第六章油气藏流体与油气层
《石油与天然气地质学》复习题1
《石油与天然气地质学》复习题第一章油气藏中的流体——石油、天然气、油田水一、名词解释石油、石油的灰分、组分组成、石油的比重、石油的荧光性；天然气、气顶气、气藏气、凝析气（凝析油）、固态气水合物、煤型气、煤成气、煤层气；油田水、油田水矿化度二、问答题1. 简述石油的元素组成。
2. 简述石油中化合物组成的类型及特征。
3．何谓正构烷烃分布曲线？在油气特征分析中有哪些应用？4. 简述Tissot和Welte 三角图解的石油分类原则及类型。
5. 简述海陆相原油的基本区别。
（如何鉴别海相原油和陆相原油？）6. 描述石油物理性质的主要指标有哪些？7. 简述天然气依其分布特征在地壳中的产出类型及分布特征。
8. 油田水的主要水型及特征。
9. 碳同位素的地质意义。
第二章油气生成与烃源岩一、名词解释沉积有机质、干酪根、成油门限（门限温度、门限深度）、生油窗、烃源岩、有机碳、有机质成熟度、氯仿沥青“A”、CPI值、TTI法（值）；二、问答题1．沉积有机质的生化组成主要有哪些？对成油最有利的生化组成是什么？2．按化学分类，干酪根可分为几种类型？简述其化学组成特征。
3．论述有机质向油气转化的现代模式及其勘探意义。
（试述干酪根成烃演化机制）4．试述有机质成烃的主要控制因素。
（简述时间—温度指数（TTI）的理论依据、方法及其应用。
）5．试述有利于油气生成的大地构造环境和岩相古地理环境（地质条件）。
6．天然气可划分哪些成因类型？有哪些特征？7．试述生油理论的发展。
8．评价生油岩质量的主要指标。
9．油源对比的基本原则是什么？目前常用的油源对比的指标有哪几类？第三章储集层和盖层一、名词解释储集层、绝对孔隙度、有效孔隙度、绝对渗透率、有效（相）渗透率、相对渗透率、孔隙结构、流体饱和度、砂岩体、盖层、排替压力二、问答题1．试述压汞曲线的原理及评价孔隙结构的参数。
2．碎屑岩储集层的孔隙类型有哪些？影响碎屑岩储集层物性的地质条件（因素）。
（简述碎屑岩储集层的主要孔隙类型及影响储油物性的因素。
油层物理学
第一章油气藏流体的化学组成与性质储层流体：储存于油（气）藏中的石油、天然气和地层水。
石油中的烃类及相态石油主要由烷烃、环烷烃和芳香烃三种饱和烃类构成，原油中一般未发现非饱和烃类。
烷烃又称石蜡族烃，化学通式C n H2n+2，在常温常压（20℃，0.1MPa）下，C1~C4为气态，它们是天然气的主要成分；C5~C16是液态，它们是石油的主要成分；C17以上的烷烃为固态，即所谓石蜡。
烷烃：带有直链或支链，但没有任何环结构的饱和烃。
石油的化学组成石油中主要含碳、氢元素，也含有硫、氮、氧元素以及一些微量元素，一般碳、氢元素含量为95%~99%，硫、氮、氧总含量不超过1%~5%。
石油中的化合物可分为烃类化合物和非烃类化合物；烃类化合物主要为烷烃、环烷烃、芳香烃；非烃类化合物主要为各种含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物以及兼含有硫、氮、氧的胶质和沥青质。
含蜡量：指在常温常压条件下原油中所含石蜡和地蜡的百分比。
胶质：指原油中分子量较大（约300~1000），含有氧、氮、硫等元素的多环芳香烃化合物，通常呈半固态分散状溶解于原油中。
胶质含量：原油中所含胶质的质量分数。
沥青质含量：原油中所含沥青质的质量分数。
含硫量：原油中所含硫（硫化物或硫单质）的百分数。
原油的物理性质及影响因素包括颜色、密度与相对密度、凝固点、粘度、闪点、荧光性、旋光性、导电率等。
原油颜色的不同，主要与原油中轻、重组分及胶质和沥青质含量有关，胶质、沥青质含量高则原油密度颜色变深。
凝固点与原油中的含蜡量、沥青胶质含量及轻质油含量等有关，轻质组分含量高，则凝固点低；重质组分含量高，尤其是石蜡含量高，则凝固点高。
原油的密度：单位体积原油的质量。
原油的相对密度：原油的密度（ρo）与某一温度和压力下的水的密度（ρw）之比。
我国和前苏联国家指1atm、20℃时原油密度与1atm、4℃纯水的密度之比，欧美国家则以1atm、60℉（15.6℃）时的原油与纯水的密度之比，γo欧美国家还使用API度凝固点：原油冷却过程中由流动态到失去流动性的临界温度点。
第六章 地温场、地压场、地应力场与油气藏形成的关系 演示文稿
在自由状态下边界值为： 淡水：压力梯度9.79Kpa/m； 饱和盐水压力梯度11.9Kpa/m。 大于该边界值为超压；小于该边界值为欠压。
28
3、异常地层压力的成因
〔1〕流体热增压作用 〔2〕剥蚀作用 〔3〕断裂与岩性封闭作用 〔4〕刺穿作用 〔5〕浮力作用 〔6〕粘土矿物成岩演变
29
1．流体热增压 随着地层埋深加大，经受地温升高，导致有机质成熟生 成大量石油和天然气，地层水会出现水热增压现象，在 烃源层及褚集层中都会造成异常高地层压力。
4
第一节 地温场与古地温研究
地温场是地球内部热能通过导热率不同的岩石 在地壳上的表现。
随着深度的加大温度会不断增加。而温度的 变化又会对油气的形成产生一定的影响。
5
1、地温梯度〔GT ；地热 增温率〕
——地球内热层中，深度每增加100米地温所 增加的度数。OC/100米
• 沿着大断裂带常出现高GT • 大陆边缘三角洲沉积发育地区，常出现GT
6
TH 0 ×100
H
式中: —地温梯度,℃/100m;
TH—在井深H处的地层温度,℃; 0 —年平均地表温度,℃。
