油层物理 第四章(饱和度等)讲解
饱和度
确定水饱和度的变化是为了准确地进行储量 计算，影响水饱和度的因素很多，还包括了油气 性质、粘度、表面张力、温度和压力等因索，它 们均可在不同程度上影响油（气）水饱和度在储 层中的分布。 油水在油藏不同位臵储集岩孔隙中的分布状 态如图1－52所示。在油藏顶部的产油带，含油 饱和度可达80％左右，油呈大块分布在孔隙空间 的中央，而水则分布在颗粒表面呈薄膜状；在过 渡带，含油饱和度大约在50％左右，油呈滴珠状 分布在孔隙中央，水膜厚度加大；在含水区，含 油饱和度只有10％一20％，油呈很小的圆滴处在 孔隙中央，且与其它孔隙中的油滴不连续，而水 则占据孔隙中的大部分位臵。
二、、 岩石的力学性质
对于裂缝性储集层以及要对油气层进行压裂改造， 岩石的力学性质将起重要的作用，关于这方面是一个 专门的学科，这里仅讨论沉积岩岩石力学性质的常用 参数。 通常用以描述岩石力学性质的参数有以下几种，即 （1）静弹性模量：它定义为岩石承受应力后所形 成的应力—应变曲线的斜率。在许多砂岩储层中，静 弹性模量与岩石孔隙度常有密切关系，可以建立两者 之间的统计公式，或者是根据静弹性模量来预测孔隙 度，或者是用孔隙度来预测静弹性模量。
必须注意的是，所谓“平均”应有一个 时间概念，如对原始状态的平均，则称为“平 均原始含油、气、水饱和度”；如对开发过程 某一时间的平均，则称为“目前平均含油、气、 水饱和度”；如对开发末期的平均，则称为
“平均残余油、气、水饱和度” 。
3.残余油、气、水饱和度 规定的符号为Sor，Sgr和Swr。油田开发的过程中，
油层物理学
第一章油气藏流体的化学组成与性质储层流体：储存于油（气）藏中的石油、天然气和地层水。
石油中的烃类及相态石油主要由烷烃、环烷烃和芳香烃三种饱和烃类构成，原油中一般未发现非饱和烃类。
烷烃又称石蜡族烃，化学通式C n H2n+2，在常温常压（20℃，0.1MPa）下，C1~C4为气态，它们是天然气的主要成分；C5~C16是液态，它们是石油的主要成分；C17以上的烷烃为固态，即所谓石蜡。
烷烃：带有直链或支链，但没有任何环结构的饱和烃。
石油的化学组成石油中主要含碳、氢元素，也含有硫、氮、氧元素以及一些微量元素，一般碳、氢元素含量为95%~99%，硫、氮、氧总含量不超过1%~5%。
石油中的化合物可分为烃类化合物和非烃类化合物；烃类化合物主要为烷烃、环烷烃、芳香烃；非烃类化合物主要为各种含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物以及兼含有硫、氮、氧的胶质和沥青质。
含蜡量：指在常温常压条件下原油中所含石蜡和地蜡的百分比。
胶质：指原油中分子量较大（约300~1000），含有氧、氮、硫等元素的多环芳香烃化合物，通常呈半固态分散状溶解于原油中。
胶质含量：原油中所含胶质的质量分数。
沥青质含量：原油中所含沥青质的质量分数。
含硫量：原油中所含硫（硫化物或硫单质）的百分数。
原油的物理性质及影响因素包括颜色、密度与相对密度、凝固点、粘度、闪点、荧光性、旋光性、导电率等。
原油颜色的不同，主要与原油中轻、重组分及胶质和沥青质含量有关，胶质、沥青质含量高则原油密度颜色变深。
凝固点与原油中的含蜡量、沥青胶质含量及轻质油含量等有关，轻质组分含量高，则凝固点低；重质组分含量高，尤其是石蜡含量高，则凝固点高。
原油的密度：单位体积原油的质量。
原油的相对密度：原油的密度（ρo）与某一温度和压力下的水的密度（ρw）之比。
