第6章 石油与天然气储量计算.ppt

第六章石油及天然气储量计算,第一节工业油气流标准第二节油气储量的分类与分级第三节容积法计算石油储量第四节压力降落法计算天然气储量,,第一节工业油气流标准,工业油气流标准包括油气井的工业油气流标准，储集层的工业油气流标准。,油气井的工业油气流标准指在现有的技术、经济条件下，一口油气井具有实际开发价值的最低产油气量标准即油气井的产油气下限。★★,储集层的工业油气流标准指工业油气井内储层的产油气下限，即有效厚度的测试下限--储量计算的起点。,当前，在考虑到酸化、压裂等增产措施的有效应用条件下，我国现行油气井工业油气流标准如下,第一节工业油气流标准第二节油气储量的分类和分级一、分类★★二、分级三、油气储量的综合评价★,第一节工业油气流标准,储存于地下的油气，由于地质、技术和经济上的原因，不能全部采至地面，故把油气储量分为两类,一、油气储量的分类,表内储量指在现有技术经济条件下，有开采价值，并能获得社会经济效益的地质储量。★,●地质储量N--指在地层原始条件下，具有产油气能力的储集层中呈原始状态的石油和天然气的总量。★★根据开采价值可分为表内储量、表外储量。,表外储量指在现有经济技术条件下，开采不能获得社会经济效益的地质储量。★※当原油价格提高或工艺技术改进后，某些表外储量可以转变为表内储量。,●可采储量Nr--在现有经济技术条件下，可以从储油层中采出的油气量。★,●剩余可采储量指油气田投入开发后，可采储量与累积采出量之差。★,二、远景资源量及储量的分级,含油气盆地的总资源量，包括两大部分,三、油气储量的综合评价一般了解,分析勘探的效果不仅要看探明多少储量，还要综合分析探明储量的质量，甚至包括开发的难易程度。,1、储量可靠性评价2、储量综合评价3、特殊储量,1、储量可靠性评价,对于油气储量计算结果，根据以下内容进行可靠性分析之后，要进行储量综合评价。,①各种资料的齐全、准确程度，是否达到本级储量要求②分析确定储量参数的方法及各种图版的精度③储量参数的计算与选用是否合理，多种方法对比校验④油气田地质研究是否达到本级储量要求的认识程度⑤分析所选择的储量计算方法是否合理,2、储量综合评价,申报的油气储量按产能、储量丰度、地质储量、油气藏埋藏深度4个方面进行综合评价。,⑴按产能大小划分石油储量可根据千米井深的稳定产量、每米采油指数和流度划分为高产、中产、低产、特低产四个等级。天然气储量仅根据千米井深的稳定产量划分为高产、中产、低产三个等级。,⑵按地质储量丰度划分,油藏的储量分高丰度、中丰度、低丰度、特低丰度气藏的储量分高丰度、中丰度、低丰度3个等级,⑶按油、气田地质储量大小划分,油田划分为特大、大型、中型和小型油田四个等级；气田只分大、中、小三个等级。,⑷按油、气藏埋藏深度划分,划分为四个等级浅层、中深层、深层、超深层；在浅层、中深层油藏与气藏划分标准略有差别。,第六章石油及天然气储量计算,第一节工业油气流标准第二节油气储量的分类与分级第三节容积法计算石油储量第四节压力降落法计算天然气储量,,一、容积法的基本公式★二、容积法计算公式中参数的确定★三、储量计算单元四、储量计算参数平均方法,第三节容积法计算石油储量,利用油田静态资料和参数来计算石油储量--是计算油气田地质储量的主要方法；适用于不同勘探、开发阶段。,容积法的实质计算地下岩石孔隙中油气所占体积，并用地面的体积单位或质量单位表示。,一、容积法的基本公式,◆地层原油中的原始溶解气的地质储量为,GS--溶解气的地质储量，108m3RSi--原始溶解气油比，m3/t。