第四章油氣藏壓力與溫度壓力和溫度是油氣藏的兩個熱力學條件，它們不僅決定流體的相態(tài)，還對流體的流動性能產(chǎn)生重要的影響。壓力系統(tǒng)是決定油氣生產(chǎn)優(yōu)化程度的重要影響因素。溫度系統(tǒng)又是決定各種驅(qū)替劑驅(qū)替效果的重要條件。十五863子課題驗收匯報第四章油氣藏壓力與溫度壓力和溫度是油氣1引發(fā)工程事故的主要原因第一節(jié)油氣藏壓力油藏驅(qū)動能量的重要指標十五863子課題驗收匯報引發(fā)工程事故的主要原因第一節(jié)油氣藏壓力油藏驅(qū)動能量的2第一節(jié)油氣藏壓力又稱孔隙流體壓力，是指地層孔隙內(nèi)流體所承受的壓力。如果該流體為油或氣，就稱油層或氣層壓力。油氣層在未開發(fā)前，各處的地層壓力相對平衡，投入生產(chǎn)后，平衡狀態(tài)遭到破壞。幾個壓力概念：地層壓力：十五863子課題驗收匯報第一節(jié)油氣藏壓力又稱孔隙流體壓力，是指地層孔隙內(nèi)流體所承3第一節(jié)油氣藏壓力原始地層壓力Pi：油氣生產(chǎn)過程中測量的壓力油氣藏投入開發(fā)之前測量的壓力地層壓力P：PiP十五863子課題驗收匯報第一節(jié)油氣藏壓力原始地層壓力Pi：油氣生產(chǎn)過程中測量的壓4第一節(jié)油氣藏壓力井底流壓Pwf：油氣靜止即關井過程中測量的井底壓力油氣流動即生產(chǎn)過程中測量的井底壓力井底靜壓Pws：十五863子課題驗收匯報第一節(jié)油氣藏壓力井底流壓Pwf：油氣靜止即關井過程中測量5第一節(jié)油氣藏壓力井口套壓Pc：井口油管處測量的壓力井口套管處測量的壓力井口油壓Pt：十五863子課題驗收匯報第一節(jié)油氣藏壓力井口套壓Pc：井口油管處測量的壓力井口套6第一節(jié)油氣藏壓力油壓套壓十五863子課題驗收匯報第一節(jié)油氣藏壓力油壓套壓十五863子課題驗收匯報7第一節(jié)油氣藏壓力表壓Pgau：流體本身具有的實際壓力壓力儀表直接測量的壓力數(shù)值絕對壓力Pabs：油藏工程中的壓力與流體力學中的壓強和固體力學中的應力是相同的概念。十五863子課題驗收匯報第一節(jié)油氣藏壓力表壓Pgau：流體本身具有的實際壓力壓力8一、流體壓力在某一地層深度處，由巖石孔隙中流體的重量所產(chǎn)生的壓力注意單位十五863子課題驗收匯報一、流體壓力在某一地層深度處，由巖石孔隙中流體9一、流體壓力PDPairPw流體壓力與深度之間的關系方程，簡稱P–D方程，其在直角坐標系中的關系曲線，稱為P–D曲線。十五863子課題驗收匯報一、流體壓力PDPairPw流體壓力與深度10因此，流體壓力也可以寫成：壓力梯度Gw：單位深度的壓力變化值PDPairPw一、流體壓力十五863子課題驗收匯報因此，流體壓力也可以寫成：壓力梯度Gw：單位深度的壓力變化值11二、骨架應力在某一地層深度處，由巖石固體骨架物質(zhì)的重量所產(chǎn)生的壓力，稱為骨架應力Ps，也稱顆粒壓力，或固相壓力，或基質(zhì)壓力，計算公式為：其壓力梯度為Gs：壓力梯度形式的骨架應力為：十五863子課題驗收匯報二、骨架應力在某一地層深度處，由巖石固體骨架物12三、上覆壓力在某一地層深度處，由上覆巖石的固體骨架和孔隙中流體的總重量所產(chǎn)生的壓力，稱為上覆(地層)壓力Pob，計算公式為：壓力梯度形式的上覆壓力為：為固體骨架和地層水的混合密度，表示為：其壓力梯度為Gob：十五863子課題驗收匯報三、上覆壓力在某一地層深度處，由上覆巖石的固體13四、應力關系方程從前面的分析可以看出：在同一地層深度處，存在Pob、Pw和Ps三個壓力，它們滿足下述關系方程：PDPairPobPwPs從上式可知：在上覆壓力一定時，若減小地層流體的壓力，則地層巖石的骨架應力就會增大。