《油气田开发地质学》复习

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三、流体基本渗流特征
(一)、润湿性
1、概念：润湿性系指液体在表面分子力作用下在固体 表面的展开能力，是流体和固体之间表面能作用的结果。
液滴在固体上的形状
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液
2、类型
固
固— 液
润湿性示意图
固 固—液 液 cos
附着张力
润湿接触角θ= 0°，完全润湿 润湿接触角θ< 90°，润湿 润湿接触角θ= 90°，中性 润湿接触角θ> 90°，不润湿
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(二)、油层微构造
1、概念：微构造指在总的油藏构造背景上油层本 身的微细起伏变化所显示的局部构造特征的总称。
•正向微型构造(小高点、小鼻状构造、小断鼻)
•负向微型构造(小低点、小沟槽、小断沟)
3、成因
(1）顶面微型构造主是由于砂体沉积后差 异压实作用造成。 （2）底面构造中的低点和沟槽两种负向地 形主要是沉积过程中河流下切作用造成。 (3)其它构造作用和构造背景影响
发育方向：水平（X方向、Y方向）、垂直渗透率（Z方向）
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(二)、储层性质 2、储层非均质性（Reservoir Heterogeneity）
概念：储层非均质性是指由于沉积作用、成岩作用及
构造改造等作用所形成的油气储层在空间分布及内部各种 属性上表现出的不均匀变化。 这里所说的宏观非均质性主要是指岩性、物性、含油性以及 砂体连通程度在纵横方向上的变化。
正旋回：由下向上变细，物性变小，厚度变薄； 反旋回：由上向下变细，物性变小，厚度变薄； 复合旋回：正、反旋回的不同组合。
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砂体连续性和平面非均质
砂体连续性与平面非均质性是指一个储层砂岩体的几何 形态、大小尺寸、连续性和砂体内孔隙度、渗透率等参数 的空间分布，以及孔隙度、渗透率的空间分布所引起的非 均质性，这些因素直接关系到注入剂的平面波及程度。
Nk Kmax / Kmin
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层间非均质性 概念：是指某一单元内各砂层之间垂向差异性的总体特征，研 究单元可以是小层范围或油组范围甚至到段、组级别。层间非 均质性是选择开发层系、分层开采工艺技术等重大开发战略的 依据。 （1）沉积旋回性
沉积旋回性是不同成因、不同性质储层砂体和隔夹层按一定 规律序叠置的表现，是储层层间非均质性的沉积成因。
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(二)、储层性质
1、物性特征
（1）孔隙度
总孔隙度、有效孔隙度，成因类型：原生、次生孔隙
（2）渗透性
绝对（空气）渗透率:是指当只有任何一相(气体或单一液体)在岩石孔隙
中流动而与岩石没有物理、化学作用时所求得的渗透率。通常则以气体渗 透率为代表,又简称渗透率。
有效渗透率:多相流体共存和流动于地层中时,其中某一相流体 在岩石中的通过能力的大小,就称为该相流体的相渗透率或有 效渗透率。
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层内非均质性
层内非均质性：是指单砂层垂向上储层性质的变化，是控制和影 响砂层组内一个单砂层垂向上注入剂波及体积的关键因素。
（1）粒度的韵律性 单砂层内粒度在垂向的变化序 列：正、反、复合韵律 （2）最大渗透率所处位置
一般情况下与上述粒度一段
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（3）层内非均质定量评价方法
以渗透率为主线配合其他参数，统计层内非均质程度，作 平面分布图，分析层内非均质参数平面变化规律和控制因 素，常用的参数有：
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第三章 油藏动态地质特征
1、油田开发方式，油藏驱动方式和能量
第 2、油田注水应考虑的地质因素 三 3、影响油层吸水的因素，吸水剖面和产液剖面
的地质意义
章 4、不同韵律油层驱油效果差异 总 5、注水开发中层间差异的主要特征
6、注水开发中平面差异的主要特征
结 7、注水开发中储层性质变化的主要特征
挥发油对油藏压力保持有严格要求，油藏压 力要高于泡点压力
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3、流体性质对油藏开发的影响
（3）油层温度：是原油粘度最敏感的因素，提高原油温度， 如注入热水，可以显著降低原油粘度，提高其流动性。反之， 当采用小井距开采并注入冷水时，会使原油粘度明显增大， 影响油层产能。
