储层岩石的骨架性质
油层物理-储层岩石特性
7 3
第六章储层岩石的流体渗透性
第一节
达西定律及岩石绝对渗透率
第一节
达西定律及岩石绝对渗透率
流量Q
或流速
Q
AP L
压差
P ( P 1 P 2 )
达西定律:
AP Q K L
式中:Q——在压差△P下,通过砂柱的流量,cm3/s;
好
中 等 差 无 价 值
Petro-Physics 油层物理学
中国石油大学(北京)
第四节
储层岩石的压缩性
当油层压力每 降低单位压力 时,单位体积 岩石孔隙体积 缩小值。 孔隙体积缩小 , 才使油不断从 油层中流出。 (驱油动力)
一、岩石压缩系数(岩石弹性压缩系数)
C
Cf
Vb Vb p 1
孔隙度(φ)是指岩石中孔隙体积Vp与岩石总体积Vb的比值
Vp Vb
100 %
V V V b S S 100 % ( 1 ) 100 % V V b b
1、岩石的绝对孔隙度(φ) 岩石总孔隙体积(Va)可以细分为以下几种孔隙:
a
a可流动的孔隙体积
岩石总孔隙体积
{
1)连通孔隙体积又称为有效孔隙体积
S oi
V oi Vp
Soi=1—Swi
3、当前油、气、水饱和度
油田开发一段时间后,地层孔隙中含油、气、
水饱和度称为当前含油、气、水饱和度,简称含油饱
和度、含气饱和度或含水饱和度。
5、残余油饱和度与剩余油饱和度
经过某一采油方法或驱替作用后,仍然不能采出而残留 于油层孔隙中的原油称为残余油,其体积在岩石孔隙中所占体 积的百分数称为残余油饱和度用 Sor 表示。可以理解,驱替后 结束后残余油是处于束缚状态、不可流动状态的。 剩余油主要指一个油藏经过某一采油方法开采后,仍不能 采出的地下原油。一般包括驱油剂波及不到的死油区内的原油 及驱油剂(注水)波及到了但仍驱不出来的残余油两部分。剩 余油的多少取决于地质条件、原油性质、驱油剂种类、开发井 网以及开采工艺技术,通过一些开发调整措施或增产措施后仍 有一部分可以被采出。剩余油体积与孔隙体积的之比称为剩余 油饱和度。
第1章储层岩石的物理特性
Vs φ = ×100% = (1 − ) ×100% Vb Vb
Vp
V孔隙
+
V基质
=
V总
岩石的绝对孔隙度(总孔隙度、完全孔隙度 岩石的绝对孔隙度 总孔隙度、完全孔隙度φa) 总孔隙度
二、岩石的比面
4
单位体积岩石内岩石骨架的总表面积, 单位体积岩石内岩石骨架的总表面积,或单位体积岩石内 总孔隙的内表面积。 总孔隙的内表面积。细颗粒物质的比面显然比粗颗粒物质的比 面大得多。 面大得多。
三、砂岩的胶结物及胶结类型
储层岩石的胶结物是除碎屑颗粒以外的化学沉淀物质, 储层岩石的胶结物是除碎屑颗粒以外的化学沉淀物质,在 砂岩中含量不大于50%。它对岩石起胶结的作用,使之变成坚 。它对岩石起胶结的作用, 砂岩中含量不大于 硬的岩石。 硬的岩石。 胶结类型可分为基底式、孔隙式及接触式胶结。 胶结类型可分为基底式、孔隙式及接触式胶结。
储层岩石的孔隙结构及孔隙性 储层岩石的流体饱和度 储层岩石的渗透性
储层岩石的敏感性
§1 储层岩石的骨架性质
岩石的粒度和比面是反映岩石骨架构成的最主要指标。 岩石的粒度和比面是反映岩石骨架构成的最主要指标。
3
一、岩石的粒度
粒度组成是构成砂岩的各种大小不同颗粒的含量, 粒度组成是构成砂岩的各种大小不同颗粒的含量,通常以百分 数来表示。通常用筛析法和沉降法来测定储层砂岩的粒度。 数来表示。通常用筛析法和沉降法来测定储层砂岩的粒度。粒度 组成是表示岩石骨架分散性的一种指标,组成砂岩的粒度越细, 组成是表示岩石骨架分散性的一种指标,组成砂岩的粒度越细, 则表明其分散程度越高。 则表明其分散程度越高。 碎屑岩粒级的划分
页岩气储层岩石力学特性及井壁稳定性分析
页岩气储层岩石力学特性及井壁稳定性分析页岩气是一种非常有前景的能源资源,其储层岩石力学特性和井壁稳定性对于开发和生产页岩气十分重要。
本文将详细分析页岩气储层岩石力学特性和井壁稳定性,并探讨其影响因素和解决方法。
1. 页岩气储层岩石力学特性页岩气储层岩石具有以下几个主要的力学特性:1.1 低渗透性:由于页岩中孔隙度低、连通性差,储层渗透率低,导致气体难以流通和开采。
1.2 脆性:页岩岩石易于破裂和碎裂,在压力作用下容易萌生裂缝,但裂缝的扩展能力有限,对气体渗透性的改善作用有限。
1.3 维持力弱:页岩岩石强度较低,常常呈现脆性破裂,难以在高温高压环境下维持稳定。
1.4 孔隙结构复杂:页岩储层的孔隙结构相对于传统储层来说较复杂,主要包括纳米孔隙和裂缝孔隙,这对储层渗流特性和岩石力学性质产生影响。
2. 井壁稳定性分析井壁稳定性是指井壁在钻井和生产过程中不发生塌陷、裂缝和滑移等现象的能力。
页岩气储层的井壁稳定性主要受到以下几个因素的影响:2.1 初始地应力:页岩气储层通常位于深部地层,初始地应力较高。
高差异性地应力使得井壁容易发生塌陷和滑移。
2.2 井壁液压:钻井液和地层流体与井壁之间的相互作用会改变井壁的力学性质,进而影响井壁稳定性。
2.3 复杂的页岩岩石力学特性:页岩岩石具有复杂的力学特性,对井壁稳定性的影响也较大。
岩石破碎、断裂和固结都会导致井壁的变形和破坏。
2.4 井壁支撑能力:井壁支撑材料的选择和加固对于井壁稳定性至关重要。
针对这些影响因素,可以采取以下措施来提高页岩气储层的井壁稳定性:1. 优化钻井液:选择适当的液相比重、粘度和有效抑制剂,减小与地层的相容性差异,降低井壁液压引起的问题。
2. 加强井壁支撑:选择适当的井壁支撑材料,如钢夹心井壁、钢网井壁等,提高井壁的强度和稳定性。
3. 预防井壁塌陷:通过合理的斜井设计、优化固井技术和有效的井壁支撑材料,减少井壁塌陷的风险。
4. 精确控制钻井参数:合理控制钻井参数,如钻井液性质、钻进速度和饱和度等,减少对井壁的损害。
油层物理实验指导书