7
n 地温梯度的三个控制因素： 地层流体
热流值、热导率、
n 热流值 ( Q)： 一定时间内流经单位面积的热量，
n 导热率 ( K) ： 温差为 1度时，每 1s 内能通过厚 1cm、 面积为 1cm2体积的热力。
19
3、地温场与油气成藏关系
（1）地温对有机质向油气转化有决定性作用 • GT高：利于有机质向油气转化； • GT低或多次上升剥蚀：可延缓烃源岩热成熟
（2）地温增大，利于油气的运移 • T↑，有助于形成异常高压，促使排烃。 • T↑，流体粘度↓，利于二次运移。 • 温差：可导致热对流运移。
油气藏流体 PPT课件
Bos=1.0
psc
pb
pi
Bt Bo ( Rsi Rs ) Bg
•收缩性
原油体积变小的性质
体积系数越大，原油的收缩 性越强。
•低收缩原油<1.5
•高收缩原油>1.5 Bo=1.0~2.0
•收缩率:原油开采到地面后其体积的收缩百
分数
Boi 1 s Boi
反映地层原油收缩性质的强弱
psc
p
pb
•饱和原油
•未饱和原油
•泡点压力 原油开始脱出气体时的压力
Vgs Vos
Vg
Vo
p pb
Vob pi
Voi
psc
•地面脱气原油
•地层原油
四、溶解气油比
•定义 •原始 •泡点
•地面
Rs Vgs Vos
f ( p)
Rsi
<500m3/m3
Vgs Vos
Rsb
Rss =0
psc
第一节天然气性质一组成组分xi组分xic18822c6015c2508c7013c3248n2004c4145co2204c5041总计1000气相色谱仪n2?天然气烃类天然气烃类主ch4主非烃类c2c6c7微co2h2s????天然气的色味来自于非烃物质?烃类为主含少量非烃物质的气体轻质中间重质烃类为主含少量非烃物质的气体轻质中间重质?特征组分?xc185?xc17585?xc15575?xc155甲烷干气凝析气轻质油黑油干气凝析气轻质油黑油oilsamplegassample?地面取样wellseparator二偏差因子?理想气体?真实气体z偏差因子?真实气体偏离理想气体的程度pvnrtpvznrtz可定义为相同热力学pt条件下真实气体的体积与理想气体体积的比值
《油矿地质学》复习总结
油矿小结第一章钻井地质需要掌握的概念定向井：按照预先设计的井斜方位和井眼轴线形状进行钻进的井。
水平井：井斜角在85-120读，并沿水平方向钻进一定长度的井。
丛式井：在一个井场或平台上，有计划地钻很多口井（直井或斜井），这些井统称为丛式井。
井斜角：测点处的井眼轴线同铅垂线之间的夹角。
（α）井斜方位角：测点处井眼轴线的切线在水平方向的投影与正北方向的夹角。
（fai）钻井深度：用钻具长度计算的井深。
测井深度：用电缆长度计算的井深。
测深：测量深度，井口方补心（转盘面）沿井轨迹测点处的实际长度。
垂深：垂直深度，井口方补心（转盘面）到井筒测点位置的垂直深度。
补心海拔：井口方补心（转盘面）到海平面的垂直距离。
海拔深度：井筒中测点位置到海平面的铅直距离。
岩心收获率：岩心长度/取心进尺长度取心进尺：岩心归位：从最上的标志层开始，上推归位至取心井段顶部，再一次向下归位，达到岩性与电性吻合。
岩屑迟到时间：岩屑从井底返至井口的时间。
重点内容井别识别：哇塞岩心丈量和编号原则：丈量：清除岩屑泥饼等“假岩心”，断面吻合，摆放，由顶至底用尺子依次丈量，单位厘米，自上而下做记号，红黑两平行线，上位红，下为黑，箭头指向钻头位置。
编号：第几次取心，共多少块岩心，这是第几块。
几又几分之几。
观察岩心油气水的方法类型：含气实验，含水观察，滴水实验。
岩心含有级别：根据储层特性不同分为：孔隙性含油：饱含油、富含油、油浸、油斑、油迹、荧光。
缝洞性含油：油浸、油斑、荧光。
岩心录井图的编制：岩心录井草图和岩心录井综合图。
综合：井深校正，岩心归位。
岩屑描述内容与岩心描述的差别：岩屑描述的重点是岩石定名和含油气情况描述。
差别：这。
岩屑录井对缝洞储层中的判别：缝洞发育系数：次生矿物总量/岩屑总量。
缝洞开启系数：自形晶矿物含量/次生矿物含量。
钻井液显示的类型：油花、气泡，油气侵，井涌，井喷，井漏（碳酸盐溶洞好东西。
）。
钻时录井优缺点：课件上没说啊。
第二章地层测试地层流动系数：地层流动系数反映地下流体流动的难易程度。
中国石油大学(北京)油矿地质学第六章油气藏流体PPT课件
2．边水层状油（气）藏
•单油层厚度小, 由多层油层组合而成, 油层之间有连续性隔层 •水体位于油层的边部 •含油气高度大于油气层厚度
多油层统一油（气）水系统
各油层独立油（气）水系统
两种类型的边水油（气）藏
3．透镜状油（气）藏
•多以岩性圈闭为主； 储层分布不连续，呈透镜状或条带状； •单个储集体分布面积较小； •各透镜体形成各自的油气系统。
MG1
GS14-15
3 45 0
GS16-14 GS16G-S1964
GSG1S41-41-71GGM8SSG11146-G--1S211084-2G2S135450-24 GS11
3 50 0
GS18-16 3 55G0 S20-18
GS18-18
GS18-20
3 60 0
3 65 0
GS39K
GS23
井名
2500
等深线
含油区
推测含油区
油水同层区
水层
干层
552000
未知区
282000
284000
286000
3. 断层边界
二、含油饱和度
含油饱和度高
油底
含油饱和度 向上快速增大
