油层物理-储层岩石特性

b.孔洞-孔隙结构:也特别发育于碳酸盐岩石。它是在粒间孔隙
的岩石中分布着大的洞穴，洞穴的尺寸超过毛细管大小，所以在这
种孔隙结构中，两种不同孔隙服从两种不同范畴的流动规律。
流体在粒间孔隙中的流动服从渗流规律；而在洞穴中的流动服 从流体力学奈维-斯托克斯方程。因此洞穴-孔隙结构也是一种服从 两种流体流动规律的双重孔隙介质，其理想模型如图5—17。
第三节
储层岩石的孔隙度
第三节
储层岩石的孔隙度
一、孔隙度的定义 1、岩石的绝对孔隙度 2、岩石的有效孔隙度 3、岩石的流动孔隙度 二、储层按孔隙度分级 三、双重介质岩石孔隙度
一、孔隙度的定义
岩石的总体积Vb（又称外表体积、视体积）是由孔隙体积Vp
及固相颗粒体积(基质体积)Vs两部分组成，即：
Vb＝Vp十Vs
种孔隙结构中，两种不同孔隙服从两种不同范畴的流动规律。
流体在粒间孔隙中的流动服从渗流规律；而在洞穴中的流动服 从流体力学奈维-斯托克斯方程。因此洞穴-孔隙结构也是一种服从 两种流体流动规律的双重孔隙介质，其理想模型如图5—17。
(2)双重孔隙介质 a.裂缝-孔隙结构: 特别发育于石灰岩与白云岩中。
表 5—1 储层岩石的分类与实例 沉积类型 岩 性 砂岩 分 类 疏松砂岩 粉砂岩 致密砂岩 裂缝性砂岩 砾岩 砂砾岩 裂缝性砂砾岩 孔隙缝洞泥灰岩 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 玄武岩、安山岩 裂缝性变质岩 裂缝性花岗岩 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 曙光油田 蒙古林油田 南翼山油田 任丘油田 风成城油田 苏桥油田 桩西油田 义东油田 风化店油田 哈达图油田 车排子油田 417 断块 克拉玛依油田 鸭儿峡油田 静安堡油田
广义地说：热学性质、电学性质、放射性、声学特性、
力学特性、机械特性等各种性质。 狭义地说：孔隙性、渗透性、（饱和度、压缩性）
这些性质或参数并非一成不变的，而是受钻井、
开发开采作业的影响，储层敏感性(速敏、水敏、酸敏 等)及其评价问题，也是本篇研究的一个内容。
第二篇 储层岩石的物理特性
.
油气储层是地下深处多孔介质，因此油气地下储
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
f
b
--岩石的压缩系数 Mpa-1 --岩石的体积 --油层压力降低
V
VP
p
时，孔隙体积缩小值
第四节
流体压缩系数
储层岩石的压缩性
C
Vl Cl Vl p 1
l
l
--岩石的压缩系数 Mpa-1 --液体的绝对体积 --油层压力降低
V
Vl
p
时，孔隙体积缩小值
定义综合弹性压缩系数
C* C C f l
第五节
储层岩石流体饱和度
一、流体饱和度的定义 1、含油饱和度 2、原始含水饱和度－束缚水饱和度 3、原始含油饱和度 二、测定油、气、水饱和度的方法
第五节
储层岩石流体饱和度
1、 含油饱和度、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：
Vo Vo So Vp Vb