圖中壓力關系僅反映地層孔隙與地面連通即正常地層壓力的情形。十五863子課題驗收匯報四、應力關系方程從前面的分析可以看出：在同一地14當時，地層巖石就變成了普通固體物質(zhì)，即變成：當時，地層巖石就變成了普通流體物質(zhì)，即變成：四、應力關系方程十五863子課題驗收匯報當時，地層巖石就變成了普通固體物質(zhì)，15過去人們把靜力平衡錯誤地當成了應力平衡，因此得出下面錯誤的壓深方程及其關系曲線。PDPairPobPwPs四、應力關系方程十五863子課題驗收匯報過去人們把靜力平衡錯誤地當成了應力平衡，因此16五、壓力系數(shù)地層巖石孔隙中流體的實測壓力，礦場上稱之為地層壓力Pf，實測地層壓力與靜水壓力之間的關系滿足下式：地層超壓當時，表明實測地層壓力與靜水壓力相等，也表明地層巖石的孔隙與地面連通；當時，表明實測地層壓力偏離了靜水壓力，也表明地層巖石的孔隙與地面不連通。由于孔隙連通性和地層流體礦化度以及溫度的變化等因素，實測地層壓力一般都不同程度地偏離靜水壓力。十五863子課題驗收匯報五、壓力系數(shù)地層巖石孔隙中流體的實測壓力，礦17<20低壓地層=20~40中等壓力地層=40~60高壓地層>60超高壓地層地層壓力狀態(tài)分類(MPa)壓力系數(shù)α定義為實測地層壓力與相同深度處的靜水壓力的比值，它衡量地層壓力偏離靜水壓力的程度，計算公式為：五、壓力系數(shù)十五863子課題驗收匯報<20低壓地層地層壓力狀態(tài)分類(MP18異常高壓地層，能量充足，但容易突發(fā)工程事故：異常低壓地層，能量欠充足，鉆井易漏失泥漿，但注水容易。地層壓力是否異常，與壓力的絕對大小無關，而與壓力的相對大小有關(與靜水壓力相比)。較低的地層壓力可能為異常高壓，而較高的地層壓力也可能為異常低壓。PDPair1.2Pw0.8五、壓力系數(shù)十五863子課題驗收匯報異常高壓地層，能量充足，但容易突發(fā)工程事故：19地層超壓系數(shù)定義為地層靜水壓力的超壓百分數(shù)，計算公式為：顯然，。當時，表明地層超壓了20%。當

時，表明地層欠壓了20%。世界上絕大多數(shù)地層都屬正常壓力狀態(tài)，只有少數(shù)的地層出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。而異常高壓又比異常低壓更為常見。五、壓力系數(shù)十五863子課題驗收匯報地層超壓系數(shù)定義為地層靜水壓力的超壓百分數(shù)，計算公20淺表地層的壓力異常，多數(shù)是因為地層露頭高程差所致(如下圖)，而深部地層的壓力異常主要是由于地層巖石孔隙與地面失去了連通關系的原因所致，即地層封閉的地層才可能產(chǎn)生壓力異常。HD深層地層產(chǎn)生異常高壓的原因，大多數(shù)都與油氣聚集有關。