地层压力和地层温度
中国石油大学油矿地质学第七章温压ppt(共44张PPT)
A点压降： PA = P1 + P2 + P3
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
3. 油层静止压力等压图的编制与应用
井点处不同时刻油层静止压力的换算
不同时测试
不同时刻的压力值换算为 同一时刻的压力值
约为1 104Pa/m。
4. 地层压力 (孔隙流体压力)
Pf
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
二、异常地层压力预测
回顾
内容
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。
1. 油层折算压力的概念
（1）折算压头
折算基准面
海平面 原始油-水（油-气界面） 或任意水平面
定义：井内静液面距某一折算基准面的垂直高度。
l=h+H-L
l----折算压头，m, h----静液柱高度，m;
L----井口至油层顶面（或中部） 的垂直距离，m;
H----井口海拔高度，m。
（静液面在折算面之下，折算压头取负值； 静液面在折算面之上，折算压头取正值；）
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。
压力降落
呈对数关系
压降漏斗示意图
2-储层岩石
孔隙度
连续介质假设、控制体元（大、小特征） 定义：岩石孔隙体积占总体积的百分数 线孔隙度、面孔隙度 绝对孔隙度、有效孔隙度 影响因素：粒径形状和分布、胶结 堆积、裂隙、化学作用、覆压 • 孔隙度压敏特性 • • • • • φ
1
φ(M) = lim
∆Vpi ∆Vi
∆vi →∆v0
φ(M) = lim φ(M′)
– Kr曲线形状
相对渗透率理论曲线图
Krn Krw
2 Krw = (1− sn )2
Krn Krw
2 2 Krn = sn (2C + 2 − sn )
2 C = (1− sn )(µn / µw −1)
Sw
典型水湿岩心相对渗透率曲线
1 1
A
纤维状油 壁珠状水
B
纤维状油 纤维状水
C
纤维状水 孤岛状油
• 界面张力：平行于界面的单位长度上的力，mN/m。
– 流体物质分子间存在的一个与分子距离成反比的引力，内部某分子受力平衡； 表面分子受力不平衡表现为界面张力。 – 表面张力使流体表面收紧，保持最低表面能。
• 润湿性：液体展布于固体表面能力的度量。 • 毛管力公式：
Pa [m / m] h = 100 P ⋯[m] = [M ] N C P = 0.002 ⋯ M ]= [ Pa C [ g / cm3 ] ρw − ρo r [µm] • J函数：Leverett毛管束油藏模型，平均毛管压力曲线表达式。
– 简化计算、驱替速率、最终饱和度
• Kro=Kro(sw) — Muskat假设？
– （滞后、饱和次序）
• 各种测试方法的一致性
– 基于Darcy定律的稳态法——可靠性较好、费时 – 基于Buckley-Leverett方程的非稳态法——可靠性较差、省时 – 一致性证明？
第5章 地层压力和地层温度
ρ—流体密度，。
四、原始地层压力的来源
1. 静水压头：当油层有供水区时，原始地层压力与供水区水压头和 泄水区的高低有关；如果无供水区，则与油层含水部分所具有的 压头有关。
2. 地静压力：上覆岩层或沉积物重量所形成的压力。地静压力对地 层压力的影响大小，将视储层是否封闭的程度而定。
3. 天然气补给：油气藏形成之后，沉积物或岩层中的有机物会继续 转变成烃类或非烃类气体，当油气藏处于被隔绝状态时这些天然 气的聚集会提高地层压力。 4. 构造应力：地壳运动所产生的构造应力，会使孔隙缩小压力升高； 也可能因断层和裂缝的产生，为油、气的逸散构成通道，使已有 压力下降。 5. 地温：总的趋势是岩层埋藏深度越大，其温度越高。温度升高， 会使孔隙流体发生体积膨胀，也增高地层压力。
7、8与封闭性没有关系
（2）热力作用和生物化学作用
• 热力作用：世界钻探经验表明，异常高压地带总是伴随着 异常高温地带出现，温度对压力的影响是不容忽视的。在 一个封闭系统中，温度增加将引起岩石和岩石孔隙中流体 的膨胀，从而使该系统的压力增大。
• 温度增加还可以引起岩石中流体相态的变化，析出二氧化 碳等气相物质。高温能使油页岩中的干酪根热裂解，生成 烃类气体。在封闭的地质环境中，这些气体将大大提高该 系统的压力而促使该系统高异常地层压力的形成。
三、折算压力
在油气藏开发过程中，为了正确掌握油层压力 大小、分布及其变化规律，必须消除构造因素（即 油层埋藏深度对油层压力的影响）和流体密度不同 对地层压力的影响，以便于比较同层或不同层压力 的高低，因而提出折算地层压力的概念。
