第一章儲集層與油氣藏
第一節儲集層的性質
石油、天然氣聚集在油藏中，它（們）存在於油藏裡的如同水豆腐（也有形象比喻成含水的海綿）似的岩層中。這就是本節重點要介紹的儲集層及其特徵。
一、儲集層的概念
儲集層在油田勘探開發中的地質概念：能夠儲存和滲濾流體的岩層，稱為儲集層。所以儲集層具備了兩個基本特徵——孔隙性和滲透性。
也就是說：孔隙性的好壞直接決定著儲集層儲存油氣的數量（能力），滲透性的好壞則控制著儲集層內所含油氣的產能。
雖然儲集層的含義強調了具備儲存油氣和允許油氣滲濾的能力，並不是意味著其中一定儲存了油氣。如果儲集層中含有了油氣，則該儲集層就稱為含油氣層——油層（氣層、油氣層）。
儲集層的岩石基本型別，通常分為砂（礫）儲集層、碳酸鹽岩儲集層、岩漿巖和變質岩及泥頁岩儲集層三大類。這幾大儲集層岩石的結構特點如顆粒性、分選型、膠結等，與採油工關係不大，這裡不再詳述。
二、儲集層的孔隙性
儲集層的孔隙性實質是儲集巖中未被固體物質所填充的空間部分。它包括粒間孔隙、粒內孔隙、裂縫、溶洞等各種型別。
（一） 孔隙的大小
根據孔隙直徑和裂縫寬度以及對流體的作用將孔隙的大小劃分3種型別。
（1）超毛細管孔隙：孔隙直徑大於0.5mm或裂縫寬度大於0.25mm。其中流體在重力作用下可以自由流動，服從水動力學一般規律。
（2）毛細管孔隙：孔隙直徑在0.5-0.
0002mm之間或裂縫寬度在0.25-0.0001mm之間。
孔隙中的流體內及流體和孔隙壁之間都處在分子引力的作用下，所以流體已不能在其中自由流動，只有當外力大於毛細管阻力時，流體才能在其中流動。
（3）微毛細管孔隙：孔隙直徑小於0.0002mm或裂縫寬度小於0.
0001mm。孔隙中的流體內及流體和孔隙壁之間都處在相當大的分子引力作用下，所以在地層條件下，流體已不能在其中自由流動。
所以，上述3種孔隙中只有前兩者對油氣的儲集才有意義。
（二） 孔隙度
孔隙度是為了衡量岩石中孔隙體積的大小以及孔隙的發育程度而提出的概念，分為絕對孔隙度、有效孔隙度、流動孔隙度。
（1）絕對孔隙度：岩石（樣）中所有孔隙空間體積之和與該岩石（樣）總體積的比值，稱為該岩石（樣）的絕對孔隙度，用小數或百分數表示。
（2）有效孔隙度：是指岩石（樣）中那些參與滲流的、相互連通的孔隙空間體積之和與該岩石（樣）總體積的比值，稱為該岩石（樣）的有效孔隙度，用小數或百分數表示，符號為。有效孔隙度是油層儲油好壞的重要標誌之一，它被用於計算地質儲量。
（3）流動孔隙度：流動孔隙度是各油田開發實際需要提出的概念，即在一定條件下，流體可以在岩石中流動的孔隙體積與該岩石（樣）總體積的比值，稱為該岩石（樣）流動孔隙度。
三、儲集層的滲透性
儲集層的滲透性是指在一定壓差下，儲集層本身允許流體通過的能力。同孔隙性一樣，滲透性也是儲集層重要引數之一，它不僅控制著儲能，還控制著產能。岩石滲透性的好壞用滲透率來表示。
滲透率可分為絕對滲透率、有效滲透率和相對滲透率。
（一） 絕對滲透率
當單相流體充滿岩石孔隙，且流體不與岩石發生任何物理化學反應，流體的流動性符合達西直線滲透定律時，所測得的岩石對流體的滲透能力稱為該岩石的絕對滲透率。計算公式（達西公式）為：
qlk5-1-1)
aδp試中 k——岩石的絕對滲透率，m2；
a——巖樣截面積，cm2；
l----巖樣長度，cm；
----流體粘度，
δp---巖樣兩端壓差，mpa；
q----壓差為δp下的流量，cm3/s。
滲透率的舊單位是達西，它的物理意義是：當粘度為的液體在其兩端的壓差為0.1 mpa的壓差作用下，經過長度為1cm、桔面積為1 cm2的岩石（滲流），那麼在1s內流過的液體體積為1cm3，則該岩石的滲透率為1d（1d=0.
