⑴ 如今地球上還有多少石油儲量
對於如今地球上還有多少石油儲量呢之話題,我個人認為,如按現代的開發速度,不足150年內會將儲存在地殼層中的原油層徹底開發完畢。為什麼會這樣說呢?因為,人類開采利用石油生物能源己有近2百年歷史了,目前,從表面上看,人們只知道地殼層中的原油層(碳化物沉積層)是天然的能量資源,是天然資源的能源財富,各國都把它視為寶藏。
原油層也是重要的一環,破壞自然規律是會受到懲罰的,要權衡好利益與生存的關系,人類今後能源的發展應取向於綠色能源方面,如太陽能、風能、水能、溫差能、滲透能和原子能等等,只有這樣去想和去做,不要再做出無知的違背自然規律的蠢事,保護好地球完整存在的自然性,我們才可以為後代作出交代。不知這樣的回答是否准確?
⑵ 油田的地質儲量是怎樣算出來的
在石油勘探的不同階段都要進行儲量估算或計算。為了給油田開發做好准備,必須提供比較准確的地質儲量。所提交的地質儲量是石油勘探最終成果的綜合反映,是油田開發的物質基礎。
計算儲量有好幾種方法,一般採用容積法、物質平衡法和統計法。
容積法應用比較廣泛,只要把含油麵積圈定準確,把第一性資料求准,就可以算出可靠的儲量。物質平衡法是在油田開采一個階段以後才能應用,在油層性質差別很大時,准確程度就不高了。統計法往往是在地下岩層比較復雜,油、水層交互出現或裂縫性油層中才使用。
這里僅就容積法介紹一下怎樣計算油田的石油地質儲量。按這種方法,首先要把各種計算參數搞清楚,每一個參數越准確,儲量也就越接近於實際。參數中最主要的是含油麵積和油層厚度。
油層厚度是指油層有效厚度,即經過油層單層試油能采出的有開采價值的原油的那些油層的厚度。
油層有效孔隙度是用岩心測量出的岩石孔隙容積占岩石總體積的百分數。我國多數油田砂岩油層孔隙度在20%左右。
含油飽和度是指在儲油岩石的孔隙體積中石油所佔體積的百分比。
原油的體積在地下油層中與地面上不同,在地下時因為原油中溶有大量氣體,體積比較大;噴到地面後,壓力降低,氣體從油中跑出,原油體積就會縮小。地下體積與地面體積之比叫做體積系數。
一些國外油田資料中所講到的石油地質儲量實際上是指可采儲量。這是考慮到地下的原油不能百分之百地采出,只計算可以采出的儲量,就是可采儲量,它不包括預計不能采出的那部分石油地質儲量。可采出的儲量與地下全部地質儲量之比叫做採收率。實際上,由於各油田特點不同,油田開發方法和採油工藝不同,採收率也不同。
油田情況基本上搞清楚了,石油地質儲量基本上計算準確了,油田就可以投入開發。到此,可以講石油勘探的任務已經基本上完成了。
但是為了進一步查明油井生產能力和開采特點,在石油勘探後期,往往要開辟生產實驗區,以取得油田開發的實際經驗。在生產實驗區里,可根據實際情況,採用幾種不同的開發方式進行開采實驗,以便於比較,為油田全面開發提供依據。這樣才能制定出以地質為基礎,以生產實踐為根據,綜合考慮各種條件的符合多快好省原則的油田開發方案。
⑶ 怎樣分辨哪裡有石油,哪裡有礦
石油勘探,就是考證地質歷史,研究地質規律,尋找石油天然氣田。主要要經過四大步驟,即:確定古代的湖泊和海洋(古盆地)的范圍;然後從中查出可能生成石油的深凹陷來;第三步是在可能生油的凹陷周圍尋找有利於油氣聚集的地質圈閉;最後對評價最好的圈閉進行鑽探,查證是否有石油或天然氣,並搞清它有多少儲量。下面對這四個步驟的工作內容作一介紹。(具體的石油勘探技術方法後面有專題論述)
