第七章 地层压力与温度
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。
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。
中国石油大学(北京)油矿地质学第七章温压PPT课件
1. 地震资料分析法
原理：
地震资料分析法 钻井资料分析法 地球物理测井法
地震波传播速度（或旅行时间） 地层岩石密度
密度小 速度低 时间长
异常压力
美国湾岸地区深度与地震波传播时间关系图
2. 钻井资料分析法
（1）钻井速度
地震资料分析法 钻井资料分析法 地球物理测井法
正常：井深增加----密度增大----钻速降低
2号井原始地层压力：
油水界面压力
减
----
界面至井底油柱重量的压力
6.17Mpa
741.2m油柱高度
（相当于）
（折算）
液面海拔241.2m
（低于井口，不能自喷）
测压面 +100m
-500m
-350m -700m
-500m
0.85103kg/m3 1.0 103kg/m3
4号井原始地层压力：
6.17Mpa
异常：钻速快速增大
（2）d指数（标定钻进速度）
(Jorden & Shirley,1966)
d = (lg0.054Vm/N) / ( lg0.672P/D)
Vm----钻速，m/h N----转速，r/min P----钻压，t D----钻头直径,mm
dc= d*1/2
1 ----正常地层压力下的钻井液密度 2 ----实际使用的钻井液密度
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
（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
压力 分布
流线
平面径向流渗流场示意图
径向渗流公式：
油气田开发基础-第9章压力和温度
+100米，井底海拔与2号
井的相同，故其原始油
层压力相等，井内液面
海拔也应为241.2米，高
于该井的井口海拔(100
米)，故4号井为自喷井油。气田开发基础-第9章压力和温度
9
3号井钻在油气藏的气顶上，因天然气的密度随温度和压力 的变化而变化，故其压力不能从油—气界面上的压力直接导出， 而必须根据井口最大关井剩余压力来计算。但是，因气体的密 度小，因此气柱高度变化对气井压力影响较小，所以当气顶的
第九章 油气层的压力和温度
压力和温度不但在油气生成、油气运移、
聚集过程中，起着极为重要的作用，而且在油
气田开发过程中也是至关重要的。地层压力和
地层温度是开发油气田的能量，也是油气田开
发过程中重要的基础参数。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
4）刺穿作用：
在盐丘和泥火山发育区，由于不均衡压力而使可塑性岩体
发生侵入刺穿作用，致使上覆一些软的页岩和未固结砂层发
生挤压与断裂变动，减少孔隙容积，流体压力增大，造成高
压异常。
油气田开发基础-第9章压力和温度
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5）浮力作用：
气、油、水的密度差引起的浮力作用，也可使油气藏内出现过 剩压力。如下图表示一个背斜气藏，测压面(水位面)处于水平状态
气-水界面上的1井（A点）与水层中的2井（B点）海拔高度相 同，两点的压力相等。而海拔高度相同的C、D两点，分别位于气藏 内部和水层之中，因气、水比重不同，而两点的压力不等，气藏内 的C点由于受浮力作用所具有的过剩压力为：
P g P c P D h g(w g )g
式中，hg—C、D点 与气-水界面的海拔 高差；
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
油矿地质地层压力和温
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第一节 地层压力
1井
实测压力＜计算压力
2井
实测压力＞计算压力
测压面
测压水位不同而显示的异常地层压力
▲ 测压水位影响形成的异常压力多是中、小型的，重要 程度不及前述与封闭地质环境有关的异常地层压力。
