石油工程概论 ：第三节 油藏流体饱和度
油藏工程基本原理
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（2）油藏储量级别(续) 控制地质储量
指在某一圈闭内预探井发现工业油（气）流后，以建立 探明储量为目的，在评价钻探过程中钻了少数评价井后所 计算的储量。 控制储量可作为进一步评价钻探、编制中期和长期开
发规划的依据。
《油藏工程原理》讲义
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（2）油藏储量级别(续)
探明地质储量
《油藏工程原理》讲义
7
绪论
孔隙度: 描述岩层储存油气的能力 水平方向渗透率: 描述油藏中流体的水平方向的 流动能力 垂直方向渗透率: 评价重力作用的影响和层间流 动能力 岩性分析: 提供岩石来源、纹理、结构的描述 残余相饱和度: 估计采收率 水的矿化度(Water Salinity): 矫正电测井，确定 钻井液侵入程度 岩芯伽玛测试: 矫正井下伽玛射线测井 岩石颗粒密度: 矫正密度测井 岩芯拍照: 提供岩心的永久存档
其中：
A h h A
j j
j
Aj h j
Aj h j
《油藏工程原理》讲义
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中石油石油地质储量容积法
容积容积法计算石油地质储量公式： N＝100·A·h·(1—Swi)ρ o/Boi 式中：N—石油地质储量，104t； A—含油面积，km2 h—平均有效厚度，m； φ —平均有效孔隙度，f； Swi—平均油层原始含水饱和度，f； ρ o—平均地面原油密度，g/cm3 ； Boi— 平均原始原油体积系数 Rm3/Sm3。
ho h WOC
含油面积Ao:
充满程度β ：
Ao
Vc Ao h (1 swc )
油藏容积
《油藏工程原理》讲义
19
Vc Ao 0 1 Vct At
若 ＝ 1，表明圈闭已经充满，同时也表明更多的油 > 0，表明圈闭中聚集了油气，同时也表明油气从
(石油工程概论)多组分烃类系统相图
③输送洗井液 通过钻柱的中心孔腔将洗井液输送到钻头，由水眼喷射
出，冲击到井底，携带岩屑后由环空返回地面。
④延伸井眼 在钻进中通过不断地增加钻柱长度(接单根)以达到延伸井眼
的目的。通常井眼的深度用下入井内的钻柱长度测量。
⑤起下钻头 ⑥特殊作业
钻头在井下工作是靠钻柱连接并传递扭矩和压力的。 起出已磨损的钻头和下入新钻头都必须由钻柱完成。 另外，针对不同的目的，还可以起下其它井下工具。
2、溶解气驱动 主要依靠原油中分离出天然气的弹性 膨胀能量驱油的驱动方式。
油层压力低于饱和压力
溶解在原油中的天然气 将从原油中分离出来
天然气体积发生膨胀
原油被排挤流入井
溶解气驱油藏开采特征曲线
3、水压驱动 依靠边底水和（或）注入水为主要驱油 动力的驱动方式。
地层压力高于饱和压力
边底水和（或）注入水 将原油驱入油井
续流： 在压力恢复试井中，由于井筒内的气体和液体的可 压缩性，油井关井时，地层中的液体继续流入井内， 并压缩井筒流体的现象。
井筒存储： 在压降试井中，油井一开井，首先流出井筒的是 原先压缩的流体，而地层流体不流入井筒的现象
续流和井筒存储对压力曲线的影响是等 效的，均表现为压力曲线直线段滞后
井筒存储效应
井筒存储系数
一、油田产量递减规律及其应用
油气田开发的基本模式 产量上升阶段
产量稳定阶段
产量递减阶段
图5－10 油田产量变化曲线
油田经过稳产期后，产量将以某种规律递减，产量的递减速度通 常用递减率表示。
1、递减率 单位时间的产量变化率，或单位时间内 产量递减的百分数
二、水驱特征曲线分析
注水或天然水侵油田的开发，在无水采油期结束后，油 田将长期处于含水期的开采，且采水率将逐步上升，这 是影响油田稳产的重要因素。
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。
石油工程概论智慧树知到答案章节测试2023年中国石油大学(华东)
绪论单元测试1.关于石油工程的理解，说法正确的是（）。
A:开展石油工程研究与工作和油气生成、油气藏类型及其特征等无关B: 石油工程包括油气藏工程、钻井工程、油气开采工程、地面工程等多方面内容C:石油工程是石油天然气工业体系中的重要一环D:石油工程是经济有效地将深埋于地下的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答案:BCD第一章测试1.油藏流体是指存在于地下油藏岩石中的石油、石油伴生气(天然气)和地层水；随温度、压力的变化，油藏流体的物理性质也会发生变化。
