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油气田地下地质学 第七章 地层压力与地层温度

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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油气田地下地质学地层压力、地层温度 是油气田开发的 能量 和 基础参数 ,对合理开发油田 具有十分重要的意义 , 决定着 :油 /气等 流体的性质 ; 开发方式 ; 最终采收率 。第七章 地层压力和地层温度第一节 地层压力 ★第二节 地层温度 ★第三节 油气藏驱动类型油气田地下地质学第一节 地层压力一、有关地层压力的概念二、异常地层压力研究三、油层压力 研究油气田地下地质学第一节 地层压力一、有关地层压力的概念 ★★kg/m;、静水压力 ★ 1帕 =1牛顿 /米 2( 10达因 /厘米 2)105 1覆岩层压力 ★覆岩石骨架和孔隙空间流体 总重量 所引起的压力。 m;ρ 平均密度 , kg/m3; 小数;ρ kg/ kg/m3。gH )1((  油气田地下地质学3、地层压力 ★又称 孔隙流体压力 ,常用 示。含油气区内, 地层压力被称为 油层压力 或 气层压力 。4、 压力系数同一地层深度静水压力 (比值 。 ★ 5、压力梯度 Pa/m。如 :上覆岩层压力梯度、静水压力梯度油气田地下地质学6、地层压力的来源● 地层孔隙空间内地层水重量产生的水柱压力 ● 上覆岩层重量产生的岩石压力 ★ 地层封闭条件下 :地静压力由组成岩石的 颗粒质点和岩石孔隙中的流体 共同承担 。★ 地层与地表连通时 :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 。● 勘探开发中,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。个来源 :油气田地下地质学(一 ) 异常地层压力的概念异常地层压力 称为 压力异常 。 ★★表示方法 :常用 压力系数 或 压力梯度 来表示。二、异常地层压力研究研究和预测压力异常的意义 :对认识 油层 能量特征 ,评价 油气藏形成条件 ,指导 安全生产 、 保护油气层 等极为重要(钻遇压力异常低时易产生 井漏 ;钻遇压力异常高时易产生 井喷 )。油气田地下地质学压力系数 同一深度静水压力 可用 α ★P▲ αp= 1,属正常地层压力;▲ α P> 1,称为高异常地层压力,或称 高压异常 ;▲ α P< 1,称为低异常地层压力,或称 低压异常 。压力梯度 正常地层压力;▲ 高异常地层压力;▲ 低异常地层压力。油气田地下地质学(二 ) 异常地层压力预测方法异常地层压力部位特点: (异常 )高压油气层周围的泥、页岩层处于 从异常压力到正常压力 过渡带 上,该 过渡带的泥、页岩 由于 欠压实 而具有某些特征:过渡带岩石 密度较小、孔隙度较大 → 电阻率低、声波时差大 。钻入过渡带时 ,可能产生井喷 、 井漏 、 井涌 以及 钻井参数出现异常 等现象。◆ 预测异常地层压力的任务▲ 确定异常压力带的 层位 和 顶部深度▲ 计算出异常地层压力值的 大小油气田地下地质学异常地层压力预测方法:泥岩剖面异常地层压力方法1、 地球物理勘探方法 ★地震波传播速度 常压实趋势线 ;2、 钻井地质资料分析法 ★★3、 地球物理测井方法 ★★页岩密度测井 降低方向 偏离正常趋势线;电阻率测井 降低方向 偏离正常趋势线;声波测井 增加方向 偏离正常趋势线。油气田地下地质学1、地震勘探法地震波 传播速度 (层速度 )或 旅行时间 与岩石密度密切相关◆ 正常压实情况下 :泥岩、页岩密度随埋深增加而增加加 , 层速度 加大 , 旅行时间 减小 。◆ 异常压力过渡带 :由于页岩欠压实 , 页岩 孔隙度增大 , 密度减小 , 地震波传播的 层速度 将偏离正常压实趋势线 向着 减小的方向 变化 , 地震波传播 旅行时间 向着 增加的方向 变化 。异常地层压力预测方法:泥岩剖面异常地层压力方法油气田地下地质学在尚未钻探地区,利用地震勘探:※ 可 确定异常压力过渡带的层位 与 顶部 位置 ,※ 获得钻探 目的层的 压力数据 ,为 探井设计 提供依据。图为 美国湾岸地区 的深度与旅行时间关系曲线 。 约在 旅行时间 偏离正常压实趋势线而 突然剧增 高异常压力 过渡带顶部位置 。深度与地震波旅行时间关系曲线(据 1968)油气田地下地质学异常地层压力预测方法⑴ 钻井速度在 正常压实的砂、页岩剖面 中,当钻压、转速、钻头类型以及水力条件一定时, 页岩的钻速 随井深增加 而减小 。钻入 高异常地层压力过渡带 , 钻速立即增大 。 根据该现象可判定地下存在高异常地层压力过渡带。2、钻井资料分析法钻井速度、 返出钻井液温度、页岩岩屑密度油气田地下地质学⑵ 因素较多 ,为了较准确反映钻速与高异常地层压力间的关系,必须 消除其他因素对钻速的影响 。966)提出 用 代 钻井速度(υ m/r/除 钻井液密度 对 可 用 其间关系为:21 钻井液密度ρ2钻井液密度● 正常压实情况下 : 深度 ↑ , d(数 ↑ 。● 钻遇 高压异常过渡带 时,深度 ↑ , d(数 ↓偏离 正常压实趋势线。→ 绘制研究井的 d(数与深度关系曲线 ,可 预测过渡带的顶部位置和异常地层压力 。