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等压线 -1100
150
140
140
130
130 120
-1200 -1100
-90我0 国某油藏某
120
110
-700 一时期油层静
-700 -900
断层
120
止压力等压图
140
与该油藏原始油层压力等压图比较，油层压力分布发生较
大变化；油层静止压力等压构图造等与高线构造等等压高线 线相交断。层
井点
压力过剩 压力不足
测压面的位置未变
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第一节 地层压力
在一些高原地区，河流侵蚀形成深山峡谷，泄水 区海拔很低，测压面横穿圈闭，导致油藏内地层压 力非常低。---不均衡侵蚀→侧压面变化
测压面的位置改变
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第一节 地层压力
4、构造断裂作用
▲ 油层和地面供水区连通时 为正常压力；
▲ GP ＜0.01Mpa/m时，属低异常地层压力。
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第一节 地层压力
异常地层压力的成因分析
2、热力作用和生化作用
在一个封闭系统中，温度增加引起岩石和岩 石孔隙中流体膨胀，使该系统压力增大；
地层压力和地层温度PPT文档70页
油气井生产时，井底流动压力小于油层静止压力（地层压 力），油层中的流体正是在这个压差（生产压差）的作用下流入 到井筒中，甚至喷出地面。
概念小结
• 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
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。
5井： 3.92MPa
1井： 5.88MPa
4井： 8.82MPa
3井：
35-Biblioteka 802.82MPa-470
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 0
算基准面的垂直高度。
地层压力和地层温度
服从真理，就能征服一切事物
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
一、有关地层压力的基本概念
2.上覆岩层压力
由上覆岩层的重量引起，即岩石骨架重量和孔隙中流体重量 所引起的压力叫上覆岩层压力，也称地静压力。
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。
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
油气田地下地质学---第七章-地层压力与地层温度
油气田地下地质学
--预测砂Leabharlann 泥岩剖面异常地层压力方法1、地震勘探法
地震波传播速度(层速度)或旅行时间与岩石密度密切相关 ◆ 正常压实情况下：泥岩、页岩密度随埋深增加而增加
--随埋深增加，层速度加大，旅行时间减小。
◆ 异常压力过渡带：由于页岩欠压实，页岩孔隙度增 大，密度减小，地震波传播的层速度将偏离正常压实 趋势线向着减小的方向变化，地震波传播旅行时间向 着增加的方向变化。
2、预测异常地层压力，实现平衡钻井 在高压异常地区钻探时，为了顺利地完成钻探任务，
并为油气开采提供优质井身，在开钻之前做两项工作：
● 确定两个关键地质参数： 孔隙流体压力、岩石破裂压力。
● 再根据上述两个关键地质参数进行钻探设计。 --主要包括：钻井液密度、套管程序。
三、原始油层压力研究
油气田地下地质学
正常压实时：随埋深增加，声
波传播速度↑，传播时间↓。
高异常压力过渡带：声波传播 时间向增大方向偏离正常趋势。
声波时差与深度关系曲线
⑶ 页岩密度测井
预测方法与电阻率测井或声 波测井相同。右图2条曲线均 较清晰地反映出高异常地层压 力过渡带顶面约在3352.8m， 两种资料所得结果吻合较好。
密度测井受井眼大小影响，在 预测异常地层压力时，其精度和 效果不及电阻率及声波测井。
偏离正常压实趋势线。
→ 绘制研究井的d(dc)指数与深度关系曲线， 可预测过渡带的顶部位置和异常地层压力。
油气田地下地质学