油层物理实验指导书石玲、刘玉娟编油气田开发教研室二○○九年十月前言《油层物理实验指导书》是按照《油层物理》教学大纲的要求编写的,适合于石油工程、钻井工程、油气田开采、资源勘探、资源勘查等专业的本、专科生使用。
本指导书中的实验是《油层物理》课程的重要实践教学环节。
全书共分五个实验,其中实验一为综合性实验。
通过实验可以让学生巩固相关理论知识,熟悉各种仪器设备在实验项目中的使用方法,锻炼学生的实验基本技能,掌握实验内容和实验的基本方法,培养学生的动手能力及综合分析问题和解决问题的能力,在实验过程中,要求学生尽可能按照指导进行,以帮助其加深理解、增强记忆。
目录《油层物理》课程教学大纲 (3)油层物理实验室学生实验守则 (6)实验一砂岩的粒度组成分析 (7)实验二储层岩石孔隙度测定实验(饱和煤油法) (14)实验三储层岩石含油含水饱和度测定 (17)实验四储层岩石绝对渗透率测定(气测渗透率) (21)实验五岩石碳酸盐含量测定 (24)《油层物理》课程教学大纲开课单位:油气田开发教研室课程负责人:唐洪俊适用于本科石油工程专业教学学时:48学时一、课程概况《油层物理》课程是石油工程专业的一门重要专业基础课。
本课程的任务是:通过本课程的学习使学生掌握储层流体与储层岩石的物理性质、不同流体与岩石孔隙表面的相互作用和岩石中孔隙大小分布以及储层中多相渗流特性的基本理论和研究的基本方法,为学生学习后续《渗流力学》、《油藏工程》、《采油工程》等课程,并为将来的石油工程岗位和进一步深造打下坚实的基础。
本课程的先修课程主要有《高等数学》、《大学化学》、《物理化学》、《石油地质基础》和《工程流体力学》等。
本课程的后续课程主要有《渗流力学》、《油藏工程》、《采油工程》、《油气井试井》、《油层保护》、《提高采收率》和《油藏数值模拟》等。
二、教学基本要求1.掌握油层流体在高温高压下的物理性质和研究油层流体高温高压下的物理方法,理解油藏烃类的PVT变化规律以及油藏物质平衡的概念及方法;掌握油层岩石各物性参数的概念、测定方法以及影响这些参数的因素;掌握不同流体与岩石孔隙表面的相互作用和岩石中孔隙大小分布以及储层中多相渗流的基本特性。
2-1岩石骨架性质讲解
水敏
当胀地过高增层程p加中,H,的并值地酸最流层敏终体渗矿使进透物岩入率发石油下生渗气降反透层率后,
盐敏
促的响下使现,降考粘象产的察土。生现在水凝象施化胶加、或确膨沉定胀淀的、或有运释效移 或放应生出力成微时沉粒,淀,岩物使样而地的造层物成渗性的透参地率数层
酸敏
渗下随透降应率的力下现变降象化的。而现转象变。的性质。 它反映了岩石孔隙几何学
引入外形校正系数 C=1.2~1.4,它表示由于颗粒外形不规 章而引起比面增加。
Sv C61100 i n1dgii
第一节 砂岩的骨架性质
二、岩石的胶结物与胶结类型 ● 岩石的胶结物
★泥质胶结物 ★碳酸盐胶结物 ★硫酸盐胶结物 ★硅质胶结物
第一节 砂岩的骨架性质
★泥质胶结物
粘土矿物 (遇水膨胀、分散或絮凝)
尖粒峰度越组高成,的表示方法曲及线评越价陡方,法
粒度组成越
粒度组成越
表示方法均:匀 数字
准确 图形均匀 直观、明了
表2.1.2 S 油田某井S 下2 地层岩石粒度分析数据
编 井段(m)
号 28 2320~2329 34 2320~2329 36 2320~2329 编
井段(m) 号 28 2320~2329 34 2320~2329 36 2320~2329
2.岩石的比面
岩石的比外表积:指单位体积岩石的总外表 积,m2/m3。
或指单位体积岩石内全部孔隙的内外表积。
S A V
外表体积
“岩石体积”
骨架体积
孔隙体积
第一节 砂岩的骨架性质
设:岩石模型边长为L,沿任
一边长排列n个球,模型中共有 n3个球;球直径为D;
单个球外表积为πD2;
油层物理第一节储层岩石的骨架性质
依据颗粒大小和岩石致密程度。
9
粒度组成测定
② 测定原理 <筛析法>
sieve or screen analysis method
分离: 用振动筛将粉碎的岩样
分离成不同粒径(di)范 围的颗粒;
称量: 用天平称出各筛中颗粒
重量;
计算:
按 颗
Wi
粒的
wi
wi
1算00%出各筛中
百分含量,即得
岩石粒度组成。
10
粒度组成测定
<沉降法settling method>
岩石颗粒大小不同,其在液体中的沉降速度v不同。通 过测定各颗粒的沉降速度v,据斯托克Stokes公式可计算 颗粒大小:
颗粒粒径: v gd 2 ( r岩 1) 18g r液
d
18gv
gr s r L 1
式中:g-液体运动粘度;
粒级 泥
粉砂
砂
砾
划分 (粘土)细粉砂 粗粉砂 细砂 中砂 粗砂 细砾 中砾 粗砾 巨砾
颗粒直径 (mm)
<0.01
0.01 0.05
0.050.1 0.10.25 0.250.5
0.51
110 10100 1001000 >1000
7
一、岩石的粒度组成
❖ 粒度组成 granular metric composition:
单重介质:单重孔隙介质 、单重裂缝介质 、单重溶 洞介质。双重介质:裂缝-孔隙、裂缝-溶洞和溶洞 -孔隙双重介质。三重介质:裂缝-孔隙-溶洞。
泥岩 岩浆岩 变质岩
多孔介质:由毛细管或微毛细 管结构组成的介质。
2
99%以上气储量集中在沉积岩储集层中
沉积类型
储 层 岩 石 碎屑岩 的 分 类 与 国 内 典 碳酸盐岩 型 油 气 田 实 其他岩石 例
03储层岩石的性质
1,泥质(粘土)胶结物
泥质是沉积岩粒度分析中粒度小于0.01mm的物质的总 和. 粘土是指天然的土状细粒集合体,当它与少量的水混 合时具确可塑性.它的化学成分主要是氧化硅,氧化 铝,水以及少量的铁,碱金属和碱土金属氧化物. 油气储层中常见的粘土矿物以高岭石,蒙皂石,伊利 石,绿泥石及混合层等含水层状硅酸盐为主.
