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第一章石油的開發(fā)與開采石油與天然氣生成運(yùn)移和聚集油藏巖石和油藏流體的物理性質(zhì)油藏驅(qū)動(dòng)方式及開采特征石油向井底的流動(dòng)砂巖油田的注水開發(fā)油田增產(chǎn)措施提高采收率原理和基本方法自噴、氣舉及機(jī)械采油技術(shù)1/15/20231石油與天然氣生成運(yùn)移和聚集1/15/20232石油與天然氣的組成石油與天然氣的成因油氣運(yùn)移油氣聚集圈閉和油氣藏1/15/20233A、“石漆水”、“石蠟水”、“魔鬼的汗珠”、“發(fā)光的水”、“巖石油”、“永恒神火”;B、希臘字PETROS(巖石)和羅馬字OLEUM(油)得來(lái)的PETROLEUM(石油);C、北宋沈括提出的“石油”一詞。歷史上的定名:一、歷史上對(duì)油氣的認(rèn)識(shí)和利用1/15/20234是指在地殼巖石空隙(孔、洞、縫)中天然生成的,以液態(tài)烴為主的可燃有機(jī)礦產(chǎn)。二、油氣地質(zhì)上的定義1、石油(包括油氣瀝青):廣義上指自然界存在的一切氣體。油氣地質(zhì)上指的是在地殼巖石空隙(孔、洞、縫)中天然生成的,以氣態(tài)烴為主的可燃有機(jī)礦產(chǎn)。2、天然氣1/15/20235是指這些礦產(chǎn)資源是由深埋于地下的古代動(dòng)植物遺體經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的物理、化學(xué)、生物化學(xué)變化而演變成的,屬有機(jī)成因,而且又可以燃燒,所以稱可燃有機(jī)礦產(chǎn)??扇加袡C(jī)礦產(chǎn):1/15/20236成分復(fù)雜,現(xiàn)已鑒定出上千種有機(jī)化合物;主要為液態(tài)烴類,還含有數(shù)量不等的非烴化合物和多種微量元素,有時(shí)溶有一些烴氣、非烴氣、不等量固態(tài)烴和非烴物質(zhì)。
——多種有機(jī)化合物的混合體。各地的石油成分不一,無(wú)確定的化合物組成和物理常數(shù)。不同地區(qū),不同時(shí)代元素組成比較接近。三、石油組成1/15/202371、據(jù)油源環(huán)境分:海相油、陸相油2、據(jù)有機(jī)質(zhì)成熟度分:(未熟)低熟油、成熟油、高熟油鑒于研究目的的不同,人們從不同角度對(duì)石油進(jìn)行分類,例如:四、石油的分類1/15/20238以石蠟型為主,部分石蠟-環(huán)烷型。飽和烴占60-90%,芳烴10-20%;高蠟(>5%)、低硫(<1%)。A、海相石油:以芳香-中間型和石蠟-環(huán)烷型為主。飽和烴占25-70%,芳烴占25-60%;高硫(>1%)低蠟(<5%)。B、陸相石油:海陸相石油的基本區(qū)別1/15/20239地質(zhì)學(xué)家潘鐘祥提出“中國(guó)的陸相也可能生油”概念;石油地質(zhì)學(xué)家孫健初等于1937年在新疆發(fā)現(xiàn)了獨(dú)山子油田,1938年在甘肅玉門開發(fā)出了老君廟油田。50年代末,松遼盆地的特大型油田:大慶油田被發(fā)現(xiàn)。60年代,一系列大中型陸相油田在渤海灣被發(fā)現(xiàn):勝利、遼河、大港、華北、中原、冀東這六個(gè)盆地的油田,也全部都是陸相油田。世界大部分石油產(chǎn)地都是海相地層。1913年,美國(guó)美孚石油公司組織石油勘探調(diào)查,認(rèn)為:所有的產(chǎn)油層幾乎毫無(wú)例外地都是海相地層或與海相地層密切相關(guān)的淡水地層,中國(guó)沒(méi)有新生代海相沉積,中國(guó)貧油。陸上生油理論1/15/202310天然氣:廣義上是指存在于自然界的一切天然生成的氣體。包括不同成分組成、不同成因、不同產(chǎn)出狀態(tài)的氣體。油氣地質(zhì)上是指存在于地殼巖石空隙(孔、洞、縫)天然生成的以烴為主的可燃?xì)怏w。多數(shù)有機(jī)成因,也有無(wú)機(jī)成因的。
五、天然氣組成煤層氣:頁(yè)巖氣:水合物:1/15/202311掌握:1、名詞術(shù)語(yǔ):石油,天然氣;2、石油與天然氣組成;要點(diǎn)1/15/202312石油與天然氣的組成石油與天然氣的成因油氣運(yùn)移油氣聚集圈閉和油氣藏1/15/202313一、油氣成因有爭(zhēng)議的原因4.涉及學(xué)科多。1.油氣是流體,可運(yùn)移,非原地礦藏,即產(chǎn)油氣地≠生油氣地。2.化學(xué)成分復(fù)雜。3.原始母質(zhì)→油氣?1/15/202314二、兩大成因?qū)W派有機(jī)成因說(shuō):生物有機(jī)質(zhì)→油氣。
即:油氣是由地質(zhì)歷史上分散于沉積巖中的生物有機(jī)質(zhì)在適當(dāng)條件下轉(zhuǎn)化成的。根據(jù)在生油氣原始物質(zhì)問(wèn)題上觀點(diǎn)的差異,分:無(wú)機(jī)成因說(shuō):無(wú)機(jī)物(C、H、O、Fe)→油氣。1/15/202315二、兩大成因?qū)W派有機(jī)成因早期說(shuō)(淺成說(shuō)):
油氣是沉積物中的分散有機(jī)質(zhì)在地殼淺部,沉積物成巖早期,在細(xì)菌生物化學(xué)作用下生成的。有機(jī)成因晚期說(shuō)(深成說(shuō)):
油氣是有機(jī)質(zhì)被埋藏到一定深度,達(dá)到一定溫度,在熱力和催化劑作用下轉(zhuǎn)化成的。1/15/202316三、油氣有機(jī)成因說(shuō)主要證據(jù)②從前寒武到第四紀(jì)的各時(shí)代沉積巖中,都找到了石油,但在各時(shí)代地層中分布不均勻,且正比于各時(shí)代沉積巖中有機(jī)物的總量。③在近代海湖相沉積中發(fā)現(xiàn)了有機(jī)質(zhì)向石油天然氣轉(zhuǎn)化的過(guò)程。④各地、各時(shí)期,石油既有相似性又有區(qū)別。⑤石油具有旋光性。⑥石油烴類中有些組分結(jié)構(gòu)與某些生物組分結(jié)構(gòu)有相似性,為生物標(biāo)志化合物。⑦石油主要分布于地溫小于150℃的中淺層,說(shuō)明形成于相對(duì)低溫條件下。①90%以上的石油產(chǎn)于沉積巖中,而大片巖漿巖、變質(zhì)巖區(qū)無(wú)石油產(chǎn)出。1/15/202317!石油的旋光性當(dāng)偏振光通過(guò)石油時(shí),石油能使其振動(dòng)面旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度(O.幾-幾度),石油的這種特性稱旋光性?!陀袡C(jī)成因的有力證據(jù)。這兩種化合物具有相同的物理、化學(xué)性質(zhì),但兩分子結(jié)構(gòu)互成鏡像,一種分子使平面偏振光向左旋轉(zhuǎn),另一種分子使平面偏振光向右旋轉(zhuǎn)。這樣就產(chǎn)生了旋光性。1/15/202318!石油的旋光性石油具有旋光性的原因是:石油中來(lái)自生物體的某些有機(jī)化合物分子中有手征性碳原子存在。即含有結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的有機(jī)化合物。石油中的含N化合物,甾(zai)烷和萜(tie)烷(環(huán)烷烴)等生物標(biāo)志化合物,常具有手征性碳原子,使石油具有旋光性。人工合成的有機(jī)物和天然的無(wú)機(jī)物(除石英、冰洲石外)不具旋光性。所以,旋光性成為石油有機(jī)成因的有力證據(jù)。
2001年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)被美國(guó)的諾爾斯、沙普雷斯和日本的野依良治獲得,以表彰他們發(fā)現(xiàn)某些被稱為手征性的分子可以用來(lái)加速并控制化學(xué)反應(yīng)的創(chuàng)造性工作.在有機(jī)物分子中,若某碳原子連接四個(gè)不同的原子或基團(tuán),則這種碳原子稱為“手征性碳原子”。含“手征性碳原子”的物質(zhì)通常具有不同的光學(xué)特征(稱為光學(xué)活性)。
1/15/202319⑤生命起源于烴類。已知甲烷和氨可以合成氨基酸,后者經(jīng)熱縮合又可成為蛋白質(zhì)——生命的基礎(chǔ)物質(zhì)。也就是說(shuō),遠(yuǎn)在生物出現(xiàn)之前,石油就已存在了。四、油氣無(wú)機(jī)成因說(shuō)主要證據(jù)①實(shí)驗(yàn)表明,可由無(wú)機(jī)物合成烴。nCO+2nH2→(-CH2-)n+nH2O——費(fèi)-托反應(yīng)。②火山噴出的氣體和熔巖流中含有烴類。③許多天體上存有烴類(甚至植烷、姥鮫烷、卟啉、旋光性)。④石油的旋光性可由非旋光物質(zhì)合成。石油中的卟啉也可無(wú)機(jī)合成,況且,這些成分還可以是石油運(yùn)移中從外界捕集的。1/15/202320⑨有機(jī)方案中的生油門限溫度,石油析出機(jī)制,石油聚集發(fā)生時(shí)間等方面,也都有不合邏輯之處。
