25岩石渗透率讲解
第二章 岩石物性分析方法1
Chapter 2
1.5 岩样中油和盐的清洗方法（Core Cleaning）
(2)离心清洗法： 速度快 (3) 二氧化碳、溶剂加压清洗法
--清洗致密岩心的有效方法
原理及步骤：
把CO2气压入装有干净甲苯(或其它溶剂)及待洗岩样 的岩心室，然后逐渐加压，使溶有 CO2的甲苯进入岩 心，当压力加到6.9MPa(1000psi)时突然降压, CO2和 甲苯溢出岩心,并带出溶解的原油,如此反复，最后排 到废液筒中。再压入干净溶剂，重复上述步骤，直至 洗净岩心中的原油。
2
第二章 储层岩石物性参数的确定 及应用
研究内容
第一节 取心及分析方法 第二节 常规岩心分析
第三节 特殊岩心分析
第二节常规岩心分析
Chapter 2
岩心分析研究内容
2.1 岩心中流体饱和度 2.2 岩石渗透率 2.3 岩石孔隙度 2.4 岩石压缩系数 2.5 岩石比面及药剂在岩石壁面的吸附 2.6 岩石粒度组成 2.7 岩石中的粘土矿物及储层敏感性分析
1 MPa
Pf
Pf
Pi
Pi
Ps Ps
Cf = (1 ~ 2) ×10−4 1 MPa
•岩石的孔隙压缩系数Cp：
Cp
=
1 Vp
⎜⎜⎝⎛
∂Vp ∂P
⎟⎟⎠⎞T
C
p＝
1 φVf
⋅ ∂Vp ∂P
= Cf φ
第二节常规岩心分析
Chapter 2
2)岩石压缩系数的应用
•确定油藏的综合弹性压缩系数C：
C指单位体积油藏岩石，当压力降低一个1MPa
将干燥岩心放入岩心夹持器，200psi的围压下用氮气测定 岩石的孔隙体积；然后用盐水饱和岩心，放入夹持器；保持 岩石中流体的压力不变，逐渐增加上覆压力，测定稳定时排 出的流体的体积及上覆压力。
岩石物理实验渗透率
岩石物理实验—渗透率
图1.1 气测渗透率装置
二、实验测量渗透率
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ测量流程
测量岩心长度、直径 面板检查
取出岩心
岩心顶入岩心夹持器 关闭放空阀 打开测试阀 调节压力阀
关闭进气阀 记录流量及时间
挤肥皂泡成膜
岩石物理实验—渗透率
一、定义 二、实验方法测量 三、渗透率影响因素 四、特殊渗透率测量
三、渗透率影响因素
1、岩石自身特性
气测渗透 率的基础
克林肯伯格效应
图3.1气体在空 隙中的流动
气体渗透率：
K
2 P 0Q 0 LL
A(P12 P02 )
图3.2液体在空 隙中的流动
岩石物理实验—渗透率
一、定义 二、实验方法测量 三、渗透率影响因素 四、内容小结
二、实验测量渗透率
1、测量装置
1、氦气气源 2、岩心夹持器 3、环压表 4、压差表 5、阀门 6、压差调节旋钮 7、体积测量试管
岩石物理实验—渗透率
一、定义 二、实验方法测量 三、渗透率影响因素 四、内容小结
一、定义
1、渗透性
储层的渗透性是指在一定的压差下，岩石 允许流体通过其连通孔隙的性质，即岩石 对流体的传导性能。
图1.1 接触式胶结
图1.2 渗流通道示意图
一、定义
2、渗透率—渗透性能的定量描述
Q K AP
L
K QL
沉积作用
分选性差 粒度较细
渗透率K
成岩作用 构造作用
胶结作用 溶蚀作用
形成断裂 形成裂缝
渗透率K 渗透率K
渗透率K
三、渗透率影响因素
2、外部条件
上覆压力 增大
压实变形
岩石渗透率讲解课件
高压高温环境下岩石渗透率的测量技术
实验设备与技术
介绍用于测量高压高温环境下岩 石渗透率的实验设备和技术，包 括岩石样品准备、实验操作流程
