油层物理

第一章 储层岩石的物理性质
第三节 储层岩石的流体饱和度
干馏出的水量与时间的关系
水的校正
第一章 储层岩石的物理性质
第三节 储层岩石的流体饱和度
一般： So地面≠So地下
第一章 储层岩石的物理性质
第四节 储层岩石的渗透性
1.达西定律 1-1断面总水头： 2-2断面总水头：
其折算压力分别为：
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第一章 储层岩石的物理性质
第二节 储层岩石的孔隙性
5.岩石的压缩系数（compressibility coefficient) 5.1 岩石压缩系数Cf：
Cf 1 Vp Vf P
1/MPa
单位体积油藏岩石，当压力降低1MPa时，孔 隙体积的缩小值。 一般 Cf=（1-2）×10-4 1/MPa
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第一节 储层岩石的骨架性质
2.4 据粒度组成确定岩石比面 设岩石孔隙度为φ，由不等直径的球形颗粒组成：
取岩石体积=1cm3，设各颗粒密度相同：
体积%=质量% 颗粒体积=（1－φ）
第一章 储层岩石的物理性质
第一节 储层岩石的骨架性质 直径为di的颗粒的总表面积：
单位体积岩石中所有颗粒的总表面积：
影响气体滑动效应的因素：平均压力、气体的相对分子质量。
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第四节 储层岩石的渗透性
4.气测渗透率的特点： ⑴在不同的平均压力下，用同一气 体测得的Kg不同； ⑵同一平均压力下，不同的气体测 得的Kg不同； ⑶不同气体的Kg∽ 的直线交纵坐标 于一点，该点的Kg与液测的K等价，称为 克氏渗透率，记为K∞。
第四节 储层岩石的渗透性
达西的意义：
1cm3 / s 1厘泊1cm 1达西= 1cm2 1大气压
1cm3 / s 1mPa s 1cm 1cm 2 105 Pa
=10 cm =1m
-8 2
2
1达西=1μm2
1达西=1000毫达西
1的渗透性
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第二节 储层岩石的孔隙性
2.2 孔隙度的定义：岩石的孔隙体积与岩石外表体积之 Vp 比。
Vf
有效孔隙度：有效孔隙体积与岩石外表体积之比。 Ve e Vf 绝对孔隙度：岩石总孔隙（有效+无效孔隙）与岩石外表体积之比。
Vap Vf 流动孔隙度：饱和流体的孔隙中，可流动的体积与岩石外表体积之比。 a
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第一节 储层岩石的骨架性质
③粒度组成表示方法及评价
1）分布曲线：不同粒径范围 内的砂粒所占的质量百分数。
2）累计曲线：直径小于某一值 的所有颗粒的质量百分数。
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第一节 储层岩石的骨架性质
3）表格
相邻粒径范围内颗粒直径的平均值： 在分布曲线上，
某矩形越高
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第一节 储层岩石的骨架性质
2.2 例：若岩石由等直径球形颗粒组成（直径为d）， 颗粒正方形排列，求比面？ 解：取一正方形，边长为nd，则：
结论：颗粒越小，比面越大。
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第一节 储层岩石的骨架性质
2.3 影响比面的因素 ⑴颗粒的大小； ⑵粘土的含量；（粘土含量越高，比面↑。）【粘土直 径比较小】 ⑶颗粒的圆球度。当颗粒的圆球度不好时，比面↑。
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第二节 储层岩石的孔隙性
双重介质孔隙度（一般指含有孔隙和裂缝的介质）： 裂缝孔隙度φ f=裂缝孔隙体积/岩石外表体积 基质孔隙度φ p=基质孔隙体积/岩石外表体积 双重介质总孔隙度：φ t= φ f +φ p (φ f<<φ p)
油藏岩石的总孔隙度：φ =10—25%
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各粒级的质量百分数分别为： g1= W 1 100% Wi——第i级筛上颗粒的质量。
A
g2= W 2 100 %
A
gi=
Wi 100 % A
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②沉降法： 原理：stokes公式：
V——颗粒下沉速度，cm/s d——颗粒直径，cm 密度——g/cm3
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第二节 储层岩石的孔隙性
4.岩石孔隙度的测定方法 原理：据孔隙度定义：
Vp Vf－Vs φ Vf Vf
测定方法： 直接测定法 以各种测井手段为基础的间接测定法
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第二节 储层岩石的孔隙性
⑴岩石外表体积的测定： ①尺量法:用游标卡尺（要求样品无缺损） ②排开水银法
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第四节 储层岩石的渗透性
5.渗透率的影响因素： ⑴砂岩的颗粒大小、分选性、胶结物含量； ⑵层理的方向性； ⑶岩石喉道半径，K∝r2.
