油藏流体及岩石物理性质
油藏及流体物理性质2
N Ah 1 Swc o / Bo
例题
例题2
某油藏含油面积为 14.4k ㎡,油层有效厚度 10m,孔隙度 20%,束缚水饱和度为 30%,原油 地下体积系数1.2(地下体积与地面脱气后体积 比 ),原油密度为 860kg/m ³,计算油藏的原始 含油储量。 So 1 Swc
实质是指油层压力每降低单位值时,单位体积岩石 内孔隙体积的变化量
1.2 储集层岩石的物理性质
三、岩石的渗透率
达西定律
Ap qK L
qL K Ap
例题
P1
P2
A
L
例题1
有一块砂岩岩心,长度为3cm,横截面积2c㎡ 其中只有水通过(百分之百含水)。水的粘度 1mPa〃s,在压差0.2mPa下通过岩心流量为 0.5cm³/s,求砂岩渗透率
二、岩石的压缩系数
pf
岩石骨架颗粒 岩石孔隙
岩石受压缩使孔隙体积减小的数值,用压缩系数 C f 表示
1.2 储集层岩石的物理性质
岩石的压缩系数 岩石受压缩使孔隙体积减小的数值,用压缩系数 C f 表示
dVp 1 Cf V f dp
dVp —油层压力降低 dp 时,孔隙体积的缩小值 V f —岩石表观体积
qL K Ap
1.2 储集层岩石的物理性质
四、岩石中的流体饱和度
油相饱和度 气相饱和度 水相饱和度 油水两相共存 三相共存
So
油相体积
Vo V 100% o 100% VP V f 气相体积
Sg
Sw
Vg VP
100%
Vg
V f
100%
水相体积
Vw V 100% w 100% VP V f
3-1油藏岩石的物理性质
1 C Vr
1 V V P T Vr P
C Cr Cl SoCo SwCw
例:某油藏含油区体积为Vf,原始压力Pi, 泡点压力Pb,,在原始压力与泡点压力间的平 均综合压缩系数为C 。 求:该油藏的弹性储量?
解:
1 C Vf
1 V V P T V f P
一、达西实验
1. 达西方程
AP L
(法国水利工程师享利· 达西1856年在用未胶 结砂做水的渗滤实验时发现)
QK
K
LQ
A P
应用条件
•岩石孔隙100%被某流体饱和;
•流体与岩石不发生物理化学反应; •层流。
绝对渗透率:
单位:达西;
其大小只取决于岩石性质,与实验流体无关。
1达西=1 m 。
1. 有效渗透率
– 定义:多相流体同时流动时,岩石允许每一相流体 通过的能力。如:三相时:Ko、Kw、Kg l LQl Ko K w K g K Kl A P
2. 相对渗透率
– 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。如三相时:Kro、Krw、Krg
则平均气体体积流量为:
气测渗透率的计算公式为:
LQ
三、滑动效应(克林肯伯格效应)
现象:同一岩石,气测渗透率总比 液测渗透率高。 原因:滑动效应(Klinkenberg效应)
液 在孔道中心的液体分子比靠近孔道 体 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 体 心的分子流速几乎没有什么差别。
(2) 判断油藏岩石的润湿性:
典型相渗曲线
不同润湿性岩石相渗曲线的特征值 亲水 束缚水饱和度(%) 等渗点饱和度(%) >20 >50 中性 15~20 50 亲油 <15 <50
油层物理学 第二章 油气藏流体的物理特性
§2.1 油气藏烃类的相态特征 1、石油的组成
★
烷烃 环烷烃 芳香烃
C5~C16
★
含氧化合物:
★
苯酚、脂肪酸 硫醇、硫醚、噻吩 吡咯、吡啶、喹啉、吲哚 胶质、沥青质
含硫化合物:
★
其它化合物
含氮化合物:
Hale Waihona Puke 高分子杂环化合物:§2.1 油气藏烃类的相态特征 石油的分类