和数据处理方法。
数值模拟方法
概述基于物理定律和数值方法的 岩石渗透率测量模拟研究，解释 如何建立数学模型、选择合适的
算法和边界条件。
对比与验证
比较实验测量与数值模拟方法的 结果，分析误差和不确定性，提 出改进方案，为高压高温环境下 岩石渗透率的精确测量提供参考
地层水性质对岩石渗透率的影响
地层水性质是影响岩石渗透率的间接 因素。地层水的化学成分、温度、压 力等条件可以改变岩石的物理性质和 孔隙结构，从而影响渗透率的值。
地层水的化学成分可以影响岩石的溶 解性和膨胀性，从而改变岩石的孔隙 结构和渗透率。例如，富含二氧化碳 的水可以溶解碳酸盐岩中的部分矿物 ，扩大其孔隙结构，提高其渗透率； 而富含有机质的水可以在部分粘土矿 物中产生膨胀作用，堵塞原有的孔隙 结构，降低其渗透率。
案例三
总结词
滑坡灾害是某地区常见的自然灾害之一，岩石渗透率 的变化对滑坡的发生和发展具有重要影响。通过对岩 石渗透率的影响因素进行分析，有助于深入了解滑坡 灾害的形成机制。
详细描述
在某地区的滑坡灾害中，岩石渗透率的变化是影响灾害 发生和发展的重要因素之一。科研人员通过对该地区的 地质条件、气候条件、地形地貌等影响因素进行深入分 析，得出了岩石渗透率的变化规律。同时，科研人员还 利用数值模拟方法，模拟了不同因素对岩石渗透率的影 响程度和影响方式，进一步揭示了滑坡灾害的形成机制 。这些研究成果对于预防和减缓滑坡灾害的发生具有重 要意义。
地层水的温度和压力条件也可以影响 岩石的渗透率。在高温高压条件下， 部分矿物，部分粘土矿物 会脱水收缩，扩大原有的孔隙结构， 提高岩石的渗透率。
储油(气)岩石的相(有效)渗透率与相对渗透率(相渗)
§3 相对渗透率曲线的影响因素
在一定条件下相对渗透率曲线是饱和度的函数.而且还是岩石孔隙结构、流体性质、 流体润湿性、流体饱和顺序、准数或毛细管准数以及温度等因素的函数.
一、岩石孔隙结构
由于流体饱和度受控 于岩石的孔隙结构,因此岩 石孔隙的大小、几何形态 及其组合特征就直接影响 岩石的相对渗透率曲线.
〔2〕流体中表面活性物质的影响：
在孔隙介质中共同渗流的油、水相态,根据巴巴良的研究可能有三种：油为 分散相,水为分散介质；油是分散介质,水是分散相；油、水为乳化状态.这三种 状态在渗流过程中互相转化.
油为分散相 水为分散介质
油是分散介质 水是分散相
油、水为乳化状态
分散体系的渗流与许多物理化学因素有关,而这些物理化学因素与油 水中的极性化合物的多少有关,与油水中的表面活性物质及其含量有关, 因为这些物质的多少使油水界面张力、流体在岩石表面上的吸附作用发 生变化.当渗流条件一定时,使油从分散介质转变为分散相是由油滴聚合 和油滴在固体表面上粘附时间所决定的.
水为分散介质、油为分散相和水为分散相、油为分散介质的油水相对 渗透率曲线.对比二曲线可知,分散介质的渗透能力大于分散相.
分散介质 分散相
分散介质 分散相
当由于表面活性物质的作用使油水处于乳化状态时〔即两种液体 互相分散,都处于分散状态时〕,无论是水包油型还是油包水型,两相渗 透率都急剧下降.
对于高粘度原油,这种乳化状况更容易出现.因此在稠油的开采中 需要对原油进行破乳,其目的就是为了提高流体的相对渗透率.
因此在实用中只需有油-水两相、油-气两相的相对渗透 率曲线就够用了.
但当油层中出现油、气、水三相共存时,这三相是否都参 与流动,,则必须用三相的相对渗透率与饱和度关系曲线图 来判断.
