油氣儲量的計算方法

1、§3—3 油氣儲量的計算方法,一、容積法計算油氣儲量的思路及公式 容積法計算石油儲量的基本思路，是將整個油藏當作一個有統(tǒng)一壓力系統(tǒng)和彼此連通的容器，在此基礎上首先確定含工業(yè)儲量的油、氣層的體積，然后逐次計算油層孔隙空間體積和油氣的地下體積，最后將油氣的地下體積折算成地面體積或質量。,容積法計算油氣儲量的思路及公式,1、油層巖石總體積 將整個油藏當作一個彼此連通的容器，只要求得整個油藏的含油面積A和油層平均有效厚度h，即可

2、得到油層巖石的總體積為：Ah。,容積法計算油氣儲量的思路及公式,2、油層孔隙空間體積儲集油氣的巖層必須具備一定的連通孔隙度(也稱有效孔隙度)。有效孔隙度定義為:連通孔隙空間體積占油層巖石總體積的百分比。因此，只要我們求得油層平均有效孔隙度φ，我們就可得到油層孔隙空間的總體積為：Ahφ。,容積法計算油氣儲量的思路及公式,3、地下油氣體積在地下油層的孔隙空間中，既含有油氣，也含有一定數量的水，這些水一般以束縛水的狀態(tài)存在。地下油層孔隙空

3、間中油、水含量的體積百分比，稱含油飽和度(S。)與含水飽和度（Sw）。,容積法計算油氣儲量的思路及公式,油藏的含油飽和度(S。)與含水飽和度(Sw)有如下關系： S。+ Sw = 1 只要求得油層平均的原始含油飽和度Soi，就可得到油層孔隙空間中所含油氣的地下體積為：AhφSoi,容積法計算油氣儲量的思路及公式,4、油氣地面體積與質量 由于地下石油中一般都溶解有相當數量的天然氣，當其自地下采出到地面時，由于

4、壓力與溫度的變化，其溶解氣將大量逸出，因此其地面體積將有較大的縮小。石油的地下體積與地面體積之比，稱原油體積系數。原油的體積系數一般都大于1，高者常達1.4------1.5以上。,容積法計算油氣儲量的思路及公式,將地下油氣體積AhφSoi除以原油的原始體積系數Boi，我們就可以得到油氣的地面體積N，為：AhφSoi/Boi將石油的地面體積乘以原油密度ρO，即可得到石油的質量N’，為：AhφSoiρo/ Boi,容積法計算油氣儲量

5、的思路及公式,5、油氣儲量計算公式 根據以上的思路，我們就可得出石油和天然氣儲量計算的公式：(1)石油儲量計算的兩個公式石油儲量以體積為單位的計算公式如下：N = A h φ Soi / Boi或者，石油儲量以質量為單位的計算公式如下：N‘ = AhφSoiρo/ Boi,容積法計算油氣儲量的思路及公式,(2)石油中的溶解氣儲量 石油中的溶解氣儲量，可依據原始溶解氣油比Rsi采用以下公式計算： G = N 

6、15; Rsi 在上式中，也要注意各參數的單位。Rsi習慣采用m3／m3或m3／t兩種單位，因此，原油地質儲量N的單位應與Rsi的單位統(tǒng)一。,容積法計算油氣儲量的思路及公式,(3)氣藏天然氣儲量氣藏天然氣儲量計算公式為：Qg =0.01AhφSgi/Bgi式中Qg-------天然氣地質儲量，108m3； Sgi-------原始含氣飽和度，小數； Bgi------天然氣原始體積系數，小數。,容積法計算油氣儲量的思路

7、及公式,容積法是計算油氣地質儲量的主要方法。該方法適用于不同勘探開發(fā)階段，不同圈閉類型、不同儲集類型和不同驅動方式的油藏。計算結果的可靠程度取決于資料的豐富程度及精度。用于大、中型構造油藏的精度較高，而復雜類型油藏則精度較低。,容積法計算油氣儲量的思路及公式,容積法計算油氣儲量的公式本身并不復雜，但儲量參數的選取確定則十分嚴格復雜。容積法計算油氣儲量總共涉及6個參數：含油面積、有效厚度、有效孔隙度、原始含油飽和度、原油體積系數、原油密度

