油藏描述油藏流体描述实用教案

1、会计学1油藏油藏(yu cn)描述油藏描述油藏(yu cn)流体描流体描述述第一页，共93页。第一节第一节 流体性质流体性质第二节渗流第二节渗流(shn li)(shn li)特征特征第三节油藏储层能量第三节油藏储层能量第四节油层损害第四节油层损害第1页/共93页第二页，共93页。一、流体性质二、对油气(yuq)水样品的取样要求三、综合描述 第2页/共93页第三页，共93页。 (一)原油性质 主要描述其化学组成及性质。1原油的化学组成 描述下列(xili)各元素，及各元素重量占原油总重量的百分数。(1) 主要元素包括： 碳(C)元素 氢(H)元素 氧(O)元素 硫(S)元素 氮(N)元素 (2

2、) 微量元素包括(boku) 钒(V)元素 镍(Ni)元素 铁(Fe)元素 钴(CO)元素 镁(Mg)元素 钙(Ca)元素 铝(AI)元素第3页/共93页第四页，共93页。 2原油的馏分 原油的馏分是指在不同温度下蒸馏出来的产品(chnpn)。含碳数少的原油烃馏分多，质量好，因此原油的馏分常作为评价石油质量的标志之一，一般原油主要描述： 初馏点、205馏量、300前馏量、终馏点 汽油馏分 煤油馏分 轻柴油馏分 重柴油馏分 润滑油馏分大庆：汽油(130前) 4.2%煤油(miyu)(130240) 9.9%轻柴油(240350) 14.5%重质油(350500) 29.7%减压渣油 41.7%胜

3、利：汽油（200前） 7%轻柴油(200350) 18%重质油(350525) 30%减压渣油 45%第4页/共93页第五页，共93页。3原油的组分 指组成原油的物质成分。根据原油在有机溶剂的溶解、吸附等性质的不同，可以分离出不同的组分，即油质、胶质和沥青质。 石油组分的描述(mio sh)：描述(mio sh)油质、胶质、沥青质各组分在原油中所占的重量百分比。油质：溶于石油醚不被硅胶吸附的部分。胶质：溶于小分子正构烷烃(C5-C7)和苯的物质。沥青质：不溶于小分子正构烷烃(C5-C7)溶于苯的物质。第5页/共93页第六页，共93页。 4原油的物理性质(1)地面原油的物理性质。 原油的颜色 密

4、度(md)，gcm3 粘度，mPas 凝固点， 含蜡量，% 含硫量，% (2)地层中原油的物理性质。 饱和压力，MPa 地层原油粘度，mPas 原始油气(yuq)比，m3/t 溶解系数，m3/tMPa 地层原油密度，gcm3 原油体积系数 原油压缩系数，1MPa第6页/共93页第七页，共93页。5.原油分类原油分类表油藏流体地面状态气油比 气 体 液体密度典型的组成(摩尔%) (m3m3) 相对密度(gm3 ) (对空气) C1 C2 C3 C4 C5 C6+ 挥发油或桔黄- 630350065 082564754.7 413016.7高收缩油浅绿色液 085 0780 黑油(hi yu)或

5、暗褐- 35350 0876492819161243.5低收缩油黑色液体 0825 重 油 黑色稠液基本无气 100 203020202071 0909 柏 油 黑色物质 粘 度 1000 90 10000CP 以上第7页/共93页第八页，共93页。(二)天然气性质 1天然气的组分 天然气主要为碳氢化合物所组成的气体，天然气性质主要描述下述各组分所占的百分含量(hnling)： (1)烃类气体： 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷及己烷以上气体 (2)非烃气体(qt)： 氮气 二氧化碳 硫化氢 氢 惰性气体(qt)第8页/共93页第九页，共93页。2.天然气分类(fn li)(1) 按天然气的

6、烃类组成分类(fn li)天然气类型在1方井口流出物中，C5以上烃类液体含量天然气类型在1方井口流出物中，C3以上烃类液体含量干气13.5cm3贫气13.5cm3富气100cm3(井口条件(tiojin)为：101.325kPa，20)第9页/共93页第十页，共93页。(2)按硫化氢组分含量(hnling)分类类 型 硫化氢含量(hnling)(%) 类 型 硫化氢含量(hnling)(%) 硫化氢型气 70 微硫化氢型气O，0.5 高硫化氢型气 270 无硫化氢型气 不 含 低硫化氢型气 0.52 第10页/共93页第十一页，共93页。 (3) 根据相态分类： 游离气：呈气态，能独立运移、聚

7、集。 溶解气：天然气溶解于液相的石油或水中，液相是气的存在体和载体。 吸附气：气体分子被固体表面分子所吸引(xyn)，在吸附体表面形成多层分子组成的凝缩弹性气体膜。此种气体膜的气就是吸附气，它失去了自由运移的能力。第11页/共93页第十二页，共93页。(三)油气田水性质(xngzh)1.油气田水的化学成分 (1)阳离子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、H+、Fe2+。 (2)阴离子：CI-、SO42-、CO32-、HCO3-。 (3)微量元素：I、Br、B、Ba、Sr、F等。第12页/共93页第十三页，共93页。 2.油田(yutin)水的物理性质 (1)相对密度：一般1； (2)粘度：油田

8、(yutin)水粘度一般O.001mPas； (3)温度； (4)颜色； (5)透明度； (6)硬度：水中钙、镁离子的总浓度；第13页/共93页第十四页，共93页。 3.总矿化度 表示(biosh)水中所含盐类的多少，以水中各种离子、分子、盐类及胶体的总含量来表示(biosh)，称为总矿化度。单位 gl或 mg/l，或 ppm 。 总矿化度 1 g/l 为淡水 150 g/l 为矿化水 50 g/l 为卤水第14页/共93页第十五页，共93页。 4.油田水分类 油田水分类方法很多，目前各油田主要采用(ciyng)苏林分类方法。该方法主要根据水中Na+ 或Cl-最后和其它离子化合生成的盐类来定名