第三章(渗透率)
Q dr K = • dp 2πh r µ
dL = −dr
dZ =0 dL
Q re dr K ∫rw r = µ 2πh
∫
pe
pw
dp
dp v=+ • µ dr
Q Q = =v A 2πrh
K
Q K ln(re rw ) = ( pe − pw ) 2πh µ
Q=
2πKh( pe − pw ) µ ln(re rw )
三、达西定律的适用范围
对大多数油田开发实践中，油气渗流一般服从达西定 对大多数油田开发实践中， 律，但对于高速流动的流体，尽管边界条件不变，但流型 但对于高速流动的流体，尽管边界条件不变， 会变得瞬息万变，会产生涡旋， 会变得瞬息万变，会产生涡旋，这种流速变大而导致的流 型改变的转换可用“临界点”来加以描述。流速在该点以 型改变的转换可用“临界点”来加以描述。 下时，流体以定常流的型式流动，称为层流， 下时，流体以定常流的型式流动，称为层流，当流速超过 “临界点”时，流线会变成非定向，不规则的流动型式， 临界点” 流线会变成非定向，不规则的流动型式， 称为“紊流” 或湍流）。这二种不同的流动型式具有不 称为“紊流”（或湍流）。这二种不同的流动型式具有不 ）。 同的渗流特性。 同的渗流特性。
h2 Z2 Z1 h1
代入达西折算压力公式：
A∆ Pr KA（Pr1 − Pr2 ） = Q=K µL µL ] （ − KA[ P1 + ρgZ 1）（P2 + ρgZ 2） = µL ] KA[ P1 − P2） ρg（Z 1 − Z 2） （ − = µL
当ΔZ=0时，即流体为水平流动时
达西定律的 一般表达式
在该项实验中，其边界条件如下：
第三章 岩石密度、孔隙度和渗透率
第三章岩石密度、孔隙度和渗透率3.1岩石的密度密度是岩石的一种固有性质。
岩石密度是决定重力场的一个基本物理参数。
密度又对岩石的其它许多物性有着重要影响，如弹性波速度、岩石强度、导电性和孔隙度等。
岩石密度是重力法勘探和地震勘探中一个主要参数。
在地壳中由于所经历的地质作用不同，所形成的岩石，其密度也具有相应变化。
因此岩石密度不但是地球物理学研究的基本参数，也是研究地质问题的很重要信息。
3.1.1密度的有关定义有关岩石密度的术语和定义，由于测试方法的不同，在不同的文献中的表述有所不同，所定义密度概念不一样。
有一些密度定义在测量时容易实现，而且也能表示岩石密度特征。
常见的概念如下：1）真密度岩石的质量/（岩石体积-孔隙度体积），即单位体积岩石的质量，体积中不包含任何孔隙体积。
其量纲为g/cm3,T/m3。
2）真比重岩石的质量/（同体积蒸馏水的质量），即岩石质量与同等体积水质量的比值，岩石体积中不包含任何孔隙体积。
3）视密度岩石在空气中的重量/（岩石体积-孔隙体积），即单位体积岩石的重量，体积中不包含任何孔隙体积。
其量纲为g/cm3,T/m3。
4）视比重岩石在空气中的重量/同体积蒸馏水的重量（空气中干重-浸在水中的重量），即岩石重量与同等体积水重量的比值，岩石体积中不包含任何孔隙体积。
5）体密度岩石在空气中的重量/（包括全部空隙在内的体积），即单位体积岩石的重量，此时的单位体积中包含各种孔隙的体积。
6）体比重岩石在空气中重量/同体积水的重量（饱和重量-浸在水中重量），即岩石重量与同等体积水重量的比值，岩石此时的体积中包含各种孔隙的体积。
7）粒密度对于粒状结构的岩石，可用粒密度来定义，即单位体积颗粒的质量，颗粒的总质量/颗粒的总体积，如下式表示：∑==ni ii v1ρρ8）堆密度对于松散堆积物可用堆密度来定义，即岩石（或矿物）颗粒自然堆积后单位体积的质量。
3.1.2岩石密度的主要影响因素1）岩石中矿物成分岩石中矿物种类及含量是影响岩石密度的重要因素。
2-5岩石渗透率详解
意义：孔喉的大小和孔隙结构的复杂程度对渗透率 的影响远远大于孔隙度的影响。
第五节
油藏岩石的渗透性
包含在Carman-Kozeny 公式中的τ系数中
岩石孔隙内表面的粗糙度：
孔隙内表面粗糙程度不同,当流体经过时对
流体的滞留和拖曳作用不同,流体所受的阻力也
不同。
第五节
油藏岩石的渗透性
2. 成岩作用
压实作用 ◆压实作用 胶结作用 溶蚀作用
第五节
油藏岩石的渗透性
