第二章 油气藏岩石 西南石油油藏工程课件
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abs=Vpt/Vb
abs> eff
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
通常
~ eff
Vs Vp Vb
2.孔隙度测量
Vp+Vs=Vb •Vp 、 Vs 、 Vb 三 个 中 测 量 任 意 二 个
主要有体积法、核磁法、电法、声法、中子法等
煤油法（油测）、压汞法、气测法
3. 孔隙度分级及影响因素
= 0 ~ 25%
> 25%
4. 孔隙度统计（平均）
一个油藏或一口油井做了n块岩心的孔隙度测试分析
•n块岩心， ： min~max •平均孔隙度： ave
•均值
•算术平均
j （常用） n
•几何平均： lnave1n lnj
•调和平均： 1 1 1
ave n j
孔隙度非均匀程度评价
•标准差
(j )2
n
•（1）孔隙度变异系数：V =0~1
kmaxa kmax/k
间接反映渗透率非均质程度
4. 渗透率统计
渗透率与孔隙度不同，孔隙度 是标量，渗透率是向量。渗透率统 计方法的选取与流动方向有一定关 系。
•两种典型地层渗透率的平均方法:
• 一维垂向非均质地层：
地层总厚度： hhj
每小层流量：
qj
Bhjkj
P L
总流量：
q
qj
B
hjkj
平行于沉积方 K好 向， 的垂直于沉积K差 方
K （13~32）K
外界压 （力 岩石骨架受 道压 半实 径， 变K孔 小 ）
流体压力 K
孔隙介质：
增大
r增大
k
r 2 8 2
Kozeny & Karman
k增大
k增大
孔径r对k的贡献比孔隙度高一个幂级
裂缝介质：
kf
fb2
12
裂缝宽度b对k的贡献比孔隙度高一个幂级
n
•渗透率变异系数
V k k =0~1
衡量渗透率分布非均质性
4. 渗透率统计
渗透率变异系数 •Vk=0 •Vk=0~0.3 •Vk=0.3~0.7 •Vk=0.7~1 •V>1.0
完全均质 弱非均质 中等非均质 强非均质 超强非均质
4. 渗透率统计
•渗透率级差
kmax ikma/xkmin
•单层突进系数（渗透率高均比）
地层水驱油过程与渗透率大小有关，渗透率大， 注入水驱替的距离远。
kk
kmin
kmax
D
地层渗透率分布
地层驱替过程
4. 渗透率统计
•n块岩心 kmin~kmax
•平均渗透率
kav k
•几何平均 •算术平均
lnk lnkj
n
k kj
n
4. 渗透率统计
•均值
k kj
n
•标准差
(kj k)2
max ave
也反映孔隙发育非均匀程度
孔隙度统计可以分井、层、区块
§2.2 岩石渗透率
是储层岩石允许流体通过能力的一个重要量度，它是储层 评价、产能计算、动态预测和采收率估算的一个重要参数。
1.定义 渗透率定义为岩石允许流体通过的能力。
p
q Ap
L q
q k Ap
L
流动服从 Darcy’law
第二章 油气藏岩石
油气藏是由储层岩石和流体所组成，储层岩石 物性资料是进行油气藏评价、油藏工程研究和编制 油气田开发方案必不可少的重要参数。
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
油藏岩石孔隙度 油藏岩石渗透率 毛管压力曲线特征参数计算 相对渗透率 岩石敏感性
•绝对孔隙度 岩石的总孔隙体积Vpt与岩石的 外表体积Vb的比值
3. 渗透率分级 一般，渗透率0 ~ 1000mD
•k>1000mD
特高
•k=1000~100mD
高
•k=100~10mD
中等
•k=10~1mD •k<1mD
低 特低
•影响岩石渗透率的因素
岩石骨架自身性质
粒度 (颗粒直 ) 径 K 园度 K 分选性好 K好
胶结物含 量K
泥质含 量 K
裂缝存 在 K
衡量孔隙发育非均匀程度
孔隙度非均匀程度评价
孔隙度变异系数：孔隙发育非均匀程度
•V=0 •V=0~0.3
完全均质 弱非均质
•V=0.3~0.7
中等非均质
•V=0.7~1 •V>1.0
强非均质 超强非均质
孔隙度非均匀程度评价
•（2）孔隙度极差：
m a xi
max m in
•（3）孔隙度高均比：
maxa
特高孔隙度
= 15~25%
高
= 5~15%
中等
=1~5%
低
<1%
特低
•孔隙度影响因素
