石油地质基础知识.ppt

石油地质基础知识,在一个渗透性非常好的广大的供水区内。油水层连通好，水层有露头，水的供应非常活跃，它的压力高，流量大，如果在这个范围内有一个小小的油藏，把它投入开发，从地下采出多少油，供应区就能补充多少水，采出量和水的侵入量相等。在整个开发过程中，油层压力保持不变，产量也保持不变，气油比不变，具有这种条件的油藏，叫刚性水压驱动油藏。采收率是最高的，可能达到45-60。,（四）油气藏的驱动类型,依据油藏地质条件可以划分为以下几类：,1、水压驱动,2、溶解气驱动,3、气压驱动,4、重力驱动,（2）弹性水压驱动,油藏投入开发时，靠水、油和地层本身的弹性膨胀将油藏中的油挤出来，没有高压水源源不断地推进。,（1）刚性水压驱动,一半的水驱油藏，在开发初期常表现为弹性水压驱动，随着地下储量的采出，弹性能释放完毕才表现出其他的驱动条件。油层渗透性好的称活跃水驱，渗透性不好的称不活跃水驱。,1、水压驱动,按油藏内油与水的关系可分为,出现在油层单层厚度较薄，构造规模较大的油田中，油气聚集在构造的较高部位，四周为水所环绕，水在油外边。这种类型的油藏，首先要求油层有良好的供水区，且油水区连通好，中间没有断层或岩性的遮挡，油层倾角较陡。在开发过程中，随着地下储量的采出，边水逐渐向油藏内部推进。当边水推到井底时，油井逐渐水淹而产水。,出现在厚度较厚的油层里，油藏面积小，油层倾角较平缓，水在油的底下。这种油藏，随着地下储量的采出，底水逐渐上推，油层逐渐被淹没。,边水驱动类型油藏,底水驱动类型油藏,在溶解气驱动方式下采油，只有使油层压力不断下降，才能使油层内的原油维持其连续的流动，随着压力不断下降，气的饱和度不断增加，气的相渗透率也不断增加，则气的产量急剧增高，而油的产量急剧下降，最后气体跑完了，在油层里剩下大量的不含溶解气的油，这些油流动性很差，叫死油。溶解气驱动方式采油，产量、压力不稳定，只有气油比开始是上升的，后来由于气体的大量逸出，油气产量都会很快下降。这种方式采收率最低一般只有15，最高30。,2、溶解气驱动,当投入开发后，油层压力很快下降，油中溶解的气体就会分离出来，依靠这些气体不断膨胀而把石油从油层中挤出来或携带出来，这种油藏叫溶解气驱动油藏。,概念,特点,3、气压驱动,油藏中存在有较大的气顶，开发时主要靠气顶中压缩气体的能量把原油驱向井底，这种油藏叫气压驱动油藏。,概念,原理,当油藏中存在气顶时，就是油层压力不足以使油藏中所含的天然气全部溶解在石油里，因此地层压力一定等于饱和压力。这样，在油井生产时，井底压力必然低于饱和压力，近井地带的压力也必然低于饱和压力，所以溶解气驱作用是不可避免的。而且只有当因采油而形成的压力降传到油气边界后，也就是因开发使含油区地层压力下降后，气顶才开始膨胀，压缩气能量才显示出来。这时油藏真正处于气压驱动条件下。没有后期的补充，随着地下储量的采出，气压驱动能量不断消耗，使整个油层的压力不断下降。,气压驱动油层的开发，随着地下储量的采出，油层压力不断下降，油中溶解的天然气不断逸出，这些气体一部分作为伴生气随原油一道被踩出地面，一部分可能补充到不断扩大的气顶中去因此，油中溶解气的消耗可能比一般溶解气驱动还要来得快。这种油藏，开发中要特别注意不让气顶气逸出或采出。因气体流动速度快，一经逸出或采出，气顶压力会很快下降，使大量石油从含油区流入气顶而大大降低了石油的可采储量。,一个油层较薄、倾角较大的气压驱动油藏，油气接触面积较小。投入开发后，气顶膨胀向四面扩大而驱油，此时如果气顶的体积对含油部分来说非常大的话，气顶膨胀将油排出后，气顶压力下降较小，这种油藏的开发效果也是好的，采收率可达40。若气顶较小，则近于溶解气驱的情况。