9、。具体标准为：当量比分类标准水型形成环境Na+/Cl-1(Na+-Cl-)/SO42+1NaHCO3水型大陆环境Na+/Cl-1(Cl-Na+)/Mg2+lCaCl2水型深层封闭环境第15页/共93页第十六页，共93页。第16页/共93页第十七页，共93页。(1) 变异系数C样品(yngpn)标准偏差与粘度平均值的比值niinC12)(1式中 C变异系数； i 第i个样品(yngpn)粘度值； i个样品(yngpn)粘度平均值；第17页/共93页第十八页，共93页。(2)突进(tjn)系数(非均质系数) 最大粘度值与平均粘度值的比值。(3)级差 最大粘度值与最小粘度值的比值。(4)非均质性分类

10、非均质性C突进系数级差弱0.511.51320第18页/共93页第十九页，共93页。二、对油、气、水样品的取样要求(yoqi)(1) 同一油田各不同层位都应有代表性的合格样品。(2) 同一层位在油田不同部位(断块)要有代表性的合格样品。(3) 油田投入开发后仍应连续取样，以了解不同时期油、气、水性质的变化。(4) 在油水过渡带应对地面原油加密取样。(5) 应在地层压力高于饱和压力条件下取得代表性的样品，也即应在油井试采初期取样。第19页/共93页第二十页，共93页。三、综合描述1. 在油气(yuq)水单个样品分析化验基础上，分区、分层把油气(yuq)水有关性质整理成表(内容及格式如下)。表中数

11、据可采用样品平均值，也可采用区间值(最小值-最大值)及一般值。原油性质统计表断块层位 密度 粘 度 含蜡量凝固点含硫量胶质沥青质 (gcm3 )(50mPas) (%) (C) (%) (%) 地层原油性质统计表断块层位 密度 粘度体积系数收缩率 溶解系数 压缩系数原始油气(yuq)(gcm3 )(mPas) () (m3/m3mPa)(lMPa) (m3/t)天然气性质统计表断块层位甲烷乙烷丙烷丁烷氮气二氧化碳 ()()()()() () 油田水性质统计表断块层位K+ + Na+ Ca2+ Mg2+ HCO3- Cl- SO42- CO32- 总矿化度 (mgl) (mg/l)(mg/l)(

12、mg/l)(mg/l)(mg/l)(mg/l)(mgl) 第20页/共93页第二十一页，共93页。2.按层位编制油、气、水性质平面等值线图，描述油、气、水性质在平面上的变化。3.根据剖面上原油性质的分布状况，描述原油性质在垂向上的变化，尤其要注意(zh y)油水接触面附近的变化。某油田孔二段II油组原油(yunyu)密度等值图第21页/共93页第二十二页，共93页。第二节渗流第二节渗流(shn li)特征特征一、油藏储层润湿性一、油藏储层润湿性二、油藏储层毛细管压力二、油藏储层毛细管压力三、油藏储层相渗透率三、油藏储层相渗透率 第22页/共93页第二十三页，共93页。实际油藏中不只含油，它总是

13、以油、水两相，或油、气、水三相同时存在于储油岩石实际油藏中不只含油，它总是以油、水两相，或油、气、水三相同时存在于储油岩石(ynsh)孔隙中。储油岩石孔隙中。储油岩石(ynsh)是一比面极大的多孔介质，因此流体与岩石是一比面极大的多孔介质，因此流体与岩石(ynsh)接触面积极大。这时储油岩石接触面积极大。这时储油岩石(ynsh)与流体的界面现象就不可忽略，界面张力、选择性润湿、毛细管现象都需要研究。与流体的界面现象就不可忽略，界面张力、选择性润湿、毛细管现象都需要研究。 油藏描述中需要研究以下渗流特征：油藏描述中需要研究以下渗流特征：(1) 岩石岩石(ynsh)表面润湿性表面润湿性(2)毛细管

14、压力毛细管压力(3)相对渗透率相对渗透率第23页/共93页第二十四页，共93页。一、油藏储层润湿性一、油藏储层润湿性油藏储油岩石润湿性，直接影响到石油采收率。一般油藏储油岩石润湿性，直接影响到石油采收率。一般(ybn)水湿岩石无水采收率高；油湿岩石，无水采收率较低。水湿岩石无水采收率高；油湿岩石，无水采收率较低。油藏储油岩石润湿性测定方法很多，归纳起来为两类：一类是直接法，即直接测定岩石表面上的流体（油或水）滴的接触角；另一类是间接法，即间接测量而获得岩石的润湿性。间接法中有自吸入法、吸附法和离心法。油藏储油岩石润湿性测定方法很多，归纳起来为两类：一类是直接法，即直接测定岩石表面上的流体（油或

15、水）滴的接触角；另一类是间接法，即间接测量而获得岩石的润湿性。间接法中有自吸入法、吸附法和离心法。 第24页/共93页第二十五页，共93页。1. 直接直接(zhji)法法(接触角法接触角法)直接直接(zhji)测定油水对固体表面的润湿角度，再根据润湿性判断标准确定岩石润湿性。测定油水对固体表面的润湿角度，再根据润湿性判断标准确定岩石润湿性。 理论标准理论标准岩石润湿性岩石润湿性实际标准实际标准0岩石表面完全水湿0 90岩石表面亲水75= 90岩石表面中间润湿75 90岩石表面亲油105= 180岩石表面完全油湿=180润湿性判断(pndun)标准 水油固体(gt)第25页/共93页第二十六页，

