Ⅰ 容积法计算石油储量
1. 容积法基本公式
容积法计算石油储量的实质就是确定石油在油层中所占据的那部分体积。石油储集在油层的孔隙空间内,孔隙内除石油以外,还含有一定数量的水,因此,只要获得油层的几何体积 (即油层的含油面积和有效厚度之乘积)、有效孔隙度、含油饱和度等地质参数,便可计算出地下石油的地质储量。
油层埋藏在地下深处,处于高温、高压条件下的石油往往溶解了大量的天然气,当原油被采到地面上以后,由于压力降低,石油中溶解的天然气便会逸出,从而使石油的体积大大减小。
如果要将地下原油体积换算成地面原油体积,必须用地下原油体积除以石油体积系数(地下原油体积与地面标准条件下原油体积之比)。石油储量一般以质量来表示,故应将地面原油体积乘以石油的密度,由此便得到容积法计算石油储量的基本公式:
N=100A·h·φ(1-Swi))ρo/Boi
式中:N——石油地质储量,104t;A——含油面积,km2;h——平均有效厚度,m;φ——平均有效孔隙度,小数;Swi——平均油层原始含水饱和度,小数;ρo——平均地面原油密度,t/m3;Boi——平均原始原油体积系数。
地层原油中的原始溶解气地质储量按下式计算:
GS=10-4N·Rsi
式中:Gs——溶解气的地质储量,108 m3;Rsi——原始溶解气油比,m3/t。
容积法是计算油田地质储量的主要方法。该方法适用于不同勘探开发阶段,不同圈闭类型、储层类型及驱动方式的油藏。计算结果的可靠程度取决于资料的数量和准确性。对于大、中型构造油藏的精度较高,而对于复杂类型油藏则精度较低。
2. 储量参数的确定
(1) 含油面积
含油面积是指具有工业性油流地区的面积,是油藏产油段在平面上的投影范围。容积法计算石油储量公式中,含油面积的精度对石油储量的可靠性有决定性的影响。所以,准确地圈定含油面积是储量计算的关键。
含油面积的大小,取决于产油层的圈闭类型、储层物性变化及油水分布规律。对干均质油层、岩性物性稳定、构造简单的油藏来说,可根据油水边界确定含油面积。对于地质条件复杂的油藏,含油边界往往由多种边界构成,如油水边界、油气边界、岩性边界及断层边界等。对于这一类油藏在查明圈闭形态、断层位置、岩性边界以及确定油藏油水分布规律之后,才能正确圈定含油面积。
岩性边界是指有效储层与非有效储层的分界线,也称有效厚度零线。在确定岩性边界时,要先确定储层的砂岩尖灭线,然后根据规则确定岩性边界线。
从概率学角度讲,在一口无有效厚度 (物性差或岩性尖灭) 的井与相邻有有效厚度的井之间,有效厚度零线的位置可能出现在两井之间的任意点上,而且出现的机会均等。相对而言,零线放在两井间的中点位置,是概率误差最小的简化办法。同理,在一口有效厚度的井与相邻相变为泥岩的井之间,岩性尖灭线的位置也应在井距1/2处。考虑到砂岩物性标准比储层有效厚度物性标准低,砂体末端虽不以楔形递减规律尖灭,但仍存在变差的趋势,所以可将零线定在尖灭线至有有效厚度的井之间1/3距离处。用这种方法因定的岩性边界,计算平均有效厚度时,宜采用井点面积权衡法或算术平均法,而不宜用等厚线面积权衡法。
断层边界是断层控油范围,是断层面与油层顶、底面的交线。当油层位于断层下盘时,断层边界为油层底面与断层面的交线;当油层位于断层上盘时,断层边界为油层顶面与断层面的交线。
油水边界为油层顶 (底) 面与油水接触面的交线。油水接触面指油藏在垂直方向油与水的分界面。对于边水油藏,油水接触面与油层顶面的交线为外含油边界,它是含油面积的外界;油水接触面与油层底面的交线为内含油边界,它控制了含油部分的纯含油区;内、外含油边界之间的含油部分也称为过渡带,油水过渡带的宽窄主要取决于地层倾角,地层倾角大的油藏,过渡带窄,地层倾角小的油藏,过渡带宽。对于底水油藏,由于底水存在,只有外含油边界。如果油层的厚度变化很小,则内外油水边界和构造线平行。如果油层厚度在平面上有明显变化,这时内外含油边界不平行,在相变情况下,它们在油层尖灭位置上相合并 (图7-1)。
图7-1 油水边界特征图
油水接触面确定方法有以下3种:
1) 利用岩心、测井以及试油等资料来确定油水接触面。在实际工作中,对一个油藏来说,首先要以试油资料为依据,结合岩心资料的分析研究,制定判断油水层的测井标准,然后划分各井的油层、水层及油水同层。在此基础上按油、水系统,根据海拔高度作油底、水顶分布图。如图7-2所示,按剖面将井依次排列起来,在图上点出各井油底、水顶位置,并分析不同资料的可靠程度。在研究油藏油水分布规律的基础上,在油底与水顶之间划分油水接触面。
图7-2 确定油水界面图 (据韩定荣,1983)
2) 应用毛管压力曲线确定油水接触面。应用油层岩心的毛管压力曲线,再结合油水相对渗透率曲线,人们能够较准确地划分出油水接触面。如图7-3所示,实验室测定的毛管压力曲线 (汞-空气系统) 可换算为油藏条件下的毛管压力曲线 (油-水系统),而且纵坐标上的毛管压力可转换成自由水面以上的高度表示。如果一个油田,通过岩心分析、测井解释或其他间接方法取得含油饱和度数值时,就可直接做出含油饱和度随深度的变化图,即油藏毛管压力曲线。若已知油层某部位的含油饱和度,就可在曲线上查得某部位距油水接触面的相对高度,进而可求出油水接触面深度。
图7-3 利用毛细管压力曲线与相对渗透率曲线划分油水接触面示意图
3) 利用压力资料确定油水接触面。在一个圈闭上,只要有一口井获得工业性油流,而另一口井打在油层的边水部分,且这两口井通过测试获得了可靠的压力和流体密度的资料,就可以利用这两口井的压力资料、油和水密度资料计算油水接触面。图7-4示,1号井钻在油藏的顶部,测得的油层地层压力为po,2号井钻在油藏的边水部分,测得的水层地层压力为pw。在油藏内,2号井的地层压力pw为:
油气田开发地质学
式中:Ho——1号井油层中深海拔高度,m;Hw——2号井水层中深海拔高度,m;How——油水接触面海拔高度,m;ΔH——1号井与2号井油、水层中深的海拔高度差,m;ρo——油的密度,g/cm3;ρw——水的密度,g/cm3。
图7-4 利用测压资料确定油水接触面示意图
当构造圈闭上只有一口油井,而边部无水井时,可以利用区域的压力资料和水的密度资料代替钻遇水层的井的测压资料来计算油水接触面深度。
确定了岩性边界、断层边界、油水边界 (油气边界),也就圈定的含油范围,这样可以计算含油面积。
(2) 油层有效厚度
油层有效厚度是指油层中具有产油能力部分的厚度,即工业油井内具有可动油的储层厚度。划分有效厚度的井不能理解为任意打开一个单层产量都能达到工业油流标准,而是要求该层产量在全井达到工业油井标准中有可动油流出即可。因此,作为油层有效厚度必须具备两个条件:一是油层内具有可动油;二是在现有工艺技术条件下可供开采。所以,在工业油流井中无贡献的储层厚度不是有效厚度,不是工业油流井不能圈在含油面积内,不划分有效厚度。
研究有效厚度的基础资料有岩心录井、地层测试和试油资料、地球物理测井资料。我国总结了一套地质和地球物理的综合研究方法:以单层试油资料为依据,对岩心资料进行充分试验和研究,制定出有效厚度的岩性、物性、含油性下限标准,并以测井解释为手段,应用测井定性、定量解释方法,制定出油气层划分标准,包括油、水层标准,油、干层标准及夹层扣除标准,用测井曲线及其解释参数确定油、气层有效厚度。
