油层地层压力.
采油厂地质技术知识
一、地质基础知识：1、什么叫地静压力、原始地层压力、饱和压力、流动压力？答：地静压力：由于上覆地层重量造成的压力称为地静压力。
原始地层压力：在油层未开采前，从探井中测得的地层中部压力叫原始地层压力。
饱和压力：在地层条件下，当压力下降到使天然气开始从原油中分离出来时的压力叫饱和压力。
流动压力：油井在正常生产时测得的油层中部压力叫流动压力。
2、什么叫生产压差、地饱压差、流饱压差、注水压差、总压差？答：生产压差：静压（即目前地层压力）与油井生产时测得的井底流压的差值。
地饱压差：目前地层压力与原始饱和压力的差值叫地饱压差。
流饱压差：流动压力与饱和压力的差值叫流饱压差。
注水压差：注水井注水时的井底压力与地层压力的差值叫注水压差。
总压差：原始地层压力与目前地层压力的差值叫总压差。
3、什么叫采油速度、采出程度、含水上升率、含水上升速度、采油强度？答：采油速度：是指年产油量与其相应动用的地质储量比值的百分数。
采出程度：累积采油量与动用地质储量比值的百分数。
含水上升率：是指每采出1%地质储量的含水上升百分数。
含水上升速度：是指只与时间有关而与采油速度无关的含水上升数值。
采油强度：单位油层有效厚度的日产油量。
4、什么叫采油指数、比采油指数？答：采油指数：单位生产压差下的日产油量。
比采油指数：单位生产压差下每米有效厚度的日产油量。
5、什么叫水驱指数、平面突进系数？答：水驱指数是指每采出1吨油在地下的存水量单位为方/吨。
边水或注入水舌进时最大的水线推进距离与平均水线推进距离之比，叫平面突进系数。
6、什么叫注采比？答：注采比是指注入剂所占地下体积与采出物（油、气、水）所占地下体积之比值。
7、什么叫累积亏空体积？答：累积亏空体积是指累积注入量所占地下体积与采出物（油、气、水）所占地下体积之差。
8、什么叫层间、层内平面矛盾？答：层间矛盾：非均质多油层油田笼统注水后，由于高中低渗透层的差异，各层在吸水能力、水线推进速度、地层压力、采油速度和水淹状况等方面产生的差异叫层间矛盾。
第5章 地层压力和地层温度
ρ—流体密度，。
四、原始地层压力的来源
1. 静水压头：当油层有供水区时，原始地层压力与供水区水压头和 泄水区的高低有关；如果无供水区，则与油层含水部分所具有的 压头有关。
2. 地静压力：上覆岩层或沉积物重量所形成的压力。地静压力对地 层压力的影响大小，将视储层是否封闭的程度而定。
3. 天然气补给：油气藏形成之后，沉积物或岩层中的有机物会继续 转变成烃类或非烃类气体，当油气藏处于被隔绝状态时这些天然 气的聚集会提高地层压力。 4. 构造应力：地壳运动所产生的构造应力，会使孔隙缩小压力升高； 也可能因断层和裂缝的产生，为油、气的逸散构成通道，使已有 压力下降。 5. 地温：总的趋势是岩层埋藏深度越大，其温度越高。温度升高， 会使孔隙流体发生体积膨胀，也增高地层压力。
7、8与封闭性没有关系
（2）热力作用和生物化学作用
• 热力作用：世界钻探经验表明，异常高压地带总是伴随着 异常高温地带出现，温度对压力的影响是不容忽视的。在 一个封闭系统中，温度增加将引起岩石和岩石孔隙中流体 的膨胀，从而使该系统的压力增大。
• 温度增加还可以引起岩石中流体相态的变化，析出二氧化 碳等气相物质。高温能使油页岩中的干酪根热裂解，生成 烃类气体。在封闭的地质环境中，这些气体将大大提高该 系统的压力而促使该系统高异常地层压力的形成。
三、折算压力
在油气藏开发过程中，为了正确掌握油层压力 大小、分布及其变化规律，必须消除构造因素（即 油层埋藏深度对油层压力的影响）和流体密度不同 对地层压力的影响，以便于比较同层或不同层压力 的高低，因而提出折算地层压力的概念。
人们往往习惯地认为地下流体是由地层压力高 的地方流向地层压力低的地方，然而，实际情况是 怎样的呢？现在用一个例子来说明。
地层压力
地层压力(formation pressure)是指由于沉积物的压实作用，地层中孔隙流体(油、气、水)所承受的压力，又称之孔隙流体压力(pore fluid pressure)或孔隙压力(pore pressure)。