,◆可采储量为,NR--可采储量，104t；ER--采收率，小数。,容积法计算油气储量中涉及6个参数,二、容积法计算公式中参数的确定,1、含油面积2、有效厚度3、有效孔隙度4、束缚水饱和度5、地面脱气原油密度6、原油原始体积系数,,对储量精度影响程度减弱,1、含油面积的确定,⑴有关概念的回顾,油水界面、油水过渡带、油水边界（内、外边界）,,低渗油层非均质→毛细管压力曲线出现缓慢变化段，则有相当厚的油水过渡段。,①对于岩性均一的储层高渗储层→毛管压力曲线近似L型，油水过渡段小→视为一个界面,②对于岩性不均一储层,油水界面及油水过渡带具有不同形态。可以是倾斜的或凹凸不平的。,①利用岩心、测井及试油资料确定油水界面岩心--含油情况与颜色；测井--SP、Rt②利用毛管压力资料确定油水界面；③利用压力资料确定油水界面。,⑵油水界面的确定,①利用岩心、测井及试油资料确定油水界面,首先，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；→划分各井的油层、水层、油水同层。确定油水界面分3步,A）算出某一油水系统中各井最低油层底界和最高油水同层或水层顶界海拔高度。B）投点--在图上依次点出各井油底、水顶位置。C）在油底、水顶之间划油水界面。当资料较少，油底和水顶相距较远时，油水界面应偏向油底，以防面积增大。,②应用毛管压力曲线确定油水界面,根据毛细管压力曲线特征及相渗透率曲线，按井的产出特征可以将油藏垂向油水分布自上而下可分为3段Ⅰ产纯油段Ⅱ油水过渡段Ⅲ产纯水段,▲油水界面一般指第Ⅰ段与第Ⅱ段的分界面。,根据毛细管压力曲线特征及相渗透率曲线，按井的产出特征可以将油藏垂向油水分布自上而下可分为3段,③利用压力资料确定油水界面,测压面水平储集层均质高渗地表海拔高度为0或已知井口海拔,油水过渡带示意图,⑶含油面积的确定,含油面积一般指油藏产油段在平面上的投影。指具有工业性油流地区的面积。纯含油区内含油边界控制部分过渡带平均有效厚度≈该油层1/2含油饱和度不同于纯含油部分,①相关术语,②依据油藏类型确定含油面积,油藏类型对圈定含油面积起着重要的控制作用。在确定含油气面积时，首先初步确定油藏类型，了解控制油气分布主要因素。,Ⅰ、简单的背斜油藏Ⅱ、断块层油藏Ⅲ、构造-岩性油藏和岩性油藏,⑴对有效厚度的一般认识,油层有效厚度--指现有经济技术条件下，油层中能够提供工业油流的厚度储层中具有工业产油能力的厚度。★★即对全井达到工业油井标准有贡献的储层厚度。,①有效厚度必须具备2个条件★▲油层内具有可动油；▲在现有工艺技术条件下可提供开发。,②油层有效厚度的物性下限值当储层的孔隙度、渗透率及含油饱和度达到一定数值后，油层才具有开采价值；低于该数值，油层失去开采价值。,③研究有效厚度的基础资料岩心资料不能说明原油能否产出、且取心井较少；试油资料多为合层试油，分不清出油的确切部位；测井资料属于间接资料，需要第一性资料验证。三者各有局限性，必须综合利用。,④我国研究有效厚度的综合研究方法,⑵有效厚度物性标准--物性下限标准的确定,有效厚度下限标准主要指物性标准，包括孔隙率、渗透率和含油饱和度3个参数的下限。由于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测试法；含油产状法；泥浆侵入法；经验统计法等。,①测试法--利用单层试油成果确定油层渗透率下限,对于原油性质变化不大、单层试油资料较多的大油田→直接编制每米采油指数和空气渗透率关系曲线。→每米采油指数＞0所对应的渗透率值--渗透率下限。