第10章 2地层温度与压力

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大地构造性质、基底起伏、岩浆活动、岩性、 盖层褶皱、断层、地下水活动、烃类聚集 等。
但是,起主导作用和具全局性影响的因素是:
大地构造的性质,
如:地壳的稳定程度及地壳的厚度等。
4、影响地温场分布的主要因素
⑴ 大地构造性质
大地构造性质及所处构造部位是决定区域地温场基 本背景的最重要的控制因素:
● 大洋中脊---高地温; ● 海沟部位---低地温; ● 海盆部位---一般地温; ● 稳定的古老地台区---较低地温; ● 中新生代裂谷区---较高地温。
② 油气藏储层性质:即储层的结构特征、润湿性、
连通性、非均质程度,及φ、K、So大小。
③ 油气藏的天然能量类型:如有无边水、底水、气顶,
以及能量的大小和可利用程度等。
第十章 复习思考题
一、基本概念
静水压力 上覆岩层压力 压力梯度 地层压力 压力系数 异常地层压力 折算压力 地温梯度 地温级度 原始油 层压力 目前油层压力
二、主要问答题
1、何谓原始油层压力?简述其来源及分布特征。 2、简述原始油层压力在背斜构造油藏上的分布特点。 3、图示说明折算压头、折算压力及其计算方法。 4、试述异常地层压力的成因。 5、简述异常地层压力的预测方法。 6、简述地壳的地温带划分。 7、地温场与油气生成、分布的关系。 8、简述影响地温场分布的主要因素。
的度数。计算公式如下:
G t to 100 H
G--地温梯度,℃/100m;
t--井深H 处的温度,℃; to--平均地面温度或恒温带温度,℃; H--井下测温点与恒温带深度之差,m。
地温级度:在恒温带之下, 地温每增高1℃时,深度的增 加值,计算公式:
Dt
t
H to
右图为根据东营凹陷133 口预探井资料编绘的地温与 深度关系图。从该图可得地 温与深度的线性关系式:
泥日尔三角洲 洛杉矶盆地
阿尔伯达盆地
撒哈拉盆地
地温梯度 (℃/100m) 4.5-5.0
5.1 4.51 3.91 3.85 4.77
4.00
4.00
第二节 地层温度
二、地温场研究
地温场研究---古地温、地温场分布
地温场 分布
1、地温测量 2、地温场特征 3、地温场与油气分布的关系 4、影响地温场分布的因素
四川盆地(J)
陕甘宁盆地(J) 中南某盆地(E)
渤 黄骅坳陷(E+N) 海 湾 济阳坳陷(E+N) 盆 地 冀中坳陷(Z)
地温梯度 (℃/100m) 2.2-2.3 2.3(2.6) 2.2-2.4(2.7) 2.75(2.8) 3.1(3.25) 3.6-3.8
3.1-3.9
3.7(4.2)
油田或盆地 大庆油田 加瓦尔 布尔干 伊朗库姆
N 3.63 3.32
3.87 4.32
地温梯度 / (℃/l00m)
Ed-Es3
Es4-Ek 前寒武纪
3.61百度文库
4.03
2.55
2.16
3.63
3.76
5.02
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;
下第三系Ed-Es3较高; 下第三系Es4-Ek稍低,
● 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。
● 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。
平行于层理方向较 垂直层面方向的导热 性好,热量容易向岩 层上倾方向集中。
背斜与向斜区热流分布示意图
②断层
研究断层与地温场的关系时,应考虑两个方面: ※ 在主断层线上是否出现地温异常; ※ 沿着断层走向热流是否有变异。
● 一般的封闭性断层或压扭性断层: 因压扭、摩擦产生热量,形成附加热源--地温增高。
第三节 油气藏驱动类型
二、油气藏驱动类型与油气采收率 1、油气采收率及其影响因素 2、驱动类型对采收率的影响
