地层压力和地层温度

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。
② 计算油藏的平均原始油层压力(常用面积权衡法求取) --平均值越大，天然能量越大，越有利于油藏开采。 ③ 判断水动力系统--对制定开发方案、分析开发动态十分重要。
◆
1号井底原始地层压力(静水压力)＝ 5.88MPa
测压面
供水区
天然气
原油
水
原始油层压力分布示意图
油水界面原始地层压力＝1井原始地层压力＋1井底至油水 界面水柱产生压力 ＝7.84MPa 油气界面原始地层压力＝油水界面压力－300m油柱产生 压力 ＝5.34MPa
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
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
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
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；
●
对于高压气井(超高压气井)，不能直接下入井底压力计
测量，可利用气井井口最大关井压力求得原始气层压力。
Pf Pmax e
(1.29310 4 d g H )
Pmax--气井井口最大关井压力 dg--天然气对空气的相对密度(0.8) H--井深或气柱高度
五、异常地层压力研究
基本来源--静水压头
次要来源： ▲ 天然气压力--将增加油层的压力； ▲ 地静压力--在地静压力作用下，岩石孔隙容积缩小， 造成油层中原始压力的增加。
油层在海拔+100m的地表出露，具供水区；另一侧，因岩 性尖灭或断层封隔未露出地表，无泄水区。 油藏的测压面：以供水露头海拔(+100m)为基准的水平面
第一节 地层压力 三、目前油层压力 1、目前油层压力及其分布
⑴ 单井生产时油层静止压力的分布 ⑵ 多井生产时油层静止压力的分布
2、油层静止压力等压图的编制
1、目前油层压力及其分布
目前油层压力--指油藏投入开发后某一时期的地层压力。 又分为油层静止压力 和 井底流动压力。 ★ 油层静止压力--油田投入生产后关闭油井，待压力恢复 到稳定状态以后测得的井底压力，常用PS表示。
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：
● ● ●
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 地层压力和地层温度
第一节 地层压力 第二节 地层温度
水动力系统--在油气层内流体具有连续性流动的范围。
◆ ◆
同一水动力系统内，原始地层压力等值线分布连续； 不同水动力系统，原始地层压力等值线分布不连续： --因断层或岩性尖灭等因素被分割。
150
140
-120
140 130 120 110 -700 120 140
-11
0
00
130
120
-900
-7
-11 00
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
④ 计算油层的弹性能量
▲
油层的弹性能量--指油层弹性膨胀时能排出的流体量。
开采时，驱油动力 为弹性膨胀力
若油藏无边水或底水，又无原生气顶 但原始油层压力远超过饱和压力
▲
原始油层压力与饱和压力的差值越大， → 油层的弹性能量就越大， → 排出的流体量也就越多。
3、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。
4、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
5、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
勘探和开发中，把油层中流体所承受的所有压力统称 为油层压力。一般情况下，油层压力与地静压力关系不大
第一节 地层压力
二、原始油层压力研究
1、原始油层压力及其分布 2、原始油层压力的确定方法 3、原始油层压力等压图的编制与应用
1、原始油层压力及其分布
原始油层压力--油层在未被打开之前所具有的压力。★ 通常将第一口探井或第一批探井测得的油层压力 近似代表原始油层压力。 原始油层压力来源：
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分布有着极为重要的影响： 井底海拔高度相同的各井： 井内流体性质相同→原始油层压力相等； 井内流体性质不同→流体密度大，原始油层压力小 流体密度小，原始油层压力大 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。
⑵ 折算压力：指测点相对 于某一基准面的压力，数值上 等于由测压面到折算基准面的 水柱高度所产生的压力---指折 算压头产生的压力，
可用静水压力公式导出。
◆
0
L′
静液面在折算基准面以上时， 折算压头取 ＋
折算压头换算示意图
◆
静液面在折算基准面以下时， 折算压头取 －
两口井，钻遇油层顶部海拔-380m、-470m。经过一段时 间开采后，关井测得1井的油层静止压力＝2.82㎫ ，2井油 层静止压力＝3.25㎫。求：两口井此时的折算压头。 原油密度＝0.8×103㎏/㎥。
