油藏岩石的物理性质

10～1
渗透性差
＜1
渗透性极差
第五节 油藏岩石的渗透性
二、有效渗透率和相对渗透率
1.有效渗透率
当岩石孔隙中饱和两种或两种以上流体时，岩 石让其中一种流体的通过能力称为有效渗透率或 称为相渗透率。
Ko Kg Kw K
岩石的有效渗透率是岩石自身属性、流体饱和度 及其在孔隙中的分布的函数,而流体饱和度及其分布 后者与润湿性等有关。
第六节 油藏岩石的润湿性
润湿现象:
干净的玻璃板上滴一滴水
水迅速散成薄薄的一层
干净的玻璃板上滴一滴水银
水银聚拢形成球状
在铜片上滴一滴水银
水银呈馒头状
第六节 油藏岩石的润湿性
一、岩石的润湿性
1.润湿的定义
液体在表面分子力作用下在固体表面的流散现象。
2.衡量润湿性的参数
润湿角θ
过气液固或液液固三
定 相交点对液滴表面所 义 作的切线与液固表面
0.177 10.50
0.149 6.50
34 2320～2329 5.76
36 2320～2329 7.68
编
距顶
井段(m)
号
m 0.125 0.105
28 2320～2329 3.80 4.50 5.00
0.3 3.60 5.80 5.80
颗粒直径(mm)/累计质量百分数(%) 0.088 0.074 0.063 0.053 0.01
2. 束缚水饱和度Swc
单位孔隙体积中束缚水所占的比例。
第三节 油藏流体饱和度
3. 储量计算
对于原始含水饱和度为束缚水饱和度的未 饱和油藏：
油藏的原始含油饱和度：
Soi 1 Swc
油藏的地质储量：
N Ah 1 Swc o / Boi
第三节 油藏流体饱和度
三、残余油饱和度
1. 残余油
被工作剂驱洗过的地层中被滞留或闭锁在 岩石孔隙中的油。
第三节 油藏流体饱和度
一、油藏流体饱和度
定义： 单位孔隙体积中流体所占的比例。
Sl
Vl VP
Vl
V f
So Sw Sg 1
( l = o，w，g )
(同一油藏，同一时刻)
勘探阶段：原始饱和度 开发阶段：目前饱和度
第三节 油藏流体饱和度
二、束缚水饱和度
1. 束缚水
分布和残存在岩石颗粒接触处角隅和微细孔隙 中或吸附在岩石骨架颗粒表面，不可流动的水。
储层评价 极差 差
一般
好
特好
第二节 油藏岩石的孔隙性
2. 孔隙度的分类
(1)绝对孔隙度
a＝VVafp
岩石总孔隙体积或绝对孔隙体积 岩石外表体积或视体积
(2)有效孔隙度
e＝VVefp
在一定的压差作用下，被油、气、水 饱和且连通的孔隙体积
(3)流动孔隙度
＝Vlp l Vf
在一定的压差作用下，饱和于岩石孔隙 中的流体发生运动时，与可动流体体积 相当的那部分孔隙体积
第一节 砂岩的骨架性质
二、岩石的胶结物与胶结类型
● 岩石的胶结物
★泥质胶结物 粘土矿物(遇水膨胀、分散或絮凝)
对储 层的 潜在 影响
钠蒙脱石 伊利石 高岭石 绿泥石
600％～1000％ 减小孔隙的有效渗流半径 充填粒间孔隙，随流体运移 二次沉淀
第一节 砂岩的骨架性质
二、岩石的胶结物与胶结类型
● 岩石的胶结物
第五节 油藏岩石的渗透性
2.相对渗透率
指岩石孔隙中饱和多相流体时,岩石对每一相流 体的有效渗透率与岩石绝对渗透率的比值。
油相的相对渗透率 气相的相对渗透率 水相的相对渗透率
K ro
Ko K
K rg
Kg K
K rw
Kw K
同一岩石的相对渗透率之和总是小于1。
Kro Krg Krw 1
第五节 油藏岩石的渗透性
1
第一节 砂岩的骨架性质
粒度组成的表示方法及评价方法
表示方法： 数字
准确 图形
直观、明了
表 2.1.2 S 油田某井 S 下 2 地层岩石粒度分析数据
编
距顶
井段(m)
号
m
0.59
28 2320～2329 3.80 0.3
0.5 2.50
颗粒直径(mm)/质量百分数(%) 0.42 0.35 0.3 0.25 0.21 4.20 8.60 8.30 15.50 10.60
★灰质胶结物
碳酸盐类矿物 (遇酸反应)
酸物敏矿方解石（CaCO3） 白云石（CaMg(CO3)2）
菱铁矿（FeCO3） 与酸反应生成沉淀
FeCO3 2HCl FeCl2 H 2O CO2 2FeCl2 3H 2O 3O 2Fe(OH )3 2Cl2
