油层物理25 第五节 储层岩石的渗透性
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油层物理学-复习提纲
第六章
储层岩石的流体渗透性
《油层物理学》 复习提纲 基本概念：
原油相对密度 相态图 临界点 临界压力 临界温度 泡点压力 露点压力 反凝析 临界凝析压力 临界凝析温度 天然气 凝析气 干气 湿气 酸气 对比温度 对比压力 视(拟)对比温度 视(拟)对比压力 视(拟)临界温度 视(拟)临界压力 天然气相对密度 天然气粘度 天然气密度 天然气体积系数 天然气压缩率 天然气压缩因子
6
油层物理学
中国石油大学（北京）
3
第六章
储层岩石的流体渗透性
五 论述题： 1 简述石油天然气的化学组成。 2 油气藏按流体性质分为哪几种？典型地层流体的气油比、密度等；典型油气 藏的相图. 3什么是泡点、什么是露点？ 4 什么是一次脱气（接触脱气）？什么是多次脱气（微分脱气） 5 什么是天然气相对密度、天然气体积系数、天然气压缩因子？ 6 什么是原油的饱和压力、原始气油比、体积系数？ 7试述地层流体划分的类别及主要指标 8不饱和油藏原油PVT实验中，各参数（Rs，Bo，Bt，μ，ρo）随压力变化规律 9简述确定天然气压缩因子的具体步骤。 10简述确定天然气组成的实际意义。 11高、低收缩率原油的高压物性及相图有何差异? 12简述泡点压力前后原油高压物性是如何变化的。从中你能得出影响原油高压 物性的主要因素是哪些? 13一次脱气和多级脱气对所测定的地层油体积系数及溶解气油比有何影响?一般 计算溶解气油比以哪种脱气方式为准?
Petro-Physics
油层物理学
中国石油大学（北京）
2
第六章
储层岩石的流体渗透性
四．简要论述题 1、原油的物理性质性质； 2、原油的品位分类； 3、烃类体系的相态图； 4、地层水水型的判断法； 5、天然气水合物形成的条件； 6、岩石物理性质； 7、达西定律 ； 8、气体滑脱效应
储层岩石的流体渗透性
《油层物理学》 复习提纲 基本概念：
原油相对密度 相态图 临界点 临界压力 临界温度 泡点压力 露点压力 反凝析 临界凝析压力 临界凝析温度 天然气 凝析气 干气 湿气 酸气 对比温度 对比压力 视(拟)对比温度 视(拟)对比压力 视(拟)临界温度 视(拟)临界压力 天然气相对密度 天然气粘度 天然气密度 天然气体积系数 天然气压缩率 天然气压缩因子
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第六章
储层岩石的流体渗透性
五 论述题： 1 简述石油天然气的化学组成。 2 油气藏按流体性质分为哪几种？典型地层流体的气油比、密度等；典型油气 藏的相图. 3什么是泡点、什么是露点？ 4 什么是一次脱气（接触脱气）？什么是多次脱气（微分脱气） 5 什么是天然气相对密度、天然气体积系数、天然气压缩因子？ 6 什么是原油的饱和压力、原始气油比、体积系数？ 7试述地层流体划分的类别及主要指标 8不饱和油藏原油PVT实验中，各参数（Rs，Bo，Bt，μ，ρo）随压力变化规律 9简述确定天然气压缩因子的具体步骤。 10简述确定天然气组成的实际意义。 11高、低收缩率原油的高压物性及相图有何差异? 12简述泡点压力前后原油高压物性是如何变化的。从中你能得出影响原油高压 物性的主要因素是哪些? 13一次脱气和多级脱气对所测定的地层油体积系数及溶解气油比有何影响?一般 计算溶解气油比以哪种脱气方式为准?
