時的垂直線交點的值。3.原始油層壓力等壓圖的編制及應用構造等高線等壓線斷層井點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量、計算誤差構造等高線等壓線斷層井點某油田原始油層壓力等壓圖（1）預測設計井的原始油層壓力（2）計算油藏的平均原始油層壓力

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

（油層彈性膨脹時所能排出的流體量）

原始油層壓力與飽和壓力之差構造等高線等壓線斷層井點某油田原始油層壓力等壓圖（3）判斷水動力系統，進一步了解油層地質特征水動力系統：油氣層內，流體具有連續性流動的范圍。

應用等壓圖的不連續性，可進一步查明地下可能存在的斷層或巖性尖滅。

同一水動力系統內，壓力等值線的分布是連續的。（二）目前油層壓力目前油層壓力：油藏投入開發后某一時期的地層壓力。油層靜止壓力(ps)：油田投入生產之后，關閉油井，待壓力恢復到穩定狀態以后，測得的井底壓力。亦稱動地層壓力。1.目前油層壓力及其分布井底流動壓力（井底流壓）(pb)：油井生產時測得的井底壓力。

（代表井口剩余壓力與井筒內液柱重量對井底產生的回壓。）

pb

ps（1）單井生產時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----研究點與井筒軸的距離，m;rn----井筒半徑，m;Q----油井產量（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數關系或（2）多井生產時油層壓力的分布三口井同時生產時油層壓力降落示意圖A點壓降：PA=P1+P2+P3（假設：地層均質，油井生產條件相同）2.油層靜止壓力的確定井點處油層靜止壓力：實測

關井一段時間后，用深井壓力計直接測量

油井測壓力恢復曲線，水井測壓力降落曲線油藏平均壓降曲線井點處不同時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用

不同時測試

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

壓力降低

等壓線與構造等高線相交比較：油層靜止壓力等壓圖的應用

求油藏某一開發時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：

應用壓力分布和流量反求地層系數Kh/

掌握地下流體動態

（流動方式、流動方向、油水界面移動情況）

了解油藏開采動態

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