(5) 孔隙配位数:它是指每个孔道所连通的喉道 数.一般砂岩配位数介于2~1 5之间.
2,孔隙结构
岩石孔隙结构类型划分主要视研究目的和应用 要求而定: 1)单重孔隙介质 2)双重孔隙介质 3)三重孔隙介质
1) 单重孔隙介质
(1) 粒间孔隙结构 粒间孔隙结构:
由大小和形状不同的颗粒所组成,颗粒之间间隙又 被胶结物所充填.由于胶结不完全,在颗粒之间形成 了粒间孔隙. 是砂岩的基本孔隙结构,但部分碳酸盐岩亦具有此 种孔隙结构.这些粒间孔隙既是储油空间,又是油气 渗流的通道. 结构模型 单重孔隙介质粒间孔隙结构,早期用等直径球体的 堆积体来描述,后来用毛细管,近来又引进网络模型 的概念.
3.1 多孔岩石的骨架
砂岩是由性质不同,形状各异,大小不等的砂粒经胶结 物胶结而成的.储层性质主要受颗粒的大小,形状,排 列方式,胶结物的成分,数量,性质以及胶结方式的影 响. 碳酸盐岩(如灰岩和白云岩等)不存在粒度问题,因为其 骨架颗粒,胶结物及孔隙充填物基本上都是相同物质, 无法将它们分为单个颗粒. 把砂岩和碳酸盐岩中的固体部分统称为基质或骨架,主 要是颗粒.
二,砂岩的胶结物及类型
砂岩中的填充物是由杂基和胶结物组成. 岩石中的胶结物是除碎屑颗粒以外的化学沉淀物质,一 般是结晶的或非结晶的自生矿物,在砂岩中含量不大于 50%. 它对颗粒起胶结作用,使之变成坚硬的岩石.胶结物质 含量增加总使岩石的储油能力和渗透能力变差. 砂岩中胶结物的成分,数量和胶结类型,影响着砂岩的 致密程度,孔隙性,渗透性等岩石物性. 胶结物的成分中最常见的是泥质和灰质,其次为硫酸盐 和硅质.
中国地质大学北京硕士研究生《石油与天然气地质学》考试大纲
中国地质大学(北京)硕士研究生《石油与天然气地质学》考试大纲科目名称:石油与天然气地质学一、考试性质本门课程考试的主要内容是石油与天然气地质学的基本理论、基本概念和基本方法,以及基础理论的应用。
以“成炫理论”和“成藏理论”为核心内容,涵盖油气藏的基本要素、油气藏形成理论、油气分布控制因素及其油气资源评价。
注重考查考生对基础知识的掌握和理解,以及各部分内容的融会贯通。
它的评价标准是使高校优秀本科毕业生能达到及格以上水平,选拔优秀人才。
二、考试形式与试卷结构1.答卷方式:闭卷、笔试2.答卷时间:180分钟3.题型比例:满分150分,分值比例为:名词解释(20-30%),选择题(或填空题)(20~30%),简述和题论述(60~70%),图件分析题(10~20%),三、考查要点1.油气藏中流体成分和性质石油、天然气和油田水的相关概念;石油化合物组成,石油的分类,海相和陆相石油的基本区别及石油物理性质;天然气的产状类型及物理性质;天然气与石油成分和性质的差别;油田水的产状和类型;油气同位素组成及特点。
2.储集层和盖层储集层物理性质;影响储集层储集性的主要因素;盖层封闭机理及其评价。
3.圈闭和油气藏圈闭和油气藏相关的基本概念及识别:圈闭和油气藏分类;油气藏成因类型各级次油气藏形成机理、特点及主要类型。
4.油气成因理论与燃源岩油气成因学说;沉积有机质的基本特征;干酪根的概念;沉积有机质的成燃演化阶段与油气生成;天然气成因类型;油气成因理论进展;烧源岩评价。
5.石油与天然气运移油气运移、初次运移、二次运移、排燃效率概念;油气初次运移机制与模式相关知识;油气二次运移的动力和条件;油气二次运移的机制与模式相关知识。
6.油气藏形成与破坏油气聚集方式与聚集过程;油气聚集机理;油气藏形成条件;油气藏形成时间与期次;各类非常规油气藏成藏机理、条件及模式;油气藏破坏作用。
7.油气聚集单元与油气分布油气聚集单元类型及概念;油气资源和油气储量相关概念;控制油气分布的主要因素;复式油气聚集特点;不同聚集单元的石油地质特点。
油层物理
第一章 储层岩石的物理性质
第三节 储层岩石的流体饱和度
干馏出的水量与时间的关系
水的校正
第一章 储层岩石的物理性质
第三节 储层岩石的流体饱和度
一般: So地面≠So地下
第一章 储层岩石的物理性质
第四节 储层岩石的渗透性
1.达西定律 1-1断面总水头: 2-2断面总水头:
其折算压力分别为:
第一章 储层岩石的物理性质
第一章 储层岩石的物理性质
第二节 储层岩石的孔隙性