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油层物理学
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第六章
储层岩石的流体渗透性
四．简要论述题 1、原油的物理性质性质； 2、原油的品位分类； 3、烃类体系的相态图； 4、地层水水型的判断法； 5、天然气水合物形成的条件； 6、岩石物理性质； 7、达西定律 ； 8、气体滑脱效应
油层物理选填空
第一篇储层流体的高压物性.判断题。
Vxx xWxx1 •体系压力愈高，则天然气体积系数愈小。
（V ）2•烃类体系温度愈高，则天然气压缩因子愈小。
（x ）3•体系压力越大，天然气等温压缩率越大。
（x ）4•当二者组分相似，分子量相近时，天然气的粘度增加。
（）5. 压力不变时，随着温度的增加，天然气的粘度增加。
（X）6. 天然气水合物形成的有利条件是低温低压。
（V）7•温度不变时，压力增加，天然气体积系数减小。
（V）&温度不变时，压力增加，天然气分子量变大。
（X）9.当压缩因子为1时，实际气体则成为理想气体。
（X）三.选择题。
ACACBDB（ A ）在高压区间将（C ）A. Bg=Cg(273+t)/293PC.Bg=Z(273+t)/293PC.难于，难于D.7. 两种天然气A和B,在相同的难于，易于P-T条件下，A比B更易于压缩，则A.压力B.温度C.体积D.组成2.在相同温度下，随着压力的增加，天然气压缩因子在低压区间将A.上升，上升B.上升，下降C.下降，上升D.下降，下降A.大，强C.小，强B. 小，弱D. 大，弱(A )4.地层中天然气的密度地面天然气的密度。
A.小于B. 等于C.大于D. 视情况定(C )5.通常用来计算天然气体积系数的公式为其挥发性愈6.天然气压缩因子A.易于，难于Z>1说明天然气比理想气体 _B. 易于，易于压缩，Z v 1说明天然气比理想气体B.Bg=VD.Bg= V地下/ V 地面地面/ V地下1.理想气体的压缩系数与下列因素有关3.对于单组分烃，在相同温度下，若C原子数愈少，则其饱和蒸气压愈C J A CgA, ,Z A Z BA.大于，大于B. 大于，小于C.小于，大于D.小于，小于第二章 油气藏烃类的相态和汽液平衡.判断题。
VVxVx VVxxV1. 饱和油藏可以理解为高收缩油藏。
2•烃类体系相图中，重质组分含量愈高，则气液等含量线分布线愈向右密集 3•烃类体系相图中，临界温度是液向气转化的最高温度。
《油层物理学》第5节：储层岩石的敏感性研究
此类胶结的储油物性很好。 如：大庆属这种胶结的>25%，K在几 十毫达西到几个达西。
油藏物理学——储层岩石的敏感性研究
华北坳陷第三系：
接触胶结中的φ：23~30%，K：(50~1000)×10-3μm2 孔隙胶结中的φ：18~25%，K：(1~150)×10-3μm2 基底胶结中的 φ：8~17%， K < 1×10-3μm2
油藏物理学——储层岩石的敏感性研究
5. 影响粘土膨胀的因素：effect factor on clay swelling 粘土类型 clay type 含量 clay content 分布clay distribution 水的矿化度 water saltiness/salinity 阳离子交换性cation exchange
第五节 储层岩石的敏感性研究
Research on sensitivity of reservoir rock
油藏物理学——储层岩石的敏感性研究
讲课提纲
一. 问题的提出 二. 胶结物与胶结类型 三. 敏感矿物
●水敏性矿物 ●盐敏性矿物 ●酸敏性矿物 ●碱敏性矿物 ●速敏性矿物 ● 盐敏 四. 储层敏感性的评价方法 ●推荐程序 ●试验流程 ●发展趋势
油藏物理学——储层岩石的敏感性研究
（1）粘土遇水膨胀 ― 水敏性矿物
Clay swelling ——water sensitivity mineral 1. 起因：晶层间联系的牢固性 水敏性矿物由于其在晶层间的吸水引起的膨 胀，砂粒上的粘土颗粒的絮解和在粘土片外表形 成的定向水化层。
如：蒙脱石是硅氧四面体结构，晶层间的 距离与所嵌离子的离子半径的差会引起阳离子 的交换，或水分子的进入，因而引起膨胀。
油藏物理学——储层岩石的敏感性研究
油藏物理学——储层岩石的敏感性研究
华北坳陷第三系：
接触胶结中的φ：23~30%，K：(50~1000)×10-3μm2 孔隙胶结中的φ：18~25%，K：(1~150)×10-3μm2 基底胶结中的 φ：8~17%， K < 1×10-3μm2
油藏物理学——储层岩石的敏感性研究