8、。,二、容積法計算公式中參數的確定,1、含油面積儲量計算中所指的含油面積，是指油藏中具有工業(yè)產能地區(qū)所圍出的面積。那些低于工業(yè)產能的地帶（如油藏邊緣的某些部位）其面積在進行儲量計算時應予扣除。,參數的確定,含油面積的確定，本質上是確定油藏中具工業(yè)產能的油氣層的四周邊界。油藏或油層的四周邊界確定以后，求取含油面積可以采用求積儀或網格法等方法直接量取即可。因此，怎樣確定含油邊界，就成為確定含油面積的主要問題。,以邊底水油藏為例確定含油邊界

9、的方法簡介,以邊底水油藏為例:當油藏存在底水或邊水時，由于在油水界面附近存在含油飽和度逐漸變化的過渡帶，使得這時的含油底界與含油邊界較為復雜和典型。在此我們進行專門介紹。,確定含油邊界的方法,邊底水油藏需要首先確定油水界面的深度位置和過渡帶形態(tài)。在油水界面位置和形態(tài)確定以后，就可根據油水界面深度和過渡帶形態(tài)在油藏頂面構造圖上圈出含油邊界。因此，邊、底水油藏確定含油邊界的問題，實質上是一個確定油藏底界的問題。,確定含油邊界的方法,邊、底

10、水油藏油水過渡帶特征，參見前面我們介紹過的“油藏流體分布---油水過渡帶特征”部分，在此，我們就不再做詳細的介紹。,確定含油邊界的方法,方法一、利用巖心、試油和測井資料確定油水界面：利用巖心、試油和測井資料確定油藏的原始油水界面，是現場普遍采用的方法。其思路與步驟如下：,確定含油邊界的方法,①首先依據油水過渡帶取心資料，通過巖心出筒時的觀察就可以大致確定油水界面的深度位置。A、油層的巖心特征：含油飽滿，顏色深，多為深棕色、棕色、棕

11、褐色，油砂染手，油膩感強，滴水于巖心上，水呈珠滴狀、不浸滲；單層試油結果產油不含水。,確定含油邊界的方法,B、水層的巖心：砂粒干凈、色淺、呈灰白色、灰黃色，滴水于巖心上立即滲入；試油產水或產水帶油花。C、油底、水頂之間油水過渡段的巖心：顏色為淺褐色、淺棕色、砂粒似被水沖洗過，較干凈，無油膩感，滴水到巖心上，水呈透鏡狀或膜狀，水慢慢滲入巖心內；試油為油水同出或產油含水。,確定含油邊界的方法,②確定油水界面最權威的資料是油水過渡帶的試油資

12、料。但怎樣選擇合適的過渡帶試油井段，需要事先根據巖心和測井資料來分析確定。巖心確定出可能的油水界面或過渡帶的大體深度位置以后，要依據測井曲線上油氣水層的測井響應，結合巖心和其它錄井資料進一步判識出可能的油水界面深度位置和過渡帶的高度；,確定含油邊界的方法,據此確定試油井段，用試油結果來證實、充實或修正對油水界面位置的判斷。一個油藏應有不止一口井在油水過渡帶進行試油資料的錄取。,確定含油邊界的方法,應用試油資料時，需結合油分析及水分析資

13、料進行仔細研究。尤其當試油結果為產油含水時，更需要作具體分析。首先看水的產量大小、穩(wěn)定情況，以便鑒定是地層水，還是注入水、泥漿水或地面水。若為后三者，則證明該層是不產水，水為外來水，應為油層。,確定含油邊界的方法,鑒別產出水是否是地層水的方法，主要用水分析資料中氯離子含量和總礦化度兩項指標。因為氯離子和總礦化度在地層水中的含量與注入水、泥漿水、地面水中的含量是不同的。地層水的氯離子和總礦化度高，氯離子含量一般均在1000mg／L以上，總