（）A:错B:对答案:B2.多组分烃类系统相图中的三线包括（）。
A:露点线B:等压线C:等液量线D:等温线E:泡点线答案:ACE3.地层油的粘度随着温度增加而降低，随着压力增加而增加。
（）A:对B:错答案:B4.表征天然气与理想气体差异的主要参数是（）。
A:天然气的体积系数B:通用气体常数C:天然气的压缩系数D:天然气的压缩因子答案:D5.关于地层水的高压物性说法正确的是（）。
A:同样温度压力条件下，溶有天然气的地层水较不含气的地层水的压缩性大B:地层水的体积系数可近似视为1C:地层水的压缩系数与地层油的压缩系数定义形式相似D:地层水中溶解的天然气量一般比较少答案:ABCD第二章测试1.岩石的孔隙度是指岩石孔隙体积与岩石外表体积之比，可分为绝对孔隙度、有效孔隙度、流动孔隙度等。
（）A:错B:对答案:B2.关于流体饱和度的说法正确的是（）。
A:同一油气藏中，含油、含气、含水饱和度之和小于1B:剩余油饱和度不随时间变化C:残余油饱和度是指被工作剂驱洗过的地层中被滞留或闭锁在岩石孔隙中的油的体积占孔隙体积的比例D:油藏中若已知束缚水饱和度就可以求出原始含油饱和度答案:CD3.岩石的压缩系数是指单位体积岩石中孔隙体积随有效压力的变化值；该值很小，油田开发过程中常被忽略（）。
A:错B:对答案:A4.关于油藏岩石渗透率的说法正确的是（）。
储层岩石流体的饱和度
储层岩石流体的饱和度储层岩石流体的饱和度摘要:储层岩石流体的饱和度在油气田开发过程中具有十分重要的意义，例如计算地层的原始地质储量，目前地层的可开采储量，通过观测剩余油饱和度分布图来查看地层剩余油的分布等。
本文主要介绍了各流体饱和度的定义，以及测饱和度的三种方法：蒸馏抽提法，常压干馏法，色谱仪法。
关键字：饱和度，蒸馏抽提法，常压干馏法，色谱仪法1流体饱和度的定义储层岩石孔隙中充满一种流体时，孔隙中饱含该流体，则称饱和了一种流体。
当储层岩石孔隙中同时存在多种流体（原油、底层水、天然气）时，岩石孔隙被多种流体所饱和，某种流体所占的体积百分数称为该种流体的饱和度。
1.1饱和度、含水饱和度、含气饱和度根据上述定义，储层岩石孔隙中油、水、气的饱和度可以分别表示为：o o o p b V V S V V φ== (1) w w w p b wV V S V V φ== (2) gg g p b V V S V V φ== (3)式中：o S 、w S 、g S ——含油饱和度、含水饱和度、含气饱和度；o V 、w V 、g V ——油、水、气体在岩石孔隙中所占体积；p V 、b V ——岩石孔隙体积和岩石视体积；φ——岩石的孔隙度，小数。
根据饱和度的概念，o S 、w S 、g S 三者之间有如下关系：1o w g S S S ++≡ (4)当岩石中只有油、水两相，即0g S =时，o S 、w S 有如下关系：1o w S S += (5)1.2 原始含水饱和度——束缚水饱和度油藏投入开发前，并非孔隙中100%含油，而是一部分孔隙被水占据。
所谓原始含水饱和度(wi S )是油藏投入开发前储层岩石孔隙空间中原始含水体积wi V 和岩石孔隙体积p V 的比值，即：wi wi pV S V = (6) 大量的现场取心分析表明。
即使是纯油气藏，其储层内部都会含有一定数量的不流动水，称之为束缚水。
束缚水一般存在于砂粒表面、砂粒接触处角隅或微毛管孔道中。
石油工程概论
1石油工程的主要内容：以弄清的油气田地质资料为基础，对油气层进行分类排队，选定油田开发方式；选定油田开发方式；根据地下油气藏的结构和压力特点，选择合理的布井方式，确定保持生产层能量的方法和技术措施。
2油气层的形成过程：石油生成——运移——聚集——保存3油气藏形成的条件可归纳为四个必要条件：生油层、储油层、盖层和保护层。
4孔隙度：岩石孔隙体积与岩石的外形体积之比5流体饱和度： 油的饱和度：r O PO O V V V V S Φ== 水的饱和度：r w Pww V V V V S Φ== 气的饱和度：r g P gg V V V V S Φ==地质储量：()o wi B Ahr S N /1Φ-=6渗透率只与岩石本身性质有关，与流体无关。
7润湿性的判断：θ=0º岩石表面完全水湿θ＜90°岩石表面亲水θ＝90°岩石表面中间湿润θ＞90°岩石表面亲油θ=180°岩石表面完全油湿8油田正规的开发阶段：开发前准备阶段；开发设计和投产；开发方案的调整和完善。