5. 影响粘土膨胀的因素：effect factor on clay swelling 粘土类型 clay type 含量 clay content 分布clay distribution 水的矿化度 water saltiness/salinity 阳离子交换性cation exchange
第五节 储层岩石的敏感性研究
Research on sensitivity of reservoir rock
油藏物理学——储层岩石的敏感性研究
讲课提纲
一. 问题的提出 二. 胶结物与胶结类型 三. 敏感矿物
●水敏性矿物 ●盐敏性矿物 ●酸敏性矿物 ●碱敏性矿物 ●速敏性矿物 ● 盐敏 四. 储层敏感性的评价方法 ●推荐程序 ●试验流程 ●发展趋势
油藏物理学——储层岩石的敏感性研究
（1）粘土遇水膨胀 ― 水敏性矿物
Clay swelling ——water sensitivity mineral 1. 起因：晶层间联系的牢固性 水敏性矿物由于其在晶层间的吸水引起的膨 胀，砂粒上的粘土颗粒的絮解和在粘土片外表形 成的定向水化层。
如：蒙脱石是硅氧四面体结构，晶层间的 距离与所嵌离子的离子半径的差会引起阳离子 的交换，或水分子的进入，因而引起膨胀。
油藏物理学——储层岩石的敏感性研究
油层物理-储层岩石特性
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；
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。
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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
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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。
油层物理
(2)实验测定法（吸附法）
(3) 间接法
已知岩石的粒度组成分析资料，假定任一粒级直径为di 的颗粒，其质量百分数为gi,则在单位体积岩石中,直径 为di的颗粒的比面为：
S vi 6 1 di
gi %
考虑单位体积岩石中所有粒级的颗粒,则：
Sv
n
S vi
i 1
n
6 1 di
ps
一、岩石的压缩系数
定义：等温条件下，油层压力每降低单位压力时，
单位视体积岩石中孔隙体积的缩小值。
1、砂岩粒度组成的概念及测定方法 粒级：按砂粒大小范围所分的组。
粒级 划分 泥 (粘土 ) <0.01 粉砂 细粉砂 0.05~ 0.01 粗粉 砂 0.1~ 0.05 细砂 0.25~ 0.1 砂 中砂 粗砂 细砾 中砾 0.5~ 0.25 1~ 0.5 10~ 1 砾 粗砾 巨砾
粒度：岩石颗粒的大小。用其直径来表示（单位mm或μm）。
3、孔隙大小及其分选性
4、孔隙结构参数
◆分选系数、歪度、峰态
4、岩石微观孔隙结构
◆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 ： 岩石两端面间连通 孔隙的最短路径与 直线距离的比值。
孔隙与喉道的配置关系
流体质点实际流经的 岩石孔隙长度与岩石 外观长度之比。
（2）分选系数 具体作法： 以累计质量25%,50%和75%三个特征点,
将累计分布曲线划分为四段。
特拉斯克(P.D.Trask)公式：
S
S—— 分选系数；
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；
油层物理2.3
表2.3.1 储层岩石渗透率评价 级别 1 渗透率/×10－3μm2 >1000 储层评价 极好
2
34
5
1～10
<1
差
极差
5 储层岩石渗透率的求取
5.1 实验室测定
§2.3
5.1.1 常规小岩心渗透率测定
常用仪器： (1).流量管气测渗透率仪 (2).高低渗透率仪 (3).全自动孔渗分析仪 采用标准： SY5336－88
2.3.2 克林肯伯格实验
§2.3
(1).同一岩石，在同一平均压力下，用不同气体测得的渗透率不同； (2).同一岩石，不同气体测得的渗透率和平均压力的直线关系交 纵坐标于一点，该点对应的气体渗透率与同一岩石的液体渗透率 等价，该渗透率称为等价液体渗透率，又称克林肯伯格渗透率。
克林肯伯格渗透率：
§2.3
其中，d0－－岩心外径，cm； dw－－岩心中心孔直径，cm； h－－岩心高度，cm。
5.2 间接法求取渗透率 图版：
§2.3
计算公式:
c a K b S wc
其中，a，b，c－－与岩石孔隙中流体性质有关的系数；