绿 3FeO• Al2O3 • 2SiO2 • 3H2O 6HCl
★硅质胶结物
硅酸盐
(胶结最结实)
第一节 砂岩的骨架性质
● 胶结类型：
定义：胶结物在岩石中的分布状况与碎屑颗粒的接触关系。
岩石的胶结类型主要受胶结物含量、分布及颗粒与胶 结物的结合方式的控制。
•基底胶结 •孔隙胶结 •接触胶结 •杂乱胶结
第一节 砂岩的骨架性质
三、储层的敏感性
储层敏感性：指储层某种损害的发生对外界诱发
第二章 油藏岩石的物理性质
岩石
孔隙 裂缝 溶洞
为油气提供 储集空间 渗流通道
孔隙性 渗透性
沉积岩
岩 石
岩浆岩
变质岩
如碎屑岩、碳酸盐岩等 如花岗岩、玄武岩等 如大理岩、片麻岩等
第二章 油藏岩石的物理性质
第一节 砂岩的骨架性质
一、砂岩的粒度组成
砂岩的粒度组成：指构成砂岩的各种大小不同
的颗粒的相对含量。
第六节 油藏岩石的润湿性
第六节 油藏岩石的润湿性
润湿反转 由于表面活性剂的吸附，使固体表面的润湿
性发生改变的现象。 润湿反转程度既与固体表面性质和活性剂的性质有关，又 和活性剂的浓度有关。
第六节 油藏岩石的润湿性
4.油水在岩石孔道中的微观分布
（1）亲水岩石中的油水分布
湿相驱替非湿相的过程称为“吸吮过程。”
随着含盐量的 下降，粘土矿物晶层扩张增大，膨胀增加， 地层渗透率下降的现象。
当酸化液进入地层后于地层中的酸敏矿物发生反应，产 生凝胶或沉淀或释放出微粒，使地层渗透率下降的现象。
当高pH值流体进入油气层后，促使粘土水化、膨胀、 运移或生成沉淀物而造成的地层渗透率下降的现象。
考察在施加一定的有效应力时，岩样的物性参数随应力 变化而改变的性质。它反映了岩石孔隙几何学及裂缝壁 面形态对应力变化的响应。
所夹的角。
(从极性大的一端算起)
油水对固体表面的润湿平衡 1－水 2－油 3－固体
第六节 油藏岩石的润湿性
3.润湿性的判断
理论标准 岩石润湿性
θ＝0° θ<90° θ=90° θ>90° θ=180°
岩石表面完全水湿 岩石表面亲水 岩石表面中间润湿 岩石表面亲油 岩石表面完全油湿
实际标准
θ＝0° θ<85° 85°< θ < 100° θ>100° θ=180°
测定方法
薄片法 较大直径的砂粒组成 筛析法 中小直径的砂粒组成 沉降法 粒径小于40μm以下颗粒
第一节 砂岩的骨架性质
筛析法
基本做法：
将岩石洗油、烘干、称质 量、解析、过套筛、分筛称 质量、计算。
沉降法
原理：在合适的介质中测定颗
粒在外力场作用下的沉降速度, 间接确定颗粒的粒度组成。
v
gd 2
18
g l
1. 孔隙 岩石中未被碎屑颗粒、胶结物或其它固
体物质充填的空间。
孔隙
孔隙
空隙 空洞
裂隙(缝)
砂岩的孔隙大小和形态取决于砂粒的相互接 触关系以及成岩后生作用引起的变化。
第二节 油藏岩石的孔隙性
2. 储层岩石的孔隙特征
第二节 油藏岩石的孔隙性
3. 孔隙结构： 岩石中孔隙和喉道的几何形状、
大小、分布及其相互连通关系。
物理意义：
当地层压力降低单位压力时，单位体积岩石 中由于岩石孔隙体积的缩小和孔隙中流体的膨 胀而变化的总体积。
油藏弹性采油量： N CAh（Pi Pb）o / Bob
第五节 油藏岩石的渗透性
岩石的渗透性：在一定的压差作用下，储层岩石让
流体在其中流动的性质。其大小用渗透率表示。
一、油藏岩石的绝对渗透率
第七节 油藏岩石的毛管力
2.岩石亲水,毛管力是水驱油的动力,否则毛管力是 水驱油的阻力。
当毛管倾斜时,水沿毛 管上升,但垂直高度不变； 当毛管水平放置时,毛管 力则成为水驱油的动力。 若岩石亲油,毛管力将阻 止水进入毛管,从而成为 水驱油的阻力。
第七节 油藏岩石的毛管力
3.判断岩石的润湿性
岩石自动吸入流体的能力与毛管力的大小、方向有关。 毛管力的方向主要受控于流体对岩石的选择性润湿。
菱形： 25.95%
实际储层岩石孔隙度值的范围如下：
砂岩孔隙度为10%～40%,主要受砂岩的性质和其胶结 状态控制。
碳酸盐岩孔隙度介于5%～25%之间。有效孔隙度 粘土岩或页岩的孔隙度为20%～45%,它取决于该岩石 的成因和埋藏深度。
