3油藏岩石的物理性质
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第三章 油藏岩石的物理性质
第二节 油藏岩石的渗透率
在一定压差作用下，流体通过岩石孔隙的性质，称 为岩石的渗透性，用渗透率来表示渗透性的大小。
一、油藏岩石的渗透率
A( P P2 ) 1 Q L
设比例系数为K，则上式变为：
A( P1 P2 ) QK L
达西方程
比例系数K称为岩石的渗透率
QL K A( p1 p 2 )
例3-1设有一块砂岩岩心，长度L=3cm，截面积 A=2cm2，其岩心中只有水通过（百分之百含 水）。水的粘度μ=1mPa∙s，测得在压差 Δp＝ 0.2MPa下通过岩心的流量Q=0.5cm3/s，求该 岩心的渗透率。
解 根据达西方程得：
QL 0.5 1 3 K 0.1 0.375( m 2 ) Ap 2 0.2
有效渗透率指当多相流体共存时，岩
石允许其中每一相流体通过的能力。
Qw w L 0.3 1.0 3 Kw 0.1 0.225( m 2 ) Ap 2 0.2
原油的有效渗透率为
Qo o L 0.02 3 3 Ko 0.1 0.045( m 2 ) Ap 2 0.2
岩石的孔隙半径
孔隙半径越大，K 越大。
泥质含量越高， K 越小。 平行于层理或裂缝方向的渗透率大于垂直方向。
岩石的矿物成分
4.
岩石的层理或裂缝
特例：某 些低渗透 砂岩虽然 孔隙度很 低，但由 于存在微 裂缝导致 渗透率较
高。
二、有效渗透率和相对渗透率
例3-2 当用例3-1中的岩心（L=3cm，A=2cm2， K=0.375μm2）饱和70%的地层水和30%的原油时， 在0.2MPa压差作用下，测得水的流量为 Qw=0.30cm3/s，原油的流量Qo=0.02cm3/s，其中 水的粘度μw=1mPa· s，原油的粘度μo=3mPa· s，那 么地层水的有效渗透率为：
第三章 油气藏岩石N 西南石油油藏工程课件
煤油法 体积法 电法 声法 中子法 核磁法 压汞法 气测法
矿场地球物理测井中常用
造价昂贵、精度高但普及难度大，在 科学研究中使用较多。
激光法
数理统计法
常结合其它手段使用
面孔隙度和线孔隙度的测量，则可以采用铸体薄片和微观照相等手段，
通过计算机辅助的数理统计方法确定出岩石的孔隙度。
三、影响因素及分级
理论上讲，岩石的孔隙度在0～1之间变化， 但由于上覆岩石的压实作用，油气藏岩石的孔隙 度一般分布在0 ～ 30％之间。
Vb
V pt
孔隙度
有效孔隙度 eff V peff
第一节
岩石孔隙度
由于绝对孔隙度的测量比较困难，一般情况 下，岩石的孔隙度都是指岩石的有效孔隙度，并 用符号Ф 统一表示。
孔隙度是油气藏岩石最重要的物性参数之一，
它反映了岩石的孔隙发育程度，也就是岩石的储
容性质。
二、孔隙度的测量
岩石孔隙度的测量方法有很多，常用的方法主要有：
q
Darcy方程的流动．即流量与压
力梯度之间满足线性关系。当 渗流不符合Darcy方程，即偏离 线性关系时，就变成非Darcy渗 流了，非Darcy渗流区域的数据
P
不能用来计算岩心渗透率。
三、渗透率影响因素
r 孔隙介质： k 2 8
2
孔隙度和平均孔径
fb kf 裂缝介质： 12
储层渗透率分类 ( mD )
5、双重各向异性
K
x
K
x
Kx Kx
则称岩石双重各向异性。
第三节
毛管压力
毛管压力是油气藏岩石的一个重要现象， 它决定岩石中油气水的微观分布，并对驱替效 率产生重要影响。
矿场地球物理测井中常用
造价昂贵、精度高但普及难度大，在 科学研究中使用较多。
激光法
数理统计法
常结合其它手段使用
面孔隙度和线孔隙度的测量，则可以采用铸体薄片和微观照相等手段，
通过计算机辅助的数理统计方法确定出岩石的孔隙度。
三、影响因素及分级
理论上讲，岩石的孔隙度在0～1之间变化， 但由于上覆岩石的压实作用，油气藏岩石的孔隙 度一般分布在0 ～ 30％之间。
Vb
V pt
孔隙度
有效孔隙度 eff V peff
第一节
岩石孔隙度
由于绝对孔隙度的测量比较困难，一般情况 下，岩石的孔隙度都是指岩石的有效孔隙度，并 用符号Ф 统一表示。
孔隙度是油气藏岩石最重要的物性参数之一，
它反映了岩石的孔隙发育程度，也就是岩石的储
容性质。
二、孔隙度的测量
岩石孔隙度的测量方法有很多，常用的方法主要有：
q
Darcy方程的流动．即流量与压
力梯度之间满足线性关系。当 渗流不符合Darcy方程，即偏离 线性关系时，就变成非Darcy渗 流了，非Darcy渗流区域的数据
P
不能用来计算岩心渗透率。
三、渗透率影响因素
r 孔隙介质： k 2 8
2
孔隙度和平均孔径
fb kf 裂缝介质： 12
储层渗透率分类 ( mD )
5、双重各向异性
K
x
K
x
Kx Kx
则称岩石双重各向异性。
第三节
毛管压力
毛管压力是油气藏岩石的一个重要现象， 它决定岩石中油气水的微观分布，并对驱替效 率产生重要影响。
油藏的岩石物理性质
集场所。 特点： 单一圈比 统一的水动力系统 统一的油水界面 油田：一个地区地下所有的油藏构成油田。
石油管理局 采油厂(清河、东兴) 油田 油藏
油藏流体：油藏中的石油、天然气、地层水
特点：处于高温、高压，石油中溶有大量的天然气，地层水矿化度高。
开采—地下流体的相态发生变化—最终影响采收率。 更高效的开发油藏，有必要弄清地下流体的相态、物性 随压力的变化。
油藏的岩石物理性质
石油深埋在地下岩石空隙中，是一种不可再 生资源。油田开发的好坏，很大程度上取决于 对油藏得认识程度。
目前的开发现状：
我国多数老油田已进入开发的中后期，含水高，但 采出程度很低；新油田逐渐转向特殊油田的开发（稠油、 低渗、缝洞、海上油田）。开发难度越来越大。
目前原油采收率普遍较低：海上油田小 于18%,陆上油田15-40%。（天然能量、轻质 油田） 地下还有大量的石油等待开发，只是就 目前的技术开发难度较大。对油藏的地质认 识和工程技术水平要求越来越高。
石油地质 物理化学 有机化学 渗流力学 油藏工程 油藏数值模拟 采油工程
油藏物理
油层物理的主要内容：
（1）油藏流体(油、气、水)的高压物性; （2）油藏岩石的物理性质； （3）饱和多相流体的油藏岩石的物理性质;
油藏流体的物理性质
油层：能储集油气、并能让油气在其中流动的多孔介质。 油藏：深埋在地下的油气聚
石油管理局 采油厂(清河、东兴) 油田 油藏
油藏流体：油藏中的石油、天然气、地层水
特点：处于高温、高压，石油中溶有大量的天然气，地层水矿化度高。