7 非均质储层渗透率的计算
7.1 渗透率均值计算
7.1.1 纵向非均质储层平均渗透率计算 (1).平面线性流
5.1.2 全直径岩心渗透率测定 岩心夹持器：
§2.3
计算公式: (1).垂直方向:
CQor hw L K 200A
GCQor hw L K 200A
(2).水平方向:
G—筛网形状系数
求取方法:
§2.3
5.1.3 径向渗透率的测定 径向渗透率测定仪：
§2.3
计算公式:
0.1Q0 P 0 ln(d 0 / d w ) K 2 2 h( P P 1 2 )
2
34
5
1～10
<1
差
极差
5 储层岩石渗透率的求取
5.1 实验室测定
§2.3
5.1.1 常规小岩心渗透率测定
常用仪器： (1).流量管气测渗透率仪 (2).高低渗透率仪 (3).全自动孔渗分析仪 采用标准： SY5336－88
2.3.2 克林肯伯格实验
§2.3
(1).同一岩石，在同一平均压力下，用不同气体测得的渗透率不同； (2).同一岩石，不同气体测得的渗透率和平均压力的直线关系交 纵坐标于一点，该点对应的气体渗透率与同一岩石的液体渗透率 等价，该渗透率称为等价液体渗透率，又称克林肯伯格渗透率。
克林肯伯格渗透率：
§2.3
其中，d0－－岩心外径，cm； dw－－岩心中心孔直径，cm； h－－岩心高度，cm。
5.2 间接法求取渗透率 图版：
§2.3
计算公式:
c a K b S wc
其中，a，b，c－－与岩石孔隙中流体性质有关的系数；
7 非均质储层渗透率的计算
7.1 渗透率均值计算
7.1.1 纵向非均质储层平均渗透率计算 (1).平面线性流
5.1.2 全直径岩心渗透率测定 岩心夹持器：
§2.3
计算公式: (1).垂直方向:
CQor hw L K 200A
GCQor hw L K 200A
(2).水平方向:
G—筛网形状系数
求取方法:
§2.3
5.1.3 径向渗透率的测定 径向渗透率测定仪：
§2.3
计算公式:
0.1Q0 P 0 ln(d 0 / d w ) K 2 2 h( P P 1 2 )
储油岩石的渗透率
平面径向 稳定渗流
Q2Kh(pe pw) ln(re rw)
Q0 Kp0h(lnpe2(re/prww 2))或KQ0hp(0ple2n(rep/w 2r)w)
当在改变边界条件1时，即用各种液体而不仅仅是水作实验时达定律 仍成立，但发现流体粘度对流量有影响； 因此达西公式进一步表示为：
Q kA（h1 h2）
L
上述实验表明，不管如何改变边界条件，达西定律是成 立的。改变不同介质与流体所导致的对流量的影响主要是因 为渗流系数发生了改变。
因此原始达西公式中的k只代表了某种特定流体 在特定介质条件下的渗流能力。
p1Q 1p2Q 2pQp0Q 0
Q p0Q0 p
因： p p1p2 2
故Q： p0Q0 2p0Q0 p p1p2
只要将流量用平均流量代替即可 Q p0Q0 2p0Q0 p p1p2
水平线性 稳定渗流
Q KA（P1 P2）
L
Q0
KA(p12 p22)或K
2p0L
2Q0p0L
A(p12 p22)
L
此公式即为达西公式的折算压力表达式
由于总水压头（总能量） Pr＝ρgh＝P（压力计压能）+ρgZ（势能）
故 Pr1＝ρgh1＝P1＋ρgZ1 Pr2＝ρgh2＝P2＋ρgZ2
Z1 h1 h2
Z2
代入达西折算压力公式：
Q K A Pr KA （ Pr1 Pr2 ）
L
L
KA（ P1 gZ 1）（ P2 gZ 2）
二、达西公式的推广
（一）达西公式的微分方程
对于实际中不均匀的孔隙介质，加上不均质的流体（即 多相）流体同时渗流时，常作非平面、非稳定的线性渗流。 大量实验证明，达西定律也是适用的。
油层物理学-渗透率
低。实际上，孔隙介质是不均匀的，流体在孔隙介质中的渗流也常常表
现为非稳定的线性渗流。但经大量实验证明，很多渗流是符合达西定律 的。但对于高速流动的液体，以及速度极低或极高的气体，达西定律就
不适用了。
二、达西公式的推广 （一）达西公式的微分方程
对于实际中不均匀的孔隙介质，加上不均质的流体（即 多相）流体同时渗流时，常作非平面、非稳定的线性渗流。 大量实验证明，达西定律也是适用的。 达西公式的一般表达式为：
在该项实验中，其边界条件如下：
1）渗流的液体是均质的、不可压缩的水，水的粘度不变， 因此没有考虑粘度对渗流规律的影响； 2）均质砂柱由极细小的细砂组成，具微小的连通孔隙通道， (达西改变砂子类型，实际上仅改变了k的大小)； 3）渗流速度较小，且变化不大；
4）试验装置始终保持在垂直条件下；
