第八章油藏流体与地层温压系统.docx

第八章油藏流体与地层温压系统油藏流体的性质和分布以及油藏的压力、温度系统，是油藏评价、储量计算、开发研究的重点，只有准确掌握流体的性质、油气水分布及油藏的压力、温度系统，才能对油藏进行进一步的研究。第一节油藏流体性质及分布研究油藏流体（油、气、水）的性质、分布规律，是为了揭示油藏内流体性质的基本特征，了解其分布规律和控制因素，探讨流体性质非均质性及对油井产能的影响，为油藏评价、储量计算等提供必要的参数，最终为油田选择合理开采工艺、改善开发效果提供依据。一、研究内容与方法油藏流体的研究内容归纳起来有以下几方面：流体性质参数包括原油的密度、粘度、含蜡量、胶质沥青质含量、凝固点和初馈点等；天然气的密度，甲烷、丙烷、丁烷、戊烷和非燃气体含量等；地层水的总矿化度，K+M/+、Ca2+.Mg"、CL、CO：、HCOy.含量和水型和PH等。根据各井试油、试采的产能、油层中部压力、地层温度和油、气、水分析化验等资料，按合适的地层单位，结合断层对流体性质的影响程度，分层、分区块逐项进行统计分析，将这些资料总结出油藏内不同油层和不同断块的流体性质特点，并对流体性质进行分类。这样,对油藏的流体性质便有了整体认识。由于储层物性的差异以及成藏过程和成藏后的次生变化以及开采时油气相态变化的影响，流体性质的非均质性一般较强，在同一油组或小层内，原油性质往往出现较大的变化，且变化范围大，在碳酸盐岩储层的油气藏中尤其如此，特别是对一些早期充注了油、后期受到天然气充注改造的油气藏，流体性质非均质性很强，往往是储层物性好的地方，天然气充注强烈，油受气侵的改造程度高，最后形成气侵型凝析气藏，与此同时，伴随有高蜡的相对富集和沥青质的沉淀。储层物性差的地方，天然气的气侵程度低，原来所聚集的油受天然气的气侵改造影响小，仍然保持为原来的油藏。次生作用对油气的改造也非常重要，油气成藏之后，由于保存条件差，致使油气的轻质部分遭受散失，严重者使聚集的油气遭受强烈生物降解破坏，形成富含胶质沥青质的重油。地层水总矿化度也具有变化复杂的特点。因此，描述流体性质非均质性对油田生产很有意义。根据资料的丰富程度，可按不同规模分层分断块计算流体参数的平均值、变异系数、突进系数和级差。应用上述非均质参数编制平面等值图，即可评价各项参数的平面非均质性。利用流体性质非均质参数可以对比分析纵向上的非均质特征。原油性质参数之间相关程度的强与弱，反映了原油组分间的联系。主要研究原油的密度与粘度、含蜡量、含胶量和含硫量之间的关系，可进行回归分析求出相关系数。地层水主要是总矿化度与其阳离子之间的关系，以揭示地层水总矿化度与各组分之间的相关性。通过分层编制流体性质各项参数（包括原油密度、粘度、含蜡量、含胶量、凝固点、地层水总矿化度等）的平面等值线图或立体图，可以展示流体性质分布的趋势。利用已经统计好的流体性质数据表，可以分析流体性质参数在纵向上的变化特点。影响流体性质变化的地质因素是多方面的，主要包括油源区生油条件、断裂活动性、油气运聚成藏过程和次生变化等。生油区油气生成条件包括生油岩热演化程度，有机质丰度，干酪根类型和生燃、排烧期等因素。这些因素的配合关系是决定原油性质的内在因素。例如，大港油田孔二段油源岩有机质丰度高，干酪根以腐泥型为主，含有腐植型，但炫类主要由生化阶段的干酪根热解而成,在未成熟或低成熟阶段即开始生烧、排烧，形成低成熟油，因而原油性质以密度大、粘度高、含蜡量和含胶量高为特征，故原油性质较差。断裂构造对流体性质的影响表现为：规模较大的断层控制流体性质的分布，规模较小的断层使流体性质复杂化，增强非均质性。开启性断层常使原生油藏遭受破坏，是流体再分配的通道，在这类断层附近原油性质变差，缺乏天然气和轻质油，地层水矿化度低，水型复杂。