人们往往习惯地认为地下流体是由地层压力高 的地方流向地层压力低的地方，然而，实际情况是 怎样的呢？现在用一个例子来说明。
地层压力
地层压力(formation pressure)是指由于沉积物的压实作用，地层中孔隙流体(油、气、水)所承受的压力，又称之孔隙流体压力(pore fluid pressure)或孔隙压力(pore pressure)。
正常压实情况下，孔隙流体压力与静水压力一致，其大小取决于流体的密度和液柱的垂直高度，凡是偏离静水压力的流体压力即称之为异常地层压力(abnormal pres．sure)，简称异常压力。
孔隙流体压力低于静水压力时称为异常低压或欠压，这种现象主要发现于某些致密气层砂岩和遭受较强烈剥蚀的盆地。
孔隙流体压力高于静水压力时称为异常高压或超压，其上限为地层破裂压力(相当于最小水平应力)，可接近甚至达到上覆地层压力。
地层压力分类常用的指标是地层压力梯度(单位长度内随深度的地层压力增量，单位为MPa／km)和压力系数(实际地层压力与静水压力之比)。
本文来自: 博研石油论坛详细出处参考/thread-27166-1-5-1.html压力系数：指实测地层压力与同深度静水压力之比值。
压力系数是衡量地层压力是否正常的一个指标。
压力系数为0.8~1.2为正常压力，大于1.2称高压异常，低于0.8为低压异常。
摘自《油气田开发常用名词解释》压力梯度：首先理解什么是梯度：假设体系中某处的物理参数(如温度、速度、浓度等)为w，在与其垂直距离的dy处该参数为w+dw，则其变化称为该物理参数的梯度，也即该物理参数的变化率。
如果参数为速度、浓度或温度，则分别称为速度梯度、浓度梯度或温度梯度。
当涉及到压力的变化率时，即为压力梯度。
区别之处就在于，压力系数为衡量地层压力是否正常的一个指标，压力梯度为压力的变化率。
压力系数就是实际地层压力与同深度静水压力之比。
压力梯度即地层压力随深度的变化率。
地层的压力系数等于从地面算起，地层深度每增加10米时压力的增量。
压力梯度是指地层压力随地层深度的变化率。
储集层的基本特征是具孔隙性和渗透性，其孔隙渗透性的好坏、分布规律是控制地下油气分布状况、油气储量及产量的主要因素。
第5章2地层温度与压力
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的弹性能 含水区弹性能和露头水柱压能 油藏含油区内溶解气的弹性能 油藏气顶的弹性膨胀能 油藏的重力驱动能
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
第三节 油气藏驱动类型
二、油气藏驱动类型与油气采收率 1、油气采收率及其影响因素 2、驱动类型对采收率的影响
③ 油气藏的天然能量类型：如有无边水、底水、气顶，
以及能量的大小和可利用程度等。
④ 原油和天然气的性质：如组成成分、原油粘度，气油 比；气田的天然气中含其它气体水化物情况等。
⑵ 主要开发因素
① 开发方式，即选择消耗性开发方式(天然能量)，还是 选择注水、注气、干气回注等哪一种补充能量方式；
② 布井方式，即采用何种布井方式和井网密度的大小；
大庆油田
4.5～5.0
四川盆地(J)
2.2～2.4 (2.7) 济阳坳陷(E+N)
3.1～3.9
陕甘宁盆地(J)
2.75 (2.8)
冀中坳陷(Z)
3.7 (4.2)
注：括号中的数值为最大地温梯度值。
第二节 地层温度
二、地温场研究 1、地温测量 2、地温场特征 3、地温场与油气分布的关系 4、影响地温场分布的因素
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。
● 天然气单位面积上的探明储量：
高值区比中值区高5.6倍； 比低值区高28倍。
3、地温场与油气分布的关系
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。
气井地层温度和压力的计算方法
气井地层温度和压力的计算方法X薛 军,陈 广,谷 建(中国石化中原油田普光分公司,四川达州 636156) 摘 要:在气田开发过程中,为掌握气层流体的性能及规律,需要得到准确的气层的温度和压力数值,在同一地区,气层温度与气层的埋藏深度有关,埋藏愈深,温度愈高。
地层压力越高,地层能量也越大,在气藏含气面积、储集空间一定的情况下,地层压力越高,储量越大。
这里分别介绍了一种气层温度和压力的计算方法。
关键词:气层温度;气层压力 中图分类号:T E 37 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)09—0044—01 气层的温度和压力是气井开采、开发及生产管理中重要的参数,也是制定合理的工作制度的主要依据。