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
第一节
砂岩的构成
砂岩从是否被固体物质充填的角度看，分为两部分：
岩石骨架（即岩石的固体物质）：石英颗粒、胶结物质 空隙：孔隙、裂缝
砂 岩
（溶孔、溶洞)
i m
i m
i m
i m
i m
( a )
( b )
( c )
d
对 称 型 或 钟 型 正 歪 态
d
负 歪 态
d
( d ) 双 峰 态
d
( e ) 多 峰 态
集空间的特征——储层多孔介质的结构、性质决定了： 油气的储存丰度与储量、 油气井的产能， 油藏开发的难易程度 油藏开发的最终效果。
第五章 储层多孔介质的几何特性
第一节 砂岩的构成
一、岩石的粒度组成 1、粒度组成的概念 2、粒度组成的表示方法 3、粒度参数 4、几种平均粒度 二、岩石的比面 三、岩石的胶结物及胶结类型
3、岩石的流动孔隙度 是指在含油岩石中，可流动的孔隙体积Vf与岩石外表体积 Vb之比。
f
Vf
Vb
100 %
流动孔隙度与有效孔隙度不同，它既排除了死孔隙， 又排除了微毛细管孔隙体积。流动孔隙度不是一个定值， 因为它随地层中的压力梯度和液体的物理-化学性质而变化。 在油气田开发中，流动孔隙度具有一定的实用价值。 由上述定义可知：绝对孔隙度φa>有效孔隙度φe>流动 孔隙度φf。
Vw Vw Sw Vp Vb
Sg
Vg Vp

Vg
Vb
流体饱和度
——
时间和空间的函数
1、原始含水饱和度——束缚水饱和度
原始含水饱和度(Swi)是油藏投入开发前储层岩石孔隙 空间中原始含水体积Vwi和岩石孔隙体积Vp的比值。
2、原始含油饱和度 地层中原始状态下含油体积 Voi与岩石孔隙体积 Vp之比称为原始含 油饱和度：
{
b不可流动孔隙体积
2）不连通孔隙体积
岩石的绝对孔隙度(φa)指岩石的总孔隙体积Va与岩石外表体积Vb 之比，即：
Va a 100 % Vb
2、岩石的有效孔隙度 是指岩石中有效孔隙的体积Ve与岩石外表体积Vb之比。
Ve e 100% Vb
计算储量和评价油气层特性时一般指有效孔隙体度。
d
实验室用岩芯
岩心铸体薄片X100摄像
岩心电镜图片X200摄像
ESEM2020扫描电子显微镜
3、孔隙结构类型
(1)单重孔隙介质
a.粒间孔隙结构: b.纯裂缝结构:理想模型见图5－15 (2)双重孔隙介质 a.裂缝-孔隙结构: 特别发育于石灰岩与白云岩中。理想模型见5－16 b. 孔洞 - 孔隙结构 : 也特别发育于碳酸盐岩石。它是在粒间孔隙的岩石中分布 着大的洞穴，洞穴的尺寸超过毛细管大小所以在这种孔隙结构中，两种不同孔隙 服从两种不同范畴的流动规律。流体在粒间孔隙中的流动服从渗流规律；而在洞 穴中的流动服从流体力学奈维 - 斯托克斯方程。因此洞穴 - 孔隙结构也是一种服从 两种流体流动规律的双重孔隙介质，其理想模型如图5—17。 (3)三重孔隙介质 a.孔隙-微裂缝-大洞穴：由粒间孔隙、微裂缝再加上大洞穴构成。 b.孔隙-微裂缝-大裂缝：即粒间孔隙、微裂缝、大裂缝三重孔隙并存的混合 结构，特别发育于碳酸盐岩石。 对于三重孔隙介质的渗流规律目前还处于探索研究阶段。
第二篇 储层岩石的物理特性
第二篇
储层岩石的物理特性
第二篇 储层岩石的物理特性
.