⑥石油的分布常受斷達(dá)上地幔的深斷裂控制。深斷裂正是烴類向上運(yùn)移最好的途徑。⑦有機(jī)說(shuō)難以解釋儲(chǔ)量巨大的石油聚集。例如:加瓦爾油田的石油儲(chǔ)量有107×108t,加拿大西部瀝青砂巖中的重質(zhì)石油儲(chǔ)量竟達(dá)一千億噸。如果折算成液體還得加倍??墒浅练e巖中有機(jī)質(zhì)含量很低,烴含量更低,無(wú)法滿足諾大的需要量。⑧有機(jī)生油研究中使用溶劑抽提出來(lái)的烴類是Kerogen(干酪根,油母質(zhì)
)的破壞產(chǎn)物,在抽提前本不存在。四、油氣無(wú)機(jī)成因說(shuō)主要證據(jù)1/15/2023211、重點(diǎn)掌握油氣成因兩大學(xué)派的差異;2、掌握油氣有機(jī)成因早期說(shuō)和晚期說(shuō)的含義;3、了解油氣有機(jī)成因和無(wú)機(jī)成因的證據(jù)。要點(diǎn)1/15/202322石油與天然氣的組成石油與天然氣的成因油氣運(yùn)移油氣聚集圈閉和油氣藏1/15/202323——地殼中石油和天然氣在各種天然因素作用下發(fā)生的流動(dòng)。
油氣運(yùn)移可以導(dǎo)致石油和天然氣在儲(chǔ)集層的適當(dāng)部位(圈閉)的富集,形成油氣藏,這叫做油氣聚集。也可以導(dǎo)致油氣的分散,使油氣藏消失,此即油氣藏被破壞。油氣運(yùn)移:油氣聚集:油氣運(yùn)移與油氣聚集1/15/202324一、油氣運(yùn)移的證據(jù)①地表:油氣苗——②油氣是在烴源巖中生成的,卻在儲(chǔ)集層中儲(chǔ)集。(地下絕大部分的油氣所保存的地方不是它所生成的地方)③烴源層中分散狀態(tài)的油氣分子轉(zhuǎn)移到富油氣集區(qū)后,變?yōu)榫奂癄顟B(tài)的油氣。④油氣藏中油、氣、水按比重分異。⑤――采油過(guò)程⑥從油源區(qū)→成藏區(qū),化合物分布有規(guī)律漸變。1/15/202325二、油氣運(yùn)移的階段劃分根據(jù)時(shí)間順序和介質(zhì)條件的變化,可將油氣運(yùn)移分成兩個(gè)階段:初次運(yùn)移:油氣自生油層向儲(chǔ)集層或運(yùn)載層(輸導(dǎo)層)的運(yùn)移二次運(yùn)移:油氣進(jìn)入儲(chǔ)集層或運(yùn)載層以后的一切運(yùn)移若對(duì)整個(gè)油氣運(yùn)移來(lái)說(shuō),則是一個(gè)幾乎同時(shí)存在的連續(xù)過(guò)程1/15/2023261/15/202327三、油氣運(yùn)移的基本方式1、擴(kuò)散:分子運(yùn)動(dòng),使?jié)舛忍荻冗_(dá)到均衡。
擴(kuò)散方向從高濃度向低濃度?!獫B濾、擴(kuò)散2、滲濾:機(jī)械運(yùn)動(dòng),整體流動(dòng),遵守能量守恒定律,流體由機(jī)械能高的地方向機(jī)械能低的地方流動(dòng)。1/15/202328石油與天然氣的組成石油與天然氣的成因油氣運(yùn)移油氣聚集圈閉和油氣藏1/15/202329一、單一圈閉中的油氣的聚集根據(jù)格索(Gussow)等人的研究,在靜水條件下單一圈閉中的油氣聚集可分為三個(gè)階段(理想的聚集過(guò)程):
階段Ⅰ:圈閉中油氣水按密度大小分布,自上而下依次為氣、油、水;
階段Ⅱ:隨著油氣的不斷進(jìn)入,依次從較高部位向較低部位聚集,油-氣、油-水界面不斷下降,一旦油-水界面達(dá)到溢出點(diǎn)的位置,該圈閉的聚油過(guò)程結(jié)束,但天然氣仍可聚集,石油旁通通過(guò);
階段Ⅲ:石油全部排出,氣-水界面到達(dá)溢出點(diǎn),聚集過(guò)程結(jié)束。1/15/202330一、單一圈閉中的油氣的聚集1-氣;2-油;3-水;4-氣運(yùn)移方向;5-油運(yùn)移方向1/15/202331二、相連圈閉中的油氣聚集Gussow將單一圈閉中的油氣聚集原理應(yīng)用于系列圈閉的油氣聚集,稱為油氣差異聚集原理。自油源區(qū)向上傾方向的系列圈閉中,形成氣藏→油氣藏→純油藏→空圈閉的油氣分布特征。1-氣;2-油;3-水;4-氣運(yùn)移方向;5-油運(yùn)移方向1/15/202332三、油氣聚集單元及有關(guān)概念地殼中油氣的聚集單元按照其規(guī)律從小到大有:含油氣盆地↑含油氣區(qū)↑油氣聚集帶↑油氣田↑油氣藏1/15/202333概念油氣藏:
地殼中分散狀態(tài)的油氣由于各種地質(zhì)因素而聚集起來(lái),形成的最小或最基本的油氣聚集單位就是油氣藏。油氣田:一定面積內(nèi),受單一局部構(gòu)造或地層因素控制的所有油(氣)藏的總和。油氣聚集帶:同一個(gè)二級(jí)構(gòu)造帶(或者地層巖相變化帶中)互有成因聯(lián)系,油氣聚集條件相似的一系列油氣田的總和。
二級(jí)構(gòu)造帶是指由若干個(gè)背斜或斷層、或巖性尖滅組成的構(gòu)造帶。若由若干個(gè)背斜構(gòu)成稱背斜帶,相應(yīng)地稱背斜油氣聚集帶。類似地,有斷層油氣聚集帶。如渤海灣盆地為斷裂型油氣聚集帶。1/15/202334概念油氣區(qū):
一個(gè)含油氣盆地內(nèi)彼此相鄰的、油氣生成、聚集條件相似的若干油氣聚集帶的總和。含油氣盆地:地殼中具有統(tǒng)一地質(zhì)發(fā)展史,發(fā)生過(guò)油氣生成、運(yùn)移、聚集過(guò)程,并存在工業(yè)性油氣藏的沉積盆地。
1/15/2023352、天然氣分布深度上:從近地表-8088m深度左右甚至更深,均有天然氣分布。四、油氣分布特點(diǎn)1、油氣在深度上的分布油藏平均深度1465m:淺于生油門限深度。以深度1000~2500m為主多;3600-4000m以下,主要為凝析油(氣)藏和氣藏。1/15/202336五、我國(guó)油氣資源分布輪廓1/15/202337由于印度洋板塊向北推擠,擠壓聚斂作用明顯,導(dǎo)致地殼增厚,造成一系列北西西向擠壓造山帶與大型盆地相間排列,在造山帶前緣前陸盆地與中間地塊或陸塊組成大型復(fù)合型盆地,油氣資源豐富,如準(zhǔn)噶爾、塔里木、柴達(dá)木及藏北羌塘等盆地。在造山帶內(nèi)部則形成山間盆地,如吐哈盆地、河西走廊盆地群。
北半部——西北古生代造山區(qū),數(shù)千至萬(wàn)米中、新生代陸相沉積巖系,古生界為海相沉積,在塔里木、吐哈、準(zhǔn)噶爾等盆地發(fā)現(xiàn)了一批重要的中生界、古生界油氣田,但總體上石油資源探明率較低,勘探前景很廣。南半部——康藏中、新生代造山區(qū),是特提斯海在我國(guó)的最后退卻區(qū),二疊系至第三系多為海相沉積,具有多時(shí)代良好的烴源巖系,勘探程度低。1.西部含油氣大區(qū)1/15/202338由于太平洋板塊向西俯沖和中國(guó)大陸仰沖,地殼減薄,地幔上拱,熱力構(gòu)造作用明顯,基性巖漿活動(dòng)頻繁,形成一系列北北東向或北東向巖漿弧為主的擴(kuò)張隆起帶和擴(kuò)張沉降帶,在這些沉降帶中發(fā)育了松遼、渤海灣、江漢等含油氣盆地及南黃?!K北、北部灣、鶯歌海、瓊東南、珠江口、東海、臺(tái)灣西部、南海中央、太平—禮樂(lè)灘等東南沿海大型沉積盆地。形成了大慶、勝利、遼河、大港、華北等大油田或重要含油氣區(qū),是我國(guó)主要石油基地。
陸上石油探明率約40%左右,我國(guó)勘探程度最高的,但對(duì)非構(gòu)造油氣藏及深層油氣勘探尚待加強(qiáng)。東南沿海:分布著巨大的沉積盆地和巨厚的沉積巖系,湖相下第三系及海相上第三系都具備良好的生、儲(chǔ)油氣層系,油氣資源蘊(yùn)藏豐富,找油氣前景廣闊,如渤海、北部灣、鶯歌海、瓊東南、珠江口、東海等盆地。2.東部含油氣大區(qū)1/15/202339自北向南有二連、陜甘寧、四川、楚雄等大型盆地,由于印度洋板塊向北推擠,在這些盆地西緣形成了一系列近南北向的擠壓推覆構(gòu)造帶,如賀蘭山、龍門山、哀牢山等。發(fā)現(xiàn)了陜甘寧中部大氣田和川東五百梯、臥龍河等大氣田。
是我國(guó)大氣田分布較多的區(qū)域。3.中部含油氣大區(qū)1/15/202340東海大陸架蘊(yùn)藏著非常豐富的水產(chǎn)、石油、天然氣以及稀有礦產(chǎn)資源,尤其是石油、天然氣資源蘊(yùn)藏量極為豐富。目前已知的我們主張擁有開發(fā)權(quán)力的大陸架上的原油儲(chǔ)量約為1000億桶,與之相比,沙特阿拉伯的原油儲(chǔ)量大概是2671億桶,美國(guó)的原油儲(chǔ)量則只有220億桶。東海地區(qū)僅石油就夠中國(guó)用80年,而天然氣儲(chǔ)量大概在5億立方米,是沙特阿拉伯發(fā)現(xiàn)天然氣儲(chǔ)量的8倍,是美國(guó)天然氣儲(chǔ)量的1.5倍。1/15/202341南海:油氣豐富的第二個(gè)波斯灣
