第1章：2储层岩石渗透性
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岩石的渗透率。 据布辛格公式
Kf
f b2
12
其中Φf—裂缝孔隙度； Kf—裂缝岩石的渗透率
四、影响岩石渗透率的因素
1.岩石骨架构成及构造力的影响
主要是指岩石的粒度、分选、胶结物和层理等。
四、影响岩石渗透率的因素
2. 岩石孔隙结构的影响
岩石的渗透率与孔隙度有关，凡影响 孔隙结构的因素都影响渗透率。
一、达西定律(线性渗流规律)
储集性直接影响到单位体积岩石中储量的多少，而岩石的 可渗性直接影响油、气井的产能。
1856年，法国水文工程师亨利 ·达西（Herri Darcy）
Q KAP
L
Q＝A K dP
dL
Q—在压差△P下，通过岩心的流量，cm3/s A—岩心截面积，cm2； △P—流体通过岩心的压力差，10-1MPa； L—岩心长度，cm； μ—流体粘度，mPa ·s K—是比例常数，仅与岩性有关，即渗透率，μm2。
1—粗和很粗的颗粒； 2—粗和中等的颗粒； 3—细颗粒； 4—淤泥； 5—粘土
3. 地静压力与地层温度的影响
❖当作用于岩样上的压力越大时，渗透率就相应减小。
❖随温度升高，压力对渗透率的影响将减小。
五、渗透率的测定方法
1.直接测定法
在油层取岩心，实验室直接测得，最常用。都基于达西 定律 常规小岩心的渗透率测定
油层物理学
3～4：储层岩石的渗透性及流体饱和度
本章主要内容
1、储层岩石的骨架性质 2、储层岩石的孔隙结构及孔隙性 3、储层岩石的渗透性 4、储层岩石的流体饱和度
§3 储层岩石的渗透性
一、达西定律(线性渗流规律) 二、气体渗透率及气体滑动效应 三、裂缝岩石的渗透率 四、影响岩石渗透率的因素 五、渗透率的测定方法
2 Q0p0μ L A(p12 p22 )
Kg—气测渗透率
2.气体滑动现象（滑脱效应/克氏效应）
二、气体渗透率及气体滑动效应
气体在岩石孔道中的流动不同于液体。 对于液体来讲：在孔道中心的液体分子比靠近孔壁表面的分 子流速高； 气体则不然：靠近孔隙壁表面的气体分子与孔道中心分子流 速几乎没什么差别。
一、流体饱和度（Saturation）
若考虑在地层温度、压力条件下油水体积系数Bo和Bw。
So
VoBo
Vb
Sw
VwBw
Vb
Vo、Vw——地面条件下原油和水的体积
岩心中只含油水两相时 含油水气三相时
So Sw 1 So Sw Sg 1
二、几个重要的流体饱和度概念
随着油田的开发，不同时期油、气、水饱和度的大小 是不同的。在勘探阶段所测的流体饱和度可以分为原 始含油、含气饱和度和含水饱和度。
气体在岩石孔道中的这种渗流特性称之为气体滑动现象。
2.气体滑动现象（滑脱效应/克氏效应）
二、气体渗透率及气体滑动效应
气体滑脱效应的结果
同一岩石的气测渗透率大于液测的岩石渗透率； 平均压力愈小，气测渗透率愈大；
当压力增至无穷大时，渗透率不再变化而趋于一个常数 K∞，这个数值一般接近于液 测渗透率，故又称为等效液 体渗透率（克氏渗透率）。
一、流体饱和度（Saturation）
某种流体的饱和度——储层岩石孔隙中某种流体所占的体积与 岩石孔隙体积的比值。
若储层孔隙中只含油水两相时
So
Vo Vp
Vo
Vb
Sw
Vw Vp
Vw
Vb
So、Sw——含油、含水饱和度； Vo、Vw——油、水在岩石孔隙中所占体积；
Vp、Vb——岩石孔隙体积和岩石视体积；
当渗流速度增大到一定程度之后，流量和压 差不再成线性关系，达西定律不适用。 （3）液体性质稳定，不与岩石发生物理、化学 作用。
二、气体渗透率及气体滑动效应
1.气测渗透率的计算
气体具有压缩性，采用达西公式的微分形式。
Q
Q≠ Q
KQ dL
A dP
根据据波义耳定律:QP = Q0P0 =常数
Q
推导得出
Kg
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的截面积成正比， 与多孔介质长度和液体粘度成反比。
一、达西定律(线性渗流规律)
当岩心全部孔隙为单相液体所充满并在岩心中流动时，对同一岩
