地層溫度與壓力市公開課一等獎省賽課獲獎?wù)n件

第二節(jié)地層溫度一、概述

研究地層溫度主要意義地殼地溫帶劃分地溫梯度與地溫級度二、地溫場研究

地溫測量地溫場特征地溫場與油氣分布關(guān)系影響地溫場分布主要原因地層溫度與壓力第1頁

①當(dāng)代生油理論認(rèn)為地溫是有機(jī)質(zhì)向油氣演化過程中最為主要、最有效原因；②理論和實(shí)際資料研究證實(shí)，油氣田上方經(jīng)常存在地溫正異常，利用地溫場局部正異常能夠?qū)ふ矣蜌馓铮?/p>

③地?zé)崾且粋€寶貴熱能資源，含有成本低、使用簡便、污染小等優(yōu)點(diǎn)。1、研究地層溫度主要意義一、概述地層溫度與壓力第2頁依據(jù)地下溫度改變，常把地殼劃分為下4個地溫帶：2、地殼地溫帶劃分

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溫度日改變帶：該帶溫度受天天氣溫影響，該帶深度范圍普通為1～2m。

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溫度年改變帶：該帶溫度受季節(jié)性氣溫改變影響，深度改變范圍普通為15～30m左右。▲

恒溫帶：30m以下深度，不受季節(jié)性氣溫改變影響?！?/p>

增溫帶：恒溫帶之下，地層溫度隨埋深增加而升高。一、概述地層溫度與壓力第3頁3、地溫梯度與地溫級度

地溫梯度：在恒溫帶之下，埋藏深度每增加100m地溫增高度數(shù)。計算公式以下：G--地溫梯度，℃/100m；t--井深H處溫度，℃；to--平均地面溫度或恒溫帶溫度，℃；H--井下測溫點(diǎn)與恒溫帶深度之差，m。

地溫級度：在恒溫帶之下，地溫每增高1℃時，深度增加值，計算公式：地層溫度與壓力第4頁右圖為依據(jù)東營凹陷133口預(yù)探井資料編繪地溫與深度關(guān)系圖。從該圖可得地溫與深度線性關(guān)系式：東營凹陷地溫與深度關(guān)系圖（據(jù)楊緒充，1984）

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地溫梯度：3.6℃/100m▲

平均地面溫度：14℃

地層溫度與壓力第5頁

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地球平均地溫梯度3℃/100m

--正常地溫梯度。＜3℃/100m--地溫梯度負(fù)異常；＞3℃/100m--地溫梯度正異常。地層溫度與壓力第6頁1、地溫測量2、地溫場特征3、地溫場與油氣分布關(guān)系4、影響地溫場分布原因二、地溫場研究第二節(jié)地層溫度地層溫度與壓力第7頁1、地溫測量

⑴關(guān)井實(shí)測：在打開油層第一批探井中實(shí)測。關(guān)井，待井內(nèi)流體溫度與圍巖原始溫度一致時測量。

⑵外推法：測溫前，循環(huán)井內(nèi)泥漿，計下循環(huán)泥漿耗時t；循環(huán)停頓后，下入溫度計，并計下鉆井液停頓循環(huán)后到溫度計到井底(或研究深度)

時間△t；最終，起出溫度計并讀取溫度(測量次數(shù)3次以上)。將直線外推到無限遠(yuǎn)時間(△t/(t+△t)=1)，直線與縱軸交點(diǎn)為靜止地層壓力。外推法求靜止地層溫度地層溫度與壓力第8頁2、地溫場分布特征地溫梯度在縱向上、平面上都含有顯著規(guī)律性改變。⑴地溫梯度縱向改變下表為東營凹陷6口井系統(tǒng)井溫資料。地層溫度與壓力第9頁依據(jù)井溫資料可編制井溫與深度關(guān)系圖，了解地溫梯度在縱向上改變：這種改變主要受各段巖石熱導(dǎo)率控制。東營凹陷系統(tǒng)測溫井溫度與深度關(guān)系圖

稍高較高稍低較低上第三系稍高，3.61～4.08℃/100m；下第三系Ed-Es3較高；下第三系Es4-Ek稍低，2.55℃/100m；前寒武系較低，2.16℃/100m地層溫度與壓力第10頁⑵地溫場平面展布整體來看，地溫異常平面分布顯著受區(qū)域結(jié)構(gòu)和大斷層控制；地溫梯度等值線與區(qū)域結(jié)構(gòu)輪廓基本一致。東營凹陷地溫梯度(℃/100m)等值線圖(楊緒充，1984)

陳南斷層地層溫度與壓力第11頁1、地溫測量

關(guān)井實(shí)測；外推法

2、地溫場特征

地溫梯度縱向改變；地溫場平面展布3、地溫場與油氣分布關(guān)系4、影響地溫場分布原因二、地溫場研究第二節(jié)地層溫度地層溫度與壓力第12頁

●

普通而言，單位面積上探明儲量：

高梯度值區(qū)(＞4℃/100m)