1) 有效厚度物性标准
当油层的有效孔隙度、渗透率及含油饱和度达到一定界限时,油层便具有工业产油能力,这样的界限被称之为有效厚度的物性标准。由于一般岩心资料难以求准油层原始含油饱和度,通常用孔隙度和渗透率参数反映物性下限。
确定有效厚度物性下限的方法有测试法、经验统计法、含油产状法及钻井液浸入法等。
◎测试法:测试法是根据试油成果来确定有效厚度物性下限的方法。对于原油性质变化不大,单层试油资料较多的大油田,可直接做每米采油指数和空气渗透率的关系曲线。每米采油指数大于零时,所对应的空气渗透率值,即为油层有效厚度的渗透率下限 (图7-5)。
图7-5 单位厚度采油指数与渗透率关系曲线
利用单层试油资料与岩心测定的孔隙度、渗透率资料交绘图来确定有效厚度的物性下限。如图7-6所示,图中指出产油层渗透率下限为18×10-3μm2,孔隙度下限为17%。
图7-6 试油与物性关系图
◎经验统计法:根据美国通常使用经验统计法,对于中低渗透性油田,将全油田的平均渗透率乘以5%,就可作为该油田的渗透率下限;对于高渗透性油田,或者远离油水接触面的含油层段渗透率平均值乘以比5%更小的数字作为渗透率下限。他们认为,渗透率下限值以下的砂层的产油能力很小,可以忽略。
◎含油产状法:在取心井中,选择一定数量的岩心收获率高,岩性、含油性较均匀,孔隙度、渗透率具有代表性的油层进行单层试油,确定产工业油流的油层的含油产状下限,进而确定储层物性下限。如图7-7所示,本例试油证实油浸和油斑级的油层不产工业油流,因此饱含油和富含油级的油层是有效油层,它们的物性下限为有效厚度的物性下限。
图7-7 油层物性界限岩样分布图
◎钻井液侵入法:在储层渗透率与原始含油饱和度有一致关系的油田,利用水基钻井液取心测定的含水饱和度可以确定有效厚度物性下限。水基钻井液取心中,钻井液对储层产生不同程度的侵入现象。渗透率较高的储层,钻井液驱替出原油,使取出岩样测定的含水饱和度增高;渗透率较低的储层,钻井液驱替出原油较少;当渗透率降低到一定程度的储层,钻井液不能侵入,取出岩样测定的含水饱和度仍然是原始含水饱和度。因此,含水饱和度与空气渗透率关系曲线上出现两条直线,其交点的渗透率就是钻井液侵入与不侵入的界限 (图7-8)。钻井液侵入的储层,反映原油可以从其中流出,因此为有效厚度。钻井液未侵入的储层,反映原油不能从其中流出,因此为非有效厚度。交点处的渗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。
图7-8 钻井液侵入法确定渗透率下限图
2) 有效厚度的测井标准
有效厚度物性标准只能划分取心井段的有效厚度。对于一个油田,取心井是有限的,大量探井和开发井只有测井资料,要划分非取心井的有效厚度,必须研究反映储层岩性、物性及含油性的有效厚度测井标准。
油层的地球物理性质是油层的岩性、物性与含油性的综合反映。因此,它也能间接地反映油层的 “储油能力” 和 “产油能力”。显然,当油层的地球物理参数达到一定界限时,油层便具有工业产油能力,这界限就是有效厚度的测井标准。
在测井曲线上划分有效厚度的步骤是:首先根据油水层标准判断哪些是油 (气) 层,哪些是水层;然后在油水界面以上,根据油层、干层标准区分哪些是工业油流中有贡献的有效层,哪些是无贡献的非有效层 (即干层);最后在有效层内扣除物性标准以下的夹层。所以有效厚度测井标准包括油、水层解释标准,油、干层标准及夹层标准。对油、气、水分布复杂,剖面上油气水交替出现的断块油藏、岩性油藏,确定有效厚度的关键是制定可靠的油水层解释标准 (图7-9);对于具有统一油水系统、砂泥岩交互出现的油藏,关键是制定高精度的油、干层标准 (图7-9)。
图7-9 某油田油、水、干层测井解释标准
3) 油层有效厚度的划分
油层有效厚度划分时,先根据物性与测井标准确定出有效层,然后划分出产油层的顶、底界限,量取总厚度,并从总厚度中扣除夹层的厚度,从而得到油层有效厚度。
利用测井资料划分油层顶、底界限,量取油层总厚度时,应当综合考虑能清晰地反映油层界面的多种测井曲线,如果各种曲线解释结果不一致时,则以反映油层特征最佳的测井曲线为准。例如,我国东北部某大油田,采用微电极、自然电位、视电阻率3条曲线来量取产层总厚度 (图7-10)。
对于具有高、低阻夹层和薄互层的油层来讲,除量取油层总厚度外,还必须扣除夹层的厚度。由于低阻夹层多为泥质层,故量取低阻夹层厚度应以自然电位曲线作为判别标志,以微电极和视电阻率曲线作验证,最后,以微电极曲线所量取的厚度为准。量取高阻夹层的厚度应以微电极曲线显示的尖刀状高峰异常为判别标志 (图7-11)。用油层总厚度减去夹层厚度便得油层有效厚度。
(3) 油层有效孔隙度
油层有效孔隙度的确定以实验室直接测定的岩心分析数据为基础。对于未取岩心的井采用测井资料求取有效孔隙度,并与岩心分析数据对比,以提高其精度。计算的地质储量是指油藏内的原始储油量,应使用地层条件下孔隙度参数。采用地面岩心分析资料时,应将地面孔隙度校正为地层条件下孔隙度。有效孔隙度的获得有两种途径:一是岩心分析有效孔隙度;二是测井解释有效孔隙度。
图7-10 油层有效厚度量取方法示意图
图7-11 扣除夹层示意图
通过钻井取心,将砂岩储层取到地面后,由于压力释放、弹性膨胀,孔隙度有所恢复,所以一般在地面常压下测量的岩心孔隙度大于地层条件下的孔隙度。计算储量时应将地面孔隙度校正为地层条件的孔隙度。
实验室提供了不同有效上覆压力下的三轴孔隙度,利用这些数据就能够对地面孔隙度进行压缩校正。根据美国岩心公司研究,三轴孔隙度转换为地层孔隙度的公式为:
φf=φg-(φg-φ3)ε
式中:φf——校正后的地层孔隙度,小数;φg——地面岩心分析孔隙度,小数;φ3——静水压力作用下的三轴孔隙度,小数;ε——转换因子。
D. Teeuw通过对人造岩心模型的理论计算和实际岩心测试,得出转换因子为:
油气田开发地质学
式中:λ——岩石泊松比,即岩石横向应变和轴向应变的绝对值的比值,是无因次量。
确定岩样所在油藏有效上覆压力下的三轴孔隙度和地面孔隙度后,即可算出每块岩样的地层孔隙度。为寻求本地区地面孔隙度压缩校正规律,可制定本地区关系图版或建立相关经验公式。油区可利用这种图版或相关经验公式,将大量常规岩心分析的地面孔隙度校正为地层孔隙度。
(4) 油层原始含油饱和度
原始含油饱和度是指油层在未开采时的含油饱和度Soi,一般先确定油层束缚水饱和度Swi,然后通过1-Swi求得原始含油饱和度。
确定含油饱和度的方法有岩心直接测定、测井资料解释、毛细管压力计算等方法。
1) 岩心直接测定
使用油基钻井液取心,测定束缚水饱和度,然后计算出原始含油饱和度。
油基钻井液取心井成本高,钻井工艺复杂,工人劳动条件差。我国一般用密闭取心代替油基钻井液取心。密闭取心采用的是水基钻井液,利用双筒取心加密闭液的办法,以避免岩心在取心过程中受到水基钻井液的冲刷。
