1、油水井分析常用术语第一部分:油水井分析常用术语1 什么叫石油?石油是以具有不同结构的碳氢化合物的混合物为主要成分的一种褐色、暗绿色或黑色液体,可以燃烧,一般存在于地下岩石孔隙中。2 什么是原油性质?原油性质包含物理性质和化学性质两个方面。物理性质包括颜色、密度、粘度、凝固点、含蜡量、溶解性、发热量、荧光性、旋光性等。化学性质包括化学组成、组分组成、馏分组成等。由于压力、温度、天然气含量等因素的不同,地面条件下的原油性质与地层条件下原油性质差别较大。3 什么叫原油密度?原油密度是指在标准条件(20和0.101MPa)下,每立方米原油的质量,用o表示。计量单位是:g/cm3。在地层条件下测得的原油
2、密度叫地层原油密度,即在地层条件下的单位体积原油的质量,其与压力、温度及溶解气量有关。4 什么叫原油相对密度?原油相对密度是指在地面标准条件下原油密度与4纯水密度的比值,其为无因次量。一般把相对密度小于0.90的石油称为轻质油,大于0.90的石油称为重质油。原油相对密度在石油工业生产和科研中使用极广,油井产量和油层储量预测中都要用原油相对密度。5 什么叫原油粘度?在一定条件下,原油受外力作用移动时,原油分子间产生的内摩擦力的性质叫原油粘度。其大小取决于温度、压力、溶解气量和石油的化学成分。温度增高其粘度降低,压力增高,粘度增大,溶解气量增加其粘度减小,轻质油组分增加,粘度降低。原油粘度用表示。
3、原油粘度的单位是:mPas。它与厘泊的关系是:1 mPas=1cP。在地面条件下测得的原油粘度叫地层原油粘度,要用高压粘度计测定,其原理是在保持地层温度、压力的条件下,测出钢球在原油中下落的时间,代入公式求得。在地面条件下测得的原油粘度叫地面原油粘度。原油粘度是进行生产决策的依据之一。6 什么是原油的凝点(凝固点)?原油在一定条件下失去流动性的最高温度叫原油凝点。其高低与石油组分有关,轻质组分含量高,凝固点低;重质组分含量高(尤其是石蜡含量高),凝固点就高。原油凝点在石油生产中广泛应用,是进行生产决策的依据之一。7 原油凝点与含蜡量的关系如何?含蜡量是指在常温常压条件下石油中所含石蜡和地蜡的百
4、分比。原油含蜡量越高,原油凝点就越高。8 地层原油的物理参数主要有哪些?地层原油的物理性质又称高压物性,主要参数有饱和压力、地层原油粘度、溶解系数、原始溶解气油比、地层原油密度、原油体积系数、原油压缩系数。9 什么叫高压物性取样?为了解石油在油层中(在油层压力条件下)的性质,将取样器下入井底,通过机械作用,将取样器打开,取完样品后,又自动关闭,使样筒中样品保存在油层状态下,然后,取出地面进行各种物理参数的分析,这种取样方法称为高压物性取样。取样时一般要求井底压力高于饱和压力。10 什么叫饱和压力?地层原油在压力降低到天然气开始从原油中分离出来时的压力叫饱和压力。饱和压力对油田开发十分重要,它是
5、进行开发决策的依据之一。其用pb表示。11 什么叫天然气的溶解度?什么叫天然气溶解系数?天然气在原油中的溶解度是指在一定压力下,单位体积原油中溶解的天然气量。单位是:m3/ m3。溶解度的大小决定于压力、温度、天然气和原油的成分。当温度一定时,溶解度随压力增加而增大,直到饱和压力后,溶解度值不再增大,(见图1-1),当压力和组分一定时,溶解度随温度增加而稍有减小;当压力和温度一定时,甲烷在石油中的溶解度比乙烷、丙烷在石油中的溶解度小。溶解系数是指在一定温度下,压力每增加1MPa时,单位体积石油中溶解的天然气量。单位是:m3/(m3MPa)。溶解系数的大小反映了天然气在石油中溶解能力的好坏。12