14、礦化度一般在5000～8000mg／L以上，而且?guī)状稳臃治龅臄抵捣€(wěn)定，水的含量也穩(wěn)定 。,確定含油邊界的方法,如果是鉆井液水、地面水、注入水，則這兩項指標均低，氯離子含量只有幾百，總礦化度為2000～3000mg／L，而且?guī)状稳訑抵挡环€(wěn)定，含水量的變化也大。通過對水分析資料的研究，肯定是鉆井液水、地面水、注入水時，證明所試層不含水，為油層，可定油底（油層底界）。如果為地層水，即使含量低，也不能定油底，應屬于油水過渡段。,確定含油邊

15、界的方法,③以試油資料為依據，結合巖心資料和測井資料進行綜合分析，建立巖、電、物、油四性關系，據此制定出判斷油水層的測井標準。然后依據測井曲線劃分出各井的油層、水層和油水同層。在此基礎上，按各井油、水層的海拔高度繪出油水界面分布圖（圖3-1），就可確定油水界面。將確定出的油水界面投影在油層頂面構造圖上，就可圈出油藏的含油邊界。,圖3-1根據巖心和試油資料確定油水界面,,確定含油邊界的方法,方法二、利用壓力資料判定油（氣）水界面：在一

16、個油藏中，只要有一口井獲得工業(yè)性油流，而另一口井打在油層的含水部分，利用這兩口井測試的可靠的地層壓力和流體密度資料，就可計算出大致的油水界面。,圖3-2利用壓力資料確定油水界面示意圖,確定含油邊界的方法,如圖3-2所示，1號井鉆在油藏的頂部，測得的油層靜止壓力為p0，2號井鉆在油藏的含水部位，測得的水層靜止壓力為pw，其油水界面的計算公式為：pw= p0+(How-Ho)／100ρo+[△H-(HOW-HO)]/100ρW

17、 （1）,確定含油邊界的方法,式（1）經過整理可得式（2）：How = Ho+[p0△H-100(ρW-ρo)]/ρW-ρo,確定含油邊界的方法,式中 Ho —-油井井底海拔高度，m； Hw —-水井井底海拔高度，m； How —-油水界面海拔高度，m；△H—--油井與水井海拔高差，m；,確定含油邊界的方法,ρo —--- 油的密度，t/m3；ρw —-- 水的密度，t/m3；p0—

18、---油井地層壓力，MPa；pw—--- 水井地層壓力，MPa。,確定含油邊界的方法,采用地層壓力計算油水界面，由于實際油藏的復雜性，由于鉆井、完井污染影響井底的連通完善程度導致地層壓力的降低；還由于測壓本身的誤差，都將影響其計算結果的準確性。因此，這一方法只在油藏勘探的初期階段使用，其結果應當采用其它方法進行檢驗、充實和修正。,油、氣界面的確定,油田發(fā)現氣頂以后，如何準確劃分油、氣界面，直接關系到氣頂面積、厚度和油層面積、厚度的參

19、數提取，是一項重要的工作。 大慶的喇嘛甸油田是我國第一個典型的塊狀構造氣頂油田，也是我國發(fā)現最早的氣頂油田。但是利用測井和試油資料都很難確定原始油、氣界面深度，因而給儲量計算和開發(fā)設計帶來困難。,油、氣界面的確定,大慶油田為準確劃分原始油、氣界面，首先從巖心上劃分出油砂與氣砂、油頂與氣底，從而確定油氣界面。其方法是以巖心資料為基礎，試油資料作驗證，區(qū)別油砂與氣砂，即通過詳探階段13口取心井的巖心進行逐井、逐層、逐段的觀察，并選樣

20、進行切片對比。,油、氣界面的確定,大慶總結出肉眼定性判斷油砂與氣砂的主要區(qū)別是：巖心顏色和含油飽滿程度有較明顯的差異，即油砂色深，含油飽滿或較飽滿；氣砂色淺，含油不飽滿或極不飽滿(表3—3 油砂與氣砂巖心特征對比表)。,表油砂與氣砂巖心特征對比表,油、氣界面的確定,在巖心判斷油砂與氣砂的基礎上，再用13口井的試油(氣)資料進行驗證表明，試油(氣)結果與巖心觀察結果完全吻合。將氣層與油層區(qū)分開后，需要從巖心上找出各井的氣層底界與油層頂界