(一)確定古湖泊古海洋的范圍
前面已經講到了,石油是在古代的湖泊或海洋的沉積物中生成的,油田也是在這里形成的。因此,確定古湖古海(即古盆地)所在及其范圍當屬是首要的。
確定古湖古海的地質依據,主要是研究岩石和化石(古代保存在地層中的生物遺體或印模、痕跡等)。通過地質家們的研究,現在地球上的岩石種類極多,但最基本的可以分為三大類,一是火成岩(亦叫岩漿岩),它是由地球深部的岩漿噴發到淺處或地面後,凝固而成的。電視中曾多次報導過現代火山噴發的壯觀場面,因此對這種岩石的來源與形成是好理解的。二是沉積岩,前面在油氣形成問題時,已談到了它的來源與形成過程了,它就是確定古湖古海最主要的物質依據。也就是說,哪裡有沉積岩,哪裡就是古代湖泊或海洋,這是毫無疑問的。三是變質岩,這主要是各種岩石(包括火成岩、沉積岩),在地殼的變遷過程中因經受高溫高壓而改變了原來的性質變成了既堅硬又緻密的另一類岩石。
古湖泊和古海洋又怎樣區別呢?這主要是通過化石來確定和區分的。因為湖泊與海洋的生物特徵是大不一樣的。另外,即使同樣的沉積岩,湖泊和海洋岩石的物理化學性質也是不一樣的。簡單地說,是以當時水的鹹淡來分的,淡水為湖,鹹水為海……。
古湖古海的保存狀況對找油找氣的影響十分重要,在後來的地質變遷中,或遭受過風化剝蝕,造成殘缺不全;或遭到火成岩的侵入破壞;或經過嚴重的變質過程等等,這些情況也都要通過對岩石性質和地層保存的完整程度等方面考證其發育過程。
(二)查明生油凹陷的位置
不論是湖盆或者海盆,面積都很大,一般也有上萬平方公里,大如新疆的塔里木盆地,竟超過50萬平方公里。盆底的形態也是凹凸不平,很不規則的,有高低,有深淺,較低的部分稱之為凹陷,高的部位稱之為凸起或隆起,一般水中的生物遺體比較容易富集在盆底的低處,所以凹陷是被認為盆地中有利於生油的部位,當然也是較深的為好,故在明確了盆地范圍以後的第二步就是查明深凹陷的位置,也就是找出能夠生成較多油氣的地方。
(三)尋找地質圈閉
尋找地質圈閉是尋找油田的中心環節。任何一個找油部門對這一工作都是十分重視的。地質圈閉有大有小,有深有淺,形態各異。例如大慶油田的大慶長垣,其圈閉面積達千餘平方公里,是迄今為止我國找到的最大儲油圈閉。當然也有小到不足一個平方公里的,有的單獨的含油圈閉只有一口油井。地質圈閉有的可以部分地露出地面,甚至一座高山即為一個完整的地質圈閉;有的埋藏很深,地表完全看不出來。現在我國有能力探測到的圈閉埋深,大約在五、六千米深左右,在這個深度以內,用人工地震的方法可以查得比較准確,鑽井也能夠得著。尋找圈閉自然也是一個由淺入深、由大到小的過程,對於深而小的圈閉,找到它當然是很困難的,它要求的技術精度、難度要比一般情況下高的多。
找到地質圈閉以後,還要對圈閉進行是否具備儲油條件的研究和評價工作。一般來說,在靠近生油凹陷的地質圈閉,有利於油氣運移進去,成為有希望的油田,而對其他地方的圈閉,評價就要低一些。再則各個圈閉本身的保存是否完整,可儲藏油量的大小等情況也需要進行研究和評價。
(四)鑽探油氣田
對所找到的地質圈閉,裡面是否儲藏著石油或天然氣,在沒有對它進行鑽井驗證之前,一般是很難給以定論的。因此,對地質圈閉進行鑽探,這是尋找油田的最後一個步驟,也是極其重要、極其關鍵的一個步驟。其重要性及關鍵性在於,這個步驟中所採取的一切技術和手段,它都關繫到一個油田能否順利誕生以及它的實際命運問題。