封闭性断层常形成自闭，使流体得以保存，原油性质较好，地层水矿化度较高。油气运聚成藏过程对流体性质的影响包括流体运移距离和油气运聚时间和运聚期次的影响。一般来说，流体运移的距离越长，重新分配的次数越多，流体经历的变化越多，引起原油的轻质组分散失越多，油质变差，地层水总矿化度降低，水型趋于复杂。次生变化是指构造运动、运移作用及保存条件的变化。当流体埋深变浅时，会造成地层温度及压力降低，从而引起油质的下降。油层内部的水洗、生物降解和氧化作用等也可使原油的性质变差。已经聚集起来的油藏由于后期的埋藏深度加大，地层温度升高，会导致原油的裂解，最终形成天然气（油裂解气）。二、研究流体性质的意义通过流体性质的研究，可了解油藏内流体性质基本特征、分布规律和非均质特点。在分层、分区块对流体性质各项参数进行综合评价的基础上，可以指出有利开采的区段，为选择合理开发措施提供依据。油井的产能受多方面的影响，就流体性质而言，原油的粘度对产能影响最为明显。原油的粘度越大、密度越大，原油越不易流动，则产能往往较低。例如，从枣园油田枣北孔一段原油性质与产能的关系中发现，日产量约30t以上的油井，其原油粘度在50OC时一般低于400mP4s,80DC时一般低于100“zRzs°而在50°C时原油粘度大于400"zPs的断块中，油井的产量较低。应当指出，原油性质的好坏虽是影响油井产能的重要因素，但决定油井能否富产的必要条件是原油性质、储层物性、含油饱和度和有效厚度的配合关系。一般原油性质好、储层孔渗高、含油饱和度与有效厚度大，则油井产能高。综合应用这些参数，对油藏进行评价，可以较准确地判断油气高产区的分布，对油田开发和稳产、增产有指导意义。地层水的性质对油气的聚集和保存具有十分密切的关系。地层水总矿化度和水型反映了地下水动力条件。水动力条件的强弱是决定油气能否在构造圈闭内聚集成油气藏的一个重要条件。当水动力较强时，油气会被挤走，油气藏可能遭到破坏。只有当水动力较弱时，才能使油气聚集形成油气藏。地层水总矿化度越高，水型越单一，反映的水动力条件越弱，对油气的聚集和保存越有利。第二节油层压力和温度油气藏的压力和温度不仅影响油气的性质，还与油气田的开发方式、开采技术、经济成本及最终采收率有关。因此，在油气勘探和开发过程中，都要十分重视对油藏压力与原始驱动能量的研究。一、油层压力油气层压力研究的重点是油气藏原始地层压力的分布特征，以及投入开发后目前地层压力的变化，这对油气田的合理开发和提高采收率具有重要意义。（一）有关地层压力的概念1.上覆岩层压力上覆岩层压力是指上覆岩石骨架和孔隙空间流体的总重量所引起的压力。随上覆岩层骨架的增厚而加大，也与岩层及其孔隙空间流体的密度大小有关。如果将岩层骨架的重量和岩层孔隙间流体的重量分别加以考虑，上覆岩层压力可表示为：Pr=-Pf÷0-0)g(81)式中Pr上覆岩层压力，Pa；H上覆岩层的垂直高度，m；Pf一一岩层孔隙中流体的平均密度，kg/m3；pm一一岩层骨架的平均密度，kgm一一岩层平均孔隙度，小数g重力加速度，I£。2.静水压力静水压力是指由静水柱造成的压力。静水压力的大小与液柱的形状和大小无关。静水压力的计算公式可为：Ph=hPwg<82)式中，一静水压力，PaPW一水的密度，Kgltn3h静水柱高度，加。压力梯度是指每增加单位高度所增加的压力值，单位用MPa/m表示。地层压力是指作用于岩层孔隙空间内流体上的压力，所以又可称为孔隙流体压力，常用Pf表示。在含油、气区域内的地层压力又叫油层压力或气层压力。由地层压力的定义可知，孔隙流体压力全部由流体本身所承担，这也意味着受到高压的地层流体具有潜在能量。