油气田地下地质学右图为同一口井的 高异常地层压力 过渡带顶面位置约在 2652由于 除了 钻井液密度的影响 , 1973)⑶ 返出钻井液温度 遇高异常地层压力过渡带 时,地层温度远远超过了正常情况, 钻井液出口的钻井液温度 突然增高 ,该现象可判断钻遇高异常地层压力过渡带。2、地球物理测井法预测异常地层压力油气田地下地质学⑷ 页岩岩屑密度在异常高压过渡带,欠压实 →页岩 岩屑的密度急剧变小 而偏离正常压实趋势线。该方法 简便、见效快、注意 ,当页岩中 含有大量碳酸盐矿物和重矿物时,将影响解释精度 ,所以,应当对碳酸盐矿物和重矿物的含量 进行校正 。钻井资料预测异常地层压力油气田地下地质学异常压力的 其它 钻井资料 判断方法:除上述 4种方法 (钻井速度、 d/出钻井液温度、页岩岩屑密度 )之外 ;钻井过程中的 井喷、井涌、转盘扭距突然增大、起钻时阻力加大 等现象 ,均可作为钻遇高压异常的显示 。油气田地下地质学⑴ 电阻率测井若岩石为 纯页岩 , 地层水矿化度 为一定值 ,则地层 (页岩 )的 电阻率 主要受孔隙度 的影响。● 正常压实下 :页 (泥 )岩的 孔隙度 随埋深增加而 减小 ,电阻率 随埋藏深度的增加而 加大 。● 高异常压力井段: 由于 孔隙度增加 ,其中所含 地层水数量 增加 → 电阻率向 降低 方向偏离 正常趋势线。3、地球物理测井法预测异常地层压力油气田地下地质学以 纯页岩井段 的 电阻率对数值 横坐标 , 井深为纵坐标 ,将页岩电阻率数据按相应深度点投点 → 获得一 散点图→ 回归分析 求出 井深的关系曲线 ,曲线上 开始偏离正常趋势线的位置 即 为高压异常过渡带顶部位置 。右图中,高异常地层压力 过渡带顶部大约在 墨西哥湾岸某井的页岩电阻率曲线(据瓦尔特, 1976)1随埋深增加,声波传播速度 ↑ ,传播时间 ↓ 。高异常压力过渡带: 声波 传播时间 向 增大 方向 偏离 正常趋势 。⑵ 声波测井 向传播速度 主要是 岩性 和 孔隙度 的函数。对 页岩或泥岩 , 声波测井曲线 基本上为一条反映孔隙度变化 的曲线 。油气田地下地质学预测方法与电阻率测井或声波测井相同。 右图 2条曲线 均较清晰地反映出高异常地层 压力过渡带顶面约在 种资料所得结果吻合较好。⑶ 页岩密度测井页岩密度资料分析对比(据 1970)密度测井 岩屑密度测井 受井眼大小影响 ,在预测异常地层压力时,其 精度 和效果 不及 电阻率 及 声波测井 。油气田地下地质学应用时, 应尽可能选用 多种地球物理测井方法 和其它方法进行综合分析,相互验证,以获得较可靠结果 。综合利用各种资料预测异常地层压力 (据 1970)高异常压力过渡带顶部位置约在 3749m 油气田地下地质学(四 )研究异常地层压力的意义 般了解1、研究高异常地层压力 与油气藏工业价值 之间关系,指导找油、找气2、预测异常地层压力, 实现平衡钻井五、异常地层压力研究油气田地下地质学墨西哥湾岸等地区 油气藏工业价值与页岩电阻率比值关系 页岩电阻率比值 < 1 大多数为具有工业价值的油藏 1 R n /R 3 可找到超压油气藏, 该范围内油气田不到 1 0% 3 R n /R 3 砂岩为小油、气藏 ( 延伸范围有限 ) > 3 无工业价值油、气藏(以初产量高, 但压力降落极快为其特征) 1、研究高异常地层压力 与油气藏工业价值 之间关系,指导找油、找气油气田地下地质学2、预测异常地层压力,实现平衡钻井在 高压异常地区钻探 时,为了顺利地完成钻探任务,并为油气开采提供优质井身, 在开钻之前 做两项工作 :● 确定两个关键地质参数:孔隙流体压力、岩石破裂压力 。● 再根据 上述 两个 关键地质参数 进行 钻探设计 。钻井液密度、套管程序 。油气田地下地质学(一)原始油层压力原始油层压力 ★★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 。次要来源:▲ 天然气压力 加 油层的压力;▲ 地静压力 石孔隙容积缩小 ,造成油层中原始压力的增加。原始油层压力来源: 基本来源 油 水供水区油层在海拔 + 100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)为基准的水平面测压面◆ 1号井底原始地层压力 (静水压力 )= 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油气界面 原始地层压力 = 油水界面压力 - 300油 水油水界面测压面= 油 水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 = 103kg/面海拔 +350m), 原油不能自喷4井 液面海拔 +100m),为 油 水3号井原始压力: 该井 钻开气顶部分 ,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:求出 3号井的原始油层压力 02 9 3.1(m a 空气的 相对密度 (开位置 井底海拔 原始地层压力1 含 水 部分 2 含 油 部分 3 气顶 部分 油 部分 ▲井底海拔高度相同条件下 :井内流体性质相同,原始地层 (油层 )压力相同;井内流体性质不同,原始地层 (油层 )压力不同。油气田地下地质学原始油层压力分布特点: ★★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 以 代表 气顶内各处的压力 。