第10章 1地层温度与压力
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。
开发地质学课件 第十一章压力、温度
原始地层压力等值图
油田开发到某一时刻 的地层压力等值图
原始地层压力等值图上，压力等值线大致上与构造 线平行，某一时刻的压力等值线图上，压力等值线 与构造线相交，对比两张图，可以分析出不同井区 地层降低的幅度，为注水补充地层能量提供依据。
16.00 14.00 12.00 10.00
8.00 6.00 4.00 2.00 0.00
Pr 上覆岩层压力，Pa； H 上覆岩层的垂直高度，m；
r－上覆地层的总平均密度，kg / m3；
g－重力加速度，9.8m / s 2。
静水压力表达式：
PH Hw g
PH 上覆岩层压力，Pa； H 静水柱高度，m；
w－上覆地层的总平均密度，kg / m3；
g－重力加速度，9.8m / s 2。
第二节 地层温度 研究地层温度的意义？
地壳划分为三个地温带： 温度日变化带 温度年变化带 恒温带
有关概念： 地温剃度
图7-2 新庄地区深度与温度关系
通常情况下， 随着地层深度 的增加，温度 上高，称线性 关系。
T a bH
T 地层压力，℃；
H 油层海拔高程，m；
a、b－系数。
第十二章 石油及天然气储量计算
探明储量：
在油气田评价钻探阶段完成后或基本完 成后计算的储量，并在现代技术和经济 条件下，可以投入开发，并能获得经济 效益的可靠储量。
早期油藏与高山供水区连通，属正常压力系统， 后期由于断层作用和地层的抬升、剥蚀，油层 与供水区隔绝，但仍保持了原来深度的压力， 就造成了异常高压。
4、刺穿作用造成的异常压力
在不均衡的 压力作用下， 塑性岩层在 发生刺穿作 用后，使一 些软岩层发 生变形，降 低孔隙度， 造成异常高
第10章 水淹层测井解释技术
对于Rwz＜Rw类水淹层，如注入水为矿化度比地层水的还要高的
盐水，油层水淹后，Sw和Rwz的增加均使水淹层电阻率比未水淹的油 层电阻率要降低很多。且水洗强度越高，水淹层电阻率越低。故用电 阻率的降低能可靠判断水淹层。
％～13％)，因而孔渗好的岩石孔隙度，可能有一定程度的增加，而岩
石渗透率明显增大。 故在距注水井近、水洗程度高的井中，水淹层的渗透率要比距注
水井较远的、水洗程度低的井有明显的增高。
一、水淹油层的特征
（3）孔隙度和渗透率的变化
河南油田相邻两井水洗后，油层岩心资料与相同层位的原始状态油层岩
心资料对比表明： 粒度中值大于0.25mm的中细砂岩，水洗后的渗透率比水洗前增加1.2倍～
一、水淹油层的特征 2、水淹油层的电性特征
油层水淹后，储层的电阻率、自然电位、声学性质以及核
物理性质等物理性质均会发生变化。而且地层性质、注入水的
含盐量与注入量不同，这些测井参数的变化规律也不同。研究
水淹油层的岩石物理性质变化，对于应用测井资料准确地评价 水淹层具有极重要意义。
一、水淹油层的特征
注入水同油层中粘土矿物的作用很复杂，它同注入水性质、粘土矿物的
性质、分布状态及含量等有关。不同的油田，这种作用也不尽相同。而且注 入水同粘土矿物的作用，是注入水引起油层物理参数发生变化的重要原因。
因此，研究地区注入水同油层粘土矿物的作用，对于研究注入水后油层的物
理参数变化和评价水淹层具有十分重要的意义。
1.7倍；
粒度中值在0.15mm以下，渗透率小于0.065的含油细砂岩、粉细砂岩，水 洗前后油层的渗透率、孔隙度无明显变化。
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。
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。
22第8章 地层温度和地层压力
质年代；岩浆入体的规模。
4）岩性：不同的岩性具有不同的热导率，低热阻率，高 地温梯度整体呈下降趋势。这是由于岩石密度往往随埋深 和年龄增加而增大，岩石的导热率也相应增大。