（1）颗粒的排列方式
•立方体排列 47.64%
•菱面体排列 28.96%
•杂排列（不等径颗粒）
•孔 隙 度 影 响 因 素
（2）粒度影响：粒度分布不均匀，低
•杂排列（不等径颗粒）
（3）胶结物：改变粒度分布和颗粒排列方式
2.渗透率测量
(1)液测
q
q k Ap
L P
要求：流动在Darcy渗流范畴内
① 同一岩心 Ka>KL；②平均压力 Ka ；
(2)气测
③当平均压力 p or1/p0 时，与Ka与y轴相交：
ka
Ka K
由于气体滑脱现
象，气测渗透率
k
与压力有关。
克氏渗透率
1/ p
克氏渗透率与液测渗透率接近：
kkL
原因：气体具有滑脱效应（管壁处气体流速不为零 ）
液体壁=0
气体壁≠0
Klinkenberg公式（1941年）：
ka
k1
b p
kK aa
式中:b—称为“滑脱因子”, 它取决于气体性质和岩石孔隙结
kK
构。
b 4C p
r
He N2 CO2
MCO2>MN2>MHe
111 /// ppp
——分子平均自由程；M b 滑脱效应严重； r——毛管半径； r b 滑脱效应严重；
胶结程度↑
φ↓
（4）应力：主要改变颗粒排列方式
埋藏深度↑上覆外应力↑ 骨架颗粒排列更紧密
φ↓
4. 孔隙度统计（平均）
油藏评价时，做大量的岩心孔隙 度分析测试，每块岩心的测试值不相 同，如何从大量的孔隙度测试数据中 求出代表储层性质的平均孔隙度，并 对孔隙度分布的均匀程度做出评价， 是油藏工程必须做的一项工作。
P L
总流量可写成：
q Bhkave P
L
得：
kave
hjkj hj
k
、
j
h
j
流动方向与地层 非均质方向垂直
厚度加权
• 一维平面非均质地层：
地层总长度： L Lj
kj Lj
每小层压差：
Pj
q
A
Lj kj
总压差：
P
q
Pj A
Lj kj
总压差可写成： P qL
Akave
流动方向与地层 非均质方向平行
得：
L Lj
k ave
kj
长度加权
5. 孔渗关系
ablnk
lnk
渗透率统计可以分井、层、区块
6. 非均质性
•均质油藏
f(x,y,z)
kf(x, y, z)
孔隙度均质 渗透率均质
•非均质油藏
f(x,y,z) k=f(x, y, z)
孔隙度非均质 渗透率非均质
如何描述非均质程度？ 变异系数
abs> eff
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
通常
~ eff
Vs Vp Vb
2.孔隙度测量
Vp+Vs=Vb •Vp 、 Vs 、 Vb 三 个 中 测 量 任 意 二 个
主要有体积法、核磁法、电法、声法、中子法等
煤油法（油测）、压汞法、气测法
3. 孔隙度分级及影响因素
= 0 ~ 25%
> 25%
4. 孔隙度统计（平均）
一个油藏或一口油井做了n块岩心的孔隙度测试分析
•n块岩心， ： min~max •平均孔隙度： ave
•均值
•算术平均
j （常用） n
•几何平均： lnave1n lnj
•调和平均： 1 1 1
ave n j
孔隙度非均匀程度评价
•标准差
(j )2
n
•（1）孔隙度变异系数：V =0~1
kmaxa kmax/k
间接反映渗透率非均质程度
4. 渗透率统计
渗透率与孔隙度不同，孔隙度 是标量，渗透率是向量。渗透率统 计方法的选取与流动方向有一定关 系。
•两种典型地层渗透率的平均方法:
• 一维垂向非均质地层：
地层总厚度： hhj
每小层流量：
qj
Bhjkj
P L
总流量：
q
qj
B
hjkj
平行于沉积方 K好 向， 的垂直于沉积K差 方
K （13~32）K
外界压 （力 岩石骨架受 道压 半实 径， 变K孔 小 ）
流体压力 K
孔隙介质：
增大
r增大
k
r 2 8 2
Kozeny & Karman
k增大
k增大
孔径r对k的贡献比孔隙度高一个幂级
裂缝介质：
kf
fb2
12
裂缝宽度b对k的贡献比孔隙度高一个幂级
n
•渗透率变异系数
V k k =0~1
衡量渗透率分布非均质性
4. 渗透率统计
渗透率变异系数 •Vk=0 •Vk=0~0.3 •Vk=0.3~0.7 •Vk=0.7~1 •V>1.0
完全均质 弱非均质 中等非均质 强非均质 超强非均质
4. 渗透率统计
•渗透率级差
kmax ikma/xkmin
•单层突进系数（渗透率高均比）
地层水驱油过程与渗透率大小有关，渗透率大， 注入水驱替的距离远。