油氣資源尤為豐富,地質(zhì)儲(chǔ)量約為350億噸,有“第二個(gè)波斯灣”之稱,主要分布在曾母暗沙、萬(wàn)安西和北樂(lè)灘等十幾個(gè)盆地,總面積約41萬(wàn)平方公里,僅曾母暗沙盆地的油氣質(zhì)儲(chǔ)量約有126至137億噸。981鉆井平臺(tái)1/15/202342大國(guó)全球利益的前沿陣地,軍事要塞
南沙群島戰(zhàn)略地位十分重要,處于越南金蘭灣和菲律賓蘇比克灣兩大海軍基地之間,為東亞通往南亞、中東、非洲、歐洲必經(jīng)的國(guó)際重要航道,也是我國(guó)對(duì)外開放的重要通道和南疆安全的重要屏障。在我國(guó)通往國(guó)外的39條航線中,有21條通過(guò)南沙群島海域,60%外貿(mào)運(yùn)輸從南沙經(jīng)過(guò)。1/15/202343中國(guó)海洋漁業(yè)最大的熱帶漁場(chǎng)
島上灌木繁茂,海鳥群集,盛產(chǎn)鳥糞,兩棲生物豐富,水產(chǎn)種類繁多,是我國(guó)海洋漁業(yè)最大的熱帶漁場(chǎng),有浮藻植物155種,浮游動(dòng)物200多種,貝殼66種。海域蘊(yùn)藏著大量的礦藏資源,有石油和天然氣、鐵、銅、錳、磷等1/15/202344
釣魚諸島由釣魚島、黃尾嶼、赤尾嶼、北小島、南小島、大北小島、大南小島和飛瀨島等組成,總面積約6.3平方公里。釣魚島面積最大,約4.3平方公里,海拔高度約362米,附近水深100至150米。釣魚列島周圍海域面積約為17萬(wàn)平方公里,相當(dāng)于5個(gè)臺(tái)灣本島面積。
釣魚島海域是新三紀(jì)的沉積盆地。1967年聯(lián)合國(guó)調(diào)查發(fā)現(xiàn)該地區(qū)有豐富的石油,估算有50億噸,可能成為“第二個(gè)中東”。1/15/2023451.含油氣盆地?cái)?shù)量眾多、類型全。巨厚中、新生代陸相沉積為目前最重要的含油氣區(qū)域。2.海、陸相生、儲(chǔ)油氣層系都很發(fā)育,產(chǎn)油氣地層時(shí)代延續(xù)長(zhǎng)。3.地理分布:主要在西北、華北、東北等北方地區(qū)及海域。4.深度分布:基本適中,深層尚有潛力。我國(guó)油氣資源分布特點(diǎn)1/15/2023461/15/202347本節(jié)要點(diǎn)1、掌握術(shù)語(yǔ):油氣運(yùn)移、油氣聚集、油氣初次運(yùn)移、油氣二次運(yùn)移2、了解油氣運(yùn)移的證據(jù)、基本方式3、重點(diǎn)掌握定義:油氣聚集帶、油氣田4、了解我國(guó)油氣資源分布輪廓1/15/202348石油與天然氣的組成石油與天然氣的成因油氣運(yùn)移油氣聚集圈閉和油氣藏1/15/202349——適合于油氣聚集,形成油氣藏的地質(zhì)場(chǎng)所?!獌?chǔ)集層中油、氣物質(zhì)自身勢(shì)能最小而其動(dòng)能為零的地方。一、圈閉的定義1/15/202350圈閉的封閉條件:1/15/202351——油氣在單一圈閉中的聚集。具有統(tǒng)一的壓力系統(tǒng)和油水界面。是油氣在地殼中聚集的基本單位。二、油氣藏的概念油藏油氣藏氣藏1/15/202352兩套儲(chǔ)層,兩油氣藏同一儲(chǔ)層,兩油氣藏同一套儲(chǔ)層,三個(gè)油氣藏同一套儲(chǔ)層,四個(gè)油氣藏1/15/202353同一套儲(chǔ)層,一個(gè)油氣藏多套儲(chǔ)層,同一油氣藏1/15/202354---油氣藏的大小是用儲(chǔ)量來(lái)表示的三、油氣藏的度量及其中油氣水的分布1/15/202355描述油氣藏的參數(shù)和術(shù)語(yǔ)若有氣頂:又有氣頂高度(含氣高度)和含油高度。1/15/202356根據(jù)流體性質(zhì)分:油藏、氣藏、油氣藏根據(jù)地層壓力與油氣藏飽和壓力的差異分:
高飽和油氣藏、低飽和油氣藏根據(jù)油氣藏中儲(chǔ)層形態(tài)分:層狀、塊狀、不規(guī)則狀四、油氣藏的分類1/15/202357根據(jù)圈閉成因分類:一、構(gòu)造圈閉與構(gòu)造油氣藏二、地層圈閉與地層油氣藏1/15/202358(一)構(gòu)造圈閉與構(gòu)造油氣藏
由于地殼運(yùn)動(dòng),使地層發(fā)生變形或者變位而形成的圈閉,稱構(gòu)造圈閉,在構(gòu)造圈閉中油氣的聚集,稱構(gòu)造油氣藏。1.背斜油氣藏2.斷層油氣藏1/15/2023591.背斜油氣藏
在地質(zhì)作用下,儲(chǔ)集層呈拱起的背斜,其上方為非滲透性蓋層所封閉,形成背斜圈閉,其中聚集了油氣而形成。1/15/202360老君廟背斜油藏綜合圖L層油氣藏:不對(duì)稱背斜圈閉,南翼傾角20-30°,北翼60-80°,被逆斷層及橫斷層所切割。1/15/202361四川盆地臥龍河氣田平面及剖面圖1/15/2023622、斷層油氣藏a.沿?cái)鄬痈浇鼉?chǔ)層物性變好:含油氣豐富。b.斷層油氣藏中油、氣、水分布復(fù)雜。c.油氣富集帶多在斷層近油源一側(cè)?!獌?chǔ)集層沿上傾方向受斷層遮擋所形成的圈閉中的油氣藏。1/15/202363
因儲(chǔ)集層橫向變化或者由于縱向上沉積連續(xù)性中斷而形成的圈閉——地層圈閉;其中聚集了油氣——地層油氣藏。(二)地層圈閉與地層油氣藏1、巖性2、不整合1/15/2023641.巖性油氣藏
由于沉積作用或成巖—后生作用,使地層巖性、物性發(fā)生變化所形成的圈閉,稱為巖性圈閉,圈閉中聚集了油氣,即巖性油氣藏。A-砂巖尖滅體地層油氣藏B-砂巖透鏡體地層油氣藏C-低滲透砂巖中之高滲透帶1/15/202365泌陽(yáng)凹陷雙河砂巖上傾尖滅油氣藏平面及剖面圖①砂巖上傾尖滅巖性油氣藏1/15/202366原蘇聯(lián)卡杜辛油田漸辛統(tǒng)砂巖尖滅油氣藏剖面圖鄂爾多斯馬嶺古河道巖性油藏類型圖①砂巖上傾尖滅巖性油氣藏1/15/202367東營(yíng)凹陷營(yíng)11砂巖透鏡體油藏平面及剖面圖②透鏡型巖性油氣藏堪薩斯州濱海砂洲由透鏡體油藏組成的鞋帶狀油氣聚集帶平面分布圖1/15/202368阿巴拉契亞盆地下石炭統(tǒng)的“百呎砂巖”油藏剖面圖③低滲砂巖中高滲透帶含油1/15/2023692、地層不整合油氣藏
儲(chǔ)集層由于縱向沉積連續(xù)性中斷而形成的圈閉(即與地層不整合或基巖面等有關(guān)的圈閉)中的油氣聚集,即地層不整合油氣藏。地層不整合覆蓋油氣藏1/15/202370!不整合覆蓋油氣藏:——不整合面以下儲(chǔ)層上傾方向被削蝕,后又為不滲透性巖層不整合遮擋所致。無(wú)明顯地形突起。潛山油氣藏地層不整合遮擋油氣藏1/15/2023711/15/202372本節(jié)要點(diǎn)1、掌握圈閉和油氣藏的定義;2、了解描述油氣藏的各種術(shù)語(yǔ);3、了解圈閉和油氣藏的各種分類;4、了解各種油氣藏的含義。1/15/202373
油藏巖石的物理性質(zhì)巖石沉積巖:已發(fā)現(xiàn)油氣儲(chǔ)量的99%以上集中在沉積巖中,而沉積巖又以碎屑巖和碳酸鹽巖為主。巖漿巖變質(zhì)巖油藏巖石碎屑巖
:指母巖機(jī)械破碎的產(chǎn)物-礫、砂、粉砂、粘土物質(zhì)經(jīng)過(guò)搬運(yùn)、沉積、成巖而成。由碎屑物質(zhì)、基質(zhì)和膠結(jié)物三種組分組成。包括石英砂巖、長(zhǎng)石砂巖、巖屑砂巖、雜砂巖等。碳酸鹽巖:由碳酸鹽礦物組成的沉積巖。石灰?guī)r和白云巖是碳酸鹽巖的主要類型。1/15/202374碳酸鹽巖砂巖1/15/202375含裂縫砂巖砂巖1/15/202376碳酸鹽巖1/15/202377火山巖泥巖礫巖其它沉積巖石1/15/202378
油藏巖石的物理性質(zhì)砂巖的粒度組成油藏巖石的孔隙度油藏巖石中的流體飽和度地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)算和采收率的計(jì)算油藏巖石的壓縮系數(shù)油藏巖石的滲透率注:砂巖油藏主要為孔隙儲(chǔ)油,石灰?guī)r油藏主要為裂縫或溶洞儲(chǔ)油。當(dāng)前已開發(fā)的油藏多為砂巖油藏,石灰?guī)r油藏儲(chǔ)油與開發(fā)更為復(fù)雜,研究還很不足。油藏巖石物性的介紹以砂巖為主。1/15/2023792.粒度組成的測(cè)定方法篩析法沉降法3.粒度組成的表示方法粒度組成分布曲線粒度組成累計(jì)分布曲線顆粒直徑重量,%顆粒直徑累積重量,%尖峰越高,越均勻上升段越陡,越均勻一般來(lái)說(shuō),巖石顆粒組成越均勻,巖石的孔隙性、滲透性越好。對(duì)于碳酸巖,顆粒及膠結(jié)物成分相同,無(wú)法分析其粒度一、砂巖的粒度組成1.粒度組成:構(gòu)成砂巖的大小不同的各種砂粒的百分比含量,通常用重量百分?jǐn)?shù)表示。1/15/2023801.巖石中的孔隙:是指巖石中未被固體物質(zhì)充滿的空間,直接決定了巖層能儲(chǔ)存油氣的數(shù)量。原生孔隙——在沉積成巖過(guò)程中與巖石本身同時(shí)生成的孔隙――碎屑巖類儲(chǔ)層主要儲(chǔ)集空間。次生孔隙——沉積成巖之后的后生變化過(guò)程中形成的孔隙。