热导率者，地层梯度较小。随地层埋藏深度和年龄的增加，
5）盖层褶皱：构造顶部温度高于翼部。顺层面热流比 垂直层面更易于传播，背斜使热流聚敛，向斜使热流分 散。石油和天然气的聚集往往受背斜构造控制，而地温 异常又能反映地下地质构造，所以，地温法可以通过寻 找构造而间接寻找油气藏。
2）压力梯度GP表示异常地层压力的大小。
水的密度为1000kg/m3 ， 其静水压力梯度约为0.01MPa/m
当GP=0.01MPa/m时，正常地层压力 当GP>0.01MPa/m时，高异常地层压力 当GP<0.01MPa/m时，低异常地层压力
2.异常地层压力的成因分析 1）成岩作用 （1）泥、页岩压实作用
2.哪些因素会造成地层异常高压？
（3）硫酸盐岩的成岩作用 石膏 无水石膏，析出大量水，在封闭的 地质条件下，这些水积蓄起来，增加孔隙流体压 力，使地层具高异常地层压力；
无水石膏 石膏，体积发生膨胀，因此， 石膏的水化作用在封闭的地质条件下，将促使高 异常地层压力的形成。
2）剥蚀作用
剥蚀面 B层 高压异常 A层 低压异常
3）断裂作用 ①如图a所示，油层与地面 供水区连通时为正常压力
压实过程中排液通畅，正常地层压力；压实过程中排
液不畅时，出现欠压实，产生高压异常。
正常压实
欠压实
（2）蒙脱石的脱水作用
粘土矿物的蒙脱石含有大量的
晶格层间水和吸附水,在成岩作用 过程，随着埋深不断加大，地层温 度也不断升高，当温度达到蒙脱石 的脱水门限时，蒙脱石将释放大量 的晶格层间水和吸附水，并向伊利 石转化，如果这种排水被限制在一 个封闭的体系中，必然造成地层孔 隙压力的升高，形成异常高压。 蒙脱石的脱水作用与泥页岩的 欠压实作用同时出现。人们认为蒙 脱石的脱水作用不能作为高异常地 层压力形成的一个独立的、根本的 原因。
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 五 章 地层压力和地层温度08
因此，实测不同海拔的原始地层压力
→ 作出压力随海拔高度变化的关系曲线(直线) → 对新钻井，只要准确测得深度，可根据关系曲线 查得该井的原始地层压力。
俄罗斯地台
某油田上泥盆统
油藏原始地层压 力与平均埋藏深 度关系曲线。
压力与深度关系曲线
（据B·A·特哈斯托维，1975）
⑶ 计算法--对于新勘探或新开发油气藏 如果钻井的海拔高度和深度已知，且测定了原油、地 层水或天然气密度： ● 应用静水压力公式计算原始地层压力；
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
ρo=0.85×103kg/m3
2井(4井)原始油层压力＝油水界面压力值－油水界面至 井底油柱重量产生的压力＝ 6.17MPa 2井油柱高度741.2，液面海拔-500+741.2=241.2m 低于井口海拔(+350m)，原油不能自喷 4井油柱高度741.2，液面海拔-500+741.2=241.2m 液面海拔241.2m，高于井口海拔(+100m)，为自喷井
150
140
130
140 130 120 110 -700 120 140
-120 0 -11 00
-900
120
-11 00
-7 00 -900
构造等高线
等压线
断层
井点
某油田原始油层压力等压图
⑵ 原始油层压力等压图的应用--主要有4个方面
① 通过等压图预测新井的原始油层压力
--便于在探井设计中确定新钻井的套管程序与钻井液密度。
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。
地层压力组成
地层压力组成
地层压力主要由以下三部分组成：
静液压力：由地层中静止的流体产生的压力，它与地层深度和流体密度有关。
孔隙压力：由于地层中的孔隙和裂缝中的流体产生的压力，它与孔隙和裂缝的大小、形状以及流体的性质有关。
弹性压力：由于地层岩石的弹性变形产生的压力，它与岩石的弹性模量、泊松比以及地层岩石的变形情况有关。