正常压实情况下，孔隙流体压力与静水压力一致，其大小取决于流体的密度和液柱的垂直高度，凡是偏离静水压力的流体压力即称之为异常地层压力(abnormal pres．sure)，简称异常压力。
孔隙流体压力低于静水压力时称为异常低压或欠压，这种现象主要发现于某些致密气层砂岩和遭受较强烈剥蚀的盆地。
孔隙流体压力高于静水压力时称为异常高压或超压，其上限为地层破裂压力(相当于最小水平应力)，可接近甚至达到上覆地层压力。
地层压力分类常用的指标是地层压力梯度(单位长度内随深度的地层压力增量，单位为MPa／km)和压力系数(实际地层压力与静水压力之比)。
本文来自: 博研石油论坛详细出处参考/thread-27166-1-5-1.html压力系数：指实测地层压力与同深度静水压力之比值。
压力系数是衡量地层压力是否正常的一个指标。
压力系数为0.8~1.2为正常压力，大于1.2称高压异常，低于0.8为低压异常。
摘自《油气田开发常用名词解释》压力梯度：首先理解什么是梯度：假设体系中某处的物理参数(如温度、速度、浓度等)为w，在与其垂直距离的dy处该参数为w+dw，则其变化称为该物理参数的梯度，也即该物理参数的变化率。
如果参数为速度、浓度或温度，则分别称为速度梯度、浓度梯度或温度梯度。
当涉及到压力的变化率时，即为压力梯度。
区别之处就在于，压力系数为衡量地层压力是否正常的一个指标，压力梯度为压力的变化率。
压力系数就是实际地层压力与同深度静水压力之比。
压力梯度即地层压力随深度的变化率。
地层的压力系数等于从地面算起，地层深度每增加10米时压力的增量。
压力梯度是指地层压力随地层深度的变化率。
储集层的基本特征是具孔隙性和渗透性，其孔隙渗透性的好坏、分布规律是控制地下油气分布状况、油气储量及产量的主要因素。
地层压力预测
t c ( z) t o e z
k
式中，t0为顶部泥岩层段的时差值，k为时差随深度的变化率， 根据最小平方拟合原理得到此区域的k和t0值，z为深度。 ⑵建立速度异常与地层压力之间的关系及预测地层压力 实际测量值与趋势线预测值之间的差可用来计算地层压力。 t t c z t 0 e z k
•低产
•泥浆漏失
6、油（气）藏压力 油（气）藏压力也称为油层压力或地 层压力 p R 是指油气层中，孔隙中流体所 承受的压力。油层压力的大小，表明了 地层内部潜在能量的大小。也称孔隙流 体压力。 在油气开采过程中，地层压力是驱油 动力。
油（气）藏压力也存在表压和绝对压力之分：
p p gauge pair
pair
p
w 1.0g/cm3
Gw 9.8MPa/km
D
pw
pw pair w gD
=0.101+1.09.81
=9.9MPa
2. 骨架应力
Skeleton
颗粒压力 基质压力
pf
D
固相压力
ps pair s gD
•s : 骨架密度
ps pair s gD
油（气）藏压力也存在表压和绝对压力之分：
p p gauge pair
油藏条件
油藏是指油在 单一圈闭中具 有同一压力系 统的基本聚集。 如果在一个圈 闭中只聚集了 石油，称为油 藏；只聚集了 天然气，称为 气藏。
Oil
储集层 构成要素 盖层
遮挡物
1.静水压力
静水压力或者静水柱压 力.定义为某一深度D处, 由岩石孔隙中流体的重 量产生的压力,也称为流 体压力。
关于压力及测试与分析
第一节 地层压力预测 第二节 钻杆测试原理与方法 第三节 油气藏试井评价技术
油气藏动态分析： 油井压力变化分析
3.2.1油井压力变化分析
三、流压变化应采取的措施
2.低流压情况下的措施
①静压合理，抽吸参数偏大的措施：下调 参数、换小泵、间歇抽油； ②静压高，近井地层渗流条件不好的措施： 提高抽吸参数； ③静压低的措施：加强注水、下调油井工 作参数。
3.2.1油井压力变化分析
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3.井底流动压力
定义：指油井在正产生产时所测得的油层中部 压力，也是流体从油层中渗流到井底后的剩余 压力，简称流压，通常用Pwf表示。
3.2.1油井压力变化分析
一、与压力有关的概念
4.油田平均地层压力
定义：指每一个独立的开发区内，地层压力的 平均值。它反映了油层总体上地层能量的大小。
pK
pK1
pK2 pK3 ...... pKn n