少硫原油 含硫量 含硫原油 >0.5% 少胶原油 胶质沥青质含量 胶质原油 多胶原油 < 8% 8~25% >25% <0.5%
三区:液相区、气相区、气液两相区
乙烷(占96.83%摩尔)-正庚烷的P-T图
三线:泡点线、露点线、气液等条件线 三点:临界点、临界凝析压力点、临界凝析温度点
§2.1 油气藏烃类的相态特征
双组分烃相图 (P-T图)
戌烷和正庚烷(占总重量的52%)的P-V图
§2.1 油气藏烃类的相态特征
双组分烃相图 (P-T图)
1.天然气的化学组成 低分子烃:甲烷(CH4)占绝大部分(70%—80%),乙烷(C2H6)、丙 烷(C3H8)、丁烷(C4H10)和戊烷(C5H12)的含量不多。 非烃类气体:硫化氢(H2S)、硫醇(RSH)、硫醚(RSR)、二氧化碳 (CO2)、一氧化碳(CO)、氮气(N2)及水气(H2O)。
油气藏类型
低收缩原油
液态烃比重
>0.802
原始油气比 (标准米3/米3)
<178
高收缩原油
凝 析 气 湿 干 气 气
0.802—0.739
0.780—0.739 >0.739 /
178—1425
1425—12467 10686—17810 /
油藏的岩石物理性质
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
第二章油藏流体的物理性质
第二章油藏流体的物理性质第二章油藏流体的物理性质油藏包括两个部分:油藏岩石和油藏流体。
油藏流体是指油藏岩石孔隙中的石油、天然气和地层水。
油藏流体的特点是处于高温高压下,特别是其中的石油溶解有大量的烃类气体,使其与地面的性质有较大的差别。
由于地下压力温度各油藏十分不同,因此油藏中流体处于不同的相态,可能为单一液相,也可能是单一的气相,可能处于油气两相等。
油藏流体在什么压力、温度条件下出现什么相态,各相态的物理性质和物理化学性质如何?这就是本章所要研究的内容。
第一节天然气的高压物理性质一、天然气的组成及特点1、定义:1)地下采出来的可燃气体统称为天然气。
2)是指在不同地质条件下生成,并以一定压力储集在地层中的气体。
2、组成以石碏族低分子饱和烃气体和少量非烃气体组成的混合物。
其化学组成:甲烷(CH4)占绝大部分,乙烷(C2H6),丙烷(C3H6),丁烷(C4H10)和戊烷(C5H12)含量不多。
此外天然气中还含有少量非烃气体,如硫化氢、CO2、CO、N2、He、Ar等。
3、天然气分类1)按矿藏特点气藏气、油藏凝析气、油藏气。
2)按组成干气:每一标准m3井口流出物中,C5以上烷液体含量<13.5cm3。
湿气:每一标准m3井口流出物中,C5以上烷液体含量>13.5cm3。
富气:每一标准m3井口流出物中,C3以上烷液体含量>94 cm3。
贫气:每一标准m3井口流出物中,C3以上烷液体含量<94 cm3。
3)按硫含量净气(洁气):每m3天然气中含硫<1g。
酸气(酸性天然气):每m3天然气中含硫>1g。
4、天然气组成的表示方法重量组成体积组成,摩尔组成。
二、天然气的分子量和比重1、分子量天然气是多组份的混合气体,本身没有一个分子式,因此不能象纯气体那样,由分子式算出其恒定的分子量。
视分子量:把0oC,760mmHg,体积为22.4ml的天然气所具有的重量定义为天然气的分子量。
天然气的视分子量是根据天然气的组分和每种组分的含量百分数计算出来的,也就是说天然气的组成不同,其视分子量也不同,天然气的组成相同,而各组分的百分数比不同,其视分子量也不同。
油藏及流体物理性质
1.3 油藏流体的物理性质
石油的组成
烷烃(alkane):C5~C16 塔顶:炼厂气(C1~C4)
蒸馏 分馏塔
上部:汽油(C5~C9)
中部:煤油(C10~C15)
热 裂
下部:柴油(C11~C20)
法
底部:重油(C16~C45)
