储层岩石的孔隙结构和孔隙性

类型 孔径mm 缝宽mm 流体流动情况
例
超毛管 孔隙
＞500
＞250
能自由流动
大溶洞 大裂缝
毛细管 孔隙
500～0.2
25～0.1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ不能自由流动,需 外力克服毛管力
一般 砂岩孔隙
微毛细 管孔隙
＜0.2
＜0.1
常规条件下难流
动,△p很高
泥岩中 孔隙
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第1章2节
（2）按连通状况分
孔隙大小和分布 结构参数
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第1章2节
（1）孔隙大小和分布
孔隙分布特点： 高度分散、高度非均质 →用统计学方法研究其分布特征
研究方法：
压汞法：获取孔喉大小及分布特征。测出的注入汞V％ 及毛管曲线上对应的孔隙半径绘制两条曲线。
表示：
孔隙大小分布曲线 孔隙大小累积分布曲线
测定内容：
岩石总体积Vb 孔隙体积Vp 骨架体积Vs
第1章2节
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1. 岩石总体积Vb的测定 方法：
直接测量 封蜡法 饱和煤油法 水银法
（1）直接测量法
用千分卡尺直接测量小岩心总体积。 特点：简单。 适用对象：胶结好，不垮、不碎的岩心。
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——矿场上广泛采用
气体等温膨胀，从标准室进入装岩样的未知室。由波
义尔定律：Vk·pk＝p ·（Vk＋V）
则Vp：
V Vk pk p
p
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特点：
适用范围广（疏松、致密岩石均可）； 结果准确可靠；可测定岩石Vp和Vs； 测定的孔隙体积Vp≈岩石总孔隙体积。
岩石Vp是十分重要的储层参数，除计算孔隙度外， 在油藏工程研究及各种动态试验（流动试验，驱替 试验，提高采收率微观机理研究试验等）中都要用 到Vp 参数。
方法：
气体孔隙度仪 饱和煤油法 流体加和法
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（1）气体孔隙度仪器 *实验
原理：据波义尔 定律，通过测定孔隙 中气体的体积来测定 孔隙体积Vp。
特殊矿物成分：易形成降低fz 的微观结构
一般规律：
• 矿物吸附性强、粘土矿物含量↑→fff↓；
• •
矿风矿物化物易程表破度面碎高性→、f溶质z 蚀↓、→→敏易f感形z ↑成性；低影渗响透储储层层f；ff；
•矿云物母稳的定片性状、结构特→殊f矿z ↓物； 含量影响储层fz 。
• 黄铁矿、绿泥石等易嵌入孔隙中→ fz ↓
连通孔隙 孤立孔隙——死孔隙
（3）按储渗性能分
有效孔隙：连通的超毛管、毛细管孔隙 无效孔隙：微毛细管孔隙、死孔隙
只有相互连通的“超毛细管孔隙”和“毛细管
孔隙”才是有效的油气储渗空间；“微毛细管孔隙” 及“死孔隙”是无意义的孔隙空间。
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2. 孔隙度概念（porosity） （1）孔隙度定义
（2）孔隙配位数
孔隙配位数：指每个孔隙所连通的喉道数。 一般为2-15。
（3）孔隙迂曲度（l）
迂曲度：指流体质点在岩石中实际流经的路程l与岩石外观 长度L之比，即：
l l
L
迂曲度l用于定量描述孔隙的弯曲程度。 但l无法测定，常在1.2－2.5范围中取值。
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本节内容
储层岩石的孔隙结构 岩石孔隙度概念 影响孔隙度大小的因素 岩石孔隙度的测定 孔隙度与表征性体积单元 储层岩石的压缩性
开发实践证明，孔隙类型、孔隙结构是 决定储层性能的根本因素和影响油气井产 能的重要因素。
储层孔隙性是决定油气藏规模和开采价 值的重要储层特性。
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本节内容
储层岩石的孔隙结构 岩石孔隙度概念 影响孔隙度大小的因素 岩石孔隙度的测定 孔隙度与表征性体积单元 储层岩石的压缩性
fz ＞fe＞fff
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注意： 流动孔隙度fff与有效孔隙度fe的区别.
fff 不考虑无效孔隙，排除了被孔隙所俘留的液体 所占据的毛管孔隙空间（包括有效孔隙和液膜占 据的空间）。
fff 随地层压力的变化及岩石、流体间物理-化学性
质的变化而变化。fff 是动态参数，在数值上是不
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孔隙度f ：指岩石孔隙总体积与岩石总体积的比值。
f Vp 100%
Vb
f