油气田地下地质学2、原始油层压力的确定方法 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 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。 B·A·特哈斯托维, 1975)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。⑵ 压力梯度法 压力梯度值为常数 层压力与油气层埋深 呈直线关系 。因此, 实测 不同海拔的原始地层压力 ,作出压力 系曲线 ;→ 对新钻井 ,可根据设计深度,得 原始地层压力油气田地下地质学⑶ 计算法 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 井口最大关井压力 求得原始气层压力 。)102 9 3.1(m a  始油层压力等压图的编制与应用绘制方法与构造图相同 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。⑴ 原始油层压力等压图的编制原始油层压力 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 或因 测量、计算导致数据不准 等 。油气田地下地质学⑵ 原始油层压力等压图的应用 个方面① 通过等压图 预测新井的原始油层压力② 计算 油藏的 平均原始油层压力 (常用面积权衡法求取 )天然能量 越大,越有利于油藏开采 。③ 判断水动力系统 析开发动态十分重要 。水动力系统 ◆ 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 :油气田地下地质学某油田原始油层压力等压图150140130120110120140- 12 00- 11 00- 9 001400 0- 11 00构造等高线 等压线 断层 井点油气田地下地质学④ 计算油层的弹性能量油层的弹性能量 层压力每下降 靠弹性膨胀力所能采出的油量 。 ★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 饱和压力开采时, 驱油动力为 弹性膨胀力⑵ 原始油层压力等压图的应用● 弹性能量 饱压差 、 含油面积 、 油层厚度 、综合弹性压缩系数等。地饱压差 差值越大 → 弹性能量越大 , 排出流体量 越多 。油气田地下地质学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(二)目前油层压力第一节 地层压力油气田地下地质学目前油层压力 又分为: 油层静止压力 和 井底流动压力 。 ★★◆ 油层静止压力 压力恢复到稳定状态以后测得的井底压力 ,常用 井底流动压力 井底流压 ), 用符号 层静止压力 井底流压 前油层压力及其分布油气田地下地质学平面径向流 渗流场示意图假定 :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⑴ 单井生产时油层静止压力的分布1、目前油层压力及其分布油气田地下地质学从供给边界到井底,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 ” 。压降漏斗示意图油层静止压力 井供给半径层压力 , 油层静止压力, 给半径 , m3/s μ Pa·μm 2效厚度 , 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 。⑵ 多井生产时油层静止压力的分布3口井同时生产油层压力分布示意图油藏中任一点 总的压降漏斗油气田地下地质学2、油层静止压力等压图的编制★ 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。油气田地下地质学我国某油藏某一时期油层静止压力等压图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 。构造等高线 等压线 断 层8010090801108070605050150140130120110120140- 12 00- 11 00- 9 0 01 4000 0- 11 00构造等高线 等压线 断层 井点油气田地下地质学1、油层折算压力的概念⑴ 折算压头 折算 基准面 可以是海平面、原始油水 (或油气 )界面等。 ★m; h m; 或中部 )的垂直距离, 折算基准面为海平面 ,折算压头 为:l h L H  三)油层折算压力油气田地下地质学⑵ 折算压力 : 指折算压头产生的压力, 指测点相对于某基准面的压力 ,数值上等于 由测压面到折算基准面的静液柱产生的压力 算压头换算示意图0L′◆ 静液面 在折算基准面 以上 时,折算压头取 +◆ 静液面 在折算基准面 以下 时,折算压头取 -油气田地下地质学当基准面设为油水界面时:折算压力 =井底压力 +基准面距井底油柱高度 产生的压力折算压头换算示意图基准面油气田地下地质学两口井,钻遇油层顶部海拔 过一段时间开采后,关井测得 1井 油层 静止压力 = , 2井油层 静止压力 = 。 求 : 两口井 此时的 折算压头 。原油密度= 103㎏ /㎥ 。60 101井折算压头 = 360 410 m。 