开采—地下流体的相态发生变化—最终影响采收率。 更高效的开发油藏，有必要弄清地下流体的相态、物性 随压力的变化。
油藏的岩石物理性质
石油深埋在地下岩石空隙中，是一种不可再 生资源。油田开发的好坏，很大程度上取决于 对油藏得认识程度。
目前的开发现状：
我国多数老油田已进入开发的中后期，含水高，但 采出程度很低；新油田逐渐转向特殊油田的开发（稠油、 低渗、缝洞、海上油田）。开发难度越来越大。
目前原油采收率普遍较低：海上油田小 于18%,陆上油田15-40%。（天然能量、轻质 油田） 地下还有大量的石油等待开发，只是就 目前的技术开发难度较大。对油藏的地质认 识和工程技术水平要求越来越高。
石油地质 物理化学 有机化学 渗流力学 油藏工程 油藏数值模拟 采油工程
油藏物理
油层物理的主要内容：
（1）油藏流体(油、气、水)的高压物性; （2）油藏岩石的物理性质； （3）饱和多相流体的油藏岩石的物理性质;
油藏流体的物理性质
油层：能储集油气、并能让油气在其中流动的多孔介质。 油藏：深埋在地下的油气聚
油藏流体及岩石物理性质
(2)影响因素 ① 油气性质
油气密度差异越小，地层油的溶解气油比越大。
② 压力
③ 温度 油藏条件下，T升高，Rs降低
第一节 油藏流体物理性质 三、地层原油高压物性
3、压缩系数（Co） (1)定义
在温度一定的条件下，单位体积地层油随压力变化的体积变
化率，1/MPa
1 Co Vf V f P T
•油藏流体
(reservoir fluid)
地层水(stratumtous water)
•油藏流体的特点(the characteristic of reservoir fluid )： 高温高压，且石油中溶解有大量的烃类气体； 随温度、压力的变化，油藏流体的物理性质也会发生变化。 同时会出现原油脱气、析蜡、地层水析盐或气体溶解等相态 转化现象。 烃类流体的密度小，比水轻。
第一节 油藏流体物理性质 四、天然气高压物性
1、压缩因子（Z）
一定温度和压力条件下，一定 质量气体实际占有的体积与在相同 条件下理想气体占有的体积之比。 压缩因子Z的物理意义： 理想气体的假设条件： 1.气体分子无体积； 2.气体分子间无作用力； 3.气体分子间是弹性碰撞；
V实际 Z＝ ＝ V理想 nRT P
ln Co 2.4615 1.43 ln p 0.395 ln pb 0.39 ln T 17.78 1 0.455 ln Rsb 0.262 ln 0.929 o
第一节 油藏流体物理性质
(2)影响因素分析：
1 Co Vf V f P T
其中： pb －饱和压力，MPa；
o －地面脱气原油相对密度；
tR －地层温度，℃；
油气密度差异越小，地层油的溶解气油比越大。
② 压力
③ 温度 油藏条件下，T升高，Rs降低
第一节 油藏流体物理性质 三、地层原油高压物性
3、压缩系数（Co） (1)定义
在温度一定的条件下，单位体积地层油随压力变化的体积变
化率，1/MPa
1 Co Vf V f P T
•油藏流体
(reservoir fluid)
地层水(stratumtous water)
•油藏流体的特点(the characteristic of reservoir fluid )： 高温高压，且石油中溶解有大量的烃类气体； 随温度、压力的变化，油藏流体的物理性质也会发生变化。 同时会出现原油脱气、析蜡、地层水析盐或气体溶解等相态 转化现象。 烃类流体的密度小，比水轻。
第一节 油藏流体物理性质 四、天然气高压物性
1、压缩因子（Z）
一定温度和压力条件下，一定 质量气体实际占有的体积与在相同 条件下理想气体占有的体积之比。 压缩因子Z的物理意义： 理想气体的假设条件： 1.气体分子无体积； 2.气体分子间无作用力； 3.气体分子间是弹性碰撞；
V实际 Z＝ ＝ V理想 nRT P
ln Co 2.4615 1.43 ln p 0.395 ln pb 0.39 ln T 17.78 1 0.455 ln Rsb 0.262 ln 0.929 o
第一节 油藏流体物理性质
(2)影响因素分析：
1 Co Vf V f P T
其中： pb －饱和压力，MPa；
o －地面脱气原油相对密度；
tR －地层温度，℃；
油藏物理习题
第一章 油层岩石的物理特性1. .什么是油藏？油藏的沉积特点及其语言是特性之间的关系是什么？2. 积岩有几大类？各自有些什么特点？3. 油藏物性参数有些什么特点？通常的测定方式是什么？4. 什么是粒度组成？5. 粒度的分析方式有哪些？其大体原理是什么？6. 粒度分析的结果是如何表示的？各自有些什么特点？7. 如何计算岩石颗粒的直径，粒度组成，不均匀系数和分选系数？8. 岩石中一般有哪些胶结物？它们各自有些什么特点？对油田开发进程会发发生什么影响，如何克服或降低其影响程度？9. 通常的岩类学分析方式有哪些？10. 如何评价储层的敏感性（具体化，包括评价地层伤害的程度） 11. 如何划分胶结类型，其依据是什么？它与岩石物性的关系如何？ 12. 什么是岩石的比面？通常的测试方式有哪些？其原理是什么/ 13. 推导岩石的比面与粒度组成之间的关系/ 14. 粒度及比面有何用途？15. 什么是岩石的间隙度，其一般的转变是什么？16. 按间隙体积的大小可把间隙度分为几类？各自有些什么特点及用途？ 17. 间隙度的测定方式有哪些？各自有什么特点？ 18. 间隙度有些什么影响因素，如何影响的？ 19. 岩石的紧缩系数反映了岩石的什么性质？是如何概念的？ 20. 综合弹性系数的意义是什么？其计算式为：φL f C C C +=*式中各物理量的含义是什么？21. 当油藏中同时含有油，气水三相时，试推导： C=()fo o w w f f CS C S C S C φ+++22. 试推导别离以岩石体积，岩石骨架体积和岩石间隙体积为基准的比面之间的关系S S v S φφϕ•=-=)1(S----以岩石体积为基准的比面，S φ---以岩石间隙体积为基准的比面。
Sv---以岩石骨架体积为基准的比面。
23. 什么是岩石的渗透性？什么是渗透率？焱是渗透率的“1达西”的物理意义是什么？ 24. 什么是岩石的绝对渗透率？测定岩石绝对渗透率的限制条件是什么？如何实现这些条件？25. 达西定律及其适用范围是什么？26. 试从理论及实验研究两方面表现出它们之间的不同？ 27. 渗透率可分为几大类，其依据是什么？28. 水测，油测及气测渗透率在哪些方面白哦现出它们之间的不同？ 29. 从分子运动论的观点说明在什么条件下滑脱效应对渗透率无影响，这一结论在理论和实验工作中有什么用途？30. 影响渗透率的因素有哪些？是如何影响的？31. 什么是束缚水饱和度，原始含油饱和度及残余油饱和度，在地层中他们以什么方式存在？32. 流体饱和度是如何概念的？33. 对低渗岩芯，能用常压下的气测渗透率方式来测其绝对渗透率吗？ 34. 测定饱和度的方式有哪些？它们各自由和好坏点？35. 什么是灯下渗流阻力原理？利用等效渗流阻力原理推导出岩石的渗透率，间隙度及孔道半径之间的关系。
