地层压力和温度

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
一、地层压力的几个概念
2、静水压力：
指静水柱造成的压力。
PH hwg
静水柱高度 水的密度
静水大力与流体的密度和液柱高度有关，与液柱 大小和形状无关。
3、压力梯度：
每增加单位高度所增加的压力（Pa/m)
4、地层压力（Pf）
指作用于孔隙空间内流体上的压力，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。其全部由流体本身承担。
对新探区或新开发的油气藏，如钻井的海拔高度和 深度已知，准确测定了原油、地层水、天然气密度， 便可应用上述计算静水压力公式计算。
（4）试井分析法 用P.248公式计算
（一）原始油层压力
3、原始油层压力等压图的编制与应用
用来描述原始油层压力在油藏构造上的分布情况。
（1）绘制方法
与构造图相同。在目的层构造等高线图基础上编制。 原始油层压力的分布主要受构造因素影响，因此，在 油层厚度均匀的情况下，压力等值线基本上平行于构 造等高线。
（一）原始油层压力
3、原始油层压力等压图的编制与应用
（2）用途：油气勘探、开发全过程
A、预测新井的原始油层压力
B、计算油藏的平均原始油层压力：
油藏原始油藏压力平均值是油藏天然能量大小的尺 度。
C、判断水动力系统：
水动力系统是指油气层内流体具有连续性流动的范围。
同一水动力系统内，流体压力可以相互传递，因而， 其压力等值线的分布是连续的。若油层被分割成几个 互相独立的水动力系统，则原始油层压力等值线的分 布的连续性受到破坏。
折算压头：l = h-L+H
h——静液柱高度 L——井口至油层顶部的垂直距离 H——井口海拔高度
静液面在在海平面以上时，折算压头 取正值，在海平面以下取负值。
（三）油层折算压力
1、油层折算压力的概念
（2）折算压力
指折算压头产生的压力，可用静水压力公式 导出。
2、钻井资料分析法
1）钻井速度：
钻入高压异常过渡带，钻速立即增大，有时可超 过正常压实页岩钻速的两倍。据钻速突然加大的情 况，可判断地下可能存在高异常压力过渡带。
2）d指数：
是用来标定钻井速度的。为准确反映钻速与高异 常压力之间的关系，就必须消除其它因素对钻速的 影响。即用d指数来代替钻速：
（三）异常地层压力的预测方法
出现异常等现象
因此，预测砂泥岩剖面中异常地层压力广泛采用 地球物理勘探、地球物理测井及钻井地质资料分析 法。
（三）异常地层压力的预测方法
1、地震勘探法
未钻井地区，可确定异常地层压力过渡带的层位 与顶部位置。异常压力过渡带，由于页岩的欠压实， 层速度将偏离正常压实曲线，向着减小的方向变化
（三）异常地层压力的预测方法
PH hwg
（一）原始油层压力
1、原始油层压力及其分布
原始油层压力在背斜构造油藏 分布具如下特点：
① 原始油层压力随埋深的增加而增大；
② 流体性质对原始油层压力分布有极重要的影响： 井底海拔相同的井，流体性质相同，则原始油层压力 相等；流体性质不同，则流体密度大的，其原始油层 压力小，反之，流体密度小的，原始油层压力大。
（三）油层折算压力
习惯认为：地下流体从地层压力高的地方流向压力低 的地方。而实际是从压头高的地方流向压头低的地方。
为了正确掌握油层压力大小、分布及变化规律，需消 除构造因素，即油层埋藏深度对油层压力的影响。由此 提出油层折算压力。
（三）油层折算压力
1、油层折算压力的概念
（1）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 任意水平面。
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3、地球物理测井法： 1）电阻率测井 ② 等效深度法：