――溶蝕孔隙、收縮孔、裂隙。
①成因類型:二、油藏巖石的孔隙度1/15/202381②根據(jù)其不同部位在流體儲(chǔ)存和流動(dòng)過(guò)程所起作用的差異分:
——孔隙和喉道1.巖石中的孔隙1/15/202382超毛細(xì)管孔隙——
管形孔隙直徑>0.5mm,裂縫寬度>0.25mm,重力作用下流體在其中可以自由流動(dòng),服從靜水力學(xué)定律。如未膠結(jié)或膠結(jié)疏松的砂層中的空隙。毛細(xì)管孔隙——
管形孔徑0.5-0.0002mm,裂縫寬0.25-0.0001mm,只有當(dāng)外力大于毛細(xì)管阻力時(shí),流體才能在其中流動(dòng)。砂巖中的空隙多屬于此類。微毛細(xì)管孔隙——
管形孔隙直徑<0.0002mm,裂縫寬度<0.0001mm,在通常溫壓條件下,流體在其中不能流動(dòng)。又稱束縛孔隙。粘土、致密頁(yè)巖中的空隙。③根據(jù)巖石中孔隙的大小,可分為三類:1.巖石中的孔隙1/15/202383——巖石中全部孔隙體積(Vp)占巖石總體積(Vf)的百分?jǐn)?shù)。2.孔隙度儲(chǔ)層巖石(砂巖)孔隙度評(píng)價(jià)1/15/202384——巖石中相互連通的、且在一定壓力差下、可以允許流體在其中流動(dòng)的孔隙體積(即有效孔隙體積Vep)與巖石總體積的比值。
3.有效孔隙度(率)——同一巖石的有效孔隙度總是小于總孔隙度。1/15/2023851.流體飽和度定義:巖石孔隙中某種流體所占的體積與空隙體積之比。某一相l(xiāng)的飽和度用Sl表示,即:同一油藏中有:特殊飽和度概念:原始含油飽和度Soi原始含水飽和度Swi殘余油飽和度Sor束縛水飽和度Swcl=o、w、g或三、油藏巖石中的流體飽和度1/15/202386束縛水定義:油藏巖石中不可流動(dòng)的水。束縛水一般是油藏形成過(guò)程中不能被油氣驅(qū)走而留下的水,存在于砂粒表面、砂粒與砂粒接觸處或死孔隙中。束縛水飽和度Swc:束縛水在巖石孔隙中所占的體積百分?jǐn)?shù)。束縛水飽和度的影響因素:巖石的孔隙結(jié)構(gòu):孔隙小、連通性差,Swc↗
巖石中泥質(zhì)含量:泥質(zhì)含量高,Swc↗巖石的潤(rùn)濕性:巖石的親水性強(qiáng),Swc↗
Swc一般約在10~50%之間。2.束縛水飽和度1/15/2023871)殘余油定義:被工作劑驅(qū)洗過(guò)的地層中滯留或閉鎖在巖石孔隙中而不能流動(dòng)的油。2)殘余油飽和度Sor定義:殘余油占儲(chǔ)層的孔隙體積的比例。地層孔隙空間分配:流動(dòng)相非流動(dòng)相油、氣、水3.油藏巖石的殘余油飽和度1/15/202388容積法計(jì)算地質(zhì)儲(chǔ)量原油:溶解氣:計(jì)算采收率注意:不同驅(qū)油方法下的殘余油飽和度大小是不一樣的,同一油田經(jīng)歷一次采油、二次采油、三次采油過(guò)程后Sor不斷減小,采收率不斷提高。四、地質(zhì)儲(chǔ)量和采收率的計(jì)算1/15/2023891、油藏巖石壓力的定義2、油藏巖石壓縮系數(shù)3、綜合壓縮系數(shù)五、油藏巖石的壓縮系數(shù)1/15/2023901.上覆巖層壓力Pf上部巖層對(duì)下部巖層作用的壓力。2.地層孔隙流體壓力
Ps油藏中孔隙流體所受的壓力,也稱油藏壓力或地層孔隙壓力。3.巖石骨架壓力Pi巖石骨架所受的壓力。
Pf=Ps+Pi1.巖石壓力的定義1/15/202391定義:油藏壓力每降低1MPa,單位體積油藏巖石內(nèi)孔隙體積的減小量,用Cf表示。巖石:原油:水:壓縮系數(shù)范圍巖石有效壓縮系數(shù)(孔隙壓縮系數(shù)):油藏壓力降低1MPa時(shí),單位孔隙體積油藏巖石中孔隙體積的減小值。用Cp表示。2.油藏巖石壓縮系數(shù)1/15/202392
物理意義:油藏壓力下降1MPa時(shí),單位體積油藏巖石中,依靠流體體積的膨脹量和巖石孔隙體積壓縮總共排出的液量。
綜合壓縮系數(shù)反映了這一天然驅(qū)油能量的大小。3.油藏巖石綜合壓縮系數(shù)1/15/202393綜合壓縮系數(shù)Ct的推導(dǎo)壓力下降時(shí):
1/15/202394巖石的滲透性好壞是用滲透率來(lái)表示的,有三種表示方式:
1.巖石的滲透性——是指一定壓差下,巖石允許流體通過(guò)其連通孔隙的性質(zhì)。一般把地層壓力條件下流體能較快通過(guò)其連通孔隙者稱滲透性巖石,反之,即非滲透性巖石。絕對(duì)滲透率、有效滲透率、相對(duì)滲透率六.油藏巖石的滲透率1/15/202395達(dá)西方程達(dá)西實(shí)驗(yàn)裝置單位:m2,達(dá)西;1達(dá)西=1(法國(guó)水利工程師享利·達(dá)西1856年在用未膠結(jié)砂做水的滲濾實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn))式中:A—巖心截面積;L—巖心長(zhǎng)度;=(P1-P2)—巖心兩端壓差;—流體粘度;Q—流體流量。公式描述:流量Q正比于巖心截面積A及壓差,與流體粘度、巖石的長(zhǎng)度成反比1.達(dá)西實(shí)驗(yàn)比例系數(shù)K——巖樣的絕對(duì)滲透率。主要與巖石性質(zhì)有關(guān),與實(shí)驗(yàn)流體無(wú)關(guān)。達(dá)西方程1/15/2023962)氣測(cè)滲透率原理:注入端:壓力P1;流量Q1流出端:壓力P2;流量Q2標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài):壓力P0;流量Q0由氣體狀態(tài)方程可得:則平均氣體體積流量為:氣體測(cè)定滲透率的計(jì)算公式:1)用氣體測(cè)滲透率的原因:液體常與巖石發(fā)生某些反應(yīng)(如巖石中的粘土遇水發(fā)生膨脹、油中活性物質(zhì)在孔隙壁面上吸附等,使巖石孔隙通道變?。虼擞貌煌囊后w測(cè)得的滲透率往往不同。1.達(dá)西實(shí)驗(yàn)1/15/2023971.巖石的有效孔隙度ΦeΦe越大,K越大。2.巖石的孔隙半徑孔隙半徑越大,K越大。3.巖石的礦物成分泥質(zhì)含量越高,K越小。4.巖石的層理或裂縫平行于層理或裂縫方向的滲透率大于垂直方向。2.影響巖石滲透率的因素1/15/202398油田生產(chǎn)油藏巖石孔道中往往存在兩種或兩種以上的流體,如油-氣、油-水、油氣水等。多相滲流規(guī)律與單相滲流規(guī)律大不相同。各相滲透率之和小于絕對(duì)滲透率。原因:多相流體共存,由于巖石對(duì)各相流體的潤(rùn)濕性不同,且流體間存在相界面,流體通過(guò)多孔巖石受到毛管力的影響,流體間發(fā)生干擾,致使其總體流動(dòng)能力降低。3.多相流動(dòng)滲流特點(diǎn)1/15/2023991.有效滲透率多相流體同時(shí)流動(dòng)時(shí),巖石允許每一相流體通過(guò)的能力,與單相滲流規(guī)律不同。如,三相時(shí):Ko、Kw、Kg2.相對(duì)滲透率多相流體共存時(shí),每一相的有效滲透率與巖石絕對(duì)滲透率的比值。如三相時(shí):Kro、Krw、Krg4.有效滲透率和相對(duì)滲透率1/15/2023100——一般地,巖石對(duì)任何一種流體的相滲透率總小于該巖石的絕對(duì)滲透率。——巖石對(duì)某相流體的相滲透率隨該相在巖石孔隙中含量↑而↑,該相流體在巖石孔隙中:含量達(dá)到100%時(shí),巖石對(duì)該相流體的相滲透率等于巖石的絕對(duì)K;含量減至某一極限值時(shí),該相流體停止流動(dòng),相對(duì)滲透率=O。5.飽和度和相對(duì)滲透率關(guān)系1/15/20231011.有一定的內(nèi)在聯(lián)系,但通常無(wú)嚴(yán)格的函數(shù)關(guān)系。2.碎屑巖儲(chǔ)層:有效孔隙度下降,滲透率下降;相同其它條件下:孔徑大、喉道粗、孔隙形狀簡(jiǎn)單者滲透率高。級(jí)別有效孔隙度%絕對(duì)K(10-3μm2)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)Ⅰ>20>1000極好Ⅱ20-151000-500好Ⅲ15-10500-100中Ⅳ10-5100-1較差Ⅴ<510-1低滲透VI/<1致密〈碎屑巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表〉6.