石油钻井行业综合气测录井知识课件.ppt
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- 石油 钻井 行业 综合 气测录井 知识 课件
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1、 第第一一部部分分气测录井基础理论气测录井基础理论第第二二部部分分气测录井资料的解释评价与应用气测录井资料的解释评价与应用 气测录井属随钻天然气地面测试技术,主要是通过对钻井液中天然气测录井属随钻天然气地面测试技术,主要是通过对钻井液中天然气的组成成份和含量进行测量分析,依此来判断地层流体性质,间接地气的组成成份和含量进行测量分析,依此来判断地层流体性质,间接地对储层进行评价。气测录井能够及时地发现油气层,并对井涌、井喷等对储层进行评价。气测录井能够及时地发现油气层,并对井涌、井喷等工程事故进行预警。工程事故进行预警。综合气测录井知识综合气测录井知识第第一一部部分分气测录井基础理论气测录井基础
2、理论地层中石油与天然气的储集状态地层中石油与天然气的储集状态 石油、天然气进入钻井液的方式与分布状态石油、天然气进入钻井液的方式与分布状态 气测录井资料的影响因素气测录井资料的影响因素综合气测录井知识综合气测录井知识 一般情况下,大多数的石油与天然气以不同的数量和储集一般情况下,大多数的石油与天然气以不同的数量和储集形式存在于沉积岩层中,储集岩性一般是砂岩和碳酸盐类地层。形式存在于沉积岩层中,储集岩性一般是砂岩和碳酸盐类地层。在岩层的裂隙中和节理发育的地方以及泥质岩类的地层中,有在岩层的裂隙中和节理发育的地方以及泥质岩类的地层中,有时也会有油气的聚集。时也会有油气的聚集。石油、天然气不仅储集在
3、不同的地层和岩性中,而且在同石油、天然气不仅储集在不同的地层和岩性中,而且在同一地层和岩性中,它的储集形态也不同。烃类气体的储集状态一地层和岩性中,它的储集形态也不同。烃类气体的储集状态一般有:游离状态、溶解状态和吸附状态三种。一般有:游离状态、溶解状态和吸附状态三种。综合气测录井知识综合气测录井知识 游离气的储集是指纯气藏形成的天然气储集和油气藏中气顶形成游离气的储集是指纯气藏形成的天然气储集和油气藏中气顶形成的天然气储集。这种类型的气体储集,是以游离状态存在于地层中。的天然气储集。这种类型的气体储集,是以游离状态存在于地层中。游离气的储集溶解气的储集 天然气具有溶解性。它不仅能溶解于石油,
4、而且还能溶解于水,这天然气具有溶解性。它不仅能溶解于石油,而且还能溶解于水,这样就形成了溶解气的储集。天然气的各组分在石油和水中的溶解度极不样就形成了溶解气的储集。天然气的各组分在石油和水中的溶解度极不相同,烃类气体和氮气在水中的溶解度很小,二氧化碳和硫化氢的溶解相同,烃类气体和氮气在水中的溶解度很小,二氧化碳和硫化氢的溶解度较大。烃类气体在石油中的溶解度比在水中的溶解度大得多,属于最度较大。烃类气体在石油中的溶解度比在水中的溶解度大得多,属于最易溶解在石油中的气体。易溶解在石油中的气体。一、地层中石油与天然气的储集状态一、地层中石油与天然气的储集状态溶解气的储集 以甲烷为例,在石油中的溶解度
5、为水中溶解度的以甲烷为例,在石油中的溶解度为水中溶解度的1010倍。倍。而不同的烃类气体在石油中的溶解度也不同,它随烃气的分而不同的烃类气体在石油中的溶解度也不同,它随烃气的分子量的增大而增大。假如:甲烷在石油中的溶解度为子量的增大而增大。假如:甲烷在石油中的溶解度为1 1,则,则乙烷为乙烷为5.55.5,丙烷为,丙烷为18.518.5,丁烷以上的烃气,可按任意比例,丁烷以上的烃气,可按任意比例与石油混合。与石油混合。一、地层中石油与天然气的储集状态一、地层中石油与天然气的储集状态溶解气的储集 二氧化碳和硫化氢在石油中的溶解度比在水二氧化碳和硫化氢在石油中的溶解度比在水中要稍大一些,氮气则不易