在倾角较小，油藏厚度很大的气压驱动油藏，此时气顶的膨胀向下扩散，油井生产形成的压力降很快传到气顶，气顶也很快膨胀而生成一个一个向下推进的气锥，油井会很快出气，这种油藏采收率将是特别低的,特点,在油田开发的末期，一切驱动能量都已耗尽，原油只能靠本身的重力流向井底，叫作重力驱动油藏。这时产量极低，失去了大规模工业开采的价值。油藏的驱动方式不是一成不变的，同一油田的不同部分也可能存在不同驱动方式。,4、重力驱动,一、岩石的分类及概念,二、沉积岩,三、地质时代与地层单位,四、地质构造,六、沉积相,七、油层对比,八、油田储量,九、地球物理测井知识,石油地质基础知识,五、油气田和油气藏,（二）油气藏的概念及类型,（三）油气藏描述有关术语,（四）油气藏的驱动类型,（五）油气田,（一）圈闭,油气藏是指在单一圈闭中具有统一压力系统，统一油水界面的油气聚集。工业油气藏在目前技术条件下开采油气藏的投资低于所采出油气经济价值的油气藏。单一的含义：主要是指同一要素控制的，即在单一的储集层中，在同一个面积内，具有统一的压力系统和统一油水界面。,背斜,断层,地层,岩性,背斜 油气藏,在构造运动的作用下，地层发生弯曲变形，形成向四周倾伏的背斜称背斜圈闭，在背斜圈闭中的油气聚集称为背斜油气藏油气可从构造翼部运移并聚集到顶部形成的圈闭中。,褶皱背斜油气藏,基地隆起背斜油气藏,岩丘背斜油气藏,压实背斜油气藏,滚动背斜油气藏,油气聚集在由侧压应力的挤压作用下而形成的背斜圈闭中的油气藏。圈闭特点是：两翼倾角较陡，常不对称；闭合高度大，闭合面积小；沿背斜轴部常伴生有断层。,基底活动使沉积盖层发生变形，向上隆起，可以形成背斜圈闭，油气聚集在这样的圈闭中形成的油气藏。特点：两翼地层倾角平缓，闭合高度较小，闭合面积较大。在盆地的隆起及坳陷中，这种背斜常成组成带出现，组成长垣或大隆起，组成油气聚集的好场所。,基地隆起背斜油气藏,地下柔性较大的盐丘受不均衡压力作用而上升，使上覆地层变形，形成背斜圈闭，油气聚集在这样的圈闭中形成的油气藏。此外还有泥火山。,岩丘背斜油气藏,压实背斜油气藏：构造运动使某一地区上升时，岩石遭受风化剥蚀使其表面呈现出凹凸不平的现象，当它再度下沉时，重新接受新的沉积，凸起部位沉积物较薄，凹槽部位沉积物较厚，在成岩过程中，造成了沉积物压实作用的差异，凹槽部位沉积物压实程度较大，结果使凸起上覆岩层形成背斜圈闭，油气聚集在这样的圈闭中形成的油气藏。,压实背斜油气藏,滚动背斜油气藏：滚动背斜位于同生断层的下降盘，靠近断层的一翼稍陡，远离断层的一翼平缓，在接受沉积的过程中形成了岩层的弯曲。由于滚动背斜距油源区近，又是与沉积同时形成的，同生断层又可作为油气运移的通道，常可形成高产的油气藏。,滚动背斜油气藏,断层 油气藏,断层圈闭指沿储集层的上倾方向受断层遮挡所形成的圈闭，断层圈闭中的油气聚集，称为断层油气藏。根据断层线、构造等高线、岩性尖灭线三者的组合关系分为,断层与鼻状构造组成的圈闭及油气藏,由弯曲断层面与倾斜地层组成的圈闭及油气藏,由交叉断层与倾斜地层组成的圈闭及油气藏,有两条弯曲断层面两侧相交组成的圈闭及油气藏,由断层与倾斜地层岩性尖灭组成的圈闭及油气藏,在鼻状构造的上倾方向为一断层所封闭。在构造图上表现为弯曲的等高线抬高部位与断层线相交。,在储集层的上倾方向，为一向上倾凸出的弯曲断层所包围，在构造图上表现为构造等高线与断层线相交。,由弯曲断层面与倾斜地层组成的圈闭及油气藏,由交叉断层与倾斜地层组成的圈闭及油气藏,在倾斜储集层的上倾方向，为两条相交的断层所包围，在构造图上表现为构造等高线与交叉断层线相交。,在储集层的上倾方向为不渗透层，在两侧为两条断层所封闭。