1、油气采收率及其影响因素 油气采收率--采出油气量与原始地质储量的比值。 影响油气最终采收率的因素很多,可分为两大类: 地质因素 和 开发因素。
⑴ 主要地质因素
① 油气藏类型:油气藏类型不同,所能达到的最终 采收率会有很大差别。
深度变化范围一般为15~30m左右。
▲ 恒温带:30m以下深度,不受季节性气温变化的影响。
恒温带的深度各地不同,与当地的纬度、高程、岩性、地表水体的分 布、植被及气候条件等有关。通常用当地常年平均地面温度代替。
▲ 增温带:恒温带之下,地层温度随埋深增加而升高。
3、地温梯度与地温级度
地温梯度:在恒温带之下,埋藏深度每增加100m地温增高
第十章 地层压力和地层温度
第二节 地层温度
一、概述 研究地层温度的主要意义
地壳的地温带划分 地温梯度与地温级度
二、地温场研究 地温测量
地温场特征 地温场与油气分布的关系 影响地温场分布的主要因素
一、概述
1、研究地层温度的主要意义
① 现代生油理论认为地温是有机质向油气演化过程中最 为重要、最有效的因素; ② 油田开发中,温度对岩石性质、地下流体性质(如粘度、 天然气的物理状态、油水互溶性)钻井过程中钻井液的性质、油气 藏增产措施、提高采收率措施等有重要影响;
第三节 油气藏驱动类型
一、油气藏驱动能量(驱动方式) 二、油气藏驱动类型与油气采收率
一、油气藏驱动能量(驱动方式)
天然驱动能量
(重点讨论)
油层岩石和其中流体的弹性能 含水区弹性能和露头水柱压能 油藏含油区内溶解气的弹性能 油藏气顶的弹性膨胀能 油藏的重力驱动能
人工驱动能量
注水采油 热力采油--注入热水、蒸汽等 生物采油
4、影响地温场分布的主要因素
⑷ 岩性(岩石的导热能力)
导热能力可用导热率表示。岩石的导热率大,地球深处 热量向上传导能力强,岩层剖面上地温梯度大。
岩浆岩、碎屑岩的导热率 > 碳酸盐岩; 基岩>盖层; 盐岩>石膏>泥岩; 砂岩>泥岩 ● 岩性差异导致了纵向上不同组段地温梯度明显变化; ● 随地层埋深和年龄增加,地温梯度总体呈下降趋势。
100m深处温 度曲线在油藏 正上方显示出 升高趋势。
前苏联的什罗卡盆地内油田上地温剖面图
★ 导致烃类聚集上方地温异常的主要原因: ● 首先,油气藏本身提供了附加热源: 主要来自:烃类需氧和乏氧的放热反应、 和放射性元素的集中等。
● 盖层的导热性差,阻止热量向上扩散; ● 顺层面比垂直层面更易于传播(对褶皱而言);
③ 理论和实际资料研究证明,油气田上方常常存在地温 的正异常,利用地温场的局部正异常可以寻找油气田;
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,
地壳厚度对地温也有重要影响。 如我国东部地区地壳普遍薄于西部,故东部各盆地的 地温及地温梯度一般均高于西部。
中国东西向地壳厚度变化与地温关系示意图(据王钧等,1990)
⑵ 基底起伏
● 由于基底的热导率往往高于盖层, ---深部热流向基底隆起处集中, 使基底隆起区具有高热流、高地温梯度特征, 坳陷(凹陷区)具有低地温特征。
东营凹东陷营系凹统测陷温系井统温测度与温深井度关系图 温度与深度关系图
⑵ 地温场平面展布
---编制地温梯度等值线图或某一深度地层温度等值线图
陈南断层
东营凹陷地温梯度(℃/100m)等值线图(杨绪充,1984)
地温梯度等值线与区域构造轮廓基本一致。
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。
2.55℃/100m; 前寒武系较低,2.16℃/100m
这种变化主要受各段 岩石热导率控制。
温 度/℃
500 40 60 80 100 120 140 160
1000
1500
2000
2500
深 度 3000 /m
3500
滨试6 滨258
坨29 滨99
稍高 较高
东风1 稍低
4000
较低
4500 东风2
t 0.036H 14
▲ 地温梯度:3.6℃/100m ▲ 平均地面温度:14℃
东营凹陷地温与深度关系图