6、溶解于石油中。中要稍大一些,氮气则不易溶解于石油中。一、地层中石油与天然气的储集状态一、地层中石油与天然气的储集状态溶解气的储集 总之,烃类气体属于极易溶解于石油而难溶解于水的气总之,烃类气体属于极易溶解于石油而难溶解于水的气体。所以,在油藏内有大量的烃气储集,一般以液态形式存体。所以,在油藏内有大量的烃气储集,一般以液态形式存在于油田内或以气态的形式存在于凝析油田内。在地层水中,在于油田内或以气态的形式存在于凝析油田内。在地层水中,烃气的储集量很少,特别是含残余油的水层,天然气的含量烃气的储集量很少,特别是含残余油的水层,天然气的含量更少。更少。一、地层中石油与天然气的储集状态一、地层中石油
7、与天然气的储集状态 吸附状态的天然气多分布在泥质地层中,它以吸附着的状态吸附状态的天然气多分布在泥质地层中,它以吸附着的状态存在于岩石中,如储集层上、下井段的泥质盖层,或生油岩系。存在于岩石中,如储集层上、下井段的泥质盖层,或生油岩系。这种类型的气体聚集,称为泥岩含气。一般没有工业价值,但在这种类型的气体聚集,称为泥岩含气。一般没有工业价值,但在特殊情况下,大段泥岩中夹有薄裂隙或孔隙性砂岩薄层等,会形特殊情况下,大段泥岩中夹有薄裂隙或孔隙性砂岩薄层等,会形成具有工业价值的油气流。成具有工业价值的油气流。吸附状态的储集一、地层中石油与天然气的储集状态一、地层中石油与天然气的储集状态 在钻井过程中
8、,石油、在钻井过程中,石油、天然气以两种方式进入钻天然气以两种方式进入钻井液。其一是来自钻碎的井液。其一是来自钻碎的岩石中的油气进入钻井液;岩石中的油气进入钻井液;其二是由钻穿的油气层中其二是由钻穿的油气层中的油气,经渗滤和扩散的的油气,经渗滤和扩散的作用而进入钻井液。作用而进入钻井液。1.1.被钻碎的岩屑中的油气被钻碎的岩屑中的油气进入钻井液进入钻井液 形成破碎气形成破碎气 油气层被钻开后,岩屑和其中所携带的油气进入钻井液中与之混合,岩屑中的油气又有一部分逐渐扩散到钻井液中,单位时间钻开的油气层体积越大,进入钻井液的油气越多。油气层被钻开后,岩屑油气层被钻开后,岩屑中的油气由于受到钻头的机中
9、的油气由于受到钻头的机械破碎的作用,有一部分逐械破碎的作用,有一部分逐渐释放到钻井液中。单位时渐释放到钻井液中。单位时间钻开的油气层体积越大,间钻开的油气层体积越大,进入钻井液的油气越多。进入钻井液的油气越多。二、石油、天然气进入钻井液的方式与分布状态二、石油、天然气进入钻井液的方式与分布状态 2.2.被钻穿的油气层中的油气,被钻穿的油气层中的油气,经渗滤和扩散作用进入钻井液经渗滤和扩散作用进入钻井液 1)1)油气层中的油气经扩散油气层中的油气经扩散作用进入钻井液作用进入钻井液 油气层中油气的扩散是油气层中油气的扩散是指油气分子通过某种介质从指油气分子通过某种介质从浓度高的地方向浓度低的地浓度
10、高的地方向浓度低的地方移动而进入钻井液。方移动而进入钻井液。2)2)油气层中的油气经油气层中的油气经渗滤作用进入钻井液渗滤作用进入钻井液 油气层中油气的渗滤油气层中油气的渗滤是指油气层的压力大于液是指油气层的压力大于液柱压力时,油气在压力差柱压力时,油气在压力差的作用下,沿岩石的裂缝、的作用下,沿岩石的裂缝、孔隙以及构造破碎带,向孔隙以及构造破碎带,向压力较低的钻井液中移动压力较低的钻井液中移动。二、石油、天然气进入钻井液的方式与分布状态二、石油、天然气进入钻井液的方式与分布状态 3.3.石油、天然气进入钻井液后的分布状态石油、天然气进入钻井液后的分布状态 游离气以气泡形式与钻井液混合,然后逐