近几年来,美国高压密闭冷冻取心工艺获得成功。这种取心方法是在取心筒内割心至岩心起出井口前,岩心筒始终保持高压密封的条件。岩心到井口后立即放在干冰中冷冻,使油、气、水量保持原始状态。此方法价格高昂,取心收获率仅在60%左右。
前苏联采用井底蜡封岩心的取心方法取得较好的效果。具体做法是在地面用石蜡充满取心筒,在取心过程中,岩心进入熔化的石蜡中,阻止钻井液与岩心接触。多数情况下,地面可取得蜡封好的岩心。
2) 测井解释原始含油饱和度
由于油基钻井液取心和密闭取心求原始含油饱和度成本高,一般一个油区只有代表性几口井,即使有的油田有1~2口油基钻井液取心井,它的饱和度数据也不能代表整个油田,因此经常用测井资料解释原始含油饱和度。往往测井解释原始含油饱和度偏低,有时偏低达5%~10%。为了弥补测井解释这一弱点,在有油基钻井液取心井或密闭取心井的地区,都要寻求测井参数和岩心直接测定的原始含油饱和度的关系,以提高测井解释精度。
3) 利用实验室毛细管压力资料计算原始含油饱和度
实验室的毛细管压力曲线是用井壁取心、钻井取心的岩样测定的,而每一块岩样只能代表油藏某一点的特征,只有将油藏上许多毛细管压力曲线平均为一条毛细管压力曲线才能代表油藏的特征,才有利于确定油藏的原始含油饱和度。J函数处理是获得平均毛细管压力资料的经典方法。用平均毛细管压力曲线确定油藏原始含油饱和度步骤如下:
(1)将室内平均毛细管压力曲线换算为油藏毛细管压力曲线
实验室毛细管压力表达式:
油气田开发地质学
油藏毛细管压力表达式:
油气田开发地质学
式中:σL,θL及 (pc)L——分别为实验室内的界面张力、润湿角及毛细管压力;σR,θR及 (pc)R——分别为油藏条件下的界面张力、润湿角及毛细管压力。
上两式相除,得:
油气田开发地质学
(2)将油藏条件下的毛细管压力换算为油柱高度
油气田开发地质学
式中:H——油藏自由水面以上高度,m;(pc)R——油藏毛细管压力,MPa;ρw和ρo——分别为油藏条件下油与水的密度,g/cm3。
图7-12A为室内毛细管压力曲线转换为自由水面以上高度表示的含水饱和度关系图。
(3)确定油层原始含油饱和度
图7-12A可转换为油水饱和度沿油藏埋藏深度分布图 (图7-12B)。根据该图可查出油层任意深度所对应的原始含水饱和度,则可求出原始含油饱和度。
图7-12 毛管压力曲线纵坐标的变换 (据范尚炯,1990)
(5) 地层原油体积系数
地层原油体积系数是将地下原油体积换算到地面标准条件下的脱气原油体积的重要参数。凡产油的预探井和部分评价井,应在试油阶段经井下取样或地面配样获得准确的地层流体高压物性分析数据。
(6) 地面原油密度
地面原油密度应根据一定数量有代表性的地面样品分析结果确定。
Ⅱ 石油技术可采储量的计算
根据中华人民共和国石油天然气行业标准 《石油可采储量计算方法》 (SY/T5367-1998),可采储量的计算方法共10类18种方法,每种方法都有各自的适用范围和局限性。应根据油藏开发阶段和开发方式等具体条件选取适用的方法。本部分对砂岩油藏可采储量的常用计算方法进行详细阐述。其他类型油藏可采储量的计算方法可参阅中华人民共和国石油天然气行业标准 《石油可采储量计算方法》及有关书籍。
1. 开发初期油田可采储量的计算方法
开发初期是指油田的建设期或注水开发油田中低含水期。此阶段,油田动态资料少,油藏开采规律不明显。计算可采储量的方法有经验公式法、类比法、流管法、驱油效率-波及系数法、数值模拟法及表格法。矿场上经常采用的计算方法是经验公式法、类比法及表格法。
(1) 经验公式法
经验公式法是利用油藏地质参数和开发参数评价油藏采收率,然后计算可采储量的简易方法。应用该法时,重要的是了解经验公式所依据的油田地质和开发特征以及参数确定方法和适用范围。
美国石油学会采收率委员会阿普斯 (J. J. Arps) 等人,从1956年开始到1967年,综合分析和统计了美国、加拿大、中东等产油国的312个油藏的资料。根据72个水驱砂岩油田的实际开发资料,确定的水驱砂岩油藏采收率的相关经验公式为:
油气田开发地质学
式中:ER——采收率,小数;φ——油层平均有效孔隙度,小数;Swi——油层束缚水饱和度,小数;Boi——原始地层压力下的原油体积系数,小数; ——油层平均绝对渗透率,10-3μm2;μwi——原始条件下地层水粘度,mPa·s;μoi——原始条件下原油地下粘度,mPa·s;pi——原始油层压力,MPa;pa——油藏废弃时压力,MPa。
上式适用于油层物性好、原油性质好的油藏。
1977~1978年B·C·科扎肯根据伏尔加-乌拉尔地区泥盆系和石炭系沉积地台型42个水驱砂岩油藏资料,获得以下经验公式:
油气田开发地质学
式中:μR——油水粘度比;Cs——砂岩系数;Vk——渗透率变异系数;h——油层平均有效厚度,m;f——井网密度,ha/口;其余符号同前。
该经验公式复相关系数R=0.85,适用于下列参数变化范围:μR=0.5~34.3;
油气田开发地质学
(109~3200) ×10-3μm2;Vk=0.33~2.24;h=2.6~26.9m;Cs=0.51~0.94;f=7.1~74ha/口。1978年,我国学者童宪章根据实践经验和统计理论,推导出有关水驱曲线的关系式,并将关系式和油藏流体性质、油层物性联系起来,推导出确定水驱油藏原油采收率的经验公式:
油气田开发地质学
式中: —束缚水条件,油的相对渗透率与水的相对渗透率比值;μo——地层原油粘度,mPa·s;μw——地层水粘度,mPa·s。
上式的优点是简单,式中两个主要因素:一是油水粘度比,很易测定;另一个因素油、水相对渗透率比值,可以根据相对渗透率曲线间接求得。
1985年我国石油专业储量委员会办公室利用美国和前苏联公布的109个和我国114个水驱砂岩油藏资料进行了统计研究。利用多元回归分析,得到了油层渗透率和原油地下粘度两者比值 (影响采收率的主要因素),与采收率的相关经验公式:
ER=21.4289(K/μo)0.1316
上式适合我国陆相储层岩性和物性变化大、储层连续性差及多断层的特点,计算精度较高。
(2) 驱油效率-波及系数法
驱油效率可以用岩心水驱油实验法和分析常规岩心残余油含量法。
1) 岩心水驱油实验法:用岩心进行水驱油的实验,是测定油藏水驱油效率的基本方法之一,可直接应用从油层中取出的岩心做实验,也可以用人造岩心做实验。具体方法是将岩心洗净烘干后,用地层水饱和,然后用模拟油驱水,直到岩心中仅有束缚水为止。最后用注入水进行水驱油实验,模拟注水开发油藏的过程,直到岩心中仅有残余油为止。水驱油效率为:
油气田开发地质学
式中:ED——水驱油效率,小数;Sor——残余油饱和度,小数;Soi——原始含油饱和度,小数。
2) 分析常规岩心残余油含量法:取心过程中,钻井液对岩心的冲洗作用,与注水开发油田时注入水的驱油过程相似。可以认为钻井液冲洗后的岩心残余油饱和度,与水驱后油藏的残余油饱和度相当。因此,只需要分析常规取心的残余油饱和度就能求出油藏注水开发时的驱油效率。即:
油气田开发地质学
