地层温度与压力市公开课一等奖省赛课获奖课件

第二节地层温度一、概述

研究地层温度主要意义地壳地温带划分地温梯度与地温级度二、地温场研究

地温测量地温场特征地温场与油气分布关系影响地温场分布主要原因地层温度与压力第1页

①当代生油理论认为地温是有机质向油气演化过程中最为主要、最有效原因；②理论和实际资料研究证实，油气田上方经常存在地温正异常，利用地温场局部正异常能够寻找油气田；

③地热是一个宝贵热能资源，含有成本低、使用简便、污染小等优点。1、研究地层温度主要意义一、概述地层温度与压力第2页依据地下温度改变，常把地壳划分为下4个地温带：2、地壳地温带划分

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温度日改变带：该带温度受天天气温影响，该带深度范围普通为1～2m。

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温度年改变带：该带温度受季节性气温改变影响，深度改变范围普通为15～30m左右。▲

恒温带：30m以下深度，不受季节性气温改变影响。▲

增温带：恒温带之下，地层温度随埋深增加而升高。一、概述地层温度与压力第3页3、地温梯度与地温级度

地温梯度：在恒温带之下，埋藏深度每增加100m地温增高度数。计算公式以下：G--地温梯度，℃/100m；t--井深H处温度，℃；to--平均地面温度或恒温带温度，℃；H--井下测温点与恒温带深度之差，m。

地温级度：在恒温带之下，地温每增高1℃时，深度增加值，计算公式：地层温度与压力第4页右图为依据东营凹陷133口预探井资料编绘地温与深度关系图。从该图可得地温与深度线性关系式：东营凹陷地温与深度关系图（据杨绪充，1984）

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地温梯度：3.6℃/100m▲

平均地面温度：14℃

地层温度与压力第5页

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地球平均地温梯度3℃/100m

--正常地温梯度。＜3℃/100m--地温梯度负异常；＞3℃/100m--地温梯度正异常。地层温度与压力第6页1、地温测量2、地温场特征3、地温场与油气分布关系4、影响地温场分布原因二、地温场研究第二节地层温度地层温度与压力第7页1、地温测量

⑴关井实测：在打开油层第一批探井中实测。关井，待井内流体温度与围岩原始温度一致时测量。

⑵外推法：测温前，循环井内泥浆，计下循环泥浆耗时t；循环停顿后，下入温度计，并计下钻井液停顿循环后到温度计到井底(或研究深度)

时间△t；最终，起出温度计并读取温度(测量次数3次以上)。将直线外推到无限远时间(△t/(t+△t)=1)，直线与纵轴交点为静止地层压力。外推法求静止地层温度地层温度与压力第8页2、地温场分布特征地温梯度在纵向上、平面上都含有显著规律性改变。⑴地温梯度纵向改变下表为东营凹陷6口井系统井温资料。地层温度与压力第9页依据井温资料可编制井温与深度关系图，了解地温梯度在纵向上改变：这种改变主要受各段岩石热导率控制。东营凹陷系统测温井温度与深度关系图

稍高较高稍低较低上第三系稍高，3.61～4.08℃/100m；下第三系Ed-Es3较高；下第三系Es4-Ek稍低，2.55℃/100m；前寒武系较低，2.16℃/100m地层温度与压力第10页⑵地温场平面展布整体来看，地温异常平面分布显著受区域结构和大断层控制；地温梯度等值线与区域结构轮廓基本一致。东营凹陷地温梯度(℃/100m)等值线图(杨绪充，1984)

陈南断层地层温度与压力第11页1、地温测量

关井实测；外推法

2、地温场特征

地温梯度纵向改变；地温场平面展布3、地温场与油气分布关系4、影响地温场分布原因二、地温场研究第二节地层温度地层温度与压力第12页

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普通而言，单位面积上探明储量：

高梯度值区(＞4℃/100m)

比中梯度值区(2～4℃/100m)高9倍，比低梯度值区(＜2℃/100m)高120倍。

●

天然气单位面积上探明储量：

高值区比中值区高5.6倍；比低值区高28倍。3、地温场与油气分布关系⑴地温与油气生成

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较高地温对于油气生成十分主要。地层温度与压力第13页⑵油气分布与地温、地温梯度统计资料表明，油田分布深度在600～5000m之间；

多数在1500～3000m。对应地温为60～150℃，且大多数不超出100℃。⑶油气田位置与地温场分布关系▲含油气盆地内地温低普通为油田，地温高普通为气田▲油藏周围温度比油藏本身要低；▲气藏分布结构高点处地温显著升高。3、地温场与油气分布关系地层温度与压力第14页四川隆昌某气田结构剖面及地温剖面地层温度与压力第15页4、影响地温场分布主要原因实际资料表明，地温场是很不均一。

影响地温场主要原因有：大地结构性质、基底起伏、岩浆活动、岩性、盖层褶皱、断层、地下水活动、烃类聚集等。不过，起主导作用和具全局性影响原因是：

大地结构性质，如：地壳稳定程度及地壳厚度等。地层温度与压力第16页⑴大地结构性质

大地结构性质及所处结构部位是决定区域地温场基本背景最主要控制原因：

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大洋中脊---高地温；

●

海沟部位---低地温；

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海盆部位---普通地温；

●

稳定古老地台区---较低地温；

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中新生代裂谷区---较高地温。4、影响地温场分布主要原因地层温度与压力第17页

地壳厚度对地温也有主要影响。如我国东部地域地壳普遍薄于西部，故东部各盆地地温及地温梯度普通均高于西部。中国东西向地壳厚度改变与地温关系示意图(据王钧等，1990)地层温度与压力第18页