3.2.1油井压力变化分析
二、压力变化分析
1.地层压力变化
地层压力变化分析，主要分析注采比是否合 理，以及天然能量发育及利用情况。
油层压力下降：注采比小于1，出现亏空，适 当提高注入量，以达到注采平衡。
油层压力上升：注采比大于1，适当提高采液 量或者减少注水量。
3.2.1油井压力变化分析
二、压力变化分析
1.地层压力变化
（1）地层压力上升的原因
①注水井配注过高； ②注水井全井或层段超注； ③相邻油井堵水； ④油井工作制度调小； ⑤油井机、泵、杆工况差。
（2）地层压力下降的原因
①注水井配注过低； ②注水井全井或层段欠注； ③油井提液； ④油井采取增产措施见效。
3.2.1油井压力变化分析
二、压力变化分析
3.2.1 油井压力变化分析
3.2.1油井压力变化分析
【学习目标】
1.了解压力的相关概念； 2.掌握引起油井压力变化的原因； 3.掌握油井压力变化应采取的措施。
油田基础知识
油田基础知识1、地层静压全称为地层静止压力，也叫油层压力，是指油井在关井后，待压力恢复到稳定状态时所测得的油层中部压力，简称静压。
在油田开发过程中，静压是衡量地层能量的标志。
静压的变化与注入和采出油、气、水体积的大小有关。
2、原始地层压力：油层在未开采前，从探井中测得的油层中部压力。
3、静水柱压力：井口到油层中部的水柱压力。
4、压力系数：原始地层压力与静水柱压力之比。
等于1时，属于正常地层压力；大于1时，称为高异常地层压力，或称为高压异常；小于1时，称为低异常地层压力，或称低压异常。
主要是用它来判别地层压力是否异常的一个主要参数。
但是有人说用1来做标准就笼统了，不同的区块有不同的常压值，一般油田都是0.8-1.2是正常值，小于则是低压区，大于则是高压区。
它对钻井、修井、射孔等工程有重要作用，油层高压异常地层钻井修井过程中要加大压井液的密度，防井喷；低压异常地层钻井修井时，要相应降低压井液的密度，防止井漏，污染地层。
地层压力系数也是确定开发层系的一个重要依据，相同压力体系的地层可以用同一套井网开发，不同压力体系的地层需要不同的井网进行开发，否则层间干扰太大，不能有效发挥地层产能，有时可能造成井下倒灌现象的发生。
5、原油体积系数：就是指地层条件下单位体积原油与地面标准条件Gesse汽体积比值6、井筒储存效应与井筒储存系数：在油井测试过程中，由于井筒中的流体的可压缩性，关井后地层流体继续向井内聚集，开井后地层流体不能立刻流入井筒，这种现象称为井筒储存效应。
描述这种现象大小的物理量为井筒储存系数，定义为与地层相通的井筒内流体体积的改变量与井底压力改变量的比值。
7、原油的体积系数：原油在地面的体积与地下体积的比值。
8、微电极电阻率微梯度电阻率与深浅双侧向电阻率的区别（1）浅、深侧向分别测量原状地层、入侵拎电阻率，因为存有裂缝时泥浆入侵对深、深侧向的影响相同，用其幅度高推论裂缝：通常正差异通常为低角度缠，正数差异为高角度缠，并无幅度高就没缠或者不为扩散层；（2）微电极系测井测量得到微梯度、微电位电阻率，微梯度一般反映泥饼、微电位一般反映冲洗带，二者之差主要用来判断是否为渗透性地层，裂缝发育时地层渗透性较好，从道理上讲是可以用微电极反映出来的。
地层压力和温度
一个具有统一水动力系统的油气藏， 其压力梯度值是一个常数，即地层压 力随油气层埋藏深度而呈直线增加。 当实测得到具不同海拔高度的原始地 层压力时，作压力随海拔高度变化的 关系曲线。对新井，只要准确测得其 深度，便可得该井的原始地层压力。
（一）原始油层压力
2、原始油层压力的确定方法 （3）计算法
压力（PH）的比值。
p
fH
1 p
正常地层压力 >1: 高压异常
1 p 异常地层压力 <1：低压异常
二、异常地层压力研究
（一）异常地层压力的概念 ② 压力梯度法：
用压力梯度GP来表示异常地层压力的大小。 GP = 0.01MPa/m: 正常地层压力 GP > 0.01MPa/m: 高异常地层压力 GP < 0.01MPa/m: 低异常地层压力
井底流动压力（井底流压）：油井生产时测得的井底压 力称为井底流压。它代表井口剩余压力与井筒内液柱重 量对井底产生的回压。用Pb表示。