达西实验的条件：
★岩石孔隙100%为某种流体饱和； ★流体在岩石孔隙中的渗流保持为层流； ★流体与岩石不发生反应。
与所通过的流 K是仅与岩石自身性质有关的参数 , 体性质无关 它只决定于岩石的孔隙结构。
K为岩石的绝对渗透率
第五节
油藏岩石的渗透性
（1）水平线性稳定渗流的达西公式
二、气测渗透率
Q
K g A dP
dx
在岩石长度L的每一断面的压力不同，气体体积流 量在岩石内各点上是变化的，是沿着压力下降的方向 不断膨胀。 第五节 油藏岩石的渗透性
玻义尔— 马略特定律
QP Q0 P0 Q1P1 Q2 P2 常数
则：
Q
K g A dP
dx
Q0 P0 Q P Q0 P0 dx K g 气测渗透率的 A PdP
岩石渗透率与平 均颗粒直径的平方 成正比，与颗粒的 标准偏差成反比。
砂岩的粒度分布范围越广,颗粒分选性越差,胶结物质 含量来自多,其渗透率就越低。第五节
油藏岩石的渗透性
构造特征 层理和纹理的发育程度,沉积旋回、韵律等。
●层理的方向性、递变性等构造,导致砂岩渗透率的方向性。
渗透率方向性是指岩石渗透率在水平方向上和 垂直方向上的差异。
岩石渗透率测定方法
岩石渗透率测定方法岩石渗透率是指岩石内部流体（如水、油气）通过岩石孔隙或缝隙的能力，是评价岩石储层质量的重要指标之一。
下面将介绍常见的岩石渗透率测定方法。
1. 压汞法压汞法是一种常用的岩石渗透率测定方法。
该方法利用汞的表面张力测定孔隙体积和岩石渗透率。
首先将样品置于一个容器中，然后通过双向压力装置使汞进入样品孔隙中，测得样品体积和样品渗透率。
该方法的优点是测量精度高，适用于多种岩石类型。
2. 油水置换法油水置换法是通过测量岩石中水溶液被油置换的速度来确定渗透率。
首先将样品置于一个装有水的容器中，然后在容器的上方加入一层油。
通过渗流计测量岩石中水的置换速度，进而得到渗透率。
这种方法的优点是操作简单，适用于低渗透率的岩石。
3. 封闭式测压法封闭式测压法是利用孔隙压力的变化来确定岩石渗透率的方法。
首先将样品置于一个封闭装置中，然后通过向装置中加压，观测孔隙压力随时间的变化。
利用Darcy定律和经验公式，可以计算出岩石的渗透率。
这种方法需要较长的测试时间，但适用于多种岩石类型。
4. 稳态渗流法稳态渗流法是通过稳态流动的条件来测定岩石渗透率的方法。
首先将样品置于一个测压装置中，施加一定的压力差，然后通过测量单位时间内通过岩石的流体量和有效渗流面积，计算出岩石的渗透率。
这种方法操作简单，适用于高渗透率的岩石。
5. 动态压力法动态压力法是通过测量岩石孔隙中渗透流体的动态压力来确定渗透率的方法。
首先将样品置于一个流动装置中，通过施加一定的流速，测量进口和出口处的压力差。
通过Darcy定律和经验公式，可以计算出岩石的渗透率。
该方法适用于特殊形态的岩石。
除了上述方法外，还有一些辅助方法可用于确定岩石渗透率，如压缩气体法、核磁共振法和CT扫描法等。
这些方法对于不同类型的岩石和不同的实验条件有着不同的适用性。
在实际应用中，通常需要结合多种方法进行岩石渗透率的测定，以得到更准确的结果。
综上所述，岩石渗透率的测定方法有很多种，每种方法都有其优缺点。
岩心孔隙度渗透率及毛管压力曲线测定及应用
毛管压力曲线、 孔喉分布特征参数
9505 型压汞仪
评价储集层孔隙结构、孔喉 分布特征、储层分类及渗流
规律研究
二 孔渗及毛管压力曲线测定分析
1、孔隙度、渗透率测定分析
孔隙度和渗透率的测定，是提供地面条件下的有效 孔隙度值和渗透率值，考察岩样孔隙发育程度和孔喉连 通程度。测定的理论依据是气体状态方程、流体渗流原
小不一（直径 0.05～ 0.01mm），连通性较差
处于中部位置，略细歪度， 细喉峰明显高于粗喉峰，粗 喉峰位置可降至大于 10φ
处
普遍发育填隙物内孔 隙，孔径小（直径 0.01～
0.005mm），连通性差
右上方分布，细歪度，细喉 峰非常明显，粗喉峰不明显 或出现在 10～12φ 处，但峰
值一般比较低
35
30
25
100 90 80 70 60
20
50
40 15
30 10
20
5 10
0
0
3.2 6.4 12.5 25 50 100 200 400