在气田开发过程中,为掌握气层流体的性能及规律,就需要得到准确的气层的温度和压力数值,这里就介绍一种气层温度和压力的计算方法。
1 气层的温度气层温度是气井非常重要的一个物理量,是气层中部流体的温度。
在同一地区,气层温度与气层的埋藏深度有关,埋藏愈深,温度愈高。
气层温度的计算公式为:t l =t 0+L-L 0M ≈t 0+LM T L =t 0+L-L 0M +273.15≈t 0+LM+273.15式中:L ——从地面到气层中部气井深度,m;L 0——从地面到地层恒温层的深度,m ;M ——地温级率(地温增温率)m/℃;t L 、T ——从地面到井内L 处的温度,℃和绝对温度(热力学温度)K ;t 0——恒温层的温度,(该井井口常年平均温度)℃。
恒温层的深度L 0:距离地面某一深度开始,不受大气温度的影响,这一深度称为恒温层的深度。
一般L 0仅为几米,当井深L 远远大于L 0时,L 0可忽略不计。
地温级率M :地层温度每增加1℃要向下加深的距离(m)即:M=L-L 0t -t 0≈L t -t 0式中符号同前。
由于地球热力场的不均,因而地温级率M 在不同的地区是不相同的,对于某一地区而言,M 是-个常数。
地层压力和温度
一个具有统一水动力系统的油气藏， 其压力梯度值是一个常数，即地层压 力随油气层埋藏深度而呈直线增加。 当实测得到具不同海拔高度的原始地 层压力时，作压力随海拔高度变化的 关系曲线。对新井，只要准确测得其 深度，便可得该井的原始地层压力。
（一）原始油层压力
2、原始油层压力的确定方法 （3）计算法
压力（PH）的比值。
p
fH
1 p
正常地层压力 >1: 高压异常
1 p 异常地层压力 <1：低压异常
二、异常地层压力研究
（一）异常地层压力的概念 ② 压力梯度法：
用压力梯度GP来表示异常地层压力的大小。 GP = 0.01MPa/m: 正常地层压力 GP > 0.01MPa/m: 高异常地层压力 GP < 0.01MPa/m: 低异常地层压力
井底流动压力（井底流压）：油井生产时测得的井底压 力称为井底流压。它代表井口剩余压力与井筒内液柱重 量对井底产生的回压。用Pb表示。
油井生产时，井底流压Pb小于油层静止压力Ps，油层 中的流体正是在该压差的作用下流入到井筒。
（二）目前油层压力 1、目前油层压力及其分布 （1）单井生产时油层静止压力的分布
（二）目前油层压力
2、油层静止压力等压图的编制与应用 1）编制：
为了准确地绘制油层静止压力 等压图，需定期测得油井和水井 的油层静止压力。比较好的办法 是在油井中定期测压力恢复曲线， 而在水井中测压力降落曲线。
绘制某一时刻的等压图，不同 时期的压力值应该换算为同一作 图时期的压力值。换算时多采用 油藏平均压力递减曲线法。
（二）目前油层压力
1、目前油层压力及其分布
（2）多井生产时油层静止压力的分布
地层压力与温度
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：
折算压头 l 为： l h L h (L H )
折算压头换算示意图
l --折算压头/m； h --静液柱高度/m； H--井口海拔高度/m
L --井口至油层顶面(或中部)的垂直距离，m
⑵ 折算压力：指测点相对 于某一基准面的压力，数值上 等于由测压面到折算基准面的 水柱高度所产生的压力---指 折算压头产生的压力，
◆ 1号井底原始地层压力(静水压力)＝ 5.88MPa
供水区
测压面
天然气
原油
水
原始油层压力分布示意图
油水界面原始地层压力＝1井原始地层压力＋1井底至油水
界面水柱产生压力 ＝7.84MPa
油气界面原始地层压力＝油水界面压力－300m油柱产生
压力 ＝5.34MPa
测压面
测压面
油水界面
天然气
原油
水
原始油层压力分布示意图
低压区
高压区
低压区
高压区
油藏折算压力等压图 油藏中流体流动方向：从南、北两翼向轴部及东、西两端
★ 油层折算压力等压图的作用：
A）更直观、准确地反映油藏的开采动态及地下流体的 流动状况--由折算压力高处向折算压力低处流动；
B）判断水动力系统--静水条件下，若油藏各井原始油层 压力的折算压头或折算压力相等，则该油藏为一个统 一的水动力系统；反之，则为多个水动力系统。
油田静态地质研究的主要内容
1、油层划分与对比油层对比是油田地质研究的基础，无论是对油田特征的了解，还是对油层空间构造形态的研究，或是研究生油层、储集层及其生储盖组合特征，都是在油层对比的前提下实现的。
所谓油层对比，系指在一个油田范围内，对区域地层对比时已确定的含油层系中的油层进行划分和对比。