孔隙度與滲透率的關(guān)系1/15/2023102圖:砂巖有效孔隙度與氣體滲透率的關(guān)系圖1-粉砂巖,2-細(xì)砂巖,3-粗-中粒砂巖1/15/2023103油藏流體的物理性質(zhì)(1)原油和天然氣都是烴類混合物,且原油中溶有天然氣;(2)地層水含有一定的鹽量。(3)地層流體都處在高溫、高壓條件下。(4)隨溫度、壓力的降低,原油脫氣、析蠟;地層水析鹽;或出現(xiàn)相態(tài)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。地層流體組成及密度、粘度等物理性質(zhì)將發(fā)生很大變化。油藏流體的特點(diǎn):1/15/2023104油氣的相態(tài)地層原油的高壓物性地層水的高壓物性油藏流體的物理性質(zhì)1/15/20231051.相:某一體系或系統(tǒng)中具有相同成分,相同物理、化學(xué)性質(zhì)的均勻物質(zhì)部分。2.相態(tài):物質(zhì)在一定條件(溫度和壓力)下所處的狀態(tài)。油藏?zé)N類一般有氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)三種相態(tài);常溫常壓下,石油中碳原子數(shù)為1~4的烷烴為氣態(tài),5~16者為液態(tài),16以上者為固態(tài);油氣在地層條件下可以處于單一的液相,形成低飽和原油,其油藏為未飽和油藏;也可以以單一的氣相存在,形成氣藏;還可以油氣兩相共存,形成飽和原油,其油藏為飽和油藏。油氣藏?zé)N類的相態(tài)通常用P-T圖(相圖)來(lái)研究。一、油氣相態(tài)1/15/2023106基本概念:飽和蒸汽壓、露點(diǎn)壓力、泡點(diǎn)壓力單組分烴的相圖:
IC線為單組分烴飽和蒸汽壓線,其為一單調(diào)上升的曲線;曲線左上方為液相區(qū),右下方為氣相區(qū),曲線上任意點(diǎn)為兩相區(qū);
C點(diǎn)為臨界點(diǎn),是兩相共存的最高壓力和最高溫度點(diǎn)。單組分烴泡點(diǎn)壓力和露點(diǎn)壓力相等,都等于飽和蒸汽壓液相區(qū)氣相區(qū)1.單組分烴的相圖1/15/2023107
AC線為泡點(diǎn)線,BC線為露點(diǎn)線,C點(diǎn)為臨界點(diǎn),是泡點(diǎn)線和露點(diǎn)線的交匯點(diǎn);
L點(diǎn)為兩相區(qū)最高壓力點(diǎn),其壓力為臨界凝析壓力;N點(diǎn)為兩相區(qū)最高溫度點(diǎn),其溫度為臨界凝析溫度;
AC線以上為液相區(qū),BC線外測(cè)為氣相區(qū),ACLNB包圍的區(qū)域?yàn)闅?、液兩相區(qū);
CE/NE//C區(qū)反常區(qū)。2.多組分烴的相圖1/15/2023108多組分烴的相圖的應(yīng)用:利用多組分烴的相圖可以分析油藏的類型:D點(diǎn):未飽和油藏,無(wú)氣頂油藏;G點(diǎn):飽和油藏,帶氣頂油藏E點(diǎn):凝析氣藏(反常凝析現(xiàn)象);F點(diǎn):氣藏,F(xiàn)’干氣藏,F(xiàn)”濕氣藏。2.多組分烴的相圖1/15/2023109定義:地層油的溶解氣油比是指地層油進(jìn)行一次脫氣(20℃),分出氣體的標(biāo)準(zhǔn)體積與脫氣后原油的體積之比。溶解氣油比用符號(hào)Rs表示,其單位為:m3/m3。原始狀態(tài)下的溶解氣油比用Rsi表示。用公式可以表示為:1、地層原油的溶解氣油比式中:Vos為地層原油脫氣后的體積,Vgs為分出氣體的標(biāo)準(zhǔn)體積。Rs物理意義:1m3的地面脫氣原油在地層條件下所能溶解的氣體的標(biāo)準(zhǔn)體積。
Rs
范圍:不同的油藏,Rs不同,在幾~幾百Nm3/m3。二、地層原油的高壓物性1/15/2023110影響因素:地層原油的組成地層原油中輕質(zhì)組分含量越多,溶解氣油比越大油藏溫度TT↗,Rs↘油藏壓力P當(dāng)P>Pb時(shí):
Rs不變當(dāng)P<Pb時(shí):
P↗,Rs↗溶解氣油比與壓力的關(guān)系飽和油藏的原始溶解氣油比可以認(rèn)為是泡點(diǎn)壓力下的溶解氣油比1、地層原油的溶解氣油比1/15/2023111定義:標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,1m3脫氣原油在油藏條件下所占體積。地層原油體積系數(shù)用符號(hào)Bo表示,其為無(wú)因次量。用公式可以表示為:式中Vfo—地層原油體積;Vso—地層油進(jìn)行一次脫氣后的體積。Bo物理意義:1m3的地面脫氣油在地下溶有天然氣后的體積。Bo大于或等于1的原因:地層油中溶有大量天然氣和高溫引起的地層油的膨脹超過(guò)高壓引起的彈性壓縮的影響,因此地層油體積總是大于地面脫氣油體積。
2、地層原油的體積系數(shù)1/15/2023112影響因素:原油的組成:輕烴組分越多,Bo↗溶解氣油比:
Rs↗,Bo↗油藏溫度TT↗,Bo↗油藏壓力P當(dāng)P>Pb時(shí):
P↗,Bo↘當(dāng)P<Pb時(shí):
P↗,Bo↗當(dāng)P=Pb時(shí):
Bo
有最大值。體積系數(shù)與壓力的關(guān)系2、地層原油的體積系數(shù)1/15/2023113定義:在溫度一定的條件下,單位體積地層油隨壓力變化的體積變化率。用公式可以表示為:物理意義:壓力每降低1MPa,1m3地層原油體積的膨脹值。地層原油壓縮系數(shù)用符號(hào)Co表示,其單位為1/MPa。3、地層原油的壓縮系數(shù)1/15/2023114影響因素:與Bo的影響因素基本一樣原油的組成:輕烴組分越多,
Co↗溶解氣油比:
Rs↗,Co↗油藏溫度TT↗,Co↗油藏壓力P
P↗,Co↘CoPbP地層原油壓縮系數(shù)與壓力的關(guān)系3、地層原油的壓縮系數(shù)1/15/2023115地層水:地層水是油層水(與油同層的水,包括邊水、底水、束縛水)與外部水(如上層水、下層水、夾層水)的總稱。地層水的特點(diǎn):由于長(zhǎng)期與地層巖石接觸,地層水中含有大量的礦物鹽。受礦物鹽含量的影響,地層水中溶解的天然氣量相對(duì)很少(10MPa下1~2m3/m3)。三、地層水的高壓物性1/15/2023116地層水溶液中的陽(yáng)離子主要有:Na+、K+、Mg2+、Ca2+;而陰離子主要有:Cl-、SO42-、HCO3-。地層水的礦化度:指地層水中礦物鹽含量的多少,mg/l。地層水的礦化度通常很高,一般可達(dá)成千甚至上萬(wàn)毫克每升。不同地層的礦化度通常相差很大。地層水的硬度:地層水中鈣、鎂等二價(jià)溶解鹽離子的含量,mg/l。1、地層水的礦化度和硬度1/15/2023117由于水的溶氣量很小,地層水的體積系數(shù)Bw≈1。影響因素:T↗,Bw↗;P↗,Bw↘;溶解有天然氣的體積系數(shù)比純水大;溫度的影響較壓力大。溶解有天然氣的地層水純水2、地層水的體積系數(shù)1/15/2023118水壓縮系數(shù)Cw為:物理意義:壓力每降低1MPa,1m3地層水體積的膨脹值。
地層水的壓縮系數(shù)Cw在(3.7~5.0)×10-4MPa-1之間。2、地層水的壓縮系數(shù)1/15/2023119油藏驅(qū)動(dòng)方式及開采特征驅(qū)油能量和驅(qū)動(dòng)方式不同驅(qū)動(dòng)方式下的開采特征對(duì)油藏驅(qū)動(dòng)方式的討論1/15/2023120驅(qū)動(dòng)方式:指油藏開采過(guò)程中主要依靠哪一種能量來(lái)驅(qū)油。驅(qū)油能量巖石和流體的彈性能溶解氣體的彈性能邊水、底水及注入水的壓能氣頂氣、注入氣的壓能原油本身的重力勢(shì)能一、驅(qū)油能量和驅(qū)動(dòng)方式彈性驅(qū)動(dòng)溶解氣驅(qū)水壓驅(qū)動(dòng)氣壓驅(qū)動(dòng)重力驅(qū)動(dòng)為主1/15/2023121幾個(gè)重要的開發(fā)指標(biāo):地層壓力:油藏地層孔隙中流體的壓力,也稱油藏壓力,記為Pe;井底壓力:油井正常生產(chǎn)時(shí)在生產(chǎn)井底測(cè)得的壓力,也稱流壓,記為Pwf;產(chǎn)液量:每天的油、水總產(chǎn)量,記為Ql;產(chǎn)油量:每天的原油產(chǎn)量,記為Qo;生產(chǎn)氣油比:氣產(chǎn)量與油產(chǎn)量的體積之比,記為Rp。二、不同驅(qū)動(dòng)方式下的開采特征1/15/2023122彈性驅(qū)動(dòng):依靠油藏流體和巖石的彈性能量為主要驅(qū)油能量的驅(qū)動(dòng)方式。形成條件:油藏?zé)o邊水、底水或注入水,無(wú)大的氣頂,或有而不活躍;油藏壓力始終高于飽和壓力。二、不同驅(qū)動(dòng)方式下的開采特征特點(diǎn):1)地層壓力隨時(shí)間增長(zhǎng)而變小;2)產(chǎn)油量隨時(shí)間增長(zhǎng)而減少;3)生產(chǎn)氣油比為一常數(shù)。1/15/2023123溶解氣驅(qū):主要依靠原油中分離出的天然氣彈性膨脹能量驅(qū)油的驅(qū)動(dòng)方式。形成條件:油藏?zé)o邊水、底水或注入水,無(wú)氣頂,或有但不活躍;油藏壓力低于飽和壓力。二、不同驅(qū)動(dòng)方式下的開采特征其特點(diǎn)主要表現(xiàn)為:1)地層壓力隨時(shí)間增長(zhǎng)而較快減少;2)油井產(chǎn)量也隨時(shí)間增長(zhǎng)以較快速度下降;3)氣油比開始上升很快,達(dá)到峰值,后又很快下降。1/15/2023124水壓驅(qū)動(dòng):依靠邊水、底水和(或)注入水的彈性能或壓能為主要驅(qū)油動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)方式。