(据杨绪充,1984)
★ 地球的平均地温梯度3℃/100m --正常地温梯度。
<3℃/100m--地温梯度负异常; >3℃/100m--地温梯度正异常。
油田或盆地 准噶尔盆地(T-J)
酒泉盆地(E+N)
外推法求静止地层温度
2、地温场的分布特征
地温梯度在纵向上、平面上都具有明显的规律性变化。
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
⑸ 构造条件
沉积盖层的褶皱构造--对地温场具有明显的影响; 断层--可以使地温升高,也可以使地温降低。
① 盖层褶皱
热流传导具各向异性:顺层面比垂直层面更易传播。 背斜使热流聚敛,向斜使热流分散。
地温和地温梯度由背斜两翼向其轴部或核部增高: --背斜顶部地温梯度大,翼部地温梯度小。 --两翼倾角越陡,背斜顶部与两翼的温差就更大。
岩浆活动对现今地温场的影响,主要从2方面考虑:
① 岩浆侵入或喷出的地质年代: 时代越新,所保留的余热就越多,对现今地温场的 影响就越强烈,有可能形成地热高异常区。
② 侵入体的规模、几何形状及围岩产状和热物理性质等 如:冷却速率与岩浆侵入体半径的平方成反比; 冷却的延续时间与岩体半径平方成正比: ---岩体半径增大1倍,冷却时间延长4倍。
相应地温为60~150℃,且大多数不超过100℃。
⑶ 油气田位置与地温场分布关系
▲ 含油气盆地内地温低的一般为油田,地温高的一般为气田 ▲ 油藏周围的温度比油藏本身要低; ▲ 气藏分布的构造高点处地温明显升高。
四川隆昌某气田构造剖面及地温剖面
4、影响地温场分布的主要因素
实际资料表明,地温场是很不均一的。 影响地温场的主要因素有:
● 地温异常与重力异常相当吻合--重力异常是基岩埋深的反映: 两者的低值区同处于凹陷内部、 两者的高值区同处于凹陷的边部和基岩潜山凸起带。
---地温分布在平面上与基底起伏密切相关。
东营凹陷布格重力异常(mGal)图(据杨绪充,1984)
东营凹陷地温梯度(℃/100m)等值线图(杨绪充,1984)
⑶ 岩浆活动
● 另外,流体向上渗溢时将油气藏中的过剩热量 带至浅部和地表。
4、影响地温场分布的主要因素
⑺ 地下水活动(循环)
由于地质条件和水文地质条件的差异,地下水与围岩 温度场的相互关系复杂多变。
● 区域性地下水循环将深部热水带至浅层, 使地温普遍增高,地温梯度变大。
● 地下水活动可引起围岩温度降低: 地表水补给、径流条件良好,地下水侧向活动强烈。 如华北盆地西部山前在相当深度内呈现低温状况。
第十章 地层压力和地层温度
(结束)
第三节 油气藏驱动类型
油气藏驱动类型:指地层中驱动油、气流向井底以 至采出地面的能量类型。(也称驱动方式) ★★
油气藏的驱动类型:
→决定油气藏的开发方式以及油气井的开采方式, →直接影响油气开采的成本和油气的最终采收率, 因此,投入开发之前,必须尽量搞清油气藏驱动类型。
1、地温测量
⑴ 关井实测:在打开油层的第一批探井中实测。
关井一段时间后测量,从上到下以10米间隔测量。 连续测量装置(最高水银温度计或电阻温度计)
⑵ 外推法:测温前,循环井内泥
浆,计下循环泥浆耗时 t;循环停止 后,下入温度计,并计下钻井液停止 循环后到温度计到井底(或研究深度) 的时间△t;最后,起出温度计并读 取温度(测量次数3次以上)。将直线外推 到无限远时间(△t/(t+△t)=1),直线 与纵轴交点为静止地层温度。
● 一般的开启性断层:可作为地下水循环通道, ▲ 将近地表及浅处低温地下水引至深部--地温降低; ▲ 或因深部地下水沿断层上升--地温增高。 --应视具体情况区别对待。
⑹ 烃类聚集--油气分布
烃类聚集(油气田)上方往往存在地温高异常(地温梯度高); 而且,气田区高于油田区。 ▲ 地温异常很微弱,一般为0.2~4.5℃左右; ▲ 相当普遍地分布在油气田上方的浅部和地面。
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