9油藏驱动方式：①弹性驱动主要依靠岩石和流体的弹性膨胀能驱油；②地层压力低于饱和压力后，原来溶解在原油中的溶解气就会分离出来，主要依靠这种不断分离出的溶解气的弹性来驱油成为溶解气驱③当油藏存在边水、底水或注入水时则会形成水压驱动④当油藏在气顶且气顶中的压缩气为主要的驱油能量时为气压驱动⑤主要靠自身的重力将油驱向井底时则为重力驱动。
一个地层原始压力高于饱和压力的油田如果不向地层补充能量地开发，可能存在的驱动方式有弹性水驱。
弹性气驱主要用的地层气顶膨胀的能量。
10钻井工艺过程：钻前准备、钻进和完井，各项过程的任务。
11洗井液密度增大，“压持效应”增加，阻碍钻进；粘度降低，增快钻进速度；固相含量及分散性对钻头的磨损。
12大位移井是指水平位移与垂深之比等于或大于2的井。
13在钻出的井眼内下入套管柱，并在套管柱与井壁之间注入水泥浆，使套管与井壁固结在一起的工艺过程称之为固井。
油层物理教学大纲(杜建芬)全文剖析
可编辑修改精选全文完整版油层物理教学大纲（杜建芬）-西南石油大学油气田油气井考研内部题库《油层物理》教学大纲一、课程基本信息1、课程英文名称：Petrophysics2、课程类别：专业基础课程3、课程学时：总学时48，实验学时84、学分：35、先修课程：石油地质、物理化学、工程流体力学6、适用专业：石油工程、资源勘查工程及相关专业7、大纲执笔：石油工程教研室杜建芬8、大纲审批：石油工程学院学术委员会9、制定(修订)时间：2006.10二、课程的目的与任务：《油层物理》是石油工程、资源勘查工程等专业必修的一门重要的专业基础课，是一门建立在实验基础上的、实践性很强的课程，是学好其它后续专业课程如渗流力学、油藏工程、油藏数值模拟、采油工程、试井分析、保护储层技术、天然气工程、提高采收率等的非常关键的课程。
其主要目的与任务是培养学生的实验动手能力，掌握有关储层岩石和储层流体的基本物理性质以及多相流体在储层岩石中的基本渗流机理。
三、课程的基本要求：1、要求学生能准确理解、牢固掌握、正确运用本课程涉及到的基本概念、基本理论和基本方法。
2、要求学生掌握油层物理相应的实验技能，包括各种物性参数的实验测定原理，实验数据的处理方法等。
四、教学内容、要求及学时分配：(一)理论教学（42学时）绪论（2学时）教学内容：一、学科发展概况二、研究对象三、研究内容四、研究目的五、研究方法六、课程的特点和要求七、参考书●教学要求：了解油层物理的学科发展、研究对象、内容和方法，明确学习目和方法。
第一章储层岩石的物理特性（14学时）●教学内容及学时分配：第一节储层岩石的骨架性质（3学时）一、岩石的粒度组成二、岩石的比面第二节储层岩石的孔隙结构及孔隙性（4学时）一、储层岩石的孔隙结构二、岩石的孔隙度三、影响岩石孔隙度大小的因素四、岩石孔隙度的测定方法五、孔隙度与表征体积单元六、储层岩石的压缩性第三节储层岩石的流体饱和度（1学时）一、流体饱和度的概念二、几个重要的饱和度三、流体饱和度的测定方法第四节储层岩石的渗透性（3学时）一、达西定律及岩石的绝对渗透率二、岩石绝对渗透率的测定原理三、岩石渗透率的实验室测定四、影响岩石渗透率的因素五、岩石渗透率的估算第五节储层岩性参数的平均值处理方法（1学时）一、岩石物性参数的算术平均法二、岩石物性参数的加权平均法三、岩石物性参数的渗流方程平均法第六节储层岩石的其它物理性质（自学）一、储层岩石的热学性质二、储层岩石的导电性三、储层岩石的声学特性四、储层岩石的放射性第七节储层岩石的敏感性（2学时）一、胶结物及胶结类型二、胶结物中的敏感性矿物三、储层敏感性评价方法●教学要求：明确储层岩石的骨架结构和孔隙结构的复杂性；掌握各种岩石物性参数的基本定义、影响因素及测定方法；明确储层伤害机理及评价方法。
石油工程概论 各章知识点归纳
9. 钻开油气层时要采取什么样的措施以最 大限度地保护油气层？ 10. 什么是完井方法？对完井的要求有哪些？ 11. 什么是裸眼完井、射孔完井、衬管完井、 砾石充填完井？其优缺点分别是什么？ 12. 什么叫试油？ 13. 常用的诱导油气流的方法有哪些？
14
第九章 自喷及气举采油技术
1.自喷井生产基本流动过程：油气从油层到井底的地下渗流；
2.绝对孔隙度Φa和有效孔隙度Φe
3.流体饱和度：单位岩石孔隙体积中某种流体所占的比例。 4.采收率
原始含油饱和度 残余油饱和度 采收率 100% 原始含油饱和度