水顶
含油饱和度低
影响原始含油饱和度的因素
水湿
浮力克服毛管阻力进入油藏
pb0.0(1 wo)H
pc
2103cos
r
影响因素
陈堡油田陈3断块K2t1-K2c油藏剖面图
第一节 油气藏流体系统
一、含油边界
----理论分析
----限定工业性油流分布的界线。
构造油藏 地层-岩性油藏 复合油藏
油水边界 岩性边界 断层边界
钻井工程 第六章 油气井压力控制
pa a gD
a --环空压降的当量泥浆密度。
(6)含岩屑钻井液的压力增加值 (7)井底有效压力 正常钻进时：
pr gr D
phe ph pa pr phe ph pr psb 起钻时： phe ph pr psg 下钻时： 最大井底压力： phemin ph pr psb 最小井底压力： phemax ph pa pr psg
2、欠平衡压力钻井方式
(1)空气钻井 采用空气作为循环介质； 基本工序：
用大功率压风机将压缩空气经钻柱打入井内，从钻头喷嘴喷出。高 速气流冲洗井底并携带岩屑返到井口。井口配置旋转控制头(旋转防喷器)， 用以封闭环形空间，携带岩屑的气流从旋转控制头下面的排放管线排出。
优点：
显著提高机械钻速；保护油气层；解决 井漏问题。
(6)起钻时灌不进泥浆或泥浆灌入量少于正常值；
(7)停止循环时，井口仍有泥浆外溢。
第二节 地层流体的侵入与检测
25
第六章 油气井压力控制
三、地层流体侵入的检测
2、地层流体侵入井眼的检测方法
(1)泥浆池液面检测
利用泥浆池液面传感器。 (2)钻井液返出流量检测 利用泥浆出口流量计
超声波池体积传感器
Psb gSb D
Psg gSg D
Sb——抽汲压力的当量泥浆密度(抽汲压力系数)。 一般 Sb=36～80.kg/m3。 Sg——激动压力的当量泥浆密度(激动压力系数)。 一般 Sg=24～100 kg/m3。
第一节 井眼与地层压力系统
9
第六章 油气井压力控制
一、井眼与地层压力体系
1、井眼内的各种压力
10
第一节
油气田地下地质学-第六章 地层温度与压力
③ 判断水动力系统--对制定开发方案、分析开发动态十分重要。
水动力系统--在油气层内流体具有连续性流动的范围。
◆ 同一水动力系统内，原始地层压力等值线分布连续； ◆ 不同水动力系统，原始地层压力等值线分布不连续：
--因断层或岩性尖灭等因素被分割。
④ 计算油层的弹性能量
▲ 油层的弹性能量--指油层弹性膨胀时能排出的流体量。
绘制方法与构造图相同--在目的层构造图上进行： 根据各井原始油层压力，选择压力间隔值， 在相邻两井间进行线性内插 、圆滑曲线 等。
原始油层压力分布主要受构造因素影响→
▲ 油层厚度均匀，压力等值线与构造等高线基本平行； ▲ 若两类等值线形态差异较大，必须检查原因--
地层厚度不均，或因测量、计算导致数据不准等。
原始油层压力在背斜构造油藏上的分布特点： ★★
A、原始油层压力随油层埋藏深度的增加而加大；
B、流体性质对原始油层压力分布有着极为重要的影响： 井底海拔高度相同的各井：
井内流体性质相同→原始油层压力相等； 井内流体性质不同→流体密度大，原始油层压力小
流体密度小，原始油层压力大
C、气柱高度变化对气井压力影响很小。
当油藏平缓、含气面积不大时，油-气或气-水界面上 的原始油层压力可以代表气顶内各处的压力。
2、原始油层压力的确定方法
常用方法主要有4种：
⑴ 实测法--油井完井后关井，待井口压力表上压力稳定 后，把压力计下入井内油气层中部所测得的压力→油气层 的原始地层压力。---关井测压
★ 勘探和开发中，把油层中流体所承受的所有压力统称 为油层压力。一般情况下，油层压力与静岩压力关系不大
第一节 地层压力 ★★★
一、相关概念 二、原始油层压力 三、目前油层压力 四、油层折算压力 五、异常地层压力
石油与天然气地质学名词解释
石油与天然气地质学石油与天然气地质学：是研究地壳中油气藏及其形成条件和分布规律的地质科学。
它属于矿产地质科学的一个分支学科，是石油、天然气勘探与开发相关专业的专业理论课。
第一章油气藏中的流体——石油、天然气、油田水石油：又称原油，是存在于地下岩石孔隙中以液态烃为主体的可燃有机矿产，无论从成分还是相态上都是十分复杂的混合物。
组分组成：利用有机溶剂和吸附剂对组成石油的化合物具有选择性溶解和吸附的性能，选用不同有机溶剂和吸附剂，将原油分成若干部分，每一部分就是一个组分。
石油的相对密度：在105Pa下，20℃石油与4℃纯水的密度比值。
石油的荧光性：石油在紫外光照射下可产生发荧光的特性称为荧光性。
天然气：从广义上讲，天然生成于自然界的一切气体都可称为天然气。
在石油和天然气地质学中研究更多的是沉积圈中以烃类为主的天然气。
气藏气：气藏气是指在圈闭中具有一定工业价值的单独天然气聚集。
气顶气：气顶气是指与油共存于油气藏中，呈游离态，位居油气藏顶部的天然气。
凝析气：当地下温度、压力超过临界条件后，由液态烃逆蒸发而形成的气体。
油溶气：溶解于石油中的天然气。
水溶气：溶解于水中的天然气。
固态气体水合物：是在特定的低温和高压条件下，甲烷气体可以容纳水分子形成一种具笼形结构、似冰状的水合物。
天然气的相对密度：在相同温度、压力条件下天然气密度与空气密度的比值。
天然气的比重：指在标准状态（1atm, 20℃）下，单位体积天然气与空气的重量之比。
临界温度：是指气相纯物质能维持液相的最高温度。
临界压力：在临界温度时，气态物质液化所需的最低压力称临界压力。