（4）地层水性质：地层水总矿化度越高，水型越单一，反 映水动力条件越弱，对油气保存越有利。因此，油藏内地层 水矿化度高值区是油气开发有利地区。
低含水阶段 中含水阶段
0%-25% 25%-75%
（二）按油田产量变化
高含水阶段 75%-90%
油藏投产阶段
特高含水阶段 90%以上
高产稳产阶段
产量递减阶段
油藏低产阶段
（四）按油田开发工作任务
（三）按油田产量变化 油藏投产阶段
油藏评价阶段 开发设计阶段
高产稳产阶段
方案实施阶段
产量递减阶段
管理调整阶段
2、绝对渗透率——渗透率的大小只和多孔介质性质有关， 而和流体性质无关，这就是常用的空气渗透率，被认为是 绝对渗透率。
3、相对渗透率——相对渗透率是有效渗透率与基础渗透 率之比。
Kro=Ko/K Krw=Kw/K
常见的有油水两相相对渗透率曲线，表现了在不同的含水 饱和度条件下油相和水相相对渗透率的变化，是研究注水 开发油藏的最基本的关系。
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2、基本问题： （1）油藏内部结构及性质 2）开发过程中油藏性质变化 （3）剩余油分布规律
3、研究目标： 为开发方案设计、部署、方案调整、提高油气采收 率服务,实现正确的油藏管理。
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油藏开发阶段划分
（一）按油田开发方式
（四）按油田综合含水
1、一次采油阶段（弹性开采） 2、二次采油阶段（注水开采） 3、三次采油阶段（化学驱）
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非湿相驱湿相为“驱 替过程”。湿相驱非 湿相则为“吸吮过 程”。
亲水岩石水驱油为吸 吮过程，亲油岩石水 驱油为驱替过程。
亲油岩石水驱油的驱替过程
亲水岩石水驱油的吸吮过程
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(三)、油水相对渗透率
1、渗透率的物理定义——单位体积的岩石让流体通过的 孔隙平均截面积。单位是10-3μm2 或μm2，它本身是统计 的、又是平均的概念。
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4、溶解气：在地下原始状态下溶解于油中的气，当地层
压力低于其饱和压力时，从油中释放出来形成游离气。 5、气顶气：指呈游离状态分布于油藏构造顶部的天然气。
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二、油藏流体性质
1、反映流体性质的参数 原油：密度、粘度、含蜡量、含胶量、凝固点；饱和压力、 气油比、体积系数、组分等； 天然气：密度、甲烷、重烃等； 油田水：化学成分、总矿化度、水的物理性质、水型等。 以上参数中最重要的密度、粘度和凝固点，分析其是否属 重质稠油类或高凝油类。
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2、影响流体性质的地质因素
（1）烃源岩：烃源岩干酪根类型、热演化程度、生烃与 排烃期等因素。它们是决定原油性质的内在因素。
（2）断裂活动对原油性质的影响 开启断层使油藏遭受破坏，是流体再分配的通道，原油性质 变差，缺乏轻质油和天然气，地层水矿化度低。
原因是氧化作用和轻质油及天然气逃散以及地表淡水的补给。 封闭断层附近原油性质好，地层水矿化度高。
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(3)油气运移对流体性质的影响 一般来说，油气运移的距离越长，重新聚集的次数越多，原 油轻质组分散失越多，油质变差。
（4）次生变化：是指构造运动或运移作用使流体保存条件发 生变化，包括水洗、生物降解和氧化作用，例如在油水界面附 近，边水长期缓慢的水洗作用，使低部位原油变稠。
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3、流体性质对油藏开发的影响
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当油、水两种非混相流体同时呈现于固相介质表 面时，若水优先润湿固体表面，则为水湿。 通常把储集层岩石表面对水和烃的亲合展布能力 分成三种：
水润湿(亲水性) θ< 90° 中性润湿(过渡性) θ= 90° 油润湿 (亲油性) θ> 90° 也有人分为：强亲水、弱亲水、中性、弱亲油、 强亲油五种。
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石油行业标准： 水润湿(亲水性) θ< 75° 中性润湿(过渡性) 75°<θ<105° 油润湿 (亲油性) θ>105°
润湿性是各相流体在孔隙介质中的微观分布及流 动能力的主要影响因素之一，还影响残余油饱和 度和水驱油效率。
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3、影响润湿性的因素
(1)与岩石固体表面性质有关。石英和长石表面是带负电场 的,易于亲水,而绿泥石和高岭石则易于亲油。油藏岩石由多种