5.岩石的压缩系数：油藏压力每降低1MPa，单位体积油藏 岩石内孔隙体积的变化量。 6.岩石的渗透性：在一定的压差作用下，储层岩石让流体 在其中通过的性质。其大小只取决于岩石本身，而与实验 4 流体、压差等无关。
1. 影响钻井的主要因素有哪些？哪些为可 变因素？哪些为不可变因素？ 2. 何谓门限钻压、压持效应？ 3. 影响钻速的洗井液性能有哪些？它们是 如何影响的？ 4. 何谓平衡压力钻井？其优点是什么？ 5. 何谓高压喷射钻井？设计的理论依据是 什么？有几种工作方式？ 6. 何谓优选参数钻井？其目标函数是什么？
滴时的压力。 6.溶解油气比：用接触脱气法得到的地层原油溶解气量的标 准体积与地面脱气原油的体积之比。
掌握知识要点:
7.地层原油体积系数：原油在地下的体积Vf与其在地面脱
气后的体积Vs之比，又称原油地下体积系数。
8.地层原油两相体积系数：当油藏压力低于泡点压力时， 在给定压力下地层油和其释放出的气体的总体积与地面
界面所作的切线和密度较大的流体与固体表面所夹的角。
5
第四章 油田开发设计基础
1.油藏驱动方式的类型、能量、条件及各自的开采特征 2.注水方式：注水井在油藏所处的部位和注水井与生产井之 间的排列关系。 3.边缘注水：将注水井布在含水区内或油水过渡带上，以及
油藏描述油藏流体描述PPT课件
└──┴──┴────┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴────┘
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2.按层位编制油、气、水性 质平面等值线图，描述油、 气、水性质在平面上的变 化。
3.根据剖面上原油性质的分 布状况，描述原油性质在 垂向上的变化，尤其要注 意油水接触面附近的变化。
某油田孔二段II油组原油密度等值图
│C1 │C2 │C3 │C4 │C5 │C6+ │
├────┼────┼────┼────┼────┼─┼──┼──┼──┼──┼──┤
│挥发油或│桔黄- │630～350│0．65～ │0．825～│64│7．5│4.7 │4．1│3．0│16.7│
│高收缩油│浅绿色液│
│ 0．85 │ 0．780│ │ │ │ │ │ │
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1. 直接法(接触角法) 直接测定油水对固体表面的润湿角度，再根据润湿性判断标准确定岩石润湿性。
油
水
理论标准 θ＝0° θ< 90° θ= 90° θ> 90° θ= 180°
润湿性判断标准
岩石润湿性 岩石表面完全水湿
岩石表面亲水 岩石表面中间润湿
岩石表面亲油 岩石表面完全油湿
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总矿化度 ＜1 g/l 为淡水 1～50 g/l 为矿化水 ＞50 g/l 为卤水
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4.油田水分类 油田水分类方法很多，目前各油田主要采用苏林分类方法。该方法主要根据水
中Na+ 或Cl-最后和其它离子化合生成的盐类来定名。具体标准为：
当量比
分类标准
水型
形成环境
(Na+-Cl-)/SO42+<1 Na+/Cl->1
可动流体饱和度
1.3.1 常规压汞实验图1-1是30块岩心常规压汞实验所得的不同孔径的孔喉分布频率。
可以看出，低渗透砂岩气藏储层的孔径峰值主要是小孔喉。
不同渗透率岩心孔径小于0.1微米的小孔喉占据的孔隙体积比例如图1-2所示，可以看出，岩心渗透率越小，小孔喉（小于0.1μm）所占孔隙体积就越大，渗透率低于0.1mD 的岩心中小孔喉（小于0.1μm）控制的孔隙体积约为40%以上，随着渗透率的增大，小于0.1微米的孔喉占据的孔隙体积比例基本保持在同一水平，并没有降低的趋势。
这表明须家河低渗气藏储层渗流通道主要受到小于0.1μm的小孔喉控制。
低渗砂岩气藏储层中流体的储集和流动都受小孔喉影响严重，决定了储量丰度低、开发难度大的特点。
图1-3是低渗砂岩岩心孔喉平均半径和中值半径与渗透率的关系图，可以发现低渗储层渗透率与孔喉中值半径、平均半径之间相关关系差。
由于常规压汞只能给出孔喉半径及对应孔喉控制体积分布，并非准确的喉道分布，而恒速压汞可以同时得到孔道和喉道的信息，对于孔喉性质差别非常大的低渗、特低渗储层尤为适合。
因此还需要通过恒速压汞实验作进一步深入研究储层微观孔喉特征。