油层对比的主要依据有地层的岩性、沉积旋回、岩石组合及特殊矿物组合等。
目前业已开始应用微体古生物、微量元素、粘土矿物等多种资料作为小层划分与对比，这无疑提高了小层对比的精度。
一般可将油层单元从大到小划分为含油层系、油层组、砂层组和单油层四级。
单油层通称小层或单层，是组成含油层系的最小单元，相当于沉积韵律中的较粗粒部分。
同一油田范围内的单油层具一定的厚度和分布范围，并且具岩性和储油物性基本一致的特征。
单油层间应有隔层分隔，其分隔面积应大于其连通面积。
砂层组是由若干相互临近的单油层组合而成。
同一砂层组内的油层其岩性基本一致，其上下均为较稳定的分隔层分隔。
油层组是由若干油层特性相近的砂层组组合而成，并以较厚的非渗透性泥岩作为盖、底层，且分布于同一相段之内。
岩相段的分界面即为其顶、底界面。
含油层系是由沉积成因相近、岩石类型相似、油水特征基本一致的若干油层组组合而成，其顶、底界面与地层时代分界线具一致性。
（1）油层对比的依据本文来自阿果石油网在含油层系中，地层的岩性、沉积旋回、岩石组合及特殊矿物组合等，都客观地记录了地壳演变过程、波及的范围和延续的时间，这为油层对比提供了地质依据。
岩性特征：是指岩层的颜色、成分、结构、构造等，这些都是沉积环境的物质反映。
岩性特征用以进行地层对比的基本原则是：同一沉积环境下所形成的沉积物，其岩性特征亦应相同，而不同沉积环境下所形成的沉积物，其岩性特征也不同。
在地层的岩性、厚度变化不大的较小区域内进行油层对比，依据几个有代表性的地层剖面，就可直接划分对比油层。
在地层横行变化较大的情况下，岩性组合特征也是油层对比的重要依据。
eaton法预测地层压力公式
eaton法预测地层压力公式摘要：一、引言二、Eaton 法的基本原理1.Eaton 法简介2.地层压力的概念3.Eaton 法预测地层压力的基本公式三、影响Eaton 法预测结果的因素1.地层深度2.地层温度3.地层岩性4.其他因素四、Eaton 法的优缺点分析1.优点2.缺点五、应用案例1.案例简介2.应用Eaton 法预测地层压力3.结果分析六、总结正文：地层压力是石油、天然气勘探和开发中非常重要的一个参数，对于了解储层性质、确定钻井方案、优化生产工艺等具有重要的指导意义。
Eaton 法是一种常用的预测地层压力的方法，具有较高的准确性和实用性。
本文将对Eaton 法进行详细介绍，并分析其应用中的相关问题。
二、Eaton 法的基本原理1.Eaton 法简介Eaton 法是由美国石油工程师C.Eaton 于1955 年提出的一种预测地层压力的方法，也被称为Eaton 压力方程。
该方法主要通过计算地层岩石的等效弹性模量、地层深度以及地层温度等因素来预测地层压力。
2.地层压力的概念地层压力是指地层岩石在地下受到的来自上覆地层和周围地层的压力。
地层压力的大小取决于地层深度、地层岩石的物理性质、地温等地质条件。
3.Eaton 法预测地层压力的基本公式Eaton 法预测地层压力的基本公式为：P = 0.5 * (Eo + Po) * Δz其中，P 为地层压力，Eo 为地层岩石的等效弹性模量，Po 为地层岩石的泊松比，Δz 为地层深度。
三、影响Eaton 法预测结果的因素1.地层深度地层深度对Eaton 法预测地层压力具有较大影响。
一般情况下，随着地层深度的增加，地层压力也会相应增大。
地层温度对Eaton 法预测地层压力也有一定影响。
通常情况下，地层温度升高，地层压力也会相应增大。
3.地层岩性地层岩性对Eaton 法预测地层压力具有重要影响。
不同岩性的地层岩石具有不同的物理性质，如等效弹性模量、泊松比等，这些因素将影响Eaton 法的预测结果。
采气知识
采气地质知识一、概念1、天然气：存在于地壳上部的由以碳氢化合物为主的多种组分组成的天然气可燃性气体。
2、油气藏：在同一圈闭中，具有同一压力系统的油气聚集。
3、气田：指受局部构造所控制的在同一面积范围内的气藏总和。
4、油压：井口油管内流体的压力。
5、套压：井口套管内流体的压力。
6、原始地层压力：气藏在原始静止状态下的压力，也就是气藏刚被打开时的地层压力。
7、目前地层压力：气藏在被开发一段时间后的地层压力。
8、流压：气井在正常生产时，气层中部的压力。
9、生产压差：是指目前地层压力与井底流压的差。
10、地层温度：指在气层中部测得的天然气温度。
11、井口气流温度：气井采气时，在井口测得的天然气温度。
12、无阻流量：井底流压为0.1MPa时气井的产量。
13、气井试井：是指通过改变气井的工作制度，来测量气井的产量、压力及其与时间的关系等资料，用渗流力学理论来研究气井、气藏生产性能和动态的一种现场试验方法。