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渗透率及方向性影响因素：
(1)沉积因素
①平面上不同微相砂体 ②同一微相不同部位 ③砂体几何形态：引起渗透率方向性 ④古水流方向：引起渗透率方向性
(2)裂缝影响
微裂缝：增大渗透率，对渗透率的平面非均质性无大影响 延伸长度小于井距的裂缝：局部发育，对渗透率的平面非均质性 有一定影响，但影响范围有限，在全油田范围内影响较小 延伸长度超过井距的裂缝：这类裂缝构成网状裂缝系统时，会导 致严重的渗透率方向性，对油田注水开发有很大的影响
（1）流体性质：影响油井产能，其中原油粘度对产能影 响最为明显，原油粘度越大，原油越不易流动，产能越低。
（2）注入水流度（Kw/μw）和地下原油流度（Ko/μo）比： 比值越大，水驱前缘越不均匀，注入水波及系数越小，开 发效果越差。
流度比主要取决于原油粘度μo的大小，如果原油粘度很大，流度比也 很大，水驱开发就失去意义，就只能用一些特殊方法如热力法进行开采。
（4）与空气渗透率有关，随渗透率增加，岩石亲油性增 强,渗透率高，自吸油量多，渗透率低，自吸水量多。
（5）原油胶质沥青质和非烃类是极性物质，其含量愈 高，岩石表面亲油性愈明显。
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4、润湿性对油水在岩石孔道中分布的影响
岩石表面润湿性不同， 油水在岩石孔隙中分 布也不相同。
由于各相表面张力相 互作用的结果，润湿 相总是附着于固体表 面，并力图占据较窄 小的粒隙角隅而把非 润湿相推向更通畅的 孔隙中去。
(3)
影响大范围内的流体渗流：大规模渗流屏障或大规模渗流通道 15
一、油藏中流体类型及分布 (一)流体类型
1、束缚水：储层毛细管中由于受到毛细管力的束缚不能流 动的水，没有驱油作用。
2、边水：分布于油气层四周，界面与油层 顶、底面均相交。多见于层状油藏中，边水 对油气具有驱动作用。
3、底水：油气藏下部均为水，油水界面 与油层顶面相交。多见于厚层状或块状 油藏中，底水具有驱油作用。
矿物组成，不同矿物组成表面性质极其复杂，润湿性复杂；同是石英(或方解石) 表面，由于油的组分不同，其润湿性差别很大，可能亲水，也可能亲油。
(2)与流体化学性质有关，由于原油组分不同，即使同一固 体表面，其润湿性也截然不同。
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（3）与烃化合物的分子量有关。实验研究表明,具有类似 化学结构的流体,随分子量增加其润湿接触角也增加。
类型：宏观非均质性层：层内非均质性 ，层
间非均质性，平面非均质性 微观非均质性
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平面非均质性——是指一个储层砂岩体的几何形态、大小尺 寸、连续性和砂体内孔隙度、渗透率等参数的空间分布， 以及孔隙度、渗透率的空间分布所引起的非均质性，这些 因素直接关系到注入剂的平面波及程度。
储层微观非均质性——是利用岩心样品通过各种现代分析测 试手段研究油气储集层的成岩作用、孔隙类型及孔隙结构 和储层潜在敏感性等特征，探讨储层成岩变化对孔隙分布 和孔隙演化的影响，揭示影响储层性能的地质因素。
1 油藏开发地质学的概念 2 开发地质学的基本问题与目标 3 油藏开发地质学的产生 4 勘探地质与开发地质学异同 5 油藏开发地质学的任务与研究内容 6 油藏开发阶段划分 7 不同开发阶段的地质任务
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1、开发地质学概念：油气田开发地质学是研究油 气藏开发过程中地质问题的科学。研究内容包括油 藏地质结构、油气储集空间与流体性质、渗流特征、 驱动能量及其在开发过程中变化规律，是为油田开 发方案设计、部署、方案调整、提高油气采收率服 务的,是石油地质学的一个分支，是石油勘探地质 学向油田开发领域的延伸。
油藏低产阶段
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第二章 油藏内部结构及性质
地层 构造 储层
流体
格油
架藏
结
储构
层
三 要
流素
体
油藏开发地质特征
指油藏具有的能够影响油气开发过程，并 影响所采取的开发措施的所有地质因素。
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（一）低级序断层描述
2、低低级序断层的概念与地震描述 低级序断层是指断层级别中四级及以下的小断层，这些断 层对油水关系以及开发中后期剩余油分布起控制作用。 特点：延伸短、断距小，识别难，描述难，是高含水期挖 掘剩余油描述的重点。
①渗透率变异系数Vk ——指渗透率标准偏差与平均值之比值
Vk


k



n
1/ 2
ki k
/
n

1

i1

n
k ki / n
i 1
②渗透率突进系数Sk一定井段内渗透率极大值与其平均值的比值
Sk Kmax / k
③渗透率级差Nk ——一定井段内渗透率最大值与最小值之比值