1.3.2 恒速压汞实验图1-4和图1-5分别是14块岩心恒速压汞实验得到的不同半径孔道分布频率和累计分布频率。
可以看出，不同渗透率的岩心孔道半径分布一致，孔道集中分布在110微米左右。
这说明孔道不是决定储层渗透性能的关键因素。
图1-4 不同半径孔道分布频率图1-5 不同半径孔道累计分布频率图1-6和图1-7是恒速压汞实验得到的不同半径喉道分布频率和累计分布频率图，可以看出不同渗透率岩心喉道半径分布频率差别很大。
图1-8是不同半径单根喉道对渗透率的贡献率图，表明渗透率高的岩心大吼道对于渗透率的贡献起主要作用，而渗透率特低的岩心小喉道对渗透率的贡献起主要作用，从而导致特低渗透率储层渗流阻力巨大，对应的开发难度增加，开发效果明显变差。
同时图1-28到图1-30还可以表明，渗透率小于0.1mD的岩心，平均喉道半径在1μm以下，喉道在0.7μm左右处集中；渗透率在0.1～1mD 的岩心，平均喉道半径在1～3μm，喉道半径分布相对有所展宽；渗透率大于1mD的岩心，平均喉道半径在3μm以上，喉道半径的分布则比前两类宽得多，既有小于1μm的小喉道，也有10-15μm这样的比较大的喉道，且后者的比例随渗透率的变大所占比例变大。
油藏及流体物理性质3ppt课件
天然气的摩尔质量
n
M yiM i i 1
组分i的摩尔分数 组分i的摩尔质量
5
1.3 油藏流体的物理性质
1.天然气的状态方程
理想气体状态方程
pV nRT
pV ZnRT
P-气体压力，Pa; V-在压力P下的气体体积，m³; T-绝对温度，K; n-气体摩尔数; R-通用气体常数，通常为8.314J/（mol·K）
Vob ,V-o 泡点压力和地层压力下地层油体积，m³
17
1.3 油藏流体的物理性质
地层油粘度：当速度梯度为1时单位面积上流体的内摩擦 力，单位：mPa.s
地层油粘度随温度增加 而降低
当压力高于泡点压力， 随压力增加，粘度增加
当压力低于泡点压力， 随压力增加，粘度急剧 减小
μ o ～P、T 关系
18
6
1.3 油藏流体的物理性质
2.天然气的压缩因子
实际气体状态方程pV ZRT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<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
7
1.3 油藏流体的物理性质
3.粘度：表征气体或液体流动时分子之间摩擦力大小的参数
1
1.3 油藏流体的物理性质
天然气的组成
★烷烃 (alkane)（主要）
CH4
70－98％
C2H6
C3H8
C4H10
>C5
★ 非烃气体（少量）
H2S
CO2
CO
N2
H2O
★惰性气体(inert gas ):
He、Ar
2
《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。
(石油工程概论)多组分烃类系统相图
◆ 三线
◆ 四区
◆ 五点
◆ 各类油气藏 的开发特点
2. 溶解汽油比的 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 T升高，Rs降低
溶解气油比与压力的关系
地层原油体积系数的 影响因素分析：
① 组成 轻烃组分所占比例↑ ，Bo ↑
② 溶解气油比 Rs ↑, Bo ↑
5、重力驱动 依靠原油在油层内存在位差而具有的 重力驱油能量驱油的方式。
当一个油藏的油层倾 角比较大或油层厚度 大时，重力驱动才能 发挥作用。
重力驱动油藏开采特征曲线
划分开发层系： 把特征相近的油层组合在一起，用单独 一套开发系统进行开发，并以此为基础 进行生产规划、动态分析和调整。
一、划分开发层系的意义 （1）合理划分开发层系，有利于充分发挥各类油层 的作用，从而缓和层间矛盾，改善油田开发效果。 （2）划分开发层系后，可以针对不同层系的特殊要 求设计井网和进行地面生产设施规划和建设。 （3）划分开发层系，可以提高采油速度，加速油田生 产，缩短开发时间，并提高投资回收期。 （4）划分开发层系，能更好地发挥采油工艺手段的作 用，进行分层注水、分层采油和分层控制的措施。
砂岩的孔隙大小和形态取决于砂粒的相互接触关系、 后来的成岩后生作用引起的变化以及胶结状况
2. 孔隙度的分类
(1)绝对孔隙度
＝
a
V ap Vf
(2)有效孔隙度
＝
e
V ep 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