6、 什么叫原油溶解气油比? 原油溶解气油比是指油田未开发时,在地层条件下,每吨石油溶解的天然气的数量,用Rgo表示,单位是:m3/t。原始溶解气油比是在地层温度和地层压力下的溶解气油比,也可以说是饱和压力下的溶解气油比。其大小取决于天然气和石油的成分、温度和压力条件。图1-2原油体积与压力的关系随着压力的增加,溶解气油比越来越大,当P=Pb(饱和压力)时,溶解气油比达到极大值。压力继续增大,直到原始地层压力,溶解气油比不再变化,而始终保持为饱和压力下的溶解气油比。13 什么叫原油体积系数? 原油体积系数是指原油在地层条件下的体积与它在地面标准条件下脱气后的体积的比值,用Boi表示,为无因次量。原
7、油体积系数用来计算石油地质储量、注采比、地下亏空体积、换算系数。原油体积系数一般都大于1。当地层压力等于饱和压力时为最大。(见图1-2)14 什么是天然气?天然气是以气态碳氢化合物为主的各种气体组成的可燃混合气体。其化学组成(成分)以甲烷为主(占42%98%),乙烷、丙烷、丁烷等含量不多,并常含有氢、氮、硫、二氧化碳、硫化氢等非烃类气体,有时还含有微量的惰性气体,如氦、氩等。15 什么叫凝析气?具有反凝析作用、能形成凝析油的气田气叫凝析气。它是当地下温度、压力超过临界条件后,液态烃逆蒸发而形成的气体。凝析气除含有大量甲烷外,还含有大量戊烷及其他轻质烃类。16 什么叫湿气?什么叫干气?每立方米天
8、然气中含汽油蒸汽在100g以上者称为湿气,也叫富气或肥气。湿气除含甲烷外(含量一般小于95%),还含相当数量的乙、丙、丁烷等重烃气体,相对密度在1.60以上。每立方米天然气中含汽油蒸汽在100g以下者称为干气,也叫贫气或瘦气。其特征是甲烷含量大于95%,含重烃气体很少(在5%以下)或无。相对密度多在0.581.60之间。17 什么是地层水?其指以各种形式储存在地层空隙中的地下水。在油、气藏中常以边水、底水、层间水等形式存在。18 地层水总矿化度指的是什么?地层水中含盐量的多少常用矿化度来表示,所谓地层水总矿化度是指单位体积地层水中各种盐(离子、分子、非气体化合物)的总含量。其单位是:mg/L。
9、19 地层水的水型有哪几种?地层水的主要水型有两种:(1)CaCl2型(氯化钙型),又称硬水。封闭条件良好的油藏多为CaCl2型水。(2)NaHCO3型(重碳酸钠型),又称碱性水,也是油藏常见的水型。此外,还有Na2SO4(硫酸钠)和MgCl2(氯化镁)型水,在油藏内少见,地面水多为硫酸钠(Na2SO4)型。苏林对水型的划分如表1-1所示。表1-1苏林对水型的划分当 量 比成 因 系 数水 型环 境硫酸钠型大陆冲刷环境(地面水)重碳酸钠型大陆环境(油、气田水)氯化镁型海洋环境(海水)氯化钙型深层封闭环境(气田水)20 水质分析报告中的水型指的是什么?其在油田开发中有何实际意义?水质分析报告中的
10、水型指的是根据水中溶解盐类的不同组分,对水质进行的分类。把分布于四种基本环境中的天然水划分为相应的四种类型。见表1-1在油田开发和现场油水井动态分析中,常根据油田水的水型和总矿化度来判断油井的见水情况,分析见的水是注水入还是地层水。地表的注水入多为重碳酸钠型,通常矿化度低;而地层水多为氯化钙或氯化镁水型,矿化度高。另外,在同一油区内,不同油层中水的水型和矿化度也有差异,所以在现场也常应用这两种资料分析多层生产油井所见水的出水层位,以便比较准确的卡封高含水层,提高油井产量。21 什么是储油层?能储集大量油气,渗透性较好,且有较好的圈闭条件的岩层称为储油层。22 什么是储集岩的孔隙结构?储集岩的孔