14、气井：是指天然气从气层流到地面的人工通道，在采气中起着输送天然气和控制气层的作用。
15、井深结构：是指气井地下部分的结构。
16、气井产能：指气井能产出气（油）的能力。
二、填空1、地球是由地壳、地幔、地核三部分组成。
2、甲烷的分子式：CH4。
3、井口压力包括油压和套压。
4、试井分为稳定试井、不稳定试井两种。
5、井底压力包括静压和流压。
6、当油管采气时，油压比套压小，当套管采气时，油压比套压大。
7、油管在液面以上断裂，关井后油压等于套压。
8、气井的工作制度是指采气时气井的压力和产量所遵循的关系。
三、判断1、气井产水时，套管采气比油管采气更容易带出水。
×2、关井时，若油管内液柱面低于套管内液柱面时，则套压大于油压。
×3、气井产量的大小与地层空隙度关系最密切。
×4、油管采气时，若套压和产气量不变，油压突然升高至套压并与套压相平，则判断油管可能在井口附近断裂。
√5、油管采气时，地层未出水，气量突然减少，油压下降，套压升高，可能是油管堵塞。
油藏工程第四章油气藏压力与温度N
深度与海拔
将深度换算成海拔高度： D H0 H
补心面
地面
补心高
海平面
D
H0
H
Pi P'0 GPH
第二节 油气藏温度 一、静温
油井静止状态下测到的井筒温度。 T
D
Ti T0 GT D
T
变温带
恒温带
D
D
T
不同季节 恒温带
矿场实测静温资料演示
下面是某气田一口气井投产前实测静温数据
点序
1 2 3 4 5 6 7 8
浅表地层的压力异常，多数是因为地层露头高程 差所致(如下图)，而深部地层的压力异常主要是由于 地层岩石孔隙与地面失去了连通关系的原因所致，即 地层封闭的地层才可能产生压力异常。
H
深层地层产生异常高压的原因，
D
大多数都与油气聚集有关。
五、压力系数
D
深层正常压力地层 深层异常高压力地层
封闭地层异常高压 封闭地层异常低压
第四章
压力和温度是油气藏的两个热力学 条件，它们不仅决定流体的相态，还对 流体的流动性能产生重要的影响。
压力系统是决定油气生产优化程度的 重要影响因素。
温度系统又是决定各种驱替剂驱替效 果的重要条件。
第一节 油气藏压力
• 油藏驱动能量的重要指标 • 引发工程事故的主要原因
第一节 油气藏压力
几个压力概念： 地层压力：
DWOC1
P0o P0w Pct
(w o)g
Pc Pcd ,
DWOC 2
P0o P0w Pcd
(w o)g
油水过渡带高度为：
h Pct Pcd
(w o)g
任意油水界面高度：
D WOC
固井二界面胶结强度影响因素及对策
固井二界面胶结强度影响因素及对策固井注水泥完成后，地层与水泥环、套管与水泥环这两个界面的胶结质量是影响油气井寿命的关键因素。
固井二界面胶结良好有利于在后续增产过程中可以采用更为多样化的措施，从而延长油井的开采年限。
而固井二界面胶结质量差则使得界面的封固系统失效，引发严重的问题——环空窜流。
中国石油历史上最惨痛的“12.23”事件的根本原因就是固井后水泥环受到酸性气体的侵蚀后胶结质量变差，出现了气窜。
注水泥后发生环空窜流的危害巨大，主要可从以下几个方面来认识：（1）窜流的现象之一是井口冒油冒气，这会造成大量油气的散失，使油气产量降低。
（2）井下不同压力层系出现互窜，不仅降低油气采收率，还影响油气田的合理开发。
与此同时，窜流使得增产措施的效果大打折扣，使油气产层得不到合理的开采。
（3）窜流后，套管会遭到地层流体的侵蚀和腐蚀，损坏套管。
（4）地层中上窜的流体可能污染地下水源、天然气等气体可能窜到地面，影响民众的生命安全。
2 固井二界面胶结强度影响因素地层与水泥环的胶结强度受到注水泥封固地层条件、钻井液类型和钻井液在地层形成的滤饼情况、水泥浆自身的性能等因素影响。
明晰这些因素影响界面胶结强度的机理，能够拓宽“提高界面胶结强度”的研究思路。
以下对主要的影响因素进行介绍：2.1 地层特性影响固井第二界面胶结强度的地层特性主要包括了地层岩性、地层渗透率、地层孔隙度、地层压力、地层温度、地层流体状况。
（1）地层渗透率与孔隙度的影响通过室内实验和文献调研得出：水泥与泥岩、砂岩地层的胶结强度与孔隙度与渗透率变化呈反比，即孔隙度、渗透率增大会使得界面胶结强度减小。
原因在于地层的孔隙度和渗透率会影响井下水泥浆失水量的大小，水泥浆在孔隙度高和渗透率大的地层中失水大，使得水泥凝固过程中水化不充分，使得抗压强度与界面胶结强度下降。
（2）地层压力与温度的影响地层温度和地层压力是影响水泥浆体系的性能调节和平衡压力固井的重要施工参数。
【油田开发地质学】第十章地层压力和温度
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的分布有着极为 重要的影响。 井底海拔高度相同的各井： 流体性质相同→P相同； 流体性质各异→密度大→P小； 密度小→P大。
