第六节水动力圈闭和油气藏 、水动力圈闭和油气藏的定义 水动力圈闭:在水动力作用下,储集层中被高油、气势面,非滲透性遮挡单独或联 合封闭而形成的油或气的低势区称为水动力圈闭。在其中聚集了烃类之后则称为水动力油气 油、气、水都是流体,在地层中的流动要遵循流体力学规律,流体势的作用使流体 在各自的力场作用下流向各自的低势区,如果油或气的低势区构成封闭就形成水动力圈闭 油气在其中能够聚集,油水界面顺水流方向发生倾斜。水动力的作用可在多种情况下形成油 气聚集,产生各种类型的水动力圈闭 二、流体势 流体在地层中的流动要遵循流体力学的基本原理,即流体整个系统在处于稳定状态 以前,总是自发地由机械能高的地方流向机械能低的地方。 Hubbert(1!940)将单位质量的流 体所具有的机械能之和定义为流体的势(Φ),机械能包括压能、动能和位能,也就是说, 流体在其达到势能最低值以前,总是在各自力场的支配下,由各自的高势区向低势区流动。 流体势(Φ)可表示为 q p-+g2+2q 根据地层的条件上式可简化为: Φ=g·Z+P/p 若不考虑毛细管压力的作用
第六节 水动力圈闭和油气藏 一、水动力圈闭和油气藏的定义 水动力圈闭:在水动力作用下,储集层中被高油、气势面,非渗透性遮挡单独或联 合封闭而形成的油或气的低势区称为水动力圈闭。在其中聚集了烃类之后则称为水动力油气 藏。 油、气、水都是流体,在地层中的流动要遵循流体力学规律,流体势的作用使流体 在各自的力场作用下流向各自的低势区,如果油或气的低势区构成封闭就形成水动力圈闭。 油气在其中能够聚集,油水界面顺水流方向发生倾斜。水动力的作用可在多种情况下形成油 气聚集,产生各种类型的水动力圈闭。 二、流体势 流体在地层中的流动要遵循流体力学的基本原理,即流体整个系统在处于稳定状态 以前,总是自发地由机械能高的地方流向机械能低的地方。Hubbert(1940)将单位质量的流 体所具有的机械能之和定义为流体的势(Φ),机械能包括压能、动能和位能,也就是说, 流体在其达到势能最低值以前,总是在各自力场的支配下,由各自的高势区向低势区流动。 流体势(Φ)可表示为: 根据地层的条件上式可简化为: Φ = g·Z + P/ρ 若不考虑毛细管压力的作用
油、气、水的势可根据定义表示为: g·Z+P/pw Φo=g·Z+P/po dg=g·Z+P/pg 测势面 =h-Z 一=z+ P Pg A Z测点高程 基准面 势、总压头、压头(h-)和压力的关系示意图 三、水动力圈闭的形成 静水柱压力P=pw·H·g,代入流体势公式,则 Φw=g·Z+P/pw=g·Z+pw·H·g/pw=g(Z+H)=g·hw hw为测试面到基准面的距离,也叫水头。 将油势、水势公式分别除以g,可得油头和气头 P g g Pg尽
油、气、水的势可根据定义表示为: Φw = g·Z + P/ρw Φo = g·Z + P/ρo Φg = g·Z + P/ρg 三、水动力圈闭的形成 静水柱压力 P = ρw·H·g,代入流体势公式,则: Φw = g·Z + P/ρw = g·Z +ρw·H·g /ρw = g(Z + H)= g·hw hw 为测试面到基准面的距离,也叫水头。 将油势、水势公式分别除以 g,可得油头和气头:
再将静水柱压力公式和水头公式代入上式,可得 = Ox-o 上式表明ho、hg仅与hw和Z有关。在静水条件下,hw为定值, 油气势只与高程Z成反比,油气等势线与构造等高线平行,构造高 部位为低势区。在动水条件下,hw顺水流方向降低,为一变量 油气势取决于水动力hw和高程Z。由hw和Z确定的ho、hg等值线构成的闭合区为水动力 圈闭的位置 回合区 等b图 四、水动力圈闭油水界面的倾斜度 在动水条件下,hw顺水流方向降低,ho、hg等值线与 构造等高线不平行,油或气水界面发生倾斜,其倾斜度与水 头梯度、流体密度差有着密切关系,倾斜度可用下式表示: 式中0o/w、0g/w分别代表油水、气水界面的倾斜角, dh/d为水头梯度。pw/pW-po、pw/pwpg称为放大系数