从南、北两翼 向轴部 及 东、西两端油藏折算压力等压图高压区低压区低压区高压区2、折算压力等压图的编制气田地下地质学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 油层折算压力等压图的作用:B) 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。C) 判断水动力系统 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油气田地下地质学第一节 地层压力 ★第二节 地层温度 ★第三节 油气藏驱动类型第五章 地层压力和地层温度油气田地下地质学第二节 地层温度一、有关地层温度的概念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油气田地下地质学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 ;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)研究地层温度的主要意义一、有关地层温度的概念油气田地下地质学根据地下温度变化,常把地壳划分为下 4个地温带 :(二)地壳的地温带划分▲ 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。▲ 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~ 30▲ 恒温带 : 30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。油气田地下地质学(三)地温梯度与大地热流地温梯度 藏 深度每增加10000 处的温度, ℃ ;年 平均地面温度 或 恒温带温度 , ℃ ;温点 与 恒温带 深度差 , m。地温级度 恒温带之下, 地温每增高 1℃ 时,深度的增加值。ot 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 :东营凹陷地温与深度关系图(据杨绪充, 1984)140 6 ▲ 地温梯度: 100m▲ 平均地面温度: 14℃油气田地下地质学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 油田或盆地 地温梯度 / ℃ / 100m 准噶尔盆地 (T - J) 松辽盆地 (K 1 ) 4 . 8 (6 . 2) 酒泉盆地 (E + N) 2 . 3 ( 大庆油田 四川盆地 (J) 2. 7) 济阳坳陷 (E + N) 3 . 1 ~ 3 陕甘宁盆地 (J) 2 . 75 (2 . 8) 冀中坳陷 (Z) 3 . 7 ( 注:括号中的数值为最大地温梯度值。 ★ 地球的平均地温梯度 3℃/100m < 3℃/100m 异常 ;> 3℃/100m 异常 。是岩石热导率与地温梯度的乘积q k G大地热流能从本质上揭示区域 地温场的固有特征 ,反映出地球内 热提供的总热量评价区域总 油气生成量油气田地下地质学1、地温测量2、地温场特征3、影响地温场因素二、地温场研究第二节 地层温度指某一地质空间内的地温变化特征及热量释放状况油气田地下地质学(一)、地温测量关井实测 : 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 。利用各种古温标模拟盆地的热历史,主要有 :有机质成熟度指标;孢子颜色;自生矿物;流体包裹体;磷灰石裂变径迹等二是: 利用盆地演化的地球物理模型来研究古地温油气田地下地质学(二)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。东营凹陷地温梯度纵向变化表 地温梯度 / ( ℃/ l 00 m) 测温井号 实测井段/ m N - 前寒武纪 东风 1 1050 ~ 305 0 3 . 63 3 . 61 东风 2 500 ~ 4900 3. 32 4 . 03 2. 16 坨 29 1650 ~ 2500 3 . 63 滨 99 1500 ~ 2500 滨 2 5 8 900 ~ 1500 滨试 6 9 50 ~ 1575 5. 73 3 . 00 1. 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。油气田地下地质学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 :这种变化 主要受各段岩石 热导率 控制 。4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 1 6 05 0 01 0 0 01 5 0 02 0 0 02 5 0 03 0 0 03 5 0 04 0 0 04 5 0 0温 度 / ℃深度/ 9滨 9 9东 风 1滨 试 6滨 2 5 8东 风 2东 营 凹 陷 系 统 测 温 井 温 度 与 深 度 关 系 图东营凹陷系统测温井温度与深度关系图稍高较高稍低较低上第三系稍高,100m ;下第三系 第三系 100m ;前寒武系较低, 温异常的平面分布 明显受 区域构造 和 大断层 控制 ; 地温梯度等值线与 区域构造轮廓 基本一致 。东营凹陷地温梯度 (℃/100m) 等值线图 (杨绪充, 1984)陈南断层油气田地下地质学(三)影响地温场因素地温场是很 不均一 的, 影响 地温场分布的 主要因素 :大地构造性质; 基底起伏;岩浆活动; 岩性;断层; 盖层褶皱;地下水活动; 烃类聚集 等。