比中梯度值區(qū)(2～4℃/100m)高9倍，比低梯度值區(qū)(＜2℃/100m)高120倍。

●

天然氣單位面積上探明儲量：

高值區(qū)比中值區(qū)高5.6倍；比低值區(qū)高28倍。3、地溫場與油氣分布關(guān)系⑴地溫與油氣生成

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較高地溫對于油氣生成十分主要。地層溫度與壓力第13頁⑵油氣分布與地溫、地溫梯度統(tǒng)計資料表明，油田分布深度在600～5000m之間；

多數(shù)在1500～3000m。對應(yīng)地溫為60～150℃，且大多數(shù)不超出100℃。⑶油氣田位置與地溫場分布關(guān)系▲含油氣盆地內(nèi)地溫低普通為油田，地溫高普通為氣田▲油藏周圍溫度比油藏本身要低；▲氣藏分布結(jié)構(gòu)高點(diǎn)處地溫顯著升高。3、地溫場與油氣分布關(guān)系地層溫度與壓力第14頁四川隆昌某氣田結(jié)構(gòu)剖面及地溫剖面地層溫度與壓力第15頁4、影響地溫場分布主要原因?qū)嶋H資料表明，地溫場是很不均一。

影響地溫場主要原因有：大地結(jié)構(gòu)性質(zhì)、基底起伏、巖漿活動、巖性、蓋層褶皺、斷層、地下水活動、烴類聚集等。不過，起主導(dǎo)作用和具全局性影響原因是：

大地結(jié)構(gòu)性質(zhì)，如：地殼穩(wěn)定程度及地殼厚度等。地層溫度與壓力第16頁⑴大地結(jié)構(gòu)性質(zhì)

大地結(jié)構(gòu)性質(zhì)及所處結(jié)構(gòu)部位是決定區(qū)域地溫場基本背景最主要控制原因：

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大洋中脊---高地溫；

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海溝部位---低地溫；

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海盆部位---普通地溫；

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穩(wěn)定古老地臺區(qū)---較低地溫；

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中新生代裂谷區(qū)---較高地溫。4、影響地溫場分布主要原因地層溫度與壓力第17頁

地殼厚度對地溫也有主要影響。如我國東部地域地殼普遍薄于西部，故東部各盆地地溫及地溫梯度普通均高于西部。中國東西向地殼厚度改變與地溫關(guān)系示意圖(據(jù)王鈞等，1990)地層溫度與壓力第18頁

●因?yàn)榛谉釋?dǎo)率往往高于蓋層，---深部熱流向基底隆起處集中，使基底隆起區(qū)含有高熱流、高地溫梯度特征，

坳陷(凹陷區(qū))含有低地溫特征。⑵基底起伏

●地溫異常與重力異常相當(dāng)吻合--重力異常是基巖埋深反應(yīng)：二者低值區(qū)同處于凹陷內(nèi)部、二者高值區(qū)同處于凹陷邊部和基巖潛山凸起帶。---地溫分布在平面上與基底起伏親密相關(guān)。

地層溫度與壓力第19頁東營凹陷布格重力異常(mGal)圖(據(jù)楊緒充，1984)

東營凹陷地溫梯度(℃/100m)等值線圖(楊緒充，1984)

地層溫度與壓力第20頁⑶巖漿活動巖漿活動對現(xiàn)今地溫場影響，主要從2方面考慮：②侵入體規(guī)模、幾何形狀及圍巖產(chǎn)狀和熱物理性質(zhì)等如：冷卻速率與巖漿侵入體半徑平方成反比；冷卻延續(xù)時間與巖體半徑平方成正比：---巖體半徑增大1倍，冷卻時間延長4倍。①巖漿侵入或噴出地質(zhì)年代：

時代越新，所保留余熱就越多，對現(xiàn)今地溫場

影響就越強(qiáng)烈，有可能形成地?zé)岣弋惓^(qū)。地層溫度與壓力第21頁

火成巖、碎屑巖導(dǎo)熱率＞碳酸鹽巖；

基巖＞蓋層；鹽巖＞石膏＞泥巖；

砂巖＞泥巖⑷

巖性（巖石導(dǎo)熱能力）●巖性差異造成了縱向上不一樣組段地溫梯度顯著改變；●隨地層埋深和年紀(jì)增加，地溫梯度總體呈下降趨勢。導(dǎo)熱能力可用導(dǎo)熱率表示。巖石導(dǎo)熱率大，地球深處熱量向上傳導(dǎo)能力強(qiáng)，巖層剖面上地溫梯度大。4、影響地溫場分布主要原因地層溫度與壓力第22頁沉積蓋層褶皺結(jié)構(gòu)--對地溫場含有顯著影響；

斷層--能夠使地溫升高，也能夠使地溫降低。⑸結(jié)構(gòu)條件①蓋層褶皺熱流傳導(dǎo)具各向異性：順層面比垂直層面更易傳輸。背斜使熱流聚斂，向斜使熱流分散。