16、共93页。2. 吸附法吸附法吸附法是利用水溶性的染料吸附法是利用水溶性的染料(甲基蓝甲基蓝)在水湿砂子表面吸附，不在油湿砂子表面上吸附的特性来测岩石表面润湿的一种半定量方法。在水湿砂子表面吸附，不在油湿砂子表面上吸附的特性来测岩石表面润湿的一种半定量方法。 甲基蓝被吸附的量用比色计测定，然后与标准甲基蓝被吸附的量用比色计测定，然后与标准(biozhn)的水湿或油湿样品的吸附量相比较，来判别所测样品的润湿性。的水湿或油湿样品的吸附量相比较，来判别所测样品的润湿性。第26页/共93页第二十七页，共93页。3. 3. 离心法离心法离心法是应用高速离心机测定岩样吸人和排替两个过程的毛细管压力曲线，然后

17、根据毛细管压力曲线下的面积比值来确定储油岩石的润湿离心法是应用高速离心机测定岩样吸人和排替两个过程的毛细管压力曲线，然后根据毛细管压力曲线下的面积比值来确定储油岩石的润湿(rn sh)(rn sh)性质。岩石润湿性质。岩石润湿(rn sh)(rn sh)指数为：指数为： W=lg(A1/A2)W=lg(A1/A2)式中式中A1 A1 岩样吸入过程毛细管岩样吸入过程毛细管 压力曲线下的面积；压力曲线下的面积；A2 A2 岩样排替过程毛细管岩样排替过程毛细管 压力曲线下的面积。压力曲线下的面积。 W 0 W 0：水湿：水湿W 0W A2亲水毛细管力曲线(qxin)A1A2亲油毛细管力曲线(qxin

18、) A1A1A2A2第28页/共93页第二十九页，共93页。4.4.自吸入法自吸入法 在毛管压力作用下，润湿流体具有自发在毛管压力作用下，润湿流体具有自发(zf)(zf)吸入岩石孔隙中并排驱其中非润湿流体的特性。吸入岩石孔隙中并排驱其中非润湿流体的特性。 通过测量并比较油藏岩石在残余油状态下，毛细管自吸油（或自吸水）的数量和水驱替排油量（或油驱替排水量），可以判别油藏岩石对油（水）的润湿性。通过测量并比较油藏岩石在残余油状态下，毛细管自吸油（或自吸水）的数量和水驱替排油量（或油驱替排水量），可以判别油藏岩石对油（水）的润湿性。吸油仪、吸水仪第29页/共93页第三十页，共93页。(1) (1)

19、油驱油驱( (或岩心饱和或岩心饱和(boh)(boh)实验油实验油) )(2) (2) 自吸水排油自吸水排油 排油量排油量Vo1Vo1计算计算(j sun)(j sun)水润湿指数水润湿指数Ww Ww Ww Ww 水润湿水润湿(rn sh)(rn sh)指数指数Vo1 Vo1 岩样自吸水排油量，岩样自吸水排油量，mLmL；Vo2 Vo2 岩样水驱排油量，岩样水驱排油量，mLmL。(3) (3) 水驱水驱 排油量排油量V Vo2o2第30页/共93页第三十一页，共93页。(4) (4) 自吸油排水自吸油排水 排水量排水量V Vw1w1 (5) (5) 二次油驱二次油驱 排水量排水量V Vw2w2

20、 Wo Wo 油润湿油润湿(rn sh)(rn sh)指数指数Vw1 Vw1 岩样自吸油排水量，岩样自吸油排水量，mLmLVw2 Vw2 岩样油驱排水量，岩样油驱排水量，mLmL计算油润湿计算油润湿(rn sh)(rn sh)指数指数Wo Wo 第31页/共93页第三十二页，共93页。(6) (6) 润湿润湿(rn sh)(rn sh)性判别性判别 I = Ww - Wo I = Ww - WoI I 相对润湿相对润湿(rn sh)(rn sh)指数指数Ww Ww 水润湿水润湿(rn sh)(rn sh)指数指数Wo Wo 油润湿油润湿(rn sh)(rn sh)指数指数岩样润湿性岩样润湿性I

21、强亲油强亲油- -1.0 I - -0.70亲油亲油- -0.70 I - -0.30中中性性润润湿湿弱亲油弱亲油- -0.30 I - -0.10中性中性- -0.10 I 0.10弱亲水弱亲水0.10 I 0.30亲水亲水0.30 I 0.70强亲水强亲水0.70 I 1.0自吸法润湿性判别自吸法润湿性判别(pnbi)表表第32页/共93页第三十三页，共93页。二、油藏储层毛细管压力二、油藏储层毛细管压力由于油藏储层孔隙实际由于油藏储层孔隙实际(shj)是具微小孔隙的多孔介质，因此可以视为一个毛细管系统。在毛细管系统中界面张力、润湿性都可以毛细管压力来度量，所以油藏储层的毛细管压力是很关键

22、的一个参数。是具微小孔隙的多孔介质，因此可以视为一个毛细管系统。在毛细管系统中界面张力、润湿性都可以毛细管压力来度量，所以油藏储层的毛细管压力是很关键的一个参数。一般采用半渗隔板法、压汞法和离心法来测试岩心样品的毛细管压力。一般采用半渗隔板法、压汞法和离心法来测试岩心样品的毛细管压力。基本原理：岩心饱和湿相流体，当外加压力克服某毛管喉道的毛管力时，非湿相进入该孔隙，将其中的湿相驱出。基本原理：岩心饱和湿相流体，当外加压力克服某毛管喉道的毛管力时，非湿相进入该孔隙，将其中的湿相驱出。 第33页/共93页第三十四页，共93页。1.半渗隔板法半渗隔板法优点：比较接近油藏实际情况，测量精度较高，可以作