在实际的地层压力分析中，需要综合考虑以上三部分压力的影响。
除了以上三部分地层压力，地层压力还可能受到其他因素的影响，例如地层中的化学物质、温度和压力梯度等。
地层中的化学物质可以影响地层压力，因为它们可能会与地下流体发生化学反应，从而改变流体的性质和压力。
例如，地下流体中的气体可以与岩石中的某些矿物发生反应，释放出能量并改变流体的压力。
温度和压力梯度也可以影响地层压力。
随着地下流体温度的升高，其体积会膨胀，从而增加地层压力。
此外，地层压力梯度也会影响地层压力，因为流体在向井筒流动时，由于压力梯度的存在，会使得流体在地层中产生额外的压力。
综上所述，地层压力是由多种因素综合作用的结果。
在实际的地层压力分析中，需要综合考虑以上因素的影响，以得到准确的地层压力预测和评估。
地层压力和地层温度
2、油层静止压力等压图的编制—一般了解
★
▲ ▲ ▲
油层静止压力的获取：
在油井中 →定期测压力恢复曲线； 在水井中 →定期测压力降落曲线； 将不同时期压力值换算为同一作图时期压力值
(换算时多采用油藏平均压力递减曲线法);
▲
相邻两井之间某点油层静止压力— 一般采用线性内插法求取。
100 90 80 80 70 60
第一节 地层压力
一、有关地层压力的概念 二、原始油层压力研究 三、目前油层压力 四、油层折算压力 五、异常地层压力研究
第一节 地层压力
一、有关地层压力的概念
★★
1、静水压力--指由静水柱造成的压力。
PH H w g
★
PH--静水压力，Pa； ρW--水的密度，kg/m3； H--静水柱高度，m； g--重力加速度，9.8m/s2。
五、异常地层压力研究
r处地层 压力 油层静止压力PS 井底流动压力
研究点与井筒轴距离
油井供给半径
压降漏斗示意图
⑵ 多井生产时油层静止压力的分布
多口井同时生产时产生相互干扰。此时，任意一点的压力 是油层上各井(产油井、注水井)在该处所引起压力的叠加。
油藏中任一点A压力降落 △PA＝△P1+△P2+△P3
A
总的压降漏斗
3口井同时生产油层压力分布示意图
原始油层压力分布示意图
2井(4井)原始油层压力＝油水界面压力值－油水界面至 井底油柱重量产生的压力＝ 6.17MPa 2井液面海拔240.7m低于井口海拔(+350m)，原油不能自喷 4井液面海拔240.7m高于井口海拔(+100m)，为自喷井
ρo=0.85×103kg/m3
7.84MPa 天然气 原油 水
【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)
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▲ 测压水位影响形成的异常压力重要程度不及与封闭地质环境有关的异常压力。
低异常地层压力成因：页岩减压膨胀，温度降低；
(三) 异常地层压力预测方法
◆
预测异常地层 压力的任务
▲ ▲
确定异常压力带的层位和顶部深度
计算出异常地层压力值的大小
异常地层压力部位特点：(异常)高压油气层周围的泥、 页岩层处于从异常压力到正常压力过渡带上，该过渡带的 泥、页岩由于欠压实而具有某些特征：
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，常用Pf 表示。
含油气区内，地层压力被称为油层压力或气层压力。
5、压力系数
--实测地层压力(pf)与同一地层深度 静水压力(pH)的比值。 ★
pf p pH
6、压力梯度--每增加单位深度所增加的压力，单位Pa/m。
如：上覆岩层压力梯度、静水压力梯度
象可判定地下存在高异常地层压力过渡带。
⑵ d 指数或dc指数
影响钻速的因素较多，为了较准确反映钻速与高异常地 层压力间的关系，必须消除其他因素对钻速的影响。 Jorden和Shirley(1966)提出用d指数替代钻井速度
(d指数是用来标定钻进速度的)。
d指数计算公式： m lg 0.054 N d P lg 0.672 D