在油田發現史上有不少這樣的情況:一個圈閉本來是充滿了石油的,但因鑽探技術及方法不當,而沒有發現其中的油氣,直到若干年後,人們再次認識,再次鑽探時才證實是個油田;還有的在首次鑽探中就發現了油層,但其中油氣就是出不來或油氣產量很低、結果評價為沒有工業開采價值而棄置一旁,可是以後的重新鑽探或經過一定的技術措施,又噴出了高產油氣流。可見,鑽探是發現油氣田至關重要的一步,它與前面的工作關系,如同十月懷胎與一朝分娩那樣,所以必須十分認真對待。
在盆地內或一個圈閉上第一口或第一批探井應該打在什麼位置,這是要綜合考慮多種資料以後才能確定的。其實,第一口井就找出油田來的可能性是比較小的,如新疆克拉瑪依因為旁邊有黑油山可以看得見,它就是第一號探井生油的。至於我國東部在復蓋區找油田,就不那麼容易了,大慶油田的第一口出油井是松基3井,說明在此以前至少已有了兩口空井;勝利油田的第一口出油探井是華8井,說明在此之前曾經至少打了7口乾井;大港油田是在打了近20口探井以後才發現的;任丘油田的第一口出油井是任4井,在它以前,曾經有5口以上的井落了空。當然,確定探井井位也不是無章可循、完全盲目的,簡單而言,以找油為目的的探井(另有以探明地層為目的的井稱之為基準井或參數井)總是盡可能定在圈閉的最高位置,其理由就是油和氣總是浮在水的上面。這里的所謂"高"是指含油層的「高」。地質結構十分復雜,因而「高」也不是絕對的高,形象地比喻:如果要鑽探的圈閉象個反扣著的碗或盆,第一口探井就定在拱起的碗或盆底上;如果這個圈閉象一條豎放著的大魚,第一口井位就定在其脊背的高處;如果圈閉象一塊傾斜的板(克拉瑪依),探井就定在它的上方。也有極少的例外,比如一般人的頭發都在頭頂上最密,但禿頂者卻在頭部的周圍才有頭發,如果一定要在頭頂去剪發,只會徒勞無益,新疆准噶爾盆地就有這樣的實例,五十年代在其最高處打成了一口探井,一無所獲,到了八十年代又在四周較低處打井,卻出了油,用「禿頂」周圍的頭發來比喻,確有相似之處。也有確實在「盆底」找到油的,猶如炒菜的鍋里放點油,它不可能停在鍋沿上,這是因為這里的地層里幾乎沒有水,石油不佔密度差的優勢浮起來,只好「沉底」了,這種實例很少,所以「高處找油」仍然是首先應當遵循的准則。
當一個地質圈閉經鑽探後,有一口井獲得了有工業開采價值的油氣流,這就算是找到了一個油田。但是,還必須進一步把這個油田的具體范圍和出油能力搞清楚。因此,在鑽探過程中發現油氣之後,就應立即查清油層的層數、深度、厚度,並要搞清油層的岩性和其他物理性質,還要對油層進行油氣生產能力的測試和原油性質的分析。然後再進行擴大鑽探,進一步探明圈閉含油氣情況,算出地下的油氣儲藏量有多少。這樣,對單獨個油田來說,它的初步勘探工作就算結束了。
最後這里還需加以說明的是,在實際尋找油田的工作中,這個步驟不可能絕然分開進行,而總是相互聯系、交錯進行的。找有利生油凹陷的過程中,往往也同時就找到了地質圈閉;在找地質圈閉過程中,也會發現新的沉積地層或新的生油凹陷;在鑽探圈閉時,也會發現新的生油層和儲集層,以致給人們增加許多新的認識。總的來說,尋找油田的過程,一方面是人們對地下情況不斷積累資料、深化認識的過程,一方面又是找油技術不斷進步的過程。
⑷ 容積法計算石油儲量
1. 容積法基本公式