21、的深度，當油氣層直接接觸時，即油砂與氣砂處于同一砂體內，從巖心上觀察油氣界面十分清楚，所定的油氣界面深度誤差在0.5m左右，這是任何方法都不能達到的。（這為聲波時差測井和中子伽馬測井劃分油氣層奠定了基礎和依據）。 圈定出含油、氣邊界以后，含油、氣面積就確定了。,含油邊界確定的其它方法,含油邊界的確定，需要有比較準確的油藏頂面構造圖，需要有油藏邊界斷層比較可靠的平面剖面展布圖，需要有一定數量的探邊井。這三項資料，至關重要。沒有一定數量的探

22、邊井，就無法證實油藏邊界的可靠位置，也難于準確勾畫出油藏的頂面構造圖和邊界斷層的空間展布圖。,含油邊界確定的其它方法,具體圈定含油邊界時，在無其它進一步資料的情況下(注意，如有進一步資料，應當依據這些資料進行分析研究)，現場通常采用以下判別方法：①油藏邊外有落空井并且距邊內正常生產井在一個開發(fā)井距左右時，含油邊界定在兩口出油與不出油井的井距之半。,含油邊界確定的其它方法,②油藏邊外有落空井但距邊內開發(fā)井明顯超過正常井距時，含油邊界定在

23、開發(fā)井外取正常井距之半。③油藏邊外有落空井，油藏邊緣的油井又顯著低產時，含油邊界定在該低產井附近。,含油邊界確定的其它方法,④油藏邊外雖無落空井，但油藏邊部有顯著低產井，而且油層對比明顯變差時，含油邊界定在該低產井附近。,油層有效厚度的確定,2、油層有效厚度油層是指能產出油氣的儲集層。那些雖含油但無產油能力的儲集層一般稱為含油層。在油藏儲集層中，一般存在這樣的情況：儲集層孔滲條件最好的主體部分，含油而且具有產出工業(yè)油氣的能力；而在

24、同一儲集層中的某些局部地帶，可能由于鈣質或泥質含量增加使局部孔滲條件變差，導致含油飽和度降低，成為含油但不產油或產油量極低無經濟意義的非工業(yè)油氣層段或厚度。,油層有效厚度的確定,顯然，這樣的含油層段在計算儲量時應予扣除。只有那些具有工業(yè)產油能力的層段或厚度，才應作為計算油氣儲量的有效的部分，這就產生了油層有效厚度這一重要概念(圖3—4有效厚度示意圖)。,圖例：1—不同含油級別2—不同巖性3—有效厚度,油層有效厚度的確定,所謂油層有效厚度

25、，就是指儲油層中具有工業(yè)產油能力的那部分油層的厚度，即工業(yè)油井內具可動油的儲集層的厚度。有效厚度概念，國內外大體一致。在美國稱生產層凈厚度，根據美國儲量分類標準，只有目前開采有經濟價值的厚度才能計算儲量；目前開采無經濟價值的厚度，只能算做資源。,油層有效厚度的確定,前蘇聯(lián)將油層下限分為三級：一級稱標準界限，此界限以上的油層厚度不僅存在可動油，而且開采時經濟上盈利；二級界限稱下限，下限以上的油層厚度存在可動油，但開采時經濟上不合算；三級

26、界限稱絕對界限，此界限以上的儲集層中存在石油，但不能流動，此界限以下則不含石油；只有標準界限以上的儲集層厚度稱有效厚度。,油層有效厚度的確定,研究有效厚度的基礎資料有巖心、試油和地球物理測井資料。這三種資料各有其局限性，必須綜合運用，以提高全面性和準確度。試油是了解油層產油能力的直接資料，但即使有單層試油資料，其所試厚度也只在幾米以上，因而難于說清什么部位出油、什么部位不出油。巖心是認識儲集空間的直接資料，可以直觀地看見油層中的石油;,

27、油層有效厚度的確定,但由于取心井一般較少，也由于用常規(guī)手段取到地面的巖心其含油性與地下有很大區(qū)別，還由于巖心中的石油不能很好說明是否能夠產出。測井資料的優(yōu)點是每口井都有而且連續(xù)，缺點是必須借助巖心、試油等其它資料才能較為準確地解釋儲集層的巖性、物性和含油性。因此，綜合運用這三種資料，才能提高油層有效厚度的解釋精度。,油層有效厚度的確定,我國總結出一套地質----地球物理的綜合研究油層有效厚度的方法是：以單層試油資料為依據，對巖心資料進行