1.3 油藏流体的物理性质
一、天然气的高压物性
天然气在高温高压下的物理特性
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
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)
Vo -地面脱气原油体积,m³
1.3 油藏流体的物理性质
溶解气油比
油藏原始压力下的溶解气 油比与泡点压力下溶解气 油比相等。
当压力降低至泡点压力, 随着压力的降低,溶解气 油比减小
油藏条件下,温度升高,溶解气油比降低
1.3 油藏流体的物理性质
地层油体积系数
原油在地下的体积与在地面脱气后的体积之比
•油藏流体
石油(petroleum) 天然气(gas)
储层烃类:C、H
(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。 烃类流体的密度小,比水轻。
《油层物理》名词及解释
《油层物理》名词及解释1、《《油层物理油层物理》》名词解释名词解释岩石物理性质岩石物理性质petrophysicalproperties指岩石的力学、热学、电学、声学、放射学等各种参数和物理量,在力学特性上包括渗流特性、机械特性〔硬度、弹性、压缩和拉伸性、可钻性、剪切性、塑性等〕。
流体物理性质流体物理性质fluidproperties油层流体是指油层中储集的油、气、水,它们的物理性质主要包括各种特性参数、相态特征、体积特征、流淌特征、互相之间的作用特征及驱替特征等。
水基泥浆取心水基泥浆取心water-basemudcoring水基泥浆钻井时所进行的取心作业。
油基泥浆取心油基泥浆取心oil-basemudcoring油基泥浆钻井时所进行的取心作业;它保证所取岩心不受2、外来水侵扰,通常在需要测取油层初始油〔水〕饱和度时选用。
岩心岩心core利用钻井取心工具获取的地下或地面岩层的岩石。
岩样岩样coresample从岩心上钻取的供分析化验、试验讨论用的小样〔一般长2.5cm~10.0cm、直径2.5cm~3.8cm〕。
井壁取心井壁取心sidewallcoring用井壁取心器从井壁获取地层岩石的取心方法。
岩心收获率岩心收获率corerecovery指取出岩心的长度与取心时钻井进尺之比,以百分数表示。
密闭取心密闭取心sealingcoredrilling 用密闭技术,使取出的岩心保持地层条件下流体饱和状态的取心方法。
保压取心保压取心pressurecoring用特别取心工艺和器具,使取出的岩心能保持地层压力的取心3、方法。
定向取心定向取心orientationalcoring能知道所取岩心在地层中所处方位的取心方法。
冷冻取心冷冻取心freezingcore 用冷冻来防止岩石中流体损失和胶结疏松砂岩岩心破裂的岩心爱护方法。
常规岩心分析常规岩心分析routinecoreanalysis常规岩心分析分为部分分析和全分析。
2-1油藏流体的物理性质
P=Pb,粘度最小
§2-4 天然气的高压物性
一、天然气的压缩因子 二、天然气的体积系数 三、天然气的压缩系数 四、天然气的粘度
一、天然气的压缩因子
不计分子的体积
(1) 理想气体状态方程:
CnH2n+2 环烷烃:碳链:单键、环状链;分子式:CnH2n 芳香烃:分子中具有苯环结构。 少量其它化合物,如氧、硫、氮等的化合物:沥青、 脂肪酸、环烷酸等。
2. 石油馏分:
汽油(C4~C10); 煤油(C ~C12); 柴油(C13~C20);
11
润滑油(C21~C40);残渣(C41以上);
3. 石油的分类
不计分子间作用力 分子间为弹性碰撞
PV理想 nRT
(2) 实际气体状态方程
PV实际=ZnRT
Z= V实际 V理想
Z-压缩因子
压缩因子的物理意义?