饱和蒸汽压：某一温度下，将气体液化时所需施加的最低压力，称为该气体的饱和蒸汽压。
热值：单位体积天然气燃烧时所发出的热量称为热值。
油田水：从广义上理解，油田水是指油田区域（含油构造）内的地下水，包括油层水和非油层水。
狭义的油田水是指油田范围内直接与油层连通的地下水，即油层水。
油田水矿化度：单位体积地下水中各种离子、分子和化合物的总含量。
油气藏中的流体
湿气气藏：含较多的甲烷，还有乙、丙、丁烷液态烃，还溶解了戊、己烷等，重烃含量大于5%，采到地表除含较多气体外，还凝结出许多液态气体。
（3）凝析气：当地下温度、压力超过临界条件后，由液态烃逆蒸发而形成的气体。开采出来后，由于地表压力、温度较低，按照逆凝结规律而逆凝结为轻质油即凝析油。
石油中含氧化合物可分为碱性和中性两大类。碱性含氮化合物主要是吡咯、吲哚、咔唑的同系物及酰胺等。原油中含有具有重要意义的中性含氮化合物，即卟啉化合物，它是石油有机成因的重要生物标志物。
卟啉是以4个吡咯环为基本结构，由4个次甲基（-CH＝）桥键连接的含氮化合物。在石油中卟啉常与金属Ｖ、Ｎi络合形成有机络合物，它比较稳定，易保存，具有极强的吸光性和荧光性。卟啉本身在高温或氧化条件下易分解，说明石油是在温度不高、还原环境下形成，卟啉还易被粘土吸附，可应用于油气运移研究。
石油中正构烷烃的来源：
现代生物：如细菌、藻类。
含脂类的植物或蜡质（主要在高等植物的叶、孢子花粉、果实）。
有机质的演变、分解。
其含量主要取决于：
1.生成石油的原始有机质的类型：陆相原油含量多，海相原油含量少。
2.原油的成熟度：未成熟的石油，主要含大分子量的正构烷烃；成熟的石油中，主要含中分子量的正构烷烃；降解的石油中，主要含中、小分子量的正构烷烃；
1、正构烷烃
在常温常压下，C1～C4 的烷烃为气态，C5～C16 的烷烃为液态，C17＋ 的高分子烷烃皆呈固态。
石油中已鉴定出的正烷烃有C1～C45，个别报导曾提及见到C60正烷烃，但大部分正烷烃碳数≤
C35。石油中多数占15.5%（体积），轻质石油可达30%以上，而重质石油可小于15%。
油气层渗流力学第二版第六章张建国版中国石油大学出版社
二、密度差的影响
水比油重，因此油水相遇时，水向下，油向上，形成 上油下水的两相区。
当油水密度差很大，油层很厚，液流速度不大时，这 种上油下水的两相区很容易形成。
三、粘度差的影响
μo= 3～10 mPa •s。水的流动比油的流动要容易得多。
在外压差的作用下，由于大毛管通道横截面积大，阻力 小，因而水首先渗入大毛管；
在一维流动情况下，油、水的连续性方程为：
第一节 油水两相渗流微分方程
应用范围
彼此不互溶且不起任何化学反应的油水两相同时流动。 岩石和液体均不可压缩并且服从线性渗流定律。 不考虑重力和毛管力的作用
第二节 活塞式驱油
研究水驱油问题的两种主要观点： ①活塞式水驱油（活塞驱替）
②非活塞式水驱油（非活塞驱替）
令：
两端同除以νt
考虑毛细管压力及重力影响时的分流方程式
若忽略毛细管压力和重力的影响
fw—莱文莱特函数
在不考虑毛细管压力及重力影响时，fw主要取决于油水粘度 及相渗透率的比值。
对于某一特定的油藏而言，在开发过程中，μo及μw值基本 不变，fw的变化受Ko/Kw的影响，而相渗透率又是饱和度Sw函数， 故fw也是饱和度Sw的函数。
积 分
式中： W(t)——从两相区开始形成（t=0）到时刻t 为止，渗
入油区的总水量。它实际上等于排液道（或井排）生产至t 时刻的总产量。
给定Sw→fw′(Sw) →对应的x
积 分
x0——两相区的初始位置 x——两相区任一点位置
从开始到t时刻的总注入量
饱和度分布图 含水率及导数关系曲线
由上式可得到在各个时刻 地层内各点饱和度的分布
第一节 油水两相基本渗流微分方程
第一节 油水两相渗流微分方程
石油地质学-10. 油气藏的形成和破坏
在静水条件下，油气在浮力作用下向上倾方向 运移至圈闭中，因重力分异作用，气上、油中、水 下。当油气继续运移时，气占据上部，气顶体积增 大，油被挤出；油气继续运移，直到天然气占据全 部圈闭 。 静水条件： 油气藏（小气顶）→油气藏（大气顶）→ 气藏
Clq 2019/11/1
油气在单一背斜圈闭中的聚集
石油地质学
第六章 油气藏形成与破坏
Clq 2019/11/1
第一节 油气藏形成的基本条件
油气聚集：
油气在运移过程中，遇到圈闭聚集起来形成油气藏的 过程。
油气自盆地中心沿上倾方向向盆地边缘的一系列圈闭中 运移，天然气最易流动，占据盆地中心周围的最高位置的 圈闭，而石油则占据其下倾方向位置较低的圈闭。
Clq 2019/11/1
3、圈闭的闭合高度 圈闭的闭合高度必须大于油水倾斜面的高度或油水过 渡带的高度，否则都不可能形成有效圈闭，前者将被水冲 刷带走，后者虽有油聚集但不可能产出纯油。 4、保存条件 圈闭的上方必须由封闭良好的盖层，没有良好的保存 条件，很难形成大的油气藏。 由此可见，能形成大油气藏的圈闭条件是：大容积、 油源近、形成时间早、闭合高度高、保存条件好这五个基 本条件。
Clq 2019/11/1
第四节 油气藏的破坏及其产物
原生油气藏： 油气经初次运移和二次运移，由分散到集中，在圈闭中第一
次聚集起来形成的油气藏；或者在生油气层系中形成的油气藏。 次生油气藏：
原生油气藏遭到破坏，油气运移到新的圈闭中重新聚集形成 的油气藏；或者在非生油层系中形成的油气藏。