11、渐游离气以气泡形式与钻井液混合,然后逐渐溶于钻井液中。一般情况下,天然气与钻井液接溶于钻井液中。一般情况下,天然气与钻井液接触面积越大,溶解越快;接触时间越长,溶解程触面积越大,溶解越快;接触时间越长,溶解程度越大。度越大。1)1)油气呈游离状态与钻井液混合油气呈游离状态与钻井液混合 二、石油、天然气进入钻井液的方式与分布状态二、石油、天然气进入钻井液的方式与分布状态 2)2)油气呈凝析油状态油气呈凝析油状态与钻井液混合与钻井液混合 凝析油和含有溶解气的石油凝析油和含有溶解气的石油从地层进入钻井液后,在钻井液从地层进入钻井液后,在钻井液上返过程中,由于压力降低,凝上返过程中,由于压力降低,凝析
12、油大部分会转化为气态烃;高析油大部分会转化为气态烃;高油气比地层油气比地层C C1 1-C-C4 4含量较高。随含量较高。随着钻井液的上返,含有溶解气的着钻井液的上返,含有溶解气的石油,由于压力降低,会释放出石油,由于压力降低,会释放出大量的天然气。大量的天然气。(释放出天然气的数量(释放出天然气的数量取决于石油的含量与质量)。取决于石油的含量与质量)。3)3)天然气溶解于地天然气溶解于地层水中与钻井液混合层水中与钻井液混合 溶解于地层水中的天然气进入钻溶解于地层水中的天然气进入钻井液后与之混合,一般而言地层水量井液后与之混合,一般而言地层水量比钻井液量少得多,因而会被钻井液比钻井液量少得多,
13、因而会被钻井液所冲淡,这时地层水中的天然气将以所冲淡,这时地层水中的天然气将以溶解状态存在于钻井液中,而且钻井溶解状态存在于钻井液中,而且钻井液中的天然气浓度不会太大。随着钻液中的天然气浓度不会太大。随着钻井液的上返,压力降低,天然气将不井液的上返,压力降低,天然气将不会游离出来而变成气泡。只有在地层会游离出来而变成气泡。只有在地层水较大情况下,水被钻井液冲淡不大水较大情况下,水被钻井液冲淡不大当地层水中溶解气量较大时,才会天当地层水中溶解气量较大时,才会天然气游离成气泡状态。然气游离成气泡状态。二、石油、天然气进入钻井液的方式与分布状态二、石油、天然气进入钻井液的方式与分布状态 4)4)油气
14、被钻碎的岩油气被钻碎的岩屑吸附着与钻井液混合屑吸附着与钻井液混合 当油气被钻碎的岩屑所吸当油气被钻碎的岩屑所吸附与钻井液混合后,随着钻井附与钻井液混合后,随着钻井液的上返,压力降低,岩屑孔液的上返,压力降低,岩屑孔隙中所含的游离气或吸附气体隙中所含的游离气或吸附气体积将会膨胀而脱离岩屑进入钻积将会膨胀而脱离岩屑进入钻井液。岩屑返出后,孔隙中以井液。岩屑返出后,孔隙中以重质油为主。重质油为主。上述的这些过程在某种程度上上述的这些过程在某种程度上可能相互重叠。在地层的孔隙中,可能相互重叠。在地层的孔隙中,可能有游离气和凝析油同时存在,可能有游离气和凝析油同时存在,或者游离气与石油同时存在,但总或者
15、游离气与石油同时存在,但总体认为:进入钻井液中的油气,随体认为:进入钻井液中的油气,随着钻井液由井底返至井口过程中,着钻井液由井底返至井口过程中,在井底部主要是游离气溶解在钻井在井底部主要是游离气溶解在钻井液中,而随着钻井液的上返压力降液中,而随着钻井液的上返压力降低,钻井液中所溶解的天然气已达低,钻井液中所溶解的天然气已达饱和,此时溶解气可从钻井液中分饱和,此时溶解气可从钻井液中分离出来形成气泡。离出来形成气泡。二、石油、天然气进入钻井液的方式与分布状态二、石油、天然气进入钻井液的方式与分布状态 根据以上分析可将石油、天根据以上分析可将石油、天然气进入钻井液的方式归纳为:然气进入钻井液的方式
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