在油气层未被钻开之前，油气层内各处的压力保持相对平衡状态，一旦油气层被钻开并投入开采，原油、气层内压力的相对平衡状态就要被打破。当在油、气层的压力大于井筒的液柱压力时，油气层内的流体就会喷出地面。(二)原始油层压力原始油层压力是指油气层尚未钻开时(原始状态下)所具有的压力。通常可以用第一口井或第一批井的实测压力来表示。在正常的地质条件下，具有统一水动力系统的油气藏，其地层压力分布规律遵守连通器的原理，即可以用前面介绍的计算静水压力的基本关系式来进行计算。经研究发现，原始油层压力在背斜油藏上的分布具有如下特点：(1)原始油层压力随油层埋藏深度的增加而加大。(2)流体性质对原始油层压力的分布有着极为重要的影响。井底海拔高度相同的各井,如果井内流体性质相同，则原始油层压力相等。如果井内流体性质各异，则流体密度大的其原始油层压力小，反之，流体密度小的其原始油层压力大。(3)气柱高度变化对气井压力影响很小，因此，当气藏平缓，含气面积不大时，油一气或气一水界面上的原始气层压力可代表气藏(或气顶)内各处的压力。原始油层压力在油藏构造上的分布情况可用原始油层压力的等压图来描述。原始油层压力等压图绘制的方法与构造图相似。在目的层的构造等高线图上，将各井的实测原始油层压力值分别标在井位旁，然后进行井点之间插值并绘制等压力曲线。在油气藏勘探和开发过程中，原始油层压力等压图有着广泛的用途。(1)预测新井的原始油层压力在探井设计中，为了确定新钻井的套管程序与洗井液密度，必须事先获得该井钻探目的层的原始油层压力值。只要确定出新钻井的位置，便可从原始油层压力等压图上查出该井的原始油层压力的预测值。（2）计算油藏的平均原始油层压力油藏原始油层压力的平均值是油藏天然能量大小的尺度。原始油层压力平均值越大，油藏储存的天然能量也就越大，越有利于油藏的开采。利用油藏原始油层压力等压图，采用面积权衡法便可求出平均原始油层压力。（3）判断水动力系统所谓水动力系统是指油、气层内流体具有连续性流动的范围。在同一水动力系统内，流体压力可以互相传递，压力等值线的分布是连续的。如果油层因断层或岩性尖灭等地层因素被分割成几个互相独立的水动力系统，则原始地层压力等值线分布的连续性受到破坏。（4）计算油层的弹性能量油层的弹性能量是指油层弹性膨胀时能排出的流体量。一个既无边水或底水，又无原生气顶，且原始油层压力远远超过饱和压力的油藏，当其进行开采时，驱油动力是油层的弹性膨胀力，如果原始油层压力与饱和压力的差值越大，则油层的弹性能量也就越大，排出的流体量越多。若要了解油藏弹性能量的大小，只需将该油藏的原始油层压力等压图与饱和压力等压图相重叠，即可求出油藏不同部位的弹性压差，进而计算出相应的弹性能量。除此之外，还可利用原始油层压力资料预测油藏的油一水或油一气边界。（三）目前油层压力目前油层压力是指油藏投入开发后某一时期的地层压力。根据每一时期油层内部的压力分布及其变化，可以对油田地下的许多重大问题作出判断。油层静止压力：在油田投入生产以后，关闭油井，待压力恢更到稳定状态时测得的井底压力就称为该油井的油层静止压力。这一压力在油层的各个地方不一样，在同一地方不同时间也是不一样的，所以有人又称之为动地层压力，常用符号PS表示。油层静止压力应每隔一段时间，定期地进行测量。井底流动压力（简称井底流压）：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，常用符号表示。油井生产时，井底流压小于油层静止压力区，油层中的流体正是在这个压差的作用下流入到井筒中的。（1）单井生产时油层静止压力的分布假定油层是均质的，当仅有一口油井生产时，油层中的流体便从油井的供给边缘径向渗流入井底，在渗流过程中，流线呈径向分布，压力分布呈现则的同心圆形状。