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第四节 储层岩石的渗透性
6.非均质储层渗透率的计算
特点：准确，但时间长。
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第三节 储层岩石的流体饱和度
Wo+w——抽提前后岩心的质量差； Vw——蒸出的水的体积，cm3； Vf——岩石的外表体积，cm3.
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第三节 储层岩石的流体饱和度 2.常压干馏法：
在电炉高温（500℃— 600℃）蒸烤下，岩心中的 油、水被加热，变成油、水 蒸汽。 特点：速度快。 缺点：蒸出的油、水需校正。
一般岩石：
C=1.2—1.4
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第二节 储层岩石的孔隙性
1.孔隙和孔隙结构 1.1 孔隙（pore）：指岩石固相骨架间的一切空隙。 孔隙的类型有：粒间孔隙、裂缝、溶洞。 岩石分类：根据所含的孔隙的类型分为：
单重介质：只含一种孔隙类型的孔隙的岩石； 双重介质：含有两种孔隙类型的孔隙的岩石； 多重介质：含有两种以上孔隙类型的孔隙的岩石；
达西定律的推广 ⑴水平地层：
达西定律的微分形式：
X—流动方向
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第四节 储层岩石的渗透性 ⑵水平地层径向流：
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第四节 储层岩石的渗透性
2.气测岩石的绝对渗透率
根据气体等温膨胀定律：
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第四节 储层岩石的渗透性
2.气测岩石的绝对渗透率
3
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第二节 储层岩石的孔隙性
3.影响岩石孔隙度的因素 ⑴颗粒的排列方式： 球形颗粒正方形排列时φ=47.5%； 菱形排列时φ=25.9%。
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第二节 储层岩石的孔隙性
3.影响岩石孔隙度的因素 ⑵颗粒的分选性和磨圆度 分选性、圆球度越好，φ↑；否 则，分选性不好，小颗粒充填于 大颗粒之间， φ↓。 ⑶胶结物含量：含量少，孔隙度大。 ⑷压实程度：埋深↑，孔隙度降低。
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第二节 储层岩石的孔隙性
⑵气体膨胀仪测Vs、Vp 原理：
P1V1+P2V2=P(V1+V2) P1V1=n1RT
P2V2=n2RT
P1V1+P2V2=(n1+n2)RT
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第二节 储层岩石的孔隙性
①测Vs
△V
V
Pa（V－Vs)+P2△V=P1(△V+V－Vs)
在累计曲线上， 曲线越陡
说明岩 石粒径 越均匀
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第一节 储层岩石的骨架性质
不均匀系数 粒度组成累计曲线上某两个 质量百分数所代表的颗粒直径 d 60 之比。
α

α →1，颗粒越均匀； α ＜2的岩石可视为均质岩石。 分选系数
S d 75 d 25
d 10
S→1，分选好。
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第二节 储层岩石的孔隙性
5.2 岩石的孔隙压缩系数Cp： 单位孔隙体积的油藏岩石，当压力降低1MPa时，孔 隙体积的缩小值。
1 Vp Cp Vp P T
Vp Vf
1 Vp Cf Cp Vf P
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第四节 储层岩石的渗透性
2.气测岩石的绝对渗透率
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第四节 储层岩石的渗透性
3.气体滑动效应 对液体：由于固—液分子间力大， 孔隙壁面液体分子的流速为零。 对气体：孔隙壁面上气体分子的流 速不为零（气—固分子间力小，加 上邻层气体的动量交换）。 这种现象称为气体滑动效应。