式中:β——校正系数,其余符号同前。
原始含油饱和度的求取本章已有叙述。残余油饱和度的测定方法通常有蒸馏法、色谱法及干馏法。由于岩心从井底取到地面时,压力降低,残余油中的气体分离出来,相当于溶解气驱油,使地面岩心分析的残余油饱和度减小,所以应进行校正,β一般为0.02~0.03。
用分析常规岩心的残余油含量来确定水驱油效率,简便易行。但是实际上,取心过程与水驱油过程有差别,用残余油饱和度法求得的水驱油效率往往较油田实际值低。
上述两种方法求得的驱油效率乘以注水波及系数,即为水驱采收率。
波及系数是水驱油的波及体积与油层总体积之比。水驱波及系数与油层连通性、非均质性、分层性、流体性质、注采井网的部署等都有密切的关系。连通好的油层,水驱波及系数可以达到80%以上;连通差的油层和复杂断块油藏,往往只有60%~70%。
(3) 类比法
类比法是将要计算可采储量的油藏同有较长开发历史或已开发结束的油藏进行对比,并借用其采收率,进行可采储量计算。油藏对比要同时比较地质条件和开发条件,才能使对比结果接近实际。地质条件包括油藏的驱动类型、储层物性、流体性质及非均质性。开发条件包括井网密度、驱替方式及所采用的工艺技术等。
(4) 表格计算法
表格计算法是根据油气藏的驱动类型,参照同类驱动油藏的采收率,根据采收率估算的经验,给定某油藏的采收率值,估算其可采储量。
油气藏的驱动类型是地层中驱动油、气流向井底以至采出地面的能量类型。油气藏的驱动类型可分为弹性驱动、溶解气驱、水压驱动、气压驱动、重力驱动。油气藏的驱动类型决定着油气藏的开发方式和油气井的开采方式,并且直接影响着油气开采的成本和油气的最终采收率。所以一个油气田在其投入开发之前,必须尽量把油气藏的驱动类型研究清楚。
油气藏驱动类型对采收率的影响是很大的,但是同属一个驱动类型的油气藏,由于各种情况的千差万别,其采收率不是固定的,而是存在着一个较大的变化范围。表7-3给出油藏在一次采油和二次采油时,不同驱动类型采收率的变化范围。
表7-3 油藏采收率范围表
表7-3所列出油气藏不同驱动类型时采收率值的范围,是由大量已开发油气田所达到最终采收率的实际统计结果而得出的。油藏三次采油注聚合物等各种驱油剂的最终采收率范围,则是依据实验室大量驱替试验结果得出的。不论是实际油气田的统计值还是驱替试验结果,均未包括那些特低或特高值的情况。仅由表中所列的数值范围就可看出,油气藏不同驱动类型之间最终采收率相差很大,就是同一驱动类型的油气藏相差也悬殊。
(5) 流管法
流管法由于计算过程烦琐,矿场上不常用,因篇幅所限,此处不作介绍。
(6) 数值模拟法
数值模拟法适用于任何类型、任何开发阶段及任何驱替方式的油藏。开发初期,油藏动态数据少,难以校正地质模型,用数值模拟方法只能粗略计算油藏的可采储量。
2. 开发中后期可采储量的计算方法
开发中后期是指油田含水率大于40%以后,或年产油量递减期。开发中后期可采储量的计算方法主要有水驱特征曲线法、产量递减曲线法、童氏图版法。
(1) 水驱特征曲线法
所谓水驱特征曲线,是指用水驱油藏的累积产水量和累积产油等生产数据所绘制的曲线。最典型的是以累积产水量为纵坐标,以累积产油量为横坐标所绘制的单对数曲线。
根据行业标准SY/T5367-1998,水驱特征曲线积算可采储量共分为6种基本方法,加上童氏图版法,共7种方法。
1) 马克西莫夫-童宪章水驱曲线:此曲线常称作甲型水驱曲线,一般适用中等粘度(3~30mPa·s) 的油藏。其表达式为:
lgWp=a+bNp
可采储量计算中,以实际的累积产水量为纵坐标,以累积产油量为横坐标,将数据组点在半对数坐标纸上。利用上式进行线性回归,得到系数a和b。然后利用下式计算可采储量:
油气田开发地质学
计算技术可采储量时,一般给定含水率fw=98%,计算对应于含水率98%时的累积产油量即为油藏的技术可采储量。
2) 沙卓诺夫水驱曲线:沙卓诺夫水驱曲线适用于高粘度 (大于30mPa·s) 的油藏。表达式为:
lgLp=a+bNp
以油藏实际的累积产液量为纵坐标,以累积产油量为横坐标,数据组点在半对数坐标纸上,进行线性回归,得到上式中的系数a和b。同理给定含水率98%,计算油藏的可采储量,计算公式如下:
油气田开发地质学
3) 西帕切夫水驱曲线:此种曲线适用于中等粘度 (3~30mPa·s) 油藏。表达式为:
油气田开发地质学
对应的累积产油量与含水率的关系式为:
油气田开发地质学
4) 纳扎洛夫水驱曲线:此种水驱曲线适用于低粘度 (小于3mPa·s) 的油藏。其表达式为:
油气田开发地质学
对应的累积产油量与含水率的关系式为:
油气田开发地质学
5) 张金水水驱曲线:此种水驱曲线适用于任何粘度、任何类型的油藏。其表达式为:
油气田开发地质学
对应的累积产油量与含水率的关系式为:
油气田开发地质学
6) 俞启泰水驱曲线:俞启泰水驱曲线适用于任何粘度、任何类型的油藏。其表达式为:
油气田开发地质学
对应的累积产油量与含水率的关系式为:
油气田开发地质学
7) 童氏图版法:童氏图版法也是基于二相渗流理论推导出的经验公式,其含水率与采出程度的关系表达式为:
油气田开发地质学
以上七个公式中:Wp——累积产水量,104t;Np——累积产油量,104t;Lp——累积产液量,104t;fw——综合含水率,小数;R——地质储量采出程度,小数;ER——采收率,小数。
利用童氏图版法计算可采储量,首先是依据如下图版 (图7-14),将油藏实际的含水率及其对应的采出程度绘制在图版上,然后估计一个采收率值。最后由估计的采收率和已知的地质储量,计算油藏的可采储量。一般童氏图版法不单独使用,而是作为一种参考方法。
图7-14 水驱油田采收率计算童氏图版
前述1~6种方法均是计算可采储量常用的方法。但对某个油藏,究竟选取哪种方法合理,不能单纯凭油藏的原油粘度来选择方法。要根据油田开发状况综合考虑,避免用单一因素选择的局限性。一般的做法是:首先,根据原油粘度选择一种或几种计算方法,计算出油藏的可采储量和采收率。然后,参考童氏图版法,看二者的采收率值是否接近。若二者取值接近,说明生产数据的相关性好。但所计算的可采储量是否符合油田实际,还要根据油藏类型及开发状况进行综合分析。若经过分析认为所计算的可采储量不合理,则还要用其他方法进行计算。
(2) 产油量递减曲线法
任何一个规模较大的油田,按照产油量的变化,大体上可以将其开发全过程划分为3个阶段,即上产阶段、稳产阶段及递减阶段。但有些小型油田,因其建设周期很短,可能没有第一阶段。所述的3个开发阶段的变化特点和时间的长短,主要取决于油田的大小、埋藏深度、储层类型、地层流体性质、开发方式、驱动类型、开采工艺技术水平及开发调整的效果。一个油藏的产油量服从何种递减规律,主要是由油藏的地质条件和流体性质所决定的,开发过程中的调整一般不会改变油藏的递减规律。
递减阶段产油量随时间的变化,服从一定的规律。Arps产油量递减规律有指数递减、双曲递减及调和递减三大类。后人在Arps递减规律的基础上,对Arps递减规律进行了补充完善。中华人民共和国行业标准 《石油可采储量计算方法》 综合了所有递减规律研究成果,列出了用产油量递减曲线法计算油藏原油可采储量的4种计算方法。