kk
kmin
kmax
D
地层渗透率分布
地层驱替过程
4. 渗透率统计
•n块岩心 kmin~kmax
•平均渗透率
kav k
•几何平均 •算术平均
lnk lnkj
n
k kj
n
4. 渗透率统计
•均值
k kj
n
•标准差
(kj k)2
max ave
也反映孔隙发育非均匀程度
孔隙度统计可以分井、层、区块
§2.2 岩石渗透率
是储层岩石允许流体通过能力的一个重要量度，它是储层 评价、产能计算、动态预测和采收率估算的一个重要参数。
1.定义 渗透率定义为岩石允许流体通过的能力。
p
q Ap
L q
q k Ap
L
流动服从 Darcy’law
第二章 油气藏岩石
油气藏是由储层岩石和流体所组成，储层岩石 物性资料是进行油气藏评价、油藏工程研究和编制 油气田开发方案必不可少的重要参数。
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
油藏岩石孔隙度 油藏岩石渗透率 毛管压力曲线特征参数计算 相对渗透率 岩石敏感性
•绝对孔隙度 岩石的总孔隙体积Vpt与岩石的 外表体积Vb的比值
3. 渗透率分级 一般，渗透率0 ~ 1000mD
•k>1000mD
特高
•k=1000~100mD
高
•k=100~10mD
中等
•k=10~1mD •k<1mD
低 特低
•影响岩石渗透率的因素
岩石骨架自身性质
粒度 (颗粒直 ) 径 K 园度 K 分选性好 K好
胶结物含 量K
泥质含 量 K
裂缝存 在 K
衡量孔隙发育非均匀程度
孔隙度非均匀程度评价
孔隙度变异系数：孔隙发育非均匀程度
•V=0 •V=0~0.3
完全均质 弱非均质
•V=0.3~0.7
中等非均质
•V=0.7~1 •V>1.0
强非均质 超强非均质
孔隙度非均匀程度评价
•（2）孔隙度极差：
m a xi
max m in
•（3）孔隙度高均比：
maxa
特高孔隙度
= 15~25%
高
= 5~15%
中等
=1~5%
低
<1%
特低
•孔隙度影响因素
（1）颗粒的排列方式
•立方体排列 47.64%
•菱面体排列 28.96%
•杂排列（不等径颗粒）
•孔 隙 度 影 响 因 素
（2）粒度影响：粒度分布不均匀，低
•杂排列（不等径颗粒）
（3）胶结物：改变粒度分布和颗粒排列方式
2.渗透率测量
(1)液测
q
q k Ap
L P
要求：流动在Darcy渗流范畴内
① 同一岩心 Ka>KL；②平均压力 Ka ；
(2)气测
③当平均压力 p or1/p0 时，与Ka与y轴相交：
ka
Ka K
由于气体滑脱现
象，气测渗透率
k
与压力有关。
克氏渗透率
1/ p
克氏渗透率与液测渗透率接近：
kkL
原因：气体具有滑脱效应（管壁处气体流速不为零 ）
液体壁=0
气体壁≠0
Klinkenberg公式（1941年）：
ka
k1
b p
kK aa
式中:b—称为“滑脱因子”, 它取决于气体性质和岩石孔隙结
kK
构。
b 4C p
r
He N2 CO2
MCO2>MN2>MHe
111 /// ppp
——分子平均自由程；M b 滑脱效应严重； r——毛管半径； r b 滑脱效应严重；
胶结程度↑
φ↓
（4）应力：主要改变颗粒排列方式
埋藏深度↑上覆外应力↑ 骨架颗粒排列更紧密
φ↓
4. 孔隙度统计（平均）
油藏评价时，做大量的岩心孔隙 度分析测试，每块岩心的测试值不相 同，如何从大量的孔隙度测试数据中 求出代表储层性质的平均孔隙度，并 对孔隙度分布的均匀程度做出评价， 是油藏工程必须做的一项工作。
P L
总流量可写成：
q Bhkave P
L
得：
kave
hjkj hj
k
、
j
h
j
流动方向与地层 非均质方向垂直
厚度加权
• 一维平面非均质地层：
地层总长度： L Lj
kj Lj
每小层压差：
Pj
q
A
Lj kj
总压差：
P
q
Pj A
Lj kj
总压差可写成： P qL
Akave
流动方向与地层 非均质方向平行
得：
L Lj
k ave
kj
长度加权
5. 孔渗关系
ablnk
lnk
渗透率统计可以分井、层、区块
6. 非均质性
•均质油藏
f(x,y,z)
kf(x, y, z)
孔隙度均质 渗透率均质
•非均质油藏
f(x,y,z) k=f(x, y, z)
孔隙度非均质 渗透率非均质
如何描述非均质程度？ 变异系数