再将静水柱压力公式和水头公式代入上式,可得: 上式表明 ho、hg 仅与 hw 和 Z 有关。在静水条件下,hw 为定值, 油气势只与高程 Z 成反比,油气等势线与构造等高线平行,构造高 部位为低势区。在动水条件下,hw 顺水流方向降低,为一变量。 油气势取决于水动力 hw 和高程 Z。由 hw 和 Z 确定的 ho、hg 等值线构成的闭合区为水动力 圈闭的位置。 四、水动力圈闭油水界面的倾斜度 在动水条件下,hw 顺水流方向降低,ho、hg 等值线与 构造等高线不平行,油或气水界面发生倾斜,其倾斜度与水 头梯度、流体密度差有着密切关系,倾斜度可用下式表示: 式中 θo/w、θg/w 分别代表油水、气水界面的倾斜角, dh/dl 为水头梯度。ρw/ρw-ρo、ρw/ρw-ρg 称为放大系数
由于po大于pg,因此油水界面的倾斜度要比气水界面的 倾斜度大,使石油和天然气的水动力圈闭的位置随水头 梯度的改变而改变。水动力作用可以使原来静水条件下 不存在圈闭的地方形成圈闭,也可以使原来的圈闭遭到 破坏 L 油水界面倾斜度与测势面坡度(水头梯度)关系图 五、水动力圈闭的类型 由水动力因素起主导控制作用的水动力圈 闭主要有三种类型 鼻状构造和构造阶地型水动力圈闭 这种构造在静水条件下不存在闭合区,不能形 成圈闭。但在流水作用下,油、气等势面顺水流方 向倾斜,当倾斜度大于储层上倾方向倾角,小于下 倾方向倾角时,高油、气势面与储层顶面构成闭合 的低位能区,形成圈闭 单斜型水动力圈闭 此种类型圈闭是由于单斜储层中沿水流下倾方
由于 ρo 大于 ρg,因此油水界面的倾斜度要比气水界面的 倾斜度大,使石油和天然气的水动力圈闭的位置随水头 梯度的改变而改变。水动力作用可以使原来静水条件下 不存在圈闭的地方形成圈闭,也可以使原来的圈闭遭到 破坏。 五、水动力圈闭的类型 由水动力因素起主导控制作用的水动力圈 闭主要有三种类型: 鼻状构造和构造阶地型水动力圈闭 这种构造在静水条件下不存在闭合区,不能形 成圈闭。但在流水作用下,油、气等势面顺水流方 向倾斜,当倾斜度大于储层上倾方向倾角,小于下 倾方向倾角时,高油、气势面与储层顶面构成闭合 的低位能区,形成圈闭。 单斜型水动力圈闭 此种类型圈闭是由于单斜储层中沿水流下倾方
向渗透性的改变,流速变化使油、气等势面倾斜或 弯曲,与储层顶面构成闭合形成。流速改变使等势 面倾斜或弯曲是形成此类油气藏的基本条件, 纯水动力油气藏 这种类型的油气藏是由单一的水动力封闭所形 成,是由单一的油、气等势面自身构成闭合。 圈闭的概念 油气圈闭:油、气、水流体,在其力场强度的作用下,油气将由高势区流向各自的 低势区,这种储集层中被高油或气 势面、非渗透性遮挡单独或联合封闭而形成的油或气的低势区,称为油气圈闭
向渗透性的改变,流速变化使油、气等势面倾斜或 弯曲,与储层顶面构成闭合形成。流速改变使等势 面倾斜或弯曲是形成此类油气藏的基本条件。 纯水动力油气藏 这种类型的油气藏是由单一的水动力封闭所形 成,是由单一的油、气等势面自身构成闭合。 圈闭的概念 油气圈闭:油、气、水流体,在其力场强度的作用下,油气将由高势区流向各自的 低势区,这种储集层中被高油或气 势面、非渗透性遮挡单独或联合封闭而形成的油或气的低势区,称为油气圈闭