二、天然气的体积系数Bg
(Formation volume factor of natural gas)
定义:一定质量天然气在地下的体积与其 在地面标准状况(20℃,0.1MPa)下的体积 之比。 V
u Boi Bo
Pb
P
地面
Vs =1m3
Vs Rs
Vs Rsi
三、地层油等温压缩系数Co: (Isothermal Compressibility of oil)
定义:温度一定,单位体积地层油的体积随 压力的变化率。 1 Vof Co 1 MP a V P
of
一般用某一压力区间的平均压缩系数表示, 如Pi与Pb之间: 1 Vob Vof 1 Bob Boi Co Vof Pb Pi Boi Pi Pb Vof—高压下体积
第五章 油藏流体的物理性质
2.原油地下体积系数和压力的关系
体 积 系 数 , Bo
原油地下体积系数和压力的关系
石油工业概论
第五章 油藏流体与储层岩石的物理性质
(三)地层油的压缩系数
定义: 指压力变化1Pa时单位体积地层油的体积变化量 。
1 Co Vf
Vf p T
石油工业概论
第五章 油藏流体与储层岩石的物理性质
接触胶结
石油工业概论
第五章 油藏流体与储层岩石的物理性质
1.基底胶结
胶结物含量最高。碎屑颗粒孤立地分布于胶结物之中, 彼此不相接触或少有颗粒接触。 孔隙类型全为胶结物内的微孔,其储油、气物性很差。
2.孔隙胶结
胶结物含量不多,充填于颗粒之间的孔隙中颗粒呈支 架状接触。
石油工业概论
第五章 油藏流体与储层岩石的物理性质
yi
M ——天然气的视摩尔质量。
石油工业概论
第五章 油藏流体与储层岩石的物理性质
(二)天然气的状态方程
1.理想气体状态方程 表征理想气体的体积、压力及温度关系的状态方程为下式:
pV nRT
R——通用气体常数,等于8.314J/(mol· K)。 理想气体——分子则假设是无体积大小和质量的质点,而且 分子之间不存在作用力。 真实气体——分子有一定的体积和质量,而且分子之间有作 用力;
石油工业概论
第五章 油藏流体与储层岩石的物理性质
2.多组分气体 影响因素:外界压力、温度及气体与液体的成分, 以及气体与液体接触方式和时间。
石油工业概论
第五章 油藏流体与储层岩石的物理性质
二、地层油的高压物性
(一)地层油的溶解气油比
1. 定义(Rs):每立方米地面原油在地下所溶解的标准状 态下气体的立方米数。 2. 单位:m3/m3。 3.原始溶解气油比 (Rsi):在油藏温度和原始压力下的溶 解气油比。
石油工程导论-第三章 油藏岩石的物理性质
第三节 油藏流体饱和度
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。
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
二、束缚水饱和度-影响因素分析
①岩石的孔隙结构 岩石孔隙小,连通性差,束缚水饱和度大。
石油工程导论
油 田 开 发 程 序
勘探
油藏岩石与流体的物理性质
油藏地质模型
油藏工程设计
采油工程设计
钻井工程设计
地面工程设计
总体经济评价
方案决策
钻井工程 + 地面工程
油田开发
采油工程 油藏动态监测与分析
油田开发动态调整 油田开发结束
第二章 油藏岩石的物理性质
孔隙度和饱和度 压缩系数 渗透率 润湿性和油水的微观分布
孔隙度(%) 储层评价
储层岩石(砂岩)孔隙度评价
<5 5~10 10~15
极差 差
一般
15~20 好
20~25 特好
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。
Sl
Vl VP
Vl
V f
So Sw Sg 1
( l = o,w,g )
(同一油藏,同一时刻)
勘探阶段:原始饱和度 开发阶段:目前饱和度
硅酸盐 (胶结最结实)
● 胶结类型:
(1)基底胶结 (2)孔隙胶结 (3)接触胶结 (4)杂乱胶结
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。
油层物理知识点总结