11、隙结构是指岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系。23 实际岩石的孔隙按大小一般可分为哪三类?在实际岩石中的孔隙按大小一般可分为以下三类:(1)超毛细管孔隙。其为毛细管孔径大于0.5mm(即500m)或裂缝宽度大于0.25mm(即250m)者。在此类孔隙中,流体在重力作用下可自由流动。岩石中的大裂缝、溶洞及未胶结的或胶结的疏松的砂层孔隙多属此类。(2)毛细管孔隙。毛细管孔径在0.50.0002mm(即5000.2m)之间,裂缝宽度在0.250.0001mm(即2500.1m)之间者。在此类孔隙中,由于毛细管的作用,液体不能自由流动,要使液体沿毛细管孔隙移动,需要有超过重力
12、的外力去克服毛细管力。一般砂岩中的孔隙属此类孔隙。(3)微毛细管孔隙。毛细管孔径小于0.0002mm(即0.2m),裂缝宽度小于0.0001mm(即0.1m)者为微毛细管孔隙。在此类孔隙中,在油层条件下,液体不能移动,泥岩中的孔隙一般属于此种类型的孔隙。这就是人们常将孔道半径大于或小于0.1m作为流体能否在其中流动的一个分界线的原因。24 什么是孔隙度?岩石的孔隙度有哪几种?所谓孔隙度是指岩石中的孔隙体积Vp(或岩石中的未被固体物质充填的空间体积)与岩石总体积Vb的比值。用希腊字母表示,其表达式为:=100%=100%孔隙度又分为绝对孔隙度和有效孔隙度。(1)绝对孔隙度。岩石的总孔隙体积(包括
13、有效孔隙和无效孔隙)与岩石的总体积之比称为岩石的绝对孔隙度,也叫总孔隙度。绝对=100%式中 绝对岩石的绝对孔隙度,%;V总孔岩石的总孔隙体积;V岩石岩石的总体积。(2)有效孔隙度。岩石的有效孔隙体积(连通孔隙体积)与岩石的总体积之比称为岩石的有效孔隙度。有效=100%式中 有效岩石的有效孔隙度,%; V有效岩石的有效孔隙体积。25 储层岩石有效孔隙度值的范围一般是多少?可分为几级?孔隙度是计算储量和评价油层特性的一个重要指标,通常使用有效孔隙度。一般砂岩孔隙度变化范围在5%30%,多为10%25%;碳酸盐岩孔隙度较小,通常小于5%,但在某一些碎屑灰岩和生物灰岩中也可高达20%以上。储油岩石的
14、有效孔隙度可分为四个等级:差(5%10%)、中(10%20%)、好(20%25%)和很好(25%30%)。26 什么是岩石渗透性和渗透率?在一定压差下,岩石允许流体通过的性质称为渗透性。渗透性的大小用渗透率(K)来表示。渗透性是储层的重要特征之一,渗透性好坏对油层产能影响很大。在一定压差下,岩石允许流体通过的能力叫渗透率。渗透率(K)的数值根据达西定律确定。即粘度为的流体,在压差P=P2-P1作用下,通过长度为L、截面积为A的岩石,所测出的流体流量为Q。其公式如下:式中K岩石的渗透率,m2; L岩石长度,cm; Q流体流量,cm3/s; p岩心两端的压力差,105Pa; A岩心横截面积,cm2
15、; 流体粘度,mPas。从上式看出,对不同的岩石,当几何尺寸、外部条件、流体性质一定时,流体的流量Q的大小取决于反映岩石渗透性的比例常数K的大小。K称为岩石的渗透率。渗透率仅反映岩石本身允许流体通过的能力,与流体性质无关,对同一岩石,如果流体粘度增大,在相同压差下,流量就减小,而渗透率不变。27 什么叫绝对渗透率?用空气测定的油层渗透率叫绝对渗透率,也叫空气渗透率。它反映岩石的物理性质。28 什么叫有效渗透率(相渗透率)?多相流体在多孔介质中渗流时,其中某一相流体的渗透率叫该相流体的有效渗透率,又叫相渗透率。29 什么叫相对渗透率?多相流体在多孔介质(油层)中渗流时,其中,某一相流体的相渗透率
16、与该介质(油层)的绝对渗透率的比值叫相对渗透率。用百分数表示:油、气、水各相的相对渗透率分别用、来表示。30 渗透率的单位是什么?达西的物理意义是什么?渗透率的基本单位是:m2。由于该单位太大,在石油工程中常采用m2表示。它与达西和毫达西的关系为:1m2=1.01325D=1013.25mD在实际应用中,可采用如下规定:1m2=1D=1000mD国内外普遍采用的渗透率的单位是:D(旧单位,相当于m2)。1达西的物理意义是:当粘度为1cP(等于1mPas)的流体,在压差为1at(0.0981MPa)作用下,通过截面积1cm2,长度为1cm的多孔介质,其流量为1cm3/s时,该多孔介质的渗透率就称