剛性水壓驅(qū)動(dòng)彈性水壓驅(qū)動(dòng)剛性水壓驅(qū)動(dòng)形成條件:有注入水且注采平衡,或邊水、底水能有效補(bǔ)充采液量,保持油層壓力不變;油藏壓力高于飽和壓力。水壓驅(qū)動(dòng)二、不同驅(qū)動(dòng)方式下的開采特征1)油藏在生產(chǎn)過(guò)程中油層壓力不變,井底流壓不變,壓降越大,采液量越大,壓降不變,采液量不變;2)采液量不變,油井見(jiàn)水后產(chǎn)油量急劇下降;3)生產(chǎn)氣油比始終不變(開采過(guò)程中氣全部呈溶解狀態(tài))1/15/2023125天然水驅(qū)油藏的剖面圖和俯視圖水壓驅(qū)動(dòng)在原始地層條件下,當(dāng)油藏的邊部或底部與廣闊或比較廣闊的天然水域相連通時(shí),在油藏投入開發(fā)之后,由于在含油部分產(chǎn)生的地層壓降,會(huì)連續(xù)地向外傳遞到天然水域,引起天然水域內(nèi)的地層水和儲(chǔ)層巖石的累加式彈性膨脹作用,同時(shí)造成對(duì)油藏含油部分的水侵作用。天然水域愈大,滲透率愈高,則水驅(qū)作用愈強(qiáng)。如果天然水域的儲(chǔ)層與地面具有穩(wěn)定供水的露頭相連通,則可形成達(dá)到供采平衡和地層壓力略降的理想水驅(qū)條件,此種情況稱剛性水驅(qū),此時(shí)地層壓力基本保持不變;當(dāng)邊水、底水或注入水較小時(shí),不能保持地層壓力不變時(shí)稱彈性水驅(qū)。天然水驅(qū)又可以根據(jù)油藏的類型和油水分布的產(chǎn)狀,劃分為邊水驅(qū)動(dòng)和底水驅(qū)動(dòng)。
1/15/2023126彈性水壓驅(qū)動(dòng)形成條件:邊水、底水較活躍,但不能補(bǔ)償采液量;當(dāng)人工注水時(shí),注水速度趕不上采液速度;油藏壓力高于飽和壓力。二、不同驅(qū)動(dòng)方式下的開采特征1)地層壓力不斷降低,當(dāng)壓力降傳到封閉邊緣之后,要保持井底壓力為常數(shù);2)產(chǎn)量隨時(shí)間而下降;3)氣油比保持不變1/15/2023127油氣藏驅(qū)動(dòng)類型及其開采特征
氣壓驅(qū)動(dòng)當(dāng)油藏存在氣頂,氣頂中的壓縮氣為驅(qū)油的主要能量時(shí)為氣壓驅(qū)動(dòng)。若油藏進(jìn)行人工注氣也可形造成氣壓驅(qū)動(dòng)。具有原始?xì)忭數(shù)挠筒貓D1/15/2023128氣壓驅(qū)動(dòng):主要靠氣頂氣或注入氣的膨脹能或壓能驅(qū)油的驅(qū)動(dòng)方式。
剛性氣壓驅(qū)動(dòng)彈性氣壓驅(qū)動(dòng)剛性氣壓驅(qū)動(dòng)形成條件:人工向地層注氣且注入量足以使開采過(guò)程中地層壓力保持穩(wěn)定,或氣頂體積比含油區(qū)體積大得多,能夠使開采過(guò)程中氣頂或地層壓力基本保持不變。氣壓驅(qū)動(dòng)二、不同驅(qū)動(dòng)方式下的開采特征剛性氣驅(qū)油藏的開采特征與剛性水驅(qū)類似,主要表現(xiàn)為:1)生產(chǎn)過(guò)程中地層壓力不變;2)由于地層壓力豐富,油藏產(chǎn)量開始不變,當(dāng)油氣界面下移,出現(xiàn)氣侵之后產(chǎn)量增大;3)因地層壓力大于飽和壓力,生產(chǎn)氣油比開始不變,當(dāng)氣侵之后生產(chǎn)氣油比會(huì)增大1/15/2023129彈性氣壓驅(qū)動(dòng)形成條件:氣頂區(qū)體積較小且又沒(méi)有注氣。二、不同驅(qū)動(dòng)方式下的開采特征其開采特征表現(xiàn)為:1)地層壓力下降快;2)產(chǎn)量下降快;3)氣油比不斷上升。1/15/2023130重力驅(qū)動(dòng):主要依靠原油在油層內(nèi)存在位差而具有的重力勢(shì)能將油驅(qū)向井底的驅(qū)動(dòng)方式。形成條件:油藏開發(fā)后期,其它能量已枯竭的情況下;油層應(yīng)具備傾角大、厚度大及滲透性好等條件。二、不同驅(qū)動(dòng)方式下的開采特征主要表現(xiàn)為地層壓力隨時(shí)間而減少,生產(chǎn)開始時(shí)產(chǎn)量不變,當(dāng)含油邊緣到達(dá)油井后變小,生產(chǎn)過(guò)程中生產(chǎn)氣油比保持不變。1/15/20231311.能量補(bǔ)充充足(邊、底水,氣頂、注水/氣):剛性驅(qū)動(dòng):剛性氣/水驅(qū);開采特征:Pe、Ql、Qo有穩(wěn)產(chǎn)段。2.能量補(bǔ)充不充足(無(wú)邊底水氣頂注水注氣或有而不足):彈性驅(qū)動(dòng):彈性驅(qū)動(dòng)、溶解氣驅(qū)、彈性氣/水驅(qū);開采特征:Pe、Ql、Qo均不斷下降。3.凡是氣驅(qū)的Rp都有上升的過(guò)程,其它驅(qū)動(dòng)方式Rp不變。溶解氣驅(qū)、剛/彈性氣驅(qū)4.Qo或Rp的突然變化反映水或氣的突破。三、不同驅(qū)動(dòng)方式及開采特征總結(jié)1/15/2023132石油向井底的流動(dòng)流量基本公式提高油井產(chǎn)量的措施采油指數(shù)油井流入動(dòng)態(tài)曲線溶解氣驅(qū)方程1/15/2023133一、流量基本公式供油范圍是圓形的,只有單相油和束縛水油層巖石和流體的物性是均勻的流動(dòng)是穩(wěn)定的,并且處于層流區(qū)
1/15/2023134二、提高油井產(chǎn)量的措施提高油井附近巖石的滲透率K
酸化處理水力壓裂
降低供油半徑Re提高(Pe-Pw)的值
1/15/2023135
滲流的基本規(guī)律1/15/2023136三、采油指數(shù)
Pe又稱為油井的靜壓(油藏壓力);Pw又稱為油井的流動(dòng)壓力或簡(jiǎn)稱流壓;差值()稱為生產(chǎn)壓差。當(dāng)井底流壓高于原油泡點(diǎn)壓力時(shí),油藏中流體的滲流為單相液流。在單相液流下,油層物性及流體性質(zhì)基本不隨壓力變化,符合流量基本公式:J稱為采油指數(shù),反映了油層性質(zhì)、流體參數(shù)、完井條件及供油面積等與產(chǎn)量之間的關(guān)系,其數(shù)值等于單位生產(chǎn)壓差下的油井產(chǎn)量。因而可用J評(píng)價(jià)分析油井的生產(chǎn)能力。1/15/2023137三、采油指數(shù)
采油指數(shù)可評(píng)價(jià)分析油井生產(chǎn)能力和油藏生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)變化:1.油層水和注入水浸入油井;2.井底附近巖石空隙是否堵塞;3.油井酸化、壓裂效果。1/15/2023138四、油井流入動(dòng)態(tài)曲線
油氣從油層流向井底,遵循滲流規(guī)律。采油過(guò)程中,常用油井流入動(dòng)態(tài)表述這一過(guò)程的宏觀規(guī)律。油井流入動(dòng)態(tài)是指油井產(chǎn)量與井底流壓的關(guān)系,反映了油藏向該油井供油的能力。相應(yīng)的曲線稱流入動(dòng)態(tài)曲線(InflowPerformanceRelationshipCurve),簡(jiǎn)稱IPR曲線,也稱指標(biāo)曲線(IndexCurve)。
對(duì)于單井,IPR曲線表示了油層工作特性,是確定油井合理工作方式的依據(jù),也是油井動(dòng)態(tài)分析的基礎(chǔ)。生產(chǎn)中只要測(cè)得3~5個(gè)穩(wěn)定工作制度下的產(chǎn)量及其對(duì)應(yīng)流壓,便可繪制該井的IPR曲線。1/15/2023139四、油井流入動(dòng)態(tài)曲線
A井:?jiǎn)蜗嗔鲃?dòng)時(shí)的IPR曲線,其斜率的負(fù)倒數(shù)就是采油指數(shù)J,縱坐標(biāo)軸的截距為油藏壓力;