容積法計算石油儲量的實質就是確定石油在油層中所佔據的那部分體積。石油儲集在油層的孔隙空間內,孔隙內除石油以外,還含有一定數量的水,因此,只要獲得油層的幾何體積 (即油層的含油麵積和有效厚度之乘積)、有效孔隙度、含油飽和度等地質參數,便可計算出地下石油的地質儲量。
油層埋藏在地下深處,處於高溫、高壓條件下的石油往往溶解了大量的天然氣,當原油被採到地面上以後,由於壓力降低,石油中溶解的天然氣便會逸出,從而使石油的體積大大減小。
如果要將地下原油體積換算成地面原油體積,必須用地下原油體積除以石油體積系數(地下原油體積與地面標准條件下原油體積之比)。石油儲量一般以質量來表示,故應將地面原油體積乘以石油的密度,由此便得到容積法計算石油儲量的基本公式:
N=100A·h·φ(1-Swi))ρo/Boi
式中:N——石油地質儲量,104t;A——含油麵積,km2;h——平均有效厚度,m;φ——平均有效孔隙度,小數;Swi——平均油層原始含水飽和度,小數;ρo——平均地面原油密度,t/m3;Boi——平均原始原油體積系數。
地層原油中的原始溶解氣地質儲量按下式計算:
GS=10-4N·Rsi
式中:Gs——溶解氣的地質儲量,108 m3;Rsi——原始溶解氣油比,m3/t。
容積法是計算油田地質儲量的主要方法。該方法適用於不同勘探開發階段,不同圈閉類型、儲層類型及驅動方式的油藏。計算結果的可靠程度取決於資料的數量和准確性。對於大、中型構造油藏的精度較高,而對於復雜類型油藏則精度較低。
2. 儲量參數的確定
(1) 含油麵積
含油麵積是指具有工業性油流地區的面積,是油藏產油段在平面上的投影范圍。容積法計算石油儲量公式中,含油麵積的精度對石油儲量的可靠性有決定性的影響。所以,准確地圈定含油麵積是儲量計算的關鍵。
含油麵積的大小,取決於產油層的圈閉類型、儲層物性變化及油水分布規律。對干均質油層、岩性物性穩定、構造簡單的油藏來說,可根據油水邊界確定含油麵積。對於地質條件復雜的油藏,含油邊界往往由多種邊界構成,如油水邊界、油氣邊界、岩性邊界及斷層邊界等。對於這一類油藏在查明圈閉形態、斷層位置、岩性邊界以及確定油藏油水分布規律之後,才能正確圈定含油麵積。
岩性邊界是指有效儲層與非有效儲層的分界線,也稱有效厚度零線。在確定岩性邊界時,要先確定儲層的砂岩尖滅線,然後根據規則確定岩性邊界線。
從概率學角度講,在一口無有效厚度 (物性差或岩性尖滅) 的井與相鄰有有效厚度的井之間,有效厚度零線的位置可能出現在兩井之間的任意點上,而且出現的機會均等。相對而言,零線放在兩井間的中點位置,是概率誤差最小的簡化辦法。同理,在一口有效厚度的井與相鄰相變為泥岩的井之間,岩性尖滅線的位置也應在井距1/2處。考慮到砂岩物性標准比儲層有效厚度物性標准低,砂體末端雖不以楔形遞減規律尖滅,但仍存在變差的趨勢,所以可將零線定在尖滅線至有有效厚度的井之間1/3距離處。用這種方法因定的岩性邊界,計算平均有效厚度時,宜採用井點面積權衡法或算術平均法,而不宜用等厚線面積權衡法。
斷層邊界是斷層控油范圍,是斷層面與油層頂、底面的交線。當油層位於斷層下盤時,斷層邊界為油層底面與斷層面的交線;當油層位於斷層上盤時,斷層邊界為油層頂面與斷層面的交線。