右图为同一口井 的d指数--深度、dc 指数--深度关系曲 线：高异常地层压 力过渡带顶面位置 约在2652m处。
d指数与dc指数曲线对比
由于dc指数消除了钻井液密度的影响， dc指数比d指数 更能清楚地反映出高异常地层压力过渡带的存在。
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1n?面积上受到1N的力时形成的压力。
即：1Pa= 1N/m 21MPa=10 3KPa=1（6Pa1MPa=10.194kgf/cm 2或1kgf/cm 2=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。
3伍"、廿、口9上覆岩层压力梯度：单位岩柱局跳力。
单位为MPa/m。
P0cGo H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丁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。
P H h w g静水压力梯度：单位液柱高度的压力值。
G H牛0.1h由丁水的密度一般为1X 103kg/m3，所以，静水压力梯度约为0.01MPa/mc3. 地层压力作用丁岩层孔隙空间内流体上的压力，乂称为孔隙流体压力。
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。
地层温度与压力
油气藏驱动类型对采收率影响很大。
●
不同驱动类型之间最终采收率相差很大，一般而言： ※ 水压驱动类型的油气采收率比较高 ※ 溶解气驱类型原油的采收率比较低 ※ 封闭弹性驱时采收率更低
⑴ 地温梯度的纵向变化
下表为东营凹陷6口井的系统井温资料。
东营凹陷地温梯度纵向变化表
测温井号 东风 1 东风 2 坨 29 滨 99 滨 258 滨试 6 实测井段／ m 1050～ 3050 500～ 4900 1650～ 2500 1500～ 2500 900～ 1500 950～ 1575 3.87 4.32 地温梯度 / (℃／ l00m) N 3.63 3.32 Ed-Es3 3.61 4.03 3.63 3.76 5.02 5.73 3.00 2.55 2.16 Es4-Ek 前寒武纪
国内部分地区地温梯度资料 (据西北大学编《石油地质》 ) 油田或盆地 地温梯度／ ℃ /100m 2.2～ 2.3 2.3 (2.6) 2.2～ 2.4 (2.7) 2.75 (2.8) 油田或盆地 松辽盆地 (K1) 大庆油田 济阳坳陷 (E+N) 冀中坳陷 (Z) 地温梯度 /℃ /100m 3.1～ 4.8 (6.2) 4.5～ 5.0 3.1～ 3.9 3.7 (4.2)
100 120 140 160
稍高
滨试6 滨258
较高
坨29 滨99 东风1
深 度 3000 /m
3500 4000 4500
稍低
较低
东风2
这种变化主要受各段 岩石热导率控制。
测温井温度与深度关系图 东营凹陷系统 东营凹陷系统测温井
温度与深度关系图
⑵ 地温场平面展布
整体来看，地温异常的平面分布明显受区域构造和大断 层的控制；地温梯度等值线与区域构造轮廓基本一致。
地球内部的温压
地球内部的温压
地球内部地幔的半径约为2900公里,温度大约在1500～3000℃之间,压力为50万～150万个大气压,地核的半径约为3500公里,温度在5540℃左右,压力大约为350万个大气压。
地球内部的温度是非常高的，随着深度的增加而逐渐升高。
地球内部温度的测定较为困难，但通过多种手段和方法的研究，科学家们已经对地球内部温度分布有了一定的认识。
据测算，地幔的平均温度为约2850℃，地核的温度约在5500℃左右。
此外，地球中心处的温度约为6000℃至7000℃之间。
需要注意的是，地球内部的温度分布十分复杂，不同区域的温度也会存在差异。
此外，对于一些极深处的区域以及地球核心的具体情况，我们目前的了解还比较有限，因此地球内部温度数值仍然存在不确定性。
三、地球内部的压力可以通过多种方法来进行测定，其中最常用的方法是通过地震波的传播速度和路径来推断地球内部的构造和物理特性，然后根据这些数据计算出地球内部的压力。