23、为优点：比较接近油藏实际情况，测量精度较高，可以作为其它方法的对比标准。其它方法的对比标准。缺点：测试时间长，测定缺点：测试时间长，测定(cdng)压力范围小，不适合低渗岩石。压力范围小，不适合低渗岩石。 1-岩心室；岩心室；2-半渗隔板；半渗隔板；3-计量计量(jling)管管半渗隔板法测毛管力曲线装置示意图半渗隔板法测毛管力曲线装置示意图 第34页/共93页第三十五页，共93页。pwpwVVVS 实验实验(shyn)(shyn)从最小压力逐级升高，随着驱替压力加大，非湿相气将通过越来越细的喉道，把越来越多的水从其中排出。从最小压力逐级升高，随着驱替压力加大，非湿相气将通过越来越细的喉道，把

24、越来越多的水从其中排出。 测定时，每达一个预定压力值，需待系统稳定后，才可进行一次读数，依此类推，直到预定最高压力为止。测定时，每达一个预定压力值，需待系统稳定后，才可进行一次读数，依此类推，直到预定最高压力为止。 最后，可获得一系列压力值及相应的累积排出水体积。根据排出的水体积及岩样最初饱和水的体积最后，可获得一系列压力值及相应的累积排出水体积。根据排出的水体积及岩样最初饱和水的体积VpVp，可计算出每个压力点的含水饱和度：，可计算出每个压力点的含水饱和度： 式中：式中：SwSw湿相湿相( (水水) )饱和度；饱和度； Vp Vp岩样孔隙体积岩样孔隙体积(tj)(tj)(最初岩样饱和湿相最初

25、岩样饱和湿相( (水水) )体积体积(tj)(tj)； Vw Vw累计排出湿相累计排出湿相( (水水) )体积体积(tj)(tj)。根据所测资料，即可绘制出压力和饱和度曲线。根据所测资料，即可绘制出压力和饱和度曲线。 第35页/共93页第三十六页，共93页。2.压汞法压汞法特点特点(tdin)：测定压力范围大、测定速度快，适合于高、中、低渗：测定压力范围大、测定速度快，适合于高、中、低渗透率岩石。透率岩石。缺点：非湿相是水银，与油藏实际流体相差较大，并且水银缺点：非湿相是水银，与油藏实际流体相差较大，并且水银有毒，岩样被污染而不能重复使用，操作也不安全。有毒，岩样被污染而不能重复使用，操作也不

26、安全。 第36页/共93页第三十七页，共93页。3.离心法离心法原理：利用离心机产生的离心力代替原理：利用离心机产生的离心力代替(dit)外加的排驱压力实现非湿相外加的排驱压力实现非湿相驱替湿相过程的一种测量毛管力的方法。驱替湿相过程的一种测量毛管力的方法。优点：兼有半渗隔板法和压汞法两者的优点，测定速度快，所采用的流优点：兼有半渗隔板法和压汞法两者的优点，测定速度快，所采用的流体又接近油藏实际，所测得的毛管力曲线与半渗隔板法测的体又接近油藏实际，所测得的毛管力曲线与半渗隔板法测的曲线吻合较好。曲线吻合较好。缺点：测试压力范围较小；设备较复杂，数据处理量大。缺点：测试压力范围较小；设备较复杂，

27、数据处理量大。 第37页/共93页第三十八页，共93页。三、油藏储层相渗透率三、油藏储层相渗透率 稳定法：将经过抽提烘干已饱和水稳定法：将经过抽提烘干已饱和水( (油油) )的岩心放入岩心夹持器内，测定单一水的岩心放入岩心夹持器内，测定单一水( (油油) )相的渗透率。然后用两个相的渗透率。然后用两个(lin )(lin )恒速微量泵以不同的排量分别使水和油流过岩心。当岩样进、出口两端的油水流量相等时，表明岩心中两相的流动已达到稳定状态，由压力传感器测出岩样两端的压差，由油水计量器测量油和水的流量，完成一次测试。然后，改变泵人岩心的油水比例，即相应地改变了岩心中的油水饱和度，多次重复上述测试过

28、程，便可获得一系列油、水流量和相应的压差值，代入公式可算出油和水各相的相渗透率。恒速微量泵以不同的排量分别使水和油流过岩心。当岩样进、出口两端的油水流量相等时，表明岩心中两相的流动已达到稳定状态，由压力传感器测出岩样两端的压差，由油水计量器测量油和水的流量，完成一次测试。然后，改变泵人岩心的油水比例，即相应地改变了岩心中的油水饱和度，多次重复上述测试过程，便可获得一系列油、水流量和相应的压差值，代入公式可算出油和水各相的相渗透率。 第38页/共93页第三十九页，共93页。第39页/共93页第四十页，共93页。一、原始地层压力及压力梯度一、原始地层压力及压力梯度二、油、气层压力系统二、油、气层压

29、力系统(xtng)(xtng)三、正常压力及异常压力三、正常压力及异常压力第40页/共93页第四十一页，共93页。 1. 原始地层压力 地层在原始条件下所测得的地层压力为原始地层压力，通常是一个新油气田上第一口探井所测得的压力数值(shz)代表该油气层的原始地层压力。第41页/共93页第四十二页，共93页。 2原始地层压力的确定 (1)实测法 新油气田第一口井射孔诱喷后，下入井底压力计，关井待油气层压力恢复稳定后所测得的油气层中部(zhn b)压力数值即为原始地层压力。 第42页/共93页第四十三页，共93页。 (2) (2)试井法试井法 油气田投产不久可根据不稳定试井资料油气田投产不久可根据