5.岩石的压缩系数(compressibility coefficient) 5.1 岩石压缩系数Cf:
Cf 1 Vp Vf P
1/MPa
单位体积油藏岩石,当压力降低1MPa时,孔 隙体积的缩小值。 一般 Cf=(1-2)×10-4 1/MPa
第一章 储层岩石的物理性质
第一节 储层岩石的骨架性质
2.4 据粒度组成确定岩石比面 设岩石孔隙度为φ,由不等直径的球形颗粒组成:
取岩石体积=1cm3,设各颗粒密度相同:
体积%=质量% 颗粒体积=(1-φ)
第一章 储层岩石的物理性质
第一节 储层岩石的骨架性质 直径为di的颗粒的总表面积:
单位体积岩石中所有颗粒的总表面积:
影响气体滑动效应的因素:平均压力、气体的相对分子质量。
第一章 储层岩石的物理性质
第四节 储层岩石的渗透性
4.气测渗透率的特点: ⑴在不同的平均压力下,用同一气 体测得的Kg不同; ⑵同一平均压力下,不同的气体测 得的Kg不同; ⑶不同气体的Kg∽ 的直线交纵坐标 于一点,该点的Kg与液测的K等价,称为 克氏渗透率,记为K∞。
第四节 储层岩石的渗透性
达西的意义:
1cm3 / s 1厘泊1cm 1达西= 1cm2 1大气压
(完整版)第三章储层岩石的物理性质
(完整版)第三章储层岩⽯的物理性质第三章储层岩⽯的物理性质3-0 简介⽯油储集岩可能由粒散的疏松砂岩构成,也可能由⾮常致密坚硬的砂岩、⽯灰岩或⽩云岩构成。
岩⽯颗粒可能与⼤量的各种物质结合在⼀起,最常见的是硅⽯、⽅解⽯或粘⼟。
认识岩⽯的物理性质以及与烃类流体的相互关系,对于正确和评价油藏的动态是⼗分必要的。
岩⽯实验分析是确定油藏岩⽯性质的主要⽅法。
岩⼼是从油藏条件下采集的,这会引起相应的岩⼼体积、孔隙度和流体饱和度的变化。
有时候还会引起地层的润湿性的变化。
这些变化对岩⽯物性的影响可能很⼤,也可能很⼩。
主要取决于油层的特性和所研究物性参数,在实验⽅案中应考虑到这些变化。
有两⼤类岩⼼分析⽅法可以确定储集层岩⽯的物理性质。
⼀、常规岩⼼实验1、孔隙度2、渗透率3、饱和度⼆、特殊实验1、上覆岩⽯压⼒,2、⽑管压⼒,3、相对渗透率,4、润湿性,5、表⾯与界⾯张⼒。
上述岩⽯的物性参数对油藏⼯程计算必不可少,因为他们直接影响这烃类物质的数量和分布。
⽽且,当与流体性质结合起来后,还可以研究某⼀油藏流体的流动状态。
3-1 岩⽯的孔隙度岩⽯的孔隙度是衡量岩⽯孔隙储集流体(油⽓⽔)能⼒的重要参数。
⼀、孔隙度定义岩⽯的孔隙体积与岩⽯的总体积之⽐。
绝对孔隙度和有效孔隙度。
特征体元和孔隙度:对多孔介质进⾏数学描述的基础定义是孔隙度。
定义多孔介质中某⼀点的孔隙度⾸先必须选取体元,这个体元不能太⼩,应当包括⾜够的有效孔隙数,⼜不能太⼤,以便能够代表介质的局部性质。
ii p U U U U M i ??=?→?)(lim)(0φ,)(lim )(M M M M '='→φφ称体积△U 0为多孔介质在数学点M 处的特征体元—多孔介质的质点。
这样的定义结果,使得多孔介质成为在每个点上均有孔隙度的连续函数。
若这样定义的孔隙度与空间位置⽆关,则称这种介质对孔隙度⽽⾔是均匀介质。
对于均匀介质,孔隙度的简单定义为:绝对孔隙度:V V V V V GP a -==φ有效孔隙度:VV V V V V nG eP --==φ孔隙度是标量,有线孔隙度、⾯孔隙度、绝对孔隙度、有效孔隙度之分。
储层岩石的孔隙结构和孔隙性全文
储层岩石的孔隙结构和孔隙性
本节内容
储层岩石的孔隙结构 岩石孔隙度概念 影响孔隙度大小的因素 岩石孔隙度的测定 孔隙度与表征性体积单元 储层岩石的压缩性
第1章2节
储层岩石的孔隙结构和孔隙性
四、岩石孔隙度的测定
从定义:
知f 与Vb、Vp、Vs 三个参数有关 →求出其中任意两个,则可算得f。
储层岩石的孔隙结构和孔隙性
第1章2节
(4)水银法
原理:将岩样放入汞中,通过排除汞的体积确定岩样 总体积。
(汞是大分子液态金属,为非润湿流体。常温、 压下,汞不能进入岩样孔隙中。)
特点:快速、准确,但对人体有害。
适用对象:没有大的溶孔、溶洞的岩样。
储层岩石的孔隙结构和孔隙性
第1章2节
2. 岩石孔隙体积Vp的测定
储层岩石的孔隙结构和孔隙性
第1章2节
注意: 流动孔隙度fff与有效孔隙度fe的区别.
