《油藏物理》课件

《油藏物理》本课件旨在帮助您深入理解油藏物理学的基本原理和应用。通过学习，您可以掌握储层岩石的特性、流体性质、油气储层特征，以及油气开采过程中的物理规律。课程简介课程目标本课程旨在帮助学生深入理解油藏物理基本原理，掌握油藏开发关键技术，培养学生分析和解决油藏问题的能力。课程内容课程涵盖油藏地质、流体性质、渗流规律、开发方式等多个方面，并结合实际案例进行分析和讲解。课程特色本课程注重理论与实践相结合，采用课堂讲授、案例分析、实验操作等多种教学方式，帮助学生掌握知识、提高技能。讲授大纲岩石类型与性质砂岩、页岩、碳酸盐岩、火山岩，以及它们的物理和化学性质。油气储层孔隙度、渗透率、含油饱和度、剩余油分布等。流体性质原油密度、粘度、组分；天然气性质；地层水性质等。开发方式水驱、气驱、热驱、化学驱，以及各种开发技术的原理和应用。学习目标掌握油藏物理基本概念了解石油、天然气形成及储集条件。掌握油藏岩石、流体性质及其变化规律。理解油藏渗流规律掌握达西定律及其应用，分析多相渗流特性。理解毛管力、压力传播等影响因素。基本概念11.油藏是指地下含有可开采石油的岩层。22.油气储集层是指具有储集油气能力的岩石。33.油气层是指含有油气并具有流动性的岩石。44.油气田是指油气储集层和油气层在地质构造上具有一定规模的油气聚集区。岩石形成及性质1沉积岩沉积岩由风化、侵蚀、搬运和沉积的物质经压实、胶结作用而形成。包括砂岩、泥岩、页岩等。这些岩石的孔隙度和渗透率通常较高，有利于石油天然气的储存和渗透。2火成岩火成岩是岩浆在地下或地表冷却凝固形成的岩石。包括花岗岩、玄武岩等。火成岩通常具有较低的孔隙度和渗透率，但有时会含有裂缝，可以成为石油天然气的储存和运输通道。3变质岩变质岩是原有的岩石在高温、高压等条件下发生变质作用形成的。包括大理石、板岩等。变质岩的孔隙度和渗透率取决于其变质程度，以及原岩石类型。孔隙类型与分布粒间孔隙由岩石颗粒之间的空隙形成，大小不一，形状不规则。溶洞孔隙由于岩石的溶解作用形成，形状复杂多样，大小不一。裂缝孔隙岩石受到地质应力作用而产生的裂缝，形成的孔隙通常呈线状分布。流体性质石油石油是复杂的混合物，主要由碳氢化合物组成，可燃并具有粘度。天然气天然气主要由甲烷组成，是清洁、高效的能源，可用于发电和民用燃料。地下水地下水是储存在地下的水，是重要的水资源，在农业、工业和生活用水方面发挥着重要作用。相态及相变1油气相态油气在储层中主要以三种相态存在：气态、液态和固态。2相变过程油气相态受温度、压力和成分影响，发生相变，影响油气储量和开采效率。3相变类型常见的相变包括气液相变、液固相变和气固相变。4相变影响因素了解油气相变规律，优化开发方案，提高油气采收率。渗流基本规律1多孔介质岩石孔隙空间2流体流动油气水在岩石中流动3控制因素岩石性质和流体性质4渗流方程描述流体流动规律渗流是石油天然气开采的关键过程，指油气水在多孔介质中流动。渗流基本规律研究岩石孔隙结构、流体性质对渗流的影响，并建立渗流方程。达西定律渗流规律达西定律描述了流体在多孔介质中的流动规律，是油藏物理学的基础。流动速度定律指出，流体在多孔介质中流动速度与压力梯度成正比，与流体黏度和渗透率成反比。应用该定律广泛应用于油藏工程，用于估算油气产量、预测油气田开采寿命，并指导油气田开发方案制定。多相流动石油、水、气三种流体同时流动，相互作用。岩石孔隙流体流动路径复杂，受孔隙结构影响。压力梯度流体流动受压力差驱动，影响流动速度。流动方向不同流体流动方向可能不同，影响采收率。毛管现象毛管力的影响毛管力是储层岩石对流体的吸附力，影响着油气在储层中的分布和流动。毛管力的大小与岩石的孔隙度、渗透率和润湿性等因素有关。毛管压力的作用毛管压力会导致流体在毛细管中上升或下降，影响着油气在储层中的运移和聚集。毛管压力的变化会影响储层中的剩余油分布和采收率。压缩性及体积变化岩石压缩性岩石在压力作用下体积会发生变化，这种性质称为岩石压缩性。油气体积变化油气在压力和温度变化下也会发生体积变化，影响油气储量计算。水体积变化地下水在压力变化下也会发生体积变化，影响油气开采效率。压力传播及平衡1初始压力油藏初始压力2压力梯度压力随深度变化3平衡压力油藏压力稳定压力传播是指压力在油藏中的传播过程，主要受控于储层性质和油藏流体性质。油藏压力最终会趋于平衡状态，形成稳定压力场，其大小和分布影响油藏开发。