1) Arps指数递减曲线公式
递减期年产油量变化公式:
Qt=Qie-D
递减期累积产油量计算公式:
油气田开发地质学
递减期可采储量计算公式:
油气田开发地质学
式中:Di——开始递减时的瞬时递减率,1/a;Qi——递减初期年产油量,104t/a;Qt——递减期某年份的产油量,104t/a;Qa——油藏的废弃产油量,104t/a。
递减期可采储量计算的步骤是:
第一步,以年产油量为纵坐标,以时间为横坐标,在半对数坐标纸上,绘制递减期的年产油量与对应的年份数据组,并进行线性回归,得到一条直线,直线方程式为:lgQt=lgQi-Dit。则直线截距为lgQi,直线斜率为-Di,从而求得初始产量Qi,递减率Di。
第二步,确定油藏的废弃产量Qa。计算技术可采储量时,一般以油藏稳产期的年产液量对应含水率98%时的年产油量为废弃产量。也可以根据开发的具体情况,根据经验,给定一个废弃产量。
第三步,由第一步所求的Qi,Di和第二步所求的Qa,代入递减期可采储量计算公式,即可求得油藏的递减期可采储量。递减期可采储量加上递减前的累积产油量就是油藏的可采储量。
2) Arps双曲递减曲线公式
递减期产油量变化公式:
油气田开发地质学
递减期累积产油量计算公式
油气田开发地质学
递减期可采储量计算公式:
油气田开发地质学
递减期可采储量计算的步骤如下:
第一步,求递减初始产油量Qi,初始递减率Di和递减指数n。产油量变化公式两边取对数得:
油气田开发地质学
给定一个,nDi值,依据上式,用油藏实际的产油量和对应年限数据组,进行线性回归。反复给定nDi值,并进行回归,直到相关性最好。此时,直线的截距为lgQi,直线斜率为-1/n。从而可求得Qi,n及Di值。
第二步,确定废弃产油量。
第三步,计算递减期可采储量。将第一步所求得的3个参数和废弃产油量代入递减期可采储量计算公式,便可求得递减期可采储量值。递减期可采储量加上递减前的累积产油量就是油藏的可采储量。
3) Arps调和递减曲线公式
Arps双曲递减指数n=1,就变成了调和递减曲线。
递减期产油量变化公式:
油气田开发地质学
递减期累积产油量计算公式:
油气田开发地质学
递减期可采储量计算公式:
油气田开发地质学
递减期可采储量计算的步骤如下:
第一步,求递减初始产油量Qi,初始递减率Di。把产油量变化公式与累积产油量计算公式组合成:
油气田开发地质学
累积产量与产量呈半对数线性关系。根据直线的截距和斜率,可求得Di,Qi值。
第二步,确定废弃产油量。
第三步,计算递减期可采储量。将第一步所求得的3个参数和废弃产油量代入递减期可采储量计算公式,便可求得递减期可采储量值。递减期可采储量加上递减前的累积产油量就是油藏的可采储量。
4) 变形的柯佩托夫衰减曲线Ⅱ
递减期产油量变化公式:
油气田开发地质学
递减期累积产油量计算公式:
油气田开发地质学
递减期可采储量计算公式:
油气田开发地质学
计算可采储量之前,首先要求得参数a,b,c。求参数常用且简便的方法如下:
首先,求得参数a和c。由递减期产油量变化公式和递减期累积产油量计算公式可得:
tQt+Np=a-cQt
根据上式,以tQt+Np为纵坐标,Qt为横坐标,进行线性回归,直线截距为a,斜率为-c。从而求得参数a和c。
然后,求参数b。将所求参数a和c代入累积产油量计算公式,以累积产油量Np为纵坐标,以1/(c+t)为横坐标,进行线性回归,则直线截距即为a,直线斜率即为要求的参数b。
Ⅲ 油气储量是怎样计算的
油田好比是地下“油库”,气田好比是地下“气库”,油气田就好比是地下“油气库”了。油库的大小以装油多少来衡量,气库的大小以装气多少来衡量,油田的大小,是以含油的多少即储量来衡量的。世界上的油田形形色色、多种多样,只有“相似”而没有“相同”的,储量也相差悬殊。例如,世界排名第一的头号油田——沙特阿拉伯的加瓦尔油田,其可采储量高达114×108吨;世界排名第二的科威特的布尔干油田,可采储量也有105×108吨。不过,这种可采储量超过百亿吨的超级大油田,到目前为止,全世界只发现两个。原始地质储量超过20×108吨(相当可采储量6.8×108吨)的大型油田,世界上现有42个,我国大庆油田名列其中。而可采储量在0.06~1.3百万吨级的中小型油田,在世界油田中占绝大多数。
油气储量是油气田勘探最重要的成果,是油气田开发的物质基础,也是国家制定能源政策和国家投资的重要依据。地下没有“油海”、“油河”,油气是储存于岩石的孔隙、洞隙和缝隙之中的。由于储存条件复杂,使储存于地下的油气不能如愿以偿全部采到地面。因此,把油气储量分为两类:一类叫做地质储量,即地下油气田储集层中油气的实际储量;另一类叫可采储量,即在现有的经济、技术条件下,可以采到地面的油气储量。通常把可采储量与地质储量的比值称为采收率。当然,采收率越高越好。
在油气田勘探的各个阶段,都要进行储量计算。计算的方法有好几种,通常采用的是容积法。大家知道,油气储存在地下岩石的孔、洞、缝隙之中,所以容积法计算油气储量的实质是计算岩石孔隙中油气所占的体积,并把地下油气的体积换算成地面的重量(石油)或体积(天然气),这就是油气的储量。石油地质储量的计算公式为:
公式中,天然气体积系数是一个与天然气组成成分、地下及地面的温度和压力有关的系数。
储量计算完以后,还要对探明储量进行综合评价。评价的目的是检查储量计算的可靠性。如果把储量计算比喻为一份考卷,那么对储量的综合评价就相当于答卷者在交卷之前的自我检查,仔细查看卷面上有无错、漏、公式使用不当、计算失误等等。经检查后,如证明使用的参数齐全、准确、计算无误,所定储量的级别和勘探阶段及研究程度相符,就可以上交了。
Ⅳ 地下煤炭和石油是如何被勘探出来的,用的什么技术手段,并且如何知道其勘探储量
首先是基础地质工作,通过区调或矿调人工寻找有利的成矿地层,例如盆地边缘等位置,再缩小地区,利用物探测定地下的地层物理性差异,例如磁性、导电性等,确定大概层位及规模深度,再打钻进行勘探,比较笼统,细节很多要查资料希望帮到你。
Ⅳ 如何详查油气田
找到了油气田并不能马上就投入开发。为了给油田开发提供可靠的资料,还必须了解这个油田到底有多大,储量有多少,是个什么类型的油田。如果没有把地下油层和油层中油水运动规律搞清楚就匆匆忙忙去开发油田,就会使油田遭到破坏,大量原油会白白遗留在地下油层中而采不出来。
那么,需要搞清哪些问题才能保证油田可以投入开发呢?主要的工作包括:油田的构造情况,油气藏类型,油层情况,油气水分布情况,油井产油、产气能力,油、气、水性质,油层压力情况,计算石油地质储量等。
上述问题可以概括为三个方面,即准确地探明油田面积,搞清地下油层情况,了解油井产油、产气能力和油层压力情况。
搞清油田面积。油田有多大,首先要看油田面积大小。油层在地下分布是很复杂的,大多数油田面积是很不规则的。油田面积的大小主要决定于油层的构造情况。一般情况下聚集油气的构造面积大,油田面积也大;构造面积小,油田面积也小。但不是构造面积大,油田面积一定大。因为有的构造在漫长的地质历史中会受到各种地质营力的破坏,断裂系统对油气的储集、油气藏的破坏作用也是很大的。