油层物理知识点总结一、油气储层的物理性质1. 储层岩石的物理性质储层岩石的物理性质是指岩石在外部作用下表现出来的物理特征,主要包括孔隙度、渗透率、孔隙结构、孔隙连通性等。
储层岩石的物理性质直接影响着岩石的储集能力和渗流性能。
孔隙度是指储层岩石中孔隙空间所占的比例,其大小直接影响着岩石的储集能力。
渗透率是指流体在岩石中运移的能力,它受孔隙度、孔隙连通性和岩石孔隙结构的影响。
孔隙结构是指储层岩石中孔隙的形态和大小分布特征,它直接影响着岩石对流体的储集和运移能力。
孔隙连通性是指储层岩石孔隙之间的互相连接程度,对于流体的渗流性能具有重要影响。
2. 储层流体的物理性质储层流体的物理性质包括油气的密度、粘度、饱和度、渗透率等。
油气的密度是指油气的质量与体积的比值,它直接影响着油气在地下的运移和驱替过程。
粘度是指液体的内摩擦力,它直接影响着油气在储层中的流动能力。
饱和度是指储层岩石中的孔隙空间中含有流体的比例,它直接影响着储层中的流体储集能力。
渗透率是指储层流体在岩石孔隙中渗流的能力,它受孔隙度、孔隙连通性和流体的物理性质的影响。
3. 储层的物理模型储层的物理模型是指将储层岩石和流体的物理性质用数学模型来描述,以便进行评价和预测储层的性质和行为。
常见的储层物理模型包括孔隙模型、细观模型、孔隙介质模型等。
这些模型可以帮助地质学家和工程师更好地理解和分析储层的物理性质,为油气田的勘探和开发提供科学依据。
二、油层物理测井技术1. 测井装备和工具油层物理测井是研究储层的物理性质和流体性质的一种技术,主要通过在井孔中使用测井装备和工具来获取储层的物理数据。
常见的测井装备和工具包括γ射线测井仪、自感应测井仪、声波测井仪、电阻率测井仪等。
这些测井装备和工具可以在井孔中获取储层的物理数据,并通过数据处理和解释来分析和评价储层的性质。
2. 测井曲线及解释测井曲线是指通过测井仪器在井孔中获取的物理数据所绘制出来的曲线,主要包括γ射线曲线、自感应曲线、声波曲线、电阻率曲线等。
第二章 储油气层中流体的物理性质
第二章储油气层中流体的物理性质储集岩的孔隙空间中总是储集有流体,包括天然气,石油,以及地层水。
油层流体的特点是处于高温、高压条件下,特别是其中的石油常溶解有大量的烃类气体,从而使处于地下的油层流体的物理性质与其在地面的性质有很大的不同。
而且伴随油藏开采的进程,油层的温度、压力要发生变化,油层流体,特别是石油和天然气的相态也会随之改变,与此同时,油气组成也要改变。
另外,储油(气)层是包括岩石-油-气-水的复杂系统,其中的表面现象和毛细管效应,也与储层岩石和储集层中流体的物理-化学性质密切相关。
所以研究油气水在地下的物理性质,及其随温度、压力的变化特征,对于认识油气的运移、聚集与分布;对于油气勘探的评价和油、气储量的计算;对于油气田的合理开采与开发;以及提高石油采收率等方面都具有极其重要的作用[1][2]。
本章将讨论油-气系统的相态特征;油(气)储集层中的天然气、石油和地层水的物理性质;地层油的高压物性研究方法;以及相态方程等内容。
第一节油层烃类的相态特征石油和天然气是多种烃类和非烃类所组成的混合物。
在实际油田开发过程中,常常可以发现:在同一油气藏构造的不同部位或不同油气藏构造上,其产出物各不相同,有的只产纯气,有的则油气同产。
在油气藏条件下,有的烃是气相,而成为纯气藏;有的是单一液相的纯油藏;也有的油气两相共存,以带气顶的油藏形式出现。
在原油从地下到地面的采出过程中,还伴随着气体从原油中分离和溶解的相态转化等现象。
那么,油藏开采前烃类究竟处于什么相态,为什么会发生一系列相态的变化,其主要原因是什么?用什么方式来描述烃类的相态变化?按照内因是事物变化的根据,外因则是事物变化的条件,可以发现油藏烃类的化学组成是构成相态转化的内因,压力和温度的变化则是产生相态转化的外部条件。
因此,我们从研究油藏烃类的化学组成入手,然后再进一步研究压力温度变化时对相态变化的影响。
一、油层烃类的化学组成及烃类相态表示方法1.油层烃类的化学组成和分类尽管组成石油和天然气的元素主要是碳和氢,但由它们化合而形成的烃类却种类繁多,再加上烃类与氧、硫、氮所形成的各种化合物,从而决定了地层烃类组成和性质的复杂性。