根据流体渗流理论，从供给边界到井底，地层中的压力降落过程是按对数关系分布的，从空间形态看，它形似漏斗，所以习惯上称之为“压降漏斗”。平面径向流压力主要消耗在井底附近，这是因为越靠近井底，渗流面积越小，而渗流阻力越大。（2）多井生产时油层静止压力的分布由于油田上总是有大批的井在同时生产，所以当这些井同时工作时就会产生干扰。一旦发生干扰，原有的渗流场就会发生变化，重新形成一个新的渗流场。此时，任意一点处的压力就是油层中各井（产油井、注水井）在该处所引起的压力叠加。油藏中油层的地质结构更杂且非均质，各油井的完善系数和采油速度也不尽相同，所以实际的油层静止压力分布是复杂的，而最有效的方法是编制油藏某一开采时期的油层静止压力等压图。2.油层静止压力等压图的编制与应用油层静止压力等压图的编制与原始油层压力等压图的编制相似。油层静止压力可通过实测或用压降曲线计算获得。在油藏开采过程中，油层静止压力等压图是不可缺少的图件，它有以下几方面的用途。求油藏某一开发时期的平均油层静止压力利用某一开发时期的油层静止压力等压图，接面积权衡公式可求得该时期的平均油层静止压力，它是油藏能量大小的反映。确定地层参数根据已知的压力分布和流量来反求地层流动系数（M2/）的分布特征。例如在单向流动情况下，可以用下式求出流动系数：S(PI-P2)(83)式中Kh.地层流动系数；q,一二流线间油井i的产量：S一二流线间的距离；1.二等压线间的距离。掌握地下流体动态在油藏开发过程中，地下流体流动的方式以及流动方向在不断地发生变化，油层目前压力的分布非常复杂。对于注水开发油藏，认识和控制其油水界面的移动情况，具有极为重要的意义。了解油藏开采动态对油藏开发各个时期的油层静止压力等压图进行对比和分析,可以了解油藏是否在合理的开发方案和合理的工作制度下进行开采。了解油层的地质特征可以利用油层等压图的形状来进一步了解油层的地质特征，例如油层的岩性、物性以及断层等情况。（四）油层折算压力在油藏开发过程中，为了正确地掌握油层压力大小，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，因而提出油层折算压力。1 .折算压头折算压头是指井内静液面距某一折算基准面的垂直高度。折算基准面可以是海平面，或原始油一水（或油一气）界面，或任意水平面。假设折算基准面为海平面，利用下式便可将油井实测的油层压力换算为折算压头。(8-4)l=h-L÷H式中1一一折算压头，m；h静液柱高度，m；1.井口至油层顶面（或中部）的垂直距离，m；H一一井口海拔高度，m。当静液面在海平面以上时，折算压头取正值，静液面在海平面以下时，折算压头取负值。2 .折算压力折算压力系指折算压头产生的压力，可利用静水压力公式导出。为了对比油藏上各井压头的大小，应将所有的井都折算到同一个折算基准面上。对于无泄水区具统一水动力系统的油藏来讲，油藏未投入开采时，位于油藏不同部位的各油井，其原始油层压力折算到同一个折算基准面后，折算压力或折算压头相等，油藏一旦投入开发，由于各种因素的影响，油藏上各油井的折算压头或折算压力就会发生较大的变化,打破了原始相等的状态。同样可以编制折算压力等压图，它能更直观、准确地反映油藏的开采动态及地下流体的流动状况，因而常常利用它来控制油藏均匀采油和水线均匀推进。利用油层折算压头或压力等值线图上的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，还可以用于判断水动力系统。（五）异常地层压力在正常压实条件下，作用于孔隙流体的压力为静水柱压力，但由于许多因素的影响，作用于地层孔隙流体的压力，很少是等于静水柱压力的。