30、不稳定试井资料(zlio)(zlio)作出压力恢复曲线，求得原始油气层压力。作出压力恢复曲线，求得原始油气层压力。第43页/共93页第四十四页，共93页。 (3)作图法 同一水动力系统的油气层是一个连通体，油气层压力一般随着(su zhe)油气层海拔高度的增加而降低，原始油气层压力与中部海拔高度的关系基本上为一直线，可用直线公式表示：P = A + BH式中 P原始油气层压力，MPa； H油气层中部海拔，m； A直线的截距； B直线的斜率。 在一个水动力系统中，只要有两个不同海拔的原始压力数据，即可作出该水动力系统的原始压力与海拔的关系图，求出A和B，再利用上述公式便可推算不同海拔的原始油气层

31、压力。第44页/共93页第四十五页，共93页。 3压力梯度 压力梯度是指同一油气藏中海拔高程每相差1m的压力变化(binhu)值。 一般为定值0.01MPa/m或1MPa/100m。 第45页/共93页第四十六页，共93页。 (1)压力梯度确定方法(fngf) 压力资料少时，用两个不同海拔高程的原始油气层压力值，求油气层的压力梯度。 计算公式为： Dp=(P2-P1)/(h2-h1)式中 Dp 压力梯度，MPam； P1、P2分别为1、2井的原始油气藏压力，MPa； h1，h2分别为1、2井的油气层中部海拔高度，m。第46页/共93页第四十七页，共93页。压力资料多时，绘制压力梯度图，精确确定

32、油气层压力梯度。 做法：在不同深度测得油、气、水层的原始地层压力，将所测得的压力与相对(xingdu)应的深度在算术座标纸上所绘制的相关线为压力梯度线(同一压力系统所做的相关线为一直线)。从图上可直接确定压力梯度。第47页/共93页第四十八页，共93页。(2) (2) 压力梯度的应用压力梯度的应用 已知油气已知油气(yuq)(yuq)藏的压力梯度，可预测新钻井的油气藏的压力梯度，可预测新钻井的油气(yuq)(yuq)层压力。公式如下：层压力。公式如下： px pxpl + (hx-h1)Dppl + (hx-h1)Dp式中式中 Px Px新井的油气新井的油气(yuq)(yuq)层静止压力，层静

33、止压力，MPaMPa； P1 P1老井的油气老井的油气(yuq)(yuq)层静止压力，层静止压力，MPaMPa； hx hx新井的油、气层中部海拔高度，新井的油、气层中部海拔高度，m m； h1 h1老井的油、气层中部海拔高度，老井的油、气层中部海拔高度，m m； Dp Dp油、气层压力梯度，油、气层压力梯度，MPaMPam m。第48页/共93页第四十九页，共93页。1压力系统 压力系统是指在油气田的垂直方向或水平方向上，流体(lit)压力能相互传递和相互影响的范围，又称水动力系统。 不同压力系统流体(lit)压力不能互相影响。 一个压力系统可包括多个油气层。 同一个油气层可分成多个独立的压

34、力系统。 第49页/共93页第五十页，共93页。 2. 压力系统的划分 在一个油气(yuq)田内划为同一个压力系统的油气(yuq)层必须符合下列条件：(1) 处同一构造单元、储层纵横向连通性较好；(2) 油气(yuq)层各处的原始折算压力相等；(3) 各油气(yuq)层压力梯度曲线互相重合；(4) 依靠天然能量开采时，各井压降速度基本一致， 各井同期测得的静压数值大体相等。第50页/共93页第五十一页，共93页。 3压力系统识别 地质条件分析 油气层分为不同压力系统的主要因素是： 油气层的岩性变化和构造条件引起的封隔作用。 断层的分隔、封闭条件； 储层间具一定厚度、比较稳定分布(fnb)的隔层

35、； 区域性不整合面； 储层岩性、物性横向上的急剧相变。第51页/共93页第五十二页，共93页。(2) 利用油气层压力资料 压力资料是鉴别(jinbi)压力系统最直接而又可靠的资料，利用压力资料研究: 油田内各油气层的原始折算压力； 各井静压数值及压降速度； 各井各层或同层不同部位各井的压力梯度曲线。 将原始折算压力相等(近)，压力梯度曲线相互重合的层划为同一压力系统。 一个油田可以有一个或多个压力系统。第52页/共93页第五十三页，共93页。(3) 利用井间干扰(gnro)试验资料 井间干扰(gnro)是观察某些井(观察井)由于邻井(激动井)采液量或井底压力改变时，所引起的压力的变化，要描述激

36、动井采液量改变情况及各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，证明为同一压力系统。第53页/共93页第五十四页，共93页。 1压力系数 油气藏原始油层压力与相同埋深的静水柱压力的比值为压力系数。可用下式求取： ap=100p0/H式中 ap压力系数； P0原始油气层压力，MPa； H油气层深度，m。 一般实际(shj)工作中，计算静水柱压力时，地层水密度常采用l.0gcm3 (1000Kg/m3)第54页/共93页第五十五页，共93页。 2正常压力 正常压力的油气层，其原始地层压力大致和所处深度的静水柱(shu zh)压力相当。压力系数一般为0.91.2。 3