,孔隙度下限的确定渗透率下限确定后，根据孔隙度与渗透率关系曲线，查出相应的孔隙度下限。,②含油产状法--用岩心的含油产状确定有效厚度物性下限,操作步骤①划分岩心含油级别（含油产状）；②通过试油确定岩性和含油产状的出油下限；③用数理统计方法统计有效层物性下限。,适用范围碎屑岩储层中，含油产状与物性具有变化一致性的规律。,根据含油面积、含油饱满程度划分含油产状级别。,A）划分岩心含油级别,B）通过试油确定岩性和含油产状的出油下限,例如，大庆油田的大量试油资料表明，目前▲出油下限定在油浸粉砂岩；▲油浸和油斑泥质粉砂岩为非有效层。,C）用数理统计方法统计有效层物性下限,渗透率,孔隙度,当渗透率降低到一定程度，泥浆水不能侵入，测出的含水饱和度SW是原始含水饱和度。,③泥浆侵入法,根据含水饱和度与空气渗透率关系曲线2条直线，其拐点的渗透率值即为渗透率下限值。泥浆侵入的储集层厚度为有效厚度。用同样的方法，也可定出孔隙度下限。,在“四性关系”研究的基础上，进行测井资料的定性、定量解释研究各项地质参数，制定出相关标准判断油、气、水层的测井标准；划分油层、干层的测井标准；扣除夹层的测井标准,⑶有效厚度的测井标准,目前，我国陆相碎屑岩储层确定有效厚度的测井系列●感应和深浅侧向测井--主要反映含油气饱和度●声波和中子测井--主要反映岩性和孔隙度●GR、SP、ML及井径曲线--反映储层渗透性和泥质含量,⑷油层有效厚度的划分,●在油层岩心收获率很高＞90情况下直接依据岩心资料划分有效厚度。,●多数井未取心，主要利用测井资料划分油层有效厚度主要步骤▲根据物性与测井标准确定出有效层；▲划分出产油层顶、底界限，量取总厚度；▲从总厚度中扣除夹层厚度，得油层有效厚度。,①利用测井资料划分油层顶、底界限●应综合考虑能清晰反映油层界面的多种测井曲线；如微电极、自然电位、视电阻率曲线等。●若各种曲线解释结果不一致，则以反映油层特征最佳的测井曲线为准。●一般利用收获率高的岩心，编制各类油层典型测井曲线图版。,某油田油层有效厚度典型曲线1--油砂；2--含油粉砂岩；3--油浸泥质粉砂岩；4--油斑泥质粉砂岩；5--砂质泥岩；6--泥岩；7--有效厚度,●顶、底部渐变层→泥质含量增加而形成的过渡岩性。→自然电位曲线不对称--随泥质含量↑偏负幅度↓；→视电阻率曲线和微电极曲线呈斜坡状；→微电极曲线无幅度差或幅度差很小。量取厚度一般以不同曲线中所量取厚度最小者为准。,---指扣除不能产油的那一部分岩层的厚度。,②渐变层或夹层的扣除,●油层内粉砂质泥岩夹层、钙质加层或条带。→量取夹层厚度一般在微电极曲线上进行。,厚度量取一般以不同曲线中所量取厚度最小者为准。,③油层有效厚度起算和夹层起扣标准的确定,起算厚度--用以计算油、气储量的最小厚度；起扣厚度--指扣除夹层的起码厚度。,A、影响起算厚度与起扣厚度标准的因素※由射孔精度；※地球物理测井资料解释的准确程度；※薄油层在开采中的价值和作用等因素确定。,B、确定有效层的起算厚度和夹层起扣厚度射孔精度采用磁性定位跟踪射孔技术后，精度可达到0.2m。测井解释精度与地质条件有关，一般地区可准确解释到0.4～0.6m的油层，沉积稳定的地区可解释到0.2m薄油层。国内起算厚度为0.2～0.5m，层内起扣厚度为0.2m。