987m2）。
絕對滲透率理論上講它反映的是岩石本身屬性。如用空氣測定的油層滲透率叫絕對滲透率，也叫空氣滲透率。它反映岩石的物理性質，其單位為微公尺平方（m2）。
（二） 有效滲透率
在實際油層內，岩石孔隙並非只被單相流體所飽和，而是兩相（油—水、氣—水、油—氣）或者是三相（油—氣—水）流體共同存在。它們不僅與岩石發生各種物理化學作用，而且各相流體之間相互干擾，岩石對每種相的滲透作用與單相流體有很大的差別。為了表示岩石對每一種相流體的滲透性，提出了有效滲透率或相對滲透率的概念，其單位為微公尺平方（m2）。
所謂岩石有效滲透率是指當岩石孔隙為多相流體通過時，岩石對每一種流體的滲透率。它既反映了油層岩石本身的屬性，而且還反映了流體性質及其在岩石中的分布。
（三） 相對滲透率
在實際應用中，為了應用方便，也為了便於對比出各相流體阻力的比例大小，提出了相對滲透率的概念。
某一相流體的相對滲透率是指該相流體的有效滲透率與絕對滲透率的比值，它是衡量某一流體通過岩石的能力大小的直接指標，為無因次量。
大量的油田開發及實驗證明：有效滲透率和相對滲透率不僅與岩石性質有關，而且與流體的性質和飽和度有關。
這裡先學習乙個相關的重要概念：岩石中所含油或水的體積與岩石孔隙體積的比值就叫含油飽和度或含水飽和度，常用百分數表示：
含油飽和度=岩石中含油的體積/岩石孔隙體積×100%
含水飽和度=岩石中含水的體積/岩石孔隙體積×100%
相對滲透率曲線：相對滲透率曲線就是把某相的相對滲透率與飽和度的關係用曲線表示出來，如圖5-1-1所示：
從曲線中可以看出：隨著某相流體飽和度的增加，其有效滲透率和相對滲透率均增加，直到全部為該種單相流體的飽和度，此時其有效滲透率等於絕對滲透率，相對滲透率等於1。
四、孔隙度與滲透率的關係
孔隙度與滲透率是儲集層岩石的兩個基本屬性，它們之間沒有嚴格的函式關係，因為影響它們的因素很多，一般來說有效孔隙度大，則絕對滲透率也高，在有效孔隙度相同的條件下，孔隙直徑小的岩石比直徑大的岩石滲透率低，孔隙形狀複雜的岩石比形狀簡單的岩石滲透率低。
第二節油層及其分類
前面介紹的儲集層已是把油藏放大且拉近了一步，現在我們再把它拉近放大一次，即油層——這個油田開採過程中始終離不開的研究物件，詳細地學習掌握有關油層的概念內涵。
油層廣義概念是指，儲集層內凡是含有油氣條件的岩層都叫油（氣）層。在地質上又把它進一步劃分為：單油層、隔層、夾層、油層組、油砂體等，如圖5-1-2所示。
單油層：是指上下泥岩分隔的具有含油條件的砂岩、粉砂岩等岩層，如圖5-1-4所示，本圖共有7個油層。
油層組：是指油層分布狀況、油層性質基本相同，在一套相似的沉積環境下形成的油層的組合，如圖5-1-3所示，有ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ個油層組。
隔層：是油層剖面中滲透率相對很低或不滲透的岩層。在注水開發的油田中可以利用隔層來封隔開上下不同層系的油層而防止注入水時發生相互竄通，如圖5-1-4所示，共有6個隔層。
夾層：一是指油層以外的其他特低滲透或不滲透岩層；二是指在較厚的油層內部有一段很薄的不滲透泥岩，或是有一段在物性上與油層本身相比，滲透率較低的物性夾層，如圖5-1-4所示，為物性夾層，它是油田開發中後期調整挖潛的物件。
圖5-1-2 某油藏油層區域性剖面圖
圖5-1-3 圖5-1-2的區域性放大圖