之后，曾有他人在改变边界条件4 （即将实验装置摆放成各种角度的倾 斜位置）重复进行达西实验，结果发 现不管装置倾斜程度如何，只要测验 管水头差（h1-h2）相同，则流量相同， 从而证明达西实验定律在地球重力场 中与流动方向无关，其主要影响力是 重力，是一种势能。
K d（P gZ） v dL
这是达西微分方程的一般表达式
（二）不可压缩液体渗流的达西公式表达式
前面介绍的公式是建立在一块岩心实验基础上的， 并且认为这块岩心的孔隙介质由均质介质组成，流体在 内部的渗流向一个方向。 实际上，地下流体的渗流是相当复杂的，下面主要 讨论几种简单渗流方式的达西公式表达式。
渗透率又可分为：绝对渗透率、相渗透率与相对渗透率。
本章着重讨论绝对渗透率，相渗透率与相对渗透率将在第三篇中介绍。
岩石中只有一种流体通过时，岩石允许该流体通过的 能力称为单相渗透率。
《储层岩石渗透性》课件
《储层岩石渗透性》PPT 课件
欢迎来到《储层岩石的定义、影响因素、测定方法、分类与评价以及应用与研究方向。 让我们一起来探索这个引人入胜的主题吧！
研究背景和目的
探索储层岩石渗透性研究的动机与目标，了解为什么这一领域的研究对于油气勘探与开发至关重要。
储层岩石渗透性的定义
介绍储层岩石渗透性的概念，包括渗透性的定义、其在油气储层中的作用以及其重要性。
储层岩石渗透性的影响因素
探讨影响储层岩石渗透性的各种因素，包括岩石类型、孔隙度、孔隙连通性等，并解释它们对储层渗透性的影 响。
储层岩石渗透性的测定方法
介绍不同测定储层岩石渗透性的方法，例如孔隙度测定、渗透率测定以及压 汞法等，以及这些方法的优缺点。
储层岩石渗透性的分类和评价
讨论不同储层岩石渗透性的分类方法，例如宏观渗透性与微观渗透性，以及评价方法，如渗透率曲线分析和实 验室渗透率测定。
储层岩石渗透性的应用与研究方向
探索储层岩石渗透性在油气勘探与开发中的应用，以及当前的研究方向和挑战，例如提高采油效率和储层改造 技术。
结论和展望
总结我们对储层岩石渗透性的研究，并展望未来可能的发展方向和潜在的应用前景。
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
储层岩石渗透性
Soi
Voi Vp
Soi 1 Swi
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二、几个重要的流体饱和度概念
2.原始含水饱和度—束缚水饱和度Swi
油藏投入开发以前所测出的含水饱和度
3.目前油、气、水饱和度
是指在油田开发的不同时期、不同阶段所测得的油、气、 水饱和度。
4.残余油饱和度Sor和剩余油饱和度
残余油（剩余油）—随着油田开发油层能量的衰竭，即 使是注水后还会在地层孔隙中存在着尚未趋尽的原油。
一、流体饱和度 二、几个重要的流体饱和度概念 三、影响饱和度的因素 四、研究油、气、水饱和度的方法
第17页/共34页
一、流体饱和度（Saturation）
某种流体的饱和度——储层岩石孔隙中某种流体所占的体积与 岩石孔隙体积的比值。
若储层孔隙中只含油水两相时
So
Vo Vp
Vo
Vb
Sw
KL—小于临界流速时， 流体的原始渗透率
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二、水敏性评价实验
❖水敏现象—与地层不配伍的外来流体进入地层后，
引起粘土膨胀、分散、运移而导致渗透率下降的现 象。
❖水敏实验：测定三种情况下岩心渗透率的大小
（1）地层水；（2）矿化度为地层水一半的盐水； （3）蒸馏水
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三、盐敏性评价实验
达西定律：单位时间内流体通过多孔介质的流量与 加在多孔介质两端的压力差和介质的截面积成正比， 与多孔介质长度和液体粘度成反比。
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一、达西定律(线性渗流规律)
当岩心全部孔隙为单相液体所充满并在岩心中流动时，对同一岩
心，K是仅取决于岩石孔隙结构参数，与液体性质无关， 比例系数
K称之为~。
油层物理2 5 第五节 储层岩石的渗透性【精选】
Q k Ap
L
3
Darcy定律
单位时间内流体通过多孔介质的流量Q与加在多孔介质两端的
压力差△p和介质的截面积A成正比，与多孔介质长度L和液体粘
度μ成反比。当其他条件相同时，粒径不同其流量也不同。
Q K
Ap
L
比例系数，达西(D)。只与多孔介质结构有 关，而与流体性质无关，称其为多孔介质的渗 透率， K 大→Q 大，岩石允许流体通过的能力 大。即： K 可定量评价岩石渗透性的大小。
• 在岩心各断面处有稳定的体积流量
② 流体性质稳定：
• 不与岩石表面发生物理、物理化学反应