油井生产时，井底流压Pb小于油层静止压力Ps，油层 中的流体正是在该压差的作用下流入到井筒。
（二）目前油层压力 1、目前油层压力及其分布 （1）单井生产时油层静止压力的分布
（二）目前油层压力
2、油层静止压力等压图的编制与应用 1）编制：
为了准确地绘制油层静止压力 等压图，需定期测得油井和水井 的油层静止压力。比较好的办法 是在油井中定期测压力恢复曲线， 而在水井中测压力降落曲线。
绘制某一时刻的等压图，不同 时期的压力值应该换算为同一作 图时期的压力值。换算时多采用 油藏平均压力递减曲线法。
（二）目前油层压力
1、目前油层压力及其分布
（2）多井生产时油层静止压力的分布
有关压力的名词解释
1 饱和压力地层原油在压力降低到天然气开始从原油中分离出来时的压力叫饱和压力。
饱和压力是衡量油藏弹性能量大小的重要参数之一。
饱和压力越低，弹性能量越大，有利于用放大生产压差来提高油井产量和油田采油速度。
但饱和压力低，井筒内脱气点高，能量损失大，油井自喷能力差。
2地层静压力{上覆岩层压力)地层静压力也叫上覆岩层压力，指由上覆岩层骨架和孔隙中流体重量引起的压力。
其大小可用下列公式表示:3 静水压力油(气)层中地层水液柱重量所产生的压力叫静水压力。
可用下列公式计算:4 地层压力(孔隙流体压力}又称孔隙流体压力，是指地层孔隙内流体所承受的压力。
如果该流体为油或天然气，就称为油层压力或气层压力。
油(气)层未开采之前，各处的地层压力相对平衡，投入开发后，平衡状态遭到破坏，油(气)层压力与油(气)井井底压力之间产生压差，使油(气)层内的油(气)流人井底，甚至喷出井口。
5 压力系数与异常压力指实测地层压力与同深度静水压力之比值。
压力系数是衡量地层压力是否正常的一个指标。
压力系数为0 . 8 ~1 .2 为正常压力，大于1.2 者称高压异常，小于0 . 8 者称低压异常。
6 原始地层压力油(气)层开采以前的地层压力，称为原始状态下的地层压力，单位为兆帕C M P a )。
原始地层压力一般都是通过探井、评价井(资料井)试油时，下井底压力计至油(气)层中部测得。
原始地层压力也可用试井法、压力梯度法等求得07目前地层压力与静止压力(静压)目前地层压力指油(气)田在开发过程中某一时期的地层压力。
油(气)井关井恢复压力，稳定后所测得的油(气)层中部压力叫静止压力，简称静压。
油(气)层静压代表测压时的目前油(气)层压力，是衡量油(气)层压力水平的标志，因此需要定期进行监测。
8 静压梯度指同一井内单位深度(10 m或1 0 0 m )静止压力的变化值。
利用静压梯度可以计算井内不同深度的静压值，确定油水或气水界面，判断各油(气)层是否属于同一个压力系统等。
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dc 指数法测量地层压力原理
在正常压力地层，随着井深的 增加，对泥页岩而言，钻时逐 渐增大，dc指数也逐渐增大， 在录井图上表现为随井深增加 dc指数逐渐增大的趋势。 在异常高压井段，钻时相对减 少，dc指数也相应减少。在dc 指数--井深图上，表现为向左 偏离了正常趋势。 利用这一规律，可根据dc指数 偏离正常趋势多少来计算地层 孔隙压力。
密度 埋深 孔隙压力增高，孔隙度 增大。岩石的密度减小， 地震波的速度降低 地震波速随深度的增加 而明显减小可认为可能 是高压异常的反映
二、 随钻评估技术
随钻检测的意义
利用钻井过程中随钻测量得到的钻井参数及地 质资料来评估地层孔隙压力
常用方法
dc指数法 标准化钻速法 机械钻速法 页岩密度法 西格马法 c指数法 岩石强度法
可根据邻井或本井上部井段录井数据， 确定式中的参数a,b,c,d的值。
根据录井资料,计算出岩石强度与其对应的井 底压差数据,对所的数据进行曲线拟合,可得如 下函数关系模型:
p a tg{ [(ARs
RS 0 ) /( RSmax / RS 0 )] c} b
式中 Δ P—压差,Mpa； Rsmax—在过平衡钻井条件下的最大岩石 强度,kPa； ARS—平均岩石强度, kPa； RS0—压差为零时的岩石强度, kPa； a,b,c--常数。