心，K是仅取决于岩石孔隙结构参数，与液体性质无关， 比例系数
K称之为~。
K QL
Ap
KQ dL
气体通过岩心的流动状态稳定后，测定： 进、出口压力p1和p2及在此压力差下对应的流量Q。
五、渗透率的测定方法
全直径岩心分析测定渗透率
水平渗透率的测定：胶垫与岩样两端密封，加环压使胶皮筒密 封住岩样侧表面（除有滤网处以外的表面）
K
E
2 Q0p0μ L (12pp22)
101
E—形状系数
五、渗透率的测定方法
1达西(D)＝103毫达西(mD)
1 mD ＝1×10－3μm2 1D＝1μm2
一、达西定律(线性渗流规律)
我国石油行业标准SY/T6169-2019， 对油藏、气藏渗透性的划分
一、达西定律(线性渗流规律)
用达西公式确定岩石绝对渗透率必须满 足的条件
（1）岩石中，只能饱和和流动着一种液体，即 单相流，流体不可压缩。 （2）线性渗流：流体性质和岩心几何尺寸不变 的情况下，Q和△P间成线性关系。
1D
1cm3 s 1 100dyns cm2 1cm
1cm2 981000dyn cm2
A dP 1.0210-8 cm2 10-8cm2 1m2
绝对渗透率的大小反映了岩石允许流体通过能力的强弱 ，
理解为多孔介质中孔隙通道面积的大小和孔隙弯曲程度。
单位：达西或毫达西
岩石渗透率K 具有“面积”的因次。
不同气体所测得渗透率值 也不同； 岩石不同，气测渗透率与 液测渗透率不同。 致密岩心的滑脱效应严重
三、裂缝岩石的渗透率
裂缝孔隙度
L—裂缝长度； A—裂缝岩石的渗滤面积； b—裂缝宽度。
f
Lb A
对于双重介质来说，储油主要靠孔隙，而渗透主要
靠裂缝。具有裂缝的多孔介质取心难，并且常规测渗透率
也难测准，故一般据裂缝的宽度和裂缝孔隙度来计算裂缝
2.间接方法
利用测井资料估算渗透率
利用Swi、Φ与K的关系来求取K
K
c a
s
b wi
式中a、b、c是与岩石孔隙结 构及流体性质有关的系数。
利用孔隙半径r和孔隙度Φ来计算
K
r 2 8 2
式中τ是迂曲度。
§4 储层岩石的流体饱和度
一、流体饱和度 二、几个重要的流体饱和度概念 三、影响饱和度的因素 四、研究油、气、水饱和度的方法
岩石的渗透率。 据布辛格公式
Kf
f b2
12
其中Φf—裂缝孔隙度； Kf—裂缝岩石的渗透率
四、影响岩石渗透率的因素
1.岩石骨架构成及构造力的影响
主要是指岩石的粒度、分选、胶结物和层理等。
四、影响岩石渗透率的因素
2. 岩石孔隙结构的影响
岩石的渗透率与孔隙度有关，凡影响 孔隙结构的因素都影响渗透率。
一、达西定律(线性渗流规律)
储集性直接影响到单位体积岩石中储量的多少，而岩石的 可渗性直接影响油、气井的产能。
1856年，法国水文工程师亨利 ·达西（Herri Darcy）
Q KAP
L
Q＝A K dP
dL
Q—在压差△P下，通过岩心的流量，cm3/s A—岩心截面积，cm2； △P—流体通过岩心的压力差，10-1MPa； L—岩心长度，cm； μ—流体粘度，mPa ·s K—是比例常数，仅与岩性有关，即渗透率，μm2。
1—粗和很粗的颗粒； 2—粗和中等的颗粒； 3—细颗粒； 4—淤泥； 5—粘土
3. 地静压力与地层温度的影响
❖当作用于岩样上的压力越大时，渗透率就相应减小。
❖随温度升高，压力对渗透率的影响将减小。
五、渗透率的测定方法
1.直接测定法
在油层取岩心，实验室直接测得，最常用。都基于达西 定律 常规小岩心的渗透率测定
油层物理学
3～4：储层岩石的渗透性及流体饱和度
本章主要内容
1、储层岩石的骨架性质 2、储层岩石的孔隙结构及孔隙性 3、储层岩石的渗透性 4、储层岩石的流体饱和度
§3 储层岩石的渗透性
一、达西定律(线性渗流规律) 二、气体渗透率及气体滑动效应 三、裂缝岩石的渗透率 四、影响岩石渗透率的因素 五、渗透率的测定方法
2 Q0p0μ L A(p12 p22 )
Kg—气测渗透率
2.气体滑动现象（滑脱效应/克氏效应）
二、气体渗透率及气体滑动效应
气体在岩石孔道中的流动不同于液体。 对于液体来讲：在孔道中心的液体分子比靠近孔壁表面的分 子流速高； 气体则不然：靠近孔隙壁表面的气体分子与孔道中心分子流 速几乎没什么差别。