油水邊界為油層頂 (底) 面與油水接觸面的交線。油水接觸面指油藏在垂直方向油與水的分界面。對於邊水油藏,油水接觸面與油層頂面的交線為外含油邊界,它是含油麵積的外界;油水接觸面與油層底面的交線為內含油邊界,它控制了含油部分的純含油區;內、外含油邊界之間的含油部分也稱為過渡帶,油水過渡帶的寬窄主要取決於地層傾角,地層傾角大的油藏,過渡帶窄,地層傾角小的油藏,過渡帶寬。對於底水油藏,由於底水存在,只有外含油邊界。如果油層的厚度變化很小,則內外油水邊界和構造線平行。如果油層厚度在平面上有明顯變化,這時內外含油邊界不平行,在相變情況下,它們在油層尖滅位置上相合並 (圖7-1)。
圖7-1 油水邊界特徵圖
油水接觸面確定方法有以下3種:
1) 利用岩心、測井以及試油等資料來確定油水接觸面。在實際工作中,對一個油藏來說,首先要以試油資料為依據,結合岩心資料的分析研究,制定判斷油水層的測井標准,然後劃分各井的油層、水層及油水同層。在此基礎上按油、水系統,根據海拔高度作油底、水頂分布圖。如圖7-2所示,按剖面將井依次排列起來,在圖上點出各井油底、水頂位置,並分析不同資料的可靠程度。在研究油藏油水分布規律的基礎上,在油底與水頂之間劃分油水接觸面。
圖7-2 確定油水界面圖 (據韓定榮,1983)
2) 應用毛管壓力曲線確定油水接觸面。應用油層岩心的毛管壓力曲線,再結合油水相對滲透率曲線,人們能夠較准確地劃分出油水接觸面。如圖7-3所示,實驗室測定的毛管壓力曲線 (汞-空氣系統) 可換算為油藏條件下的毛管壓力曲線 (油-水系統),而且縱坐標上的毛管壓力可轉換成自由水面以上的高度表示。如果一個油田,通過岩心分析、測井解釋或其他間接方法取得含油飽和度數值時,就可直接做出含油飽和度隨深度的變化圖,即油藏毛管壓力曲線。若已知油層某部位的含油飽和度,就可在曲線上查得某部位距油水接觸面的相對高度,進而可求出油水接觸面深度。
圖7-3 利用毛細管壓力曲線與相對滲透率曲線劃分油水接觸面示意圖
3) 利用壓力資料確定油水接觸面。在一個圈閉上,只要有一口井獲得工業性油流,而另一口井打在油層的邊水部分,且這兩口井通過測試獲得了可靠的壓力和流體密度的資料,就可以利用這兩口井的壓力資料、油和水密度資料計算油水接觸面。圖7-4示,1號井鑽在油藏的頂部,測得的油層地層壓力為po,2號井鑽在油藏的邊水部分,測得的水層地層壓力為pw。在油藏內,2號井的地層壓力pw為:
油氣田開發地質學
式中:Ho——1號井油層中深海拔高度,m;Hw——2號井水層中深海拔高度,m;How——油水接觸面海拔高度,m;ΔH——1號井與2號井油、水層中深的海拔高度差,m;ρo——油的密度,g/cm3;ρw——水的密度,g/cm3。
圖7-4 利用測壓資料確定油水接觸面示意圖
當構造圈閉上只有一口油井,而邊部無水井時,可以利用區域的壓力資料和水的密度資料代替鑽遇水層的井的測壓資料來計算油水接觸面深度。
確定了岩性邊界、斷層邊界、油水邊界 (油氣邊界),也就圈定的含油范圍,這樣可以計算含油麵積。
(2) 油層有效厚度
油層有效厚度是指油層中具有產油能力部分的厚度,即工業油井內具有可動油的儲層厚度。劃分有效厚度的井不能理解為任意打開一個單層產量都能達到工業油流標准,而是要求該層產量在全井達到工業油井標准中有可動油流出即可。因此,作為油層有效厚度必須具備兩個條件:一是油層內具有可動油;二是在現有工藝技術條件下可供開采。所以,在工業油流井中無貢獻的儲層厚度不是有效厚度,不是工業油流井不能圈在含油麵積內,不劃分有效厚度。