通常我们把偏离静水柱压力的地层孔隙流体压力称之为异常地层压力，或称为压力异常（图8-1）O图87异常地层压力示意图在研究异常地层压力时常用压力系数或压力梯度来表示异常地层压力的大小。国内常用的是压力系数法。所谓压力系数（册）是指实测地层压力（pf）与同一深度静水柱压力的比值：a（85）Ph显然，ap=l时，实测地层压力与静水柱压力相等，这时属正常地层压力；当M1时,则为异常地层压力；当询1时，称为高异常地层压力，或称高压异常；当V1时称低异常地层压力，或称低压异常。国内外的研究表明，从新生界的更新统到古生界的寒武系地层中，发现不仅碎屑岩地区的油田有异常压力地层，而且碳酸盐岩地区的油田也存在异常压力地层，异常地层压力是普遍存在的。3 .异常地层压力的成因分析目前人们对碎屑岩的异常地层压力研究较多，且较为成熟，而碳酸盐岩异常地层压力正处于攻关阶段。经过大量的研究、实验、分析后，发现碎屑岩异常地层压力形成的原因是多种多样的。下面对高异常压力和低异常压力分别叙述。（1）高异常地层压力的成因分析1）成岩作用在成岩作用的过程中，造成高压异常的主要因素又可分为泥、页岩压实作用、蒙脱石脱水作用以及硫酸盐岩的成岩作用等。泥、页岩压实作用当泥、页岩及砂岩处于封闭环境时，在上覆沉积物的压力下，粘土孔隙中的水不能充分排出，形成粘土欠压实，其水被挤入相邻的砂岩孔隙中积蓄起来，从而导致砂岩储层出现高压异常。不少学者经研究认为，世界上一些较年轻的沉积盆地中的高异常地层压力，主要是由于沉积物特别是泥、页岩沉积物的欠压实作用形成的。蒙脱石的脱水作用随着埋藏深度加大和地层温度升高，当升至蒙脱石的脱水门限值时，蒙脱石将释放出大量的晶格层间水和吸附水，并向伊利石转化。若地层处于封闭状态，所释放出来的水就在粘土孔隙中积蓄起来，从而增加了孔隙流体的压力，使地层具有高压异常。另外，蒙脱石的脱水作用常与泥、页岩的欠压实作用同时出现，蒙脱石的脱水作用不能作为高异常地层压力形成的一个独立的、根本的原因。硫酸盐岩的成岩作用当石膏（CaSO42H2O）向无水石膏（CaSO4）转化时会析出大量的水，在封闭的地质条件下，这些水积蓄起来，也会形成高异常地层压力。2）热力作用和生化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极热裂解，生成垃类气体。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高异常地层压力的形成。经研究证明，催化反应、放射性衰变、细菌作用等，均可使燃类的微小颗粒裂解为较简单的化合物，从而增大了体积，在封闭的系统中形成高异常地层压力。3）渗透作用如果用半渗透膜把两种浓度不同的溶液隔开，水会从稀溶液渗入到浓溶液中，直至达到渗透平衡。这种溶剂分子由一个液相通过半渗透膜向另一个液相扩散的过程称为渗透。在粘土或页岩地层两侧的液体的含盐浓度不同时，浓度低的液体就会以粘土或页岩作为半渗透膜，向着浓度高的液体中渗流，从而产生渗透压力，在封闭的地质环境中，这种渗透压力也是形成高压异常的原因。4）古压力作用如图8-2所示，原来埋藏较深（hl）且处于封闭地质条件的地层，由于后来地壳上升,使上覆地层受到剥蚀，原地层的埋藏深度变浅（h2）,因地层仍然处于封闭状态，古压力保持不变，从而成为高压异常地层。5）构造作用构造作用对压力异常有重要影响。断裂漏失带可形成通道，使油层重新加压而形成高异常压力，封闭型的断裂也同样可以促使异常地层压力的形成。图8-3.a表示在未发生断裂以前,位于油藏顶部的井的原始油层压力是由水压头H所决定的。