储层岩石(砂岩)孔隙度评价
孔隙度(%) <5 5～10 10～15 15～20 20～25
பைடு நூலகம்
第一节 砂岩的骨架性质
粒度组成的表示方法及评价方法
表示方法： 数字
准确 图形
直观、明了
尖峰越高， 粒度组成越
均匀
曲线越陡， 粒度组成越
均匀
第一节 砂岩的骨架性质
2. 岩石的比面
岩石的比表面积：指单位体积岩石的总表面积,m2/m3。 或指单位体积岩石内所有孔隙的内表面积。
S A V
岩石比面的大小影响化学方法采油的药剂消耗
3.相对渗透率曲线特征
A区： Sw≤Swi； 油相流动。
B区： Swi<Sw<1-Sor； 油、水相流动；随 Sw的增大，Kro急 剧降低，Krw增大。
C区： Sw≥1-Sor； 水相流动。
Kro Krw 1
油水相对渗透率
第五节 油藏岩石的渗透性
第五节 油藏岩石的渗透性
第五节 油藏岩石的渗透性
2. 残余油饱和度Sor
残余油占储层的孔隙体积的比例。
油藏采收率
Soi Sor
Soi
第四节 油藏的综合压缩系数
一、岩石的等温压缩系数 定义：等温条件下单位体积岩石中孔隙体积
随有效压力的变化值。
Cf
1
Vf
V p P
T
第四节 油藏的综合压缩系数
二、油藏的综合压缩系数
C C f Cl
C f Co So Cw Sw
第七节 油藏岩石的毛管力
3.判断岩石的润湿性
A1>A2 亲水
A1<A2 亲油
第七节 油藏岩石的毛管力
◆孔隙迂曲度：流体 质点实际流经的岩 石孔隙长度与岩石 外观长度之比。
第二节 油藏岩石的孔隙性
二、储层岩石的孔隙度
1. 定义：岩石孔隙体积与岩石外表体积之比；
或：单位岩石体积中孔隙体积所占的比例。
Vp Vp V f Vs
V f Vs Vp
Vf
第二节 油藏岩石的孔隙性
正方体： 47.6%
泥
3FeCl2 2Al(OH )3 2SiO2 • 3H2O
石 2FeCl2 3H 2O 3O 2Fe(OH )3 2Cl2
第一节 砂岩的骨架性质
二、岩石的胶结物与胶结类型
● 岩石的胶结物
★硫酸盐胶结物 石膏和硬石膏 (高温脱水)
石膏 CaSO4•nH2O 硬石膏 CaSO4
影响束缚水饱和度的测定值
3.80 4.50 2.20 3.90 8.00
<0.01 0.20
8.50 0.40
34 2320～2329 5.76 11.70 11.10 8.10 6.90 5.90 5.20 12.00 15.00 36 2320～2329 7.68 3.40 7.70 17.30 12.10 10.90 10.20 28.00 10.00
第一节 砂岩的骨架性质
主要损害机理
（1）外来流体与储层岩石矿物不配伍造成的损害； （2）外来流体与储层流体不配伍造成的损害； （3）毛细现象造成的损害； （4）固相颗粒堵塞引起的损害。 （5）微生物及其代谢产物产生的损害。 （6）地层压力降低引起的孔隙结构破坏。
第二节 油藏岩石的孔隙性
一、储层岩石的孔隙和孔隙结构
达西公式
QL
K AP1 P2
★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为岩石的绝对渗透率
第五节 油藏岩石的渗透性
级别 1 2 3 4 5
储层渗透率评价
K×10-3μm2
储层评价
>1000
渗透性极好
1000～100
渗透性好
100～10
渗透性一般
第六节 油藏岩石的润湿性
4.油水在岩石孔道中的微观分布
（2）亲油岩石中的油水分布
非湿相驱替湿相的过程称为“驱替过程。”
第七节 油藏岩石的毛管力
一、弯液面在毛细管中上升的现象
毛管力
Pc
gh
2
cos
r
第七节 油藏岩石的毛管力
第七节 油藏岩石的毛管力
二、毛管力公式及曲线的应用
1.油藏中流体界面是过渡带
条件的敏感程度。
假设流体与地层无任何
速敏 水敏
物理化学作用，由于流速 增加而引起渗透率下降造 成地层伤害的现象。
盐敏 酸敏 碱敏 应力敏
当与地层不配伍的外来流 体进入地层后，引起岩石中 粘土矿物变化，粘土矿物出 现絮凝、膨胀、收缩、分散、 流失、运移、沉降和堵塞等 过程，并最终使岩石渗透率 下降的现象