油藏工程第四章油气藏压力和温度
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井口套压Pc：
井口套管处测量的压力
井口油压Pt：
井口油管处测量的压力
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 6
第一节 油气藏压力
油压
套压
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 7
第一节 油气藏压力
表压Pgau：
压力仪表直接测量的压力数值
绝对压力Pabs：
流体本身具有的实际压力
Pab＝ s Pai＋ r Pgau
油藏工程中的压力与流体力学中的压强和固体力学 中的应力是相同的概念。
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 8
一、流体压力
在某一地层深度处，由岩石 孔隙中流体的重量所产生的压力
注意单位
2021/2/27
PwPairwgD
w — g/cm3 g — m /s2 D — km pw — M Pa
《油藏工程原理》讲义 9
一、流体压力
流体压力与深度之间的关系方程，简 称P–D方程，其在直角坐标系中的关系曲 线，称为P–D曲线。
Pair P
D
2021/2/27
Pw
《油藏工程原理》讲义 10
一、流体压力
压力梯度Gw：单位深度的压力变化值
Pair P
Gw
Pw D
wg
D
Pw
因此，流体压力也可以写成： PwPairGwD
2021/2/27
Ps
D
Pw
Pob
《油藏工程原理》讲义 16
五、压力系数
地层岩石孔隙中流体的实测压力，矿场上
称之为地层压力Pf，实测地层压力与静水压力 之间的关系满足下式：
地层超
Pf Pwc
压
当 c 0 时，表明实测地层压力与静水压力相等，也表 明地层岩石的孔隙与地面连通；
当 c 0 时，表明实测地层压力偏离了静水压力，也 表明地层岩石的孔隙与地面不连通。
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 12
三、上覆压力
在某一地层深度处，由上覆岩石的固体骨架和孔隙
中流体的总重量所产生的压力，称为上覆(地层)压力Pob，
计算公式为：
PobPairrgD
r 为固体骨架和地层水的混合密度，表示为：
rw (1)s 0.2
w 1.0 g / cm 3
其压力梯度为Gob：Go b PD o brg
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 19
五、压力系数
地层超压系数 定义为地层静水压力的超压百分数，
计算公式为： c
pw
显然， 。1当 0.2 时，表明地层
超压了20%。当 0.2 时， 表明地层欠压了 20%。
世界上绝大多数地层都属正常压力状态，只
有少数的地层出现异常现象。而异常高压又比异
原始地层压力Pi：
油气藏投入开发之前测量的压力
地层压力P：
油气生产过程中测量的压力
Pi P
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 4
第一节 油气藏压力
井底流压Pwf：
油气流动即生产过程中测量的井底压力
井底静压Pws：
油气静止即关井过程中测量的井底压力
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 5
第一节 油气藏压力
《油藏工程原理》讲义 11
二、骨架应力
在某一地层深度处，由岩石固体骨架物质的 重量所产生的压力，称为骨架应力Ps，也称颗粒 压力，或固相压力，或基质压力，计算公式为：
Ps PairsgD
其压力梯度为Gs： Gs PDs sg
s 2.65g/cm3
G s25.94M Pa/km
压力梯度形式的骨架应力为： PsPairGsD
由于孔隙连通性和地层流体矿化度以及温度的变化 等因素，实测地层压力一般都不同程度地偏离静水压力。
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 17
五、压力系数
<20
低压地层
地层压力状态分类
=20~40 中等压力地层
(MPa)
=40~60 高压地层
>60
超高压地层
压力系数α定义为实测地层压力与相同深度处的静
水压力的比值，它衡量地层压力偏离静水压力的程
度，计算公式为：
1.2 异常高压
Pf Pw
0.8 ~1.2 0.8
正常 异常低压
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 18
五、压力系数
Pair P
D
0.8 Pw 1.2
异常高压地层，能量充足，但容易突发工程事故：异 常低压地层，能量欠充足，钻井易漏失泥浆，但注水容易。 地层压力是否异常，与压力的绝对大小无关，而与压力的 相对大小有关(与静水压力相比)。较低的地层压力可能为 异常高压，而较高的地层压力也可能为异常低压。
第四章
பைடு நூலகம்
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。
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 1
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
r 2.32 g / cm 3 Gob 22.74M Pa
/ km
压力梯度形式的上覆压力为： PobPairGobD
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 13
四、应力关系方程
从前面的分析可以看出：在同一地层深度处，存在
Pob、Pw和Ps三个压力，它们满足下述关系方程：
Pair
P ob(1)P sP w
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 2
第一节 油气藏压力
几个压力概念： 地层压力：
又称孔隙流体压力，是指地层孔隙内流体所承受 的压力。如果该流体为油或气，就称油层或气层
压力。油气层在未开发前，各处的地层压力相对 平衡，投入生产后，平衡状态遭到破坏。
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 3
第一节 油气藏压力
常低压更为常见。
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 20
五、压力系数
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。
PobPsPa i r sg D
当 1 时，地层岩石就变成了普通流体物质，即变成：
PobPwPai rwgD
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 15
四、应力关系方程
过去人们把静力平衡错误地当成了应力平衡，因 此得出下面错误的压深方程及其关系曲线。
Po bPs Pw
Pair P
2021/2/27
P
D
Pw Pob Ps
2021/2/27
从上式可知：在上覆压力一 定时，若减小地层流体的压力， 则地层岩石的骨架应力就会增大。
图中压力关系仅反映地层孔 隙与地面连通即正常地层压力的 情形。