五、壓力系數(shù)十五863子課題驗收匯報淺表地層的壓力異常，多數(shù)是因為地層露頭高程差21五、壓力系數(shù)D深層正常壓力地層深層異常高壓力地層封閉地層異常高壓封閉地層異常低壓十五863子課題驗收匯報五、壓力系數(shù)D深層正常壓力地層深層異常高壓力地層封閉地層異常22反映油井自噴能力的大小P0余壓六、油氣藏壓力油藏壓力測點分布油藏壓深關系曲線十五863子課題驗收匯報反映油井自噴能力的大小P0余壓六、油氣藏壓力油藏壓力測點分布231判斷流體類型2計算原始地層壓力油藏壓力方程的作用十五863子課題驗收匯報1判斷流體類型2計算原始地層壓力油藏壓力方程的作用十五8243判斷壓力系統(tǒng)DP油藏壓力方程的作用十五863子課題驗收匯報3判斷壓力系統(tǒng)DP油藏壓力方程的作用十五863子課題驗收匯254判斷出油層位油藏壓力方程的作用十五863子課題驗收匯報4判斷出油層位油藏壓力方程的作用十五863子課題驗收匯報265確定流體界面pD油藏壓力方程的作用十五863子課題驗收匯報5確定流體界面pD油藏壓力方程的作用十五863子課題驗收匯27ow+ow油藏壓力方程的作用十五863子課題驗收匯報ow+ow油藏壓力方程的作用十五863子課題驗收匯報28ow+ow油藏壓力方程的作用十五863子課題驗收匯報ow+ow油藏壓力方程的作用十五863子課題驗收匯報29油水過渡帶高度為：任意油水界面高度：油藏壓力方程的作用十五863子課題驗收匯報油水過渡帶高度為：任意油水界面高度：油藏壓力方程的作用十五830油水界面傾斜原因分析十五863子課題驗收匯報油水界面傾斜原因分析十五863子課題驗收匯報31A、B兩點:C點壓力:B點壓力:C、B點壓差:以前人們對油水界面傾斜原因的分析十五863子課題驗收匯報A、B兩點:C點壓力:B點壓力:C、B點壓差:以前人們對油水32維持該速度:1km2地面露頭日注水量2000m3類似“天池”的水源，或年720mm以上的穩(wěn)定降雨量存在泉水形式的出口。十五863子課題驗收匯報維持該速度:1km2地面露頭日注水量2000m3類似“天池331.多井方法DP七、壓力方程的確定十五863子課題驗收匯報1.多井方法DP七、壓力方程的確定十五863子課題驗收匯報342.靜壓梯度法靜止狀態(tài)下，對井筒的壓力進行逐點測試。在未開發(fā)前的第一口油井中使用。DP(假設井筒中沒有積水)七、壓力方程的確定十五863子課題驗收匯報2.靜壓梯度法靜止狀態(tài)下，對井筒的壓力進行353.流體密度法斜率井底深度處壓力Pwi為原始地層壓力Poi七、壓力方程的確定十五863子課題驗收匯報3.流體密度法斜率井底深度處壓力Pwi為原始地層壓力Poi36深度與海拔將深度換算成海拔高度：補心高補心面地面海平面HDH0七、壓力方程的確定十五863子課題驗收匯報深度與海拔將深度換算成海拔高度：補心高補心面地面海平面HDH37DT第二節(jié)油氣藏溫度油井靜止狀態(tài)下測到的井筒溫度。一、靜溫十五863子課題驗收匯報DT第二節(jié)油氣藏溫度油井靜止狀態(tài)下測到的井筒溫度。一、靜38DTDT變溫帶恒溫帶恒溫帶不同季節(jié)十五863子課題驗收匯報DTDT變溫帶恒溫帶恒溫帶不同季節(jié)十五863子課題驗收匯報39礦場實測靜溫資料演示下面是某氣田一口氣井投產(chǎn)前實測靜溫數(shù)據(jù)十五863子課題驗收匯報礦場實測靜溫資料演示下面是某氣田一口氣井投產(chǎn)前實測靜溫數(shù)據(jù)十40礦場實測靜溫資料演示(續(xù))Elevation(m)T(oC)十五863子課題驗收匯報礦場實測靜溫資料演示(續(xù))Elevation(m)T(o41DT油井流動狀態(tài)下測到的井筒溫度。