油藏工程第四章油气藏压力与温度N.pptx

2020/10/8
《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 Pair s gD
其压力梯度为Gs：
Gs
Ps D
s g
s 2.65g / cm3
Gs 25.94MPa / km
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
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第一节 油气藏压力
油压
套压
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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
Pabs＝Pair＋Pgau
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
常低压更为常见。
四、应力关系方程
Pob (1)Ps Pw
当 0 时，地层岩石就变成了普通固体物质，即变成：
Pob Ps Pair sgD
当 1 时，地层岩石就变成了普通流体物质，即变成：
Pob Pw Pair w gD
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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。
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。
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五、压力系数
r w (1 )s 0.2
w 1.0g / cm3
其压力梯度为Gob：Gob
Pob D
r g
r 2.32g / cm3 Gob 22.74MPa / km
压力梯度形式的上覆压力为： Pob Pair GobD
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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
压力梯度形式的骨架应力为： Ps Pair GsD
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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：
Pob Pair r gD
r 为固体骨架和地层水的混合密度，表示为：
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。
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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
Pob、Pw和Ps三个压力，它们满足下述关系方程：
Pair
Pob (1 )Ps Pw
P
D
Pw Pob Ps
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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。
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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
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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
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第一节 油气藏压力
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
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Pw
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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
w g
D
Pw
因此，流体压力也可以写成： Pw Pair Gw D
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。
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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
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Pw Pair w gD
w —g/cm3
g —m/s2 D —km pw —MPa
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Pob Ps Pw
Pair P
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Ps
D
Pw
Pob
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五、压力系数
地层岩石孔隙中流体的实测压力，矿场上
称 之之 间为 的地关层系压满力足下Pf，式实：测地层压力与静水压力
地层超
Pf Pw c
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；
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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。
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第一节 油气藏压力
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。
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。
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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
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五、压力系数
Pair P
D
0.8 Pw 1.2