石油工程概论全册简介
最后，原油被输送到炼油厂进行加工， 以成品油外输。
石油工程是根据油气和储层特性建立适宜的流 动通道并优选举升方法，经济有效地将地下油气从 油气藏中开采到地面所实施的一系列工程和工艺技 术的总称。按目前我国石油生产 的专业和管理的门 类划分，石油工程领域覆盖了油藏工程、钻井工程 和采油工程三个相互独 立又相互衔接的工程领域。 也就是说，石油工程是一个集多种学科、多种工艺 技术和工程措 施于一体的多种工艺技术相互衔接、 相互渗透、相互促进和发展的综合工程。
常温下不同石油组分的状态
表2-1某一典型的油气烃类组成
成分（碳分子数） 汽油（C4~C10） 煤油（C11~C12） 柴油（C13~C20） 润滑油（C21~C40） 重量百分比 分子类型 31 10 15 20 烷烃 环烷烃 芳香烃 沥青 重量百分比 30 19 15 6
残地层原油的高压物性
地层油处于高温高压状态下，并溶解有大量的 天然气，其物性与地面原油有很大差别，如粘度、 密度和压缩系数等都大不相同。在油藏开采过程中， 随压力、温度的降低以及油中溶解气的不断释出， 地层油的性质也在不断变化。因此，了解地层油物 性的变化情况及其影响因素，对于分析油藏开采动 态、渗流计算及开采工艺设计等都是必不可少的。
层的油气不向四周方向运移的圈闭条件也称为保护层。
（二）形成油气藏的必要条件 综上所述，油气藏形成的过程可以概括为：
石油生成——运移——聚集——保存。油气藏形成 的条件可归结为四个必要条件，即有生油层、储油 层、盖层和保护层，简称之为生、储、盖、保四要 素。
（三）油气藏的类型 按照圈闭条件的不同，可以将油气藏分为构造 油气藏、地层油气藏和岩性油气藏三种主要类型。
油藏岩石的物理性质
●
粒度组成分析结果的表示方法：
数字法
表 2.1.2 S 油田某井 S 下 2 地层岩石粒度分析数据
编 号 28 34 36 编 号 28 34 36 井段(m) 2320～2329 2320～2329 2320～2329 井段(m) 2320～2329 2320～2329 2320～2329 距顶 m 3.80 5.76 7.68 距顶 m 3.80 5.76 7.68 0.125 4.50 11.70 3.40 0.105 5.00 11.10 7.70 0.088 3.80 8.10 17.30 颗粒直径(mm)/质量百分数(%) 0.074 4.50 6.90 12.10 0.063 2.20 5.90 10.90 0.053 3.90 5.20 10.20 0.01 8.00 12.00 28.00 <0.01 0.20 15.00 10.00 0.59 0.3 0.5 2.50 0.42 4.20 颗粒直径(mm)/质量百分数(%) 0.35 8.60 0.3 8.30 0.3 0.25 15.50 3.60 0.21 10.60 5.80 0.177 10.50 5.80 0.149 6.50 8.50 0.40
●
砂岩的粒度组成： 构成砂岩的各种颗粒的相对含量。 描述岩石颗粒大小的均匀程度。 粒度组成的分析方法：
●
薄片法（显微镜法）
筛析法
沉降法
薄片法
对于固结又难于解离开的砂岩和粉砂岩只有采用薄片粒度分析法。 它是测定一定粒度的颗粒数的百分比，而不是重量百分比。
垂直层理方向采样； 间距：层厚在3m一下10cm；层厚在3m～10cm时20cm；
②泥质含量 ③颗粒形状
泥质含量越多,岩石比面越大。 颗粒越不规则,岩石比面越大。
2016油藏岩石的物理性质
储运工程系 曹学文
2. 孔隙度
——岩石中全部孔隙体积（Vp）占岩石总体 积（Vf）的百分数。
φ = ∑Vp ×100%
Vf
孔隙度(%) 储层评价
储层岩石(砂岩)孔隙度评价
<5 5～10 10～15 15～20
极差 差
一般
好
20～25 特好
储运工程系 曹学文
3. 有效孔隙度（率）
——岩石中相互连通的、且在一定压力差下、可 以允许流体在其中流动的孔隙体积（即有效孔隙体 积Vep）与岩石总体积的比值。
②根据其不同部位在流体储存和流动过程所起作用的差异分：
—— 孔隙 和 喉道
储运工程系 曹学文
1.岩石中的孔隙
③根据岩石中孔隙的大小，可分为三类： 超毛细管孔隙—— 管形孔隙直径>0.5mm，裂缝宽度> 0.25mm，重力作用下流体在其中可
以自由流动，服从静水力学定律。如未胶结或胶结疏松的砂层中的空隙。
Cp
=
Cf
φ
压
Hale Waihona Puke Cp=1 ∆P⋅
∆V p Vp
缩 系
岩石： C f = (1 ~ 2) ×10−4(1 MPa)
数
原油： Co = (7 ~ 20) ×10−4(1 MPa)
五、油藏岩石的压缩系数
1、油藏岩石压力的定义 2、油藏岩石压缩系数 3、综合压缩系数
储运工程系 曹学文
1. 岩石压力的定义
1.上覆岩层压力Pf
上部岩层对下部岩层作用的压力。
2.地层孔隙流体压力 Ps
油藏中孔隙流体所受的压力，也称油藏压力或地 层孔隙压力。
3.岩石骨架压力Pi
岩石骨架所受的压力。
容积法计算地质储量
2. 孔隙度
——岩石中全部孔隙体积（Vp）占岩石总体 积（Vf）的百分数。
φ = ∑Vp ×100%
Vf
孔隙度(%) 储层评价
储层岩石(砂岩)孔隙度评价
<5 5～10 10～15 15～20
极差 差
一般
好
20～25 特好
储运工程系 曹学文
3. 有效孔隙度（率）
——岩石中相互连通的、且在一定压力差下、可 以允许流体在其中流动的孔隙体积（即有效孔隙体 积Vep）与岩石总体积的比值。
②根据其不同部位在流体储存和流动过程所起作用的差异分：
—— 孔隙 和 喉道
储运工程系 曹学文
1.岩石中的孔隙
③根据岩石中孔隙的大小，可分为三类： 超毛细管孔隙—— 管形孔隙直径>0.5mm，裂缝宽度> 0.25mm，重力作用下流体在其中可
以自由流动，服从静水力学定律。如未胶结或胶结疏松的砂层中的空隙。
Cp
=
Cf
φ
压
Hale Waihona Puke Cp=1 ∆P⋅
∆V p Vp
缩 系
岩石： C f = (1 ~ 2) ×10−4(1 MPa)
数
原油： Co = (7 ~ 20) ×10−4(1 MPa)
五、油藏岩石的压缩系数