37、异常压力(1) 异常高压油气层 压力系数超过1.2的油气层为异常高压油气层。(2) 异常低压油气层 压力系数 伊利石伊利石 绿泥石绿泥石 高岭石。高岭石。 第68页/共93页第六十九页，共93页。 常见粘土矿物单体形态、在孔隙中存在形式及潜在伤害常见粘土矿物单体形态、在孔隙中存在形式及潜在伤害(shnghi)(shnghi)如下表。如下表。常见粘土矿物的基本常见粘土矿物的基本(jbn)(jbn)存在形式及潜在损害存在形式及潜在损害粘土类型粘土类型单单 体体 形形 态态 在孔隙中的存在形式在孔隙中的存在形式 潜潜 在在 损损 害害 蒙脱石蒙脱石 蜂窝状、网状、片状、絮状蜂窝状、网状、片状、絮状薄

38、膜衬垫式分布在粒表薄膜衬垫式分布在粒表 水化膨胀，分散运移水化膨胀，分散运移伊利石伊利石 片状、丝状、毛发状片状、丝状、毛发状 充填于粒间或分布在粒表充填于粒间或分布在粒表水化膨胀分散运移，水化膨胀分散运移， 增大束缚水饱和度增大束缚水饱和度绿泥石绿泥石 叶片状、叠层状、绒球状、叶片状、叠层状、绒球状、充填在粒间，常与石英、充填在粒间，常与石英、运移，酸敏运移，酸敏 针叶状针叶状高岭石共生高岭石共生 高岭石高岭石 蠕虫状、书页状杂乱分布蠕虫状、书页状杂乱分布 分布在粒间，少量在粒表分布在粒间，少量在粒表微粒运移，堵塞孔喉微粒运移，堵塞孔喉第69页/共93页第七十页，共93页。混层矿物常见的多是

39、由膨胀层和非膨胀层组成，如蒙脱石伊利石和蒙脱石绿泥石就是最常见的混层粘土矿物。混层矿物常见的多是由膨胀层和非膨胀层组成，如蒙脱石伊利石和蒙脱石绿泥石就是最常见的混层粘土矿物。 蒙脱石伊利石混层矿物既可以由蒙脱石晶层膨胀作用造成的损害，也可以因伊利石易分散运移蒙脱石伊利石混层矿物既可以由蒙脱石晶层膨胀作用造成的损害，也可以因伊利石易分散运移(yn y)(yn y)所造成的伤害。所造成的伤害。 蒙脱石绿泥石混层矿物除了因蒙脱石晶层的膨胀作用造成油层伤害外，还可以由绿泥石的酸敏作用造成油气层的伤害。蒙脱石绿泥石混层矿物除了因蒙脱石晶层的膨胀作用造成油层伤害外，还可以由绿泥石的酸敏作用造成油气层的伤害

40、。第70页/共93页第七十一页，共93页。b.b.粘土矿物含量粘土矿物含量 粘土矿物含量是研究粘土矿物含量是研究(ynji)(ynji)油层潜在伤害的一个重要指标，粘土总量越高，由粘土造成的潜在伤害就越大。但是，粘土矿物对油层潜在伤害，并不完全取决于粘土总量，而与粘土矿物在油层中分布状态、在孔隙中存在形式和种类亦有很大关系。油层潜在伤害的一个重要指标，粘土总量越高，由粘土造成的潜在伤害就越大。但是，粘土矿物对油层潜在伤害，并不完全取决于粘土总量，而与粘土矿物在油层中分布状态、在孔隙中存在形式和种类亦有很大关系。第71页/共93页第七十二页，共93页。c.c.粘土矿物在油层中产状与形态粘土矿物在

41、油层中产状与形态 粘土矿物在油层中产状和形态不同对油层伤害的程度也不同。粘土矿物在油层中产状和形态不同对油层伤害的程度也不同。 有些储层粘土矿物含量非常高（有些储层粘土矿物含量非常高（15%15%），但它是以纹层状页岩存在，或是以颗粒状作为岩石的部分存在，这些粘土矿物不能与油层中流体发生充分的接触，因此对油层伤害不很大。），但它是以纹层状页岩存在，或是以颗粒状作为岩石的部分存在，这些粘土矿物不能与油层中流体发生充分的接触，因此对油层伤害不很大。 有些油层尽管粘土矿物含量不很高（有些油层尽管粘土矿物含量不很高（10%10%），但这些粘土矿物分布在孔隙中，与孔隙中流体接触面积较大，因而），但这些粘

42、土矿物分布在孔隙中，与孔隙中流体接触面积较大，因而(yn r)(yn r)易受到流体性质影响，造成对油层的严重伤害。易受到流体性质影响，造成对油层的严重伤害。第72页/共93页第七十三页，共93页。 粘土矿物在孔隙中存在形式通常有两种：粘土矿物在孔隙中存在形式通常有两种：一种是粘土矿物在骨架颗粒一种是粘土矿物在骨架颗粒(kl)(kl)表面形成包被或呈薄膜衬垫状，以这种形态存在的粘土矿物易与外来不配伍流体充分接触而严重影响油层渗透性。表面形成包被或呈薄膜衬垫状，以这种形态存在的粘土矿物易与外来不配伍流体充分接触而严重影响油层渗透性。粘土矿物的另一种存在形态是孔隙充填式，以这种形式存在的粘土矿物可

43、以是疏松的填隙物，或聚结成一定粒度的颗粒粘土矿物的另一种存在形态是孔隙充填式，以这种形式存在的粘土矿物可以是疏松的填隙物，或聚结成一定粒度的颗粒(kl)(kl)，在孔隙流体的高速作用下，运移而堵塞喉道，影响油层渗透性。，在孔隙流体的高速作用下，运移而堵塞喉道，影响油层渗透性。第73页/共93页第七十四页，共93页。粘土矿物对储层的影响总结粘土矿物对储层的影响总结 粘土矿物类型：不同类型粘土矿物对储层伤害程度粘土矿物类型：不同类型粘土矿物对储层伤害程度(chngd)不同，蒙脱石不同，蒙脱石伊利石伊利石绿泥石绿泥石高岭石高岭石 粘土矿物含量：粘土矿物含量高对储层伤害大些粘土矿物含量：粘土矿物含量高