③ 流体为线性流动：
• Q～△P呈线性关系
只有严格满足上述三个条件测得的渗透率才为岩 石的绝对渗透率。
14
四、气测渗透率
理论上：油、气、水都可作K的测定流体。 实际上：除③线性流动外，条件①②在实验室条
第五节 储层岩石的渗透性
储层岩石的渗透性是油气
流体得以开采的基础和关
键。
P1
L
用孔隙度可评价储层的储
集性，
饱和度可评价储层中的含
油气性，
而渗透率则可评价油层中
油气开采的难易程度及开
采效果。
渗透率(permeability)可 表征岩石让流体通过的能 力。是油气田开发、油藏 工程动态分析的关键储层 物性参数。
件下难以严格满足。例：
油测时：物理吸附→孔隙表面形成油膜→孔隙空间↓→ 岩石K↓；
水测时：水敏性矿物膨胀→岩石K↓ 气测时：气体膨胀、流量变化→达西公式不能用
气体在低压下分子扩散→岩石K↑
依据达西公式，用任何流体测定岩石K 都存在误差。
油层物理-储层岩石特性
{
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。
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
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
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：
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。
渗透率--油层物理学
kg/m3
lb/ft3
atm
lbf/in2
cp
cp
D
mD
达西定律常用的单位制见表6—1。渗透率具有面积的因次，它 代表多孔介质中孔隙通道面积的大小。渗透率越高，孔道总面积越 大，液体在其中流动越容易，渗透性也越好。
第一节 达西定律及岩石绝对渗透率
达西定律的适用条件
达西定律有一定的适用条件，当渗流速度增大到一定值之后， 除产生粘滞阻力外，还会产生惯性阻力，此时流量与压差不再是线 性关系，这个渗流速度值就是达西定律的临界渗流速度（图6—2曲 线1）。若超过此临界渗流速度，流动由线性渗流转变为非线性渗 流，达西定律也不再适用。图中压力梯度超过b，则为非达西流。
2
K3 △P3 K2 △P2
L3 L2
W
K1 △P1
L1
h
Q P1
K
L1 L2 L3
L1 L2 L3
K1
K2
K3
第四节 岩石渗透率的测定与计算
(2)、径向渗流
h
Re
R1
R2
Rw
Q
Pw
Pe
K
ln Re Rw
1 ln R1 1 ln R2 1 ln Re
K1
Rw
K2
R1
K3
n
hi
i 1
第四节 岩石渗透率的测定与计算 （2）平面径向渗流
并联时直线渗 流与平面径向流计
算公式相同。
n
K
K 1h1 K 2 h2 K 3h3
K i hi
i 1
h1 h2 h3
n
hi
i 1
第四节 岩石渗透率的测定与计算
油层物理 饱和多相流体的油藏岩石的渗流特性 课件
(4)两相界面层界面能的大小和两相分子的极性有关； 两相分子极性差越大，界面的界面能越大，反之越小。 (5)两相界面的界面能和物质的相态有关系。 液-气界面的界面能一般比液-液界面的界面能要大 (有的比液-液界面的界面能小)，固相的表面能更大。
二、 比界面能和界面张力 1.概念
单位面积界面上具有的界面能数值表示两相界 面的界面能大小，称为比界面能。
第一相
界面张力 (mN/m)
空气
酒精
苯
空气
苯
正辛醇
丁醇
486.5 364.0 357.2
72.9
35.0
8.5
1.76
一般气－液界面的界面张力比液－液界面大。
★与物质的极性有关；
两相分子的极性越相近，两相分子间的引力越大， 界面张力越小，甚至发生互溶。
★与温度有关；
一方面：温度升高，增大了液体分子间的距离， 使液相分子间的引力减少； 另一方面：增加了液体的蒸发，加大了蒸气的密 度，使气相与液相间的引力增加。 两者都使界面层内分子所受到的指向相内部的净 引力减小。 温度升高，界面张力降低。
溶解于两相界面系统中的物质，自发地浓集于 两相界面上并极巨减小该界面层的表面张力的 这种过程称之为“ 吸附”，被吸附的物质叫做 “ 表面活性剂”。
吉布斯(Gibbs)吸附等温式：
1 d G C RT dC
G—— 吸附量，单位面积界面层中多余的溶质摩尔数，亦称为比吸附； C—— 溶质的浓度,mg/L； σ —— 界面张力,mN/m； T、R——分别为绝对温度和通用气体常数； d ―--界面张力随溶质浓度的变化率。
温度对油水界面张力的影响一般是温度升高，