,⑵确定有效厚度物性标准--确定物性下限的方法测试法、含油产状法、泥浆侵入法、经验统计法等,⑶有效厚度的测井标准--确定有效厚度的测井系列,⑷油层有效厚度的划分利用测井资料划分油层顶、底界限；扣除渐变层或夹层；油层有效厚度起算和夹层起扣标准,⑴对有效厚度的一般认识--有效厚度必须具备2个条件油层内具有可动油；在现有工艺技术条件下可提供开发,小结--油层有效厚度的确定,⑴以实验室直接测定的岩心分析数据为基础；测量岩样总体积、岩石颗粒体积、孔隙体积测2项即可,3、油层有效孔隙度的确定,⑵对未取岩心的井采用测井资料求取有效孔隙度，声波测井、中子测井、密度测井--相关计算公式。,⑶将地面孔隙度校正为地层条件下孔隙度。制定本地区地面孔隙度--地层孔隙度关系图版;或建立相关经验公式。,一般，先确定油层束缚水饱和度Swi，然后求取Soi原始含油饱和度Soi＝100％－含水饱和度Swi,确定含油饱和度的方法岩心直接测定水基钻井液密闭取心、油基钻井液取心、测井资料解释、毛管压力计算等方法,原始含油饱和度指油层尚未投入开采，处于原始状态下的含油饱和度Soi。,4、油层原始含油饱和度的确定,5、地层原油体积系数,通过对产油的预探井和部分评价井的高压物性分析数据获取。高压物性分析数据简称PVT包括储层油气的体积系数、压缩系数、粘度等。,一、容积法的基本公式二、容积法计算公式中参数的确定三、储量计算单元四、储量计算参数平均方法,第三节容积法计算石油储量,,储量计算单元指计算一次储量的地层单元。★,计算单元划分得是否合理将影响储量计算精度●原则上以油藏即一个油水系统为计算单元；,三、储量计算单元和参数平均方法,●对于大油藏，应细分计算单元应考虑油层参数纵向上的差异性和平面上的分区性◆油层物性和原油性质接近的油层合并计算；◆平面上以区、块为单元；◆纵向上一般以30～50m油层组为单元。,在我国，用容积法计算储量一般先确定计算单元内各参数的平均值，然后将各参数相乘得储量。,1、油层有效厚度平均值2、油层平均孔隙度3、油层平均原始含油饱和度,四、储量计算参数平均方法,,第三节容积法计算石油储量,1、油层有效厚度平均值方法有算术平均法、面积权衡法、经验取值法等--选择何种方法与油田地质条件和井点分布情况有关。,⑵面积权衡法包括井点面积权衡法、等厚线面积权衡法---适用于井网不均匀等各种评价钻探、开发地区●井点面积权衡法，目前被越来越多的人所采用。,第三步计算纯含油区平均有效厚度,--纯含油区平均有效厚度，mAi--各井点的单井控制面积，km2hi--单井油层组有效厚度，mn--井数。,对于油水过渡带的有效厚度※若过渡带内有井，可用该井有效厚度；※若无井，取相邻井有效厚度的1/2。,全油田平均有效厚度,②等厚线面积权衡法,该方法以有效厚度等厚图为基础,hi--第i条有效厚度等值线值，mAi--相邻2等厚线间第i块面积，km2n--等厚线间隔数,2、油层平均孔隙度--一般分两步,●先用厚度权衡法计算单井平均孔隙度,Φi--每块岩样分析孔隙度，小数hi--每块岩样控制的厚度，mn--样品块数,---应采用孔隙体积权衡法计算,--单层或油层组或区块或油藏的含油饱和度平均值Φi--有效孔隙度So--原始含油饱和度Ai--含油面积hi--有效厚度,3、油层平均原始含油饱和度,第六章石油及天然气储量计算,第四节压力降落法计算天然气储量一、压力降落法的基本原理二、压降法参数的确定三、压降法的影响因素四、压降法运用的条件,一、压力降落法的基本原理,压力降落法--又称压力图解法，利用由气藏压力P/Z与累积产气量Gp所构成的“压降图”确定气藏储量。★★所计算的储量又称为“压降储量”。,G--天然气地质储量，104m3Gp--地层压力降至p时累积产气量，104m3Bgi--原始地层压力pi下天然气的体积系数Bg--目前地层压力下天然气的体积系数,封闭型气藏物质平衡方程,天然气压缩因子Z在相同温度及压力条件下，1摩尔真实气体体积与理想气体状态下体积的比值Va/Vi。