二、流溫通過流溫梯度曲線及其方程，可以確定井筒中的析蠟深度。十五863子課題驗收匯報DT油井流動狀態(tài)下測到的井筒溫度。二、流溫通過流溫梯度曲線及42DT礦場上一般用流溫梯度曲線與靜溫梯度曲線的對比分析，判斷產(chǎn)油層位和吸水層位。對于采油井來說，地層流出的液體在井筒來不及充分散熱即被采出地面，因此，流溫一般比靜溫高。但是，在出油層位以下的井段，流溫梯度曲線與靜溫梯度曲線是重合的。因此，流溫梯度曲線開始偏離靜溫梯度曲線的深度，即為出油層位。通過更為復雜的微溫差生產(chǎn)測井曲線，還可以計算出每個小層的產(chǎn)油量。十五863子課題驗收匯報DT礦場上一般用流溫梯度曲線與靜溫梯度曲線的43DT對于注水井，則恰好相反，由于注入水在井筒中無法被周圍地層充分加熱，因此，流溫一般低于靜溫。通過流溫梯度曲線與靜溫梯度曲線的對比，即可判斷出吸水層位。十五863子課題驗收匯報DT對于注水井，則恰好相反，由于注入水在井筒44演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！45第四章油氣藏壓力與溫度壓力和溫度是油氣藏的兩個熱力學條件，它們不僅決定流體的相態(tài)，還對流體的流動性能產(chǎn)生重要的影響。壓力系統(tǒng)是決定油氣生產(chǎn)優(yōu)化程度的重要影響因素。溫度系統(tǒng)又是決定各種驅(qū)替劑驅(qū)替效果的重要條件。十五863子課題驗收匯報第四章油氣藏壓力與溫度壓力和溫度是油氣46引發(fā)工程事故的主要原因第一節(jié)油氣藏壓力油藏驅(qū)動能量的重要指標十五863子課題驗收匯報引發(fā)工程事故的主要原因第一節(jié)油氣藏壓力油藏驅(qū)動能量的47第一節(jié)油氣藏壓力又稱孔隙流體壓力，是指地層孔隙內(nèi)流體所承受的壓力。如果該流體為油或氣，就稱油層或氣層壓力。油氣層在未開發(fā)前，各處的地層壓力相對平衡，投入生產(chǎn)后，平衡狀態(tài)遭到破壞。幾個壓力概念：地層壓力：十五863子課題驗收匯報第一節(jié)油氣藏壓力又稱孔隙流體壓力，是指地層孔隙內(nèi)流體所承48第一節(jié)油氣藏壓力原始地層壓力Pi：油氣生產(chǎn)過程中測量的壓力油氣藏投入開發(fā)之前測量的壓力地層壓力P：PiP十五863子課題驗收匯報第一節(jié)油氣藏壓力原始地層壓力Pi：油氣生產(chǎn)過程中測量的壓49第一節(jié)油氣藏壓力井底流壓Pwf：油氣靜止即關井過程中測量的井底壓力油氣流動即生產(chǎn)過程中測量的井底壓力井底靜壓Pws：十五863子課題驗收匯報第一節(jié)油氣藏壓力井底流壓Pwf：油氣靜止即關井過程中測量50第一節(jié)油氣藏壓力井口套壓Pc：井口油管處測量的壓力井口套管處測量的壓力井口油壓Pt：十五863子課題驗收匯報第一節(jié)油氣藏壓力井口套壓Pc：井口油管處測量的壓力井口套51第一節(jié)油氣藏壓力油壓套壓十五863子課題驗收匯報第一節(jié)油氣藏壓力油壓套壓十五863子課題驗收匯報52第一節(jié)油氣藏壓力表壓Pgau：流體本身具有的實際壓力壓力儀表直接測量的壓力數(shù)值絕對壓力Pabs：油藏工程中的壓力與流體力學中的壓強和固體力學中的應力是相同的概念。