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第三节 储层岩石的流体饱和度
束缚水（connate water)：油藏形成时留下的不能被油气驱走的水。 束缚水饱和度：Swc
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第三节 储层岩石的流体饱和度
第一章 储层岩石的物理性质
第三节 储层岩石的流体饱和度 二、油水饱和度的测定方法 1.蒸馏提取法： 用密度小于水、沸点高 于水、溶解洗油能力强的溶 剂，蒸馏、抽提出岩心中的 油和水。 如甲苯：密度0.897 沸点110℃
第三节 储层岩石的流体饱和度
一、定义：岩石孔隙中流体所占的体积百分数。 设孔隙中所含油、气、水的体积分别为：Vo、Vg、Vw
Vo So 100% Vp
Vw Sw 100% Vp
Vg Sg 100% Vp
So Sg Sw 1
Soi——原始含油饱和度； Swc——束缚水饱和度
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第一节 储层岩石的骨架性质
①筛析法 做法：将岩石洗油→烘干→称重A→松解成单个颗粒 →溢流法去胶结物→烘干称重B→过筛→分筛称重。 筛孔大小： 1)目：每英寸长度上的筛孔 数； 2）用mm表示筛孔直径。
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第一节 储层岩石的骨架性质 A B A——岩样干重 100 % 胶结物含量= A B——去胶结物后重
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第二节 储层岩石的孔隙性
（微观上）粒间孔隙由孔隙和喉道组成。
孔隙——控制着岩石的储油能力； 喉道——控制着孔隙的渗流能力。 配位数——与一个孔隙相连的喉道数目。
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第二节 储层岩石的孔隙性
2.储层岩石的孔隙度（porosity) 2.1 孔隙分类： 有效孔隙：直径大于0.0002mm，可以让流体通过 的孔隙。 无效孔隙：直径小于0.0002mm的微毛管孔隙和不 连通的孔隙。
第一章 储层岩石的物理性质
第一节 储层岩石的骨架性质
2.岩石的比面S（specific area): 粒度组成是表示岩石骨架分散性的一种指标，还可以 用岩石的比面来描述储层岩石骨架的分散程度。 2.1 定义：单位体积（外表）岩石内所有孔隙的内表面 积。 A S cm2/cm3 V 或:单位体积（外表）岩石内所有颗粒的总表面积。（胶 结物少）
第一章 储层岩石的物理性质
储层岩石以沉积岩为主，主要有：
碎屑岩（包括各类砂岩）：由砂粒及胶结物组成。 碳酸盐岩：CaCO 、CaMg（CO ） 组成。
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储层岩石的特点：具有孔隙性、渗透性。
第一章 储层岩石的物理性质
第一节 储层岩石的骨架性质
1.粒度组成（granulometric compsition): ⑴定义 指构成砂岩的各种大小不同的颗粒的含量.通常 用质量百分数表示. ⑵粒度分析方法： 薄片法：将岩石切成薄片，用显微镜观测和图象分析仪 测定颗粒直径及其数量（主要用于粒度较大的砂岩）； 筛析法：分析中小粒径的砂粒； 沉降法：分析直径＜40μm的砂粒。
第一章 储层岩石的物理性质
第二节 储层岩石的孔隙性
①测Vp
PaV2+Pb(V1－（Vf－Vp))=P1(V2+V1－(Vf－Vp))
第一章 储层岩石的物理性质
第二节 储层岩石的孔隙性
⑶饱和称重法
干重W1，饱和煤油后在空气中重W2，饱和煤油后 在煤油重重W3。则： Vpρ液=W2-W1 W2-W3=ρ煤油Vf
第二节 储层岩石的孔隙性
例题：计算等径球形颗粒正排列时岩石的孔隙度。 解：设球半径为r，单位立方体边长为2r， 则立方体的体积为：
Vf (2r ) 3 8r 3
单元体中由8个1/8的球，其体积Vs为：
1 4π r 3 4π r 3 Vs 8 8 3 3
4 π r3 8r － Vp Vf－Vs 3 φ Vf Vf 8r 3 π 1－ 0.476 47.6% 6
第二节 储层岩石的孔隙性
5.3 油藏的综合弹性压缩系数C：
指单位体积油藏岩石，当压力降低一个 MPa时，由于岩石孔隙体积的缩小，其中流 体的膨胀，总共排出的液量。
C Cf SoiCo ScwCw
Φ——孔隙度， Soi——孔隙中含油体积%， Swc——孔隙中束缚水所占体积%。
第一章 储层岩石的物理性质