fff 不考虑无效孔隙,排除了被孔隙所俘留的液体 所占据的毛管孔隙空间(包括有效孔隙和液膜占 据的空间)。
fff 随地层压力的变化及岩石、流体间物理-化学性
质的变化而变化。fff 是动态参数,在数值上是不
确定的。
第1章2节
储层岩石的孔隙结构和孔隙性
第1章2节
(3)饱和煤油法
原理:利用阿基米德浮力原理进行测量。 步骤:将干岩样抽真空后饱和煤油,称重:
饱和煤油岩样空气中重:w1
饱和煤油岩样煤油中重:w2
则岩样:Vb
w1 w2
ro
式中:ro—煤油密度,g/cm3
适用对象:外表不规则,但不疏松、不垮、不碎的岩样。
第1章2节
3. 埋深对孔隙度的影响
颗粒排列方式:埋深↑→排列紧密→fz↓; 对孔隙的改造:温、压、地下水等→fz 改变。
第二章 储层岩石的物理性质(1)
基底胶结
孔隙胶结
接触胶结
三、砂岩的比面
比面:是指单位体积岩石内颗粒的总表面积,单位体
积岩石内总孔隙的内表面积。 当颗粒是点接触时,即为所有颗粒的总表面积。数 学表达式为:
A S V
式中 S—岩石比面,cm2/cm3,m2/m3等; A—岩石颗粒的总表面积或孔隙的总表面积,cm3; V—岩石外表体积(或视体积),cm3; 岩石中的细颗粒越多,它的比面就越大,反之,就越 小。也就是说,岩石比面越大,说明其骨架的分散程度越 大,颗粒越细。
第二章 储层岩石的物理性质
第一节 储层岩石的粒度组成和比面
岩石是性质不同、形状各异、大小不等的砂子颗 粒经地质胶结而成,颗粒与颗粒之间未被胶结物充填 的地方便构成了孔隙。
一、岩石的粒度组成
1.粒度组成
定义:是指构成砂岩的各种大小不同颗粒的含量,通 常以百分数表示。
2.分析法
(1)筛析法;(2)沉降法。
b.毛细管孔隙
0.0002mm<孔径<0.5mm,裂缝宽度介于0.25mm~ 0.0001mm 之间。由于毛细管的作用,液体不能自由流 动,必须有超过重力的外力去克服毛细管力,液体才能 沿毛细管孔隙流动。一般砂岩孔隙属此类。
c.微毛管孔隙 孔径 <0.0002mm 或缝宽 <0.0001mm ,在此类孔隙 中,分子间引力很大,要使流体在孔隙中移动,需要 非常高的压力梯度,这在油层条件下一般无法达到。 因此,实际上液体是不能沿微毛细管移动的。泥页岩 中的孔隙一般属此类型。
第二节 储层岩石的孔隙度及压缩系数
压缩系数(Cf):是指油层压力每降低一个大气压时,
单位体积岩石内孔隙体积的变化值。
Cf V p Vf 1 p
储层岩石的压缩问题
储层岩石的压缩问题李传亮【摘要】岩石的应力敏感与岩石的压缩性密切相关.为了搞清岩石的应力敏感程度,深入分析了岩石的压缩问题.岩石孔隙体积的压缩是因为骨架体积的压缩所致,因此孔隙压缩系数与孔隙度和骨架性质有关.因存在系统误差,体积法测量的孔隙压缩系数数值偏高,且存在逻辑反转现象.弹性模量法消除了系统误差,测量结果符合科学逻辑.岩石孔隙、骨架和外观体积的压缩系数定义的压力不同,不能互相替代.孔隙度为0时,孔隙压缩系数为0,骨架压缩系数和外观体积压缩系数皆不为0,且骨架压缩系数等于外观体积压缩系数.岩石的应力敏感指数可由岩石的孔隙压缩系数求出.由于致密岩石的孔隙压缩系数极低,因此,低渗透储层的应力敏感程度极弱,生产过程可将其忽略.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2010(032)005【总页数】5页(P120-124)【关键词】低渗透;油藏;压缩系数;应力敏感;岩石【作者】李传亮【作者单位】西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都,610500【正文语种】中文【中图分类】TE328笔者在文献[1]中提出“低渗透储层不存在强应力敏感”的观点,在其他文献中又不断强化了这个观点,阐述了其理论依据。
文献[2]对笔者的观点进行了质疑,题目是关于应力敏感的,质疑的内容大都是岩石的压缩问题,关于应力敏感的内容极少,现撰文对其进行回复,以期达到更广泛的共识。
Systematic error problem“体积法”测量的岩石压缩系数出现了逻辑反转现象(Hall图版)[3,4],即高渗透疏松岩石的压缩系数低,低渗透致密岩石的压缩系数高,而且,岩石压缩系数的测量值超过了地层流体[5]。
笔者认为这是由于实验的系统误差所致,实验时将岩心放入柔软的橡胶封套中,由于封套与岩心表面之间存在微间隙,实验测量到了微间隙中流体(包括气泡)的压缩系数,而非完全是岩石的压缩系数。
由于流体的压缩性强,加之封套的塑性变形,实际测到的压缩系数才很高,若是岩石本身的压缩系数,不可能超过地层流体。
油田储层四性
储层四性关系:包括岩性、物性、电性和含油气性
储层岩性:指反映岩石特征的一些属性,如岩性、成分、结构、构造、胶结物、交接类型及特殊矿
物等;
储层物性:指储层岩石的物理特性,如岩石骨架粒度组成和比面、骨架颗粒分选和磨圆程度、孔隙
结构和孔隙性、岩石流体饱和度以及储层的渗透率等;
储层电性:指电测曲线特征,电测曲线是测井曲线的总称,并非单一电阻率测井,主要内容一般是
曲线的形状、响应值相对大小等。
含油气性:指储层的所含流体及相应流体特性,如地层水矿化度、油流特征以及气体特征等。
储层岩石力学概述
储层岩石力学概述摘要:岩石力学是一门边缘交叉学科,它与工程实践密切联系而得到发展。
深入了解研究岩石力学的性质和相关参数对于工程上的开发具有十分重要的作用。
关键词:岩石力学;石油工程;研究方法1. 岩石力学的概述岩石包括组成岩石的固体骨架、孔隙、裂缝以及其中的流体,因此岩石力学往往会应用到弹性力学、塑性力学、流体力学、渗流力学等力学学科的诸多理论方法。