d ch 1)反算法： p h dc0 式中 dch 正常趋势线上的dc值 dco- 实际计算的dc值 p-所求深度的地层当量泥密度。 h-正常压力当量密度。 2) 等效深度法 p p H AG0 H0 (G0 GH )
Dc指数法的适用条件
dc指数法只适用于正常沉积压实的泥 页岩地层 受其它许多因素的影响
4. 作dc指数正常趋势线。
作图法：在正常压力井段通过绝大多数点 画一条斜直线，在直线上任取两点即可写 出正常趋势线方程。
dc=b+ah 及式 dc=10ah＋b 式中： H-井深。 a-正常趋势线斜率 b-正常趋势线截距。 解析法：在正常压力井段，用回归法求出dc-H之 间的回归方程。
5.求地层压力：
1）岩石强度模型的建立
岩石强度是根据现场随钻采集的钻井地质 数据，包括井深、钻压、转速、钻井液密 度、排量、钻头扭矩、钻头特性及地层岩 性等参数来评估岩石强度 用岩石强度与地层孔隙压力之间的关系模 型来计算地层孔隙压力。
(1)岩石强度模型
RS Af W) f2 (N) f3 (R) f4 (Bs ) f5 (Eff ) 1( f6 (BT ) f7 (Lith) f8 (p) f9 (Hyd )
钻头水利因素 钻头类型 地质情况等因素
目前对这些问题正在进行研究解决
2. 岩石强度法
岩石强度法检测地层压力原理
正常地层在其上覆岩层的作用下，随着岩层埋 藏深度的增加，岩石的压实程度相应增加，地 层的孔隙度减小，钻进时岩石所表现出的强度 增加。 大多数类型的岩石，其岩石强度的变化与地层 的孔隙压力有必然的联系. 利用这一规律可在钻进过程中及时发现井下异 常压力。
式中 A--系数； W--井底压力,KN； N--转速,r/min； R--钻速,m/h； BS--钻头直径,m； BT--钻头类型； Lith--地层岩性； Δ P--井底压差,Mpa； Hyd--水利因素； Eff--钻头磨损因素。
(2)对公式可作进一步简化得
W N Q r2 r1 RS A ( Ed ) ( ) f (t ) r3 Dh Dn R ( Bs )
2 计 算 dc 3. 绘制dc-H曲线图
值
。
一般使用半对数座标。 横坐标用对数座标代表 dc 值。纵座标用线 性座标代表井深Ｈ dc-H曲线的组成。 1)正常压力带：H 越大 则dc越大 2)过渡带：钻速开始增加，dc逐渐变 小。 3) 异常高压带：钻速达到最大， dc 指数降 到最小并趋于稳定。
局限性
预测精度不高 预测结果只能作为钻井设计的参考
原理
纵波速度是预测地层孔隙压力的 主要依据。 影响地震纵波传播速度的因素
岩石的类型 埋深和结构
地震预测地层孔隙压力模式
直接预测法、 等效深度法、 和图板预测法
提高地震预测的精度的措施
地震资料的质量 解释工作水平 建立合理有效的地震层速度模型 钻井和地质资料越全面
( Ni ) T f (t ) e 200
其中 ε —转速指数,无因次 r1,r2,r3,r4--系数。
r4
2）地层孔隙压力与岩石强度关系模型的建立 岩石强度与井底压差的关系
ARS RS 0 f 3 (p) f 3 (p) a arctg[bp c] d
根据现场大量录井资料、地质资料和测试资料， 回归得出岩石强度与井底压差的关系如下
dp指数法
1.dc指数法
dc指数法是在机械钻速法的基础上提出来 模式
3.282 lg( ) n NT dc 0.684 W m lg( ) D
•
T--钻时,min/m N--转盘转速,r/min W--钻压,KN D--钻头直径,m ρ n--地层水密度,g/cm3 ρ m--实际使用的钻井液密度, g/cm3
地层压力评估技术
概述 原始地层压力评估
钻前评估技术 随钻评估技术 钻后评估技术
油田开发过程中的地层压力预测
一、钻前评估技术
意义
无钻井资料的新探区来说，是孔隙压力及破裂压力
根据地层中声波速度和地层中孔隙压力之间的关系， 计算出地层孔隙压力。
dc
H
dc指数法监测地层压力的具体作法
1 .现场资料采集 采集资料时，若是第一口探井应从地质料录 井处开始，其它井在过渡带前300~500米开 始。 应收集如下数据：
地质数据：井深、地层、岩性、钻时。 钻井数据：钻压，转速泵压，排量，钻头类型，尺寸。
要求取全，取准数据，并舍去非正常的钻井 数据和非泥岩，页岩数据。