岩心孔隙度渗透率及毛管压力曲线测定及应用

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理。 2.1 孔隙度和渗透率定
烘样
量尺寸
测气体渗透率
计算渗透率
称干重
出分析报告 计算孔隙度 饱和后岩样称重 煤油中抽空饱和
图1 孔隙度和渗透率测定流程
二 孔渗及毛管压力曲线测定分析
1.1、孔隙度的测定
孔隙度是表示岩石孔隙体积与岩石总体积的 比值。它反映了储集层储集流体的能力。储层的 孔隙度越大,能容纳流体的数量就越多,储集性 就越好。习惯上把有效孔隙度称为孔隙度。
0 .0 0 5 mm), 连 通 性 差
只含少量填隙物内孔隙 或个别含一些其它类型 孔隙,孔隙很小(直径 0 .0 0 5 ~ 0 .0 0 1 m m ),连 通
性很差 基本无孔隙或偶见一些 填隙物内孔隙,孔隙直 径 一 般 小 于 0.001mm,
基本不连通
以中细粒砂 岩 为 主 ,填 隙 物 含 量 低 ,主
二 孔渗及毛管压力曲线测定分析
离心 机法
接样
烘样
测气体渗透率
配制油水样
出分析报告 处理资料
测试
煤油中抽空饱和
压汞 法
接样
烘样、称重
测孔隙度、气体渗透率
出分析报告
处理资料
测试
图2 毛管压力曲线测定流程
二 孔渗及毛管压力曲线测定分析
选样要求:
压汞法的最大优点是 测量速度快,对样品的形 状要求不严。岩样外观尺 寸应≤25mm能置入25mm ×25mm透度计内为宜; 同时岩样必须经过抽提除 油(不用热解除油,防止 高温破坏孔隙结构)。
y = 0.002e0.611x R2 = 0.7398
100
10
1
0.1 0
5
10
15
20
25
30
孔隙度,%
石东4井清水河组孔隙度直方图 (2657.04m ~2669.14m )
40
百分含量,%
35
累计百分含量,%
30
25
100 90 80 70 60
20
50
40 15
30 10
20
5 10
0
0
采用的测定方法是:饱和煤油法和氦孔隙度法。
二 孔渗及毛管压力曲线测定分析
1.1.1、饱和煤油法
适合于各种规格的岩心样品,但岩样质量不得小于10克 。且不适用于含有易于产生膨胀成份的岩石,对特别疏松和 重油胶结的岩样也不适用。
原理:根据阿基米德原理。将抽油后烘干至恒重的岩 样称其质量m1,然后抽空用煤油饱和,称岩样饱和煤油后 在煤油中的质量m2和岩样饱和煤油后的质量 m3,按下式计 算
值大 左下方分布,略粗歪度,细 喉 峰 的 峰 值 略 增 ,粗 喉 峰 位 置 可 降 至 小 于 7φ 处 , 但 峰
值仍比较大
处于中部位置,略粗歪度, 细 喉 峰 明 显 增 大 ,粗 喉 峰 位 置 在 7 ~ 9 φ 处 ,峰 值 比 细 峰
喉略低或接近
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
<0.03 0.03~0.15 0.15~0.7 0.7~3 >3
之一。 应用之二:
饱和度中值压力 MPa
<0.15
0.15~ 0.8
0.8~ 4
4~ 10
>10
最大孔喉半径
储层研究和分类
μm
>10
10~ 5
5~ 3
3~1 <1
评价参数之一。
评价