1、油藏岩石压力的定义 2、油藏岩石压缩系数 3、综合压缩系数
储运工程系 曹学文
1. 岩石压力的定义
1.上覆岩层压力Pf
上部岩层对下部岩层作用的压力。
2.地层孔隙流体压力 Ps
油藏中孔隙流体所受的压力，也称油藏压力或地 层孔隙压力。
3.岩石骨架压力Pi
岩石骨架所受的压力。
容积法计算地质储量
石油工程概论-张红玲 第一章绪论第二章油藏流体及岩石的物理性质(2006.9)
6.地面油的相对密度(relative density)
20℃时的地面油密度与4℃时水密度之比。
o o 4 w
20
四、天然气的高压物性
The PVT of natural gas
1.天然气的压缩因子
（compressibility factor）
理想气体状态方程： 理想气体的假设条件： 1.气体分子无体积，是个质点； 2.气体分子间无作用力；
PV＝nRT
压缩因子
3.气体分子间是弹性碰撞；
天然气处于高温、高压状态多组分 混合物，不是理想气体
压缩因子
一定温度和压力条件下，一定质量气体实际占有的 体积与在相同条件下理想气体占有的体积之比。
Z＝
V实际 V理想
V实际 nRT P
Z<1实际气体较理想气体易压缩
Z=1实际气体成为理想气体 Z>1实际气体较理想气体难压缩
2.孔隙度分类
(1)绝对孔隙度(absolute porosity)
a＝
Vap Vf
岩石总孔隙体积或绝对孔隙体积
岩石外表体积或视体积
(2)有效孔隙度(effective porosity)
e＝
Vep Vf
被油、气、水饱和且连通的孔隙体积
岩石外表体积或视体积
两种孔隙度的关系： ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ a
e
●岩石的胶结物：
泥质 灰质 硫酸盐 硅质
粘土矿物(遇水膨胀)
碳酸盐类矿物(遇酸反应)
石膏和硬石膏(高温脱水) 硅酸盐(胶结最结实)
1.孔隙度(porosity) 定义 岩石孔隙体积与岩石外表体积之比； 或：单位岩石体积中孔隙体积所占的比例。
Vp Vf
油藏岩石的物理性质
10～1
渗透性差
＜1
渗透性极差
第五节 油藏岩石的渗透性
二、有效渗透率和相对渗透率
1.有效渗透率
当岩石孔隙中饱和两种或两种以上流体时，岩 石让其中一种流体的通过能力称为有效渗透率或 称为相渗透率。
Ko Kg Kw K
岩石的有效渗透率是岩石自身属性、流体饱和度 及其在孔隙中的分布的函数,而流体饱和度及其分布 后者与润湿性等有关。
第六节 油藏岩石的润湿性
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
第六节 油藏岩石的润湿性
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。
2.衡量润湿性的参数
润湿角θ
过气液固或液液固三
定 相交点对液滴表面所 义 作的切线与液固表面
0.177 10.50
0.149 6.50
34 2320～2329 5.76
36 2320～2329 7.68
编
距顶
井段(m)
号
m 0.125 0.105
28 2320～2329 3.80 4.50 5.00
0.3 3.60 5.80 5.80
颗粒直径(mm)/累计质量百分数(%) 0.088 0.074 0.063 0.053 0.01
2. 束缚水饱和度Swc
单位孔隙体积中束缚水所占的比例。
第三节 油藏流体饱和度
3. 储量计算
对于原始含水饱和度为束缚水饱和度的未 饱和油藏：
油藏的原始含油饱和度：
Soi 1 Swc
油藏的地质储量：
油层物理(山东联盟)智慧树知到期末考试章节课后题库2024年中国石油大学(华东)
油层物理（山东联盟）智慧树知到期末考试答案章节题库2024年中国石油大学（华东）1.孔隙控制着岩石渗流能力，喉道控制着储油能力（）答案:错2.地层水的硬度是指地层水中钙、镁等二价溶解盐离子的含量，单位为mg/L。
（）答案:对3.综合弹性压缩系数是单位体积油藏岩石，当（油藏）压力降低一个1MPa时，由于岩石孔隙体积的缩小、其中流体的膨胀，总共排出的油量。
（）答案:错4.迂曲度通常小于1。
（）答案:错5.岩石的孔隙压缩系数是指单位体积油藏岩石，当流体压力降低1MPa时，孔隙体积的缩小值。
（）答案:错6.润湿是指三相体系，只要三相体系相同，在不同的情况下润湿角保持不变。
（）答案:错7.极性吸附剂容易吸附非极性物质。
（）答案:错8.高矿化度和高硬度的地层水会影响入井流体的性质。
（）答案:对9.毛管力曲线位置越低，一般渗透性越好。
（）答案:对10.地层水中含有大量的无机盐和天然气。
（）答案:错11.地层油的溶解气油比随压力的降低而减小。
（）答案:错12.苏林分类法是依据地层水中某种化合物的多少而命名地层水类型的。
（）答案:错13.岩石压缩系数是指单位体积油藏岩石，当流体压力降低1MPa时，岩石体积的缩小值。
（）答案:错14.湿相驱替非湿相的过程称为“吸吮过程”。
（）答案:对15.一般情况，强亲水岩石等渗点的饱和度小于50%。
（）答案:错16.相渗曲线的测定方法有（）。
答案:根据矿场资料计算###按毛管力曲线计算###经验公式法###稳定法###非稳定法17.有效渗透率的影响因素有（）。
答案:润湿性###岩石自身的属性###流体饱和度18.粒度组成的分析结果有（）等多种表示方法。
答案:列表法###图形法19.进汞毛管力曲线相当于强亲水油藏的（）过程。
答案:驱替###束缚水形成###油藏形成20.提高凝析气藏产量的方法是（）。
答案:注水使气藏压力高于第二露点压力###循环注气使气藏压力高于第二露点压力21.地层油的溶解气油比正确的定义为（）。
《油层物理学》第二节油藏岩石的润湿性和油水分布
油藏物理学——油藏岩石的润湿性及油水分布
● 所谓微观分布：指孔道中油水分布的状 况，是油包水还是水包油运动。 ● 润湿性：恰好反映了油水“微观”分布 的一个侧面，研究润湿性是水驱油的基本 知识，是与孔、渗、饱同样重要的性质。
油藏物理学——油藏岩石的润湿性及油水分布
一1
表示静润湿滞后的程度。
油藏物理学——油藏岩石的润湿性及油水分布
b. 与三相周界的移动速度有关
V1<V2<V3
速度越大，滞后越严重，速度过大会出现 润湿性反转。这种由移动速度而引起的接触角 的变化称为动润湿滞后。（见下页图）
油藏物理学——油藏岩石的润湿性及油水分布
油藏物理学——油藏岩石的润湿性及油水分布
σ12可测，θ可测。
θ<90o，cosθ>0，W>0 说明水对岩石的附着功强，