被油、气、水饱和且连通的孔隙体积 岩石外表体积或视体积
第三节 油藏流体饱和度
1、弹性驱动： 依靠油藏流体和岩石的弹性能量为主 要驱油能量的驱动方式。
2-3流体饱和度
二、束缚水饱和度
1. 束缚水
分布和残存在岩石颗粒接触处角隅和微细孔隙 中或吸附在岩石骨架颗粒表面，不可流动的水。 中或吸附在岩石骨架颗粒表面，不可流动的水。
2. 束缚水饱和度Swc 束缚水饱和度S
单位孔隙体积中束缚水所占的比例。 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 3.储量计算
①岩石的孔隙结构
岩石孔隙小，连通性差，束缚水饱和度大。 岩石孔隙小，连通性差，束缚水饱和度大。
②岩石中泥质含量
泥质含量增加，束缚水饱和度增大。 泥质含量增加，束缚水饱和度增大。
③岩石的润湿性
随岩石亲水性的增强，束缚水饱和度增加。 随岩石亲水性的增强，束缚水饱和度增加。
东濮凹陷油层润湿性与物性、驱替压力和束缚水饱和度关系（周锡智， 图2.4.5 东濮凹陷油层润湿性与物性、驱替压力和束缚水饱和度关系（周锡智，1990） ）
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。 定义：单位孔隙体积中流体所占的比例。
Vl Vl Sl = = VP φV f
So + S w + S g = 1
勘探阶段： 勘探阶段：原始饱和度 开发阶段： 开发阶段：目前饱和度
( l = o，w，g ) (同一油藏，同一时刻) 同一油藏，同一时刻)
第三节 油藏流体饱和度
三、残余油饱和度
1. 残余油
被工作剂驱洗过的地层中被滞留或闭锁 在岩石孔隙中的油。 在岩石孔隙中的油。
2. 残余油饱和度Sor 残余油饱和度S
单位孔隙体积中残余油所占的比例。 单位孔隙体积中残余油所占的比例。 残余油所占的比例 油藏采收率
1 − S wc − S or η= 1 − S wc
石油工程概论 ：第三节 油藏流体饱和度
联轴器、离合器、 变速箱、皮带传动 及链条传动等装置
(2)功能
产生动力，并把动力传递给泥浆泵、 绞车和转盘。
5、气控系统 (1)组成：控制面板(控制机构)、传输管线和阀门、执行
机构以及压气机等。 (2)功能：
确保对整个钻机各个工作机构及其部件的准确、迅速控制，使整机 协调一致的工作。
6、井控系统 (1)组成： 防喷器组、钻井四通、节流管汇、压井管线以
（2）预测油藏最终 采收率。
图5－17 水驱曲线
二、钻机的组成及功能
1、起升系统 (1)组成 井架、天车、游动滑车、大绳、大钩及绞车 (2)功能
①下放、悬吊或起升钻柱、套管柱和其它井下设备进、出井眼； ②起下钻、接单根和钻进时的钻压控制。
2、旋转系统
带动整个钻柱及钻头旋转的设备
(1)组成 水龙头、转盘
砂岩的孔隙大小和形态取决于砂粒的相互接触关系、 后来的成岩后生作用引起的变化以及胶结状况
2. 孔隙度的分类 (1)绝对孔隙度
a＝VVafp
(2)有效孔隙度
e＝VVefp
岩石总孔隙体积或绝对孔隙体积 岩石外表体积或视体积
被油、气、水饱和且连通的孔隙体积 岩石外表体积或视体积
第三节 油藏流体饱和度
一、油藏流体饱和度 单位孔隙体积中流体所占的比例。
按照国民经济发展对原油生产的要求， 从油田的实际情况和生产规律出发， 制订出合理的开发方案并对油田进行建设和投产， 使油田按预定的生产能力和经济效果长期生产， 直至开发结束的全过程。
油藏驱油能量
①边水的压能 ②原油中的溶解气体的弹性能 ③气顶中压缩气体的弹性能 ④流体和岩石的弹性能 ⑤原油自身的重力
Sl Vl /VP Vl / V f
So Sw Sg 1
含水饱和度Sw
1. 油气水饱和度的定义
油气储集岩的孔隙中，某种流体所占的数量 占总的孔隙体积的百分数，称为该种流体的饱和 度。对于油气储集层来说，油所占的体积、气所 占的体积以及水所占的体积占孔隙体积的百分数， 分别称为含油饱和度So、含水饱和度Sw、含气饱 和度Sg。
如用公式表示,即
含油饱和度So=Vo/Vp×100% 含水饱和度Sw=Vw/Vp×100% 含气饱和度Sg=Vg/Vp×100%
（2）泊松比：定义为岩石受力后的水平应变 （径向应变）和垂直应变（轴向应变）之比。泊松 比是反映岩石强度的重要性质，泊松比也与岩石物 性有间接关系，凡是岩石孔隙度高，则其强度一般 较弱。目前在用地震资料求取岩层孔隙度时，常用 泊松比作为中介值。