Éø ͸ ÂÊ £¬ 10-3¦Ì m2
øÉ ¸Í Ê ¬£ 10-3̦ m2 Ù°Ö·¬º ¿Á ¬£ %
ÛÀ Ƽ Ù°Ö·¬º ¿Á ¬£ % Ù°Ö·¬º ¿Á ¬£ % ÛÀ Ƽ Ù°Ö·º¬ ¿Á ¬£ %
y = 0.002e0.611x R2 = 0.7398
100
10
1
0.1 0
5
10
15
20
25
30
¿×϶ ¶È £¬ %
ʯ ¶« 4¾® Çå Ë® ºÓ × é ¿×϶ ¶È Ö±· ½ ͼ £¨2657.04m¡« 2669.14m£©
岩石渗透系数及渗透率区别及联系
某些岩石的渗透系数值2 渗透率2.1渗透率的定义渗透率:压力差为1pa 时,动力黏滞系数为lpa.s 的渗流液体，渗流通过面积为12m 长度为1m 的多孔介质，体积流量为13m 时，多孔介质的渗透率定义为12m 。
实际中采用2m μ为实用单位。
定义式为=10QL k A p μ∆，其中，各参量与以上的参量相同 2.2渗透率的物理意义及影响因素渗透率是表征土或岩石本身传导液体能力的参数，其大小与孔隙度、液体渗透方向上空隙的几何形状、颗粒大小以及排列方向等因素有关,而与在介质中运动的液体性质无关。
渗透率（k ）用来表示渗透性的大小。
2.3渗透率的评价渗透率的评价级别平方微米（2m μ） 评价 1>1.0 渗透性极好 20.1—1.0 渗透性好 30.01—0.1 渗透性一般 4 0.001—0.1渗透性差5 测定步骤5．1 试件描述试件干燥前，核对岩石名称和岩样编号，对试件颜色、颗粒、层理、节理、裂隙、风化程度、含水状态以及加工过程中出现的问题等进行描述，并填入附录B。
5．2 测量试件尺寸对试件描述后，应核对编号，并测量尺寸。
在其高度方向的中部两个相互垂直的方向上测量直径，在过端面中心的两个相互垂直的方向上测量高度，将其平均值以及试件编号和试件轴线与层理方向的关系(⊥，//)，填入附录B。
5．3 压力选择5．3．1 入口端渗透气体压力视试件致密程度进行调节，一般为0．06～0．09MPa。
5．3．2 围压一般为0．4～0．5MPa。
5．4 皂膜流量计选择视试件渗透率的大小选用不同直径的皂膜流量计。
预计渗透率大的可选较大直径的皂膜流量计。
5．5 测定系统检验每次测定前用直径25mm、高径比1：1的实心钢柱代替试件，按图1装入试件夹持器，检验测定系统，测定系统如图2。
开动空气压缩机，顺序加围压和渗透压力至选定值，保持5min不漏气，确认系统完好。
图1 试件夹持器示意图1—上端盖；2、7—压片；3—橡胶套；4—夹持器外壳；5—试件(或钢柱)；6—下端盖；8—钢柱图2 渗透率测定系统示意图3 渗透系数与渗透率的区别与联系渗透系数和渗透率是两个完全不同的概念。
实验二 岩石渗透率的测定
1 / 2
实验二 岩石渗透率的测定
一、实验原理
气体在多孔介质中流动时，由气体的一维稳定渗流达西定律测得气体渗透率公式为：
1
2
22110)
(2-⨯--
=p p A L p Q K o o a μ Kg ——气测渗透率，2m μ；
Q 0——绝对大气压时岩样出口端气体体积流量，cm 3／s ； L ——岩样长度，cm ；
A ——岩样横截面积，cm 2； P a ——大气压，Mpa ；
P 1——岩样进口端压力，Mpa ；
P 2——岩样出口端压力(大气压力)，Mpa ；
μ——实验温度和大气压下的氮气粘度，mPa ·s ；
按公式，岩心几何尺寸用游标卡尺直接测量，利用气测渗透率仪测量岩样进口端压力P 1，P 2本实验为大气压力（0.101Mpa ）。
透过气测渗滤仪流量计测量岩心出口端气体体积流量Q 0，为了满足应用Q 0~∆P L ⁄关系曲线直线线段数据代入公式计算Kg ，考虑滑脱效应的影响，再据K g ~1/P 直线外推到纵坐标的截距即求的克氏渗透率（等值液体渗透率）。
二、计算结果数据记录表
三、拟和出Kg~1/P 直线
直线方程为：y =0.0002x +0.0015
四、等值液体渗透率
当x=0 时，y=0.0015
2/ 2。
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 。
实验二╲t 岩石渗透率的测定