具体应用时，应尽可能选用多种方法进行综合分 析，相互验证，以获得较可靠结果。
高异常压力过 渡带顶部位置 约在3749m
综合利用各种资料预测异常地层压力(据Fertl和Timko，1970)
异常压力的其它钻井资料判断方法：
除上述4种方法(钻井速度、d指数、
返出钻井液温度、页岩岩屑密度)之外；
钻井过程中的 井喷、井涌、
● 正常压实下：页(泥)岩的孔隙度随 埋深增加而减小，电阻率随埋藏深度的 增加而加大。
● 高异常压力井段：由于孔隙度增加，
其中所含地层水数量增加 →电阻率向降低方向偏离正常趋势线。
墨西哥湾岸某井的页岩 电阻率曲线(据瓦尔特，1976)
⑵ 声波测井—常用于预测异常地层压力
声波的纵向传播速度主要是岩性 和孔隙度的函数。对页岩或泥岩， 声波测井曲线基本上为一条反映孔 隙度变化的曲线。
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线。
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。 右图两条曲线均较清晰地反 映出高异常地层压力过渡带的 顶面约在3352.8m处，这两种 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。
转盘扭距突然增大、 起钻时阻力加大 等现象， 均可作为钻遇高压异常的显示。
二、异常地层压力研究
(四)研究异常地层压力的意义--- 一般了解
1、研究高异常地层压力与油气运聚之间关系， 指导找油、找气 2、预测异常地层压力，实现平衡钻井
●
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：钻井液性能、套管程序。
● ● ●
油、气等流体的性质； 油气田开发的方式； 油气的最终采收率。
地层压力分布、驱油动力、油层温度的变化： 对合理开发油田具有十分重要的意义。
第十章
第一节
地层压力和地层温度
地层压力
★★★★ ★ ★ ★
第二节
地层温度
第一节
地层压力
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
第一节 地层压力
Φ
P
Pf S
1、成岩作用。成岩过程中造成高压异常的主要因素有：
▲
蒙脱石的脱水作用
蒙脱石
热力失去结合水
伊利石＋自由水→水V↑ 压力↑
T, t
蒙脱石
▲
伊利石
硫酸盐岩的成岩作用 ●石膏(CaSO4· 2H2O)向无水石膏(CaSO4) 转化时析出大量水，封闭条件下→高压异常；
●
无水石膏水化变为石膏，体积发生膨胀(15～40%)。
→ 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。
⑶ 返出钻井液温度--异常高压带常伴有异常高温带出现
在钻遇高异常地层压 力过渡带时，地层温度远 远超过了正常情况，钻井
液出口的钻井液温度突然
增高，该现象可判断钻遇 高异常地层压力过渡带。
返出钻井液温度与井深关系曲线
密度测井 岩屑
页岩密度资料分析对比
（据 Fertl 和 Tomko，1970）
3、钻井资料分析法
钻井速度、d指数、返出钻井液温度、页岩岩屑密度
⑴ 钻井速度
在正常压实的砂、页岩剖面中，当钻压、转速、钻头类型 以及水力条件一定时，随井深的增加，页岩的钻速减小。
钻入高异常地层压力过渡带，钻速立即增大。根据该现
断裂作用→把深部高压气 层与浅层油藏勾通，形成一 个统一的压力系统。
油层压力将显著高于按井 深H计算出的静水压力。
断裂勾通深部高压气藏所形成 断裂作用→局部应力集中， 的浅部油层高压异常示意图
孔隙减少，流体压力增大。
5、刺穿作用
在不均衡压力作用 下，塑性岩层发生侵入、 刺穿作用，使上覆一些 软的页岩和固结的砂层 发生挤压与断裂变动， 从而减少孔隙容积，使 其中流体压力增大而形 成高压异常。
3、剥蚀作用—古压力作用
地层上升剥蚀，但原有油藏未受破坏，仍保持原始油藏 压力。相对现今地表，油藏压力过剩现象。 原始地貌 现今地貌