呈亲水性质。 θ越小，液体沿着岩石流散的越厉害，越易铺 开，越易润湿。
油藏物理学——油藏岩石的润湿性及油水分布
● 如果加表面活性剂的话，可使表面活性剂自发 地吸附在两相界面上，则使界面张力减小，故此表 面活性物质吸附于固体表面，促使固体表面的润湿 性发生变化。转化的程度即与固体表面性质和活性 剂的性质有关，又与活性剂的浓度有关。
第二节 油藏岩石的润湿性和 油水分布
油藏物理学——油藏岩石的润湿性及油水分布
讲课提纲
一. 深入浅出引出问题、研究的意义； 二. 润湿性（定义、润湿接触角、规定）； 三. 润湿的实质； 四. 润湿滞后（定义、影响因素）； 五. 油藏岩石的润湿性； 六. 油水在孔道中的微观分布； 七. 润湿性的测定（各种方法对比）。
当两种互不相溶的流体存在于岩石表 面时，其中某一种流体沿着固体表面延伸 或附着到固体上的倾向性。
(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。
第一章 油藏岩石和流体的基本物理性质及其渗流特性
1 Co = − Vof ∂Vof ∂P 1 ∆Vof = Vof ∆P T
式中： Vof为地层油的体积，m3； P为压力，MPa。
4．地层油的粘度和密度
地层油处于高温高压下，且溶有大量的天然气，因此地层油的粘 度和密度与地面脱气原油相比，差别较大。地层油的密度要比地面脱 气油低3～10％；油的粘度对温度极其敏感，温度增加，粘度大幅度 降低，因此，地层油的粘度比地面脱气油低的多。但不同油藏的油， 由于其组成不同，粘度相差很大，重组分越多，粘度越大。
可以看出：它们的共同特点是在泡点压力Pb处，曲 线有转折点。这是由于当压力高于泡点压力时，地下 原油处于单相状态，压力增加纯粹是油的压缩，故粘 度及密度均增加；当压力低于泡点压力时，气从油中 分出，故压力越低．油的粘度和密度越高。从地层油 的各种物性与压力的关系可以看出，泡点压力是其物 性变化的分界点。
三、地层油的高压物性
地层油的高压物性主要指地层油的溶解气油比、体积系数、压缩 系数和粘度等。 1．地层油的溶解气油比 地层油的溶解气油比是指地层油进行一次脱气（20 0C），分出气 体的标准体积与脱气后原油的体积之比。即
Rs =
Vg Vos
式中：Vos为地层脱气后的体积， Vg为分出气体的标准体积。 或者Rs说是1m3的地面脱气原油在地层条件下所能溶解的气体的标准 体积。原始状态下的溶解气油比用Rsi表示。
PV= Z n RT
式中 P——气体的压力，Pa； V——压力P下气体的体积，m3； T——绝对温度，K； n——气体的摩尔数； R——通用气体常数，等于 8.314Pa· m3／K· Kmol； Z ——压缩系数。它是相同压力和温度下，实际气体的体 积与理想气体体积之比，是压力、温度和气体性质的函数。
式中： Vof为地层油的体积，m3； P为压力，MPa。
4．地层油的粘度和密度
地层油处于高温高压下，且溶有大量的天然气，因此地层油的粘 度和密度与地面脱气原油相比，差别较大。地层油的密度要比地面脱 气油低3～10％；油的粘度对温度极其敏感，温度增加，粘度大幅度 降低，因此，地层油的粘度比地面脱气油低的多。但不同油藏的油， 由于其组成不同，粘度相差很大，重组分越多，粘度越大。
可以看出：它们的共同特点是在泡点压力Pb处，曲 线有转折点。这是由于当压力高于泡点压力时，地下 原油处于单相状态，压力增加纯粹是油的压缩，故粘 度及密度均增加；当压力低于泡点压力时，气从油中 分出，故压力越低．油的粘度和密度越高。从地层油 的各种物性与压力的关系可以看出，泡点压力是其物 性变化的分界点。
三、地层油的高压物性
地层油的高压物性主要指地层油的溶解气油比、体积系数、压缩 系数和粘度等。 1．地层油的溶解气油比 地层油的溶解气油比是指地层油进行一次脱气（20 0C），分出气 体的标准体积与脱气后原油的体积之比。即
Rs =
Vg Vos
式中：Vos为地层脱气后的体积， Vg为分出气体的标准体积。 或者Rs说是1m3的地面脱气原油在地层条件下所能溶解的气体的标准 体积。原始状态下的溶解气油比用Rsi表示。
PV= Z n RT
式中 P——气体的压力，Pa； V——压力P下气体的体积，m3； T——绝对温度，K； n——气体的摩尔数； R——通用气体常数，等于 8.314Pa· m3／K· Kmol； Z ——压缩系数。它是相同压力和温度下，实际气体的体 积与理想气体体积之比，是压力、温度和气体性质的函数。
《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。
油层物理储层岩石物理特性
流动空间—裂缝
沉积类型 碎屑岩
碳酸盐岩
分类
疏松砂岩
砂岩
砾岩 泥岩
粉砂岩 致密砂岩 裂缝性砂岩
砾岩 裂缝性砂砾岩
孔隙缝洞泥灰岩
白云岩 石灰岩 火成岩
裂缝孔洞白云岩 裂缝孔隙泥质白云岩
裂缝孔洞灰岩 生物灰岩
孔隙裂缝藻灰岩 裂缝孔隙安山岩 裂缝性凝灰岩
火山岩
典型油田举例 萨尔图油田、胜坨油
田 文东油田 枣园油田 延长油田 克拉玛依油田 蒙古林油田
颗粒直径(mm)
0.00
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
直径(mm)
4、粒度组成的表示方法
重量（%）
（2）作图法 70 60 50 40 30 20 10 0 0
a.曲线表示了各种粒径的颗粒所占的百 分数，可用它来确定任一粒级在岩石中 的含量；
b.曲线尖峰的位置表示含量最多的颗粒 直径的大小；
c.曲线的尖峰越高颗粒分布越均匀，说 明该岩石以某一粒径颗粒为主；
在推导该公式时，斯托克斯曾作了一些假设： ①假设颗粒为球型； ②颗粒在粘性和不可压缩液体中运动，十分缓慢； ③颗粒坚硬，且表面光滑； ④颗粒沉降以常速进行； ⑤在运动着的颗粒与分散介质之间界面上，不发生滑动。
浮 力
摩 擦 力
重 力
若固体颗粒的粘滞阻力为： f 6rv
4 3
r
3
s
g
4 3
1984年； 1985年； 1985年； 1991年。
第一章 储层岩石的物理性质
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
储层岩石的骨架性质 储层岩石的孔隙结构及孔隙度 储层岩石的渗透率 渗透率和其它岩石物性关系 储层流体的饱和度 储层岩性参数的平均值 储层岩石的敏感性
沉积类型 碎屑岩
碳酸盐岩
分类
疏松砂岩
砂岩
砾岩 泥岩
粉砂岩 致密砂岩 裂缝性砂岩
砾岩 裂缝性砂砾岩
孔隙缝洞泥灰岩
白云岩 石灰岩 火成岩
裂缝孔洞白云岩 裂缝孔隙泥质白云岩