Clq 2019/11/1
层的质量高、厚度大而稳定。互层式最好。
Clq 2019/11/1
正常式
侧变式
油气层渗流力学第二版第六章(张建国版中国石油大学出版社)
在地层压力低于饱和压力的情况下，形成油、气两相的混合
流动。 在有气顶存在的情况下，还伴随着气顶的膨胀作用，使渗流
问题复杂化。
第一节 油水两相基本渗流微分方程
第一节 油水两相渗流微分方程
一、运动方程
1、不考虑重力和毛细管压力 设油、水相流动时分别服从达西定律，而不考虑重 力和毛细管压力的影响。
第一节 油水两相渗流微分方程
单相渗流：
第一节 油水两相渗流微分方程
在dt时间内，在y方向流入和流出六面体的油、水质量差分别为：
单相渗流：
第一节 油水两相渗流微分方程
在dt时间内，在z方向流入和流出六面体的油、水质量差分别为：
单相渗流：
第一节 油水两相渗流微分方程
经过dt时间后，六面体流出和流入的油、水总质量差分别为：
单相渗流：
简写为：
第一节 油水两相渗流微分方程
若设ρ
o
、ρ w和φ 为常数，即不考虑油、水和岩石压缩性:
第一节 油水两相渗流微分方程
在一维流动情况下，油、水的连续性方程为：
第一节 油水两相渗流微分方程
应用范围
彼此不互溶且不起任何化学反应的油水两相同时流动。
岩石和液体均不可压缩并且服从线性渗流定律。
不考虑重力和毛管力的作用
第一节 油水两相渗流微分方程
dt时间内，由于油、水相流入和流出六面体引起六面体内油、水相饱 和度发生变化，从而导致六面体内油、水相质量变化：
单相渗流：
第一节 油水两相渗流微分方程
经过dt时间后，油、水流入和流出单元体的质量差应等于单元体
内油、水相饱和度变化而导致的油、水相质量变化：
单相渗流：
第一节 油水两相渗流微分方程
第六章 运移通道与油气运聚成藏的关系
第六章高青油田北区油气运聚规律油气运移作为油气成藏中连接生烃与圈闭之间的“桥梁和纽带”，一直是石油地质工作者研究的热点，同时也是研究的难点。
油气运移通道类型及其空间组合形式是决定油气在地下向何处运移、在何处成藏以及成藏类型的重要因素。
从烃源岩排出的油气运移途径有三种：（1）进入与烃源岩直接相邻的不整合面进行斜侧向运移；（2）沿断入烃源岩的开启性断层进行斜侧向或垂向运移；（3）进入与烃源岩直接相邻的砂体，即烃源岩上下的储层。
因此，油气的运移通道主要有三种：储层、断裂和不整合。
上述三种运移途径在地质空间中的存在并非总是以单一形式存在，而往往是以相互组合的形式形成一个立体的油气运移通道网络，砂体、不整合的通道性能相对较稳定，而断层在油气运聚中所起的作用在不同地质时期可以由通道变成封堵面。
在前面分别就本区砂体分布特征、断层、不整合面与油气运聚关系进行探讨的基础上，本项目综合考虑三种油气运移通道的时空匹配，建立起本区综合运聚模型，并就其油气藏分布规律进行了探讨（图5－1，5－2）。
图5－1 高青油田油气运聚成藏平面模式图一、高青油田北区油气运聚模式前人研究结果表明，高青油田北区的油气来源于高青断裂东侧的博兴洼陷，烃源岩为沙四、沙三段的黑色泥、页岩，馆陶期开始排烃，油气向洼陷四周的髙部位运移、聚集（图5－1），形成了樊家油田、博兴油田、金家油田、正理庄油田等油气田，油气向西运移至高青断裂带时，此时该断裂带依然处于活动状态，成为油气垂向运移的良好通道；在垂向运移过程中，遭遇高青断层西盘的砂体及由于不整合面发育而形成的风化壳，加之断裂两盘良好的砂体对接关系，油气开始进入西盘，并沿地层上倾方向进行垂侧向运移。
图5－2 高青油田油气运聚模式剖面图在高青油田北区，中生界顶部的风化壳、孔店组、沙河街组及N/E不整合面的上倾方向均为SSW，油气在各通道中由NNE向SSW朝构造高部位运移，由于泥岩、断层的封堵、以及岩性尖灭等因素，形成了不同类型的油气藏，主要有：（1）地层不整合油气藏：由于储层上倾方向或上方受不整合面遮挡而形成，油气层可以存在于不整合面之上，也可在其下。
油气藏中流体成分和性质
• （2）含氮化合物 石油中含氮较为少见，平均 含量小于0.1%。目前从石油中分离出来的含氮化 合物有30多种，主要是含氮杂环化合物形式存在。
左旋物质，右旋物质，天然原油多为右旋。0.1度—几 十分。
原因：分子中具有不对称分子结构。 原油中的胆甾醇和植物性甾醇分子为不对称结构。胆甾
醇存在于动物的胆汁、鱼肝油和蛋黄中，而植物性甾醇存 在于植物油和脂肪中。所以，原油的旋光性是原油有机成 因的一个有力的佐证。
7、导电性 原油电阻率高达109—1016Ω·m。可利用此性质，用电
• 石油的含氧量在0.1%~4.5％之间，主要与其氧 化变质程度有关。
• 除上述５种元素之外，还从石油灰分（石油燃烧 后的残渣）中发现有５０多种元素。这些元素虽 然种类繁多，但总量仅占石油重量的十万分之几 到万分之几，在石油中属于微量元素。
• （二）石油的化合物组成
• 1.烃类化合物:指全部由氢和碳原子构成的化合 物——烷烃、环烷烃、芳香烃.在化学上，烃类 可以分为两大类：饱和烃和不饱和烃。
1、烷烃：
1）正构烷烃 属直链烃 在原油中正构烷烃的含量是较高的，其含量一般为15％～20％。原
油中已检测出C1～C60的各种正构烷烃。 正构烷烃含量随碳原子数增加有规律地减少。
（不同碳原子正烷烃相对含量的分布曲线）
管线中的结蜡（C33＋）
2）异构烷烃 ——属侧链烃