为搞清油田的油层构造情况,还需要进行地震勘探。一个盆地的基底构造情况不一定同上部的情况一样。盆地内部的沉积岩层是成层分布的,不同时代的岩层往往有比较明显的区别,因而地震反射(或折射)层也是一层一层的,但各层的形态不一定是一致的。为了把油层构造搞得很清楚,就要用更密的测网进行地震勘探(地震细测)。通过地震细测把油层构造大小、形态、断裂分布、发展历史都搞清楚。在搞清楚构造的基础上,还要打探井,这种钻井一般叫做探边井,探的就是油、水的边界。油水边界是有规律的,从剖面上看,在油水边界以外(也就是油水边界线的深度以下)没有石油,全部是水;在油水边界以内(也就是油水边界线的深度以上)就是油藏了。这样,在构造图上画出油水边界线能比较准确地圈定油田面积。
探边井的部署应根据已掌握的地质资料以及在对油田油藏类型进行推断的基础上,尽量以大井距甩开钻探。这样做可以用较少的井较快地探明油田面积。
油气勘探之五—详查油气田
Ⅵ 油气田勘探采取何种方法
如何高速度、高水平地勘探油气田是一项很复杂的任务。石油通常都深埋在上千米的地下,在地面看不见、摸不着。即使地面上有油气显示,也不能肯定地下就一定存在油气藏。要想找到它,就必须想方设法获取地质资料,掌握规律。随着科学技术的发展、人类的不断实践和总结,寻找石油的方法越来越多,归纳起来主要有地面地质法、地球物理勘探法、地球化学勘探法和钻井勘探法等。
一、地面地质法地面地质法是寻找石油最基本的工作方法,其研究内容十分丰富。石油勘探工作者运用地质知识,携带罗盘、铁锤、放大镜等简单工具,在野外直接观察天然露头和人工露头。了解勘探地区的地层、构造、油气显示、水文地质、自然地理等情况。查明有利于油气生成和聚集的条件,从而达到找油找气的目的。
二、地球物理勘探法地球物理勘探法是利用物理原理和技术来解决地质问题的方法。根据地下岩石不同的密度、磁性、电性以及弹性等物理性质,在地面上利用精密仪器进行测量,以了解地下岩层的起伏状况,寻找储油构造,达到寻找油气藏的目的。随着科学技术,特别是计算机的发展,地球物理勘探法有了飞跃发展。常见的地球物理勘探法有重力勘探、磁法勘探、电法勘探和地震勘探等。
1.重力勘探重力勘探是用重力仪在地面上测量由地下岩石密度的差异而引起的重力变化。主要是利用重力加速度的变化来研究地质构造和寻找地下矿产。
不同纬度的重力加速度的正常值采用下式计算:
go=9.78318×(1+0.0053024sin2Φ-0.0000058sin22Φ)(3-1)式中Ф——纬度;go——某一纬度处重力加速度的理论值,m/s2。
用重力仪测量出地壳上某一位置的重力加速度,并将其校正到对应海平面上的值。校正后的重力加速度值与根据上式算出的理论正常值不一致,则称为重力异常。如果校正值大于理论值,则称为正异常;反之,则称负异常。重力异常反映出地壳内不同物质的组成和分布状况。根据重力异常范围的大小,又可分为区域重力异常和局部重力异常,前者范围大,后者范围小。研究区域重力异常可以了解地壳的内部结构,研究局部重力异常可以探矿。地下埋藏着密度较小的物质如石油、煤、盐等非金属矿的地区常显示出重力负异常,而埋藏密度较大的物质如铁、铜、锌等金属矿的地区常显重力正异常。
2.磁法勘探用磁力仪在地面或空中测量地下岩石的磁性变化,来探明地下地质构造和寻找某些矿产的方法称为磁法勘探。
通过设在各地的地磁台测得地磁要素数据,经校正并消除地磁短期和局部变化等影响,所获得的全球基本地磁场数值称为正常值。在实际测定时,若发现实测地磁要素数值与正常值不一致,则称为地磁异常。地磁异常是地下磁性物质发生局部变化的标志,据此可勘测出地下的磁性岩体和矿体。如磁铁矿、镍矿、超基性岩等是强磁性的矿物和岩石,反映出地磁异常为正异常;金矿、铜矿、盐矿、石油等是弱磁性或无磁性物质,反映出地磁异常为负异常。
3.电法勘探地壳的岩石存在着导电性差异。观测和研究人工电流场或大地电流的分布规律,可以了解地下地质构造,寻找原油、天然气和其他矿产。
在固定的观测站进行连续观测,所获得的大量数据经过校正可得到正常的电场值。在实际测量时,实测值与正常值不一致称为地电异常。地电异常反映可能有矿体或地质构造存在。
4.地震勘探地震勘探法主要是利用地壳岩石的弹性差异,以物理学的波动理论为依据,研究地震波的传播规律,从而了解地下的地质构造,寻找油气藏。
地震勘探的基本原理是在地面用人工方法产生地震波。产生地震波的常用方法是先钻一口井,再将一定量的炸药放入井中使其爆炸(图3-1)。地震波向地下传播遇到岩性不同的地层分界面就会发生反射。在地面上用精密仪器(检波器)把来自地层分界面的反射波用大量曲线记录下来,进行对比、整理和计算,就可得到反映岩层界面起伏变化的剖面图。根据地震剖面图,就可以了解地层分布情况和地下地质构造。
图3-1地震勘探示意图
由于地震勘探能够高质量、高效率地解决多方面的地质问题,从而成为最主要的勘探方法。据国外不完全统计,每年在地震勘探方面的投入约占全部石油勘探投资的70%,而在我国更是超过了90%。
三、地球化学勘探法地球化学勘探简称化探。该方法是对地表岩石、土壤、气体和水中的各种成分进行化学分析。当地下存在油气藏时,油气就会向上扩散。尽管数量有限,但在漫长的地质历史过程中,总会在地表土壤或岩石中出现一些烃类气体、微量沥青以及与烃类有关的细菌、元素和盐类等。因此,通过检测地下油气向地表扩散的烃类物质以及油气在运移过程中与周围物质发生各种物理化学变化的产物,就可以研究地下油气的分布。地球化学勘探法主要包括气测法、细菌法、土壤盐法等。
气测法是通过测量从地下扩散到地表的微量气体分子来寻找油气的方法。
由于地下油气向地表扩散,在这个地区就会发育一些与这些微量油气有关的特殊细菌,如氧化甲烷细菌、氧化乙烷细菌等。通过检测这类细菌,可预测地下深处有无油气藏。
由于烃类气体的扩散或是水的活动,在油气藏上方的土壤中会形成特殊的盐类。通过检测这些特殊盐类可以预测地下深处有无油气藏。
四、钻井勘探法利用地质法、物探法和化探法等间接方法可以确定地下的有利构造。这些构造中是否真的含有油气,只有通过钻井勘探法才能最后确定。钻井勘探法是油气田勘探工作中最直接的找油方法。通过所钻井眼可以直观地判断油气是否存在并且确定油气产能的大小,还能以井筒为通道把油气开采出来。但是由于钻井的速度很慢,费用也很高,因此必须在上述间接方法确定的有利含油构造上才进行钻井。
1.井的类别(1) 地质井(构造地质浅井、地层探井):在盆地或凹陷普查阶段,为收集基础地质资料、了解地层剖面和构造产状而钻的井。
(2) 参数井:在完成了地质普查或物探普查的盆地或凹陷内,选择不同级别的构造单元而钻的一口或多口井。目的是了解地层层序、厚度、岩性以及生、储和盖的条件,并为物探资料的解释提供参数。参数井的设计深度要尽可能钻穿沉积岩的全部层厚。如果沉积岩太厚,不可能在一口井内取得完整的剖面资料,则可在不同的构造单元上钻两三口参数井,以取得盆地或凹陷内一个完整剖面的资料。