十五863子課題驗收匯報第一節(jié)油氣藏壓力表壓Pgau：流體本身具有的實際壓力壓力53一、流體壓力在某一地層深度處，由巖石孔隙中流體的重量所產(chǎn)生的壓力注意單位十五863子課題驗收匯報一、流體壓力在某一地層深度處，由巖石孔隙中流體54一、流體壓力PDPairPw流體壓力與深度之間的關系方程，簡稱P–D方程，其在直角坐標系中的關系曲線，稱為P–D曲線。十五863子課題驗收匯報一、流體壓力PDPairPw流體壓力與深度55因此，流體壓力也可以寫成：壓力梯度Gw：單位深度的壓力變化值PDPairPw一、流體壓力十五863子課題驗收匯報因此，流體壓力也可以寫成：壓力梯度Gw：單位深度的壓力變化值56二、骨架應力在某一地層深度處，由巖石固體骨架物質(zhì)的重量所產(chǎn)生的壓力，稱為骨架應力Ps，也稱顆粒壓力，或固相壓力，或基質(zhì)壓力，計算公式為：其壓力梯度為Gs：壓力梯度形式的骨架應力為：十五863子課題驗收匯報二、骨架應力在某一地層深度處，由巖石固體骨架物57三、上覆壓力在某一地層深度處，由上覆巖石的固體骨架和孔隙中流體的總重量所產(chǎn)生的壓力，稱為上覆(地層)壓力Pob，計算公式為：壓力梯度形式的上覆壓力為：為固體骨架和地層水的混合密度，表示為：其壓力梯度為Gob：十五863子課題驗收匯報三、上覆壓力在某一地層深度處，由上覆巖石的固體58四、應力關系方程從前面的分析可以看出：在同一地層深度處，存在Pob、Pw和Ps三個壓力，它們滿足下述關系方程：PDPairPobPwPs從上式可知：在上覆壓力一定時，若減小地層流體的壓力，則地層巖石的骨架應力就會增大。圖中壓力關系僅反映地層孔隙與地面連通即正常地層壓力的情形。十五863子課題驗收匯報四、應力關系方程從前面的分析可以看出：在同一地59當時，地層巖石就變成了普通固體物質(zhì)，即變成：當時，地層巖石就變成了普通流體物質(zhì)，即變成：四、應力關系方程十五863子課題驗收匯報當時，地層巖石就變成了普通固體物質(zhì)，60過去人們把靜力平衡錯誤地當成了應力平衡，因此得出下面錯誤的壓深方程及其關系曲線。PDPairPobPwPs四、應力關系方程十五863子課題驗收匯報過去人們把靜力平衡錯誤地當成了應力平衡，因此61五、壓力系數(shù)地層巖石孔隙中流體的實測壓力，礦場上稱之為地層壓力Pf，實測地層壓力與靜水壓力之間的關系滿足下式：地層超壓當時，表明實測地層壓力與靜水壓力相等，也表明地層巖石的孔隙與地面連通；當時，表明實測地層壓力偏離了靜水壓力，也表明地層巖石的孔隙與地面不連通。由于孔隙連通性和地層流體礦化度以及溫度的變化等因素，實測地層壓力一般都不同程度地偏離靜水壓力。十五863子課題驗收匯報五、壓力系數(shù)地層巖石孔隙中流體的實測壓力，礦62<20低壓地層=20~40中等壓力地層=40~60高壓地層>60超高壓地層地層壓力狀態(tài)分類(MPa)壓力系數(shù)α定義為實測地層壓力與相同深度處的靜水壓力的比值，它衡量地層壓力偏離靜水壓力的程度，計算公式為：五、壓力系數(shù)十五863子課題驗收匯報<20低壓地層地層壓力狀態(tài)分類(MP63異常高壓地層，能量充足，但容易突發(fā)工程事故：異常低壓地層，能量欠充足，鉆井易漏失泥漿，但注水容易。地層壓力是否異常，與壓力的絕對大小無關，而與壓力的相對大小有關(與靜水壓力相比)。較低的地層壓力可能為異常高壓，而較高的地層壓力也可能為異常低壓。PDPair1.2Pw0.8五、壓力系數(shù)十五863子課題驗收匯報異常高壓地層，能量充足，但容易突發(fā)工程事故：64地層超壓系數(shù)定義為地層靜水壓力的超壓百分數(shù)，計算公式為：顯然，。當時，表明地層超壓了20%。當