C10内的异构烷烃含量较高，在C5～C8范围内，最常见的构型是具 有一个叔碳原子（2-甲基或3-甲基），其次是两个叔碳原子的构型。 在中等分子量范围内最重要的异构烷烃是异戊二烯类烷烃,含量常占 原油的1％。
第六章油气藏流体与油气层
pb 0.01( w o ) H
油藏范围内: √含油高度越大， 则浮力越大， 含油饱和度越高
教材P246
二、单一系统内的油水差异分布
2、含油饱和度的差异分布 （2）储层质量差异的影响
2 103 cos pc r
喉道小 (渗透率低)， 则毛管力大
含油饱和度低 （含水饱和度高) 上凸部位渗透率？
第六章
油气藏流体与油气层
简要回 顾
油层顶面
油水界面 油层底面
油水 过渡带
内含油 边界
外含油 边界
（据杨通佑等,1998）
油层底面与油水界面 的交线
油层顶面与油水界面 的交线
教材P250
本章内容
★油气水系统 ★油气层分布 ★三维油藏地质模型
马东地区沙一中段板O油组B0-5单层原始流体属性分布图 马东地区沙一中段板O油组B0-4单层原始流体属性分布图 马东地区沙一中段板O油组B0-8单层原始流体属性分布图
00 36
3 60 0
36 50
3 65 0
GS67
GS14-16
GS14-15 GS16-14 GS16-16 GS94
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GS63-2
36 50
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GS19
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GS18-16 GS18-18
0
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GS18-20
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GS20-18
3 60 0
3650
284000 282000
（据杨通佑等,1998）
一、含油气范围
③利用压力及流体资料确定油水界面
已知油井井底深度 油井地层压力 原油密度
已知水井井底深度 水井地层压力 地层水密度
第6章 完井过程中的保护油气层技术
6.1 完井方式概述
6.1.1 选择完井方式的原则
（2）油气层特性
油气藏类型并不是选择完井的唯一依据，还必须综合考虑油气层 的特性，包括：油气层是否出砂（储层岩石坚固程度）、油气层的稳 定性、油气层渗透率及层间原油性质的差异等。这些都是选择完井方 式的重要依据，应作出定量判断和定量划分 （3）工程技术及措施要求 选择完井方式时，除了需要考虑油气藏类型和油气层的特性以外， 还应根据开采方式和油气田开发全过程的工艺技术及措施要求综合确 定。包括：是否采用分层注水开发、是否采用压裂等改造油气层措施、 是否采用注蒸汽吞吐势力开采方式等
完全分隔和选择性地射开不同压力、不同物性的油气层，避免层间干扰； 具备实施分层注、采及选择性增产措施的条件，此外也可防止井壁垮塌 由于我国主要是陆相沉积的层状油气藏，其特点是层系多、薄互层 多、层间差异大，加之油层压力普遍偏低，大多采用早期分层注水开发 和多套层系同井开采。因此，一般都采用射孔完并方式 需要注意的是，采用射孔完井方式时，油气层除了受钻井过程中的
第6章 完井过程中的保护油气层技术
完井作业是油气田开发总体工程的重要组成部分。和钻井作业一样， 在完井作业过程中也会造成对油气层的损害。如果完井作业处理不当， 就有可能严重降低油气井的产能。使钻井过程中的保护油气层措施功亏
一篑。因此，了解完井过程对油气层损害的特点，了解各种保护油气层
的完井技术，了解如何根据油气藏的类型和特性选择最适宜的完井方式 显得十分重要 6.1 完井方式概述 6.2 射孔完井的保护油气层技术 6.3 防砂完井的保护油气层技术 6.4 试油过程中的保护油气层技术
6.1 完井方式概述
6.1.1 各种完井方式的特点及其适用条件
（3）砾石充填完井 砾石充填完井是最有效的早期防砂完井方式，主要用于胶结疏松、 易出砂的砂岩油藏，特别是稠油砂岩油藏。砾石充填完井有裸眼砾石 充填完井和套管砾石充填完井之分，它们各自的适用条件除了岩性胶
油气藏开发分类之按油气藏流体性质分类
油气藏开发分类之按油气藏流体性质分类油气藏所储流体的性质包括：密度、黏度、凝固点及烃类、非烃类组分等，也有多种分类方法，最常用的是按密度分类，通常分为石油和天然气两大类。
国际上通用的分类方法是将油气藏按所产流体分为天然气藏、凝析气藏、挥发性油藏、稠油油藏、高凝油藏和常规原油油藏。
在自然条件下，储层流体又往往是两类流体甚至三类流体组成一个油气藏，如有气顶或凝析气顶的油藏，有油环或油垫的气藏或凝析气藏，有凝析气顶的挥发性油藏，有气顶的稠油油藏，有稠油环或油垫的气藏等。
一、天然气藏天然气藏定义为流体在地下储层中原始孔隙压力下呈气态储存，当气层压力降低时，气藏中的天然气不经历相变。
因而虽然许多天然气藏采出的流体在地面常温常压或低温下有液相析出(一般也称凝析油)，但只要在气藏温度条件下，压力降到气藏枯竭压力仍不会出现两相的，都属天然气藏。
用相图表示则气层温度一定大于临界凝析温度。
根据天然气中烃类组分，天然气有干气、湿气、富气、贫气等多种分类。
但大多数只是定性概念，没有定量界限，一般干气、湿气以天然气中戊烷以上重烃组分含量多少来区分。