44、对储层伤害大些 粘土矿物在油层中产状与形态：薄膜式分布在岩石颗粒表面或填充在孔隙中对储层伤害较大，以纹层状页岩存在或是以颗粒状作为岩石的部分存在的粘土矿物对储层伤害较小粘土矿物在油层中产状与形态：薄膜式分布在岩石颗粒表面或填充在孔隙中对储层伤害较大，以纹层状页岩存在或是以颗粒状作为岩石的部分存在的粘土矿物对储层伤害较小第74页/共93页第七十五页，共93页。(2)(2)非粘土矿物非粘土矿物 除粘土矿物外，有许多非粘土矿物也是使油层受到伤害敏感性矿物除粘土矿物外，有许多非粘土矿物也是使油层受到伤害敏感性矿物a.a.速敏性矿物速敏性矿物 粒径小于粒径小于37um37um的非粘土矿物微粒，只要在孔壁

45、上团结不紧，均有可能在高速流体作用下发生运移，堵塞喉道，引起的非粘土矿物微粒，只要在孔壁上团结不紧，均有可能在高速流体作用下发生运移，堵塞喉道，引起(ynq)(ynq)渗透率降低。渗透率降低。 石英、长石、方解石、白云石、云母、铁方解石、铁白云石等。石英、长石、方解石、白云石、云母、铁方解石、铁白云石等。第75页/共93页第七十六页，共93页。b.b.盐酸敏性矿物盐酸敏性矿物 一些较易溶于酸的含铁矿物对一些较易溶于酸的含铁矿物对HClHCl及含氧量高的流体及含氧量高的流体(lit)(lit)较为敏感。较为敏感。 铁方解石、铁白云石、菱铁矿、赤铁矿等。铁方解石、铁白云石、菱铁矿、赤铁矿等。 第7

46、6页/共93页第七十七页，共93页。c.c.氢氟酸敏性矿物氢氟酸敏性矿物 一些高含钙和镁的矿物对一些高含钙和镁的矿物对HFHF较为敏感较为敏感(mngn)(mngn)。 方解石、白云石、钙长石、钙沸石等。方解石、白云石、钙长石、钙沸石等。 石英、长石、粘土等。石英、长石、粘土等。第77页/共93页第七十八页，共93页。d.d.碱敏性矿物碱敏性矿物 隐晶质类石英和蛋白石可溶于强碱，并在一定的条件下形成隐晶质类石英和蛋白石可溶于强碱，并在一定的条件下形成(xngchng)(xngchng)硅凝胶，堵塞油气通道，造成油层伤害。硅凝胶，堵塞油气通道，造成油层伤害。第78页/共93页第七十九页，共93页

47、。各类自生矿物对油层损害各类自生矿物对油层损害(snhi)(snhi)及预防措施及预防措施自生矿物自生矿物 所含元素或成分所含元素或成分产产 状状 敏感性敏感性 潜在问题潜在问题 不适合不适合 适合系统适合系统 补救措施补救措施 粘粘蒙脱石蒙脱石NaNa，MgMg，Ca,Al Ca,Al 充填式，薄膜式充填式，薄膜式水敏性水敏性 膨胀膨胀 淡水淡水 氯化钾氯化钾 HCl HCl或或HFHF酸化酸化 土土 St St，OHOH，（，（FeFe） 矿矿物物伊蒙伊蒙KK，NaNa，MgMg， 充填式，衬里式充填式，衬里式水敏性水敏性 膨胀膨胀 淡水淡水 氯化钾氯化钾 HCl HCl或或HFHF酸化酸

48、化 混层混层 CaAl CaAl，Si,OH Si,OH 伊利石伊利石KK，SiSi，Al,OH Al,OH 充填式，衬里式充填式，衬里式速敏性速敏性 阻碍阻碍 淡水淡水 氯化钾氯化钾 HCl HCl或或HFHF酸化酸化 高岭石高岭石AIAI，Si,OH Si,OH 充填式充填式 速敏性速敏性 迁移迁移 高速水高速水 低流速低流速 粘土稳定剂粘土稳定剂 绿泥石绿泥石MgMg，FeFe，SiSi， 充填式衬里式充填式衬里式HClHCl酸酸 Fe(OH)2 Fe(OH)2 富氧富氧 铁的螯合剂铁的螯合剂 HCl/HF HCl/HF， Al,OH Al,OH 敏性敏性 沉淀沉淀 PH PH3.5 3

49、.5 净化剂净化剂 有机酸有机酸 非非方解石方解石CaCO3 CaCO3 充填，连晶充填，连晶 HF HF酸敏性酸敏性钙的氯化钙的氯化氢氟酸氢氟酸 HCl HCl酸化酸化 粘粘 物沉淀物沉淀 土土白云石白云石CaCO3 CaCO3 ，MgCO3 MgCO3 矿矿 物物铁铁 CaCO3 CaCO3 ，MgCO3 MgCO3 白云石白云石 FeCO3 FeCO3 黄铁矿黄铁矿FeS2 FeS2 充填充填 HCl Fe(OH)2 HCl Fe(OH)2 铁的铁的 HCI HCIHFHF酸化酸化 酸敏性酸敏性 螯合剂螯合剂 石英石英 SiO2 SiO2 加大边，充填加大边，充填 细粒迁移细粒迁移 氢氟