地溫和地溫梯度由背斜兩翼向其軸部或核部增高：--背斜頂部地溫梯度大，翼部地溫梯度小。--兩翼傾角越陡，背斜頂部與兩翼溫差就更大。地層溫度與壓力第23頁背斜與向斜區(qū)熱流分布示意圖平行于層理方向較垂直層面方向?qū)嵝院茫瑹崃枯p易向巖層上傾方向集中。地層溫度與壓力第24頁研究斷層與地溫場關(guān)系時，應(yīng)考慮兩個方面：

※

在主斷層線上是否出現(xiàn)地溫異常；

※

沿著斷層走向熱流是否有變異。②斷層

●

普通封閉性斷層或壓扭性斷層：

因壓扭、摩擦產(chǎn)生熱量，形成附加熱源--地溫增高。

●

普通開啟性斷層：可作為地下水循環(huán)通道，

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快要地表及淺處低溫地下水引至深部--地溫降低；

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或因深部地下水沿斷層上升--地溫增高。--應(yīng)視詳細(xì)情況區(qū)分對待。地層溫度與壓力第25頁⑹烴類聚集--油氣分布烴類聚集(油氣田)上方往往存在地溫高異常(地溫梯度高)；而且，氣田區(qū)高于油田區(qū)。

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地溫異常很微弱，普通為0.2～4.5℃左右；

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相當(dāng)普遍地分布在油氣田上方淺部和地面。前蘇聯(lián)什羅卡盆地內(nèi)油田上地溫剖面圖

100m深處溫度曲線在油藏正上方顯示出升高趨勢。地層溫度與壓力第26頁

●首先，油氣藏本身提供了附加熱源：

主要來自：烴類需氧和乏氧放熱反應(yīng)、

和放射性元素集中等?！镌斐蔁N類聚集上方地溫異常主要原因：

●蓋層導(dǎo)熱性差，阻止熱量向上擴(kuò)散；●順層面比垂直層面更易于傳輸(對褶皺而言)；●另外，流體向上滲逸時將油氣藏中過剩熱量

帶至淺部和地表。地層溫度與壓力第27頁

●

區(qū)域性地下水循環(huán)將深部熱水帶至淺層，

使地溫普遍增高，地溫梯度變大。⑺地下水活動（循環(huán)）因?yàn)榈刭|(zhì)條件和水文地質(zhì)條件差異，地下水與圍巖溫度場相互關(guān)系復(fù)雜多變。

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地下水活動可引發(fā)圍巖溫度降低：

地表水補(bǔ)給、徑流條件良好，地下水側(cè)向活動強(qiáng)烈。

如華北盆地西部山前在相當(dāng)深度內(nèi)展現(xiàn)低溫情況。4、影響地溫場分布主要原因地層溫度與壓力第28頁

油氣藏驅(qū)動類型：指地層中驅(qū)動油、氣流向井底以至采出地面能量類型。（也稱驅(qū)動方式）★★第三節(jié)油氣藏驅(qū)動類型

油氣藏驅(qū)動類型：→決定油氣藏開發(fā)方式以及油氣井開采方式，→直接影響油氣開采成本和油氣最終采收率，所以，投入開發(fā)之前，必須盡可能搞清油氣藏驅(qū)動類型。地層溫度與壓力第29頁第三節(jié)油氣藏驅(qū)動類型一、油氣藏驅(qū)動能量（驅(qū)動方式）二、油氣藏驅(qū)動類型與油氣采收率地層溫度與壓力第30頁一、油氣藏驅(qū)動能量(驅(qū)動方式)天然驅(qū)動能量（重點(diǎn)討論）油層巖石和其中流體彈性能含水區(qū)彈性能和露頭水柱壓能油藏含油區(qū)內(nèi)溶解氣彈性能油藏氣頂彈性膨脹能油藏重力驅(qū)動能人工驅(qū)動能量注水采油熱力采油--注入熱水、蒸汽等生物采油地層溫度與壓力第31頁二、油氣藏驅(qū)動類型與油氣采收率1、油氣采收率及其影響原因

油氣采收率--采出油氣量與原始地質(zhì)儲量比值。影響油氣最終采收率原因很多，可分為兩大類：

地質(zhì)原因和開發(fā)原因。第三節(jié)油氣藏驅(qū)動類型1、油氣采收率及其影響原因2、驅(qū)動類型對采收率影響地層溫度與壓力第32頁⑴主要地質(zhì)原因

①

油氣藏類型：油氣藏類型不一樣，所能到達(dá)最終采收率會有很大差異。

②

油氣藏儲層性質(zhì)：即儲層結(jié)構(gòu)特征、潤濕性、連通性、非均質(zhì)程度，及φ、K、So大小。

③

油氣藏天然能量類型：如有沒有邊水、底水、氣頂，以及能量大小和可利用程度等。④

原油和天然氣性質(zhì)：如組成成份、原油粘度，氣油比；氣田天然氣中含其它氣體水化物情況等。地層溫度與壓力第33頁⑵