我国和前苏联国家指1atm、20℃时原油密度与1atm、4℃纯水的密度之比，欧美国家则以1atm、60℉（15.6℃）时的原油与纯水的密度之比，γo欧美国家还使用API度凝固点：原油冷却过程中由流动态到失去流动性的临界温度点。
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；
油层物理所有名词解释
油层物理名词解释1.粒度组成：指构成砂岩的各种大小不同颗粒的百分含量，常用重量百分数表示。
2.岩石比面：单位体积岩石内岩石骨架的总表面积或孔隙内表面积。
3.孔隙度：岩石中孔隙体积Vp（或岩石中未被固体物质充填的空间体积）与岩石总体积Vb的比值。
4.孔喉比：孔隙直径与吼道直径的比值。
5.岩石绝对孔隙度:岩石的总孔隙度Va与岩石外表体积Vb之比。
6.岩石的有效孔隙体积：是指在一定压差下被油气饱和并参与渗流的连通孔隙体积。
7.岩石流动孔隙体积：是指在含油岩石中，流体能在其内流动的孔隙体积Vff。
相比有效孔隙度：排除了死孔隙和那些为毛管力所束缚的液体所占的孔隙，还排除了岩石表面液膜的体积。
8.岩石压缩系数：当油层压力每降低单位压力时，单位体积岩石中孔隙体积的缩小值。
9.地层综合弹性压缩系数：地层每下降单位压降时，单位体积岩石中孔隙及液体总的体积的变化值。
10.弹性可采储量：地层压力从原始地层压力Pi下降至原油泡点压力(饱和地层压力)Pb时，可采出的流体量。
11.饱和度：储层岩石孔隙中某种流体所占的体积百分数。
12.原始含油饱和度：油藏投入开发以前多测出的储层岩石孔隙空间中原始含油体积Voi与岩石孔隙体积Vp的比值。
13.原始含水饱和度/束缚水饱和度：油藏投入开发以前储层岩石孔隙空间中原始含水体积Vwi与岩石孔隙体积Vp的比值。
14.目前油气水饱和度：油田开发的不同时期，不同阶段所测得的油气水饱和度，也称为含油，含气，含水饱和度。
15.残余油饱和度：随着油田开发油层能量衰竭，即是经过注水后还会在地层孔隙中存在着尚未驱尽的原油，他在岩石孔隙中所占的体积分数。
16.岩石绝对渗透率：当岩石全部孔隙中百分百还有某种单相流体，并且流体与岩石不发生化学和物理的作用，发生层流流动时的渗透率。
17.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中的截面积成正比，与多孔介质的长度和液体的粘度成反比。
油层物理-杨胜来 油层物理学4(H)
《油层物理学》第四章第四章储层流体的高压物理性质高压物性第一节、地层油的高压物性第二节、地层水的高压物性第三节、地层油、气高压物性参数的测定与计算第四节、流体高压物性参数应用示例－－油气藏物质平衡方程第一节地层油的高压物性参数一、地层油的密度和相对密度二、地层原油的溶解气油比三、地层原油的体积系数四、地层原油的压缩系数五、地层原油的粘度六、原油凝固点地层油＝地层原油＝活油＝含气油——处于原始油藏温度和压力时。
——处于高温高压（某一温度和压力)时。
地下原油一. 地层油的密度和相对密度oiooi V m =ρ)T ,P (V m )T ,P (o oo =ρ)T ,P (i i oi ορρ=)atm 1,C 15()T ,P (w o o ρργ=)atm 1,C 15()atm 1,C 15()T ,P (w io w i i o i o ρρρργ==51015202530350.650.700.751270oC84oC地层油密度（g /c m ）3地下原油由于溶解有大量的天然气，因而其密度与地面脱气原油密度相比通常要低。
地下原油密度随温度的增加而下降。