储层（又称储集层）是具有孔隙、裂缝或孔洞的、储
存有石油或天然气、且石油天然气可以在其中流动的岩层。
储层的两个重要的特性：
1）存在油气在地下储存的空间——孔隙性
2）保证油气在岩层中可以流动——渗透性
第二篇 储层岩石的物理特性
3、孔隙结构类型
（1）单重孔隙介质
（2）双重孔隙介质 （3）三重孔隙介质
3、孔隙结构类型
(1)单重孔隙介质
a.粒间孔隙结构:
b.纯裂缝结构:
中国石油大学（北京）
(2)双重孔隙介质 a.裂缝-孔隙结构: 特别发育于石灰岩与白云岩中。
b.孔洞-孔隙结构:也特别发育于碳酸盐岩石。它是在粒间孔隙
的岩石中分布着大的洞穴，洞穴的尺寸超过毛细管大小，所以在这
d
20 4
为0.86。试计算该油藏的原油储量。
解：根据题意，该油藏原油的地下体积为
V ( 1 S ) Ah o cw
则原油储量（地面体积）为：
N ( 1 S ) Ah / B cw o
6
[( 1 0 . 3 ) 0 . 2 14 . 4 10 10 ] / 1 . 2 1 . 68 10 m
沉 积 岩
碎屑岩
砾岩 砂砾岩 泥岩 白云岩
碳酸盐岩 石灰岩
火成岩
变质岩
Petro-Physics 油层物理学
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第二篇 储层岩石的物理特性
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石油与天然气储层主要为沉积岩储集层：
（1）碎屑岩：砂岩、砾岩、砾砂岩以及泥岩 （2）碳酸盐岩储集层：
第二篇 储层岩石的物理特性
储层岩石的物理特性：
第五节
1000
储层岩石流体饱和度
Ì m2 ¬ 10-3¦ Ê£ ¸Â øÍ É
100
10 0 20 40 60 80 100 ø ¸ Ê ¿ Ë ® ± ¥ º Í ¶ È Sw£ ¬ %
¼ 5-27 É Í °Ñ Ò Ê ø ¿ ¸ ® Ë ± ¥ º Í ¶ È ë Ó É ø Í ¸ Â Ê Ä ¹ µ Ø µ Ï
¾¾ m
3
¾¾ ft lb hr ft2
¾ ¤¾ ¾¾ ¾ ±¾ ¾¾ ¾ ÷¾ ¾¾ ¾¾ ¾¾ ¾¾ ¾ ¾¾
L m t,T A,F q,Q v ¾ P ¾ K
L M T L2 L3/T L/T M/L3 (ML/T2)/L2 M/LT L2
K——比例系数，称为该孔隙介质的绝对渗透率，D。
μ——通过砂柱的流体粘度，mPa· s； △P——流体通过砂柱前后的压力差，atm；
A——砂柱截面积，cm2； L——砂柱长度，cm；
Q A P V K A L
渗流速度
达西定律：
渗透率
QL K AP
达西定律常用的单位制
¾¾¾ ¾¾ ¾¾ ¾¾ · ò ¾ ¾ CGS ¾ cm g s cm2 cm3/s cm/s g/cm3 dyn/cm2 g/cm.s(P) cm SI m kg s m2 m3/s m/s kg/m3 N/m2(Pa) kg/ms(Pa.s) m2 ¾¾ ÷¾ ¾¾ cm g s cm2 cm3/s cm/s g/cm3 atm cp D ì ¾¾ ¾¾ ¾ ó ¾¾ ¾¾ ¾ ¾¾ m kg d m2
或该油藏的原油储量为1.68×107×0.86=1.445万吨。
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；
原油体积系数Bo

原油在地层条件下的体积Vf与其在地面 脱气后的体积Vs之比叫原油体积系数。
B
o

V V
f s
由于溶解气和热膨胀的影响远远超过弹性压缩的影响， 地层原油体积总大于地面脱气后原油体积，所以原油 体积系数都大于1，一般在1.05～1.8之间变化
[例5—1]某油藏含油面积 A=14.4平方公里，油层有效厚度 10 米， 孔隙度0.2，束缚水饱和度0.3，原油地下体积系数1.2，原油相对 密度
二、储层按孔隙度分级
砂岩储层的孔隙度介于5％~25%，
碳酸盐岩基质的孔隙度一般小于5％。
一般认为孔隙度小于5％的砂岩储层没有开采价值
表 5 — 9砂 岩 储 层 按 孔 隙 度 分 级 孔 隙 度 % 2 5 ～ 2 0 2 0 ～ 1 5 1 5 ～ 1 0 1 0 ～ 5 5 ～ 0 评 价 极 好
ຫໍສະໝຸດ Baidu
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。