研究有效厚度的基礎資料有岩心錄井、地層測試和試油資料、地球物理測井資料。我國總結了一套地質和地球物理的綜合研究方法:以單層試油資料為依據,對岩心資料進行充分試驗和研究,制定出有效厚度的岩性、物性、含油性下限標准,並以測井解釋為手段,應用測井定性、定量解釋方法,制定出油氣層劃分標准,包括油、水層標准,油、干層標准及夾層扣除標准,用測井曲線及其解釋參數確定油、氣層有效厚度。
1) 有效厚度物性標准
當油層的有效孔隙度、滲透率及含油飽和度達到一定界限時,油層便具有工業產油能力,這樣的界限被稱之為有效厚度的物性標准。由於一般岩心資料難以求准油層原始含油飽和度,通常用孔隙度和滲透率參數反映物性下限。
確定有效厚度物性下限的方法有測試法、經驗統計法、含油產狀法及鑽井液浸入法等。
◎測試法:測試法是根據試油成果來確定有效厚度物性下限的方法。對於原油性質變化不大,單層試油資料較多的大油田,可直接做每米採油指數和空氣滲透率的關系曲線。每米採油指數大於零時,所對應的空氣滲透率值,即為油層有效厚度的滲透率下限 (圖7-5)。
圖7-5 單位厚度採油指數與滲透率關系曲線
利用單層試油資料與岩心測定的孔隙度、滲透率資料交繪圖來確定有效厚度的物性下限。如圖7-6所示,圖中指出產油層滲透率下限為18×10-3μm2,孔隙度下限為17%。
圖7-6 試油與物性關系圖
◎經驗統計法:根據美國通常使用經驗統計法,對於中低滲透性油田,將全油田的平均滲透率乘以5%,就可作為該油田的滲透率下限;對於高滲透性油田,或者遠離油水接觸面的含油層段滲透率平均值乘以比5%更小的數字作為滲透率下限。他們認為,滲透率下限值以下的砂層的產油能力很小,可以忽略。
◎含油產狀法:在取心井中,選擇一定數量的岩心收獲率高,岩性、含油性較均勻,孔隙度、滲透率具有代表性的油層進行單層試油,確定產工業油流的油層的含油產狀下限,進而確定儲層物性下限。如圖7-7所示,本例試油證實油浸和油斑級的油層不產工業油流,因此飽含油和富含油級的油層是有效油層,它們的物性下限為有效厚度的物性下限。
圖7-7 油層物性界限岩樣分布圖
◎鑽井液侵入法:在儲層滲透率與原始含油飽和度有一致關系的油田,利用水基鑽井液取心測定的含水飽和度可以確定有效厚度物性下限。水基鑽井液取心中,鑽井液對儲層產生不同程度的侵入現象。滲透率較高的儲層,鑽井液驅替出原油,使取出岩樣測定的含水飽和度增高;滲透率較低的儲層,鑽井液驅替出原油較少;當滲透率降低到一定程度的儲層,鑽井液不能侵入,取出岩樣測定的含水飽和度仍然是原始含水飽和度。因此,含水飽和度與空氣滲透率關系曲線上出現兩條直線,其交點的滲透率就是鑽井液侵入與不侵入的界限 (圖7-8)。鑽井液侵入的儲層,反映原油可以從其中流出,因此為有效厚度。鑽井液未侵入的儲層,反映原油不能從其中流出,因此為非有效厚度。交點處的滲透率就是有效厚度下限。用相同方法也可以定出孔隙度下限。
圖7-8 鑽井液侵入法確定滲透率下限圖
2) 有效厚度的測井標准
有效厚度物性標准只能劃分取心井段的有效厚度。對於一個油田,取心井是有限的,大量探井和開發井只有測井資料,要劃分非取心井的有效厚度,必須研究反映儲層岩性、物性及含油性的有效厚度測井標准。