随压力的变化关系比较复杂，以饱和压力为界，当压力小于饱和压力时，由于随压力增加，溶解的天然气量增加，因而原油密度减小；当压力高于饱和压力时，天然气已全部溶解，随压力增加原油受压缩，因而原油密度增大。
二、地层原油的溶解气油比地层油的溶解气油比R si 是指单位体积地面原油在地层压力、温度下所溶有的天然气在标准状态下的体积。
osg si V /V R =sdo sc g s s )T ,P (V )T ,P (V )T ,P (R R ==地层压力高于饱和压力时的溶解气油比均为原始溶解气油比Rsi。
当地层压力降至低于饱和压力后，随着压力降低一部分气体已从地层原油中逸出，溶解于原油中的气量减少，故溶解气油比Rs减少。
如果将油、气加压溶解，则随着压力的增加，溶解气油比越来越大，当P＝P b (饱和压力)时，溶解气油比为Rsi，气体全部溶解完毕，压力继续增大直到原始典型的未饱和油藏的溶解曲线.我国油田名称R si(标) M3／m3大庆油田P层48.2 大港西区44 井M层37.3 胜利油田营一4井70.1 孤岛渤26—18井G层27.5 任丘油田Ps层7.0 玉门油田L层65.8应用：原始溶解气油比高：油藏弹性能量高。
油层物理 第四章(饱和度等)
Vou So 100% V pe
式中： So、Sg、Sw——分别为油层条件下的油、气水饱和
Vwu Sw 100% V pe
度，小数或百分数；
Vou、Vwu——油层条件下的油、水体积（cm3）； Vpe——岩样有效孔隙体积（cm3）。
So (100 So Sw )
通过实验室测定并计算饱和度时，应当是指那些储存 在岩石有效孔隙（连通孔隙），处于油层压力、温度下 （有大量天然气溶解于油及水中，改变了它们的体积）的 饱和度。即如下各式所示：
三、由压缩系数导出的几个有用公式
1 dV Cb b Vb dp Cb dp
p
A h A hoeCb ( p po )
h ho eCb ( p po )
h、ho——分别为压实前与压 实后的地层厚度（m）
dVb Vb
C p p
二、孔隙体系压缩系数的测定
（1）孔隙压力保持恒定，改 变围压，其计算公式如下：
1 V p Cp Vb p
i
Cp——孔隙体积压缩系数，（1/MPa） Pi——孔隙压力（ MPa ）
——围压（ MPa ）。
（2）围压保持恒定，改变孔 隙压力，其公式：
S w a log K C a与C为常数， S w含水饱和度， K为渗透率
3、按孔隙度－渗透率－束缚水饱和度的关系计算束缚水饱 和度 对于一个油层，束缚水饱和度，孔隙度与渗透率的变化关 系可用公式
S wi a1 a 2 log K C S wi a1 a 2 2 a3 log K a 4 (log K ) 2 C a1，a 2，a3，a 4，C均为经验常数
剩余油饱和度 残余油饱和度
油层物理1.3
★ 特殊岩心分析 (1)半渗隔板法 (2)离心法
2. 矿场方法
★ 测井资料解释法 (1)电阻率测井 (2)脉冲中子俘获法
3. 试井方法
(1)压力降落试井 (3)干扰试井 (2)压力恢复试井
6. 应用： 储量计算
(1)原始含油饱和度
Soi =1- Swc
(2)储量计算：
N=Ahφ(1-Swc )/ Bo
或 N=Ahφ(1-Swc)ρo /Bo
(m3) (t)
三、 残余油饱和度(residual oil saturation) 1 . 残余油
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。
二、几种重要的饱和Байду номын сангаас 1. 束缚水饱和度(irreducible water saturation)