裂缝孔洞灰岩 生物灰岩
孔隙裂缝藻灰岩 裂缝孔隙安山岩 裂缝性凝灰岩
火山岩
典型油田举例 萨尔图油田、胜坨油
田 文东油田 枣园油田 延长油田 克拉玛依油田 蒙古林油田
颗粒直径(mm)
0.00
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
直径(mm)
4、粒度组成的表示方法
重量（%）
（2）作图法 70 60 50 40 30 20 10 0 0
a.曲线表示了各种粒径的颗粒所占的百 分数，可用它来确定任一粒级在岩石中 的含量；
b.曲线尖峰的位置表示含量最多的颗粒 直径的大小；
c.曲线的尖峰越高颗粒分布越均匀，说 明该岩石以某一粒径颗粒为主；
在推导该公式时，斯托克斯曾作了一些假设： ①假设颗粒为球型； ②颗粒在粘性和不可压缩液体中运动，十分缓慢； ③颗粒坚硬，且表面光滑； ④颗粒沉降以常速进行； ⑤在运动着的颗粒与分散介质之间界面上，不发生滑动。
浮 力
摩 擦 力
重 力
若固体颗粒的粘滞阻力为： f 6rv
4 3
r
3
s
g
4 3
1984年； 1985年； 1985年； 1991年。
第一章 储层岩石的物理性质
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
储层岩石的骨架性质 储层岩石的孔隙结构及孔隙度 储层岩石的渗透率 渗透率和其它岩石物性关系 储层流体的饱和度 储层岩性参数的平均值 储层岩石的敏感性
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第三章 油藏岩石的物理性质
孔隙 岩石 裂缝 溶洞
为油气提供
储集空间 渗流通道
孔隙性 渗透性
第三章 油藏岩石的物理性质
◆砂岩的骨架性质
⊙ ⊙ ⊙ 岩石的比面 砂岩的粒度组成 岩石的胶结物质与胶结类型
◆砂岩的孔隙性质
⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙
岩石的孔隙、孔隙结构与孔隙度 储层流体饱和度 岩石的压缩系数及油藏的综合压缩系数 储层岩石的渗透率 储层岩石的润湿性 储层岩石的毛管力
当地层压力降低单位压力时，单位体积岩石 N CAh（Pi Pb） o / Bob 中由于岩石孔隙体积的缩小和孔隙中流体的膨 胀而变化的总体积。
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。其大小用渗透率表示。
一、油藏岩石的绝对渗透率
1、达西定律
不同类型的岩石特征
花 岗 岩
碳 酸 盐 岩
致密砂岩 （脆性）
疏松砂岩 （塑性）
砂岩 （塑脆性）
细砂岩 （塑性）
细砂岩 （脆性）
页岩 （脆性）
页岩 （脆性）
页岩 （脆性）
第一节 砂岩的骨架性质
一、砂岩的粒度组成及比面
1、砂岩的粒度组成 砂岩的粒度组成：指构成砂岩的各种大小不同
的颗粒的相对含量。
第一节 砂岩的骨架性质
2、岩石的比面
或指单位体积岩石内所有孔隙的内表面积。
岩石的比表面积：指单位体积岩石的总表面积,m2/m3。
A S 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
岩石比面的影响因素
①颗粒直径
普通砂岩 细砂岩 泥砂岩
颗粒直径变小,比面值变大。
主要粒级分布(mm) 1～0.25 0.25～0.1 0.1～0.01
第三章 油藏岩石的物理性质
岩 石
沉积岩 岩浆岩 变质岩 如碎屑岩、碳酸盐岩等 如花岗岩、玄武岩等 如大理岩、片麻岩等
我国大部分油田 波斯湾盆地 华北古潜山油田
碎屑岩储层 沉积岩储层 (世界99%以上) 碳酸盐岩储层
第一节 砂岩的骨架性质
岩石的骨架
砂粒 性质不同、形状各异、大小不等 胶结物 性质不同，分布各异
V p P
T
V p P T
Vf P T
1 Cp Vp
C f C P
第四节 油藏岩石的等温压缩系数
二、油藏的综合压缩系数
C C f Cl C f Co So Cw Sw
油藏弹性采油量： 物理意义：
孔隙度(%) 储层评价 <5 极差 5～10 差 10～15 一般 15～20 好 20～25 特好
第二节 油藏岩石的孔隙性
2. 孔隙度的分类
(1)绝对孔隙度 Vap a＝ Vf (2)有效孔隙度 Vep e＝ Vf (3)流动孔隙度 Vlp l＝ Vf
岩石总孔隙体积或绝对孔隙体积 岩石外表体积或视体积 在一定的压差作用下，被油、气、水 饱和且连通的孔隙体积
参数 大小、分布及其相互连通关系。
◆孔喉比：孔隙与喉道
直径的比值。
◆孔隙配位数 ： 每 个 孔道所连通的喉道数。 ◆孔隙迂曲度： 流体 质点实际流经的岩石孔 隙长度与岩石外观长度 之比。
第二节 油藏岩石的孔隙性
二、储层岩石的孔隙度
1.定义：岩石孔隙体积与岩石外表体积之比；
或：单位岩石体积中孔隙体积所占的比例。
第五节 油藏岩石的渗透性
达西实验的条件：
★岩石孔隙100%为某种流体饱和； ★流体在岩石孔隙中的渗流保持为层流； ★流体与岩石不发生反应。
与所通过的流 体性质无关 K是仅与岩石自身性质有关的参数, 它只决定于岩石的孔隙结构。
K为岩石的绝对渗透率
第五节 油藏岩石的渗透性
2、气测渗透率
在岩石长度L的每一断面的压力不同，气体体积流量 在岩石内各点上是变化的，是沿着压力下降的方向不 断膨胀。
在一定的压差作用下，饱和于岩石孔隙 中的流体发生运动时，与可动流体体积 相当的那部分孔隙体积
第二节 油藏岩石的孔隙性
3. 孔隙度的影响因素
（1）颗粒的排列方式 （2）颗粒的分选性和磨圆度 （3）胶结物 （4）岩石的压实程度 （5）成岩后生作用
第三节 油藏流体饱和度
一、油藏流体饱和度
定义： 单位孔隙体积中流体所占的比例。
砂岩的比面(cm2/cm3) 500～950 950～2300 >2300
②泥质含量 ③颗粒形状
泥质含量越多,岩石比面越大。 颗粒越不规则,岩石比面越大。
岩石比面的大小影响化学方法采油的药剂消耗
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
粘土矿物(遇水膨胀、分散或絮凝) 蒙脱石>含膨胀层的混合层粘土>伊利石>高岭石
准确
图形
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
井段(m) 2320～2329 2320～2329 2320～2329 井段(m) 2320～2329 2320～2329 2320～2329 颗粒直径(mm)/质量百分数(%) 0.35 8.60 0.3 8.30 0.3 0.25 15.50 3.60 0.21 10.60 5.80 0.177 10.50 5.80 0.149 6.50 8.50 0.40