油層的地球物理性質是油層的岩性、物性與含油性的綜合反映。因此,它也能間接地反映油層的 「儲油能力」 和 「產油能力」。顯然,當油層的地球物理參數達到一定界限時,油層便具有工業產油能力,這界限就是有效厚度的測井標准。
在測井曲線上劃分有效厚度的步驟是:首先根據油水層標准判斷哪些是油 (氣) 層,哪些是水層;然後在油水界面以上,根據油層、干層標准區分哪些是工業油流中有貢獻的有效層,哪些是無貢獻的非有效層 (即干層);最後在有效層內扣除物性標准以下的夾層。所以有效厚度測井標准包括油、水層解釋標准,油、干層標准及夾層標准。對油、氣、水分布復雜,剖面上油氣水交替出現的斷塊油藏、岩性油藏,確定有效厚度的關鍵是制定可靠的油水層解釋標准 (圖7-9);對於具有統一油水系統、砂泥岩交互出現的油藏,關鍵是制定高精度的油、干層標准 (圖7-9)。
圖7-9 某油田油、水、干層測井解釋標准
3) 油層有效厚度的劃分
油層有效厚度劃分時,先根據物性與測井標准確定出有效層,然後劃分出產油層的頂、底界限,量取總厚度,並從總厚度中扣除夾層的厚度,從而得到油層有效厚度。
利用測井資料劃分油層頂、底界限,量取油層總厚度時,應當綜合考慮能清晰地反映油層界面的多種測井曲線,如果各種曲線解釋結果不一致時,則以反映油層特徵最佳的測井曲線為准。例如,我國東北部某大油田,採用微電極、自然電位、視電阻率3條曲線來量取產層總厚度 (圖7-10)。
對於具有高、低阻夾層和薄互層的油層來講,除量取油層總厚度外,還必須扣除夾層的厚度。由於低阻夾層多為泥質層,故量取低阻夾層厚度應以自然電位曲線作為判別標志,以微電極和視電阻率曲線作驗證,最後,以微電極曲線所量取的厚度為准。量取高阻夾層的厚度應以微電極曲線顯示的尖刀狀高峰異常為判別標志 (圖7-11)。用油層總厚度減去夾層厚度便得油層有效厚度。
(3) 油層有效孔隙度
油層有效孔隙度的確定以實驗室直接測定的岩心分析數據為基礎。對於未取岩心的井採用測井資料求取有效孔隙度,並與岩心分析數據對比,以提高其精度。計算的地質儲量是指油藏內的原始儲油量,應使用地層條件下孔隙度參數。採用地面岩心分析資料時,應將地面孔隙度校正為地層條件下孔隙度。有效孔隙度的獲得有兩種途徑:一是岩心分析有效孔隙度;二是測井解釋有效孔隙度。
圖7-10 油層有效厚度量取方法示意圖
圖7-11 扣除夾層示意圖
通過鑽井取心,將砂岩儲層取到地面後,由於壓力釋放、彈性膨脹,孔隙度有所恢復,所以一般在地面常壓下測量的岩心孔隙度大於地層條件下的孔隙度。計算儲量時應將地面孔隙度校正為地層條件的孔隙度。
實驗室提供了不同有效上覆壓力下的三軸孔隙度,利用這些數據就能夠對地面孔隙度進行壓縮校正。根據美國岩心公司研究,三軸孔隙度轉換為地層孔隙度的公式為:
φf=φg-(φg-φ3)ε
式中:φf——校正後的地層孔隙度,小數;φg——地面岩心分析孔隙度,小數;φ3——靜水壓力作用下的三軸孔隙度,小數;ε——轉換因子。
D. Teeuw通過對人造岩心模型的理論計算和實際岩心測試,得出轉換因子為:
油氣田開發地質學
式中:λ——岩石泊松比,即岩石橫向應變和軸向應變的絕對值的比值,是無因次量。
確定岩樣所在油藏有效上覆壓力下的三軸孔隙度和地面孔隙度後,即可算出每塊岩樣的地層孔隙度。為尋求本地區地面孔隙度壓縮校正規律,可制定本地區關系圖版或建立相關經驗公式。油區可利用這種圖版或相關經驗公式,將大量常規岩心分析的地面孔隙度校正為地層孔隙度。