界面张力减小，因为油中溶解的气量减小，油 水极性差减小。
二、 比界面能和界面张力 1.概念
单位面积界面上具有的界面能数值表示两相界 面的界面能大小，称为比界面能。
第一相
界面张力 (mN/m)
空气
酒精
苯
空气
苯
正辛醇
丁醇
486.5 364.0 357.2
72.9
35.0
8.5
1.76
一般气－液界面的界面张力比液－液界面大。
★与物质的极性有关；
两相分子的极性越相近，两相分子间的引力越大， 界面张力越小，甚至发生互溶。
★与温度有关；
一方面：温度升高，增大了液体分子间的距离， 使液相分子间的引力减少； 另一方面：增加了液体的蒸发，加大了蒸气的密 度，使气相与液相间的引力增加。 两者都使界面层内分子所受到的指向相内部的净 引力减小。 温度升高，界面张力降低。
溶解于两相界面系统中的物质，自发地浓集于 两相界面上并极巨减小该界面层的表面张力的 这种过程称之为“ 吸附”，被吸附的物质叫做 “ 表面活性剂”。
吉布斯(Gibbs)吸附等温式：
1 d G C RT dC
G—— 吸附量，单位面积界面层中多余的溶质摩尔数，亦称为比吸附； C—— 溶质的浓度,mg/L； σ —— 界面张力,mN/m； T、R——分别为绝对温度和通用气体常数； d ―--界面张力随溶质浓度的变化率。
温度对油水界面张力的影响一般是温度升高，
界面张力减小，因为油中溶解的气量减小，油 水极性差减小。
岩石渗透率资料课件
环境地质评价与工程中的应用
地质灾害防治
岩石渗透率的资料可以帮助评估地质灾害的风险和可能性 ，如滑坡、泥石流等，从而为防治地质灾害提供科学依据 。
岩土工程设计
在岩土工程设计中，岩石渗透率的资料可以帮助设计者了 解土壤的力学性质和地下水的流动规律，从而更好地设计 工程的方案。
环境保护
岩石渗透率的资料可以帮助评估地下水对环境污染的影响 ，如污染物迁移、地下水污染等问题的研究，从而为环境 保护提供科学依据。
提高油气藏渗透率的措施
提高油气藏渗透率的措施包括压裂、酸化等技术，这些技术 可以扩大地层裂缝，提高流体在裂缝中的流动能力，从而提 高采油速度和采收率。
另一种提高油气藏渗透率的措施是注水，注水可以保持地层 压力，减少流体流动对地层的破坏，同时也可以将原油推向 更远的距离，从而提高采收率。
05
岩石渗透率资料的应用
THANKS
感谢观看
数据整理 数据统计 绘制图表 解释与评估
对获取的渗透率数据进行清洗、整理，确保数据的质量和可靠 性。
对整理后的数据进行统计分析，包括平均值、标准差等，以反 映数据的基本特征。
将整理后的数据绘制成图表，如直方图、散点图等，以直观地 展示数据分布和变化规律。
根据数据处理结果，结合地质、地球物理等信息，对岩石渗透 率的分布特征、影响因素等进行解释和评估。
岩石渗透率资料课件
contents
目录
• 岩石渗透率概述 • 岩石渗透率的测量与评估 • 岩石渗透率的分类与特点 • 岩石渗透率与油气藏开发 • 岩石渗透率资料的应用 • 岩石渗透率资料获取与处理方法
01
岩石渗透率概述
定义与意义
岩石渗透率
岩石渗透率是指在一定压力梯度 下，流体通过岩石的体积流速， 是衡量岩石渗透性能的重要参数 。
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P2
A
Q1
A
Q2
1
一、达西定律及岩石绝对渗透率
Darcy定律描述流体在多孔介质中的宏
观流动规律，是油气藏工程计算的核
心定律。岩石的绝对渗透率是指岩石
让流体通过的能力。
1、Darcy实验及Darcy定律
1856年法国人
亨利-菲利贝尔-加斯帕德·达西
装置：如图
条件：单相流
目的：考察影响流量的因素
MPa
μ
cp
p
cp
mpa.s
Q
cm3/s
cm3/s
bbl/day
cm3/s
K
darcy
cm2
perm
μm2
9
储层岩石的渗透率一般为5～1000mD
级别 1 2 3 4 5
储 层 渗 透 率 评 价
K× 10-3μm2
储层评价
>1000
渗 透 性 极 好
1000～ 100
渗 透 性 好
100～ 10
υc
1
非达西流 达西流
2
11
三、达西定律的适用条件
线性渗流的流速限制
流体的渗流速度＜临界流速
线性渗流的判断
作图法：Q —△P为过原点直线，则为线性流；
雷诺数Re法
• 据卡佳霍夫公式可算出Re ：
Re
v K 17.53/
2
• 一般砂岩储层的临界Rec为0.2－0.3
• 若实际Re＜Rec，则为线性流动（层流）
件下难以严格满足。例：
油测时：物理吸附→孔隙表面形成油膜→孔隙空间↓→ 岩石K↓；
水测时：水敏性矿物膨胀→岩石K↓ 气测时：气体膨胀、流量变化→达西公式不能用
气体在低压下分子扩散→岩石K↑
