中国石油大学(北京)油矿地质学第七章温压

本章内容★油气地层压力教材第二节地层温度第三节油气藏驱动类型自学现在是1页\一共有44页\编辑于星期三一、有关地层压力的概念1.上覆岩层压力上覆岩石骨架和孔隙内流体的总重量所引起的压力。Pr=Hrg

Pr------上覆岩层压力，pa；H------上覆岩层的垂直高度，m；

r------上覆岩层的总平均密度，kg/m3；g------重力加速度，9.8m/s2。上覆地层压力静水压力压力梯度地层压力第一节地层压力一、有关地层压力的概念二、异常地层压力预测三、油层压力研究现在是2页\一共有44页\编辑于星期三Pr=H[

f+（1-）ma]g--------岩层平均孔隙度，小数；f--------岩层孔隙中流体的平均密度，kg/m3；ma------岩层骨架的的平均密度，kg/m3。若分别考虑岩层骨架的重量和岩层孔隙中流体的重量，则上覆岩层压力可表示为：现在是3页\一共有44页\编辑于星期三2.静水压力概念：由静水柱造成的压力。PH=hwgPH------静水压力，pa；h------静水柱高度，m；

w------水的密度，kg/m3；g------重力加速度，9.8m/s2。现在是4页\一共有44页\编辑于星期三3.压力梯度概念：每增加单位高度所增加的压力，Pa/m。GP=

g水的密度一般为1103

kg/m3，则静水压力梯度约为1104Pa/m。现在是5页\一共有44页\编辑于星期三4.地层压力(孔隙流体压力)概念：指作用于岩层孔隙内流体上的压力，又称孔隙流体压力。在含油、气区域内的地层压力又叫油层压力或气层压力。地层压力-井底压力生产压差Pf现在是6页\一共有44页\编辑于星期三二、异常地层压力预测异常地层压力:偏离静水柱压力的地层孔隙流体压力，或称为压力异常。回顾内容异常压力封存箱指导油气田勘探指导平衡钻井及套管设计异常地层压力的成因

在《石油地质学》中已讲述现在是7页\一共有44页\编辑于星期三异常地层压力的预测：确定异常地层压力带的层位和顶部深度计算异常地层压力值的大小预测基础：过渡带泥页岩的特点

地质：欠压实，密度较小、孔隙度较大；

地球物理：电阻率低、声波时差大（速度低）；

钻井过程：井喷、井漏、井涌、钻井参数出现异常现在是8页\一共有44页\编辑于星期三1.地震资料分析法原理：地震波传播速度（或旅行时间）地层岩石密度美国湾岸地区深度与地震波传播时间关系图地震资料分析法钻井资料分析法地球物理测井法密度小速度低时间长异常压力现在是9页\一共有44页\编辑于星期三2.钻井资料分析法（1）钻井速度正常：井深增加----密度增大----钻速降低异常：钻速快速增大地震资料分析法钻井资料分析法地球物理测井法现在是10页\一共有44页\编辑于星期三（2）d指数（标定钻进速度）d=(lg0.054Vm/N)/(lg0.672P/D)Vm----钻速，m/hN----转速，r/minP----钻压，tD----钻头直径,mmdc=d*1/21----正常地层压力下的钻井液密度2----实际使用的钻井液密度(Jorden&Shirley,1966)另：指数现在是11页\一共有44页\编辑于星期三（3）返出钻井液温度原理：异常高压常伴随着高温异常现在是12页\一共有44页\编辑于星期三（4）泥页岩岩屑密度原理：异常高压带泥页岩欠压实、密度小现在是13页\一共有44页\编辑于星期三3.地球物理测井法（1）电阻率测井基本原理：电阻率----岩石性质、孔隙度、

孔隙内流体矿化度

异常高压处：地震资料分析法钻井资料分析法地球物理测井法孔隙度增大地层水数量增多电阻率偏低现在是14页\一共有44页\编辑于星期三储层地层压力计算方法：泥页岩电阻率比值--压力梯度关系曲线法A.作图版；B.求Rn/Rob；C.求Gp；D.计算压力预测图版RnRobGp现在是15页\一共有44页\编辑于星期三等效深度法等效深度：具有相同孔隙度或相同有效应力值的两点的深度有效应力：上覆岩层压力-孔隙流体压力A点孔隙流体压力:PfA=GrDA-(Gr-GH)DBDA、DB------分别为两点的井深，m;Gr

------上覆岩层的平均压力梯度，一般取0.0231MPa/m;

GH------静水流体压力梯度，淡水区取0.01MPa/m;PfA------A点的地层压力或孔隙流体压力，MPa电阻率GrDB-GHDB=GrDA-PfA（A、B两点具有相同的有效应力）现在是16页\一共有44页\编辑于星期三（2）声波测井原理：异常高压----欠压实----孔隙度偏高----声波时差偏大。异常地层压力计算：泥页岩声波时差差值-储层流体压力梯度曲线法方法同电阻率法现在是17页\一共有44页\编辑于星期三（3）密度测井原理：异常高压----欠压实----密度偏低。现在是18页\一共有44页\编辑于星期三综合分析现在是19页\一共有44页\编辑于星期三三、油层压力研究原始油层压力目前油层压力油层折算压力（一）原始油层压力