《油藏工程原理》讲义 14
四、应力关系方程
Pob(1)PsPw
当 0 时，地层岩石就变成了普通固体物质，即变成：
井口套管处测量的压力
井口油压Pt：
井口油管处测量的压力
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 6
第一节 油气藏压力
油压
套压
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 7
第一节 油气藏压力
表压Pgau：
压力仪表直接测量的压力数值
绝对压力Pabs：
流体本身具有的实际压力
Pab＝ s Pai＋ r Pgau
油藏工程中的压力与流体力学中的压强和固体力学 中的应力是相同的概念。
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 8
一、流体压力
在某一地层深度处，由岩石 孔隙中流体的重量所产生的压力
注意单位
2021/2/27
PwPairwgD
w — g/cm3 g — m /s2 D — km pw — M Pa
《油藏工程原理》讲义 9
一、流体压力
流体压力与深度之间的关系方程，简 称P–D方程，其在直角坐标系中的关系曲 线，称为P–D曲线。
Pair P
D
2021/2/27
Pw
《油藏工程原理》讲义 10
一、流体压力
压力梯度Gw：单位深度的压力变化值
Pair P
Gw
Pw D
wg
D
Pw
因此，流体压力也可以写成： PwPairGwD
2021/2/27
Ps
D
Pw
Pob
《油藏工程原理》讲义 16
五、压力系数
地层岩石孔隙中流体的实测压力，矿场上
称之为地层压力Pf，实测地层压力与静水压力 之间的关系满足下式：
地层超
Pf Pwc
压
当 c 0 时，表明实测地层压力与静水压力相等，也表 明地层岩石的孔隙与地面连通；
当 c 0 时，表明实测地层压力偏离了静水压力，也 表明地层岩石的孔隙与地面不连通。
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 12
三、上覆压力
在某一地层深度处，由上覆岩石的固体骨架和孔隙
中流体的总重量所产生的压力，称为上覆(地层)压力Pob，
计算公式为：
PobPairrgD
r 为固体骨架和地层水的混合密度，表示为：
rw (1)s 0.2
w 1.0 g / cm 3
其压力梯度为Gob：Go b PD o brg
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 19
五、压力系数
地层超压系数 定义为地层静水压力的超压百分数，
计算公式为： c
pw
显然， 。1当 0.2 时，表明地层
超压了20%。当 0.2 时， 表明地层欠压了 20%。
世界上绝大多数地层都属正常压力状态，只
有少数的地层出现异常现象。而异常高压又比异
原始地层压力Pi：
油气藏投入开发之前测量的压力
地层压力P：
油气生产过程中测量的压力
Pi P
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 4
第一节 油气藏压力
井底流压Pwf：
油气流动即生产过程中测量的井底压力
井底静压Pws：
油气静止即关井过程中测量的井底压力
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 5
第一节 油气藏压力
《油藏工程原理》讲义 11
二、骨架应力
在某一地层深度处，由岩石固体骨架物质的 重量所产生的压力，称为骨架应力Ps，也称颗粒 压力，或固相压力，或基质压力，计算公式为：
Ps PairsgD
其压力梯度为Gs： Gs PDs sg
s 2.65g/cm3
G s25.94M Pa/km
压力梯度形式的骨架应力为： PsPairGsD
由于孔隙连通性和地层流体矿化度以及温度的变化 等因素，实测地层压力一般都不同程度地偏离静水压力。
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 17
五、压力系数
<20
低压地层
地层压力状态分类
=20~40 中等压力地层
(MPa)
=40~60 高压地层
>60
超高压地层
压力系数α定义为实测地层压力与相同深度处的静
水压力的比值，它衡量地层压力偏离静水压力的程
度，计算公式为：
1.2 异常高压
Pf Pw
0.8 ~1.2 0.8
正常 异常低压
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 18
五、压力系数
Pair P
D
0.8 Pw 1.2
异常高压地层，能量充足，但容易突发工程事故：异 常低压地层，能量欠充足，钻井易漏失泥浆，但注水容易。 地层压力是否异常，与压力的绝对大小无关，而与压力的 相对大小有关(与静水压力相比)。较低的地层压力可能为 异常高压，而较高的地层压力也可能为异常低压。
第四章
பைடு நூலகம்
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。
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 1
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
r 2.32 g / cm 3 Gob 22.74M Pa
/ km
压力梯度形式的上覆压力为： PobPairGobD
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 13
四、应力关系方程
从前面的分析可以看出：在同一地层深度处，存在
Pob、Pw和Ps三个压力，它们满足下述关系方程：
Pair
P ob(1)P sP w
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 2
第一节 油气藏压力
几个压力概念： 地层压力：
又称孔隙流体压力，是指地层孔隙内流体所承受 的压力。如果该流体为油或气，就称油层或气层
压力。油气层在未开发前，各处的地层压力相对 平衡，投入生产后，平衡状态遭到破坏。
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 3
第一节 油气藏压力
常低压更为常见。
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 20
五、压力系数
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。
PobPsPa i r sg D
当 1 时，地层岩石就变成了普通流体物质，即变成：
PobPwPai rwgD
2021/2/27
《油藏工程原理》讲义 15
四、应力关系方程
过去人们把静力平衡错误地当成了应力平衡，因 此得出下面错误的压深方程及其关系曲线。
Po bPs Pw
Pair P
2021/2/27
P
D
Pw Pob Ps
2021/2/27
从上式可知：在上覆压力一 定时，若减小地层流体的压力， 则地层岩石的骨架应力就会增大。
图中压力关系仅反映地层孔 隙与地面连通即正常地层压力的 情形。
《油藏工程原理》讲义 14
四、应力关系方程
Pob(1)PsPw
当 0 时，地层岩石就变成了普通固体物质，即变成：