油层物理1-1

油藏物理
2. 课程特点和要求
课程特点：
专业术语多、概念多 • 实验方法和实验技术知识多 • 涉及的其它基础学科知识多
•
绪论
要求： 牢固掌握油层物理的基本理论 • 牢固掌握油层物理的基本技能（实验、计算） • 初步掌握科学地观察、分析油气田开发中的物理化 学现象的研究方法
•
油藏物理
绪论
要求： • 明确的学习目的、端正的学习态度； • 课程学习做到四认真——看书、听讲、记笔记、完 成作业； • 通过该课程学习，提高——自学能力、综合分析、 解决问题的能力、表达能力；
第1章1节
曲线峰越尖，岩石颗粒越均匀
曲线越陡，岩石颗粒越均匀
储层岩石的骨架性质
节
第1章1
曲线位置不同，岩石平均粒径不同
粒度组成曲线可定性表征岩石颗粒的分布特征。
储层岩石的骨架性质
节
第1章1
3. 粒度参数 —— 粒度组成特征的定量评价
不均匀系数 a 分选系数 S 标准偏差 s
评价颗粒分布的均匀程度
S 3600 K
储层岩石的骨架性质
（2）据岩石粒度组成估算
估算思路
第1章1节
储层岩石的骨架性质
估算公式推导
第1章1节
① 假设单位体积岩石中，有n 颗直径为d 的同等大小的理想圆 球；每个圆球的： 表面积： si＝πd 2 ， 体积：Vi＝πd 3／6 ② 设该球形颗粒组合的孔隙度为，则单位体积岩石中的颗粒 数量为颗粒所占总体积/每个颗粒的体积，即： V 1 61 n 3 Vi d 6 d 3 ③ 则单位体积中岩石的比面： S＝n·i＝n×πd 2＝6（1-）／d s
油藏物理
主讲：江晨
石油资源系
jiangchen200808@
油气资源现状及地位 从世界范围来看，2009年石油总产量为35.25亿吨，较 2008年的36.41亿吨减少3.2%。
目前全世界生产石油的国家和地区共有80多个，2009年世界主要 国家石油产量排名：
俄罗斯 4.96 亿吨 1 沙特阿拉伯 4.12 亿吨 2 美国 2.67 亿吨 3 2009年世界主要国家石油剩余探明可采储量：沙特阿拉伯以 中国 1.89 亿吨 359.5亿吨的可采储量继续居于首位，其次是加拿大、伊朗、 4 伊拉克、科威特和委内瑞拉等国。中国的剩余探明可采储量为 伊朗 27.9亿吨，较2008年的21.9亿吨增长27.2%1.86亿吨 。 5
3. 比面的估算
据 和K估算 据粒度组成估算
第1章1节
（1）据孔隙度和渗透率估算
由高采尼方程： （K与S关系式）
3 3 K 2 108 2 2 108 kS 2t S
式中：k—高采尼常数（k＝2t 2），t —毛管迂曲度；
－孔隙度，f；K－渗透率，mm2；S－比面.
若取t ＝1.4，则比面估算式为：
之比： a＝d60／d10
储层岩石的骨架性质
节
第1章1
（2）分选系数 S
S d75 d 25
评价标准：
（特拉斯克）
S 分选
1－2.5 好
2.5－4.5 中等
＞4.5 差
储层岩石的骨架性质
节
第1章1
（3）标准偏差 s（福克、沃德方法）
s
84 16
4

95 5
6.6
式中： i＝-log2 di= log2（1/ di） 评价标准：s 越小(越→0)，颗粒的分选越好。
测定流体：常用空气
测定公式：
φ3 S b 14 (1 φ)2
A H 1 L Q μ
储层岩石的骨架性质
第1章1节
式中： 3 A H 1 2/cm3； Sb 14 S－岩石比面，cm (1 ) 2 L Q m －孔隙度，f； A－岩心截面积，cm2； L－岩心长度，cm； Q0－通过岩心的空气流量， cm3 /s； H－空气流量稳定后的压差，cm水柱； m－室温下空气粘度，0.1Pa· s；
方法选择：
依据颗粒大小和岩石致密程度。
储层岩石的骨架性质
节
第1章1
② 测定原理
＜筛析法原理＞
分离： 用振动筛将粉碎的岩样分 离成不同粒径（di ）范围 的颗粒； 称量： 用天平称出各筛中颗粒重 量； 计算： 按 算出各筛 中颗粒的百分含量，即得 岩石粒度组成。
Wi wi 100% wi
储层岩石的骨架性质
61 n Gi S C 100 i 1 d i
储层岩石的骨架性质
61 n Gi S C 100 i 1 d i
式中：C—颗粒形状校正系数，一般取1.2-1.4； －岩石孔隙度，f； di、Gi－粒径及其对应的重量组成。 适用范围 胶结疏松、颗粒磨圆度较高、不含或少含粘土颗粒 的岩石。
油藏物理
一、学科概述
绪论
油层物理学：是以油气层为研究对象， 用物理和物理化学的观点研究与石油地 质、油气田开发有关的物理和物理化学 现象的科学。