(3) 预探井:以地震勘探详查结果为基础,在生、储条件比较有利的构造或圈闭上打的第一口探井称为预探井。目的是发现工业性油气流。因此,在预探井内要特别重视取得系统的储集层物性资料、中途测试和测井资料以及完井、分层试油等资料。在测试获得油气流后,还要取得流体样品、油层压力和温度等资料,以便进行分析化验和储量计算。
(4) 详探井(或称评价井):针对已获工业油气流的构造或圈闭,以地震勘探精查构造图为基础,视油气田面积大小、构造的复杂程度而钻的井。目的是控制油气田面积、掌握储集层物性及厚度变化规律和油藏类型。除取得预探井内规定的各项地质资料外,评价井还必须对油气层取岩心,并对岩性、电性和测试资料进行综合研究,进行储量计算。
(5) 开发井(包括生产井、注水井、注气井、资料井、检查井等):如果构造图可靠、评价井所取的地质资料比较齐全、探明储量的计算误差在规定的范围内,根据油田开发方案,为完成产能建设任务和产油气计划而部署的井。
(6) 调整井(包括生产井、注入井、检查井等):油气田全面投入开发若干年后,根据开发动态及油气藏数值模拟资料,为提高储量动用程度、调整油气或油水界面的推进速度、提高采收率、保证完成规定的采油计划所钻的井。调整井应根据开发研究设计部门编制的油气田调整开发方案实施。
2.地质录井要在钻井过程中取得地质资料应进行地质录井。地质录井就是用一定的方法观察、记录和分析钻井过程中与油、气、水有关的地质现象,获得钻遇地层的岩性及含油气情况。地质录井包括岩心录井、岩屑录井、钻井液录井、气测井以及钻时录井等。
1)岩心录井岩心录井就是在钻井过程中用专门的取心工具将地下岩石按顺序取到地面上来,并对所取岩心进行分析、研究,取得各项资料的过程。
岩心能够最直观、最可靠地反映地下岩层的特征。对岩心进行观察、分析和研究,可以了解岩性、岩相特征、生物特征,可以测定储集层的孔隙度、渗透率及有效厚度等。
由于钻井取心成本高、影响钻井速度,在油田勘探开发过程中,不可能对每口井都取心。所以,应根据具体情况针对某些层位进行取心,如主要的含油气层、地质界线、标准层、岩性复杂层位、断层通过层位等。
2)岩屑录井地下岩石被钻头破碎后,随着泥浆被带到地面上,这些岩石碎块就叫岩屑。钻井时,地质人员按照一定的深度间隔及时收集岩屑,进行观察和描述的工作称为岩屑录井。
在勘探工作中,为了查明探区内的含油气情况,尽快找到新油田,在一般取心少或不取心的情况下,要获得大量的地层、构造、含油气情况等第一手资料,就必须采用岩屑录井的工作方法。岩屑录井具有成本低、简便易行、了解地下情况及时等优点,它在油气田勘探过程中占有很重要的地位。
3)钻时录井地层的软硬直接影响钻进的速度。疏松的软岩层钻进快;致密坚硬的岩层钻进慢。因此,根据钻进的快慢可以了解地层情况。表示钻进快慢可以用钻时和钻速两个不同的概念。钻速是单位时间内所钻的深度,用m/h表示;钻时是每钻进1m所需的时间,用min/m表示。由于地质录井的需要,现场常采用钻时而不采用钻速。根据钻时的变化,既可以帮助我们判断井下地层岩性的变化,反映地层的可钻性和缝洞发育情况,又能帮助钻井工程技术人员掌握钻头的使用情况。提高钻头利用率,并改进钻进措施,提高钻速,降低成本。钻时录井资料可以用于以下地质和钻井工程方面:
(1) 判断岩性,帮助解释地层剖面。在砂泥岩分布地区,可以帮助分辨渗透层。结合其他录井资料可以帮助发现油层、气层和水层。
(2) 判断缝洞发育的井段。钻速突然加快、钻具放空等说明井下可能遇到了缝洞。配合岩屑、钻井液录井资料,可判断是否钻遇缝洞以及缝洞的大小和发育程度等。
(3) 根据钻时录井可以计算纯钻进时间,进行时效分析;根据不同类型钻头对各类岩石的破碎强度以及实际记录的钻时大小,合理选择钻头;根据钻时的突变,推断是否钻遇油层、气层,并确定工程上应采取的措施。
4)钻井液录井钻井液是钻井的血液,它对钻井工程极其重要,是保证优质、快速、安全钻井的重要因素之一。在钻进过程中钻井液性能常常会发生变化,而这种变化主要与所钻岩层的性质有关。因此,人们常利用钻进过程中钻井液性能的变化来分析研究井下油层、气层和水层的情况,判断特殊岩性的地层。
5)气测井气测井是直接测定钻井液中可燃气体含量的一种测井方法。随钻随测、无须停钻。气测井能及时发现油气显示并预报井喷,对于新探区和高压气区的钻井工作具有特殊的意义。
气测井的实质是通过分析钻井液中可燃气体的含量,进而分析是否存在工业价值的油气藏。气测井是分析与油气田有关的气体。各油气田的天然气组成相差甚远。同一油气田,油层和气层的天然气组成也并非一样。在气测中,所分析的烃包括轻烃和重烃两类。轻烃指甲烷,重烃指相对分子质量比甲烷大的烃类气体。轻烃与重烃之和称为全烃或总烃。
气测井按其测试方法可分为非色谱气测和色谱气测。非色谱气测是利用各种烃气的燃烧温度不同将甲烷与重烃分开。色谱气测法又称气相色谱法,是利用色谱分析原理将天然气中的各种组分(主要是甲烷至戊烷)分开。色谱气测准确、速度快、得到的分析数据多,因此它正在逐步取代非色谱气测。
Ⅶ 致密油储量评估方法
从图3-1可以看到,致密油的储层孔渗性极差。如果按常规石油储量评价方法开展评价容易造成动用程度偏低、采收率偏低等一系列问题,需要结合致密油特点制定一套相应的储量评价方法。
国际石油公司所说的储量一般是指在美国证券交易委员会向公众披露并作为上市资产的储量,主要是指证实储量,且是证实剩余经济可采储量。目前,国外致密油气等非常规资源评价方法,以建立在成熟的勘探开发数据基础上发展起来的类比法和统计法为主。类比法以美国地质调查局的FORSPAN法为代表,统计法包括容积法、单井储量估算法、动态法、概率法等。应用到致密油储量计算时主要采用资源丰度类比法和容积法,对于产量已经下降的生产井,可以通过单井储量估算法确定其技术可采储量。
1.类比法(USGS常用方法)
类比法是一种比较简单的采收率预测方法,是通过与地质条件相似且已获得油气采收率的地区进行比较,从而得出所研究地区油气采收率的一种方法。该方法最早由咨询公司评价员John Grace开发出来。1995年,美国地质调查局的Schmoker接管该方法后对其进行了扩展和改进,并在2000~2002年开展了大量应用。最近几年,Charpentier等继承和发展了该方法,尤其是在数据库、参数分布、图表输出标准等方面发展显着。现该方法已达到较为完善的程度。
图3-1 油气储层岩性及孔渗尺度分布
(据CSUR,2012)
美国地质调查局将目标评价层次划分为大区(Region)、地质省(Geologic Province)、总含油气系统(TPS)、评价单元(AU)和最小评价单元(Cell)。大区为组织单元;地质省是指具有共同地质属性的空间实体;总含油气系统是指具有共同的生、储、盖、运、圈、保等地质特征的可绘图的实体;评价单元是总含油气系统的一部分,由许多Cell组成。在早期的评价网格中,Cell是指一个矩形网格,在目前的评价网格中,Cell是指由一口井所控制的排泄区。