第一章 油藏岩石和流体的基本物理性质及其渗流特性
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。
油层物理名词解释
油层物理名词解释岩石物理性质指岩石的力学、热学、电学、声学、放射学等各种参数和物理量,在力学特性上包括渗流特性、机械特性(硬度、弹性、压缩和拉伸性、可钻性、剪切性、塑性等)。
流体物理性质油层流体是指油层中储集的油、气、水,它们的物理性质主要包括各种特性参数、相态特征、体积特征、流动特征、相互之间的作用特征及驱替特征等。
水基泥浆取心水基泥浆钻井时所进行的取心作业。
油基泥浆取心油基泥浆钻井时所进行的取心作业;它保证所取岩心不受外来水侵扰,通常在需要测取油层初始油(水)饱和度时选用。
岩心利用钻井取心工具获取的地下或地面岩层的岩石。
岩样从岩心上钻取的供分析化验、实验研究用的小样(一般长 2.5cm~10.0cm、直径 2.5cm~3.8cm)。
井壁取心用井壁取心器从井壁获取地层岩石的取心方法。
岩心收获率指取出岩心的长度与取心时钻井进尺之比,以百分数表示。
密闭取心用密闭技术,使取出的岩心保持地层条件下流体饱和状态的取心方法。
保压取心用特殊取心工艺和器具,使取出的岩心能保持地层压力的取心方法。
定向取心能知道所取岩心在地层中所处方位的取心方法。
冷冻取心用冷冻来防止岩石中流体损失和胶结疏松砂岩岩心破碎的岩心保护方法。
常规岩心分析常规岩心分析分为部分分析和全分析。
部分分析是使用新鲜或者经过保护处理的岩样只进行孔隙度和空气渗透率的测定。
特殊岩心分析是毛细管压力、液相渗透率、两相或三相相对渗透率、敏感性、润湿性、压缩性、热物性、电性等岩心专项分析项目的总称。
全直径岩心分析利用钻井取心取出的全直径岩心,在实验室内进行的全部分析测定。
岩屑钻井过程中产生的岩石碎屑。
砾颗粒直径大于或等于 1mm 的石英、长石类或其它矿物颗粒。
粗砂颗粒直径在 0.5~<1mm 的石英、长石类或其它矿物颗粒。
中砂颗粒直径在 0.25~<0.5mm 的石英、长石类或其它矿物颗粒。
细砂颗粒直径在 0.1~<0.25mm 的石英、长石类或其它矿物颗粒。
《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
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
第二章油藏岩石的物理性质
第一节 砂岩的骨架性质
⊙ ⊙ ⊙
砂岩的粒度组成 岩石的比面 岩石的胶结物质与胶结类型 为油气提供
孔隙 岩石 裂缝 溶洞
储集空间 渗流通道
孔隙性 渗透性
1
砂岩的孔隙性质
⊙ ⊙
岩石的孔隙、 岩石的孔隙、孔隙结构与孔隙度 岩石的压缩系数及油藏的综合压缩系数 储层流体饱和度 储层岩石的渗透率 毛细管渗流模型
曲线越陡, 曲线越陡,粒度 组成越均匀
用 途
计算粒度的特征参数(评价指标) 计算粒度的特征参数(评价指标); 定量地评价岩石粒度组成的均匀程度。 定量地评价岩石粒度组成的均匀程度。
11
粒度评价指标
①岩石的不均匀系数α: 岩石的不均匀系数 :
累计分布曲线上某两个质量百分数所对应的 颗粒直径之比值。 颗粒直径之比值。 •α值大于1; 值大于1
7
②沉降法
在合适的介质中测定颗粒在外力场作用下 原 理 的沉降速度,间接确定颗粒的粒度组成。 的沉降速度,间接确定颗粒的粒度组成。 斯托克(C.J.Stokes)公式: 斯托克(C.J.Stokes)公式: (C.J.Stokes)公式
gd 2 ρ g v= ρ − 1 18 µ l
2
4
2
或通过最小筛孔的筛子(最细一层筛子,400目 或通过最小筛孔的筛子(最细一层筛子,400目 ,400 37μm孔径 的颗粒采用沉降法进行分析。 孔径) 或37μm孔径)的颗粒采用沉降法进行分析。
5
筛子换算表(美国标准局标准) 表 2.1.1(a) 筛子换算表(美国标准局标准)