（3）抗张强度：定义为岩石受力后发生裂开时 的强度。它与岩石的岩性、胶结程度、物性等有密 切的关系，抗张强度直接反应了岩层形成断裂或裂 缝的难易，它也是人工制造地层—裂缝时所必须的 基础资料。
裂缝性油气藏的流体饱和度
裂缝性油气藏中如何计算裂缝和基质中的流 体饱和度是一个很复杂的问题。其原因在于裂缝 的形成时期和分布规律在各油气藏中是不相同的。
确定束缚水饱和度的经验关系
砂岩储层的束缚水饱和度（Swi）和粒度中 值（Md）及连通孔隙度（φ）之间存在着统计关 系。
图1-4-9 不同油田岩心束缚水含量随渗透率变化的曲线
这种区别的原因很多，例如：在钻井中使用 水基泥浆时，泥浆滤液的冲刷使得含油饱和度降 低，含水饱和度增加；此外，当岩心从井中取到 地表时，应力释放（围压降低）导致石油和天然 气的压力降低，原来溶解在石油中的天然气发生 膨胀并以气相析出。气体析出使石油总休积缩小， 也就使得岩心的饱和度降低。
目前使用密闭取心技术也可以使油、水饱和 度的变化变小。
13储层岩石流体饱和度
例题5
已知某一低饱和油藏中含束缚水饱和度为 0.24，储层孔隙 度为27%，并分析得油、水和岩石的压缩系数分别为 70×10-4、 4.5×10-4、1.4×10-4 1/Mpa，求该油藏的综合弹性压缩系数。 若上述油藏含油岩石的体积为 1500m3，原始地层压力为27Mpa， 原油的饱和压力为21.5Mpa，试估算该油藏的弹性可采储量。
例题4
某一油层包括两个分层，一层厚4.57m，渗透率为 150×10-3μm2，另一层厚3.05m，渗透率为400×10-3μm2，求平 均渗透率。
若该井所采的各分层在修井后，原来 150×10-3 μm2的分层 在半径1.22m内渗透率降低为25×10-3μm2，而原来400×10-3μm2 的分层在井周围的2.44m半径内渗透率降低为40×10-3μm2，问该 井在修井后的渗透率为若干？
解：
采收率 ? 采出油量 ? 原始储油量 ? 剩余油量
原始储油量
原始储油量
四、饱和度的确定方法
1．利用地球物理测井方法确定； 2．试井方法 3．单井示踪剂方法 4．岩心分析方法
A. 溶剂抽提法 B. 干馏法 C.色谱法
四、饱和度的测定方法
1．利用地球物理测井方法确定
Sw = (RwΦ-m/Rt)1/n
Sw—含水饱和度，%； Rw—地层水电阻率，Ω.m； Rt—实测含水岩石的电阻率，Ω.m； m—岩性参数，m≤1； n—饱和度指数，n≥1。
四、饱和度的测定方法
2、试井方法
试井方法估计饱和度的基本原理是根据不稳定试 井资料估算储层有效渗透率建立储层相对渗透率与原 油饱和度关系，利用油藏系统的压缩系数建立压缩系 数与原油饱和度的关系。
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二、划分开发层系的原则
（1）多油层油田，如具有以下地质特征时，原则上不 能合并到同一开发层系中：
①储油层岩石和物性差异较大； ②油气水的物理化学性质不同； ③油层压力系统和驱动类型不同； ④油层层数太多，含油井段的深度差别过大；
（2）每套层系应具有一定的厚度和储量，保证每口井具 有一定的生产能力，并达到较好的经济指标。
弹性水驱油藏开采特征曲线
4、气压驱动 主要靠气顶气的膨胀能或注入气驱油的 驱动方式。
(1)刚性气驱 注入气量足以保持油藏 压力稳定，或气顶体积 比含油区体积大得多能 够保持油藏压力基本保 持不变。
刚性气压驱动可采特征曲线
(2)弹性气压驱动 气顶体积体积小， 不能够保持油藏压 力基本不变。
弹性气压驱动开采特征曲线
Sl Vl /VP Vl / V f
So Sw Sg 1
(同一油藏)
实践发现： 同一岩石，气测渗透率总比液测渗透率高。
液体
在孔道中心的液体分子比靠近孔道壁表面的分子流速要高； 而且,越靠近孔道壁表面,分子流速越低；
气靠近孔壁表面的气体分子与孔道中心的分子流速几乎没 体有什么差别。
滑动效应 或 Klinkenberg效应
天然气体积发生膨胀
原油被排挤流入井
溶解气驱油藏开采特征曲线
3、水压驱动 依靠边底水和（或）注入水为主要驱油 动力的驱动方式。
地层压力高于饱和压力
边底水和（或）注入水 将原油驱入油井
(1)刚性水压驱动
能量供给充分，水侵 量完全补偿采出量。
刚性水压驱动油藏开采特征曲线
(2)弹性水压驱动 能量供给不充分，水 侵量不能补偿采出量。
③ 油藏温度 T ↑ ，Bo ↑ ④ 油藏压力 当P<Pb时， P ↓, Bo ↓ 当P>Pb时，P ↓, Bo ↑ 当P=Pb时，Bo＝ Bomax
