油气田开发与地质技术研究

作者简介尚养兵，男，汉族，1984年10月出生于山西省永济市，采油工程师，2007年6月成都理工大学石油工程专业毕业并就职于长庆油田分公司第六采油厂，现任新安边采油区技术副经理，长庆油田并下作业专家库评标专家。长期致力于油气田开发地质、油水井增产增注、井下作业技术研究，参与了国内首个致密油开发实验，组织实施了国内首个水平井泵送桥塞压裂、环空加砂压裂、压裂液回收再利用实验，奠定了致密油水平井工厂化作业基础，为其效益开发提供了技术支撑。至今已在油田一线工作十余年，先后荣获厂先进技术工作者、长庆油田三级技术专家、宁夏石油学会优秀科技工作者等多项荣誉，发表论文十余篇，发明实用新型专利4项。王海华，男，汉族，1982年12月出生于宁夏回族自治区中卫市，采油工程师，2005年6月吉林大学资源勘察工程专业毕业并就职于长庆油田分公司第六采油厂，现任新安边采油区副经理，长庆油田井下作业专家库评标专家。长期致力于油气田开发地质、油水井增产增注、井下作业技术研究，至今已在油田一线工作十余年，拥有丰富的油气田现场开发管理经验，先后荣获厂先进工作者称号，发表论文十余篇。吴辉，2005年参加工作以来，主要从事油气田开发工作。多年来，钻研油气田开发相关技术和管理工作，在滚动评价、注水开发、天然气开发、油藏管理、生产现场等方面均具有一定的专业理论水平和丰富的实践经验。参与研究和编制了公司二次开发、二三结合、三次采油等重点油气田开发方案，编制了注水管理、天然气开发、数字油藏等多类指导意见，对油气田开发生产起到了很大的指导作用。在《新疆地质》《矿物岩石》等多类刊物独著和合著发表论文20余篇。