一、流体饱和度（Saturation）
若考虑在地层温度、压力条件下油水体积系数Bo和Bw。
So
VoBo
Vb
Sw
VwBw
Vb
Vo、Vw——地面条件下原油和水的体积
岩心中只含油水两相时 含油水气三相时
So Sw 1 So Sw Sg 1
二、几个重要的流体饱和度概念
随着油田的开发，不同时期油、气、水饱和度的大小 是不同的。在勘探阶段所测的流体饱和度可以分为原 始含油、含气饱和度和含水饱和度。
气体在岩石孔道中的这种渗流特性称之为气体滑动现象。
2.气体滑动现象（滑脱效应/克氏效应）
二、气体渗透率及气体滑动效应
气体滑脱效应的结果
同一岩石的气测渗透率大于液测的岩石渗透率； 平均压力愈小，气测渗透率愈大；
当压力增至无穷大时，渗透率不再变化而趋于一个常数 K∞，这个数值一般接近于液 测渗透率，故又称为等效液 体渗透率（克氏渗透率）。
一、流体饱和度（Saturation）
某种流体的饱和度——储层岩石孔隙中某种流体所占的体积与 岩石孔隙体积的比值。
若储层孔隙中只含油水两相时
So
Vo Vp
Vo
Vb
Sw
Vw Vp
Vw
Vb
So、Sw——含油、含水饱和度； Vo、Vw——油、水在岩石孔隙中所占体积；
Vp、Vb——岩石孔隙体积和岩石视体积；
当渗流速度增大到一定程度之后，流量和压 差不再成线性关系，达西定律不适用。 （3）液体性质稳定，不与岩石发生物理、化学 作用。
二、气体渗透率及气体滑动效应
1.气测渗透率的计算
气体具有压缩性，采用达西公式的微分形式。
Q
Q≠ Q
KQ dL
A dP
根据据波义耳定律:QP = Q0P0 =常数
Q
推导得出
Kg
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的截面积成正比， 与多孔介质长度和液体粘度成反比。
一、达西定律(线性渗流规律)
当岩心全部孔隙为单相液体所充满并在岩心中流动时，对同一岩
心，K是仅取决于岩石孔隙结构参数，与液体性质无关， 比例系数
K称之为~。
K QL
Ap
KQ dL
气体通过岩心的流动状态稳定后，测定： 进、出口压力p1和p2及在此压力差下对应的流量Q。
五、渗透率的测定方法
全直径岩心分析测定渗透率
水平渗透率的测定：胶垫与岩样两端密封，加环压使胶皮筒密 封住岩样侧表面（除有滤网处以外的表面）
K
E
2 Q0p0μ L (12pp22)
101
E—形状系数
五、渗透率的测定方法
1达西(D)＝103毫达西(mD)
1 mD ＝1×10－3μm2 1D＝1μm2
一、达西定律(线性渗流规律)
我国石油行业标准SY/T6169-2019， 对油藏、气藏渗透性的划分
一、达西定律(线性渗流规律)
用达西公式确定岩石绝对渗透率必须满 足的条件
（1）岩石中，只能饱和和流动着一种液体，即 单相流，流体不可压缩。 （2）线性渗流：流体性质和岩心几何尺寸不变 的情况下，Q和△P间成线性关系。
1D
1cm3 s 1 100dyns cm2 1cm
1cm2 981000dyn cm2
A dP 1.0210-8 cm2 10-8cm2 1m2
绝对渗透率的大小反映了岩石允许流体通过能力的强弱 ，
理解为多孔介质中孔隙通道面积的大小和孔隙弯曲程度。
单位：达西或毫达西
岩石渗透率K 具有“面积”的因次。
不同气体所测得渗透率值 也不同； 岩石不同，气测渗透率与 液测渗透率不同。 致密岩心的滑脱效应严重
三、裂缝岩石的渗透率
裂缝孔隙度
L—裂缝长度； A—裂缝岩石的渗滤面积； b—裂缝宽度。
f
Lb A
对于双重介质来说，储油主要靠孔隙，而渗透主要
靠裂缝。具有裂缝的多孔介质取心难，并且常规测渗透率
也难测准，故一般据裂缝的宽度和裂缝孔隙度来计算裂缝
2.间接方法
利用测井资料估算渗透率
利用Swi、Φ与K的关系来求取K
K
c a
s
b wi
式中a、b、c是与岩石孔隙结 构及流体性质有关的系数。
利用孔隙半径r和孔隙度Φ来计算
K
r 2 8 2
式中τ是迂曲度。
§4 储层岩石的流体饱和度
一、流体饱和度 二、几个重要的流体饱和度概念 三、影响饱和度的因素 四、研究油、气、水饱和度的方法