在构造图上表现为构造等高线、断层线、储集层岩性尖灭线相交。,两个弯曲断层面在两侧相交，而中间形成闭合空间；在构造图上表现为弯曲断层线组成似透镜状圈闭。,有两条弯曲断层面两侧相交组成的圈闭及油气藏,由断层与倾斜地层岩性尖灭组成的圈闭及油气藏,地层 油气藏,由于地层横向上或纵向上连续性中断而形成的圈闭，称为地层圈闭，油气在地层圈闭中的聚集称为地层油气藏。,地层超覆油气藏,地层不整合油气藏,古潜山油气藏,水体渐进时，水盆逐渐扩大，沉积范围也逐渐扩大，较新的沉积层覆盖了较老的沉积层，并向陆地扩展，与更老的地层侵蚀面呈不整超覆表现为上覆层系中每个新地层都相继延伸到了下伏老地层边缘之外。油气聚集在这样的圈闭中就形成了地层超覆油气藏。这类地层超覆圈闭，都是在水陆交替地带形成的，特别是在水进阶段，这里盆地以稳定下降为主，伴随轻微振荡，常与浅海大陆架或大而深的湖泊还原环境有联系；因此，在砂层上下及向深处侧变成泥质沉积，往往富含有机质，是良好的生油层，同时又是良好的盖层；形成旋回式和侧变式的生储盖组合。,在地质历史的某一时期，地壳运动使一个区域上升，遭受强烈风化剥蚀，在古地形上就形成突起、凹地的古地貌特征，由于这种古地形的突起，遭受长期风化、剥蚀，就形成风化孔隙带，具备良好的储集空间，在该地区再度下降接受沉积时，剥蚀突起上覆盖了不渗透地层以后，在不整合面及其以下老地层的孔隙带就形成古潜山圈闭。古潜山油气藏中聚集的油气，主要来自上覆沉积的生油坳陷，它的运移通道以不整合面或有关的断层为主。因此，储油时代常比生油层时代老。,地层不整合油气藏,古潜山油气藏,不整合面的上下，常常成为油气聚集的有利地带，地层不整合遮挡圈闭的形成，与区域性的沉积间断及剥蚀作用有关。在地质历史的某一时期，地壳上升遭受风化、剥蚀，形成破碎带、溶蚀带，具备良好的储集空间，当其上下为不渗透地层所覆盖时，则形成了地层不整合遮挡圈闭，成为油气聚集的有利场所。,岩性 油气藏,由于沉积条件的变化导致沉积物岩性发生变化，形成岩性尖灭圈闭和透镜体圈闭，油气聚集其中形成岩性油气藏。,岩性尖灭油气藏,透镜体岩性油气藏,生物礁块油气藏,由于储集层岩性沿上倾方向尖灭于泥岩中或渗透性逐渐变差而形成的圈闭，油气聚集其中形成岩性尖灭油气藏。,透镜状或其它不规则状储集层周围被不渗透性地层所限组成圈闭，油气聚集其中形成透镜体岩性油气藏。,生物礁是指由珊瑚、层孔虫、藻类等造礁生物和海百合、有孔虫等喜礁生物组成的、原地埋藏的碳酸盐岩建造。,1、含油边缘：油与水的外部分界线，油水界面与储油层顶面的交线。在此界面之外没有油，只有水。2、含水边缘：油与水的内部分界线，油水界面与储油层底面的交线。在此界面之外开始见水，而在此界限之内只有油。3、油（气）藏高度：从油气藏顶点到油水界面的垂直距离。4、含油（气）面积：含油边缘所圈闭的面积称为含油面积。气顶边缘所圈闭的面积成为含气面积。若为油气藏，则含油边缘所圈闭的面积称为含油气面积。,油气藏描述有关术语,地层油体积系数 volume factor of reservoir oil地层油的体积系数Bo为原油在地下的体积Vf（即地层油体积）与其在地面脱气后体积Vs的比值，即Bo=Vf/Vs。地层原油体积系数通常通过地层原油高压物性试验得到，在无法取样的条件下，也可以采用经验公式测算。地层水的体积系数：等量的地层水在地下的体积与其在地面条件下的体积之比，Bw,油藏驱动类型是指油层开采时驱油主要动力。驱油的动力不同，驱动方式也就不同。油藏的驱动方式可以分为四类：水压驱动、气压驱动、溶解气驱动和重力驱动。实际上，油藏的开采过程中的不同阶段会有不同的驱动能量，也就是同时存在着几种驱动方式。