体积系数与压力的关系
五、地层油的粘度
当速度梯度为1时单位面积上流体的内摩擦力
地层油的粘度影响因素分析：
①组成 轻烃组分所占比例↗, μo ↘
②溶解气油比
气体渗透率大于液体渗透率的根本原因
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
A区： Sw≤Swi；
B区： Swi<Sw<1-Sor；
C区： Sw≥1-Sor；
Kro Krw 1
油水相对渗透率
油田开发
依据详探成果和必要的生产性开发试验， 在综合研究的基础上， 对于具有工业开采价值的油田，
按照国民经济发展对原油生产的要求， 从油田的实际情况和生产规律出发， 制订出合理的开发方案并对油田进行建设和投产， 使油田按预定的生产能力和经济效果长期生产， 直至开发结束的全过程。
油藏驱油能量
①边水的压能 ②原油中的溶解气体的弹性能 ③气顶中压缩气体的弹性能 ④流体和岩石的弹性能 ⑤原油自身的重力
Rs ↗, μo ↘
③温度
T↗，μo↘
④压力
当P<Pb时， P↗, μo ↘
当P>Pb时， P↗, μo↗ 当P=Pb时，μo＝ μomin
μo ～P、T 关系
第二节 油藏岩石的孔隙性
一、储层岩石的孔隙和孔隙结构
1、孔隙 岩石中未被碎屑颗粒、胶结物或其它 固体物质充填的空间。
孔隙
空隙
孔隙 空洞 裂隙(缝)
5、重力驱动 依靠原油在油层内存在位差而具有的 重力驱油能量驱油的方式。
当一个油藏的油层倾 角比较大或油层厚度 大时，重力驱动才能 发挥作用。
重力驱动油藏开组合在一起，用单独 一套开发系统进行开发，并以此为基础 进行生产规划、动态分析和调整。
一、划分开发层系的意义 （1）合理划分开发层系，有利于充分发挥各类油层 的作用，从而缓和层间矛盾，改善油田开发效果。 （2）划分开发层系后，可以针对不同层系的特殊要 求设计井网和进行地面生产设施规划和建设。 （3）划分开发层系，可以提高采油速度，加速油田生 产，缩短开发时间，并提高投资回收期。 （4）划分开发层系，能更好地发挥采油工艺手段的作 用，进行分层注水、分层采油和分层控制的措施。
（3）一个开发层系上下必须具有良好的隔层，在注水开 发过程中层系间能严格分开，上下层系不会串通和干扰。
（4）同一开发层系内各油层的构造形态应基本一致， 不应把大面积分布和少量分布的油砂体组合在同一开发 层系，否则将有一部分储量不能充分发挥作用。
气液两相
3点－气藏
压力下降
气态
气态
4点－凝析气藏
压力下降
压力下降
气态
气液两相
气态
2. 溶解汽油比的影响因素 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 T升高，Rs降低
溶解气油比与压力的关系
地层原油体积系数的影响因素分析： ① 组成 轻烃组分所占比例↑ ，Bo ↑ ② 溶解气油比 Rs ↑, Bo ↑
油藏 气藏 油气藏 凝析气藏
泡点 AC线上的点，也称饱和压力点 露点 BC线上的点 临界点 C点，泡点线与露点线的交点 临界凝析压力点 P点，两相共存的最高压力点 临界凝析温度点 T点，两相共存的最高温度点
各类油气藏的开发特点
1点－油藏
压力下降
压力下降
液态
泡点线(饱和压力)
气液两相
压力稍微下降
2点－饱和油藏 液态
砂岩的孔隙大小和形态取决于砂粒的相互接触关系、 后来的成岩后生作用引起的变化以及胶结状况
2. 孔隙度的分类 (1)绝对孔隙度
a＝VVafp
(2)有效孔隙度
e＝VVefp
岩石总孔隙体积或绝对孔隙体积 岩石外表体积或视体积
被油、气、水饱和且连通的孔隙体积 岩石外表体积或视体积
第三节 油藏流体饱和度
一、油藏流体饱和度 单位孔隙体积中流体所占的比例。
多组分烃类系统相图
◆ 三线
◆ 四区
◆ 五点
◆ 各类油气藏 的开发特点
三线 四区 五点
泡点线 露点线 等液相线
AC线，液相区与两相区的分界线 BC线，气相区与两相区的分界线 虚线，线上的液量的含量相等
液相区 AC线以上 气相区 BC线右下方 气液两相区 ACB线包围的区域 反常凝析区 PCT线包围的阴影部分
1、弹性驱动： 依靠油藏流体和岩石的弹性能量为主 要驱油能量的驱动方式。
油藏投入开发 油层压力开始下降 液体、岩石体积发生膨胀
储油层的孔隙体积缩小
原油被排挤到生产井中
弹性驱油藏开采特征曲线
2、溶解气驱动 主要依靠原油中分离出天然气的弹性 膨胀能量驱油的驱动方式。
油层压力低于饱和压力
溶解在原油中的天然气 将从原油中分离出来