岩石的性质几乎牵涉到所有力学分支,岩石力学的研究是各种力学理论的综合运用。
不同岩石力学问题的研究,可能包括瞬时变形运动,也可能包含与地质演化时间相关的长期变形运动。
岩石力学是力学的一部分。
岩石材料赋存于地下,其力学性质难于直接测试和观察,而若将其取至地面进行测试则岩石的力学性质往往发生了较大的变化,加之岩石中的流体存在于裂隙或孔隙之中,与岩石骨架相互作用,使岩石的受力情况更加复杂。
2.岩石力学的研究方法岩石力学是一门边缘交叉学科,它与工程实践密切联系而得到发展。
岩石具有特殊的固体介质力学特性,这个特殊的力学性质与它所处的环境有关,如天然岩石所处应力状态一般称为岩石的初始应力状态。
在岩石受到工程活动扰动后,岩体的应力出现了变化,这时岩石所处的应力状态称为次生应力状态。
此时将岩石力学和工程地质相结合进行研究是十分重要和必要的。
对于节理岩体,特别需要了解岩体结构面的分布、网络特性、岩体结构类型,才能进行岩体的数值模拟和分析。
一般而言,岩石力学的研究方法可分为如下四大类:(1)地质研究方法:对岩体进行地质方面的研究始终是岩石力学研究的基础,在整个岩石工程过程中,地质性质的研究应当列在第一位。
①岩石岩相、盐层特征的研究,如软弱岩体的成分、可溶盐类、含水蚀变矿物、不抗风化岩体成分以及原生结构。
②岩体结构的地质特性研究,如断续结构面的几何特征、岩体力学特征、软弱面的充填物及地质特性。
③赋存地质环境的研究,如地应力的成因、地下水分布与化学特征以及地质构造对环境的影响。
《石油工程概论》3油藏岩石的物理性质
T
矿场常用:
Cp
1 Vp
V p P
T
Cp
以岩石的孔隙体积为基数的压缩系数,1/MPa;
C f CP
二、油藏的综合压缩系数
C C f Cl
计算油藏的弹性可采储量:
N AhCPi Pb / Bob
第五节 油藏岩石的渗透性
岩石的渗透性: 在一定的压差作用下,储层岩石让流体在 其中流动的性质。
Ko Kw Kg K
2、相对渗透率
(1)定义:多相流体共存时,每一相的有效渗透率与 岩石绝对渗透率的比值。
K rl
Kl K
(2)相对渗透率的大小
多相流体共存时,各相流体相对渗透率之和总是小于1。
Kro Krw Krg 1
3、相对渗透率曲线 (1)定义:相对渗透率与流体饱和度关系曲线 (2)典型的相对渗透率曲线
(3)流动孔隙度
l=VVlfp
与可动流体体积相当的那部分孔隙体积 岩石外表体积或视体积
岩石流动孔隙度与作用压差大小有关:
压差越大,岩石孔隙中发生流动的流体体积 越大,则流动孔隙度越大。
三种孔隙度的关系: a >e >l
矿场资料和文献上不特别标明的孔隙度均指有效孔隙度。
三、碳酸盐岩储层孔隙度
t p f
wL
oL
=
w
K rw K ro
w o
=
1
1 w Kro o Krw
第六节 油藏岩石润湿性和油水微观分布
润湿现象: 干净的玻璃板上滴一滴水
水迅速散成薄薄的一层
干净的玻璃板上滴一滴水银
水银聚拢形成球状
在铜片上滴一滴水银
水银呈馒头状
一、岩石的润湿性 1、润湿的定义 液体在表面分子力作用下在固体 表面的流散现象。
油层物理-第一章储层岩石的物理性质
S— 分选系数;
S
d 75 d 25
d75— 累计分布曲线上,累计质量为75%处对应的粒级直径; d25—累计分布曲线上,累计质量为25%处对应的粒级直径。 S=1~2.5 特拉斯克(Trask)规定: S=2.5~4.5 分选好 分选中等
S>4.5
分选差
18
1.3.粒度分析资料的应用 1.判断储层优劣
27
第二节 储层岩石的孔隙结构及孔隙度
孔隙分为连通孔隙、死胡同孔隙、微毛细管束缚 孔隙和孤立的孔隙四种,其中连通孔隙是有效的。
图1-1-1 砂岩储集岩的孔隙和喉道
1-连通孔隙;2-喉道;3-死胡同孔隙; 4-微毛细管束缚孔隙;5-颗粒;6-孤立的孔隙
28
第二节 储层岩石的孔隙结构及孔隙度
孔隙与喉道的相互配臵关系,每一支喉道可以连通两 个孔隙,而每一个孔隙则至少可以和三个以上的喉道相连 接,最多有的可以与六个到八个喉道相连通。 与岩石储集性的关系? 孔隙反映了岩石的储集能力,而喉道的形状、大小则控
岩石沉积岩如碎屑岩碳酸盐岩等岩浆岩如花岗岩玄武岩等如大理岩片麻岩等变质岩沉积岩层碎屑岩储集层碳酸盐岩储集层我国大部分油田波斯湾盆地华北古潜山油田孔隙度渗透率饱和度胶结物砂粒的大小形状排列方式胶结物的数量性质及其胶结方式都将影响到岩石的孔渗特性
第一章 储层岩石的物理性质
岩石 沉积岩 如碎屑岩、碳酸盐岩等 岩浆岩 如花岗岩、玄武岩等 变质岩 如大理岩、片麻岩等
沉积岩层
碎屑岩储集层
碳酸盐岩储集层
我国大部分油田 波斯湾盆地 华北古潜山油田
1
第一章 储层岩石的物理性质
粒度组成
比面 孔隙度 饱和度 渗透率
储层岩石
胶结物
2
储层岩石微观结构性质的分析方法
(.ol eo e o u E gne n h aU irt Pt l , ogi 276 , h nogPoi e C i ; 1Clg t l m n i r gi C i nv syo eo u O ny e fP r e ei n n e i f re m  ̄ 50 1 Sa dn rv c, hn n a
关键词 : 储集层 ; 岩石微观结构 ;孑 隙尺寸 ; L L 孑 隙连通性 ;格子 B h m n o z an方法
中 图分 类 号 h dsf r r s r o r r c S m ir sr c ur a y i t o o e e v i o k。 c o tu t e