★束缚水定义 分布和残存在岩石颗粒接触处和微细孔隙中或吸 附在方式骨架颗粒表面的不能流动水称为～ . ★束缚水饱和度定义 束缚水的体积占岩石孔隙体积的百分数，常用Swc 表示。 ★影响束缚水饱和度的因素 (1)岩石的孔隙结构
2. 残余油饱和度
残余油体积占储层孔隙体积的百分数
3. 剩余油
未被工作剂驱扫或波及到的油 ★ 应用－－计算采收率
四、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
测井方法 示踪剂方法 油藏工程方法
1. 实验室方法
★ 常规岩心分析
(1)蒸馏抽提法
(2)常压干馏法
§1.3 储层流体饱和度
一、流体饱和度
1. 定义
单位孔隙体积中流体所占的百分数
Vi Vi Si V p Vb
其中：V —— 孔隙中流体的体积； i Vp —— 孔隙体积； Vb —— 岩石外表体积； φ —— 岩石的孔隙度； S i —— 流体饱和度；
高等油藏物理 第4章-油层物理
B o i C e ( Pi Pb ) B o b (1 S w i )
2.1.2 天然水驱采收率
N N or N 1 S or B oi
1 S wi B o
2.1.3 气驱和溶解气驱采收率
N N or N 1 S or B oi
1 S wi B o
2.2 波及系数和洗油效率
1
or
S oi
S oi
2.2.3 原油采收率和波及系数、洗油效率的关系 ER=V采出/V原始 =[ V原始－(V未波及+V波及区剩余)]/ V原始 =( V波及－V波及区残余)/ V原始 =( AShSφSoi－AShSφSor)/( AhφSoi) =( AShS/Ah)×(1－Sor/Soi) =EV ED 显然，原油采收率是体积波及系数和洗油效率的
3.1 二氧化碳(Carbon dioxide flooding)驱
二氧化碳驱通常 分为两种：水驱二氧 化碳段塞和二氧化碳 水驱。
3.2 烃类气体混相驱
(1).干气混相过程 干气实现混相的条件 是油中必须含有足够的轻 烃组分和足够高的注入压 力。 (2).富气混相过程
(3).液化石油气混相过程
4 微生物采油
微生物采油：通过有选择地向油层注入微生物基 液和营养液，使得微生物就地繁殖生长，其代谢 产物与原油产生物化作用。
驱油机理：
⑴降低原油粘度，代谢产物中的CH4、H2、CO2、H2S 等气体使原油体积膨胀，代谢产物与原油互溶（乳 化），降低原油粘度。
⑵产生有机酸（表面活性剂），降低界面张力。
2.2.1 波及系数
被工作剂驱扫过的油藏体积百分数，称为波及系数， 或体积波及系数。
Ev As hs A h
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。
油层物理3-4 第四节 毛管力
Pcz
R1
2 cos W
裂缝宽度越小，则毛管 压力越大。
16
二、 各种曲面附加压力
5、理想砂岩砂粒接触处流体环状分布的毛管力
砂 粒
R
湿 相
1
图为砂岩中两个等 直径砂粒，湿相流体 在砂粒点周围呈环状 分布，非湿相则位于 孔道中心部分，两相 间有一弯曲界面。
R
2
Pc Rm
P S ) c f( w
17
砂粒间湿相流体环状分布及弯曲面
三、孔道中的毛管效应附加阻力
1、当油柱(或气泡)处于静止状态时（第一种阻 力效应）
θ
R
r
R
圆柱形毛管孔道中的液珠或气泡
18
三、孔道中的毛管效应附加阻力
球形曲面产生的毛管力
2 2 cos P R r
柱面产生的毛管力 方向指向油相内