黏性力与毛管力黏性力黏性力是流体运动时产生的内摩擦力。流体在流动时，不同流层之间由于速度差异会产生摩擦力，导致能量损失。黏性力与流体的黏度、流速梯度和接触面积成正比。黏度越高的流体，黏性力越大。毛管力毛管力是指流体在毛细管中上升或下降的现象。这种现象是由于表面张力和毛细管半径共同作用的结果。毛管力与流体的表面张力、毛细管半径和接触角有关。表面张力越高，毛管力越大。石油藏开发方式水驱开发水驱是利用水压将石油从地层中驱替出来，是目前应用最广泛的开发方式。气驱开发利用高压气体将石油从地层中驱替出来，可以提高采收率，但成本较高。热驱开发利用热量提高原油流动性，降低原油黏度，提高采收率。化学驱开发使用化学药剂改变原油性质，降低原油黏度，提高采收率。驱替机理与过程驱替定义驱替是指注入流体将原油从油藏中驱出的过程。注入流体可以是水、气或其他化学试剂，其作用是将原油从储层中驱替出来，最终达到采油的目的。主要机理驱替机理是描述驱替过程的物理和化学原理。常用的驱替机理包括：水驱、气驱、化学驱和热驱等，每种机理都有其独特的驱替方式和特点。过程分析驱替过程涉及流体流动、相态变化、能量传递等复杂因素，需要深入分析各种因素的影响，才能更好地控制驱替过程，提高采油效率。水驱开发技术水驱油田开发示意图水驱油田开发示意图展示了水驱油田的基本流程，包括注水井、采油井和油藏模型。水驱油田开发过程动画水驱油田开发过程动画演示了水驱油田开采过程中的水流运动、油气流动、油藏压力变化等关键环节。水驱油田开发应用实例水驱油田开发应用实例展示了水驱油田开发技术在实际油田中的应用场景和效果，如提高采收率、降低开采成本等。气驱开发技术11.提高采收率气驱开发技术是一种有效的提高采收率方法，可以利用天然气或注入气体驱替油藏中的原油。22.天然气资源气驱开发技术可以有效利用天然气资源，实现油气资源的综合开发。33.气体驱替气体驱替原油的机理主要包括：气体膨胀、气体混合、气体溶解和气体对流。44.开发模式气驱开发技术主要包括：气顶驱、气顶气驱、气顶水驱和边水边气驱等。热驱开发技术蒸汽驱将蒸汽注入油层，利用高温蒸汽提高原油粘度和流动性，促进原油向井筒流动。主要应用于高粘度、高含水、低渗透油藏，如重油和稠油。火驱将空气或氧气注入油层，在油层内燃烧，产生高温，提高原油粘度和流动性。主要应用于高粘度、低渗透油藏，如重油和稠油。化学驱开发技术表面活性剂注入油藏，降低油水界面张力，提高采油率。聚合物注入提高驱油效率，改善驱替剖面。碱性物质注入，改变原油性质，提高采收率。微生物注入降解原油，提高采收率，环保效益显著。开采效率及影响因素11.地质因素储层物性、油气性质、构造特征等都会影响开采效率。22.开发技术采油方法、注水方式、工艺参数等选择会直接影响开采效率。33.开发策略开发方案、生产制度、注采平衡等都需要合理制定以提高开采效率。44.管理因素勘探开发、生产运营、设备管理等方面都需有效管理以提升开采效率。剩余油藏与提高采收率剩余油藏石油开采后，仍有部分油藏无法开采，被称为剩余油藏。提高采收率剩余油藏蕴藏着巨大的资源潜力，提高采收率是石油行业的重要目标。采收率提高技术提高采收率技术包括提高原油采出程度、优化油藏开发方式、提高注水效率等。挑战与机遇剩余油藏开采难度较大，但同时蕴藏着巨大的经济和社会效益。数值模拟技术油藏模型构建复杂油藏的数学模型，描述油气流动规律。计算机模拟利用计算机程序解决复杂的油藏问题，例如，预测产量和采收率。方案优化通过模拟分析不同开采方案的效果，选择最佳方案。案例分析本课程将通过实例分析，展示油藏物理知识在实际油气田开发中的应用。通过分析典型油藏的特性，解释不同开发方式的原理和优缺点，并探讨提高采收率的有效策略。案例分析涵盖多种类型油藏，如：常规油藏、非常规油藏、海上油田等。通过案例分析，帮助学生理解理论知识与实际应用之间的联系，提升油藏开发的能力。实验教学模拟油藏模型模拟油藏模型，让学生直观地观察油气流动过程。岩心分析实验通过岩心分析实验，测定岩石孔隙度、渗透率等参数。流体性质测试测试原油、天然气等流体性质，如密度、黏度、饱和度等。驱替实验通过驱替实验，模拟不同开发方式下油气采收过程。数值模拟软件操作学习使用数值模拟软件，进行油藏开发方案设计和评价。课程总结油藏物理本课程深入探讨油藏物理的基本原理和应用，