较差
差 非储层
三 常规物性特征参数的应用
1、孔隙度和渗透率的应用
二 孔渗及毛管压力曲线测定分析
1.1.3、总孔隙度的测定
岩心总孔隙度测定采用的是封蜡法。此方法适用于不能 采用氦气法和饱和煤油法测定的胶结疏松、易散的岩心和重 油胶结的岩心。岩样需采用冷冻采样,表面要处理光滑。
原理:首先用浮力定律求出岩样的总体积和颗粒体积 ,岩样的总体积减去岩样的颗粒体积就可求得岩样的有效 和无效孔隙体积之和,由此可求得岩样的总孔隙度。
孔隙度、渗透率及 毛管压力曲线测定及应用
新疆油田公司勘探开发研究院实验中心
二 孔渗及毛管压力曲线测定分析
表 1 岩石物性分析检测项目表
检测项目 名称
检测参数
所用仪器设备
应用介绍
孔隙度
地面条件下有效孔隙度、 HKXD-C 氦孔隙度仪
地面条件下总孔隙度
抽空饱和装置
评价储集层的储集性能
渗透率 地面条件下空气渗透率 2000 型气体渗透率仪 评价储集层孔隙的连通性能
渗透率,10-3μm2
渗透率,10-3μm2 百分含量,%
累计百分含量,% 百分含量,% 累计百分含量,%
三 常规物性特征参数的应用
2、毛管压力的应用
2.1、压汞法孔隙结构特征参数的物理意义及其应用
① 反映喉道连通性及控制流体运动特征的主要参数
退汞效率(WE):是指从压入的最高压力退到最低压力(0 或0.1MPa)时,退出的水银量占注入的总水银量的百分数 ,它反映喉道对孔隙的屏蔽作用。
13 14 15 16 17 18 19 20
孔隙度,%
石东4井清水河组渗透率直方图 (2657.04m ~2669.14m )
40 百分含量,% 累计百分含量,%
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
要为泥质
以细砂岩为 主 ,填 隙 物 含 量 高 ,为 钙 质
或泥质
以粉砂岩为 主 ,填 隙 物 含 量 高 ,钙 质 为 主,尚有泥 质 、硬 石 膏 等
三 常规物性特征参数的应用
2.2、毛管压力曲线的应用
1)研究岩石孔隙结构 利用毛管压力曲线定量地研究孔隙喉道分布,绘制成各种孔隙
喉道大小分布图,如孔隙喉道频率分布直方图,孔隙喉道累计频率 分布曲线。由这些曲线可确定岩石主要喉道半径大小。在工程上, 孔喉半径对于确定泥浆暂堵剂的粒级大小及聚合物驱中筛选高分子 化合物,寻找最优的粒级匹配关系都是必要的基础资料数据。
(m3m1)10% 0 (m3m2)
二 孔渗及毛管压力曲线测定分析
1.1.2、氦孔隙度法
此方法操作简单准确、重复性高,但对样品规格要求很 高,样品必须绝对规则才能用此方法。此方法不适用于孔隙 度、渗透率极低的岩心,否则会影响数据的准确性。
原理:根据波义耳定律,以一定的压力向原来处于一个 大气压条件下的岩样内压入一定体积的气体,就能测出岩样 的有效孔隙体积。根据测出的压力数值可以计算出岩样的颗 粒体积和孔隙体积,根据岩心室中标准块体积可求出岩样的 总体积,由此就可计算出岩样的有效孔隙度。
2)根据毛管压力曲线形态评估岩石储集性能好坏 毛管压力曲线形态主要受孔隙喉道的分选性和喉道大小所控制
。喉道大小分布越集中,则分选越好,毛管压力曲线的中间平缓段 也就越长,且越接近与横坐标平行。
三 常规物性特征参数的应用
2.2、毛管压力曲线的应用
3)应用毛管压力曲线确定油
层 的 平 均 毛 管 压 力 ( J(Sw)
三 常规物性特征参数的应用
③ 反映喉道分选特征的主要参数
均值(φ):是指储集层的孔隙结构中全部孔隙分布的平均位置。 分选系数(σ):用以描述以均值为中心的孔隙大小的散布程度,又
可用以描述孔隙大小的分选程度。 变异系数(C):可用以孔隙平均值和分选程度的比较。也可以反映
储集岩孔隙结构的好坏,一般来说,C值越大,则表示储集岩的 孔隙结构越好。 均质系数(α):表示孔喉半径对最大孔喉半径的总偏离度。越大, 组成岩样的孔喉半径大小越接近于最大孔喉半径,岩样的孔喉分 布越均匀。 偏态(Sk):也称歪度,表示孔喉富集位置的一个参数。 峰态(KG):是测量分布曲线峰凸情况的数字特征,是曲线中部与 尾部的展形比。