如果发生了封闭性的断裂（如图8-3.b）,油藏顶部相对上升，埋藏深度变浅，即Hl<H,油藏中的流体未遭散失，仍保持其原有的压力值，因此，油藏具有高异常地层压力。与上述情况相反，若油藏顶部相对下降，即埋藏深度加大（如图8-3.C）,则H2>H,按H2静水柱计算所得的压力必然大于实际的压力，因而表现为低异常地层压力。图8-3断裂作用形成异常压力除断层以外，塑性岩层形成的底辟构造，如盐丘、泥火山等均可构成地下流体渗流的物理遮挡面，它们可以把因构造运动而增加的岩层孔隙流体压力“封闭”起来，从而形成高异常地层压力。6）测压水位的影响人们通常利用静水压力来代替地层压力，即测压水位（供水区露头海拔高度）与研究井井口的海拔高度一致，换句话说，供水区露头与研究井井口是处于同一水平面上。但实际上,由于不均匀的剥蚀作用，地壳表面总是起伏不平的。当测压水位高于井口海拔高度，油井就显示出高异常地层压力，如图8-4中的2号井。相反，若测压水位低于井口海拔高度，则油井就显示出低异常地层压力，如此图中的1号井。1井图8-4因侧压水位不同而显示的异常压力7）流体密度差异油气藏流体密度的差异会影响地层压力的分布，特别是对于气一水系统。如果地层倾角较陡，气藏高度又很大时，这种影响就更加明显，位于气藏顶部的气井往往显示出特别高的异常地层压力，其原因已在原始油层压力分布中述及。（2）低异常地层压力形成的原因1）页岩减压膨胀上覆岩层由于风化或剥蚀作用而减小了对下部页岩的压力，因而引起页岩体积膨胀及压力释放。相邻的透镜状砂岩中的压力将平衡页岩已减小的压力，从而引起砂岩储油层压力降低。2）温度降低当隆起的地壳遭受风化剥蚀时，上覆岩层的厚度大大减小，导致地层温度降低。而温度降低可使部分矿物发生转换，由此而产生水的吸附作用也会降低页岩的孔隙流体压力，在封闭的地质环境中，表现为低异常地层压力。综上所述，不论是高压异常或低压异常，其形成过程是漫长而复杂的，若要使异常压力保存下来，还需要一个良好的压力封闭地质环境，不然异常压力就可能卸掉。预测异常地层压力的任务是确定异常地层压力带的层位和顶部深度，计算出异常地层压力值的大小。碎屑岩异常高压预测的机理是，在高压或超高压储油、气层周围的泥岩、页岩层，正处于从正常地层压力到异常地层压力过渡带上，因此，这个过渡地带上的泥岩、页岩也就具备了高压或超高压异常地层压力的特征。它与正常压实的泥岩、页岩相比，过渡带的泥岩、页岩因欠压实而出现密度变小、孔隙度增大的特征，其地球物理特性为：电阻率值低、声波时差大等。在钻井过程中，当钻入过渡带时，还可能产生井喷、井漏、井涌及钻井参数出现异常等现象。利用这些变化特征就可以预测异常地层压力。1)钻井资料分析法现场往往采用d指数的方法来预测。d指数是用来标定钻进速度的，影响钻速的因素较多，为了能够较准确地反映出钻速与高异常地层压力之间的关系，就必须消除其它因素对钻速的影响，于是Jorden和Shirley(1966)提出了用标定钻进速度，即d指数来代替钻进钻速。d指数的计算公式为：Ig0.054以d=(8-6)Ig0.672式中m一钻速，m!hN转速，r/min；P一钻压，ti。一钻头直径，mmo为了消除钻井液密度对d指数的影响，可用d,指数代替d指数，它们之间的关系为=小3(8-7)r2式中rl正常地层压力下的钻井液密度；-2一实际使用的钻井液密度。在正常压实的情况下，d指数或4指数是随井深的增加而增大，当钻遇高异常地层压力过渡带时，d指数或指数将向着减小的方向偏离正常压实趋势线。图8-5为同一口井的d指数一深度，丸.一深度关系曲线。图中清楚地表示出，高异常地层压力过渡带的顶面位置大约在2652m的地方。由于指数消除了钻井液密度的影响，因此比d指数能更清楚地反映出高异常地层压力过渡带的存在。