评价过程中,重点输入参数有评价单元总面积(U)、未测试单元总面积占评价单元总面积的百分比(R)、未测试单元面积中具有增加储量潜力的百分比(S)、每个有潜力的未测试Cell的面积(Vi)、每个Cell的总可采储量(Xi)、未测试单元平均产油气比率、天然气评价单元液/气的比率。这些重点输入参数用于直接计算储量。在参数的处理过程中,已有的钻井资料主要用于储层参数(厚度、含水饱和度、孔隙度、渗透率等)的分布研究、权重系数的确定、最终储量和采收率的估算。在缺乏足够的钻井和生产数据的地区,评价参数主要通过类比获得。
类比法适用于已开发地区剩余资源潜力的预测。通过模拟每一个Cell 的参数分布,用相应的参数分布计算Cell的储量,并汇总为整个评价单元的剩余资源总量,其结果用概率形式表示。评价过程主要有4步。
第一步:确定有潜力的未测试单元比例(T),即
T =R×S (3-1)
第二步:计算有潜力的未测试单元面积(W),即
W =T×U (3-2)
第三步:确定有潜力的未测试Cell的个数(N),可通过下式计算:
国外致密油储量评估技术进展
第四步:计算评价单元总储量(Y),即
国外致密油储量评估技术进展
式(3-1)至式(3-4)中的符号说明见上文“重点输入参数”部分,求解方法均采用蒙特卡罗随机模拟法。
该方法在油气开发前和生产早期是非常有用的,它是容积法的一种补充。类比法不仅要求开发区与类比区的地质条件相似,而且要求开发区与类比区的井网布置方式、开发的技术与工艺以及气井服务年限一致。类比法主要利用与已开发油气田(或相似储层)的相关关系计算储量,计算时需要绘制出已开发区关于生产特征和储量相关关系的典型曲线,求得计算区可类比的储量参数,再配合其他方法进行计算。此方法确定采收率的过程比较简单,结果主要取决于地质资料的可靠性,以及研究者对研究区和类比区地质条件的认识程度,研究者的技术水平和经验,适合在研究程度较高的地区采用。
2.容积法
容积法是用于获得原始油气储量估算值的最常用方法,也是油田开发初期计算地质储量最为常用的方法。它不依赖油井的生产动态趋势,是油气勘探开发初期探明其地质储量的最好方法,其计算精度取决于对油气藏地质条件、储层特征的控制程度和认识程度,以及所获取参数的精度和数量。容积法预测致密油储量是利用地质模型完成的,地质模型描述了油气藏的几何形态,首先通过直接观察或通过对油气藏的厚度、孔隙度、含水饱和度以及储层在平面上展布的评估来确定模型所需要的参数。将这些参数输入到地质模型中,从而确定油气藏的体积。根据这些参数,结合油气藏压力、温度条件下的流体性质,就可以评估出油气藏中油气的体积。其计算公式为
N =7758AhφSoi /Boi (3-5)
式中:N为原油地质储量,STB;A为含油面积,acres;h为有效厚度,ft;φ为有效孔隙度,小数;Soi为原始含油饱和度,量纲为一;Boi为地层原油体积系数。
当油藏中含有溶解气时,则可以利用油气藏体积与溶解气油比的乘积换算出溶解气的体积,其计算公式为
Gd =N·GOR (3-6)
式中:GOR为溶解气油比,SCF/STB;Gd为溶解气地质储量,SCF。
3.单井储量估算法
单井储量估算法是单井评估最终可采储量的简称,即技术可采储量,指已经生产多年以上的开发井,根据产能递减规律,运用趋势预测方法,评估该井最终可采储量。递减规律包括双曲递减、指数递减、调和递减、SEPD递减、Duong递减等。
4.物质平衡法
难以用容积法计算地质储量时,应采用动态法计算,根据产量、压力数据的可靠程度,划分探明地质储量和控制地质储量。其中,物质平衡法可以计算动态过程中的致密油储量,弥补了容积法的不足。采用物质平衡法的压降图(视地层压力与累计产量关系图)直线外推,废弃视地层压力为零时的累计产量即为致密油地质储量。使用该方法计算储量,要求储层动态参数齐全,生产时间越长,动态参数越多,计算结果的精度越高。
5.概率法
根据构造、储层、油(气)水界面、断层、地层与岩性边界、油(气)藏类型等,确定含油(气)面积的变化范围。根据地质条件、下限标准、测井解释等,分别确定有效厚度和单储系数的变化范围。根据储量计算参数的变化范围,求得储量累计概率曲线,按规定概率值估算各类地质储量。
SEC根据油气田所处的勘探、开发阶段,采用相应的方法进行储量评估(表3-2 )。结合致密油特征,本次研究对勘探开发程度低、资料相对匮乏的区块采用容积法计算地质储量;对勘探开发程度高、资料情况好的区块采用产量递减法计算技术可采储量。
表3-2 国内外不同开发阶段可选用的储量评价方法
“√”表示可选用。
Ⅷ 怎样勘探石油
石油勘探:
所谓石油勘探,就是为了寻找和查明油气资源,而利用各种勘探手段了解地下的地质状况,认识生油、储油、油气运移、聚集、保存等条件,综合评价含油气远景,确定油气聚集的有利地区,找到储油气的圈闭,并探明油气田面积,搞清油气层情况和产出能力的过程,为国家增加原油储备及相关油气产品。
初步普查:
石油以及其他矿产的发现的办法相同,首先是经过地质工作者进行小比例尺踏勘,划分出地层,这种工作比较粗糙,只是对整个地区的大致了解,然后在小比例尺的地形图上做出地质图来(通常是用1:5万的地形图作为底图),全国各省都做这样的工作,然后在把各省的地质图合并到一起,成为中国构造地质图。
这是最初步的全国性的普查工作。在普查工作的过程中找到了许多矿产。分析各种矿产赋存的形式和各个地层主要赋存的矿产。做了这些工作后,奠定以后寻找各种矿产的基础,便于指挥和安排野外地质人员的去向。
Ⅸ 如何计算油田动用储量
两种方法:
1、容积法。根据油田开发方案设计,在开发井网可以控制的含油面积内和计划开发的层系,确定油藏的平均有效厚度、孔隙度、含油饱和度、原油密度、体积系数等参数,并类比同类已开发油藏采收率,采用容积法计算的地质储量、可采储量就是油田动用储量。如果油田尚未开发,这个属于计划动用储量。
2、动态法。油田投入开发后,利用油田生产动态数据,采用产量递减曲线等方法(每年油田可采储量标定采用的各种动态方法),计算出油田的最终可采储量,就是油田实际动用的可采储量。开发初期动态资料不够时,仍采用容积法的计算结果。随着油田开发程度的提高、动态资料的增加,改为动态法计算,并逐年进行修正。
Ⅹ 油田的动用储量怎样计算
这个不是简单的公式就能算出来的。而是一个很复杂的计算。 “油田的可采储量和剩余可采储量,是油田开发建设的物质基础,因此,需要准确地加以预测和确定。根据我国多年预测、计算和标定油田可采储量的经验,结合即将修订的《石油天然气储量规范》内容的要求,经过归纳、筛选之后,文章介绍了适用于不同开发阶段,可预测油田可采储量和剩余可采储量的不同方法,其中包括类比法、相关经验公式法、驱油效率法、产量递减法、水驱曲线法和预测模型法。” 你可以在下面下载你需要的东西去看看: http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-XJSD200002014.htm
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