实验二╲t 岩石渗透率的测定本实验旨在通过不同岩石样品的渗透测试来探究岩石渗透性质的差异和影响因素。
在实验中，我们采用了两种不同的测试方法：一种是静态法，另一种是动态法。
以下是实验步骤和实验结果分析。
实验步骤：1. 实验前准备：在实验开始前，需要准备好所有实验所需设备和材料，包括岩石样品、压力计、封口胶、秤、氢氧化钠溶液、滴管、注射器等。
2. 静态法测试：首先，选取一个圆柱形的岩石样品，并将其两端用封口胶密封。
然后，将样品放入容器中，并注入一定量的氢氧化钠溶液。
随后，将容器盖上，并用压力计测量容器内的压力。
在一定时间内，记录容器内的压力和变化情况。
最后，根据实验结果计算出岩石样品的渗透系数。
3. 动态法测试：先将测量装置的导管接到岩石样品上，然后打开水泵，将冷却水直接喷射到岩石样品表面。
根据进入水的流量和岩石样品的温度变化来测量岩石样品的渗透系数。
实验结果分析：通过实验，我们得出了以下结论：1. 静态法和动态法测试方法各有特点。
静态法测试方法通过记录压力变化情况来计算渗透系数，需要进行一定的前期准备；而动态法测试方法通过测量进入水的流量和岩石样品的温度变化来计算渗透系数，需要更加精确的测量仪器和数据分析方法。
2. 岩石渗透系数的大小受到多种因素的影响。
岩石的孔隙度、孔隙分布、孔隙连通性和孔隙形状等因素都会影响岩石的渗透性质。
此外，周围环境的温度、压力和流体粘度等也会对渗透系数产生影响。
通过本次实验，我们通过静态法和动态法两种测试方法探究了岩石渗透性质的差异以及影响因素。
结果表明，岩石渗透系数的大小受到多种因素的影响，需要进行更加细致的分析和研究。
这对于石油工业等领域来说，有重要的应用价值。
岩石渗透率的概念
岩石渗透率岩石渗透性的好坏，以渗透率的数值大小来表示，有绝对渗透率、有效渗透率和相对渗透率三种表示方式。
在一定压差下，岩石允许流体通过的性质称为岩石的渗透性。
在一定压差下，岩石允许流体通过的能力叫岩石渗透率（k），是表征岩石本身传导液体能力的参数，是用来表示岩石渗透性的大小。
物理意义是：压力梯度为1时，动力黏滞系数为l的液体在介质中的渗透速度。
其大小与孔隙度、液体渗透方向上空隙的几何形状、颗粒大小以及排列方向等因素有关，而与在介质中运动的液体性质无关。
1、绝对渗透率岩石的绝对渗透率是岩石孔隙中只有一种流体(单相)存在，流体不与岩石起任何物理和化学反应，且流体的流动符合达西直线渗滤定律时，所测得的渗透率。
2、有效渗透率（相渗透率）多相流体在多孔介质中渗流时，其中某一相流体的渗透率叫该相流体的有效渗透率，又叫相渗透率。
相渗透率不是岩石本身的固有性质，它受岩石孔隙结构、流体性质、流体饱和度等因素的影响，因此它不是一个定值。
在不同的条件下，相渗透率千变万化。
为了找到它们的规律，也便于与绝对渗透率相比较，因此引入了相对渗透率的概念。
3、相对渗透率多相流体在多孔介质中渗流时，其中某一相流体在该饱和度下的渗透率与岩石绝对渗透率的比值叫相对渗透率，是无量纲量。
与有效渗透率一样,相对渗透率的大小与液体饱和度有关。
同一多孔介质中不同流体在某一饱和度下的相对渗透率之和永远小于1。
相对渗透率虽然也受诸多因素的影响，但在岩石孔隙结构、流体性质一定时，它主要是流体饱和度的函数，因此通常用相对渗透率曲线来表示它。
4、相对渗透率曲线根据测得的不同饱和度下的相对渗透率值绘制的相对渗透率与饱和度的关系曲线,称相对渗透率曲线。
2-5岩石渗透率讲解
P P
2 1
2 2
0
200
第五节
油藏岩石的渗透性
五、渗透率的影响因素
1.沉积作用
(1)岩石结构和构造特征
岩石结构
C d a K
K Cd e
2 1.35 a
— 常系数,具体数值与岩石粒度有关； — 岩石平均颗粒直径,μm； — 岩石颗粒的标准偏差； — 岩石渗透率, × 10-3μm2。
Klinkenbeger实验结果
等价液体渗透率 或
Klinkenberg渗透率
第五节
油藏岩石的渗透性
Klinkenberg渗透率： K
式中
Kg 1 b / P
b— 与岩石孔隙结构及气体分子平均自由程有关的系数,亦称 Klinkenberg系数。
4c P b r