另外，科学家们也会利用地质勘探和钻探等技术来获取地球深处的岩石样本，并通过对这些样本的物理和化学特性进行分析，来推断地球内部的压力情况。
此外，在一些极其深处的地下实验室和金刚石压砧中，也可以通过极高的压力来模拟地球深处的压力环境，并进一步研究地球内部的物理特性和压力情况。
地层温度与压力页PPT文档
第二节 地层温度
二、地温场研究
1、地温测量
关井实测； 外推法
2、地温场特征
地温梯度的纵向变化； 地温场平面展布
3、地温场与油气分布的关系
4、影响地温场分布的因素
3、地温场与油气分布的关系
⑴ 地温与油气生成
★ 较高的地温对于油气生成十分重要。 ● 一般而言，单位面积上探明储量：
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。
Ed-Es3
Es4-Ek 前寒武纪
3.61
500～4900
3.32
4.03
2.55
2.16
1650～2500
3.63
1500～2500
3.76
900～1500
3.87
5.02
950～1575
4.32
5.73
3.00
根据井温资料可编制井温 与深度关系图，了解地温梯 度在纵向上的变化：
上第三系稍高， 3.61～4.08℃/100m；
③ 地热是一种宝贵的热能资源，具有成本低、使用简便、 污染小等优点。
一、概述
2、地壳的地温带划分
根据地下温度变化，常把地壳划分为下4个地温带：
▲ 温度日变化带：该带温度受每天气温的影响，
该带深度范围一般为1～2m。
▲ 温度年变化带：该带温度受季节性的气温变化影响，
深度变化范围一般为15～30m左右。
● 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。
第七章 气藏物质平衡
第七章气藏物质平衡、储量计算及采收率提示质量、能量守恒定律是自然界普遍的、永恒的规律。
物质平衡方程普遍被用于各类气藏的储量计算、驱动方式确定和气藏动态分析等方面。
该方程为简单的代数方程，形式虽简单，但实际却很不简单，每个参数的确定都得依靠先进的科学技术和高精度测试仪表，而且还不能就事论是，还要与气藏地质和开发特征的深入、正确认识相结合。
本章介绍各类气藏，甚至包括凝析气顶油藏的物质平衡方程式，在迄今为止见到的文献中搜集得比较全的。
此外还介绍了现行各种计算储量的方法，有静态的，也有动态的，有全气藏的，也有单井的，并介绍了与储量相关的天然气可采储量和采收率。
最后，还希望能对水驱气藏、凝析气藏和低渗透气藏的提高采收率问题给予更大的关注。
第一节气藏物质平衡方法物质平衡是用来对储层以往和未来动态进行分析的一种油气藏工程基本方法，它以储层流体质量守恒定律为基础的。
一般情况下，可以把储层看做是一个处于均一压力下的大储气罐。
应用此方法可分析气藏开发动态、开采机理、原始地质储量和可采储量。
最简单的物质平衡方程是(7-1)、、——分别为目前天然气地质储量、原始地质储量和目前累积采出气量，108m3。
由于地下气藏流体性质、储层物性变化的差别而造成了储烃孔隙空间和描述方法的差别，下面按不同类型的气藏进行分析。
一、定容气藏物质平衡假定气藏没有连通的边水、底水或边、底水很不活跃，即为定容气藏，将（7-1）式可以改写为（7-2）可将上式改写为（7-3）（7-4）式中、——分别指原始压力和目前压力，MPa；、——分别指原始条件下的偏差系数和目前压力下的偏差系数，f；、——分别指原始条件下和目前压力下气体的体积系数,f。
从上式可看出，对于定容气藏，地层压力系数P/Z与累积产气量成直线关系，如图7-1,如将直线外推到，则可得，这就是常用来进行动态储量计算的方法。
二、水驱气藏物质平衡对于一个具有天然气水驱作用的不封闭气藏，随着气藏的开发，将会引起边水或底水对气藏的入侵。
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，而在油水界面处及其以下可能依然为
正常静水压力。 6.储油层重新加压 正常或低压储油层，尤其是在浅部 含水或烃类的储层，有时会由于与较深 部的高压地层有水力上的联系，造成压 力的上升或重新加压。
第一节 地层压力
成因机理
7 古压力 在被块状、致密的不渗透岩石完全封闭的古老储层中，在构造 作用下被抬升到浅部，其中的压力相对于浅部显然是超压体系。
第一节 地层压力
成因机理