油藏驱动方式及开采特征油藏的驱动方式是全部油层工作条件的综合，它是指油层在开采过程中，主要依靠哪一种能量来驱油。一、弹性驱动依靠油层岩石和流体的弹性膨胀能量驱油的油藏为弹性驱动。在该种驱动方式下油藏无边水（底水或注入水），或有边水而不活跃，油藏压力始终高于饱和压力。油藏开始时，随着压力的降低，地层将不断释放出弹性能量，将油驱向井底。,二、溶解气驱动溶解气驱动 依靠油层压力下降时，从原油中逸出的溶解气的气泡膨胀，把石油从油层驱向油井井底。单靠溶解气驱动开采石油，采收率很低。当油层压力下降到低于饱和压力时，随着压力的降低，溶解状态的气体从原油中分离出来，形成气泡，气泡膨胀而将石油推向井底。开发初期压降较小时，气油比急剧增加，地层能量大大消耗，最后枯竭，所以气油比开始上升很快，然后又以很快的速度下降。,三、水压驱动当油藏存在边水或底水时，则会形成水压驱动。水压驱动分为刚性水驱和弹性水驱两种。1.刚性水驱水压驱动 油藏采出石油后的空间可由边、底水的进侵补充，而边水、底水又由露头或地下潜水面的承压补充。这种油藏的开采，不用人工补充能量，即可保持较高的生产能力和采收率。驱动能量主要是边水（或底水、注入水）的重力作用。随着原油的采出及当边水、底水或注入水推至油井后，油井开始见水，含水将不断增加，产油量也开始下降，而产液量逐渐增加。开采过程中气全部呈溶解状态，因此气油比等于原始溶解气油比。,2.弹性水驱弹性水压驱动 油藏开采后，油层压力下降，由流体（主要是边水）和岩石膨胀而得到的弹性能量来驱油。边水也要进侵油区，但得不到足够的水源补给，不能全部补充采出体积，因而压力下降。在水区比油区体积大数百倍以上时，依靠弹性水压驱动也可得到较高的采收率。在水压驱动油田初期，水体与油区之间建立起稳定压差之前，也呈现出弹性水压驱动。弹性水驱主要是依靠采出液体使含水区和含油区压力降低而释放出的弹性能量来进行开采的.其开采特征为，当压力降到封闭边缘后，要保持井底压力为常数，地层压力将不断下降，因而产量也将不断下降，由于地层压力高于饱和压力，因此不会出现脱气，气油比不变。,四、气压驱动气顶驱动 依靠气顶气的压头和气体膨胀的能量驱动石油。这类油藏的石油采收率，由气顶指数（气顶体积与油区体积之比）决定。条件有利时，气顶驱油的效率甚至可能比水驱更好。当油藏存在气顶时，气顶中的压缩气为驱油的主要能量，该驱动方式称气压驱动。气压驱动可分为刚性气驱和弹性气驱。1.刚性气压驱动只有在人工向地层注气，并且注入量足以使开采过程中地层压力保持稳定时，才能呈现刚性气压驱动。2.弹性气压驱动弹性气压驱动和刚性气压驱动的区别在于，当气顶的体积较小，而又没有进行注气的情况下，随着采油量的不断增加，气体不断膨胀，其膨胀的体积相当于采出原油的体积。由于地层压力的不断下降，使得产油量不断下降，同时，气体的饱和度和相对渗透率却不断提高，因此气油比也就不断上升。,五、重力驱动重力驱动 依靠石油本身的重力，沿倾斜的油层向下运动，是在其他驱动能量消耗完后出现的一种驱动方式。油层倾角、油层连通性和垂向渗透率对重力驱动影响很大；在条件十分有利时，也可能得到接近气顶驱动的采收率。靠原油自身的重力将油驱向井底称为重力驱油。一般油藏，在其开发过程中，重力驱油往往是与其它能量同时存在的，但多数所起的作用不大。以重力为主要驱动能量的多发生在油田开发后期或其它能量已枯竭的情况下，同时还要求油层具备倾角大、厚度大、渗透性好等条件。开采时，含油边缘逐渐向下移动，地层压力（油柱的静水压头）随时间而减小，油井产量在上部含油边缘到达油井之前是不变的。现代油田开发，在油藏驱动方式和能量不利于提高采收率时，一般都采用人工注水改变天然驱动方式，以达到相当于水压驱动方式的较高采收率。,