油藏工程__第四章_油气藏压力与温度N幻灯片.ppt

*十五863子课题验收汇报 * 《油藏工程原理》讲义 * 第四章　油气藏压力与温度 压力和温度是油气藏的两个热力学条件，它们不仅决定流体的相态，还对流体的流动性能产生重要的影响。 压力系统是决定油气生产优化程度的重要影响因素。 温度系统又是决定各种驱替剂驱替效果的重要条件。 引发工程事故的主要原因 第一节 油气藏压力 油藏驱动能量的重要指标 第一节 油气藏压力 又称孔隙流体压力，是指地层孔隙内流体所承受的压力。如果该流体为油或气，就称油层或气层压力。油气层在未开发前，各处的地层压力相对平衡，投入生产后，平衡状态遭到破坏。 几个压力概念： 地层压力： 第一节 油气藏压力 原始地层压力Pi： 油气生产过程中测量的压力 油气藏投入开发之前测量的压力 地层压力P： Pi P 第一节 油气藏压力 井底流压Pwf： 油气静止即关井过程中测量的井底压力 油气流动即生产过程中测量的井底压力 井底静压Pws： 第一节 油气藏压力 井口套压Pc： 井口油管处测量的压力 井口套管处测量的压力 井口油压Pt： 第一节 油气藏压力 油压 套压 第一节 油气藏压力 表压Pgau： 流体本身具有的实际压力 压力仪表直接测量的压力数值 绝对压力Pabs： 油藏工程中的压力与流体力学中的压强和固体力学中的应力是相同的概念。 一、流体压力 在某一地层深度处，由岩石孔隙中流体的重量所产生的压力 注意单位 一、流体压力 P D Pair Pw 流体压力与深度之间的关系方程，简称P–D方程，其在直角坐标系中的关系曲线，称为P–D曲线。 因此，流体压力也可以写成： 压力梯度Gw：单位深度的压力变化值 P D Pair Pw 一、流体压力 二、骨架应力 在某一地层深度处，由岩石固体骨架物质的重量所产生的压力，称为骨架应力Ps，也称颗粒压力，或固相压力，或基质压力，计算公式为： 其压力梯度为Gs： 压力梯度形式的骨架应力为： 三、上覆压力 在某一地层深度处，由上覆岩石的固体骨架和孔隙中流体的总重量所产生的压力，称为上覆(地层)压力Pob，计算公式为： 压力梯度形式的上覆压力为： 为固体骨架和地层水的混合密度，表示为： 其压力梯度为Gob： 四、应力关系方程 从前面的分析可以看出：在同一地层深度处，存在Pob、Pw和Ps三个压力，它们满足下述关系方程： P D Pair Pob Pw Ps 从上式可知：在上覆压力一定时，若减小地层流体的压力，则地层岩石的骨架应力就会增大。 图中压力关系仅反映地层孔隙与地面连通即正常地层压力的情形。 当 时，地层岩石就变成了普通固体物质，即变成： 当 时，地层岩石就变成了普通流体物质，即变成： 四、应力关系方程 过去人们把静力平衡错误地当成了应力平衡，因此得出下面错误的压深方程及其关系曲线。 P D Pair Pob Pw Ps 四、应力关系方程 五、压力系数 地层岩石孔隙中流体的实测压力，矿场上称之为地层压力Pf，实测地层压力与静水压力之间的关系满足下式： 地层超压 当 时，表明实测地层压力与静水压力相等，也表明地层岩石的孔隙与地面连通； 当 时，表明实测地层压力偏离了静水压力，也表明地层岩石的孔隙与地面不连通。 由于孔隙连通性和地层流体矿化度以及温度的变化等因素，实测地层压力一般都不同程度地偏离静水压力。 20 低压地层 =20~40 中等压力地层 =40~60 高压地层 60 超高压地层 地层压力状态分类 (MPa) 压力系数α定义为实测地层压力与相同深度处的静水压力的比值，它衡量地层压力偏离静水压力的程度，计算公式为： 五、压力系数 异常高压地层，能量充足，但容易突发工程事故：异常低压地层，能量欠充足，钻井易漏失泥浆，但注水容易。地层压力是否异常，与压力的绝对大小无关，而与压力的相对大小有关(与静水压力相比)。较低的地层压力可能为异常高压，而较高的地层压力也可能为异常低压。 P D Pair 1.2 Pw 0.8 五、压力系数 地层超压系数 定义为地层静水压力的超压百分数，计算公式为： 显然， 。当 时，表明地层超压了20%。当 时， 表明地层欠压了20%。 世界上绝大多数地层都属正常压力状态，只