2 It n tn l e ac et ,C i ai l e o u o oai , ei 00 3 hn ) .n r i s r C n r hn N tn t l m C r rt n B in 10 8 ,C i ea o R e h a e a o P re a p o jg a
摘要: 介绍 了用 以分析储层岩石微观结构性 质 的若 干函数 , 以模 拟退火 算法建 立的数 字岩心 为基础 , 细讨论 了各 详 个 函数 的应 用方法 , 并用这些方法进行 了实例计算 。研究表 明 , 连通孑 隙体积 比能够准确 描述岩心 中孑 隙 的整体 连 L L
通性 ;L 孑 隙尺寸分布 函数可 以定量表征岩 心孑 隙 的分布 ; L 局部孑 隙度分 布 函数 不但可 以对岩心 中孑 隙 、 石骨架 的 L L 岩 最大发育规模进行定量评 价 , 而且能够对岩心均质性进行定性分析 ; 测量单 元标准差 分布 曲线 可以为岩心 均质性分
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本课程的考核方法. 六、本课程的考核方法. 平时成绩占总成绩10%,违反课堂纪律、 平时成绩占总成绩10%,违反课堂纪律、 迟到、早退、旷课等行为酌情扣分; 迟到、早退、旷课等行为酌情扣分; 卷面成绩占总成绩90%。 卷面成绩占总成绩90%。 作业成绩作为参考, 作业成绩作为参考,优秀者可增加平时 成绩。 成绩。
1949年 美国的M.马斯盖特写了《采油物理原理》 1949年,美国的M.马斯盖特写了《采油物理原理》,汇总了当 M.马斯盖特写了 时油层物理技术,为该学科形成打下基础。 时油层物理技术,为该学科形成打下基础。 50年代 前苏联莫斯科石油学院卡佳霍夫教授写了《 年代, 卡佳霍夫教授写了 50年代,前苏联莫斯科石油学院卡佳霍夫教授写了《油层物理 基础》一书,标志着这一学科的形成, 基础》一书,标志着这一学科的形成,并且从采油工程学科中 分离出来。 分离出来。
油层物理是随着油气田的开发和发展而形成并独立出来的一 门学科。 门学科。 1859年和1860年美国和俄国等主要产油国先后开始采油以 年和1860 自1859年和1860年美国和俄国等主要产油国先后开始采油以 油田开发和开采的历史有一百多年了。 来,油田开发和开采的历史有一百多年了。开始时人们对油层的 认识很肤浅。到了30年代人们经过漫长的实践、摸索和研究, 30年代人们经过漫长的实践 认识很肤浅。到了30年代人们经过漫长的实践、摸索和研究,对 油藏有了初步的认识,油层物理学开始有了很大的发展。 油藏有了初步的认识,油层物理学开始有了很大的发展。 1933年 美国人G.H.法奇等人首先进行了油层物理方面的研究, 1933年,美国人G.H.法奇等人首先进行了油层物理方面的研究, G.H.法奇等人首先进行了油层物理方面的研究 研究了流体性质和测试技术 流体性质和测试技术; 研究了流体性质和测试技术; 1934年 R.D.乌索夫和M.马斯盖特等在达西定律基础上研究了 乌索夫和M.马斯盖特等在达西定律基础上研究了测 1934年,R.D.乌索夫和M.马斯盖特等在达西定律基础上研究了测 量岩样渗透率的方法; 量岩样渗透率的方法; 1935年 R.J.薛尔绍斯研究了井底取样器和测量样品物理性质的 薛尔绍斯研究了井底取样器和测量样品物理性质 1935年,R.J.薛尔绍斯研究了井底取样器和测量样品物理性质的 方法。测量项目包括:压力-体积-温度之间的关系,饱和度、 方法。测量项目包括:压力-体积-温度之间的关系,饱和度、饱 和压力、油中的溶解气量、原油由于气体的分离而导致的伸缩等。 和压力、油中的溶解气量、原油由于气体的分离而导致的伸缩等。
油层物理已成为我国石油工程专业中不可缺少的 重要学科,随着石油工业的迅猛发展, 重要学科,随着石油工业的迅猛发展,它必将在我国 油田开发和开采工作中起着越来越重要的作用。 油田开发和开采工作中起着越来越重要的作用。 而且,随着深层油藏、碳酸盐油藏、低渗透油藏、 而且,随着深层油藏、碳酸盐油藏、低渗透油藏、 稠油油藏以及凝析气藏等各类油( 藏的开发, 稠油油藏以及凝析气藏等各类油(气)藏的开发,将 不断给油层物理学科提出新的研究课题, 不断给油层物理学科提出新的研究课题,经过不断努 油层物理学科将不断完善和发展。 力,油层物理学科将不断完善和发展。
第一章 储层岩石的物理特性
陈凌云
第一章 储层岩石的物理特性
油藏的概念 油气藏是单一圈闭内具有独立压力系统和 统一油或气界面的油气聚集, 统一油-水(或气-水)界面的油气聚集, 是地壳中最基本的油气聚集单元。 是地壳中最基本的油气聚集单元。若圈闭 中只聚集了石油,则称油藏; 中只聚集了石油,则称油藏;只聚集了天 然气,则称气藏;二者同时聚集, 然气,则称气藏;二者同时聚集,则称为 油气藏。 油气藏。
二、研究内容
(1)储层岩石的物理性质
研究岩石的固体骨架性质。如粒度组成、比面,储液性、 研究岩石的固体骨架性质。如粒度组成、比面,储液性、 可渗性等等。 可渗性等等。
(2)储层流体的物理性质
研究存储在岩层孔隙中的油、气、水在高压下的物理性质; 研究存储在岩层孔隙中的油、 水在高压下的物理性质; 以及油、 水的相态变化规律。 以及油、气、水的相态变化规律。
地层流体分析
将烃类流体分为:普通原油(黑油)、易挥发 将烃类流体分为:普通原油(黑油)、易挥发 )、 凝析气和干气四个系列, 油、凝析气和干气四个系列,并按各自比 较定型的流程进行分析。 较定型的流程进行分析。
多相渗流机理