实际气体所占体积与相同数量气体理想状态下体积的比值。,根据体积系数的定义有,,pi--原始地层压力，MPap--目前地层压力，MPapS--地面标准压力，MPaTS--地面标准温度，KTi--原始地层温度，KT--目前地层温度，KZi--地层压力为pi时天然气的压缩因子Z--地层压力为p时天然气的压缩因子,对于一个正常压力的封闭型气藏而言，地层压力p/Z地压系数或视地层压力与累积产气量Gp成直线关系。,当气藏开采的最终地层压力取一合理的最低极限值时，该地层压力即为废弃压力。压降曲线与废弃压力线pa/Za的交点横坐标值，为该气藏的天然气可采储量。,图中废弃压力pa/Za＝2.5MPa可采储量＝245亿m3,利用压降法求气藏可采储量,二、压降法参数的确定,1、地层压力P,代表气藏或气藏某一压力系统在某一开采时期的平衡压力。①关闭气井，待压力恢复平稳后，下入井底压力计直接测量；或②根据气井井口压力计算求得。,2、累积产气量GP,指气藏在关井求压时，各井点累积产气量之和既包括正常生产情况下的产气量及气井投产前的放空量。,三、压降法的影响因素,⑴单位压降采气量不为常数理想的情况下，p/ZGP关系曲线应为一条直线；但是，因多种因素影响，实际压降曲线并非一条直线，大体上分三段如下图。,初始段开采初期，能量主要来自井底附近气体弹性膨胀，压力下降速度快，单位压降采气量急速减小，压降曲线呈弯曲状。,第二段为直线段压力下降较前期缓慢，单位压降采气量较初始段增大，并保持为常数，将本段外推至横坐标轴可得气藏的储量。,第三段上翘段或下弯段造成曲线上翘或下弯的因素主要有如下4种情况a、边水或底水的供给b、低渗透带的补给c、异常高压气藏d、反凝析作用,①边水或底水供给---气藏具有边水或底水开采初期，边、底水作用不明显；进一步开采时，地层压力不断下降，边水或底水逐渐侵入气藏，气藏的压降速度随之减小，曲线上翘。在此情况下，不能直接用外推法求气藏储量。,边水侵入的气藏压降曲线图,②低渗透率带的补给--如缝洞发育不均匀的裂缝性碳酸盐岩气藏,开采初期，采出气量主要来自渗透性好的大缝、大洞；到气藏开采的中、后期，压力降落传递到微缝、微洞，以及基岩孔隙中，其中的气体将起补给作用，导致压力降落速度减慢，单位压降产气量提高。→压降曲线将偏离直线而向上翘。,压降-产能关系曲线具有2个明显不同的斜率段●第一曲线段斜率较平缓，出现在高异常压力区内--压力降低时，岩石和束缚水弹性膨胀产生附加压力，→使压力降落减慢。,●第二曲线段斜率较大，出现于正常地层压力区内。气藏压力达到正常值时，气体膨胀超过岩石和束缚水的膨胀→压力迅速下降。,③异常高压气藏,若气藏中天然气接近于露点，将出现反凝析现象。天然气密度＜液体密度→压降速度加快，曲线斜率变陡,④反凝析作用,⑵其它因素影响①测压和产量计量不准确（人为因素、系统因素）；②井身质量不符合要求（固井质量不合格）；,---⑴单位压降采气量不为常数,,三、压降法的影响因素之一,四、压力降落法运用的条件,⑵适应于开采期间气藏容积不变的那些气藏即纯气驱气藏，不能用于水压驱动气藏。,⑴只能在气藏开采到一定阶段大约采出10左右，获得一定数量的产量、压力资料之后进行。,⑶对边缘有含油气带的气藏，由于压力降低，溶在油中的气大量析出，将导致计算结果不准确。,⑷要求整个气藏是互相连通的；因断层或岩性尖灭被分割时，应分别计算。,第六章石油及天然气储量计算（结束）,