筛号 (筛孔数 /in) 2.5 3 3.5 4 5 6 7 8 10 12 14 16 18 20 25 30 筛孔 尺寸 (mm) 8.00 6.72 5.66 4.76 4.00 3.36 2.83 2.38 200 1.68 1.41 1.19 1.00 0.84 0.71 0.59 筛孔数 /cm2 1 1.4 2.0 2.9 4.0 5.3 7.3 9 12.25 16 25 36 40 64 81 121 筛号 (筛孔数 /in) 35 40 45 50 60 70 80 100 120 140 170 200 230 270 325 400 筛孔 尺寸 (mm) 0.50 0.42 0.35 0.30 0.25 0.21 0.177 0.149 0.125 0.105 0.088 0.074 0.062 0.053 0.044 0.037 筛孔数 /cm2 169 225 324 445 576 841 1156 1600 2209 3136 4356 6241 8649 11236 15625 22100
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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,℃;
g -天然气相对密度;
Rs -溶解气油比,m3/m3;
第一节 油藏流体物理性质 三、地层原油高压物性
地层油:高温高压,溶解有大量的天然气 2、溶解气油比(Rs) (1)定义:在油藏温度和压力下地层油中溶解的气量,m3/m3。
当P>Pb时, P↗, μo↗ 当P=Pb时,μo= μomin
μ
o
~P、T 关系
第一节 油藏流体物理性质 三、地层原油高压物性
6、稠油
指在油层条件下,粘度大于50 mPa.s,相对密度大于
0.90的原油。
稠油分类 普通稠油 Ⅰ Ⅱ 特稠油 超稠油(天然沥青) 粘度(mPa.s) 50~100 100~10000 10000~50000 >50000 相对密度(20℃) >0.900(<25ºAPI) >0.920(<22ºAPI) >0.950(<17ºAPI) >0.980(<13ºAPI)
Rs
Vg Vo
Vg-地层油在地面脱出的气量(标准状态)m3 Vo-地面脱气原油体积,m3。 Rs-在地层条件下的原油溶解气油比,
地层油的溶解气油比是用接触脱气的方法得到的。
第一节 油藏流体物理性质
2、溶解气油比(Rs)
一次脱气示意图
第一节 油藏流体物理性质
三、地层原油高压物性
2、溶解气油比(Rs)
四、天然气高压物性
2、体积系数(Bg)
天然气在油藏条件下的体积V与其在地面标准状态(20℃,
1.013×105Pa)下的体积V0之比,单位,m3/m3。
3、天然气压缩系数(Cg)
V Bg Vo
等温条件下单位体积气体随压力变化率。
1 V C g ( )T V P
第一节 油藏流体物理性质
一般地,Bo>1。
第一节 油藏流体物理性质 三、地层原油高压物性
4、体积系数(Bo) 当p>pb时: Bo Bob 1 Co p pb 当p=pb时: B 当p<pb时: B
o
0.972 1.1213 10 2 F 1.175
0.5
g F 0.1404 Rs o
o
5.625 10 2 T 1
1.076 1 C1 Rs C2 C3 Rs 6.4286 10 2 T 1 1 o
Bob-pb压力下的原油体积系数;
Co-压缩系数;
T-地层温度,℃; γo、γg -原油和天然气相对密度;
①组成 轻烃组分所占比例↗,Co ↗
②溶解气油比 ③温度 ④压力 Rs↗, Co↗
T↗,Co↗ P ↗, Co↘
第一节 油藏流体物理性质 三、地层原油高压物性
4、体积系数(Bo) (1)定义
又称原油地下体积系数,是指原油在地下体积(即地层
油体积Vf)与其在地面脱气后的体积(Vs)之比。
Bo
Vf Vs
汽油蒸气含量
(the content of gasoline stream)
硫含量
(the content of sulfur)
净气<1g/m3
第一节 油藏流体物理性质
3、石油的组成 烷烃(alkane):C5~C16 环烷烃(ring-alkane) 芳香烃(aroma-alkane)