( P R r ,R ) 1 2 r
P cf( s ) w
岩心中湿相饱和度与毛管压力之间存在着某种函数关系。但由于油 藏岩石孔隙结构复杂，直接推导数学模型有困难，但可以用实验的方法 测量出不同湿相流体饱和度下的毛管压力用曲线的形式来描述，这种曲 线就是毛管压力曲线。 29
五、毛管压力曲线的测定
但由于油藏岩石孔隙结构 复杂，直接推导数学模型 有困难，但可以用实验的 方法测量出不同湿相流体 饱和度下的毛管压力，这 种毛管压力与湿相(或非 湿相)饱和度的关系曲线 称为毛管压力曲线，如图 所示。
Pob Poa θ Pwb Pwa — OB — WB 油
水 — WA —OA
2
一、毛管中液体的上升
油相中，Pob=Poa-ρ ogh （1 ）
水相中，Pwb=Pwa-ρ wgh
油层物理知识点梳理总结
定义 临界点：单组分物质体系的临界点是该体系两相共存的最高压力和最髙温度。
泡点：是指温度（或压力）一泄时，开始从液相中分离出第一批气泡时的压力（或温度）。
露点：是指温度（或压力）一沱时，开始从气相中凝结出第一批液滴时的压力（或温度）。
接触分离（闪蒸分离）：指使油气烧类体系从油藏状态变到某一特左温度、压力，引起油气分离并迅速达到平衡 的过程。
特点：分出气较多，得到的油偏少，系统的组成不变。
多级分离：：在脱气过程中分几次降低压力，最后达到指圧压力的脱气方法。
多级分藹的系统组成是不断发生变 化的。
微分分离：在微分脱气过程中，随着气体的分离，不断地将气体放掉（使气体与液体脱离接触）。
特点：脱气是在系 统组成不断变化的条件下进行的。
地层汕的溶解汽油比：把地层油在地而条件进行（一次）脱气，分离出的气体在标准条件（20度O.lOIMPa ） 下的体积与地面脱气原汕体积的比值。
左义2： lm3的地面脱气油，在油藏条件下所溶解的气体的标准体积。
地层汕相对密度：地层温度压力条件下的元有的相对密度（=地层条件下油密度/4度的水密度）。
“原汕相对密度” -表示地面油相对密度。
地层油的体积系数：原汕在地下的体积与其在地面脱气后的体积之比。
地层汕的两相体积系数：油藏压力低于泡点压力时,在给立压力下地层汕和其释放出气体的总体积与它在地而脱 气后的体积之比地层汕的等温压缩系数：在温度一左的条件下，单位体积地层油随压力变化的体枳变化率（P>Pb ） 地层水的矿化度：表示地层水中无机盐量的多少，mg/L地层水的体积系数：在地层温度、压力下地层水的体积与其在地而条件下的体积之比。
地层水的压缩系数：在地层温度下，单位体积地层水的体积随压力变化的变化率 地层水的粘度：反应在流动过程中水内部的摩擦阻力。
渗透性：岩石中流体可以在孔隙中流动的性质。
绝对渗透率：渗透率仅与岩石自身的性质有关，而与所通过的流体性质无关，此时的渗透率称为岩石的绝对渗 透率。
油层物理第三四章
研 究
第一节 油藏岩石的润湿性 和油水分布
1 润湿的概念 2 润湿滞后
3 油水在岩石孔道中的分布
1 润湿的概念
润湿是指液体在分子力作用下在固体表面的流 散现象；或指：当存在两种非混相流体时，其中某 一相流体沿固体表面延展或附着的倾向性。
液体对固体的润湿程度通常用润湿角(也称接触角)
表示。润湿角是指过三相周界点，对液滴界面所作切线与 液固界面所夹的角。
2 不同驱动方式和采收率
式中 EV——体积波及系数或简称波及系数；
第一节 油藏岩石的润湿性和油水分布
驱动方式不同，采收率也不同。
第二，开采技术研究
岩石亲油，毛管力是水驱油的阻力。
第二章 储层岩石的物理性质
