油层物理课件 chap2.4
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油层物理教学课件
达350-450亿立方米；从中东、非洲进口原油（含国外经营）
2000-3000万吨。为此，需要规划建设相应的输油、输气国 际管线，开通从俄罗斯西西伯利亚、远东地区至中国，以及
未来中东—土库曼斯坦至国内的油气供应战略主渠道。
三、油层物理的研究内容
颗粒 实体 岩石 胶结物 油层 孔隙（空隙） 流体：油－水、气－水、油－气－水
海洋石油总公司原油生产正处于上升期，1996年产油 量已达1500万吨，预计本世纪末仍可保持在1500万吨左 右。2001-2010年预计可新增探明储量10亿吨左右，2010 年原油产量可达2000万吨左右。这样，2010年全国原油
产量大致可达17000～19000万吨。
中国陆上油田的主体是60-70年代投入生产的，进入80 年代以后油田普遍进入高含水采油期，依靠加密钻生产井才 维持产量的稳定。1981-1995年期间通过钻加密井所增加的 可采储量占新增可采总储量的46.2%；其新建生产能力占新 建总生产能力的53.8%。
1桶(bbl)＝0.158988m3
至1995年底，全国已发现油田454个，其中海域24个， 已投入开发油田342个，其中海域16个。
中国石油天然气总公司已投入开发油田320个，动用石油
地质储量129.57亿吨，其中可采储量43.11亿吨，最终采收
率33.3%；各类井共有103423口，其中，采油井72255口，注
1933年，美国人G.H.法奇等人首先进行了油层物 理方面的研究，研究了流体性质和测试技术； 1934年，R.D.乌索夫和M.马斯盖特等在达西定律 基础上研究了测量岩样渗透率的方法；
1935年，R.J.薛尔绍斯研究了井底取样器和测量 样品物理性质的方法。测量项目包括：压力-体积 -温度之间的关系，饱和度、饱和压力、油中的溶 解气量、原油由于气体的分离而导致的伸缩等。
石油大学 油层物理课件 -第一章(1) 相态
第一节 储层烃类系统的相态
2、油藏烃类的相态特性
(phase behavior of hydrocarbon)
相图
2、油藏烃类的相态特性
2.1 单组分体系的相态特征
(phase behavior of hydrocarbon)
P 1( 气 )
P2 ＝ P 露
P2
P2
P2 ＝ P 泡
P3( 液 )
F ( p, T , v ) = 0
相态方程 相图： 用来表示相态方程的图形。 相图： 用来表示相态方程的图形。
油田开发中最常用的是： 相图。 油田开发中最常用的是：p—T相图。 相图
第一节 储层烃类系统的相态
2、油藏烃类的相态特性
(phase behavior of hydrocarbon)
相图
储层烃类一般有气 三种相态； 通常： 储层烃类一般有气、液、固三种相态；
第一节 储层烃类系统的相态
2、油藏烃类的相态特性
(phase behavior of hydrocarbon)
相图
某一个体系的相态是压力(p)、温度 和比容 的函数： 和比容(v)的函数 某一个体系的相态是压力 、温度(T)和比容 的函数：
性质 原油 大庆S区 大庆 区 胜利T区 胜利 区 孤岛G层 孤岛 层 大港M层 大港 层 克拉玛依 玉门L层 玉门 层 江汉W区 江汉 区 辽河C区 辽河 区 川中油田 任丘P层 任丘 层 相对密 度D420 0.8753 0.8845 0.9547 0.9174 0.8699 0.8530 0.9744 0.9037 0.8394 0.8893 运动粘度 /(cm2/s) 50 ℃ 70℃ ℃ 17.40 37.69 427.5 51.97 19.23 12.9 37.4 12.3 63.5 17.95 157.5 25.55 62.2* -
油层物理2.4
N=Ahφ(1-Swc)ρo /Bo
(3).例题：P122
(t)
2.2 残余油饱和度(residual oil saturation)
2.2.1 残余油
§2.4
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
2.2.2 残余油饱和度
残余油体积占储层孔隙体积的百分数
2.1.3 剩余油
未被工作剂驱扫或波及到的油
§2.4
(2).离心法
3.1.3 动态方法－－岩心流动实验
3.2 矿场方法
3.2.1 测井资料解释法
§2.4
(1).电阻率测井
(2).脉冲中子俘获法
3.2.2 试井方法
(1).压力降落试井
§2.4
(2).压力恢复试井
(3).干扰试井
3.2.3 示踪剂方法
§2.4
(1).岩石的孔隙结构
岩石孔隙小，连通性差，则束缚水饱和度高。
§2.4
(2).岩石渗透率
岩石渗透率越低，束 缚水饱和度越高。
(3).泥质含量
§2.4
(4).润湿性
2.1.4 储量计算
(1).原始含油饱和度
§2.4
Soi =1- Swc
(2).储量计算：
N=Ahφ(1-Swc )/ Bo
或
(m3)