含氧化合物:环烷酸、苯酚、脂肪酸 含硫化合物:硫醇、硫醚、噻吩
其它化合物
含氮化合物:吡咯、吡啶、喹啉、吲哚 高分子杂环化合物:胶质、沥青质
第一节 油藏流体物理性质 三、地层原油高压物性
地层原油的高压物性参数包括原油饱和压力、溶解气油比、 压缩系数、体积系数和粘度。 1、原油饱和压力 原油饱和压力系指在地层条件下,原油中的溶解气开始分离 出来时的压力。又称泡点压力。
石油工程概论
(General Introduction of Petroleum Engineering)
第一章 油藏流体及岩石物理性质
第一节 油藏流体物理性质
油藏
(reservoir)
储集其中的流体(fluid) 储集流体的岩石(rock) 石油(petroleum) 天然气(gas) 储层烃类:C、H
第一节 油藏流体物理性质 三、地层原油高压物性
1、原油饱和压力
Standing于1947年,利用美国加利福尼亚22个油田105个饱和压力数据, 建立经验公式:
R pb 24.46 s g
0.83
10
1.7686 3 1.63810 t R o
第一节 油藏流体物理性质
某些油田原油物性参数
油田名称 大庆油田某层 华北油田某层 胜利油田某层 中原油田某层 罗马什金(俄) 油层温度 (℃) 45 90 65 109 40 油层压力 (MPa) 7~12 16 23 37 17 泡点压力 (MPa) 6.4~11 13 19 24.6 8.5 溶解气油 比(m3/m3) 45 7 27.5 69 58.4 体积系数 1.09~1.15 1.10 1.0955 1.21 1.17 收缩率 (%) 8.3~13 8.5 8.4 17.4 14.5 压缩系数 (MPa-1) 7.7×10-4 10.4×10-4 7.3×10-4 18.3×10-4 11.4×10-4
5、粘度(μ) (1)定义 当速度梯度为1时单位面积上流体的内摩擦力,单位:mPa.s。
u x =- xy / y
第一节 油藏流体物理性质 三、地层原油高压物性
5、粘度(μ) 当p≤pb时: 当p>pb时:
lg lg od 1 5.02
m
3.5497
o
0.5644 lg T 17.78
p o ob p b m 956.429 p1.187 exp 11.513 0.013024 p
第一节 油藏流体物理性质
(2)影响因素分析: ①组成 轻烃组分所占比例↗, μo ↘ ②溶解气油比 ③温度 Rs ↗, μo ↘ T↗,μo↘
④压力 当P<Pb时, P↗, μo ↘
V实际
实际气体与理想气体的差别。
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
第一节 油藏流体物理性质
天然气压缩因子,可根据天 然气组成和所处温度、压力条 件查相应图版获得。
拟对比压力PPr: ppr
拟对比温度TPr:
TP r
p ppc
T Tpc
第一节 油藏流体物理性质
Beggs于1980年,利用世界范围内600个实验室6000个以上的数据,建立经 验公式:
1.076 3 R s C1 gs P exp C3 1 / 3.6585 10 T 1 o 1.076 2 1 0 . 2488 1 5 . 625 10 T 1 lg p 0 . 1019 sp sp 其中: gs gp o
第一节 油藏流体物理性质 二、油气化学组成
1、天然气的组成
★
石蜡族低分子饱和烷烃 (alkane)(主要)
CH4 70-98%
C2H6
C3H8
C4H10
>C5
★非烃气体(少量)H NhomakorabeaS CO2 CO N2 H2O
★惰性气体(inert gas
):
He、Ar
第一节 油藏流体物理性质
2、天然气的分类
矿藏
(mine)
气藏气 (gas of gas reservoir):又叫气田气,单独聚集成气藏 油藏气 (gas of oil reservoir):又叫油田气,伴生气,溶解或气顶中的气 凝析气 (condensate gas):具有反凝析作用能形成凝析油的气田气
干气 (CH4>98%) 湿气(富气) (CH4>50%,汽油蒸气) 酸气≥1g/m3