目前，世界上广泛采用“EOR”这个术语来概括除天然能量采油和注水、注气采油以外的任何方法，而不管它使用在哪一个采油期，
1 润湿的概念
图3.2.1 油水对岩石表面的接触角
a一水湿，θ<90°；b一中间润湿性，θ=90°；c一油湿，θ>90°
按接触角(也称润湿角)定义，可得：
θ＝0°完全润湿； 也可称为：亲水性极强或强水湿；
θ<90° 润湿好；
亲水性好或水湿；
θ>90° 润湿不好
亲油性好或油湿；
θ=180°完全不润湿； 亲油性极强或强油湿；
也不管它使用何种方式(如驱替方法、单井吞吐等)。
可将其分为三段—初始段、中间平缓段和末端上翘段。
它是在注入水中添加各种化学剂，以改善水的驱油及波及性能，从而提高原油的采收率。
同时考虑波及程度及洗油效率两个因素时，原油采收率ER可为 ：
目前，世界上广泛采用“EOR”这个术语来概括除天然能量采油和注水、注气采油以外的任何方法，而不管它使用在哪一个采油期，
饱和度
图1-4-10 束缚水饱和度渗透率同孔隙度之间的经验关系 (Musket, 1949)
第七章 储集岩石的其它 物理性质
一、 岩石的导电性
岩石与其它物质一样，具有传导电流的特性，这就 是岩石的导电性。岩石的这种特性，可用比电阻ρ的大 小来确定。当横截面积为1平方厘米、长度为1厘米的岩 样，其电阻的欧姆数即为岩样比电阻的量值。由此，ρ 因次可用欧姆· 米或欧姆· 厘米来表示。
2.平均含油、气、水饱和度 规定的符号为，和。所谓平均含油、气、水饱 和度有两种含义。一种是指单井储层段或产层段的 平均值；另一种是指整个油层平面上的平均值。 单井平均值采用厚度加权的方法，即
So
h S
j 1 j
n
oj
H
式中A=油层总面积，㎡；Ak=单井所控制的油面 积，㎡；=单井平均饱和度。
（4）抗压强度：它定义为岩石承受压应力而被压 碎时的强度，这一强度数值在建筑业上特别重要。
三、 岩石的热学性质
岩Hale Waihona Puke 的热学性质包括岩石的热容量、导热性
及温度传导性等等。研究岩石的热学性质，无论 是对油田的地质、钻井、以及开采工艺，或提高 石油采收率都有着十分重要的意义。例如，注水 开发的油田，由于把地面冷水注入油层，总会使 油层温度发生变化。这样，也就导致地下流体的 性质发生变化。对于油层的开采和开发过程以及 提高石油的采收率都会带来甚大的影响。各种热
4-8示。
4.真空蒸馏法测定油、水饱和度
与常压蒸馏法的区别在于：1）该方法 主要是对全直径岩心进行测试；2）为了使
全直径岩心中央部分的油水能够蒸馏出来，
因此设备上增加了真空装臵。装臵如图1-
4-8示。
5.利用与氢化钙反应测定含水量 这个方法由S.N.RePal和法国国家阿 基坦石油学会提出，其测试步骤为：首先 把样品放在试管内，然后再放入了克重量
油层物理学 第四章 提高采收率原理与方法
主观因素体现了人们对驱油过程的影响能力； 主观因素的实现取决于人们对客观因素的认识程度。
第一节 采收率及其影响因素
四、影响采收率的因素 1、油层岩石宏观非均质的影响 平面非均质性：
实际油层是在水流冲刷过程中沉积形成的
顺水流方向与垂直水流方向的渗透率必然有差异 流体沿渗透率好的方向流动快
形成不轨则驱动前缘 注采井网安排不当
流度：流体的渗透率与其粘度之比。
＝ K
水油流度比：
M
驱动液流度 被驱动液流度
w o
K rw Sw o K ro Sw w
是饱和度的函数
第一节 采收率及其影响因素
四、影响采收率的因素 2、流度比的影响
M<1：有较规则的流动前缘，见 水波及系数可达70％左右；
M>2：出现明显的粘滞指进现 象，波及系数降低。
＝面积波及系数×厚度波及系数