油層厚度：一般是指某井某層段的砂岩（岩層）的厚度或油層組整體厚度。
有效厚度：是指某一油層（或油層組）在現有開採工藝技術條件下能夠開採出具有工業價值的**的油層厚度。它比油層厚度小，單位為公尺（m）。
有效厚度與有效滲透率是油田開發過程中方案調整、挖潛等兩個非常重要引數；兩者之積叫地層係數，是油層（單井、區塊等）產油能力的主要引數（標誌）。
圖5-1-4 圖5-1-3的區域性又一次放大圖
第二章油田開發方案
第一節開發層系的劃分
一、開發層系劃分的意義
開發層系的劃分是非常重要的，特別是我國大多數油田是非均質多油層油田，各油層的特性往往彼此差異很大，合採是不行的。其意義是：
（1）合理劃分開發層系，有利於充分發揮各類油層的作用；
（2）劃分開發層系是部署井網和規劃生產設施的基礎；
（3）採油工藝技術的發展水平要求進行劃分開發層系等。
二、開發層系劃分的原則
開發層系劃分主要目的是把特徵相近的油層合在一起，以注水開發油田為例，一般原則是（結合後面的開採方式理解）：
（1）獨立的開發層系，必須具有一定的經濟上允許的可採儲量，滿足一定的採油速度和穩產時間；
（2）獨立的開發層系上下必須具有良好的隔層，確保層系間不發生竄通和干擾；
（3）同一開發層系內的各油層物性應盡可能接近，減少層間矛盾；
（4）同一開發層系的各油層，其構造形態、油水分布、壓力系統和**性質，應基本接近；
（5）同一開發層系必須具有經濟上合理的、較穩定的生產能力，不宜過細以及滿足採油工藝技術的要求。
第二節油藏驅動方式
油藏驅動就是油層採用什麼能量來驅油。一般油藏內油層中油、氣、水構成乙個統一的水運動系統，在油層未被開啟時，油、氣、水處於平衡狀態，油層內部承受著較大壓力而具有潛在的（天然）能源，這些潛在能量，在開採時就是油氣在油層中流動的動力**，而油層中這種天然能量有以下五種。
（1）邊水或底水壓頭：通常是油氣流動的主要動力，在開採過程中，油水介面不斷向油井方向移動，向油藏內部移動。
（2）氣頂壓頭：當地層壓力下降時，依靠氣頂氣膨脹驅油，在開採過程中，油氣介面下移，移向油井方向。
（3）溶解氣：當油層壓力低於飽和壓力時，氣體從**中逸出並不斷膨脹，達到驅油目的。隨著**中氣體消耗增多，油層能量就逐漸趨近枯竭。
（4）流體和岩石的彈性：當油層壓力降低時，油層中的流體和岩石產生彈性膨脹，達到驅油的目的。油層的含水區往往很大，它的膨脹總體積也就很大。
（5）石油的重力：當地層傾角較大，滲透性較好時有驅油作用。
根據上述驅油能量，油藏驅動分為五種型別：即水壓驅動、彈性驅動、氣壓驅動、溶解氣驅動和重力驅動。
一、 水壓驅動
水壓驅動是靠油藏的邊水、底水或注入水的壓力作用把石油推向井底的，如圖5-2-1所示。在水壓驅動方式下，當採出量不超過注入量時，油層壓力、氣油比比較穩定，油井生產能力旺盛，如圖5-2-2所示的生產特徵曲線。
圖5-2-1 油藏水壓驅動示意圖
二、 彈性驅動
彈性驅動是鑽開油層後，地層壓力下降，引起地層及其中液體發生彈性膨脹，體積增大，從而把石油從油層推向井底，這種驅動方式稱為彈性驅動，是油藏的主要驅油動力**。如圖5-2-3所示的生產特徵曲線，其驅油特點是，開採過程中天然氣處於溶解狀態，日產油量不變，氣油比穩定，油層壓力逐漸下降。
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