B井:即使在Pw≥Pb的地層單相滲流情況下,當(dāng)油井產(chǎn)量很高時(shí),井底附近出現(xiàn)非達(dá)西滲流,產(chǎn)量與流壓的關(guān)系不滿足流量基本公式;
C井:當(dāng)?shù)貙訅毫Φ陀谠团蔹c(diǎn)壓力,油藏驅(qū)動(dòng)為溶解氣驅(qū),此時(shí)油藏流動(dòng)為氣液兩相流,油藏流體物性和相滲透率將明顯隨壓力而變。因而,溶解氣驅(qū)油藏油井產(chǎn)量與流壓的關(guān)系是非線性的。1/15/2023140五、適于溶解氣驅(qū)油藏的方程
式中,—流壓為零時(shí)的最大油流量。
溶解氣驅(qū)油藏油井產(chǎn)量與流壓的關(guān)系可采用Vogel方程表示:1/15/2023141開發(fā)方式開始注水時(shí)間注水方式砂巖油田的注水開發(fā)1/15/2023142油田開發(fā)方法分類:一次采油方法:
利用油田的天然能量開發(fā),采收率5%~10%;二次采油方法:
人工注水/氣補(bǔ)充能量開發(fā),采收率30~40%;三次采油方法:
通過(guò)改變地層或流體的物理化學(xué)性質(zhì)的開發(fā)。一、開發(fā)方式1/15/20231431.注水開發(fā)的必要性提高采油速度和采收率。2.注水開發(fā)現(xiàn)狀我國(guó)現(xiàn)有油田絕大多數(shù)不具備充足的天然能量補(bǔ)給條件,因此,油層依靠天然能量進(jìn)行采油之后或油田開發(fā)早期,多采用人工注水保持或補(bǔ)充地層能量,使油田處于水壓驅(qū)動(dòng)方式開發(fā)。一、開發(fā)方式1/15/2023144早期注水(國(guó)內(nèi)油田常用):保持地層能量,防止地層中脫氣,從而保證油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。晚期注水:二次采油,補(bǔ)充地層能量。二、油田開始注水時(shí)間1/15/2023145注水井在油藏所處的部位和注水井與生產(chǎn)井之間的排列關(guān)系。目前國(guó)內(nèi)外油田所采用的注水方式邊緣注水切割注水面積注水不規(guī)則點(diǎn)狀注水三、注水方式1/15/2023146將注水井布在含水區(qū)內(nèi)或油水過(guò)渡帶上,以及含油邊界以內(nèi)不遠(yuǎn)處進(jìn)行注水開發(fā)。
緣外注水緣上注水緣內(nèi)注水1、邊緣注水1/15/2023147適用條件:油田面積不大,構(gòu)造比較完整,油層分布穩(wěn)定;邊部和內(nèi)部連通性好,特別是注水井的邊緣地區(qū)有較好的吸水能力,能保證壓力有效傳播。優(yōu)點(diǎn):油水界面比較完整,能夠逐步向油藏內(nèi)部推進(jìn);無(wú)水采收率和低含水采收率高。缺點(diǎn):需不斷移動(dòng)注水線;部分注入水流向含油邊界以外,降低注入水利用率。邊緣注水1/15/2023148利用注水井排將油藏切割成若干個(gè)區(qū)(或塊),每個(gè)切割區(qū)作為一個(gè)獨(dú)立的開發(fā)單元進(jìn)行注水開發(fā)。
2、切割注水1/15/2023149適用條件:油層面積大,分布比較穩(wěn)定,形態(tài)比較規(guī)則;切割區(qū)內(nèi)生產(chǎn)井和注水井有較好的連通性。優(yōu)點(diǎn):可根據(jù)地質(zhì)特征選擇注水井排的最佳方向和切割距;可優(yōu)先開采高產(chǎn)地帶,使產(chǎn)量快速達(dá)到設(shè)計(jì)水平;便于調(diào)整,注水線不需移動(dòng)。缺點(diǎn):不能很好地適應(yīng)油層非均質(zhì)性;注水井之間干擾大;注采不平衡。切割注水1/15/2023150將注水井和生產(chǎn)井按一定的幾何形狀和密度均勻地布置在整個(gè)含油面積進(jìn)行開發(fā)。四點(diǎn)法五點(diǎn)法七點(diǎn)法九點(diǎn)法反九點(diǎn)法線狀注水3、面積注水1/15/2023151適用條件:油層滲透性差,分布不穩(wěn)定,形態(tài)不規(guī)則且非均質(zhì)性較嚴(yán)重的油田;油田后期強(qiáng)化開采;具備其它注水方式的條件,但要求達(dá)到更高采油速度。優(yōu)點(diǎn):所有油井在于注水井的第一線,有利于加速油井受效;油井能夠多向受效,提高采油速度。面積注水1/15/2023152
在邊角、斷層、隅角等地加一口注水井。
注水方式的選擇必須考慮因素:油田的構(gòu)造特性油層性質(zhì)油、氣、水的分布地面管理和后期調(diào)整的主動(dòng)性等4、點(diǎn)狀注水1/15/2023153油井增產(chǎn)措施水力壓裂酸化處理1/15/2023154一、水力壓裂技術(shù)
用壓力液在超過(guò)地層破裂壓力條件下將地層壓開一條或幾條水平的或垂直的裂縫,并用支撐劑將裂縫支撐起來(lái),減小油、氣、水的流動(dòng)阻力,從而達(dá)到增產(chǎn)增注的效果。(1)水力壓裂工藝過(guò)程將高粘流體以大大超過(guò)油層吸收能力的排量泵入井中井底憋壓當(dāng)井底壓力大于地層破裂壓力時(shí),井底附近地層產(chǎn)生裂縫裂縫延伸充填支撐劑停泵后,形成支撐劑支撐的導(dǎo)流裂縫1/15/2023155根據(jù)壓裂液的作用不同,可分為:前置液、攜砂液和頂替液:前置液:破裂地層、造縫;攜砂液:攜帶支撐劑、充填裂縫,同時(shí)還具有擴(kuò)展、延伸裂縫和冷卻地層的作用;頂替液:將井筒中的全部攜砂液替入裂縫中。對(duì)壓裂液的性能要求:①
濾失少;②
懸砂能力強(qiáng);③
摩阻低;④
穩(wěn)定性好;⑤
配伍性好;⑥
低殘?jiān)虎?/p>
易返排;⑧
貨源廣、價(jià)錢便宜。
(2)壓裂液1/15/2023156支撐劑的作用:支撐已壓開的裂縫,使裂縫不再閉合,并使裂縫具有導(dǎo)流能力。對(duì)支撐劑的性能要求:①粒徑均勻;②強(qiáng)度大,破碎率小;③圓度和球度高;④雜質(zhì)含量少;⑤來(lái)源廣,價(jià)廉。支撐劑的種類:天然砂和人工支撐劑(3)支撐劑普遍使用的支撐劑是石英砂。1/15/2023157限流法壓裂工藝:通過(guò)嚴(yán)格控制炮眼的數(shù)量和直徑,以盡可能大的注入排量進(jìn)行施工,利用最先被壓開層吸收壓裂液時(shí)產(chǎn)生的炮眼摩阻,大幅提高井底壓力,進(jìn)而迫使壓裂液分流,使破裂壓力相近的其它層相繼被壓開,從而達(dá)到一次加砂能夠同時(shí)處理幾個(gè)層的工藝目的。端部脫砂壓裂技術(shù):在水力壓裂過(guò)程中,有控制地使支撐劑在裂縫的端部脫出,架橋形成一個(gè)端部砂堵,從而阻止裂縫進(jìn)一步延伸。再繼續(xù)注入高砂比砂漿時(shí),可沿縫壁形成全面砂堵,縫中儲(chǔ)液量增加,泵壓增大,促使裂縫膨脹變寬,縫內(nèi)填砂濃度增大,從而造成一條具有很高導(dǎo)流能力的裂縫。限制縫長(zhǎng),增加縫寬的工藝。(4)壓裂新工藝技術(shù)1/15/2023158
利用酸液的化學(xué)溶蝕作用解除油層堵塞,擴(kuò)大和連通油層孔隙,從而恢復(fù)和提高油層近井地帶的滲透率,達(dá)到增產(chǎn)增注的目的。
根據(jù)酸化工藝不同,可分為:常規(guī)酸化:在低于巖石破裂壓力下將酸液注入地層,主要依靠酸液的化學(xué)溶蝕作用,清除堵塞,擴(kuò)大和延伸裂縫、縫洞。壓裂酸化:簡(jiǎn)稱酸壓,在高于巖石破裂壓力下將酸液注入地層,酸液可同時(shí)對(duì)裂縫起化學(xué)溶蝕作用和水力壓裂作用,從而溝通孔隙、縫洞。多在碳酸鹽地層中使用。二、油層酸化工藝技術(shù)1/15/2023159(1)碳酸鹽巖地層的酸化碳酸鹽巖地層主要成分:方解石和白云石;酸化用酸液:鹽酸;碳酸鹽巖地層的酸化增產(chǎn)增注原理:碳酸鹽與鹽酸作用,生成水溶性鹽類和二氧化碳?xì)怏w。清除近井帶地層的堵塞,提高地層滲透率。對(duì)石灰?guī)r:2HCl+CaCO3→CaCl2+H2O+CO2↑對(duì)白云巖:4HCl+MgCa(CO3)2→CaCl2+MgCl2+2H2O+2CO2↑石灰?guī)r的主要成分白云巖的主要成分(2)碳酸鹽巖地層的酸壓先擠注高粘前置液再擠注酸液和頂替液將地層壓開裂溶蝕裂縫壁面形成酸蝕溝槽1/15/2023160(3)砂巖地層的酸化砂巖地層主要成分:砂粒(石英和長(zhǎng)石)和粒間膠結(jié)物(泥質(zhì)、灰質(zhì)、硅質(zhì)等);酸化用酸液:土酸(鹽酸和氫氟酸的混合物);砂巖地層的酸化增產(chǎn)增注原理:其中的鹽酸溶解油層中的碳酸鹽和部分鐵質(zhì),其中的氫氟酸溶解砂巖油層中的硅酸鹽礦物和粘土礦物。這樣,就可以恢復(fù)和提高井底附近地層的滲透率。氫氟酸與硅酸鈣鋁的反應(yīng)氫氟酸與碳酸鈣的反應(yīng)氫氟酸與石英的反應(yīng)1/15/2023161應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題:碳酸鹽含量較高的地層要用鹽酸進(jìn)行預(yù)處理:防止氫氟酸與碳酸鹽作用可以生成不溶于水的氟化鈣。氫氟酸和鹽酸的濃度的確定:當(dāng)?shù)貙幽噘|(zhì)含量高時(shí),氫氟酸濃度可取高些,鹽酸濃度可取低些;當(dāng)?shù)貙犹妓猁}含量高時(shí),鹽酸濃度可取高些,氫氟酸濃度可取低些。土酸液的用量確定:當(dāng)滲透率較低、堵塞較淺時(shí),土酸用量可少些;當(dāng)滲透率較高、堵塞范圍較大時(shí),土酸用量可大些。1/15/2023162提高采收率原理采收率及其影響因素體積波及系數(shù)和驅(qū)油效率提高采收率的途徑1/15/2023163一、采收率及其影響因素影響因素:油藏地質(zhì)條件、開采技術(shù)油藏地質(zhì)條件——客觀因素