第一节 采收率及其影响因素
四、波及系数与驱油效率
(二)驱油效率(displacement efficiency)
指在波及范围内驱替出的原油体积与工作剂波及的原油总体积之比
水驱油藏残余油的分布：
亲水岩藏： 大多以珠状形式被捕集在流通孔道中。 亲油岩藏： 存在于注入水未进入的较小的流通孔道中，而
原油总体积之比
到的体积与 Vsw－工作剂的驱替体积；
So－原始含油饱和度；
油藏总体积 之比
V－油藏总体积油饱和度； ED－洗油效率。
采收率是注入工作剂的体积波及系数与驱油效率的乘积
---计算采收率的方法
第一节 采收率及其影响因素
四、波及系数与驱油效率
(一)波及系数(sweep efficiency) 面积波及系数(areal sweep efficiency)：平面上工作剂驱 扫过的面积与油层总面积的比值 厚度波及系数(vertical sweep efficiency)：垂向上工作剂 驱扫过的油藏厚度面积与油层剖面面积之比 体积波及系数(volumetric sweep efficiency)
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饱和度的不同名称
在勘探阶段（油藏还没有投入开发以前）所测的流 体饱和度
原始含油饱和度 原始含气饱和度
在开发阶段测定的流体饱和度
含油饱和度 目前含油饱和度
含气饱和度 目前含气饱和度
原始含水饱和度 束缚水饱和度பைடு நூலகம்
含水饱和度 目前含水饱和度
到开发后期，剩留油在油层内不可流动时。
剩余油饱和度 残余油饱和度
二、影响储油（气）岩石流体饱和度的因素
0.1
(0.3 0.2)
适用于渤海湾盆地上第三系地层（强亲水性，胶结疏松砂岩） 的关系式
log Swi 0.18 (1.5log MD 3.6) log 0.18
(0.3 0.2)
（2）适用于低孔隙度（<20％）砂岩储层的通式
log(1
S wi
)
B0
第四章 储油（气）岩石流体饱和度和其它物理性质
§1 储油（气）岩石的流体饱和度
一、流体饱和度的概念
某种流体在岩石孔隙中占据空间体积的百分数或小数即为该流体的饱和度。
石油在岩石孔隙中占据空间体积的百分数或小数即为油饱和度（含油饱和度）。 地层水在岩石孔隙中占据空间体积的百分数或小数即为水饱和度（含水饱和度）。 天然气在岩石孔隙中占据空间体积的百分数或小数即为气饱和度（含气饱和度）。
（1）储油（气）岩石的孔隙结构和渗透性：储油（气）岩石的孔 隙结构和渗透性是影响油气饱和度的关键因素。一般来说，孔隙半径 大、孔喉比值小、孔隙配位数大（孔隙连通系数接近1）、孔隙曲折 度小、孔隙内壁光滑，那么岩石渗透性好，油气排驱水的阻力就小， 因而油气饱和度就高，反之就低。
（2）储油（气）岩石的表面性质：储油（气）岩石颗粒较粗、比 面小，那么颗粒表面吸附水就少，残余水饱和度低，这样油气饱和度 就高；相反油气饱和度就低。除此，岩石润湿性也影响着油气饱和度， 譬如亲水的岩石，油气就难将水排出，因而油气饱和度就低；相反， 亲油的岩石，油气就易将水排出，使得油气饱和度增高。
So
Vou Vpe
100 %
Sw
Vwu V pe
100 %
So (100 So Sw )
式中：
So、Sg、Sw——分别为油层条件下的油、气水饱和 度，小数或百分数；
Vou、Vwu——油层条件下的油、水体积（cm3）； Vpe——岩样有效孔隙体积（cm3）。
通过实验室测定并计算饱和度时，应当是指那些储存 在岩石有效孔隙（连通孔隙），处于油层压力、温度下 （有大量天然气溶解于油及水中，改变了它们的体积）的 饱和度。即如下各式所示：