2）折算压力
折算压头产生的压力。
四、油层折算压力
3)折算压力等压图的编制
五、异常地层压力研究***
（一）概念 偏离静水柱压力的地层孔隙流体压力
压力系数αp 压力梯度Gp
αp =1，正常地层压力 αp ≠1，异常地层压力 αp ﹥1，高异常地层压力
αp ﹤1，低异常地层压力
（二）异常地层压力的成因分析 1.成岩作用
驱动能量
天然驱动能量 人工驱动能量（注采，热采，生物采油）
1.油层岩石和其中流体的弹性能 （弹性能驱动） 条件：地层压力 大于 饱和压力
2.含水区的弹性能和露头水柱压能
Pr= H·ρr·g=H·[ρf·Ф+(1-Ф) ρma]·g
3.压力梯度 每增加单位高度所增加的压力 GH （㎩/m）
4．地层压力 作用于岩层孔隙空间内流体上的压力。又称孔隙流体 压力，用Pf表示。
油层压力或气层压力
5．压力系数
实测的地层压力（ pf ）与同一地层深度静水压力（ pH ）的比值 。
二、地温场的研究
一）地温测量
关井实测、外推法
二）地温场的分布特征
地温梯度纵向变化——地温梯度图
系统测温
测温井段
井
m
N
Ed-Es3
平均地温梯度 ℃/100m
Es4-Ek
Ma(J)
地层压力与地层温度
第七章地层压力与地层温度主要内容一、有关地层压力的概念二、异常地层压力研究三、油层压力研究四、地层温度研究五、油气藏驱动类型地层压力与地层温度是开发油气田的能量，也是油气田开发中重要的基础参数。
油气藏地层压力和温度的高低，不仅决定着油气等流体的性质，还决定着油气田开发的方式、油气开采的技术特点与经济成本，以及最终的采收率。
因此，对一个油气田来说，在勘探阶段以至整个开发过程中，都非常重视地层压力和温度这两个基础参数的获取。
第一节有关地层压力的概念压力的单位是帕，符号是Pa。
1Pa是指1m2面积上受到1N的力时形成的压力。
即：1Pa= 1N/m21MPa=103KPa=106Pa1MPa=10.194kgf/cm2或 1kgf/cm2=98.067kPa粗略计算时，可认为1kgf/cm2=100kPa=0.1MPa，其误差约为2%。
1、上覆岩层压力（地静压力）上覆岩石骨架和孔隙空间流体的总重量所引起的压力。
其值的大小与上覆岩层的厚度、骨架密度和孔隙流体密度有关。
单位为MPa 。
上覆岩层压力梯度:单位岩柱高的压力。
单位为MPa/m 。
据统计,第三纪岩层的平均压力梯度为0. 0231MPa/m （密度测井）;碎屑岩岩层的最大压力梯度为0.031MPa/m ;浅层的岩层压力梯度一般小于0.031MPa/m 。
2、静水压力（流体静压力）液柱重量所产生的压力。
其大小与液体的密度和液柱的高度有关，而与液体的形状和大小无关。
静水压力梯度：单位液柱高度的压力值。
由于水的密度一般为1×103kg/m 3 ，所以，静水压力梯度约为 0.01MPa/m 。
3.地层压力作用于岩层孔隙空间内流体上的压力，又称为孔隙流体压力。
常用Pf 表示。
含油、气区内的地层压力称为油层压力或气层压力。
地层压力全部由流体本身所承担。
油气层未被钻开之前，油层内各处的地层压力保持相对平衡状态。
一旦油气层被钻开并投入开采，油气层压力的平衡状态遭到破坏，在油气层压力与井底压力之间产生的压差作用下，油气层内的流体就会流向井筒，有时甚至喷出到地面。
地层温度
l h L h ( L H )
l
折算压头换算示意图
--折算压头/m； h --静液柱高度/m； H--井口海拔高度/m L --井口至油层顶面(或中部)的垂直距离，m
⑵ 折算压力：指测点相对 于某一基准面的压力，数值上 等于由测压面到折算基准面的 水柱高度所产生的压力---指 折算压头产生的压力，
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，油层压力与地静压力关系不大
第一节
地层压力
二、原始油层压力研究
1、原始油层压力及其分布 2、原始油层压力的确定方法 3、原始油层压力等压图的编制与应用
1、原始油层压力及其分布
原始油层压力--油层在未被打开之前所具有的压力。★ 通常将第一口探井或第一批探井测得的油层压力 近似代表原始油层压力。 原始油层压力来源：
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
⑵ 压力梯度法
▲
▲ ▲
⑶ 计算法
⑷ 试井分析法
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 ⑵ 压力梯度法--具有统一水动力系统的油气藏，其压力 梯度值为常数--即地层压力与油气层埋深呈直线关系。
首先求静液柱高度：H1、H2