等效深度指具有相同孔隙度值， 或者相同有效应力值的两点的深度。
B点：
A点：
由于影响电阻率的因素较多，实际工作中不宜单 独使用电阻率测井法，最好与其它测井法配合。
3、地球物理测井法：
2）声波测井
声波测井所记录的纵向传播 速度主要是岩性和孔隙度的函 数。对泥、页岩而言，声波测 井曲线基本为一条反映孔隙度 变化的曲线。声波传播时间将 随埋藏深度的增加而减少，如 遇高异常地层压力过渡带，声 波传播时间将朝着增加的方向 偏离正常趋势线。据此可确定 高异常地层压力过渡带的顶部 深度与计算储层压力。声波测 井不受井眼大小、地层温度和 地层水含盐量变化影响。故精 度较高、效果较好。
3、地球物理测井法：
3）页岩密度测井
基本原理同页岩岩屑 录井，其方法同电阻率 测井或声波测井。
密度测井受井眼大小 的影响，因此其精度和 效果不及页岩电阻率测 井和声波测井。
强调指出：对一个地区或一口井，应尽最大可 能选用适用于本地区的多种方法进行综合性分 析研究，相互验证，以获得较可靠的结果。
三、油层压力研究
（2）压力梯度法
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
（一）异常压力成因分析 （ 自学）
（三）异常地层压力的预测方法
预测异常地层压力的任务是确定异常地层压力带 的层位和顶部深度，计算出异常地层压力值大小。
高压或超高压油气层周围的泥、页岩，处于正常 压力和异常压力的过渡带，具欠压实特征，密度小， 孔隙度较大。
地球物理特性：电阻率低、声波时差大
钻井特征：可能产生井喷、井漏、井涌及钻井参数
（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。
主要研究油气层的原始地层压力及 投入开发后不同开发阶段的目前地层 压力。
（一）原始油层压力
1、原始油层压力及其分布
指油气层尚未钻开时，即在原始状 态下所具有的压力。通常可以用实测 的具有代表性的第一口井或第一批井 的压力代表原始油层压力。
在正常地质条件下，具统一水动力 系统的油藏，其地层压力分布遵循连 通器原理。可以用计算静水压力的基 本关系式进行计算：
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
（三）异常地层压力的预测方法
2、钻井资料分析法
4）页岩岩屑密度
异常高压过渡带由于页岩欠压 实，页岩岩屑的密度将急剧变小 而偏离正常压实趋势线。
该方法具有方便、及时、准确 的优点。但如页岩中含有大量的 碳酸盐矿物和重矿物时，会影响 解释精度。需进行校正。
另外，钻井过程中的井喷、井 涌等现象也是钻遇异常高压的显 示。
③气柱高度变化对气井压力影响很小，因此，当油藏 平缓，含气面积不大时，油-气或气-水界面上的原始 油层压力可代表气藏内各处的压力。
（一）原始油层压力
2、原始油层压力的确定方法
（1）实测法
完井后，关闭测压的井，观察井口 压力表，待压力不再上升或达到稳定 后，把压力计下入井内油气层的中部， 这时测得的压力即为油气层原始地层 压力。
（三）异常地层压力的预测方法
3、地球物理测井法：
广泛采用的是电阻率、声波、 体积密度测井。
1）电阻率测井
影响地层电阻率的因素有岩石 性质、孔隙度、孔隙中所含流体 矿化度、地层温度等。对纯页岩 而言，电阻率主要受孔隙度的影 响。钻遇高异常压力井段，由于 孔隙度增加，所含地层水数量增 加，页岩电阻率必然朝着电阻率 降低的方向偏离正常趋势线。偏 离正常趋势线的位置即为高压异 常过渡带顶部位置。
（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