2
。
第一节 砂岩的骨架性质
沉降法
原理：在合适的介质中测定颗粒在外力场作用下的沉降
速度,间接确定颗粒的粒度组成。 斯托克(C.J.Stokes)公式：
gd 2 g v 1 18 l
第一节 砂岩的骨架性质
粒度组成的表示方法及评价方法
表示方法： 数字
编 号 28 34 36 编 号 28 34 36 距顶 m 3.80 5.76 7.68 距顶 m 3.80 5.76 7.68 0.125 4.50 11.70 3.40 0.105 5.00 11.10 7.70 颗粒直径(mm)/累计质量百分数(%) 0.088 3.80 8.10 17.30 0.074 4.50 6.90 12.10 0.063 2.20 5.90 10.90 0.053 3.90 5.20 10.20 0.01 8.00 12.00 28.00 <0.01 0.20 15.00 10.00 0.59 0.3 0.5 2.50 0.42 4.20
Vp Vf
Vp Vs V p
V f Vs Vf
第二节 油藏岩石的孔隙性
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；
1 3 单个球体积为 6 D ； 1 所有球的体积为 n3D 3 ； 6
岩石的外表体积为n3D3。
1 3 3 n D n D V 6 V 1 47.6% 3 3 Vf n D 6
硬石膏 CaSO4
石膏
CaSO4•nH2O
影响束缚水饱和度的测定值
★硅质胶结物
硅酸盐
(胶结最结实)
第一节 砂岩的骨架性质
●
胶结类型：
定义：胶结物在岩石中的分布状况与碎屑颗粒的接触关系。
岩石的胶结类型主要受胶结物含量、分布及颗粒与胶 结物的结合方式的控制。
•基底胶结
•孔隙胶结
•接触胶结 •杂乱胶结
第二节 油藏岩石的孔隙性
类型 原生式沉积 粒间孔 纹理和层理缝 溶蚀孔隙 晶体次生晶间孔 裂缝孔隙 颗粒破裂孔等 杂基微孔隙等 成因 沉积作用 沉积作用 溶解作用 压溶作用 地应力作用 岩石裂缝等 复合成因 储、渗特征 大、多、储、渗能力好 小、少、储、渗能力差 小、少、储集能力好 小、多、储集能力差 小、少、渗透能力好 小、少、储、渗能力一般 小、少、储、渗能力较差
1856年、法国人、享利· 达西 未胶结砂充填模型 水流渗滤试验
h Q K A L
达西实验装置
第五节 油藏岩石的渗透性
通用达西公式
K
AP1 P2
渗透率 QL
渗透率单位的物理意义为：
粘度为1mPa· s的流体,在0.1MPa的压差下,通过 截面积为1cm2,长为1cm的岩石,当流量为1cm3/s时, 该岩石的渗透率为1μm2。
2、残余油饱和度Sor
残余油占储层的孔隙体积的比例。
油藏采收率
1 S wc Sor 1 S wc
第四节 油藏岩石的等温压缩系数
一、岩石的等温压缩系数 定义：等温条件下单位体积岩石中孔隙体积
随有效压力的变化值。
上覆压力与孔隙 V p 压力的差值1
Cf
1 C Vf
次生式沉积 混合孔隙
第二节 油藏岩石的孔隙性
表 2.2.2 毛细管孔隙体系划分表
类型 超毛细管孔隙 毛细管孔隙 微毛细管孔隙 标准 孔隙直径(mm) 缝隙宽度(mm) >0.5 >0.25 0.5～0.0002 0.05～0.0001 <0.0002 <0.0001
第二节 油藏岩石的孔隙性
岩石中孔隙和喉道的几何形状、 孔隙结构 3、孔隙结构：
3 3
第二节 油藏岩石的孔隙性
正方体：
47.6%
菱形：
25.95%
实际储层岩石孔隙度值的范围如下： 砂岩孔隙度为10%～40%,主要受砂岩的性质和其胶结状 态控制。 碳酸盐岩孔隙度介于5%～25%之间。 有效孔隙度 粘土岩或页岩的孔隙度为20%～45%,它取决于该岩石的 成因和埋藏深度。 储层岩石(砂岩)孔隙度评价
Q
玻义尔—马略特定律
K g A dP
dL
QP Q0 P0 Q1P1 Q2 P2 常数 Q0 P0 则： Q P
孔隙 岩石 裂缝 溶洞
为油气提供
储集空间 渗流通道
孔隙性 渗透性
第三章 油藏岩石的物理性质
◆砂岩的骨架性质
⊙ ⊙ ⊙ 岩石的比面 砂岩的粒度组成 岩石的胶结物质与胶结类型
◆砂岩的孔隙性质
⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙
岩石的孔隙、孔隙结构与孔隙度 储层流体饱和度 岩石的压缩系数及油藏的综合压缩系数 储层岩石的渗透率 储层岩石的润湿性 储层岩石的毛管力
当地层压力降低单位压力时，单位体积岩石 N CAh（Pi Pb） o / Bob 中由于岩石孔隙体积的缩小和孔隙中流体的膨 胀而变化的总体积。
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。其大小用渗透率表示。
一、油藏岩石的绝对渗透率
1、达西定律
不同类型的岩石特征
花 岗 岩
碳 酸 盐 岩
致密砂岩 （脆性）
疏松砂岩 （塑性）
砂岩 （塑脆性）
细砂岩 （塑性）
细砂岩 （脆性）
页岩 （脆性）
页岩 （脆性）
页岩 （脆性）
第一节 砂岩的骨架性质
一、砂岩的粒度组成及比面
1、砂岩的粒度组成 砂岩的粒度组成：指构成砂岩的各种大小不同
的颗粒的相对含量。
第一节 砂岩的骨架性质
2、岩石的比面
或指单位体积岩石内所有孔隙的内表面积。
岩石的比表面积：指单位体积岩石的总表面积,m2/m3。
A S 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
岩石比面的影响因素
①颗粒直径
普通砂岩 细砂岩 泥砂岩
颗粒直径变小,比面值变大。
主要粒级分布(mm) 1～0.25 0.25～0.1 0.1～0.01
第三章 油藏岩石的物理性质
岩 石
沉积岩 岩浆岩 变质岩 如碎屑岩、碳酸盐岩等 如花岗岩、玄武岩等 如大理岩、片麻岩等
我国大部分油田 波斯湾盆地 华北古潜山油田
碎屑岩储层 沉积岩储层 (世界99%以上) 碳酸盐岩储层
第一节 砂岩的骨架性质
岩石的骨架
砂粒 性质不同、形状各异、大小不等 胶结物 性质不同，分布各异
V p P
T
V p P T
Vf P T
1 Cp Vp
C f C P
第四节 油藏岩石的等温压缩系数
二、油藏的综合压缩系数
C C f Cl C f Co So Cw Sw
油藏弹性采油量： 物理意义：
孔隙度(%) 储层评价 <5 极差 5～10 差 10～15 一般 15～20 好 20～25 特好