具全局性和主导作用 的因素:大地构造的性质 (如:地壳的稳定程度及地壳的厚度等 )。第二节 地层温度油气田地下地质学1. 大地构造性质(四) 影响地温场分布的主要因素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 海沟部位 海盆部位 稳定的古老地台区 中新生代裂谷区 油气田地下地质学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)油气田地下地质学● 由于 基底的热导率往往高于盖层 ,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。地温异常与重力异常吻合 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 。平面上 与基底起伏 密切相关 。油气田地下地质学东营凹陷布格重力异常 ( (据杨绪充, 1984)东营凹陷 地温梯度 (℃/100m) 等值线图 (杨绪充, 1984)现今地温场的影响 ,主要从 2方面 考虑: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:大 1倍 , 冷却时间 延长 4倍 。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 。石的导热能力)● 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 。导热能力可用 导热率 表示。 岩石的导热率大,岩层剖面上地温梯度小 。(四) 影响地温场分布的主要因素一般同一地区不同深度地层中,其热流值不变。地温梯度随岩石热导率发生变化东营凹陷 向异性 : 顺层面 比 垂直层面 更易传播 。背斜与向斜区热流分布示意图背斜使热流聚敛,向斜使热流分散。● 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 。油气田地下地质学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 。6. 断 层● 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 ● 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 ▲ 或因 深部地下水 沿断层 上升 油气田地下地质学● 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 。地下水与围岩温度场的相互关系 复杂多变 。● 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。油气田地下地质学8. 烃类聚集 油藏正上方显示出升高 趋势 。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 左右;● 相当 普遍地 分布在 油气田上方的 浅部 和 地面 。油气田地下地质学● 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。★ 导致烃类聚集上方地温异常的主要原因:● 流体向上 渗逸时 将油气藏中的 过剩热量 带至浅部和地表 。油气田地下地质学小结 大地构造性质 壳厚度 等⑵ 基底起伏 陷区低地温梯度⑶ 岩浆活动 何形状、年代等⑷ 岩性 盖层褶皱 部地温梯度小⑹ 断层 地下水活动 表水补给⑻ 烃类聚集 气藏驱动类型油气藏驱动类型 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 。一次采油: 利用天然能量开采的过程二次采油 :采用外部补充 地层能量 (注水、注气)以保持 地层能量 为目的的提高采收率的采油方法三次采油 :通过注入其它流体,采用物理、化学、热量、生物等方法 改变油藏岩石及流体性质 ,提高采收率的方法。油气田地下地质学一、油气藏驱动能量 (驱动方式 )天然驱动能 量油层岩石和其中流体弹性能 气气体混相驱热力驱化学驱油气田地下地质学1、 油层岩石和其中流体的弹性能 弹性能驱动条件: 地层压力>饱和压力钻开油气层后 ,油气层平衡状态遭到破坏:● 油气层岩石 受上覆岩柱压力而变形, 岩石孔隙缩小 ;● 油气层孔隙内的流体 也因压力减小而产生 弹性膨胀 。弹性能量的受控因素① 油层岩石和其中流体的压缩系数大小压缩系数大 , 在压力作用下出现的体积变化也大 , 因而积蓄或释放的弹性能量也大 。油气田地下地质学③ 开采中降压的幅度大小油藏弹性能量的利用程度 , 取决于油藏在开发中能够降低压力的 幅度 。 降压幅度越大 , 弹性能量释放就越多 , 获得的弹性采收率也就越高;反之则低 。② 油藏原始压力系数的高低油藏原始系数越高 , 它积蓄的弹性能量就越大;油藏原始压力系数越低 , 其积蓄
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本文标题:油气田地下地质学 第七章 地层压力与地层温度
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