4、构造断裂作用
油层和地面供水区连通时 为正常压力；
▲
发生断裂，切断油藏与供 水区联系；且由于剥蚀作用使 油藏埋深变小，油藏中保持原 来压力值，造成高压异常；
▲
(H1＜H)
υm--钻速，m/h
N--转速，r/min P--钻压，t D--钻头直径，mm
1 dc d 2
ρl--正常地层压力下钻井液密度
ρ2--实际使用的钻井液密度
●
正常压实情况下： c深度↑， d(dc)指数↑。
d指数与d 指数曲线对比
●
钻遇高压异常过渡带时，深度↑，d(dc)指数↓
偏离正常压实趋势线。
过渡带岩石密度较小、 孔隙度较大→电阻率低、 声波时差大。 钻入过渡带时，可能产生 井喷、井漏、井涌及钻井参 数出现异常等现象。
异常地层压力预测方法——一般了解 ---预测砂/泥岩剖面异常地层压力方法
▲
▲ ▲
地球物理勘探方法
地球物理测井方法
★
★
钻井地质资料分析法
★★
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
第一节
地层压力
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
二、异常地层压力研究
研究和预测压力异常的意义：对认识油层能量特征，评 价油气藏形成条件，指导安全生产、保护油气层等极为重要
(钻遇压力异常低时易产生井漏；钻遇压力异常高时易产生井喷)。
(一) 异常地层压力的概念
异常地层压力--偏离静水柱压力的地层孔隙流体压力。
≈23.9㎫
流体密度差形成异常地层压力
7、渗析作用
在粘土或页岩地层两侧液 体的含盐浓度不同时，浓度 低的液体以粘土或页岩作半 渗透膜，向浓度高液体渗流， 而产生渗析压力。在封闭的 地质环境中，形成高压异常。
8、测压水位的影响
1井 2井 实测压力＜计算压力 实测压力＞计算压力 测压面
若测压水位高于井口海拔高度→油井显示高压异常； 若测压水位低于井口海拔高度→油井显示低压异常。
习题四 油气田地质剖面图的编制
1、预习教材217-218页及习题册有关内容； 2、上习题课时，需要带以下文具： 习题册； 直尺 量角器 计算器 彩笔 铅笔 厘米方格纸25×35cm； 3、上课地点：勘探馆3047 4：上课时间： 第13周 时间地点不变
橡皮
第 十 章 地层压力和地层温度
地层压力、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，决定着： NhomakorabeaP
Pf
(二) 异常地层压力的成因分析
大量研究、实验、分析后认为，异常地层压力的成因 多种多样，主要有：
▲ ▲ ▲ ▲ ▲
成岩作用 热力和生物化学作用
构造作用(断裂、剥蚀、刺穿）
渗析作用 流体密度差异 ……
1、成岩作用。成岩过程中造成高压异常的主要因素有：
▲
泥页岩压实作用
正常压实→正常地层压力 欠压实→高压异常。
◆
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，随埋深增加， 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增加。
在尚未钻探地区，利用地震勘探法： ※ 可确定异常压力过渡带的 层位与顶部位置， ※ 获得钻探目的层的压力数据， 为探井设计提供依据。
（据Wilson和Bush，1973）
⑷ 页岩岩屑密度
在异常高压过渡带，欠压实→ 页岩岩屑的密度急剧变小而偏离正 常压实趋势线。 该方法简便、见效快、精度高
▲
4114.8m
注意，当页岩中含有大量碳酸
盐矿物和重矿物时，将影响解释精 度，所以，应当对碳酸盐矿物和重
矿物的含量进行校正。
页岩岩屑密度与井深关系曲线
一、有关地层压力的概念
★★
1、静水压力--指由静水柱造成的压力。
PH Hw g
★
PH--静水压力，Pa； ρW--水的密度，kg/m3； H--静水柱高度，m； g--重力加速度，9.8m/s2。