2、原始油层压力的确定方法
常用方法主要有4种：
⑴ 实测法 ⑵ 压力梯度法 ⑶ 计算法 ⑷ 试井分析法
▲ ▲ ▲
⑴ 实测法--油井完井后关井，待井口压力表上压力稳定 后，把压力计下入井内油气层中部所测得的压力→油气层 的原始地层压力。---关井测压 ⑵ 压力梯度法--具有统一水动力系统的油气藏，其压力 梯度值为常数--即地层压力与油气层埋深呈直线关系。
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
110
50 50
140
150 140 130 120 110 -700
-120 0 -11 00
130
-900
80
120
-7
构造等高线
等压线-1100
00
-900
断层 120
我国某油藏某 一时期油层静 止压力等压图
140 与该油藏原始油层压力等压图比较，油层压力分布发生较 大变化；油层静止压力等压图与构造等高线相交。
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。
6、地层压力的来源
● ●
wk.baidu.com
地层压力由多种因素形成，但主要有2个来源： 地层孔隙空间内地层水重量产生的水柱压力--静水压力 上覆岩层重量产生的岩石压力--地静压力：
※ 地层封闭条件下：地静 ※ 地层与地表连通时：
压力由组成岩石的颗粒质 点和岩石孔隙中的流体共 同承担。
★
地静压力仅由岩石颗粒 质点承担，静水压力与 地静压力无关。
3、原始油层压力等压图的编制与应用
⑴ 原始油层压力等压图的编制 绘制方法与构造图相同--在目的层构造图上进行： 根据各井原始油层压力，选择压力间隔值， 在相邻两井间进行线性内插 、圆滑曲线 等。 原始油层压力分布主要受构造因素影响→
▲ ▲
油层厚度均匀，压力等值线与构造等高线基本平行； 若两类等值线形态差异较大，必须检查原因-地层厚度不均，或因测量、计算导致数据不准等。
◆
井底流动压力--油井生产时测得的井底压力(井底流压)， 用符号Pb表示。
◆
油井生产时，油层静止压力PS＞井底流压Pb
1、目前油层压力及其分布
⑴ 单井生产时油层静止压力的分布
假定：油层均质、各向同性， 只有1口井； 油井生产时，流体从供给边缘 流向井底的渗流过程中：
▲ ▲
流线呈径向分布； 压力分布呈规则同心圆状。
首先求静液柱高度：H1、H2
pH Ho g
基准面
-380m -470m
PH--静止压力，Pa； ρo--油的密度，kg/m3； H--静液柱高度，m。
H1=360 H2=410 1井折算压头＝360-380＝－20米 2井折算压头＝410-470＝－60米
2、折算压力等压图的编制
---编图方法与油层静止压力等压图相同。
构造等高线
等压线
断层
井点
1、油层折算压力的概念
⑴ 折算压头--指井内静液面距 某一折算基准面的垂直高度。
折算基准面可以是海平面、原始 油水(或油气)界面等。
★ L′
0
假设：折算基准面为海平面， 折算压头 l 为：
l h L h ( L H )
l
折算压头换算示意图
--折算压头/m； h --静液柱高度/m； H--井口海拔高度/m L --井口至油层顶面(或中部)的垂直距离，m
原始油层压力分布示意图
3号井原始压力值：该井钻开油气藏的气顶部分，因天然 气密度受温度和压力影响，该井原始压力值不能直接由油 气界面上的压力导出，可由近似公式 求出：
Pf Pmax e
(1.29310 4 d g H )
求出3号井的原始 油层压力 5.3MPa
水
Pmax--气井井口最大关井压力； dg--天然气对空气的相对密度(0.8) H--井深或气柱高度； 原油 e--自然对数的底。 天然气 原始油层压力分布示意图
1帕=1牛顿/米2（10达因/厘米2） 105 Pa ≈ 1atm
2、上覆岩层压力
★
--指上覆岩石骨架和孔隙空间流体总重量所引起的压力
Pr H r g H ( f (1 ) ma ) g
Pr--上覆岩层压力，Pa； H --上覆岩层的垂直高度，m； ρr--上覆沉积物总平均密度，kg/m3； g--重力加速度，9.8m/s2； Φ--岩层平均孔隙度，小数； ρf--孔隙中流体平均密度，kg/m3； ρma--岩层骨架平均密度，kg/m3。
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
高压区 低压区 低压区 高压区
油藏折算压力等压图 油藏中流体流动方向：从南、北两翼向轴部及东、西两端
★
油层折算压力等压图的作用：
A）更直观、准确地反映油藏的开采动态及地下流体的 流动状况--由折算压力高处向折算压力低处流动； B）判断水动力系统--静水条件下，若油藏各井原始油层 压力的折算压头或折算压力相等，则该油藏为一个统 一的水动力系统；反之，则为多个水动力系统。 C）利用压头或压力分布与变化特征，可拟定油藏分区的 配产、配注方案等等。
平面径向流渗流场示意图
从供给边界到井底，地层中的压力降落过程按对数关 系分布。空间形态上形似漏斗，习惯上称“压降漏斗”。
Q R Pf PS ln 2Kh r
Pf --距井轴r处地层压力，Pa PS—油层静止压力，Pa R--油井供给半径，m r--研究点与井筒轴距离，m Q--地层条件下产量，m3/s μ--地层原油粘度，Pa·s K--油层渗透率，μm2 h--油层有效厚度，m