多井生产时，会产生干扰， 原有的渗流场发生变化而产 生一个新的渗流场。此时， 任意一点处的压力就是油层 上各井在该处所引起的压力 叠加。
由于油藏中油层地质结构 复杂且非均质，实际的油层 静止压力分布是复杂的。有 效方法是编制油藏某一开采 时期的油层静止压力等压图。
（一）原始油层压力
3、原始油层压力等压图的编制与应用
（2）用途：油气勘探、开发全过程
D、计算油藏的弹性能量
弹性能量指油层弹性膨胀能排出的流体量。
若要了解油藏弹性能量的大小，只需将该油藏 的原始油层压力等压图与饱和压力等压图重叠， 即可求出油藏不同部位的弹性压差，进而计算出 相应的弹性能量。
（二）目前油层压力
二、异常地层压力研究
（一）异常地层压力的概念
正常条件下，地层压力即为静水柱压力，但由于 多种因素的影响，地层压力很少等于静水柱压力。 通常把偏离静水柱压力的地层孔隙流体压力称为异 常地层压力，或称为压力异常。
常用压力系数或压力梯度表示异常地层压力大小。
① 压力系数法：
P / P 压力系数指实测地层压力（Pf）与同一深度静水
2、钻井资料分析法
2）d指数：
正常情况下，d指数或dc指数随井深增加而增大， 当钻遇高异常压力过渡带时， d指数或dc指数将向 着减小的方向偏离正常压实趋势线。绘制d指数与 深度关系曲线，可用来预测过渡带顶部位置和压力。
（三）异常地层压力的预测方法
2、钻井资料分析法
3）返出钻井液温度：
异常高压带常伴随异常高温带 出现。钻遇到异常地层压力带， 地层温度随深度升高的速度远远 超过了正常情况，因此返出的钻 井液温度有突然增高的现象，据 此判断可能钻遇了高异常地层压 力过渡带。
3、地球物理测井法：
1）电阻率测井
借助页岩电阻率与深度关系曲线计算 相邻储集层地层压力的方法主要有两种：
① 页岩电阻率比值—压力梯度关系曲 线法：
据已钻井资料，绘制研究区页岩电阻 率比值与储层压力梯度关系曲线，作为 预测异常压力的图版。然后在研究井的 页岩电阻率曲线上，确定该井储层的外 推正常趋势值Rn与外推偏离正常趋势 的Rob，求出二者比值。在图版上，用 研究井已确定出的Rn/Rob值求出相应 流体压力梯度Gp值。用储层井深乘以 流体压力梯度值，即得储层预测压力值。
求相邻两井之间某处的静止压 力，一般用线性内插，构造曲率 较大处的井，应用对数内插。
（二）目前油层压力 2、油层静止压力等压图的编制与应用 2）应用：
为油藏开发过程中不可缺少的图件。 具体应用如下： ①求某一时期平均油层静止压力 ②确定地层系数 ③掌握地下流体动态 ④了解油藏开采动态 ⑤了解油层地质特征
1、目前油层压力及其分布
指油藏投入开发后某一时期的地层压力。因油水井生 产和油层中发生的每一点变化都会改变油层压力，因而 油层压力的分析就成为地下动态分析的中心工作之一。
油层静止压力：油田投入生产后，关闭油井，待压力恢 复到稳定状态后测得的井底压力。这一压力在油层的各 个地方和同一地方不同时期都不一样，因此，又称为动 地层压力（Ps）。
油层压力
第一节 地层压力
一、地层压力的几个概念
1、上覆岩层压力：
指上覆岩层骨架和孔隙空间流体的总重量所引起
的压力。
Pr Hrg
上覆岩层垂直高度
上覆沉积物 总平均密度
r f (1)ma
岩层孔隙中流 体的平均密度
岩层平均 孔隙度
岩石骨架的 平均密度
可见，上覆岩层压力随岩石骨架的增厚而加大， 也与岩层及孔隙空间流体的密度大小有关。
地层压力和温度
地层压力和温度：是开发油气田的能量，也是油气 田开发中重要的基础参数。
地层压力和温度的高低，不仅决定着油气等流体的 性质，还决定着油气田的开发方式、开采的特点与 经济成本及油气的最终采收率。同时也是油气的生 成、运移、聚集及储量的大小密切相关。
本章主要讲授内容：
异常地层压力及其预测方法、