pH Ho g
基准面
-380m -470m
PH--静止压力，Pa； ρo--油的密度，kg/m3； H--静液柱高度，m。
H1=360 H2=410 1井折算压头＝360-380＝－20米 2井折算压头＝410-470＝－60米
2、折算压力等压图的编制
---编图方法与油层静止压力等压图相同。
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4. 构造应力：地壳运动所产生的构造应力，会使孔隙缩小压力升高； 也可能因断层和裂缝的产生，为油、气的逸散构成通道，使已有压 力下降。
5. 地温：总的趋势是岩层埋藏深度越大，其温度越高。温度升高，会 使孔隙流体发生体积膨胀，也增高地层压力。
五、利用原始地层压力预测气—水、油—水界面
1、根据同层气、水井的原始地层压力预测气—水界面位置
0
L′
l h L h L H
h--静液柱高度/m； H--井口海拔高度/m L--井口至油层顶面(或中部)的垂直距离，m
折算压头换算示意图
--折算压头 /m；h L H l 当静液面在折算基准面以上时，
折算压头为“＋”值； 当静液面在折算基准面以下时， 折算压头为“－”值。
井
井 底
地层
套管类型 (a)正常压力井；(b)异常压力井
授课内容
第一节 原始地层压力
第二节 异常地层压力
第三节 地层温度
第一节
原始地层压力
(Initial formation pressure) 一、有关地层压力的基本概念 二、原始地层压力在油气藏中的分布
三、折算压力
四、原始地层压力的来源
五、利用原始地层压力预测气-水、油-水界面
一、有关地层压力的基本概念
1.液柱静压力
由垂直的液柱重量（高度）所产生的压力叫静水压力，也称
流体静压力或静压力。
液柱静压力的大小与流体
H1 H2 H3
密度和液柱的高度有关，而 与液柱的形状和大小无关。 100m水柱的压力？？
P 110 Hg
6
式中：Ｐ－液柱静压力，MPa＝106Pa； －流体密度， Kg/m３； g－重力加速度，9.8m/s2； H－液柱高度，ｍ。
pf p pH
ห้องสมุดไป่ตู้实测： 2.82MPa
一、有关地层压力的基本概念
原始地层压力与目前地层压力 原始地层压力--油层在未被钻开或钻开后未被开采时的地层压 力。人们通常用第一口井或第一批探井测得的油层压力值近似 代表原始地层压力。
随着流体的不断采出，能量逐渐消耗，地层压力下降。油层开采到某一
时刻的地层压力称为该时刻的目前地层压力，通常在该时刻通过一段时间的
殊。
第一节
原始地层压力
(Initial formation pressure)
一、有关地层压力的基本概念 二、原始地层压力在油气藏中的分布 三、折算压力 四、原始地层压力的来源
五、利用原始地层压力预测气-水、油-水界面
三、折算压力
人们往往习惯地认为地下流体是由地层压力高的地方流向 地层压力低的地方，然而，实际情况是怎样的呢？
P P井口 e
5井： 3.92MPa
3井： 6.02MPa
1井： 5.88MPa 4井： 8.82MPa
2井： 6.17MPa
第一、同一层的原始地层压力，构造部位高的压力低，而构造部位低 的压力高。 第二、同一产层，如两口井产层中部海拔相同，而所钻遇的流体也一 样，则原始地层压力相等； 若钻遇的流体性质不同，则流体密度大的原始地层压力较低，密度小 的原始地层压力较高。流体的密度相差越大，则原始地层压力之差就越悬
有两口油井，它们分别位于油层顶部 海拔为-380m与翼部海拔-470m处，经过 一段时间开采后，关井测得: 1号井油层静止压力为2.82MPa； 2号井油层静止压力为3.25MPa。 就油层压力大小而论，2号井的油层 压力比1号井多0.43MPa。 若油藏的原油密度为0.8g/cm3，经 计算后得到1号井内油柱静液面海拔高度 为-20 m，而2号井内油柱静液面的海拔 高度为-55m。
6
p—地层压力，MPa；
H—油层海拔高度，m；
S—折算面海拔高度； ρ
fL—流体密度。
折算压力
地下流体的流动方向是受折算压力控制的，是从折算压力高 的地方向折算压力低的地方流动★。
为了消除流体性质不一致造成的压力差别，此时折算面必须选择在两种 流体的分界面上。 为了对比油藏上各井压头的大小，应将所有的井都折算到同一个折算面 基准上。
h
气
h
Pc
水银
水
A
B
授课内容
第一节 原始地层压力
第二节 异常地层压力
第三节 地层温度
第二节
异常地层压力
一、异常地层压力的概念
二、异常地层压力的形成机理
三、异常地层压力的预测方法
一、概念