计量干馏出的水和油的体积。
一般根据岩心测定的含油饱和度均较地下的低，只在一下 情况下较为接近： 1、已经水淹的地区残余油中不含或很少含溶解气； 2）在压力衰竭带钻取岩心，由于压力降低可导致流体收缩、 溢流和被逐出，因而测出的饱和度普遍偏小，实际应用中 可根据实验室测得的数据乘以原油的地层体积系数，再乘 以一个校正系数（1.15）大致可以获得校正。
三、储油（气）岩流体饱和度的测定及其研究方法
岩心直接测定方法 岩心间接测定法 油层物理模型 测井计算方法
一、实验室岩心直接测定法
1、蒸馏法
使用溶剂（甲苯或四氯化碳）抽 提出岩心内流体
（实验测定用的溶剂一般采用比 重比水小而沸点比水高的溶剂）
So
(W1
W2 Ww )
Vp o
W1 抽提前岩心的重量
适用于渤海湾下第三系（东营－沙河街组二段）地层的关系式
log S wi
0.36 (1.5log MD 3.6) log
0.114
(0.4 0.25)
适用于大庆油田各主力层系及我国东部地区下第三系中下部 地层的关系式
log
S wi
0.36
(1.5log
MD
3.6) log
So
Vobo
eVb
100 %
Sw
Vwbw
eVb
100 %
So (100 So Sw )
式中：
So、Sg、Sw——分别为油层条件下的油、 气水饱和度，小数或百分数；
Vb——岩样体积（cm3）；
Vo、Vw——在标准状况下抽提和蒸馏出来
的油、水体积（cm3）；
bo、bw——油层条件下油和水的体积系数， 小数。
（3）油气性质：油气相对密度不同，直接影响到油气的饱和度。 其次是油气粘度，一般来说，较稠的油粘度大，所受的阻力也大，这 就减少了排水动力，使油气不易进入孔隙，残余水含量高，因此油气 饱和度变低；反之油气饱和度高。
（4）油气排水的动力：油气排水的动力大，则被排出的水就多， 油气饱和度就高；相反就低。
W2 经抽提、洗净烘干后岩心的重量
W3 测出的水的重量
Vp 岩样的孔隙体积
2、干馏法
测定原理：通过仪器对岩心进行 高温烘烤，冷凝收集以及相关校 正后得到油水体积。
一般加温过程分二个阶段 第一个阶段是先均匀加温至350－ 360度（20－30分钟），主要目的 是将岩样中的束缚水解吸 第二个阶段为进一步加温至500左 右（20－30分钟），主要目的是 将岩样中的石油干馏出来。
(B1
log
MD
B2
)
log
1
B3
B0，B1，B2，B3为经验常数；B0＝0，B1，B2可视为常数，B1 9.8，B2 3.3，
B3与压实程度和润湿性有关，一般为0.7 0.8
（1）高、中孔隙度（≧20％）砂岩储层通式
log Swi A0 ( A1 log MD A2 ) log A3 A1，A2为近似常数；A1＝1.5，A2 3.6 A0，A3与砂岩的孔隙度、胶结程度、润湿性以及油藏类型有关。 A0随胶结程度变弱，随孔隙度增大和亲水性变强而减小，A3变化 正好相反
如何取得保持流体原始状态的岩心也是准确 确定残余油饱和度的关键，一般采用岩心压 力保持取心筒或密闭取心筒等装置。
二、岩心间接分析法
用岩石相对渗透率与流体饱和度的关系曲线确定束缚 水饱和度和残余油饱和度
三、经验关系法（油层物理模型）
1、按粒度中值，有效孔隙度计算束缚水饱和度
根据我国大庆、胜坨、大港、高河西、老君庙油田岩心实测数据的 统计，发现束缚水饱和度为其粒度中值及连通孔隙度的函数，当粒 度中值在0.04-0.3变化时，对于一个粒度中值，束缚水饱和度与孔 隙度之间的经验方程趋于双对数曲线形式