50、酸氢氟酸 压裂压裂 第79页/共93页第八十页，共93页。2.2.油层孔渗与界面性质油层孔渗与界面性质 油层孔渗与界面性质也是引起油层伤害的一个潜在因素。油层孔渗与界面性质也是引起油层伤害的一个潜在因素。 低孔渗比高中孔渗更易于引发油层伤害；低孔渗比高中孔渗更易于引发油层伤害； 比面大比比面小的易于引发油层伤害；比面大比比面小的易于引发油层伤害； 亲水性岩石亲水性岩石(ynsh)(ynsh)比亲油性岩石比亲油性岩石(ynsh)(ynsh)易于引发油层伤害。易于引发油层伤害。第80页/共93页第八十一页，共93页。3.3.油层流体性质油层流体性质 高矿化度地层水对淡水的侵入引发油层伤害要大些。高

51、矿化度地层水对淡水的侵入引发油层伤害要大些。 若原油中的蜡及胶质、沥青质含量高，在外来液下，易形成有机若原油中的蜡及胶质、沥青质含量高，在外来液下，易形成有机(yuj)(yuj)垢；与酸化液反应更易形成酸渣。垢；与酸化液反应更易形成酸渣。第81页/共93页第八十二页，共93页。1.1.水敏水敏(1) (1) 概念概念 水敏是指当与储层不配伍的外来流体进入储层后，引起粘土矿物膨胀、分散、迁移、堵塞水敏是指当与储层不配伍的外来流体进入储层后，引起粘土矿物膨胀、分散、迁移、堵塞(ds)(ds)，导致储层渗透率下降的现象。，导致储层渗透率下降的现象。(2) (2) 描述内容描述内容 绘制储层绘制储层(

52、 (油层、小层油层、小层) )水敏强度评价图；水敏强度评价图； 指出储层水敏强度指出储层水敏强度 （弱、中、强）。（弱、中、强）。 三、油层伤害三、油层伤害(shnghi)(shnghi)描述描述第82页/共93页第八十三页，共93页。2.2.速敏速敏(1)(1)概念概念 速敏是指油藏储层因流体流动速度变化引起速敏是指油藏储层因流体流动速度变化引起(ynq)(ynq)地层中微粒迁移、堵塞喉道造成储层渗透率下降现象。地层中微粒迁移、堵塞喉道造成储层渗透率下降现象。(2) (2) 描述内容描述内容 绘制储层岩样速敏试验曲线绘制储层岩样速敏试验曲线(qxin)(qxin)； 指出储层速敏强度。指出储

53、层速敏强度。第83页/共93页第八十四页，共93页。3.3.盐敏盐敏(1)(1)概念概念 盐敏是指外来流体小于某一含盐浓度时，发生粘土矿物膨胀盐敏是指外来流体小于某一含盐浓度时，发生粘土矿物膨胀(png zhng)(png zhng)、堵塞孔隙，使储层渗透率下降的现象。、堵塞孔隙，使储层渗透率下降的现象。(2) (2) 描述内容描述内容 绘制盐度绘制盐度(yn d)(yn d)评价曲线；评价曲线； 指出引起盐敏的含盐浓度。指出引起盐敏的含盐浓度。第84页/共93页第八十五页，共93页。4.4.酸敏酸敏(1)(1)概念概念 酸化时酸液进入储层后与储层中的酸敏性矿物发生反应酸化时酸液进入储层后与储

54、层中的酸敏性矿物发生反应(fnyng),(fnyng),产生沉淀或释放出微粒产生沉淀或释放出微粒, ,使储层渗透率下降的现象。使储层渗透率下降的现象。(2)(2)描述内容描述内容 计算储层酸敏指数，指出酸敏强度。计算储层酸敏指数，指出酸敏强度。 计算酸敏指数公式计算酸敏指数公式%100fadfgKKKI式中式中 Ig Ig酸敏指数；酸敏指数； Kf Kf，KadKad分别为酸处理前和酸处理后用与地层水分别为酸处理前和酸处理后用与地层水 相同相同(xin tn)(xin tn)矿化度的矿化度的KClKCl盐水测定的岩样渗透率。盐水测定的岩样渗透率。Ig （%）Ig 00Ig 1515Ig 303

55、050酸敏强度酸敏强度无酸敏无酸敏弱酸敏弱酸敏中等酸敏中等酸敏强酸敏强酸敏极强酸敏极强酸敏第85页/共93页第八十六页，共93页。1.1.粘土膨胀的防治方法粘土膨胀的防治方法 采用粘土稳定剂（渗透率采用粘土稳定剂（渗透率3310-3m2 10-3m2 的地层）的地层）或新型粘土稳定剂或新型粘土稳定剂(2-(2-氯乙基三甲基氯化铵氯乙基三甲基氯化铵, ,简称简称CETA) CETA) 。 粘土稳定剂是阳离子有机聚合物。粘土稳定剂是阳离子有机聚合物。 CETA CETA对粘土表面有很强的吸附能力对粘土表面有很强的吸附能力(nngl)(nngl)，形成一种几乎不润湿的表面，使渗透率很低的砂岩地层中的粘土在盐水和酸的冲洗及高温条件下保持稳定。，形成一种几乎不润湿的表面，使渗透率很低的砂岩地层中的粘土在盐水和酸的冲洗及高温条件下保持稳定。 第86页/共93页第八十七页，共93页。2.2.防止微粒运移的方法防止微粒运移的方法 粘土稳定剂有一定效果粘土稳定剂有一定效果, , 但作用可能是暂时的，在防止高剪切速度下微粒的机械运移方面可能是无效的。但作用可能是暂时的，在防止高剪切速度下微粒的机械运移方面可能是无效的。 用可聚合的超薄薄膜用可聚合的超薄薄膜( (厚厚1 12nm)2nm)能控制孔隙表面能控制孔隙表面(biomin)(biomin)的