第二节 油藏岩石的孔隙性
2. 孔隙度的分类
(1)绝对孔隙度 Vap a＝ Vf (2)有效孔隙度 Vep e＝ Vf (3)流动孔隙度 Vlp l＝ Vf
岩石总孔隙体积或绝对孔隙体积 岩石外表体积或视体积 在一定的压差作用下，被油、气、水 饱和且连通的孔隙体积
参数 大小、分布及其相互连通关系。
◆孔喉比：孔隙与喉道
直径的比值。
◆孔隙配位数 ： 每 个 孔道所连通的喉道数。 ◆孔隙迂曲度： 流体 质点实际流经的岩石孔 隙长度与岩石外观长度 之比。
第二节 油藏岩石的孔隙性
二、储层岩石的孔隙度
1.定义：岩石孔隙体积与岩石外表体积之比；
或：单位岩石体积中孔隙体积所占的比例。
第五节 油藏岩石的渗透性
达西实验的条件：
★岩石孔隙100%为某种流体饱和； ★流体在岩石孔隙中的渗流保持为层流； ★流体与岩石不发生反应。
与所通过的流 体性质无关 K是仅与岩石自身性质有关的参数, 它只决定于岩石的孔隙结构。
K为岩石的绝对渗透率
第五节 油藏岩石的渗透性
2、气测渗透率
在岩石长度L的每一断面的压力不同，气体体积流量 在岩石内各点上是变化的，是沿着压力下降的方向不 断膨胀。
在一定的压差作用下，饱和于岩石孔隙 中的流体发生运动时，与可动流体体积 相当的那部分孔隙体积
第二节 油藏岩石的孔隙性
3. 孔隙度的影响因素
（1）颗粒的排列方式 （2）颗粒的分选性和磨圆度 （3）胶结物 （4）岩石的压实程度 （5）成岩后生作用
第三节 油藏流体饱和度
一、油藏流体饱和度
定义： 单位孔隙体积中流体所占的比例。
砂岩的比面(cm2/cm3) 500～950 950～2300 >2300
②泥质含量 ③颗粒形状
泥质含量越多,岩石比面越大。 颗粒越不规则,岩石比面越大。
岩石比面的大小影响化学方法采油的药剂消耗
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
粘土矿物(遇水膨胀、分散或絮凝) 蒙脱石>含膨胀层的混合层粘土>伊利石>高岭石
准确
图形
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
井段(m) 2320～2329 2320～2329 2320～2329 井段(m) 2320～2329 2320～2329 2320～2329 颗粒直径(mm)/质量百分数(%) 0.35 8.60 0.3 8.30 0.3 0.25 15.50 3.60 0.21 10.60 5.80 0.177 10.50 5.80 0.149 6.50 8.50 0.40
2
。
第一节 砂岩的骨架性质
沉降法
原理：在合适的介质中测定颗粒在外力场作用下的沉降
速度,间接确定颗粒的粒度组成。 斯托克(C.J.Stokes)公式：
gd 2 g v 1 18 l
第一节 砂岩的骨架性质
粒度组成的表示方法及评价方法
表示方法： 数字
编 号 28 34 36 编 号 28 34 36 距顶 m 3.80 5.76 7.68 距顶 m 3.80 5.76 7.68 0.125 4.50 11.70 3.40 0.105 5.00 11.10 7.70 颗粒直径(mm)/累计质量百分数(%) 0.088 3.80 8.10 17.30 0.074 4.50 6.90 12.10 0.063 2.20 5.90 10.90 0.053 3.90 5.20 10.20 0.01 8.00 12.00 28.00 <0.01 0.20 15.00 10.00 0.59 0.3 0.5 2.50 0.42 4.20
Vp Vf
Vp Vs V p
V f Vs Vf
第二节 油藏岩石的孔隙性
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；
1 3 单个球体积为 6 D ； 1 所有球的体积为 n3D 3 ； 6
岩石的外表体积为n3D3。
1 3 3 n D n D V 6 V 1 47.6% 3 3 Vf n D 6
硬石膏 CaSO4
石膏
CaSO4•nH2O
影响束缚水饱和度的测定值
★硅质胶结物
硅酸盐
(胶结最结实)
第一节 砂岩的骨架性质
●
胶结类型：
定义：胶结物在岩石中的分布状况与碎屑颗粒的接触关系。
岩石的胶结类型主要受胶结物含量、分布及颗粒与胶 结物的结合方式的控制。
•基底胶结
•孔隙胶结
•接触胶结 •杂乱胶结
第二节 油藏岩石的孔隙性
类型 原生式沉积 粒间孔 纹理和层理缝 溶蚀孔隙 晶体次生晶间孔 裂缝孔隙 颗粒破裂孔等 杂基微孔隙等 成因 沉积作用 沉积作用 溶解作用 压溶作用 地应力作用 岩石裂缝等 复合成因 储、渗特征 大、多、储、渗能力好 小、少、储、渗能力差 小、少、储集能力好 小、多、储集能力差 小、少、渗透能力好 小、少、储、渗能力一般 小、少、储、渗能力较差
1856年、法国人、享利· 达西 未胶结砂充填模型 水流渗滤试验
h Q K A L
达西实验装置
第五节 油藏岩石的渗透性
通用达西公式
K
AP1 P2
渗透率 QL
渗透率单位的物理意义为：
粘度为1mPa· s的流体,在0.1MPa的压差下,通过 截面积为1cm2,长为1cm的岩石,当流量为1cm3/s时, 该岩石的渗透率为1μm2。
2、残余油饱和度Sor
残余油占储层的孔隙体积的比例。
油藏采收率
1 S wc Sor 1 S wc
第四节 油藏岩石的等温压缩系数
一、岩石的等温压缩系数 定义：等温条件下单位体积岩石中孔隙体积
随有效压力的变化值。
上覆压力与孔隙 V p 压力的差值1
Cf
1 C Vf
次生式沉积 混合孔隙
第二节 油藏岩石的孔隙性
表 2.2.2 毛细管孔隙体系划分表
类型 超毛细管孔隙 毛细管孔隙 微毛细管孔隙 标准 孔隙直径(mm) 缝隙宽度(mm) >0.5 >0.25 0.5～0.0002 0.05～0.0001 <0.0002 <0.0001
第二节 油藏岩石的孔隙性
岩石中孔隙和喉道的几何形状、 孔隙结构 3、孔隙结构：
3 3
第二节 油藏岩石的孔隙性
正方体：
47.6%
菱形：
25.95%
实际储层岩石孔隙度值的范围如下： 砂岩孔隙度为10%～40%,主要受砂岩的性质和其胶结状 态控制。 碳酸盐岩孔隙度介于5%～25%之间。 有效孔隙度 粘土岩或页岩的孔隙度为20%～45%,它取决于该岩石的 成因和埋藏深度。 储层岩石(砂岩)孔隙度评价
Q
玻义尔—马略特定律
K g A dP
dL
QP Q0 P0 Q1P1 Q2 P2 常数 Q0 P0 则： Q P