图8-5d指数与Q指数曲线对比2)地球物理测井法由于泥、页岩过渡带的变化特征可以被地球物理测井所探测到，因此，目前国内外广泛采用电阻率测井、声波测井和体积密度测井的信息来识别异常压力。此处仅介绍电阻率测井的方法。在正常压实的情况下，页岩或泥岩的孔隙度随埋藏深度的增加而减小，而电阻率则随埋藏深度的增加而加大。倘若钻遇异常地层压力井段，由于孔隙度增加，其中所含地层水的数量增加，因而泥、页岩电阻率必然偏离正常趋势线，由此可以发现异常压力段的顶部位置。图8-6为墨西哥湾岸某井的页岩电阻率与深度的关系曲线，可以看出，该井的高异常地层压力过渡带的顶部大约在4038.6m处。9001 5002 100 2 700减3 3003 9004 5000.4 0.6 0.81.02.0 3.0页为电阻率,Qm图8-6墨西哥湾岸的页岩电阻率曲线（据瓦尔特，1976）另外，借助页岩电阻率与深度的关系曲线可以计算相邻储集层的地层压力。其方法为:首先绘制研究区页岩电阻率比值与储层压力梯度关系曲线。所谓页岩电阻率比值是指正常压实的页岩电阻率&与实测的页岩电阻率R帅之比，&可由外推正常压实趋势线获得。然后在研究井的页岩电阻率曲线上，确定该井储层的外推正常趋势值Rn与外推偏离正常趋势的R帅值，同时，求出它们的比值R“/Rob.最后在区域的R”/R岫与GP图版上（图8-7）,用研究井已确定出的及/凡必值求出相应的流体压力梯度GP值，并用储层的井深乘以流体压力梯度值，便求出该储层的预测压力值。0.231.01.52.03.04.0 5.0正常压力的贝笔电网率实测的贝岩电阻率9 2 4 6 8 1 O 11112 O-CiCiCiCiCi (U-Wa专域迷K与-E，学-«操褰*掂 .20,44,68,92.I6图8-7墨西哥湾岸地区页岩电阻率比值与储层压力梯度关系曲线（据Hottman和Johnson,1965）3）地震方法目前用地震的方法来预测地层压力，其方法实际上是以压实原理为基础的。由于超压层（或过压带）是欠压实的产物，它们均表现为地震低速异常。因此，利用地震速度信息，则可预测超压层并估计其压力值。Fillippone于1979年和1982年先后提出了用地震资料预测地层压力的套独特的方法。他指出地层压力等于上覆负荷的某种比例，而其比例因子与其速度有关。其公式为：(8-8)式中P计算的地层压力；Vmax一一孔隙度为0%时的岩石速度;Vmin一一孔隙度为50%的岩石速度；Vinl一一地震资料计算出的层速度；D上覆岩石的平均体密度；H岩石埋深；C一一压力转换系数。以上参数由下面的公式计算：(8-9)(8-10)(8-11)(8-12)vmax=.4v0+3rVmm=I4%+05Q%、K分别等于：IY-T-T.式中：匕、V0分别为时间T、TD的均方根速度；T时间；T0一一某一层均方根速度随时间T变化的截距。采用上述方法，在地震人机联作解释工作站上编制地层压力计算软件，就可以获得地层压力平面分布图。（六）油层压力系统的判断在编制油田开发方案时，很重要的一个问题是要判明各油层的压力系统（或称水动力系统）。不同压力系统的油层不能划分为同一个开发层系。1.压力系统压力系统是指在油、气田的垂直方向或水平方向上，流体压力能相互传递和相互影响的范围，又称水动力系统。不同压力系统则流体压力不能互相影响。在油气田内，一个压力系统经常可同时包括若干个油气层。同一个油气层在横向上也可能因断层、岩性尖灭、渗透性的变化以及裂缝发育不均匀等被分隔成若干个独立的压力系统。因此，在一个油田内，如何正确识别不同的压力系统，是油藏描述中的重要内容之一。