(4) 油層原始含油飽和度
原始含油飽和度是指油層在未開采時的含油飽和度Soi,一般先確定油層束縛水飽和度Swi,然後通過1-Swi求得原始含油飽和度。
確定含油飽和度的方法有岩心直接測定、測井資料解釋、毛細管壓力計算等方法。
1) 岩心直接測定
使用油基鑽井液取心,測定束縛水飽和度,然後計算出原始含油飽和度。
油基鑽井液取心井成本高,鑽井工藝復雜,工人勞動條件差。我國一般用密閉取心代替油基鑽井液取心。密閉取心採用的是水基鑽井液,利用雙筒取心加密閉液的辦法,以避免岩心在取心過程中受到水基鑽井液的沖刷。
近幾年來,美國高壓密閉冷凍取心工藝獲得成功。這種取心方法是在取心筒內割心至岩心起出井口前,岩心筒始終保持高壓密封的條件。岩心到井口後立即放在乾冰中冷凍,使油、氣、水量保持原始狀態。此方法價格高昂,取心收獲率僅在60%左右。
前蘇聯採用井底蠟封岩心的取心方法取得較好的效果。具體做法是在地面用石蠟充滿取心筒,在取心過程中,岩心進入熔化的石蠟中,阻止鑽井液與岩心接觸。多數情況下,地面可取得蠟封好的岩心。
2) 測井解釋原始含油飽和度
由於油基鑽井液取心和密閉取心求原始含油飽和度成本高,一般一個油區只有代表性幾口井,即使有的油田有1~2口油基鑽井液取心井,它的飽和度數據也不能代表整個油田,因此經常用測井資料解釋原始含油飽和度。往往測井解釋原始含油飽和度偏低,有時偏低達5%~10%。為了彌補測井解釋這一弱點,在有油基鑽井液取心井或密閉取心井的地區,都要尋求測井參數和岩心直接測定的原始含油飽和度的關系,以提高測井解釋精度。
3) 利用實驗室毛細管壓力資料計算原始含油飽和度
實驗室的毛細管壓力曲線是用井壁取心、鑽井取心的岩樣測定的,而每一塊岩樣只能代表油藏某一點的特徵,只有將油藏上許多毛細管壓力曲線平均為一條毛細管壓力曲線才能代表油藏的特徵,才有利於確定油藏的原始含油飽和度。J函數處理是獲得平均毛細管壓力資料的經典方法。用平均毛細管壓力曲線確定油藏原始含油飽和度步驟如下:
(1)將室內平均毛細管壓力曲線換算為油藏毛細管壓力曲線
實驗室毛細管壓力表達式:
油氣田開發地質學
油藏毛細管壓力表達式:
油氣田開發地質學
式中:σL,θL及 (pc)L——分別為實驗室內的界面張力、潤濕角及毛細管壓力;σR,θR及 (pc)R——分別為油藏條件下的界面張力、潤濕角及毛細管壓力。
上兩式相除,得:
油氣田開發地質學
(2)將油藏條件下的毛細管壓力換算為油柱高度
油氣田開發地質學
式中:H——油藏自由水面以上高度,m;(pc)R——油藏毛細管壓力,MPa;ρw和ρo——分別為油藏條件下油與水的密度,g/cm3。
圖7-12A為室內毛細管壓力曲線轉換為自由水面以上高度表示的含水飽和度關系圖。
(3)確定油層原始含油飽和度
圖7-12A可轉換為油水飽和度沿油藏埋藏深度分布圖 (圖7-12B)。根據該圖可查出油層任意深度所對應的原始含水飽和度,則可求出原始含油飽和度。
圖7-12 毛管壓力曲線縱坐標的變換 (據范尚炯,1990)
(5) 地層原油體積系數
地層原油體積系數是將地下原油體積換算到地面標准條件下的脫氣原油體積的重要參數。凡產油的預探井和部分評價井,應在試油階段經井下取樣或地面配樣獲得准確的地層流體高壓物性分析數據。
(6) 地面原油密度
地面原油密度應根據一定數量有代表性的地面樣品分析結果確定。