1. 压实与排液不平衡 这是目前比较流行的一种成因解释，世界上一些沉积盆地中的异常高压主
要是由于沉积物，特别是泥页岩沉积物的压实作用所引起的。按照地层压力
的平衡关系： S=Pf+σZ 式中：S为上覆岩层压力(包括岩石骨架和其中的流体)； Pf代表目的层孔隙流体压力； σZ为目的层骨架所承受的垂直应力。 在一个开放的压实环境下，当由于上覆岩层重量所造成的目的层压实量与
目的层孔隙向外界排出的流体量相平衡时，目的层孔隙压力保持正常压力。
而当目的层埋藏达到一定深度时，其孔隙性和渗透率皆降低到不能以压实的 速率排液时，必然造成压力升高形成异常高压。即地层出现欠压实。这种欠 压实和异常高压的产生可用Terzagh模型进行很好的解释。
第一节 地层压力
成因机理
S F K WW 应力
100 200 0.0
PF
1.0
400
Ng
3200 3400 3600 3800
Ed
Rp=1.19
Es1 Es2
4000
AC=913.433*EXP(-3.94244*10^-4*DEP)
4200
港深42×1井测井、泥浆参数随深度变化图
第一节 地层压力
1 10 100 1000 10000 100000 1000000 100
第一节 地层压力
成因机理
8 构造活动 异常高压可能起因 于局部的及区域的断裂 、褶皱、侧向滑动、崩 塌、断块下降等引起的
挤压、刺穿盐丘或页岩
的运动、地震等。
第一节 地层压力
成因机理
9 渗滤作用
当两套地层中的流体出现离子浓度差时，由于离子的
渗滤作用，低浓度流体会向高浓度流体渗滤，使两套地层 的压力趋于平衡，造成地层压力的变化。 10 烃类的生成 由于油气的注入，会由于流体密度和流体体积的变化 产生异常高压。这对欠压实生油泥岩来说，会使之较非生 油岩或未成熟生油岩具有更大的欠压实幅度或超压。
第一节 地层压力
4 成岩性
地质特征
由于压力的封闭作用，孔隙流体承担了部分上覆地层重量，这就减轻了岩 石骨架的承受力，因而也就阻碍了成岩作用的产生，造成超压地层一般机械 压实作用较弱。从成岩阶段的划分上看，超压地层多位于晚成岩阶段，正好 与油气的晚期生成相对应，为油气的初次运移提供了基本动力条件。否则， 油气的聚集就变成了不可能事件。 5 形成环境 由于异常压力与欠压实地层相伴生，是在地层压实到其排液的渗透率下限 时产生的。因此，其形成受控于埋深和沉积环境两大因素。埋深因素是显而 易见的，而沉积环境因素正如前文异常压力形成机理上所述，形成于盆地深
录井特征
BIT_SIZE(mm)
3 200 300 400 0
AC (us/m)
200 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000
Rp=0.97
DEN(g/cm^3)
600 2
DCS
1 20
WOB(t)
13
10 压 力 (k Psi /in ch2 )
隔绝的液体
剩余压力
8 深度2
5
深度1
正常液体
3
0
50
100
150
200
250
第一节 地层压力
成因机理
4.自流系统 具有一个异常高的、区域性的测压水头面的作用可以引 起超压。自流(水)系统为其典型实例。
第一节 地层压力
成因机理
5.储油构造 在封闭的储油层中，如透镜体储油 层，倾斜地层以及背斜圈闭，这些圈闭 在深部为正常压力，而其浅部具有超压 。尤其是背斜油藏，在产油层中为超压
p=w+（o-w）×（dcn-dc）/（a×He）
采用指数方程时： p=w+（o-w）×log（dcn/dc）/（a×He） 上述式中：
水环境。
6 构造特征 强烈的构造活动不仅破坏地层的完整性，同时也破坏地层的压力系统，在 构造活动区，往往是断裂发育区，异常压力不易保存，并且异常压力的分布
规律也变得不易掌握。这与一个具体的油藏保存条件密切相关。
第一节 地层压力
地球物理特征