時，表明地層欠壓了20%。世界上絕大多數(shù)地層都屬正常壓力狀態(tài)，只有少數(shù)的地層出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。而異常高壓又比異常低壓更為常見。五、壓力系數(shù)十五863子課題驗收匯報地層超壓系數(shù)定義為地層靜水壓力的超壓百分數(shù)，計算公65淺表地層的壓力異常，多數(shù)是因為地層露頭高程差所致(如下圖)，而深部地層的壓力異常主要是由于地層巖石孔隙與地面失去了連通關系的原因所致，即地層封閉的地層才可能產(chǎn)生壓力異常。HD深層地層產(chǎn)生異常高壓的原因，大多數(shù)都與油氣聚集有關。五、壓力系數(shù)十五863子課題驗收匯報淺表地層的壓力異常，多數(shù)是因為地層露頭高程差66五、壓力系數(shù)D深層正常壓力地層深層異常高壓力地層封閉地層異常高壓封閉地層異常低壓十五863子課題驗收匯報五、壓力系數(shù)D深層正常壓力地層深層異常高壓力地層封閉地層異常67反映油井自噴能力的大小P0余壓六、油氣藏壓力油藏壓力測點分布油藏壓深關系曲線十五863子課題驗收匯報反映油井自噴能力的大小P0余壓六、油氣藏壓力油藏壓力測點分布681判斷流體類型2計算原始地層壓力油藏壓力方程的作用十五863子課題驗收匯報1判斷流體類型2計算原始地層壓力油藏壓力方程的作用十五8693判斷壓力系統(tǒng)DP油藏壓力方程的作用十五863子課題驗收匯報3判斷壓力系統(tǒng)DP油藏壓力方程的作用十五863子課題驗收匯704判斷出油層位油藏壓力方程的作用十五863子課題驗收匯報4判斷出油層位油藏壓力方程的作用十五863子課題驗收匯報715確定流體界面pD油藏壓力方程的作用十五863子課題驗收匯報5確定流體界面pD油藏壓力方程的作用十五863子課題驗收匯72ow+ow油藏壓力方程的作用十五863子課題驗收匯報ow+ow油藏壓力方程的作用十五863子課題驗收匯報73ow+ow油藏壓力方程的作用十五863子課題驗收匯報ow+ow油藏壓力方程的作用十五863子課題驗收匯報74油水過渡帶高度為：任意油水界面高度：油藏壓力方程的作用十五863子課題驗收匯報油水過渡帶高度為：任意油水界面高度：油藏壓力方程的作用十五875油水界面傾斜原因分析十五863子課題驗收匯報油水界面傾斜原因分析十五863子課題驗收匯報76A、B兩點:C點壓力:B點壓力:C、B點壓差:以前人們對油水界面傾斜原因的分析十五863子課題驗收匯報A、B兩點:C點壓力:B點壓力:C、B點壓差:以前人們對油水77維持該速度:1km2地面露頭日注水量2000m3類似“天池”的水源，或年720mm以上的穩(wěn)定降雨量存在泉水形式的出口。十五863子課題驗收匯報維持該速度:1km2地面露頭日注水量2000m3類似“天池781.多井方法DP七、壓力方程的確定十五863子課題驗收匯報1.多井方法DP七、壓力方程的確定十五863子課題驗收匯報792.靜壓梯度法靜止狀態(tài)下，對井筒的壓力進行逐點測試。在未開發(fā)前的第一口油井中使用。DP(假設井筒中沒有積水)七、壓力方程的