所谓异常地层压力是相对于正常 地层压力而言的。通常所说的正 常地层压力，是指地层压力等于 从地表到目的层中部的静水柱压 力。 实际测量获得的地层压力值 不同于计算所得的静水压力时称 之为异常地层压力。
油气田开发地质学
Petroleum Development Geology
第五章
地层压力和地层温度
Formation pressure and temperature
张银德
油气意义
地质：生烃，运移动力，保存条件，储量 开发：能量（自喷、注水）、连通性、储层改造 钻井：泥浆、井身结构
井口 集输站
四、原始地层压力的来源
1. 静水压头：当油层有供水区时，原始地层压力与供水区水压头和
泄水区的高低有关；如果无供水区，则与油层含水部分所具有的 压头有关。
2. 地静压力：上覆岩层或沉积物重量所形成的压力。地静压力对地 层压力的影响大小，将视储层是否封闭的程度而定。
四、原始地层压力的来源
3. 天然气补给：油气藏形成之后，沉积物或岩层中的有机物会继续 转变成烃类或非烃类气体，当油气藏处于被隔绝状态时这些天然 气的聚集会提高地层压力。
五、利用原始地层压力预测气-水、油-水界面
二、原始地层压力在油气藏中的分布
如无泄水区，会怎么样？
图中虚线表示承 压区内的水头分 布，即该区内所 钻孔中静水面能 达到的高度。
自流水盆地的水压头与自喷泉和非自喷泉的关系
大气降水或地表水从供给区进入含水层，在含水层中从
水压头高的地区向水压头低的地区渗流，至泄水区流出地表。
井口
地层流体能够由地层流到 井底，并由井底到达地面，均
井
井 底
由于地层压力的作用。
地层
一、有关地层压力的基本概念
4. 压力梯度和压力系数
压力梯度--指每增加单位深度所增加的压力值，单位为MPa/m。 相应地有：
液柱静压力梯度、
上覆岩层压力梯度、 地层压力梯度。 压力系数--实测地层压力(pf)与 相同深度静水压力(pH)的比值。
折算压力和油水界面的差异 由于断层的切割作用，使其两侧的 油层处于不同深度，互不连通，各自形 成独立的压力系统。在同一压力系统中 ，压力互相传导直到平衡，各井油层的 折算压力相等。而在不同压力系统中， 其折算压力完全不同。
四、原始地层压力的来源
1. 静水压头 2. 地静压力 3. 天然气补给 4. 构造应力 5. 地温
供水区与泄水区之间叫承压区。 在正常的地质条件下，具有统一水动力系统的油气藏，
其地层压力分布规律遵守连通器原理。
带气顶背斜油藏原始地层压力分布
供水区
假设地层水和原油的密度分别为1×103 kg/m3和0.85×103 kg/m3，天然气对空气的相对密度为0.78，观察各个油、气、水
井产层中部的原始地层压力以及它们彼此之间的区别和联系。
实测地层压力值高于同深度正常
压力值的叫高异常地层压力或超 压；
低于同深度正常压力值的叫低异
常地层压力。 常用压力系数或压力梯度来 表示异常地层压力的大小。
压力系数为1时，实测地层压力与静水压力相等，这时 属于正常地层压力；
当压力系数≠1时，则为异常地层压力。 当压力系数 >1时，称为高异常地层压力，或称为超压； 当压力系数 <1时，称为低异常地层压力。 在实际应用中很难或很难严格地按1.0这个压力系数值作为 衡量标准，这是因为地层压力值的精确取得往往需要一个相对
hg
1 10 hgw w g PW Pg
6
1 10 g w g
6
Pw Pg 110 hg g g 110 hgw hg w g
6 6
2、按油、气、水井的原始地层压力预测油--气、油—水界面的位置
PO Pg 1106 hg g g 1106 hgo hg o g
35
-380 -470
2.82MPa 3.25MPa
就压头而言，1号井则比2号井高35m。油藏内流体实际上是从1号井流向2号 井。 流体是从压头高的地方流向压头低的地方，而不能说从压力大的地方流向 压力小的地方。
三、折算压头
折算压头--指井内静液面距某一折
算基准面的垂直高度。
折算基准面可以是海平面，或 原始油水（或油气）界面，或 任意水平面。 假设：折算基准面为海平面， 折算压头 l 为： hLH
Pr 110 H 1 ma f g
6
一、有关地层压力的基本概念
3．地层压力（Formation pressure)★
作用于岩层孔隙中流体上的压力叫地层压力，也有叫孔隙
流体压力或孔隙压力, 常用Pf表示。 在含油、气区内的地层压力又可称为油层压力或气层压力。 在油气层未被钻开之前，油气层内各处的压力保持相对平衡 状态，一旦油气层被钻开并投入开采，原来油气层内压力的相 对平衡状态就被打破，在油气层压力与油气井井底压力之间生 产压差的作用下，油气层内的流体就会流向井底，甚至会强烈 地喷出地面。 集输站
• 静液柱压力 • 上覆岩层压力
• 地层压力
• 压力梯度 • 流动压力 • 生产压差 • 油压 • 套压