●因为基底热导率往往高于盖层，---深部热流向基底隆起处集中，使基底隆起区含有高热流、高地温梯度特征，

坳陷(凹陷区)含有低地温特征。⑵基底起伏

●地温异常与重力异常相当吻合--重力异常是基岩埋深反应：二者低值区同处于凹陷内部、二者高值区同处于凹陷边部和基岩潜山凸起带。---地温分布在平面上与基底起伏亲密相关。

地层温度与压力第19页东营凹陷布格重力异常(mGal)图(据杨绪充，1984)

东营凹陷地温梯度(℃/100m)等值线图(杨绪充，1984)

地层温度与压力第20页⑶岩浆活动岩浆活动对现今地温场影响，主要从2方面考虑：②侵入体规模、几何形状及围岩产状和热物理性质等如：冷却速率与岩浆侵入体半径平方成反比；冷却延续时间与岩体半径平方成正比：---岩体半径增大1倍，冷却时间延长4倍。①岩浆侵入或喷出地质年代：

时代越新，所保留余热就越多，对现今地温场

影响就越强烈，有可能形成地热高异常区。地层温度与压力第21页

火成岩、碎屑岩导热率＞碳酸盐岩；

基岩＞盖层；盐岩＞石膏＞泥岩；

砂岩＞泥岩⑷

岩性（岩石导热能力）●岩性差异造成了纵向上不一样组段地温梯度显著改变；●随地层埋深和年纪增加，地温梯度总体呈下降趋势。导热能力可用导热率表示。岩石导热率大，地球深处热量向上传导能力强，岩层剖面上地温梯度大。4、影响地温场分布主要原因地层温度与压力第22页沉积盖层褶皱结构--对地温场含有显著影响；

断层--能够使地温升高，也能够使地温降低。⑸结构条件①盖层褶皱热流传导具各向异性：顺层面比垂直层面更易传输。背斜使热流聚敛，向斜使热流分散。

地温和地温梯度由背斜两翼向其轴部或核部增高：--背斜顶部地温梯度大，翼部地温梯度小。--两翼倾角越陡，背斜顶部与两翼温差就更大。地层温度与压力第23页背斜与向斜区热流分布示意图平行于层理方向较垂直层面方向导热性好，热量轻易向岩层上倾方向集中。地层温度与压力第24页研究断层与地温场关系时，应考虑两个方面：

※

在主断层线上是否出现地温异常；

※

沿着断层走向热流是否有变异。②断层

●

普通封闭性断层或压扭性断层：

因压扭、摩擦产生热量，形成附加热源--地温增高。

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普通开启性断层：可作为地下水循环通道，

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快要地表及浅处低温地下水引至深部--地温降低；

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或因深部地下水沿断层上升--地温增高。--应视详细情况区分对待。地层温度与压力第25页⑹烃类聚集--油气分布烃类聚集(油气田)上方往往存在地温高异常(地温梯度高)；而且，气田区高于油田区。

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地温异常很微弱，普通为0.2～4.5℃左右；

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相当普遍地分布在油气田上方浅部和地面。前苏联什罗卡盆地内油田上地温剖面图

100m深处温度曲线在油藏正上方显示出升高趋势。地层温度与压力第26页

●首先，油气藏本身提供了附加热源：

主要来自：烃类需氧和乏氧放热反应、

和放射性元素集中等。★造成烃类聚集上方地温异常主要原因：

●盖层导热性差，阻止热量向上扩散；●顺层面比垂直层面更易于传输(对褶皱而言)；●另外，流体向上渗逸时将油气藏中过剩热量

带至浅部和地表。地层温度与压力第27页

●

区域性地下水循环将深部热水带至浅层，

使地温普遍增高，地温梯度变大。⑺地下水活动（循环）因为地质条件和水文地质条件差异，地下水与围岩温度场相互关系复杂多变。

●

地下水活动可引发围岩温度降低：

地表水补给、径流条件良好，地下水侧向活动强烈。

如华北盆地西部山前在相当深度内展现低温情况。4、影响地温场分布主要原因地层温度与压力第28页

油气藏驱动类型：指地层中驱动油、气流向井底以至采出地面能量类型。（也称驱动方式）★★第三节油气藏驱动类型

油气藏驱动类型：→决定油气藏开发方式以及油气井开采方式，→直接影响油气开采成本和油气最终采收率，所以，投入开发之前，必须尽可能搞清油气藏驱动类型。地层温度与压力第29页第三节油气藏驱动类型一、油气藏驱动能量（驱动方式）二、油气藏驱动类型与油气采收率地层温度与压力第30页一、油气藏驱动能量(驱动方式)天然驱动能量（重点讨论）油层岩石和其中流体弹性能含水区弹性能和露头水柱压能油藏含油区内溶解气弹性能油藏气顶弹性膨胀能油藏重力驱动能人工驱动能量注水采油热力采油--注入热水、蒸汽等生物采油地层温度与压力第31页二、油气藏驱动类型与油气采收率1、油气采收率及其影响原因

油气采收率--采出油气量与原始地质储量比值。影响油气最终采收率原因很多，可分为两大类：

地质原因和开发原因。第三节油气藏驱动类型1、油气采收率及其影响原因2、驱动类型对采收率影响地层温度与压力第32页⑴主要地质原因

①

油气藏类型：油气藏类型不一样，所能到达最终采收率会有很大差异。

②

油气藏储层性质：即储层结构特征、润湿性、连通性、非均质程度，及φ、K、So大小。

③

油气藏天然能量类型：如有没有边水、底水、气顶，以及能量大小和可利用程度等。④

原油和天然气性质：如组成成份、原油粘度，气油比；气田天然气中含其它气体水化物情况等。地层温度与压力第33页⑵