28、充分試驗和研究，制定出有效厚度的巖性、物性、含油性下限標準，并以測井解釋為手段，應用測井定性、定量解釋方法，制定出油氣層有效厚度的測井劃分標準(包括油、水層標準，油層、干層標準和夾層扣除標準)，用測井曲線及其解釋參數具體確定油氣層有效厚度。,油層有效厚度的確定,由于技術條件的限制（主要由于射孔定位精度的限制），太薄的油層無法準確射孔予以開采，因此，就產生了有效油層的起算厚度標準一詞。我們國家20世紀50、60年代油層起算厚度定在0.4m

29、---0.5m，后來由于技術進步，目前一般定在0.2m，就是說，大于0.2m的有效層才計算有效厚度。對于夾層來講，同樣，大于0.2m的應予以扣除。,油層有效孔隙度的確定,3、油層有效孔隙度孔隙性油層如砂巖的有效孔隙度的確定以實驗室直接測定的巖心分析數據為基礎，對于未取巖心的井則采用測井資料求取有效孔隙度，并用實測巖心孔隙度進行校正，以提高其精度。,油層有效孔隙度的確定,裂縫性油層如某些碳酸鹽巖油層、多數火山巖和變質巖油層的分析孔隙度變

30、化很大，并且一般只能反映基質孔隙度大小，難以反映裂縫孔隙度情況，因此，需要綜合應用各種孔隙度資料(分析孔隙度、測井解釋孔隙度等)來確定比較接近油藏實際的孔隙度數值。,油層有效孔隙度的確定,由于地層高壓條件下的孔隙度與地面常壓下測定的孔隙度有一定的差別，因此,對地面巖心分析所獲得的孔隙度應校正為地層條件下的孔隙度。實驗室提供了不同有效上覆壓力下的三軸孔隙度，利用這些數據就能夠對地面孔隙度進行壓縮校正。根據美國巖心公司研究，三軸孔隙度轉換為

31、地層孔隙度的公式為：,油層有效孔隙度的確定,Φf = Φg – (Φg – Φ3)ε式中：Φf-----校正后的地層孔隙度，小數 Φg-----地面巖心分析孔隙度，小數 Φ3------靜水壓力作用下的三軸孔隙度，小數 ε--------轉換因子，常數注解：通過對人造巖心模型的理論計算和實際巖心測試，得出轉換因子為： ε= 1/3[（1+λ）/（1-λ）]

32、λ：巖石泊松比，無因次量。（橫波變化與縱波變化之比）,原始含油飽和度的測定,4、原始含油飽和度油氣在油層孔隙空間中所占的體積百分比，稱含油飽和度。由于油層孔隙空間結構復雜，非均質性十分嚴重，因而其孔隙度的空間差異是十分巨大的。在這些孔隙空間中既有束縛水(常附著在親水巖石顆粒的表面和細小的孔隙喉道中)，又有大量可動油和少量束縛油(常附著在親油礦物顆粒表面)共存其中。因此，油層內部的含油飽和度各處不同，空間差異很大。,原始含油飽和度的測定

33、,根據大慶油田取心研究原始含油飽和度的實際資料，砂巖油藏純含油段以上的原始油水飽和度與儲層巖石的孔隙度、滲透率、粒度中值和分選系數的高低有很大的關系：儲層物性越好，其原始含油飽和度越高，束縛水飽和度越低。儲量計算中所指的含油飽和度，如無特別申明，都是指油藏或油層的平均的含油飽和度。也只有選取油藏或油層平均的含油飽和度，才對油氣儲量計算有實際意義。,原始含油飽和度的測定,含油飽和度資料的來源有四個方面：①巖心含油飽和度的測定②地球物