富气、贫气以天然气中丙烷以上重烃组分含量多少来区分。
由于重烃比甲烷在相同体积下热值要成数倍地增加，且许多重烃都是石油化工的优质原料，故湿气、富气的经济价值比干气、贫气要高得多。
天然气藏的开发与油藏开发有很大的区别，首先是PW特性对开发特征有决定性的作用而不是像油藏那样起提高采收率的作用；其次是能量的补充一般起降低采收率的作用而不是像油藏那样起提高采收率的作用；以及稀有气体、二氧化碳、硫化氢、氮气含量的不同对气体集输处理及经济价值评价的差异极大，还有水化物形成条件对气井开采和集输的影响等。
天然气的开发一般都是采用天然能量开发，其采收率与驱动类型有很大关系，封闭式气藏及弱水驱气藏其采收率可以超过强水驱气藏的一倍。
除了从地质条件上分析其驱动类型外，更重要的是通过开采过程的生产动态来判断驱动类型，故一般气田开发都要经过一到两年的初步开发取得足够的生产动态资料后，才能编制正式的开发方案。
油藏物理
油层物理7前段时间把石油工程专业的油层物理看了一遍，补了下石油储层方面的知识。
⏹油、液、气1、储层中的流体有油、水、气三种同时存在，气最上层，中间油层，地下水层。
2、油气分离是生产过程中伴随着流体压力降低而出现的原油脱气现象，它可能发生在地层中、井筒流动过程中或者地面油气输送的过程中。
在实际的生产中，由于降压的方式及条件不同，油气的分离方式通常有两种基本类型-------一次脱气和多级脱气。
3、一次脱气又叫闪蒸分离、接触分离或者接触脱气。
在油气分离的过程中分离出的气体与油始终保持接触，油气体系的总组成不变。
这种方法分离出的气体较多，即气油比高，而且分离出的气体较重，含有的轻质油多，为了减少轻质油的损耗，获得更多的地面原油，则采取多级脱气的分离方式。
4、多级脱气是在脱气的过程中，分多次降低压力，直至降到最后指定的压力为止，每一降低压力所分离出的气体都及时的从油气系统中定压排出，并测定每一级分离出的气体体积，进行累加得到多级脱气的总气量，同时测出大气条件地面油的体积，得到气油比。
气量少，密度低。
5、饱和压力：含气原油在压降的过程中刚刚分离出气体时所对应的压力。
6、地层中，当油藏厚度较大，垂直渗透性较好时，由于垂直方向压力的变化，脱气可能形成次生气顶。
油井中，当气相流速与液相流速差别不大时，油井中的脱气过程与接触脱气过程较为接近，因为当地层油从底层向井口流动的过程中，压力逐渐降低，使得气体不断从油中分离出来。
这一脱气过程在井筒中不断进行着，同时在井筒中油气接触的时间较长，这就足以建立起热力学平衡。
地面储运过程，地面油气分离是比较理想的分离过程，常用的二级、三级分离就是接触分离。
⏹储层物理油藏=储层岩石+储层流体储层岩石=沉积岩=碎屑岩+碳酸盐岩=（砂岩+砾石岩+砂砾岩+泥岩）+碳酸盐岩影响油气产量储量的岩石物性有渗透率+孔隙度1、流速敏感性在地层中，总是不同程度存在着非常细小的微粒，他们通常未被岩石中的天然胶结物质胶结在固定的位置上。
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00 36
3 60
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GX57 GXS14-14 GS14-16
GS67
GS14-15
0 3 45
GS63-2
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GS19
3 65 0
GS16-14 GS16-16 GS94
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GS18-20 ● ● GS20-18 ● ● GS39K GS39 ● ● ● GS18-16 GS18-18
教材P252-253
一、概念与分类
教材P253
一、概念与分类
油水系统的划分
-2000m
1 2 1 2 3 4 油层 水层 3 4
第一节
油气水系统
实际的油水界面 不是 一个整齐的、 油水截 然分开的界面。
二、单一系统内的油水差异分布
1、 垂向上的油水分异
产油段：只产油、不产水。 水的相对渗透率为零。 油水过渡段：油水同产。 含水产油带 含油产水带 产水段：只产水、不产油。 油的相对渗透率为零
2、含油气分布图的编制
（1）油气藏剖面图的编制
编 图 资 料
海拔 深度 m
油气藏剖面图 油气平面分布图
构造剖面图 不同油气水系统的流体界面海拔高度 单井数据（测井曲线、岩性解释、油气水干层解释数据）
GR/RT
教材258
一、含油气范围
编图方法 ①在构造剖面图上编绘构造-岩性剖面图； ②在构造-岩性剖面图上编绘油气水层分布图
式中
Ho ----油井井底海拔高度，m; Hw ----水井井底海拔高度, m; How ----油水界面海拔高度，m; H ----油井与水井海拔高度差，m; o ----油的密度，g/cm3; w ----水的密度，g/cm3; po ----油井地层压力，Mpa; Pw ----水井地层压力，Mpa
(过渡段很薄时,可忽略不计)
教材P251-252
外含油 边界
油水同层
水顶
二、单一系统内的油水差异分布
1、 垂向上的油水分异
油水过渡段厚度影响因素： 取决于油水分异程度
油层渗透性 好?
薄 薄 油底
油水密度差 大? 润湿性 亲油?
薄
构造倾角 大? 油藏形成时间 早?