2.1.4 应用－－计算采收率
3 油气水饱和度测定方法 常规岩心分析 实验室 方法 特殊岩心分析 静态分析 动态分析 矿场方法
§2.4
测井方法
示踪剂方法 油藏工程方法
3.1 实验室方法
3.1.1 常规岩心分析
§2.4
(1).蒸馏抽提法
(2).常压干馏法
3.1.2 特殊岩心分析 (1).半渗隔板法
油层物理ppt2
34 2320～2329 5.76 11.70 11.10 8.10 6.90 5.90 5.20 12.00 15.00
36 2320～2329 7.68 3.40 7.70 17.30 12.10 10.90 10.20 28.00 10.00
10
尖峰越高，粒度 组成越均匀
曲线越陡，粒度 组成越均匀
适用 颗粒直径为10～50μm；
条件 颗粒的质量浓度不应超过1%。
8
各粒级的平均直径： di
1 di
1 2
1 di
1 d i 1
di —— i级颗粒的平均直径,mm；
Di —— i级颗粒直径的上限,mm； di+1 —— i级颗粒直径的下限,mm。
9
(3)粒度组成的表示方法及评价方法
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
12
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— 分选系数；
S d75 d25
d75— 累计分布曲线上,累计质量为75%处对应的粒级直径；
d25—累计分布曲线上,累计质量为25%处对应的粒级直径。
S=1～2.5
4
6.6
偏度
SK
16 84 250 2 84 16
《油层物理学》PPT课件
PTP课件
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学科的发展历史
20－30年代——美国前苏联注意到油藏流体特性及影响， 初步形成了流体性质的测试方法。 49年——M.麦盖特的《采油物理原理》汇总了20世纪上半 叶关于储油岩石和油、气、水流体性质的研究实践资料， 概括并提升到物理学角度予以描述和解释，指导了各种驱 动类型油气田的科学开发。 56年——苏联莫斯科石油学院卡佳霍夫出版了《油层物理 基础》，把油层物理从采油工程中独立出来，形成一个新 的学科分支。
4．吴迪祥，张继芬等，《油层物理》，石油工业 出版社，1994年4月。
5、杨胜来，魏俊之，《油层物理学》，石油工业 出版社，2004
6、沈平平，《油水在多孔介质中的运动理论与实 践》，石油工业出版社，2000
PTP课件
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第一大部分 储层屑颗粒、胶结物 岩石空隙——孔隙、裂隙、溶孔、溶洞等
25
浊流
辫状河
曲流河 三角洲和障壁坝 浅滩
风成沙丘
A:：悬浮为主
B：悬浮和跳跃
C：跳跃和悬浮
D：跳跃、滚动和悬浮
E：跳跃、滚动和悬浮
F：跳跃 PTP课件
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2、参数法
不均匀系 a数 d60 分选系数 S d75
d10
d25
平均 M z 值 163 5084
标准 偏 (84 差 1)6(95 5)
研究储油气层内与油气运动有关的问题，
包括：
1、影响油气储集与渗流的介质特征
2、储油气岩石介质中的流体特征
3、储油气岩石中油气的流动特征及其与
介质的相互作用
PTP课件
6
课程主要内容——渗流力学部分
1、渗流力学的基本理论、基本概念和基本规律
2、表征流体渗流过程的基本能量方程、流体势方程、达
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
石油大学 油层物理课件 -第一章(1) 相态
等压液化 等压汽化
2、油藏烃类的相态特性
(phase behavior of hydrocarbon)
2.1 单组分体系的相态特征
泡点线 液相区 临界点 泡点 饱和蒸汽压线 气液两相区 露点线 露点 气相区
★单调曲线
体系中两相共存 ★极值点 的压力和温度点。 的压力和温度点。 体系中两相共 ★存的最高压力 三个区 和最高温度点。 和最高温度点。 开始从液相中分离 开始从气相中凝结 出第一批气泡时的 出第一批液滴时的 压力、温度。 压力、温度。
单组分烃特点：泡点压力＝露点压力。 单组分烃特点：泡点压力＝露点压力。
一线
饱和蒸汽压线 气液两相共存的压力、温度点组成的线 气液两相共存的压力、 泡点线 液相中分离出气泡时压力、 液相中分离出气泡时压力、温度点组成的线 露点线 泡点 露点 临界点
气相中凝结出液珠时压力、 气相中凝结出液珠时压力、温度点组成的线 AC线上的点，也称饱和压力点 线上的点，也称饱和压力点 线上的点 饱和压力 AC线上的点 线上的点 C点，气液两相共存的最高压力、最高温度点 点 气液两相共存的最高压力、 油藏 气藏 油气藏
第一节 储层烃类系统的相态
2、油藏烃类的相态特性