34、理測井資料計算③毛管壓力曲線計算④同類油藏進行類比,原油體積系數的確定,5、原油體積系數地層原油體積系數，又簡稱原油體積系數，它定義為原油的油藏體積與其在地面脫氣后的體積之比。由于地層油或多或少都溶解有天然氣，也由于地下溫度高引起熱膨脹，這些都超過彈性壓縮的影響，因而原油體積系數一般都大于1，高者甚至達到1.5—1.8上下。,原油體積系數的確定,原油體積系數是將地下原油體積換算到地面標準條件下的脫氣原油體積的基本參數。凡產油的預探

35、井和部分評價井，都應在試油階段錄取準確的地層流體高壓物性(PVT)樣品，進行室內分析化驗以獲取包括地層油體積系數在內的高壓物性數據。,原油體積系數的確定,在選取原油體積系數時，應注意該高壓物性資料的可靠性；要檢查和評價該高壓物性資料的錄取條件，如果取樣壓力不符合必須高于原始飽和壓力這一基本條件時，該樣品和該資料的可靠性應受到質疑。,地面原油密度的確定,6、地面原油密度 石油儲量計算結果有兩種單位，一種是體積單位，還有就是質量單位。液體

36、石油一般要將計算結果換算為質量單位。進行石油儲量計算時，若要將原油體積量折算為質量，就需要地面原油密度參數。,地面原油密度的確定,地面原油密度資料容易取得，它只需要在油井的井口進行取樣分析就可獲得。作為有一定井數和一定面積的油藏，應當有相當數量具代表性的井的原油分析樣品，通過平均來確定地面原油密度。,二、單元體積法計算油氣儲量,單元體積法計算油氣儲量的原理與容積法完全相同，它是將油藏劃分為若干個大小一定或不等、面積相等或不等的單元，然后

37、用容積法的公式分別計算各個單元內的油氣儲量，最后，將各單元內的油氣儲量累加，便得到整個油藏的油氣總儲量(圖3—5)。,圖3－5單元體積法計算油氣儲量圖,單元體積法計算油氣儲量,大型油藏為保證儲量計算精度，滿足開發(fā)層系劃分的要求，一個油藏內應細分儲量計算單元。應考慮油層參數縱向上的差異性和平面上的分區(qū)性，原則上應將油層物性和原油性質接近的油層合在一個計算單元內，在平面上以區(qū)、塊為單元，在縱向上以油層組為單元計算儲量。,單元體積法計算油氣儲

38、量,油層組的厚度控制在多少米內合適，是一個需要研究的問題。地層厚度過大，頂(底)面構造圖和斷層位置圖難以準確圈定含油面積，一般將儲量算得偏大；地層厚度過小，含油面積內存在許多尖滅區(qū)，由于目前技術條件下尚不能確定井間油層尖滅的確切位置，推斷的巖性邊界會使含油面積出現系統(tǒng)誤差。根據我國實踐經驗，一般取30-50m的油層組(或稱砂巖組)為儲量計算單元較為合適。,單元體積法計算油氣儲量,對于多油水系統(tǒng)的復雜油田，有時斷塊或油水系統(tǒng)將油藏分割得很

39、小，原則上仍應堅持一個油藏為一個計算單元。例如某油田，由于油水分布受構造、斷層、巖性等多種因素控制，各斷塊之間以及一個斷塊內各小層之間都具有獨立的油水系統(tǒng)，各塊各層石油都沒有灌滿，所以應分斷塊分小層計算儲量。,單元體積法計算油氣儲量,過去由于對油藏類型、油水分布規(guī)律認識不清，在地震構造圖上，曾將不同斷塊不同油水系統(tǒng)的油層合在一個計算單元內圈定含油面積，計算儲量，致使儲量偏大好幾倍。所以，斷塊油田應堅持以油藏為單元計算儲量。如果有的油田儲

40、量計算單元很多，需要簡化計算過程，也必須在充分認識該油田油水分布規(guī)律的基礎上合并進行計算。,單元體積法計算油氣儲量,油藏都具有不同程度的非均質性。對于非均質性嚴重的油藏，采用單元體積方法計算地質儲量，不僅能夠給出一個精確、可靠的油氣地質總儲量，而且還可以反映地下油氣儲量在油藏內的分布富集狀況。顯然，單元體積法不失為油氣儲量計算的一個較好的方法。但它本質上仍然是容積法，其儲量計算的關鍵和精度仍然取決于儲量參數的代表性、合理性和精度。對于油