教材P251
薄
水顶
二、单一系统内的油水差异分布
0
00 36
●
3650
36 00
●
284000
内含油边界 外含油边界
0
3 65 0
3 60 0
3650
3 60 0
GS23
GS58-1
●
GS24-22
●
GS24-26
37 00
3650
00 37
370 0
3 70
0
图 例
●
3 75 0
37 00
GS8-16
井名
2500
等深线
3 75
0
含油区
推测含油区
气水系统
油水系统
油气水系统
教材P245
第一节
2、分类
油气水系统
块状底水油（气）藏 层状边水油（气）藏 透镜状油（气）藏
一、概念与分类
（1）块状底水油气水系统 厚度大, 内部无连续性隔层
水体位于油层的底部, 油层、气顶及底水形成统一的水动力学系统 含油气高度小于储层厚度
√古地貌油藏（如生物礁油藏）
一、含油气范围
1、含油气边界的确定
构造油（气）藏 地层-岩性油（气）藏 复合油（气）藏
----限定工业性油（气）流分布的界线。
油（气）水界面 岩性边界 断层边界
教材P254
（据杨通佑等,1998）
一、含油气范围
1、含油气边界的确定 （1）油水界面
①利用试油及测井解释资料确定油水界面 a. 钻达油水界面，直接读取油水界面值
？
2 3 4
一、含油气范围
-2000m
1 2 1 2 3 4 水层 3 4 油层
√在多井油底和
水顶之间取临界线
教材255
（据韩定容等,1983）
一、含油气范围
②利用压力梯度资料确定油水界面
井
GP = p/h = h g /h = g
原理: 不同流体段的 压力梯度有差别
教材255
DST或RFT测得的压力梯度
含油气 高度 √古潜山油藏（如缝洞性基岩油藏） 储层厚度 √厚层砂岩油藏
教材P252
一、概念与分类
2、分类 （2）层状边水油气水系统
水体位于油层的边部
块状底水油（气）藏 层状边水油（气）藏 透镜状油（气）藏
单油层厚度小, 由多层油层组合而成, 油层之间有连续性隔层
含油气高度大于储层厚度
546000 548000 550000 552000
油水界面
（油水界面、井眼油气水干层解释）
200 0 200 400
m
286000
GS52X1 G339 G25 GS8-16 GS45 GS10-16 GS10-18 MG1-3 MG1-2 GS12-16 GS12-18 GS12-20 MG1 0 GS14-20 GS14-18 GS14-22 3 55 MG1-1 GS14-24 GS14-17 GS16-18 GS11
井
试油与测井解释； 压力与流体资料； 压力梯度资料
教材254
（据杨通佑等,1998）
一、含油气范围
b. 钻达油层和水层，不能直接读取油水界面，需间接确定
油层底面
水层顶面
教材254
一、含油气范围
同一油水系统 首先，确定各井的油层底界和水层顶界
然后，在多井油底和水顶之间取临界线
-2000m
1 2 1 3 4 油层 水层
pW pO
( H OW H O ) [H - ( H OW - H O )] O g W g 1000 1000
油柱压力
水柱压力
油水界面的海拔高度：
H OW H O H W g 1000 ( pW pO ) ( W O ) g
pb 0.01( w o ) H
油藏范围内: √含油高度越大， 则浮力越大， 含油饱和度越高
教材P246
二、单一系统内的油水差异分布
2、含油饱和度的差异分布 （2）储层质量差异的影响
2 103 cos pc r
喉道小 (渗透率低)， 则毛管力大
含油饱和度低 （含水饱和度高) 上凸部位渗透率？
教材256
一、含油气范围
①砂体分布与尖灭线的确定 井震结合、井间内插
8
----储量计算要求
•w1 •w5
•w2
0 8
•w3
3
•w4 •w8
7
砂岩尖灭点: 尖灭井点 与砂岩井点的距离之半
统计公式
•w6 •w10 •w14
•w7
8
（大庆油田，60年代）:
0
•w9 •w13
11
•w11 •w15
•w12 •w16
含油气 高度 储层厚度
多油层统一油（气）水系统
教材P252
多油层独立油（气）水系统
两种类型的边水油（气）水系统
一、概念与分类
2、分类 （３）透镜状油（气）藏
储层分布呈透镜状或条带状； 多以岩性圈闭为主； 各透镜体形成各自的油气系统。
块状底水油（气）藏 层状边水油（气）藏 透镜状油（气）藏
2、含油饱和度的差异分布 ----圈闭内油气充注的控制作用
含油饱和度的增长
水湿
浮力克服毛管阻力进入油藏
浮力
毛管 阻力
教材P245
pb 0.01( w o ) H
2 103 cos pc r
影响因素：
含油高度 储层质量 流体性质
二、单一系统内的油水差异分布
2、含油饱和度的差异分布 （1）含油高度的影响
2、含油饱和度的差异分布
2 103 cos pc r
表面张力： 越大，则毛管力越大， S ？ 越低 O 润湿角： 越大，则毛管力越小， SO？ 越高
教材P250
第二节
油气层分布 ★含油（气）范围 ★油层有效厚度 ★含油饱和度
（据杨通佑等,1998） 教材P254
第二节
油气层分布
含油气边界 油层有效厚度 含油饱和度
泥 干 岩 层 区 区
纯 油 区
过 渡 区
纯 水 区
282000
油水同层区
水层
干层
未知区
二、油气层有效厚度
1、基本概念
√工业油气井中具有可动油气的储层厚度。
（据England W.A,1987） 教材P246
二、单一系统内的油水差异分布
2、含油饱和度的差异分布
教材P247
二、单一系统内的油水差异分布
2、含油饱和度的差异分布 （3）流体性质的影响
流体密度差： 越大，则浮力越大，
pb 0.01( w o ) H
SO？ 越高
教材P249
二、单一系统内的油水差异分布
544000 546000 548000 550000 552000
 ± ³ ¤Ó Í Ì ï ³  3¶ Ï ¿ é K2t1-K 2cÓ Í ² Ø Æ Ê Ã æ Í ¼
400
200
0
200
400
m
3 65 0
286000
GX57 GXS14-14
3 45 0
286000
GS52X1 G339 G25 GS8-16 GS45 GS10-16 GS10-18 MG1-3 MG1-2 GS12-16 GS12-18 GS12-20 MG1 0 GS14-20 GS14-18 GS14-22 3 55 MG1-1 GS14-24 GS14-17 GS16-18 GS11