17、为1达西。31 渗透率与孔隙度有什么关系?渗透率与孔隙度之间不存在函数关系。但对于砂岩层,渗透率与孔隙度之间存在近似函数关系,有效孔隙度越大,绝对渗透率就越大。32 孔隙度和渗透率在纵向上和横向上的变化有什么规律?大量的统计研究资料表明,油层孔隙度和渗透率沿纵向的变化与沉积旋回有关,在平面上的变化方向与沉积物来源、搬运方向基本一致。33 什么是岩石比面?其指单位体积岩样内颗粒表面积的总和,一般用单位体积岩样孔隙内表面积的总和来表示。式中 S比(表)面(积),cm2/cm3; A孔隙的总内表面积,cm2; V岩石的体积,cm3。岩石颗粒越细,比面越大。比面大小对岩石的渗透性、吸附能力、离子交换能
18、力、束缚水含量等都有影响。34 什么是油藏岩石表面的润湿性?亲油油藏岩石表面的润湿性是指液体在岩石表面自动流散的特性,这是含多相流体的岩石渗流特性。在图1-3中, 图1-3亲水亲油岩石表面为水润湿,称为亲水;下图,岩石表面为油润湿,称为亲油。岩石的润湿性取决于原油中极性组分的含量和岩石的表面性质。 注水开发油藏的水驱效果除与饱和度的变化有关外,还与岩石的润湿性有关。亲水油藏的驱替效果比亲油油藏的驱替效果要好得多。35 什么是毛细管压力?什么是毛细管压力曲线?在孔隙介质中或毛细管里,由于毛细管表面对两相流体的润湿性不同而形成弯液面,弯液面上存在压力差,这个压力差就是毛细管压力。油藏岩石的毛细管力
19、与润湿相饱和度的关系曲线称为毛细管压力曲线 (如图1-4中) 。毛细管压力曲线是研究储层岩石的孔隙结构、残余油饱和度、岩石润湿性等参数的必需资料。36 什么是排驱压力? 所谓排驱压力就是指非润湿相开始进入岩样最大喉道的压力,也就是非润湿相驱替润湿相的最低压力,因此,又称排驱压力为入口压力、门坎压力或阀压。37 什么叫地层系数?地层系数是地层的有效厚度与有效渗透率的乘积。参数符号为Kh,单位是:m2m。它反映地层物性的好坏,Kh越大,地层物性越好,出油能力和吸水能力越大。地层系数=有效渗透率有效厚度=Kh38 什么叫流动系数?流动系数是地层系数与地下原油粘度的比值。其符号为Kh/,单位是:m2m
20、/(mPas)。39 什么叫圈闭?形成圈闭的基本条件是什么?能够使油气聚集起来的场所叫圈闭。形成圈闭必须具备聚集油、气的储集层,阻止油、气逸散的盖层、底层,以及阻止油、气向四周继续运移和扩散的遮挡条件。40 油气藏的地质含义是什么?油气藏的地质含义是在单一圈闭内具有统一压力系统及油水边界的油气聚集。41 油气藏形成的基本条件是什么?油气藏形成的最基本的条件是充足的油气来源,有利的生、储、盖组合,有效的圈闭以及必要的保存条件等四个方面,只有具备了这四个条件,油气藏才能够形成并且保存至现代。42 油藏、气藏和油气藏有何区别?只聚集和储存石油和水的圈闭叫油藏。只聚集和储存天然气的圈闭叫气藏。在采出1
21、t石油中能分离出1000m3以上的天然气时,叫油气藏。43 油气藏有几种类型?油气藏分三大类,即构造油气藏、地层油气藏、岩性油气藏。44 什么是构造油气藏?其有几种类型?油气在构造圈闭中的聚集叫构造油气藏。主要类型有背斜油气藏、断层遮挡油气藏、裂缝性油气藏、岩体刺穿接触油气藏等,入图1-5所示。图1-5构造油气藏45 什么叫地层遮挡油气藏?其有几种类型?在地层圈闭中的油气聚集称地层油气藏。其可分为地层不整合遮挡油气藏、地层超覆油气藏、剥蚀隆起油气藏等,(见图1-6)图1-6地层遮挡油气藏46 什么叫岩性油气藏?它有几种类型?在岩性圈闭中的油气聚集叫岩性油气藏。其主要类型有岩性尖灭油气藏、透镜体