进行多种类型流体、 进行多种类型流体、不同注入工作剂时的物理 化学渗流和非牛顿流体渗流的研究。 化学渗流和非牛顿流体渗流的研究。 在不同压力、温度、不同驱油工作剂等因素对 在不同压力、温度、 驱油效率的影响方面进行理论、 驱油效率的影响方面进行理论、实验及现 场研究。 场研究。
*在我国五十年代就有专门从事油层物理研究的专业技术人员, 在我国五十年代就有专门从事油层物理研究的专业技术人员, 五十年代就有专门从事油层物理研究的专业技术人员
原北京石油学院首次开设了油层物理课程, 在 原北京石油学院首次开设了油层物理课程 , 培养了相应研究 生。 *60年代从采油工程中分离出来,大庆油田的开发使我国油层物 60年代从采油工程中分离出来 年代从采油工程中分离出来, 理学科有了进一步发展。 理学科有了进一步发展。 *华东石油学院的张朝琛编写了《油层物理》一书,但没有正式 华东石油学院的张朝琛编写了《油层物理》一书, 出版。 出版。 *随着各类油田的开发与开采,油田的研究单位都相应地建立了 随着各类油田的开发与开采, 有关油层物理的各类实验室, 有关油层物理的各类实验室,开展了油层物理各个领域的实验研 究,同时也进行了各自油田的现场试验研究以及不同方法提高原 油采收率的试验研究。 油采收率的试验研究。
绪论
• • • •
国内外油层物理研究发展水平及特点 常规岩心分析 专项岩心分析 地层流体分析 多相渗流机理
常规岩心分析
国外已经形成了一套比较完整的标准程序 和比较完善的操作规程; 和比较完善的操作规程; 在分析方法上,针对不同类型的岩样, 在分析方法上,针对不同类型的岩样,在 经典方法基础上,发展了多种测试方法; 经典方法基础上,发展了多种测试方法; 为适应取心技术的发展, 为适应取心技术的发展,实验室建立了相 应的室内分析技术; 应的室内分析技术; 岩心分析的质量控制上, 岩心分析的质量控制上,国外已有一套比 较完善成熟的方法。 较完善成熟的方法。
世界石油开发现状
石油工业高速发展时代一去不复返 天然气将主导全球一次能源结构 替代能源难撼石油天然气地位
绪论
一、油层物理的定义 研究储层岩石、岩石中的流体(油、气、水) 以及流体在岩石中渗流机理的一门学科。
第一章 储层岩石的物理特性 第二章 储层流体的物理特性 第三章 多相流体的渗流机理
绪论
基本概念: 基本概念: 油层是指储存原油的地层。 油层是指储存原油的地层。它包括储存原油的岩 石和岩石中的流体两部分。 石和岩石中的流体两部分。 油藏: 油藏:是指单一圈闭中具有同一压力系统的油的 聚集。它可以看成是地下独立的储油容器, 聚集。它可以看成是地下独立的储油容器,具有 独立的水动力学系统。 独立的水动力学系统。一个油藏可由一个或几个 油层组成。 油层组成。 油田:一般从行政管理角度定义, 油田:一般从行政管理角度定义,指同一范围内 的油气藏总和。 的油气藏总和。
本课程的学习方法. 五、本课程的学习方法.
课前用一定的时间预习; 课前用一定的时间预习; 上课注意作笔记,特别注意教师对概念的解释; 上课注意作笔记,特别注意教师对概念的解释; 课后按时复习及做作业; 课后按时复习及做作业; 认真上好实验课,做到理论与实验的结合; 认真上好实验课,做到理论与实验的结合; 及时答疑,不要把问题积累在一起。 及时答疑,不要把问题积累在一起。
三.油层物理课程的性质及与其它课的关系
油层物理学是高等石油院校石油工程专业、石油 油层物理学是高等石油院校石油工程专业、 地质专业及油田化学等专业的一门重要专业基础课, 地质专业及油田化学等专业的一门重要专业基础课, 它既要运用到许多基础理论, 它既要运用到许多基础理论,又在专业上有着广泛的 实际应用。因此,学习这门课除了要具备数 实际应用。因此,学习这门课除了要具备数、理、化 基础知识外,普通地质、岩石学、 基础知识外,普通地质、岩石学、物理化学以及流体 力学等都是学习油层物理应具备的基础 另一方面, 等都是学习油层物理应具备的基础。 力学等都是学习油层物理应具备的基础。另一方面, 渗流力学、油藏数值模拟、油气田开发、 在渗流力学、油藏数值模拟、油气田开发、采油工程 油田应用化学以及提高油气采收率技术、 、油田应用化学以及提高油气采收率技术、油层保护 现代试井等课程的许多方面 等课程的许多方面, 、现代试井等课程的许多方面,都要以它为基础进行 广泛的论述和应用。 广泛的论述和应用。 此外, 此外,油层物理学又是一门建立在实验基础上的 学科,其实践性很强。从事大量的实验研究 大量的实验研究, 学科,其实践性很强。从事大量的实验研究,也是油 层物理学研究的一大特点。 层物理学研究的一大特点。
(3)油藏岩石中多相流体的渗流特性
研究岩石孔隙内表面和油、 研究岩石孔隙内表面和油、气、水相互作用的物理和物理化 学性质以及油、气、水沿极其微小的迂回孔道流动的基本渗流特 学性质以及油、 如润湿性、吸附、毛管压力曲线、相对渗透率等。 性。如润湿性、吸附、毛管压力曲线、相对渗透率等。
二.油层物理的发展历史
第一章 储Байду номын сангаас岩石的物理特性
沉积岩有几大类?各自有些什么特点? 沉积岩有几大类?各自有些什么特点?
油藏物性参数的特点及通常的测定方法
第一章 储层岩石的物理特性
四.参考书
四.参考书 参考书
1.《油层物理》 1985年 1.《油层物理》 罗蛰潭主编 地质出版社 1985年; 2.《油层物理》 1991年 2.《油层物理》 何更生编 西南石油学院 1991年; 3.《油藏物理》 1985年 3.《油藏物理》 洪世铎编 石油工业出版社 1985年; 4.《油气层物理学》 1984年 4.《油气层物理学》 张博金编 武汉地质学院 1984年。