(phase behavior of hydrocarbon)
相图
2、油藏烃类的相态特性
2.1 单组分体系的相态特征
(phase behavior of hydrocarbon)
P 1( 气 )
P2 ＝ P 露
P2
P2
P2 ＝ P 泡
P3( 液 )
储层烃类一般有气 三种相态； 通常： 储层烃类一般有气、液、固三种相态；
第一节 储层烃类系统的相态
2、油藏烃类的相态特性
高等油藏物理 第2章-油层物理
其中：Vl-----孔隙中流体的体积； Vp-----孔隙体积； Vf-----岩石外表体积； φ-----岩石的孔隙度； Sl------流体饱和度；
1.2
含油、含水、含气饱和度
含油饱和度：
So=Vo/Vp
含水饱和度：
Sw=Vw/Vp 含气饱和度： Sg=Vg/Vp 关系： So +Sw +1 克林肯伯格实验
(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。
2.3.2 概念
1 储层岩石的热学性质
1.1 岩石的热容
(1).定义： 将储层岩石温度升高１Ｋ所需的热量称为岩石 的热容
(2).比热容
把１kg岩石的温度升高１ｋ所需的热量叫比热容
Qh c m(t t 0 )
1.2
岩石的导热性
(1). 定义：
热量从岩石较热部分传播至较冷部分的能力，它可用热传 导系数来描述。
第二章 储层岩石的物理性质
§2.1
§2.2 §2.3 §2.4
砂岩的骨架性质
储层岩石的孔隙性 储层岩石的渗透性 储层流体饱和度
§2.5
§2.6
岩石的胶结物及胶结类型
毛管渗流模型及其应用
§2.1
油藏岩石类型：
(1).砂岩(碎屑岩)：
砂岩的骨架性质
储集和流动空间－－孔隙
(2).灰岩(碳酸盐岩)：方解石、白云石
3 A H 1 S b 14 L Q (1 ) 2
§2.2 储层岩石的孔隙性
油层物理学PPT课件
测定仪器如图3-1-4所示：。 图3－3
第23页/共246页
• 当液滴在重力作用下要脱离毛细管末端 时，表面张力也与脱落时的液滴形状成比 例。将正要滴出的液滴进行拍照，然后在 照片上测量液滴的最大直径d1，以及距 离液滴顶端为d1处的直径d2，根据下面 的公式计算表面张力
(1 2 )d12 g
第2页/共246页
第一节 表面张力和表面能
一 表面张力和表面能的基本概念
• 度量分子－表面现象的物理性质是 表面张力和表面能，并由表面张力过 渡到润湿性。
第3页/共246页
图3-1-1 界面分子受力状况示意图
• 对含有多相流体的孔隙介质的特性来说，必须考虑 到两个互不相溶的“相”的分界面上力的影响。如果 一相是液体而另一相是气体时，它们的分界面实际上 就是液体表面。其界面分子的受力状况如图3-1-1所 示。
第19页/共246页
表3-1-4 固体表面液体（气体）吸附层厚度
固体 玻璃 石英 石英 玻璃 玻璃毛管 固体
液体
水溶液 水溶液
水 水 庚基酸 N2，CO2
吸附层厚度 （微米） 0.01—0.001
0.02 0.1 0.075 0.21 0.001
第20页/共246页
• 液体中溶解有各种可溶物质，这些溶 解物质的存在会改变液体原来的界面性 质。例如，水中溶有醇、酸等有机物质， 可以使表面张力降低；而当溶入某些无 机盐类时，如NaCl、MgCl2、CaCl2等则 可提高其表面张力。
第三章 饱和多相流体时岩石的 物理性质
第1页/共246页
储油气层岩石内饱和着油、气、水多相流体，因而存 在着错综复杂的流体之间以及流体和孔隙壁面之间的界 面关系，它直接影响流体在孔隙中的分布和渗流。 • 在研究饱和多相流体的岩石物理性质时，通常是以研 究油层中与界面现象有关的表面性质为基础。与界面现 象有关的表面张力、吸附作用、润湿作用以及毛细管现 象将对流体渗流产生重大影响。此外，多相流体在岩石 孔隙中的渗流性质－相渗透率也取决于上述表面性质。 • 运用表面物理化学的研究成果，研究油层中的各种界 面现象，对于认识油层，寻找油气运移富集的规律以及 提高油层石油采收率均具有重要的理论和实际意义。
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N Ah 1 S wc o / Boi
2 Interstitial water and residual oil
2.2 Residual oil saturation
(1) Residual oil
The residual oil refers to the oil remained in the pores of the swept part of the reservoir
Section 2.4 Fluid saturation
SUN Ren-yuan Room 648, Engineering Building B Oct., 2008
Shandong Provincial Excellent Course, 2008
Contents
• Fluid
saturation
Shandong Provincial Excellent Course, 2008