依据达西公式，用任何流体测定岩石K 都存在误差。
Q k Ap
L
3
Darcy定律
单位时间内流体通过多孔介质的流量Q与加在多孔介质两端的 压力差△p和介质的截面积A成正比，与多孔介质长度L和液体粘
度μ成反比。当其他条件相同时，粒径不同其流量也不同。
Q K
Ap
L
比例系数，达西(D)。只与多孔介质结构有 关，而与流体性质无关，称其为多孔介质的渗 透率， K 大→Q 大，岩石允许流体通过的能力 大。即： K 可定量评价岩石渗透性的大小。
4
Darcy定律
注意： 矿场常用混合单位制，即：△P用at，不用MPa。
（1at＝0.0981Mpa， 1at≈0.1MPa）
混合制：
SI制：
达西定律是流体渗流的基本定律,对单相和多相渗流都 适用；
达西定律适用于各种多孔介质中的流体渗流，如松散 砂柱，胶结砂岩及其它多孔介质。
5
二、岩石绝对渗透率K(permeability)
不与岩石发生任何物理化学反应的不可压缩流体， 100%饱和岩心后，在线性渗流条件下测得的岩石渗 透率为岩石的绝对渗透率。
K QL 1
Ap 10
K与Q成线性：K大→Q大，岩石允许流体通过的
能力大;
K 可定量评价岩石渗透性的大小
一定压差下，岩石允许流体通过的性质
6
二、岩石绝对渗透率K(permeability)
(1cm 3/s)1cP1cm 1D 1cm 21atm
1.02108cm 2108cm 21μm 2
K QL
Ap
→1D＝1μm2，岩石K 具“面积”因次。 8
渗透率的单位
实用单位
CGS
PERM
SI
L
cm
cm
ft
cm
A
cm2
cm2
ft2
cm2
ΔP
atm
dyn/cm2
psia
2
Darcy实验
达西通过实验发现：
水通过等粒径填砂柱时，水流量与：
• 砂柱截面积（A）成正比 • 砂柱两端进出口压差（△p）成正比； • 砂柱长度（L）成反比； • 流体粘度（m）成反比（流体不同时）。即：
Q Ap
L
改变填砂柱的粒径，则流体流量不同，
→在上式中引入比例系数K，建立了达西定律
7
渗透率的单位
岩石绝对渗透率K 的单位
岩石K 法定计量单位：D（达西）
矿场常用mD（毫达西），1D＝1000mD
★储层岩石的渗透率一般为5～1000mD
1达西单位的定义：
孔隙介质允许粘度为1cp的流体，在压力梯度为 1atm/cm的作用下，通过横截面积为1 cm2的流量为1 cm3/s，此时，孔隙介质的渗透率称为1D达西。
12
三、达西定律的适用条件
对于低渗致密岩石，在低速渗流时，由于流体与 岩石之间存在吸附作用，或在粘土矿物表面形成 水化膜，当压力梯度很低时，流体不流动，因而 存在一个启动压力梯度（图中a点）。
υc
1
非达西流 达西流
2
a
13
四、气测渗透率
岩石渗透率的测定条件 据达西定律，测定K必须满足三个条件： ① 流体不可压缩，单相、稳定流：
第五节 储层岩石的渗透性
储层岩石的渗透性是油气
流体得以开采的基础和关
键。
P1
L
用孔隙度可评价储层的储
集性，
饱和度可评价储层中的含
油气性，
而渗透率则可评价油层中
油气开采的难易程度及开
采效果。
渗透率(permeability)可 表征岩石让流体通过的能 力。是油气田开发、油藏 工程动态分析的关键储层 物性参数。
注意： 满足达西定律的应用条件时，对同一岩心，K 的大小 是与液体性质无关的常数。 对不同孔隙结构的岩心，K值不同。因此，K仅 仅是取决于岩石孔隙结构的参数，而与所通过 流体的性质无关，故把这一系数称为岩石的绝 对渗透率。 渗透率的大小主要取决于岩石孔喉的大小、形 状及连通情况，亦即与孔隙结构有密切关系。 在对一个区域或一个油层来评价渗透率时，还 要考虑岩石具有各向异性，即渗透率具有方向 性。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
渗 透 性 一 般
10～ 1
渗 透 性 差
＜ 1
渗 透 性 极 差
10
三、达西定律的适用条件
达西定律有一定的适用条件，当渗流速度增大到一定值 之后，除产生粘滞阻力外，还会产生惯性阻力，此时流量 与压差不再是线性关系，这个渗流速度值就是达西定律的 临界渗流速度（图曲线1）。若超过此临界渗流速度，流 动由线性渗流转变为非线性渗流，达西定律也不再适用。 图中压力梯度超过b，则为非达西流。
• 在岩心各断面处有稳定的体积流量
② 流体性质稳定：
• 不与岩石表面发生物理、物理化学反应
③ 流体为线性流动：
• Q～△P呈线性关系
只有严格满足上述三个条件测得的渗透率才为岩 石的绝对渗透率。
14
四、气测渗透率
理论上：油、气、水都可作K的测定流体。 实际上：除③线性流动外，条件①②在实验室条