地层温度与压力

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
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 的度数。计算公式如下：
t to G 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：
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。
●
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。
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。
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。 相应地温为60～150℃，且大多数不超过100℃。
●
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
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)
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。
第二节
一、概述
地层温度
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 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；
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。
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)； 另外，流体向上渗逸时将油气藏中的过剩热量
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。
H Dt t 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：
t 0.036H 14
▲
▲
地温梯度：3.6℃/100m 平均地面温度：14℃ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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。
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。 火成岩、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。
一、油气藏驱动能量(驱动方式)
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
天然驱动能量
（重点讨论）
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
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
准噶尔盆地 (T-J) 酒泉盆地 (E+N) 四川盆地 (J) 陕甘宁盆地 (J)
注：括号中的数值为最大地温梯度值。
第二节
地层温度
二、地温场研究 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
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，待井内流体温度与围岩原始温度一致时测量。 ⑵ 外推法：测温前，循环井内泥
●
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。
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。
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。
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。
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压力。
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。
温度/℃
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， 2.55℃/100m； 前寒武系较低，2.16℃/100m
500 1000 1500 2000 2500
40
60
80
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。 ④ 原油和天然气的性质：如组成成分、原油粘度，气油 比；气田的天然气中含其它气体水化物情况等。
⑵ 主要开发因素
① 开发方式，即选择消耗性开发方式(天然能量)，还是 选择注水、注气、干气回注等哪一种补充能量方式； ② 布井方式，即采用何种布井方式和井网密度的大小；
边缘注水--水井位于油水边界附近； 面积注水--将注水井和油井按一定几何形状和密度均匀布 置于整个开发区--四点、五点……等面积注水。 切割注水--利用注水井排将油藏切割为若干区(独立开发)
③ 开采的技术水平和增产增注的效果； ④ 二、三次采油和提高最终采收率的方法及效果。
三、油气藏驱动类型与油气采收率
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。 恒温带：30m以下深度，不受季节性气温变化的影响。 增温带：恒温带之下，地层温度随埋深增加而升高。
2、驱动类型对采收率的影响
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
陈南断层
东营凹陷地温梯度(℃/100m)等值线图(杨绪充，1984)
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 地温场平面展布
2、地温场特征
地温梯度的纵向变化；
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：
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。
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
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： 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。