c— 比例系数； λ— 气体分子平均自由程； r— 岩石孔隙半径； P — 平均气体压力。
流体的渗流速度过高
第五节
油藏岩石的渗透性
六、油藏岩石渗透率的评价
储层渗透率评价
级 别 K × 10 -3μ m 2 储 层 评 价
1
2 3 4 5
>1000
1000 ～ 100 100 ～ 10 10 ～ 1 ＜1
渗透性极好
渗透性好 渗透性一般 渗透性差 渗透性极差
第五节
油藏岩石的渗透性
七、非均质储层渗透率的计算
在距井轴半径为r，宽度 为dr，厚度为h的微元上，由 定义得：
kA dP k 2rh dp Q dr dr
p r rw pw 边界条件 p p r r e e
第五节
2KhPe Pw Q lnre rw
渗透率
K（P1 P2 ) L Q 因v A KA（P1 P2） Q L v
可以看出： 由微分方程所导出的 水平线性稳定流表达 式与根据达西公式一 般表达式所得出的结 果是一致的。
2. 平面径向渗流
v K dp dZ ( g ) dL dL
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。
§1 达西定律及其表达式
一、达西定律及其表达式
达西定律是1856年法国亨利· 达西在解决城市供水问题时，用直立 均质未胶结砂柱做水流渗滤试验，得出的一个经验公式，后人为纪念他， 把这一公式命名为达西公式或称达西定律。
KA（P P2） 1 Q L
2 2Q0 p0 L KA( p12 p2 ) Q0 或K 2 2 p0 L A( p12 p2 )
平面径向 稳定渗流
2Kh( pe pw ) Q ln(re rw )
2 Kh( pe2 pw ) Q0 p0 ln(re / rw ) Q0 或K 2 p0 ln(re / rw ) h( pe2 pw )
三、达西定律的适用范围
对大多数油田开发实践中，油气渗流一般服从达西定 律，但对于高速流动的流体，尽管边界条件不变，但流型
会变得瞬息万变，会产生涡旋，这种流速变大而导致的流
型改变的转换可用“临界点”来加以描述。流速在该点以 下时，流体以定常流的型式流动，称为层流，当流速超过 “临界点”时，流线会变成非定向，不规则的流动型式， 称为“紊流”（或湍流）。这二种不同的流动型式具有不 同的渗流特性。
管壁处液体的流速为零，管道中心粘滞阻力最小，流速最大。 管内流速分布是圆锥曲线。 油
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
在岩石长度L的每一断面的压力不同，气体体积流量
在岩石内各点上是变化的，是沿着压力下降的方向不 断膨胀。
第五节 油藏岩石的渗透性
玻义尔— 马略特定律
QP Q0 P0 Q1P1 Q2 P2 常数
则：
Q Q0 P0 P
Q Kg A dP
dx
分离变量并积分，则：
K气g 测渗Q0透AP0率 的PddxP 计算公式
次生孔隙通道规则性差 孔喉比增加
孔道曲折性增加 孔隙内表面粗糙度增加
溶蚀对岩石渗透率的影响不太显著 一般使其变大
第五节 油藏岩石的渗透性
3.构造(地应力)作用
储层岩石在地下应力场的作用下,会形成断裂和微裂缝。
K f 0.085b2r
低渗,特低渗储层
第五节 油藏岩石的渗透性
4.流体—岩石系统的相互作用
第五节 油藏岩石的渗透性
达西实验的条件：
★岩石孔隙100%为某种流体饱和； ★流体在岩石孔隙中的渗流保持为层流； ★流体与岩石不发生反应。
K是仅与岩石自身性质有与关所的通参过数的,流 它只决定于岩石的孔隙结体构性。质无关
K为岩石的绝对渗透率
第五节 油藏岩石的渗透性
（1）水平线性稳定渗流的达西公式
Q kA dp
dx
分离变量并积分得：
Q K AP1 P2
L
或
K
QL
AP1 P2
第五节 油藏岩石的渗透性
（2）垂直线性稳定渗p 流 的g达h 西L公 式
p gL
p gh
关键：确定 p1-p2
第五节 油藏岩石的渗透性
（3）平面径向渗流的达西公式：
r
c— 比例系数；
λ— 气体分子平均自由程； r— 岩石孔隙半径；
P — 平均气体压力。
第五节 油藏岩石的渗透性
液 体
在孔道中心的液体分子比靠近孔道 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；