22、油气藏、生物礁块油气藏等,如图1-7所示。47 潜山油气藏指的是什么? 图1-7岩性油气藏在古潜山中的油、气聚集叫潜山油气藏。这是一种以地层圈闭为主,也有构造、岩性作用的复合成因的油气藏。48 什么是层状油气藏?储油层呈层状分布,油、气聚集受固定层位限制,上下都被不渗透岩层分隔的油气藏。49 什么是块状油气藏?储油(气)体的顶部被不渗透岩层覆盖,而内部没有被不渗透岩层间隔而呈块状,其底部被底水承托,并具有统一油(气)水界面的油气藏。50 什么叫原始含油饱和度和含水饱和度?油藏投入开发以前所测出的储层岩石孔隙空间中原始含油体积Voi与岩石孔隙体积Vp的比值就称作原始含油饱和度,可用下式表示:So
23、i=Voi/Vp100%原始含水饱和度是当油藏投入开发以前储层岩石孔隙空间中原始含水体积Vwi与岩石孔隙体积Vp的比值:Swi=Vwi/Vp100%油藏刚投入开发时,地层中通常只存在油和束缚水两相,故,当测定出束缚水饱和度Swi时,则:Soi=1-Swi51 什么是束缚水饱和度?存在于储层的岩石颗粒表面、孔隙的角隅以及微毛管孔道中的不流动的水称为束缚水。束缚水在储层中所占的孔隙体积(Vwt)与储层总孔隙体积(Vp)之比称为束缚水饱和度(Swt)。Swt=Vwt/Vp100%52 什么叫残余油和残余油饱和度?随着油田开发,油层能量的衰竭,经过各种驱替作用后,还在地层孔隙中存在着尚未驱尽的原油,这
24、种油称为剩余油或残余油。它在岩石孔隙中所占体积的百分数称为剩余油饱和度或残余油饱和度。53 什么是地层压力?储集层孔隙中的各种流体总是处于一定的压力之下,这种作用于地层所含流体的压力称为地层压力或流体压力。对于油、气藏来说,其分别称为油层压力和气层压力。54 什么是静水压力?当储集层内所含流体是以水为主时,随深度增加而增加的水柱静止重量产生的压力称为静水压力。静水压力是通过单位面积上的重量或铅垂高度来衡量的,其计算公式为:式中 p静水压力,MPa; H测压点的水柱高度(水压头),m; 水的密度,g/cm3。55 什么叫压力系数?压力系数是指实测的地层压力与按同一地层深度计算的静水压力的比值。压
25、力系数的表达式为:式中 ap压力系数(无因次量); P1原始油层压力,MPa; H油层深度,m; w水的相对密度。压力系数反映了原始油层压力与油层埋藏深度的关系,它表示井深增加时的压力增加值。在一般地质条件下,地层压力与静水压力相当,即压力系数近似等于1,但是,在特殊的地质条件下,压力系数往往是不等于1的。若压力系数大于1,即地层压力高于静水压力,则称为异常高压或称压力过剩;若压力系数小于1,即地层压力低于静水压力,则称为异常低压或称压力不足。56 什么是动水压力?动水压力也叫水动力。当同一储集层中具有不同海拔高度的供水区和泄水区时,由于水位面倾斜引起地层水流动而产生的压力称为动水压力。它是携
26、带油、气进行二次运移的主要动力因素之一。57 什么是压力梯度?压力梯度是指在固定时间内,压力在一定方向上的变化速率。静水压力梯度是指含水层内测压之上随深度增加而增加的水柱压力,一般是深度每加深100m,压力增加1MPa;动水压力梯度即沿水流方向上单位距离的压力差。58 地层压力的成因是什么?地层压力是由多种因素形成的,但主要有两个成因:一是上覆岩层重量所产生的岩石压力,其称为地静压力;二是地层孔隙空间内地层水的重量所产生的水柱压力,其称为静水压力或流体压力。59 什么是原始油层压力?其分布是怎样的?油、气田未投入开采之前,所有油层都是处于均衡受压状态的,这时油层内流体所承受的压力称为原始油层压