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 1 0 ~ 1 2 φ 处 ,但 峰
值一般比较低
右上方分布,极细歪度,一 般 只 出 现 细 喉 峰( 在 大 于 1 4
φ处)
普遍发育溶蚀粒间孔或 粒间孔,孔径大(直径 大 于 0 .1 m m ),连 通 性 好
饱和度中值压力(Pc50):与其相对应的孔喉半径称为饱和度中值半径 (r50)。主要反映储油岩石的孔渗性,可以用来估计油藏石油产能的 大小。
平均孔喉半径:在压力曲线上,汞饱和度为84%,50%和16%处所对应 的半径值的平均数,为均值。它比r50更能代表孔喉大小的平均数。
最小非饱和孔隙体积百分数(Smin%):反映岩石颗粒大小、均一程度 、胶结类型、孔隙度、渗透率等一系列性质的综合指标。解释时必须 结合岩石的润湿性。
2~ 0.1 2.0~ 5.0
〈 0.1
〉 5.0
Rm
毛细பைடு நூலகம்压力
μm
曲线特征
主要孔隙类型 及其连通情况
主要岩性
〉 7.0 5.0~ 7.0 2.0~ 6.0 1.0~ 3.0 0.05~ 2.0
〈 0.5
左下方分布,粗歪度,大于 14φ 处 细 喉 峰 无 或 很 小 ,粗 喉 峰 一 般 在 小 于 6φ 处 , 峰
压汞法 毛管压力
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
(VVsV)10% 0
二 孔渗及毛管压力曲线测定分析
1.2、气体渗透率的测定
渗透率是指当具有压力差时,岩石所能允许液体或气体流 动的能力。渗透率分三种:绝对渗透率、有效渗透率、相对渗 透率。
在实验室中测定岩石的气体渗透率运用的是达西直线渗滤 定律。既待气体通过岩心的流动状态稳定后,测定岩心两端的 进、出口压力P1和P2及在此压差下对应的流量Q,由测得的气 体粘度,按下式计算出岩心的渗透率。
K
2P0Q0 L A(P12 P22)
二 孔渗及毛管压力曲线测定分析
2、毛管压力曲线测定分析
岩样毛管压力测定,即是确定毛管力和流体饱和度 之间的关系曲线。
测定岩石毛管压力曲线的方法很多,但目前常用的 主要有二种:压汞法和离心机法。这些方法的基本原理 相同,只是实验时所使用的流体工作介质不同,加压方 式不同。最常用的是压汞法,除了可以提供毛管力和流 体饱和度曲线之外,还可以提供用于研究储集层岩样孔 隙结构、进行储集层分类评价、研究其采收率和油水饱 和度分布、分析油气藏产油气能力以及多相流体在孔隙 中的渗流规律等方面的特征参数。
函数)
J(Sw)函数把油层流体界
面张力、润湿性和孔隙大小分 布的影响综合在一起来表征油 层的毛管压力曲线特征。实践 证明,它是毛管压力曲线一个 很好的综合处理方法。
J函数
1000.000
100.000
10.000
1.000
0.100
0.010
0.001 0
10 20 30 40 50 60 70 80 Sw(%)
以粒间孔或溶蚀粒间孔 为主,孔径比较大(直 径 0 .1 ~ 0 .0 5 mm), 连 通
性比较好 除粒间孔或溶蚀粒间孔 外,发育比较多的填隙 物内孔隙,孔隙个体大
小 不 一 ( 直 径 0.05~ 0 .0 1 mm), 连 通 性 较 差
普遍发育填隙物内孔 隙 ,孔 径 小( 直 径 0 .0 1 ~
应用之三:确定油层储能损失及产能界限
应用数理统计方法,根据岩心测定的孔隙度和渗透率数据,分别作出
相应的直方图。根据这些直方图中的曲线来选择油层的界限值,进而确定
出油层损失储量及产油能力的大小,并找出最佳界限值,对油层的储集性
能和渗透性能进行评价。
10000 1000
石东4井清水河组孔渗关系图 (2657.04m~2669.14m)
三 常规物性特征参数的应用
1、孔隙度和渗透率的应用
应用之一:
碎屑岩储集层评价标准
是计算油田储量 的基本参数,也
分类参数
孔隙度 %





>20
15~ 20
10~ 15 5~10 <5
是确定油层有效
渗透率 10-3μ m2
>100 100~10
10~ 1 1~0.1 <0.1
厚度的基础数据
排驱压力 MPa
非饱和的孔隙体积百分数(Smin):即最小湿相饱和度Smin。
三 常规物性特征参数的应用
② 反映喉道(或孔喉)几何特征的主要参数
排驱压力(Pd):与其相对应的孔喉半径称为最大孔喉半径(rA)。是 划分岩石储集性能好坏的主要参数之一,与岩石的孔隙度和渗透率密 切相关,直接反映岩石的渗透能力,间接预示岩石的储集容量大小。
孔隙结构主要参数的具体应用
参数 级别

A




B



A
结Ⅱ 构

B



A

B
φ % 20~ 30 22~ 27 12~ 20
10~ 18
5~ 10
〈5
K × 10-3μ m2
Pd MPa
〉 500
〈 0.05
500~ 100 0.05~ 0.1
100~ 10 0.1~ 0.5
10~ 2 0.5~ 2.0
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