为准确地认识油气藏、能动地改造油气藏、 高效地开发油气藏提供可靠的基础参数和解释 油气的微观渗流机理。
油藏物理
二. 油层物理的研究对象和内容 研究对象： 油气层中的油、气流体
1 1 1 1 d i 2 d i d i
式中： d i —— 粒级i的颗粒平均粒径；
di’、di”—— 与粒级 i 相邻的前后两层筛子的 孔眼直径。
储层岩石的骨架性质
节
第1章1
2. 粒度组成的表示 数字列表
di d1 d2 d3 d4 d5 d6
di
• 孔隙性——储集空间评价
• 渗透性——流通能力评价 • 含油气性——含油气丰度评价
第1章
储层岩石的物理性质
本章内容
§1 储层岩石的骨架性质
第1章
§2
§3
储层岩石的孔隙结构及孔隙性
储层岩石的渗透性
§4
§5 §6
储层岩石的流体饱和度
岩石的胶结物及胶结类型 储层岩石的其他物理性质
储层岩石的骨架性质
§1 储层岩石的骨架性质
0.010
0.017 4.50
0.050
0.067 10.10
0.100
0.143 26.30
0.250
0.333 50.15
0.500
0.667 8.95
1.000
di
Wi
∑Wi
4.50
14.6
40.9
91.1
100.0
作图法
粒度组成分布曲线 • 粒度组成累积分布曲线 ——求粒度参数
•
储层岩石的骨架性质
绪论
1977年，卡加霍夫等著《油气层物理学》 ——增加孔隙结构等新的研究内容。
油藏物理
四、课程主要内容、安排及要求
绪论
1. 课程内容和安排
讲授内容： • 第一章 储层岩石的物理特性 • 第二章 储层流体的物理特性 • 第三章 多相流体的渗流机理 实验内容：
• • •
•
•
岩石比面测定 岩石孔隙度测定 岩石渗透率测定 储层流体饱和度测定 毛管压力曲线的测定
油气储层——油气流动的容器和环境
绪论
研究内容： 油层的特性 油层中流体的特性 流体的运动规律——微观渗流机理
油藏物理
三. 学科发展 起源：增加油气产量，有效地开发油气田。
1949年，美国麦斯盖特著《采油物理原理》 —— 从油气水生产资料上升到理论； 1956年，前苏联卡加霍夫著《油层物理基础》 —— 使油层物理从采油工程中独立出来； 1960年，斯坦丁著《地下油气相态特征》 —— 引入物理化学观点、理论；
储层岩石的骨架性质
用岩石骨架体积Vs定义的比面Ss：
第1章1节
Ss＝A／Vs
用岩石孔隙体积Vp定义的比面Sp：
Sp＝A／Vp
（2）三种比面的换算
S＝ ·p＝（1－）Ss S 岩石比面可定量描述岩石骨架颗粒的分散程度： 比面越大，分散程度越大。
储层岩石的骨架性质
（3）比面的实质
第1章1节
储层岩石的骨架性质
第1章1节
④ 实际岩石由不等大小的颗粒组成，仍假设其为圆球形，则第i 种平均粒径为di，含量为Gi的岩石颗粒的总表面积：
Si
61 Gi % di
⑤ 则单位体积岩石的比面：
61 n Gi S Si 100 i 1 d i
⑥ 鉴于实际岩石颗粒不可能为圆球形，在上公式中引入颗粒形状 校正系数C，则由岩石粒度组成估算岩石比面的计算公式为：
储层岩石的骨架性质
第1章1节
一般，岩石颗粒越小，岩石比面越大。 （4）影响岩石比面的因素
颗粒大小、分选、形状、排列方式 ——结构 胶结物含量 ——组成
储层岩石的骨架性质
2. 比面的测定
方法：透过法（直接法）
吸附法（间接法）
第1章1节
（1）透过法
透过法：以高-卡方程 为基础，据流体对岩石的透过 性求岩石比面。
第1章1节
粒度组成：指构成砂岩的各种大小颗粒的含量组成。一般以 重量百分数表示，即：
wi Wi 100% wi
式中：Wi－颗粒含量； wi－直径为di 的那部分颗粒的重量
粒度组成可定量表征岩石颗粒的大小和分布特征。
储层岩石的骨架性质
节
第1章1
（ 2）粒度组成测定
① 测定方法
筛析法 —— 常规岩样（主要） 沉降法 —— 极小颗粒岩样（辅助） 直接测量法 —— 极大颗粒岩样（辅助） 光学、电学、薄片及图象分析法 —— 数量少、颗粒小、固结岩样等特殊岩样
比面是描述岩石骨架（颗粒）分散程度的指标。与粒径相比， 比面更直观地反映出了岩石颗粒的分散程度。 反映单位外表体积岩石中饱和的流体与岩石骨架接触面积的 大小。比面越大，吸附阻力越大。 反映岩石颗粒平均大小。 假设由半径为R的球按立方体排列组成一个边 长为4R的多孔介质立方体，则 8个球的表面积：s＝8×π×（2R）2 立方体体积：V＝（4R）3 立方体的比面：S＝s/V＝π／2R 即：S∝1／R