油氣藏的地質(zhì)構(gòu)造形態(tài);
天然驅(qū)動(dòng)能量的大小及類型;水驅(qū)采收率最大,溶解氣驅(qū)采收率最小。
油藏巖石及流體性質(zhì):
油層非均質(zhì)性、流體粘度、巖石潤(rùn)濕性等。1/15/2023164油田開采技術(shù)——主觀因素開發(fā)層系劃分;布井方式與井網(wǎng)密度;油井工作制度、地層壓力保持程度;完井方法;開采工藝技術(shù)水平和增產(chǎn)措施;提高采收率方法的應(yīng)用規(guī)模。主觀因素體現(xiàn)了人們對(duì)驅(qū)油過(guò)程的影響能力。一、采收率及其影響因素1/15/2023165采收率可以表示為:Vsw-工作劑的驅(qū)替體積;V-油藏總體積;So-原始含油飽和度;Sor-殘余油飽和度;Ev-體積波及系數(shù);ED-驅(qū)油效率。采收率是注入工作劑的體積波及系數(shù)與驅(qū)油效率的乘積體積波及系數(shù):指工作劑驅(qū)到的體積與油藏總體積之比驅(qū)油效率:指在波及范圍內(nèi)驅(qū)替出的原油體積與工作劑的波及體積之比二、體積波及系數(shù)和驅(qū)油效率1/15/2023166影響因素:流度比、油層巖石宏觀非均質(zhì)性及注采井網(wǎng)對(duì)其適應(yīng)性
①流度比越大,波及系數(shù)越低;流度比:指注入工作劑的流度與被驅(qū)原油在未波及區(qū)的流度之比。流度:流體的滲透率與其粘度之比。1.波及系數(shù)影響因素1/15/2023167五點(diǎn)法注采單元流度比對(duì)波及狀況的影響M<1:有較規(guī)則的流動(dòng)前緣,見(jiàn)水波及系數(shù)可達(dá)70%左右;M>2:出現(xiàn)明顯的粘滯指進(jìn)現(xiàn)象,波及系數(shù)降低。②油層巖石宏觀非均質(zhì)性越大,波及系數(shù)越低;1.波及系數(shù)影響因素1/15/2023168影響因素:巖石潤(rùn)濕性和微觀結(jié)構(gòu)、界面張力。水驅(qū)油藏殘余油的分布:親水巖藏:大多以油珠狀形式被捕集在流通孔道中。親油巖藏:呈油膜狀粘附在孔壁或滯留在較小的孔道中
巖石親油性越強(qiáng),孔喉越小,原油粘度越大,則殘余油飽和度越高。2.驅(qū)油效率:殘余油飽和度1/15/2023169提高波及系數(shù):降低流度比
(1)提高驅(qū)替液粘度:聚合物驅(qū);(2)降低被驅(qū)替液粘度:稠油熱采降粘;2.提高驅(qū)油效率:減小界面張力,改變地層潤(rùn)濕性等堿驅(qū)、表面活性劑驅(qū)、混相驅(qū)。三、提高采收率的途徑1/15/2023170提高采收率的基本方法
化學(xué)驅(qū)油混相驅(qū)油熱力驅(qū)油微生物采油1/15/2023171化學(xué)驅(qū)氣體混相驅(qū)熱力采油微生物采油聚合物驅(qū):主要提高波及系數(shù)堿水驅(qū):主要提高驅(qū)油效率微乳液驅(qū):主要提高驅(qū)油效率液化石油氣驅(qū)富氣驅(qū)高壓干氣驅(qū)二氧化碳驅(qū)注熱流體法:蒸汽驅(qū)、蒸汽吞吐油層就地燃燒法:火燒油層根據(jù)注入驅(qū)體劑的不同主要提高驅(qū)油效率主要降低原油粘度提高波及系數(shù)和驅(qū)油效率提高采收率的基本方法1/15/2023172包括:聚合物驅(qū)、堿驅(qū)、微乳液驅(qū)。1、聚合物驅(qū)通過(guò)向油藏注入水溶性高分子聚合物溶液,以降低巖石的滲透率并增加注入水的粘度,從而減小流度比M,減弱粘性指進(jìn),提高波及系數(shù)。驅(qū)油機(jī)理存在問(wèn)題聚合物的降解和滯留。適用油藏中高滲地層一、化學(xué)驅(qū)油法1/15/2023173通過(guò)向油藏注入堿性溶液,與原油中的有機(jī)酸反應(yīng),生成表面活性劑,從而改變油藏巖石表面潤(rùn)濕性,降低油水界面張力或形成乳狀液,提高驅(qū)油效率。驅(qū)油機(jī)理存在問(wèn)題堿耗和流度控制,結(jié)垢嚴(yán)重,很少用適用油藏油層原油有一定的酸值2.堿驅(qū)1/15/2023174通過(guò)向油藏注入微乳液,依靠微乳液的增溶作用,使原來(lái)不能混溶的原油和水成為互溶混相溶液,從而大大降低油水界面張力,提高驅(qū)油效率。驅(qū)油機(jī)理存在問(wèn)題活性劑的成本和在巖石表面的大量吸附。水外相微乳液、油外相微乳液和中相微乳液。類型為過(guò)渡類型3.微乳液驅(qū)(或稱膠束驅(qū))微乳液是表面活性劑在臨界膠束濃度以上在溶液中形成的均相體系1/15/2023175包括:液化石油氣驅(qū)、富氣驅(qū)、高壓干氣驅(qū)和二氧化碳驅(qū)?;煜囹?qū):指向油藏中注入一種能與原油在地層條件下完全或部分混相的流體驅(qū)替原油的開發(fā)方法?;煜嗔黧w驅(qū)油過(guò)程的相段分布圖驅(qū)油流體與混相流體混合帶注入驅(qū)油流體混相流體富集帶原油與混相流體混合帶油層原油驅(qū)油機(jī)理:氣體與原油之間建立混相帶,消除界面張力,
提高驅(qū)油效率。二、混相驅(qū)油法1/15/2023176向油藏注入液化石油氣,與原油形成混相段塞,然后用天然氣驅(qū)動(dòng)段塞。液化石油氣段塞前緣可與地層油混相,后面與天然氣混溶,形成良好的混相帶。注液化石油氣混相驅(qū)油過(guò)程1.液化石油氣驅(qū)1/15/2023177適用于少含C2~C6的原油(貧油)對(duì)于地層油中輕質(zhì)組分(C2-6)較少的油藏,可注入適量加入乙烷、丙烷和丁烷的天然氣,富氣中的較重組分不斷凝析到原油中,最終使注入氣與原油混相的驅(qū)油方法。注富氣混相驅(qū)油過(guò)程2.富氣驅(qū)1/15/2023178適用于富含C2~C6的原油(富油)當(dāng)?shù)貙釉椭休p烴組分較多時(shí),可向油藏高壓注干氣,與原油充分接觸,油中的輕質(zhì)組分C2-6逆行到氣體前緣,并使之富化,富化的氣體在推進(jìn)過(guò)程中不斷與新原油接觸,進(jìn)一步被富化,最后達(dá)到混相。高壓注干氣混相驅(qū)油過(guò)程3.高壓干氣驅(qū)1/15/2023179適用于富含C2~C6的原油(富油)向油藏高壓注入CO2,不斷與原油接觸,萃取其中較重?zé)N組分而富化,CO2同時(shí)溶于原油中,它通過(guò)氣化、凝析過(guò)程,最終與原油形成混相。(3)與原油產(chǎn)生低界面張力;存在問(wèn)題:氣源提高采收率機(jī)理:(1)降低原油的粘度;(2)使原油膨脹;4.二氧化碳驅(qū)1/15/2023180熱力采油:是向油層注入熱流體或使油層就地發(fā)生燃燒后形成移動(dòng)熱流,主要依靠熱能降低原油的粘度,以增加原油流動(dòng)能力的采油方法。熱力采油工藝可分為兩類:注熱流體法油層就地燃燒法熱力采油法主要用于開采稠油。三、熱力采油法1/15/20231811.注熱流體法-蒸汽使原油的粘度大幅度下降,流動(dòng)性得以改善油層巖石和流體受熱后體積膨脹,增加了彈性能量,提高了含油飽和度和有效滲透率提高地層壓力,增加驅(qū)油能量;清除井壁污染,降低井底流動(dòng)阻力注蒸汽開采稠油原理:1/15/2023182蒸汽吞吐過(guò)程注蒸汽開發(fā)分為:蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)兩種。
(1)蒸汽吞吐在本井完成注蒸汽、燜井、開井生產(chǎn)三個(gè)連續(xù)過(guò)程。從注蒸汽開始到油井不能生產(chǎn)為止,即完成一個(gè)過(guò)程稱為一個(gè)周期。1.注熱流體法-蒸汽1/15/2023183蒸汽吞吐單井產(chǎn)量動(dòng)態(tài)蒸汽吞吐井的產(chǎn)量特征曲線1.注熱流體法-蒸汽1/15/2023184(2)蒸汽驅(qū)
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