第一章油藏流体运动的规律研究…………………………………………1

    第一节渗流的基本定律………………………………………………………1

    第二节油藏驱动方式的分析………………………··-………………………6

    第三节渗流方式的分析………··…………………………………………’11

第二章油气开发设计研究…………………………………………………16

    第一节油田开发前的准备…………………·………………’…’…………16

    第二节油田开发方案的编制……………-………………………-………‘27

    第三节油田的注水开发·…………………………………’……’………‘‘45

第三章油藏管理研究………………………………………………………59

    第一节油藏开发的管理与监测…-……………………·…………………。59

    第二节油田开发调整…………………·……………-…-………………’‘70

第四章油气田开发地质研究………………………………………………98

    第一节油气田地质研究的意义…………………………………·………‘‘98

    第二节油气田地质研究的基础资料………………………………·……·‘99

    第三节油层对比………·…………………·…··…………………-………‘1 14

    第四节储集层非均质性……………………………………………………122

    第五节油层水洗特征…………………·……··…………………………‘‘138

    第六节剩余油研究…………………………………………………………144

第五章地质作用与造岩矿物研究………………………………………‘149

    第一节地质作用……………………………………………………………149

    第二节造岩矿物……………………………．……………………………．．178

第六章沉积岩……………………………………………………………198

    第一节沉积岩的物质成分及分类……··…………………………………．198

    第二节碎屑岩………·………………………………………．……………．199

    第三节碳酸盐岩…………………．．．…．……………………．……………．220

    第四节煤和油页岩·…………………．．……………………．．……………．231

第七章地层学的基本原理和方法………………………………………235

    第一节地层学的基本概念和原理…………………………………………235

    第二节地层划分与对比的概念与多重地层单位…·……………………．．240

    第j节地层划分对比的方法………………．…．…．．…………………．…．247

第八章构造地质与沉积相………………………………………………256

    第一节构造地质………………………………………………．…．………．256

    第二节沉积相…………………………………………．…．………………．279

第九章油气的生成和生油层……………………………………………310

    第一节油气的生成………………………………．………………………．．310

    第二节生油层研究………………………………………．．………………．317

第十章储集层和盖层……………………………………………………320

    第一节岩石的孔隙性和渗透性……………·……………………………．．320

    第二节碎屑岩储集层………………．…．…………………………．………323

    第三节碳酸盐岩储集层…………………………．…．……………………．326

    第四节其他岩类储集层…………………………………………………．．．331

    第五节盖层·…·………………………………···…………………………．333

参考文献……………………………………………………………………336

  第一章油藏流体运动的规律研究

    第一节渗流的基本定律

    一、渗流的基本概念

    渗流是指流体通过多孔介质的流动。多孔介质是由毛细管或微毛细管组成的介质，或内部含有众多孔隙的固体材料，如孔隙介质、裂缝介质等。

    渗流力学是研究流体在多孔介质中运动规律的科学，即研究流体的运动形态和运动规律的科学。

    在工程技术领域内所出现的渗流称为工程渗流，如化学工业中的催化塔，冶金工业中用氩气通过多孔耐火砖进行钢液脱气等。凡是发生在地下的渗流，如油气在地下的流动统称为地下渗流。生物体内发生的渗流称为生物渗流，如光和作用产生的养料传送给树根，树根吸收土壤中的水分传送给枝叶；动物体内血液流动及矿物质的输送等。由此可见，在生产过程中和科学实验中，如开发油气田，利用地下水及地质资源，水利工程、农业灌溉、土壤改良、生物工程、化学生产、机械冶金及环境保护、地震研究、防止城市沉降等都和渗流力学有着密切的关系。

    油气层渗流力学是渗流力学的一个非常重要的分支学科，油气层渗流力学研究的是地下油层中流体运动的规律；渗流力学的研究对象主要是油、气、水及其混合物在地层中的渗流形态和规律。它是油气田开发、油水井开采及提高采收率的理论基础。

    二、油气储层的内部空间结构

    油气储层是油气储集(存储)的场所和油气运移的通道，是流体发生渗流的前提条件。

    1粒间孔隙结构

    粒问7L隙结构是由大小和形状不同的颗粒堆集组成，颗粒之间被胶结物充填。没有被胶结物充填的那些空间既是储油空问又是油流的通道。其中，黑色部分为胶结物，斜线部分为固体颗粒，空白部分为孔隙空间。由此可见，孔隙的结构是随机的和极不规则的，对油气渗流的影响也是极难预测的，为此，人们对其提出了种种假设模型。这些简化的模型对渗流规律的研究具有较大的意义。

  2纯裂缝结构

  在不渗透的致密碳酸盐岩中只具有微裂缝，这种结构就属于纯裂缝结构。这种结构一般存在于致密的碳酸盐岩中。裂缝既是储油的空间，又是油流的通道。

  3纯溶洞结构

  致密的碳酸盐岩中，若只存在溶洞(洞穴)的结构，就属于纯溶洞结构。粒间孔隙结构、纯裂缝结构和纯溶洞结构三种介质为单纯介质。所谓的单纯介质是指只存在一种孔隙结构的介质，如孔隙介质、裂缝介质等。

    4裂隙结构(裂缝一孔隙结构)

    裂隙结构是指在具有粒间孔隙的岩石中产生了裂缝，即岩层中既有裂缝又有粒间孔隙。

    5洞隙结构(溶洞孔隙结构)

    洞隙结构是指粒间孔隙中产生了洞穴，既有洞穴又有孔隙的结构。洞穴的尺寸一般大于毛细管。孔道半径大于O．25mm的为超毛细管，小于O．0001mm的称为微毛细管，而在0．25～O．0001mm的称为毛细管。粒间7L隙中的流体流动是渗流，而洞穴中的流体流动不是渗流，只是流体力学所讲的流动规律。

    6缝洞结构(裂缝一溶洞结构)

    缝洞结构是指在裂缝结构中产生了溶洞。裂隙结构、洞隙结构和缝洞结构三种介质称为双重介质；同时存在两种或两种以上孔隙结构的介质称为多重介质。

    7洞缝隙结构(裂缝溶洞孔隙结构)

    在裂隙结构中，再加上大的洞穴或者是大的裂缝，形成粒间孔隙、微裂缝、大洞穴或大裂缝并存的混合结构。

  三、油藏外部几何形状及其简化

  油藏是指两个不渗透层中夹着渗透含油层的封闭体系。在开发前，整个油藏处于相对平衡状态。地下流体常常储集在各种构造中，最常见和最典型的构造是背斜构造。下面以背斜构造为例，阐明在静态条件下的地下流体在构造中的分布情况......

$a本书根据油气田开发和油气田地质技术各项政策和规定进行编写，具体内容包括油藏流体运动的规律、试井分析、油藏评价、油田开发设计基础、油藏动态分析方法、油藏管理、地质作用、造岩矿物、岩浆岩及变质岩、沉积岩、古生物基础知识、地层学的基本原理和方法、构造地质、沉积相、石油、天然气和油田水、油气的生成和生油层、储集层和盖层、石油和天然气的运移、油气藏的形成和