在一个油气田内划为同一个压力系统的油气层必须符合下列条件：（1）处于同-构造单元、储层纵、横向连通性较好；（2）同一压力系统内的油气层各处的原始折算压力相等；（3）各油气层压力梯度曲线互相重合；（4）依靠天然能量开采条件下同一压力系统内各井压降速度基本一致，各井同期测得的静压数值大体相等。（1）地质条件分析油气田不同区块不同油气层分为不同压力系统的主要因素是油气层的岩性变化和构造条件引起的封隔作用。因此要特别注意以下地质条件：断层的分隔、封闭条件；储层间具一定厚度、比较稳定分布的隔层，如泥岩、盐岩等；区域性不整合面；储层岩性，物性横向上的急剧相变；裂缝储层的裂缝系统变化。（2）油气层压力分析压力资料是鉴别压力系统最直接而又可靠的资料，利用压力资料研窕：油田内各油气层的原始折算压力；各井静压数值及压降速度；各层或同一层不同部位各井的压力梯度曲线。一般作油层原始压力与埋藏深度关系图，判别压力系统，将原始折算压力相等（近），压力梯度曲线相互重合的层划为同一压力系统。一个油田可以有一个或多个压力系统。（3）井间干扰试验井间干扰是观察某些井（观察井）由于邻井（激动井）采液量或井底压力改变时，所引起的压力的变化，要描述激动井采液量改变情况及各观察井的压力变化情况。如果观察井的压力随激动井的开采条件变化而相应变化时，证明为同一压力系统，反之亦然。二、地层温度含油气区地层温度的研究包括两个方面，即古地温研究和含油气区地温场分布和变化规律的研究。古地温研究主要解决古地温与油、气生成的关系，而地温场研究则解决油、气分布与地层温度的关系。这里重点介绍地温场的研究。（一）地温梯度的概念G = LxlOO(8-13)地温随深度的变化率称地温梯度,它是表征地下温度状况的一个重要的地质一地球物理参数。地温梯度可按下式计算：H式中G地温梯度，0C/100m；T一一深H处的温度，0CTO一一平均地面温度或恒温带温度，°C；H井下测温点与恒温带深度之差，m；地温梯度的单位一般用°C100m,也可用°C/km。地球的平均地温梯度（3°C100m）称为正常地温梯度，低于此值为地温梯度的负异常；高于此值为地温梯度的正异常。（二）油层温度的测量油层或地层温度的测量方法主要有以下两种：在打开油层的第一批深井中实测，这是因为油层未受后来采油和注水的影响，地温场基本保持原始状态。在测井温前，将井关闭一段时间，待井内流体温度与围岩的原始温度达到平衡后，才能下最高温度计到井底（和研究井段）测量。由于生产现场不可能较长时间的关井测油层温度，此时可利用处推法求静止地层温度。其具体操作方法为：先循环井内钻井液，并记录下循环钻井液所消耗的时间t,待钻井液循环停止后，把最高温度计下入到井底（或研究井深），再记录下钻井液循环停止后到温度计下达井底的这段时间AtO最后，起出温度计，读取所测温度。重®上述操作，获得数次（一般不少于三次）测量数据后，便可绘制井底温度关系曲线。以测量温度为纵坐标，以At/（t+At）的对数值的横坐标，将所测得之数据点标在图上，连接各点，并将直线外推到无限远的时间，即t/（t+t）=1的时间，直线与纵轴交点之井底温度便是静止地层温度。（三）地温场的影响因素地温场是不均一的，影响地温场的因素较多，概括起来有大地构造性质、基底起伏、岩浆活动、岩性、盖层褶皱、断层、地下水活动、烧类聚集等。从大区域上看，大地构造性质、基底起伏及岩浆活动等是影响地温的主要因素，而在油田范围内则重点是岩性、断层、地下水活动及乳类聚集的影响更大。（四）地温在油气勘探中的应用经过长期的勘探实践，发现在烧类聚集（油气田）的上方往往存在地温高异常。虽然这种地温异常很微弱，一般为0.24.5°C左右，但却在油气田上方的浅部和地面普遍存在。利用这一特征就可以进行油气的勘探。