27、力。其大小一般用第一口探井或第一批探井试油时所测得的油层中部压力数值来代表。其计量单位是:Pa或MPa。原始油层压力的分布规律是:(1)同一油层的原始油层压力在构造顶部较低,并向翼部逐渐增加。(2)同一油层中海拔高度相同的油井的原始油层压力相同。(3)油气界面和油水界面的位置在一定程度上控制着油层中压力的分布。60 什么是异常压力?所谓异常压力,即在正常情况下,原始油层压力与按油层埋藏深度计算的静水压力相当,但在特殊地质条件下,二者并不相等,不大则小,这种现象称为异常压力。异常压力,尤其是异常高压,对于油、气田勘探和开采来说,都具有很重要的意义。61 异常压力形成的原因是什么?造成地层压力异常
28、的原因很多,概括起来有以下几种:剥蚀作用;断裂与岩性封闭作用;刺穿作用;浮力作用;泥质岩类的压实作用;流体增压作用。62 什么是折算压力?如何计算?所谓折算压力就是为了消除构造因素的影响和正确判断地下流体的流动方向,把所测得的油层真实压力折算到某一基准面上的压力。通常选择海平面或油水界面为折算基准面。折算压力的计算公式为:式中Pc油层的折算压力,MPa;pm油层的实测压力,MPa; H油层中部至折算基准面的高差,m;液体密度,g/cm3。相当于油层中部至折算基准面液柱高所产生的压力,MPa。当H低于基准面时,取负值;反之,则取正值。63 什么是压力系统?判断方法有哪几种?压力系统又称水动力系统
29、,是指液体在垂直方向上和水平方向上可进行连续流动的范围。在相同压力系统内各井点折算到某一深度(海平面或油水界面)的原始地层压力值相同或很近似。不同压力系统的油(气)层一般不能组合为同一开发层系。判断压力系统的方法有:(1)利用压力梯度曲线判断压力系统。各油层如果属同一压力系统,其压力梯度曲线只有一条;同样,若同一油层的各井的压力梯度曲线相互重合,则可认为其属同一压力系统。(2)利用开发过程中油田不同部位的生产特征、原始物性的变化、地温级度的异常、压力恢复曲线等资料进行综合分析研究来判断。64 什么是地温梯度?在地球内部,温度随着深度的增加而增加的比率称为地温梯度。其常用下列公式表示:式中 GT
30、地温梯度,/100m; T深度为H处的地层温度,; t大气的年平均温度,; H测温点的深度,m; h恒温带的深度,m。65 什么叫含油面积?含气面积?油藏含油边界以内的面积叫含油面积,其包括纯油区和油水过渡带的面积。气藏的含气面积是指气顶边界所圈定的面积。含油、含气面积的圈定,必须充分利用地震、钻井、地质、测井、试油、试采、测压等资料,进行综合研究,在确定油藏类型、油水界面、油气界面的基础上进行。含油面积和含气面积的单位是:km2。66 什么叫油水边界?什么叫油气边界?在油藏中,油、气、水通常共处于一个圈闭中,其中石油与水的接触边界叫油水边界,油与气的接触边界叫油气边界,并可进一步分出含油边界、含水边界、油水过渡带,如图1-8所示。67 什么叫含油、含水边界和油水过渡带? 图1-8 含油、气、水边界的划分含油边界是油水接触面与油层顶面的交线,又叫含油外边界;油水接触面与油层底面的交线叫含水边界,又叫含油内边界;油水过渡带是指含油边界和含水边界之间的地段,见图1-8所示。68 什么叫油、气层有效厚度?在目前的技术和经济条件下,可以产出工业油、气流的含油、气层厚度称为有效厚度。其计量单位是:m。69 怎样确定油、气层的有效厚度?有效厚度利用渗透率、孔隙度、含油饱和度来确定或用电测资料来划分。利用孔隙度、渗透率、饱和度等油层物性参数确定有
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