气体滑动效应示意图
a-孔道中的液体流动；
b-同一孔道中气体流动
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。
在距井轴半径为r，宽度为 dr，厚度为h的微元上，由定 义得：
Q kA dP k 2rh dp
dr dr
边界条件
p
Q
2KhPe lnre
Pw rw
第五节 油藏岩石的渗透性
二、气测渗透率
Q Kg A dP
K g
2Q0 P0L
A P12 P22
C
2000 Pa
P12 P22
Q0
Qor hw 200
第五节 油藏岩石的渗透性
五、渗透率的影响因素
1.沉积作用
(1)岩石结构和构造特征
岩石结构 K Cd 2e1.35a
C — 常系数,具体数值与岩石粒度有关； d — 岩石平均颗粒直径,μm； a — 岩石颗粒的标准偏差； K — 岩石渗透率, × 10-3μm2。
意义：孔喉的大小和孔隙结构的复杂程度对渗透率 的影响远远大于孔隙度的影响。
第五节 油藏岩石的渗透性
包含在CarmanKozeny公式中的τ系数
中
岩石孔隙内表面的粗糙度：
孔隙内表面粗糙程度不同,当流体经过时对流 体的滞留和拖曳作用不同,流体所受的阻力也不同。
第五节 油藏岩石的渗透性
2. 成岩作用
压实作用 胶结作用 溶蚀作用
滑动效应 或 Klinkenberg效 应
气体渗透率大于液体渗透率的根本原因
第五节 油藏岩石的渗透性
第五节 油藏岩石的渗透性
四、储层岩石渗透率的求取
实验室方法测定 *测井方法或油藏工程方法测定
★常规小岩心渗透率测定 ★全直径岩心渗透率测定 ★径向渗透率测定
K CQorhwL 200A
式中 C——称“C值”,为该仪器上读数；
◆压实作用
K
K e ak P P0 0
αk—— 渗透率变化系数。
渗透率随上覆压力增加而降低。
第五节 油藏岩石的渗透性
◆胶结作用
胶结物质的沉淀和胶结作用
岩石的孔隙通道变小 喉道变细
孔隙曲折性增加 孔隙内表面粗糙度增大
岩石渗透率显著降低
第五节 油藏岩石的渗透性
◆溶蚀作用
溶蚀作用
岩石孔隙度增大
(3)不同气体测得渗透率 和平均压力呈直线关系， 当平均压力趋于无穷大时， 交纵坐标于一点。
等价液体渗透率 或 Klinkenberg渗透率
第五节 油藏岩石的渗透性
Klinkenberg渗透率：
K
Kg 1 b /
P
式中 b— 与岩石孔隙结构及气体分子平均自由程有关的系数,亦称
Klinkenberg系数。 b 4c P
垂直方向上的差异。 ●沉积旋回、韵律特征导致岩石渗透率在纵向上的差异。
一般正韵律沉积的砂岩其渗透率明显上低下高， 而反韵律沉积刚好与之相反。
第五节 油藏岩石的渗透性
(2)岩石孔隙结构
主要作用
岩石的孔隙可分成孔隙和喉道两部分。
Carman-Kozeny公式
K r2 8 2
φ—— 岩石孔隙度,小数； r—— 孔喉半径,μm； τ—— 迂曲度,表示孔道的曲折程度,τ=1.5～5.5。
岩石渗透率与平均 颗粒直径的平方成 正比，与颗粒的标 准偏差成反比。
砂岩的粒度分布范围越广,颗粒分选性越差,胶结物质含 量越多,其渗透率就越低。
第五节 油藏岩石的渗透性
构造特征 层理和纹理的发育程度,沉积旋回、韵律等。
●层理的方向性、递变性等构造,导致砂岩渗透率的方向性。 渗透率方向性是指岩石渗透率在水平方向上和
第五节 油藏岩石的渗透性
一、达西定律
1856年、法国人、享利·达西 未胶结砂充填模型 水流渗滤试验
h Q K L A
达西实验装置
通用达西公式 渗透率
K
QL
AP1 P2
渗透率单位的物理意义为：
粘度为1mPa·s的流体,在0.1MPa的压差下,通过 截面积为1cm2,长为1cm的岩石,当流量为1cm3/s时, 该岩石的渗透率为1μm2。
P2 P1
Kg PdP
L Q0 P0 dx
0A
K g
2Q0 P0L
A P12 P22
第五节 油藏岩石的渗透性
三、克林肯柏格效应
实践发现：同一岩石，气测渗透率总比液测渗透率高。
Klinkenbeger实验结果
(1)不同平均压力下测得 的气体渗透率不同；
(2)不同气体测得的渗透 率不同；