3 Methods of determining fluid saturation
Solution: The original oil in place (OOIP) is N:
[14.4 106 10 0.2 1 0.3] 0.86 / 1.2 1.44 107 t
Shandong Provincial Excellent Course, 2008
Sgi+Swc=1.0
Soi + Swc = 1.0 Sw = 1.0
Shandong Provincial Excellent Course, 2008
Connate water saturation
The ratio of the volume of connate water to the pore volume is called the connate water saturation or interstitial water saturation or irreducible water saturation
Factors affecting connate water saturation
(1) pore structure
Shandong Provincial Excellent Course, 2008
Factors affecting connate water saturation (2) mud content (3) wettability of the rocks Initial oil saturation:
• interstitial water and residual oil • Method of determining fluid saturation
Shandong Provincial Excellent Course, 2008
ห้องสมุดไป่ตู้
1 Fluid Saturation (饱和度) 1.1 Definition
Soi Swi S gi 1
Shandong Provincial Excellent Course, 2008
2 Interstitial water and residual oil
2.1 Interstitial water
The water in which the brines are believed to be original sea water in which the marine sediments deposited and which once filled all of the pore spaces. The water surrounds the grains and fills the small pores is called the interstitial water or connate water.
Soi 1 Swc
Shandong Provincial Excellent Course, 2008
Example 2.4.1
The oil-bearing area of a reservoir (A) is 14.4 km2, the net thickness of the reservoir (h) is 10m. The porosity (Φ) is 0.2 and the connate water saturation (Swc) is 0.3. Initial formation volume factor of oil (Boi) is 1.2. Density of the oil at surface conditions ) is 0.86g/cm3. Calculate OOIP using volumetric method (容积法).
(2) Residual oil saturation
The volume of residual oil divided by the total pore volume gives the residual oil saturation
(3) remaining oil
The remaining oil is that remained in the pores of the upswept area of the reservoir
Fluid Saturation is defined as the ratio of the volume of fluid contained in the pores to the pore volume.
Vo So 100% VP
Sg Vg VP 100%
Vw Sw 100% VP
So S w S g 1
Shandong Provincial Excellent Course, 2008
1.2 Initial fluid Saturation (原始流体饱和度)
Voi S oi 100% VP
Vwi S wi 100% VP
S gi Vgi VP 100%