1 速度特征 由于异常高压地层具有异常高的孔隙度，其速度表现为低速特征，表现为在 正常的速度变化趋势下出现速度的异常降低。这就是我们由声波测井和地震速 度资料预测异常压力的依据。 2 密度特征 与地层速度相对应，异常高压地层由于其压实程度低，其密度也异常降低。 3 电阻率 由于异常高压地层含有异常高的流体，而油田地层水多含有大量的盐份，其 导电性好。因此，异常高压地层较正常压力地层为低阻特征 4 自然电位 超压层的自然电位特征可由前文所述的盐度原理来表述，Overton & Timko提 出了一个非常简单，清洁砂岩的含盐量Cw 与相邻泥岩孔隙度sh 之间的关系： Cw*sh = 常数 就是说，地层水含盐量(假设砂岩与泥岩之间盐度是平衡的)与邻近泥岩的孔隙 度成反比。在正常压实情况下，随埋深增加，泥岩孔隙度减小，地层水含盐量 增加。而在异常地层压力环境下则偏离这一趋势，在超压层中，泥岩孔隙度异 常增大，而储层地层水含盐量异常减小，保证了盐度原理。
第一节 地层压力 异常低压成因 1 页岩减压膨胀
成因机理
2 温度降低
第一节 地层压力
地质特征
1 岩性的致密程度 在碎屑岩地层中，异常地层压力(常指异常高压)由于普遍与欠压实 地层相关联。因此，其岩石的致密程度一般都低于正常压力地层。这在 钻井过程中可以根据地层的可钻性加以判断。 2 储层的发育程度 储层不仅是地层流体的储集容器和疏导通道，同时也是地层压力的传 导体，储层越发育，异常压力越难保持。因此，异常压力多发育于储层 相对缺乏的区段。以岩性控制占优势的碎屑地层中，一般都保持有普遍 的异常高压。从这个意义上讲，大型整装的油气田应该发育于正常压力 体系，在一般情况下，其储层发育，埋深浅，勘探价值高。而异常高压 油藏，其勘探风险大，埋藏深，规模有限。 3 孔渗性 异常压力地层由于含有异常高的流体含量，保持了其孔隙度，因而 具有异常高的孔隙度和渗透率。这就是根据地层速度预测地层压力的重 要依据。
Ng
2400
2600
2800
Ed
3000
Rp=0.97
3200
Rp=1.19
3400
3600
Es1
3800
Es2
4000
AC=913.433*EXP(-3.94244*10^-4*DEP)
4200
港深42×1井测井、气测参数随深度变化图
100000
10000
IC4
1000 100
第一节 地层压力
计算方法
录井特征
GAS C1
100000 100 10000 1000
AC (us/m)
200 1800 400 600
C2
100000 100 10000 1000
C3
100000 10000 1000 100
NC4
100000 0 10000 1000
H2
1000 0 500
HE
20 40
2000
2200
第七讲 地层压力与地层温度
地层压力 地层温度 油气藏驱动类型
形成机理
预测技术
石油地质意义
工程应用
第一节 地层压力
概 况
对沉积盆地中异常高压的研究，世界范围都给予了足够的重视。理论上，它完善 了成油的晚期学说，正是异常高压的存在，使得原本在晚期由于压实作用而致密的储 层保持了异常高的孔隙度，给油气的运移和聚集成为可能；勘探中，由于高效（或有 效）源岩、有效储层、较高能量等各成藏的有利因素是相伴出现的，对异常高压的预 测实际上就是对有利成藏区段的圈定。 我国东部地区下第三系盆地，从水力作用上讲，都属于压实流盆地，纵向上都具 有三个水力系统：既上部浅层淡水系统（2000m以内），中层含盐正常压力系统 （2000—3500m）和深层（3500m以下）超压系统。因此，深层异常压力系统的研究十 分重要。 另一方面，深层油气储层由于受到复杂的成岩作用影响，对其有利储集空间发育 规律的研究尤为重要。国内外的研究和勘探表明，次生孔隙的发育是深层油气储集的 主体，其发育区段和发育程度受控于欠压实泥岩的发育或异常孔隙流体压力的存在。 与盆地构造、沉积具有一定的协调性。共同控制着油气生成、运移和聚集。因此，研 究深层异常压力的时空演化和分布规律，指导勘探目标的确定，评价有利的储层区段 分布，具有重要的指导意义，也能为目标钻探、科学钻井提供压力预测剖面，指导钻 井泥浆设计，有效地保护油层。
4200
港深42×1井测井、钻井参数随深度变化图
第一节 地层压力
ECD
1.0 1.0 2.0
录井特征
ECD
0.0 1.0 2.0 2.0 2.0
MW_OUT
2.0 2.0 0 0
TEMP_OUT
40 8010 8010
RES_OUT
15 20 0 20 0
FLOW_OUT
50 100 0.0
FRAC
200 400 6000
ROP(min/m)
20 40 60 0
RPM(R/min)
100 200 3000
WOH(t)
500 1000 1500