1.原始油层压力及分布原始油层压力：油气层尚未钻开时，在原始状态下所具有的压力。

通常用实测的具有代表性的第一口井或第一批井的压力代表原始地层压力。现在是20页\一共有44页\编辑于星期三测压面+100m-500m-500m-350m-700m103kg/m31号井原始地层压力PH=hwg5.88Mpa现在是21页\一共有44页\编辑于星期三测压面+100m-500m-500m-350m-700m103kg/m3PH=hwg油水界面原始地层压力：1号井压力+1号井底~油水界面水柱重量的压力7.84Mpa现在是22页\一共有44页\编辑于星期三测压面+100m-500m-500m-350m-700m1.0103kg/m30.85103kg/m32号井原始地层压力：油水界面压力----界面至井底油柱重量的压力PH=hwg6.17Mpa741.2m油柱高度+350m液面海拔241.2m减（相当于）（折算）（低于井口，不能自喷）现在是23页\一共有44页\编辑于星期三测压面+100m-500m-500m-350m-700m1.0103kg/m30.85103kg/m36.17Mpa741.2m油柱高度液面海拔241.2m4号井原始地层压力：（相当于）（折算）（高于井口，可以自喷）现在是24页\一共有44页\编辑于星期三测压面+100m-500m-500m-350m-700m1.0103kg/m30.85103kg/m30.8Pf=Pmaxe0.0001293gHPf----油气界面上的压力Pmax----气井井口最大关井压力g----天然气对空气的相对密度H----井深或气柱高度e----自然对数的底3号井底原始地层压力5.312Mpa50m气柱产生0.028Mpa的压力油-气界面地层压力？现在是25页\一共有44页\编辑于星期三原始油层压力随油藏埋深的增加而增大流体性质对原始油层压力的分布有极为重要的影响

井底海拔高度相同时，流体性质相同，原始地层压力相同流体密度大，则原始油层压力小气柱高度对气井压力影响小原始油层压力在背斜构造油藏的分布规律现在是26页\一共有44页\编辑于星期三2.原始油层压力的确定方法（1）实测法

关闭所要测压的完钻井，压力稳定后，下压力计至油气层中部。实测法压力梯度法计算法试井分析法现在是27页\一共有44页\编辑于星期三（2）压力梯度法油气藏：具有统一的压力梯度俄罗斯某油田压力与深度关系图新井：深度---原始地层压力现在是28页\一共有44页\编辑于星期三（3）计算法油气藏第一口（批）井的原始地层压力计算已知：油井深度、油气水密度计算：原始地层压力高压（超高压）气井，不能直接下入井底压力计，

可利用气井井口的最大关井压力资料，计算原始气层压力。Pf=Pmaxe0.0001293gH现在是29页\一共有44页\编辑于星期三（4）试井分析法pws—井底恢复压力，MPa；Pi—原始地层压力，MPa；m—压力曲线直线段的斜率，MPa／cycle；t—打开阀后的生产流动时间，h；

△t—关闭测试阀的压力恢复时间，h；Horner图外推直线与横座标为1时的垂直线交点的值。现在是30页\一共有44页\编辑于星期三3.原始油层压力等压图的编制及应用构造等高线等压线断层井点某油田原始油层压力等压图等压线与等高线平行油层厚度影响测量、计算误差现在是31页\一共有44页\编辑于星期三构造等高线等压线断层井点某油田原始油层压力等压图（1）预测设计井的原始油层压力（2）计算油藏的平均原始油层压力

（油层天然能量大小的尺度）常应用面积均衡法求取等压图的应用（4个主要用途）（为了确定新钻井的套管程序和钻井液密度）现在是32页\一共有44页\编辑于星期三（4）计算油层的弹性能量

（油层弹性膨胀时所能排出的流体量）

原始油层压力与饱和压力之差构造等高线等压线断层井点某油田原始油层压力等压图（3）判断水动力系统，进一步了解油层地质特征水动力系统：油气层内，流体具有连续性流动的范围。应用等压图的不连续性，可进一步查明地下可能存在的断层或岩性尖灭。同一水动力系统内，压力等值线的分布是连续的。现在是33页\一共有44页\编辑于星期三（二）目前油层压力目前油层压力：油藏投入开发后某一时期的地层压力。油层静止压力(ps)：油田投入生产之后，关闭油井，待压力恢复到稳定状态以后，测得的井底压力。亦称动地层压力。1.目前油层压力及其分布现在是34页\一共有44页\编辑于星期三井底流动压力（井底流压）(pb)：油井生产时测得的井底压力。

（代表井口剩余压力与井筒内液柱重量对井底产生的回压。）

pb

ps现在是35页\一共有44页\编辑于星期三（1）单井生产时油层压力的分布假定油层各向同性，只有1口井平面径向流渗流场示意图流线压力分布现在是36页\一共有44页\编辑于星期三径向渗流公式：Pf----距井轴r处的地层压力,pa;ps----油层静止压力，pa;pb----油井井底流压，pa;R----油井供给半径，m;r----研究点与井筒轴的距离，m;rn----井筒半径，m;Q----油井产量（地层条件下）m3/s;----地层原油密度，Pa·s;K----油层渗透率，m2;h----油层有效厚度，m。式中压降漏斗示意图压力降落呈对数关系或现在是37页\一共有44页\编辑于星期三（2）多井生产时油层压力的分布三口井同时生产时油层压力降落示意图A点压降：PA=P1+P2+P3（假设：地层均质，油井生产条件相同）现在是38页\一共有44页\编辑于星期三2.油层静止压力的确定井点处油层静止压力：实测关井一段时间后，用深井压力计直接测量油井测压力恢复曲线，水井测压力降落曲线现在是39页\一共有44页\编辑于星期三油藏平均压降曲线井点处不同时刻油层静止压力的换算3.油层静止压力等压图的编制与应用不同时测试不同时刻的压力值换算为同一时刻的压力值井间压力插值现在是40页\一共有44页\编辑于星期三某油田静止压力等压图构造等高线等压线断层井点某油田原始油层压力等压图压力降低等压线与构造等高线相交比较：现在是41页\一共有44页\编辑于