1
Vs Vb
100%
Vp＝Vb－Vs
式中：f—岩石孔隙度；
Vp—岩石孔隙总体积； Vb—岩石总体积（外表体积）； Vs—岩石骨架总体积。
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一、储层岩石的孔隙结构
——储层空隙特征的微观评价
储层孔隙：岩石中未被固体物质充填的空隙空间。
孔 隙 结 构 ： 岩主石要的内孔容
隙类型、孔喉大小和分布、
形态及连通关系、孔以隙及类孔型及组合关系
隙表面粗糙度等因孔素隙的大总小及分选性评价
合。
孔隙结构参数
渗透率 ＞2000 500-2000 100-500 10-100 ＜10
＜1
储层评价 特高孔特高渗储层
高孔高渗储层 中孔中渗储层 低孔低渗储层 特低孔特低渗储层
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储层岩石的孔隙结构 岩石孔隙度概念 影响孔隙度大小的因素 岩石孔隙度的测定 孔隙度与表征性体积单元 储层岩石的压缩性
峰态Kp（尖度）： 表示孔喉分布曲线峰的陡峭程度，反映岩石中最常出现 的孔喉大小的集中程度。
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3. 孔隙结构参数
孔喉比 孔隙配位数 孔隙迂曲度
薄片、铸体及图 象分析测定
（1）孔喉比
孔喉比：孔隙与喉道的直径或半径 之比。
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（3）饱和煤油法
原理：利用阿基米德浮力原理进行测量。 步骤：将干岩样抽真空后饱和煤油，称重：
饱和煤油岩样空气中重：w1
饱和煤油岩样煤油中重：w2
则岩样：Vb

w1 w2
ro
式中：ro—煤油密度，g/cm3
适用对象：外表不规则，但不疏松、不垮、不碎的岩样。
（2）孔隙组合关系
孔隙-裂缝组合→介质模型→宏观研究 孔隙-喉道组合→网络模型→微观研究
① 孔隙-裂缝组合 按孔、缝发育程度及其对流动的贡献分：
孔隙介质模型：（纯孔隙介质） ——孔隙为储集空间、流动通道。
双孔介质模型： ——孔隙为储集空间，裂缝为流动通道。
双重介质模型：（双孔双渗） ——孔、缝均是储集空间和流动通道。
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② 孔隙-喉道组合
孔隙网络模型分：物理模型、数学模型
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2. 孔隙大小及分选性
——孔隙大小的表示和评价
孔隙大小及分选性是评价储层储孔、渗特性 的重要信息，是微观渗流机理研究不可缺少的基础 参数。
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（2）几个孔隙度概念
按孔隙性质（大小、储渗能力），可分为：
孔隙度
绝对孔隙度
fz
有效孔隙度
fe
流动孔隙度
fff
关系
公式
岩石中孔隙体积
fz

Va Vb
100%
fe

Ve Vb
100%
f ff
Vff Vb
100%
Va：孔隙总体积
Ve：有效孔隙体积 Vff：与流动的液体体积
相等的孔隙体积
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（4）水银法
原理：将岩样放入汞中，通过排除汞的体积确定岩样 总体积。
（汞是大分子液态金属，为非润湿流体。常温、 压下，汞不能进入岩样孔隙中。）
特点：快速、准确，但对人体有害。
适用对象：没有大的溶孔、溶洞的岩样。
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2. 岩石孔隙体积Vp的测定
确定的。
fe反映原始地质储量的大小，而fff反映可采储量的
大小。
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（3）储层孔隙度分布范围
储层孔隙度范围：5～30%； 砂岩一般：10-25%；碳酸盐岩：＜5%
储层类型 一级 二级 三级 四级 五级 非储层
孔隙度 ＞30% 25-30% 15-25% 10-15% 5-10% ＜5%
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3. 埋深对孔隙度的影响
颗粒排列方式：埋深↑→排列紧密→fz↓； 对孔隙的改造：温、压、地下水等→fz 改变。
例如，胶结物形成→使孔隙度降低； 溶蚀等作用→使孔隙度增加。
总之，时代越老、埋藏越深的岩石的孔隙度越低。
此外，流体及动态过程（开发阶段、方式，油藏压力变化等）
对岩石fff有较大的影响。如： • 驱动压差↑→减薄孔隙表面液膜→fff ↑ • 流体粘度↑→增厚孔隙表面液膜→fff ↑
第1章2节
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（2）饱和煤油法
原理：通过测孔隙中饱和的煤油Vo→测Vp。 步骤：称出干岩样空气中重：w1
称出干岩样饱和煤油后在空气中重：w2
特点：
则岩样Vp： V p

w2 w1
ro
• 简单；
• 煤油易挥发→易产生误差;
• 测定的孔隙体积Vp≈岩石有效孔隙体积。
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（2）封蜡法
原理：利用阿基米德浮力原理进行测量。
步骤： 称岩样在空气中的重量：w1 称覆盖蜡衣岩样空气中重：w2 称覆盖蜡衣岩样水中重：w3 →岩样Vb＝覆盖蜡衣的岩样V－蜡衣V：
Vb

w2 w3
rw

w2 w1
rp
式中：rw 、rp—水、石蜡密度，g/cm3
适用对象：疏松、易垮、易碎的岩样。 广泛，矿场最常用。
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第1章2节
峰越尖锐，孔隙大小越均匀； 曲线越陡，孔隙大小越均匀
孔隙分布曲线用于定性表征岩石孔隙大小分布特征。
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第1章2节
（2）孔隙大小分选性评价
分选系数Sp（孔喉均匀度）： 描述孔喉大小分布均匀程度。
歪度Skp（偏度）： 描述孔隙组成偏大孔或偏小孔分布。
储层岩石的孔隙结构和孔隙性
（3）流体加和法
原理：由测定的流体体积间接求出岩石Vp。 分别测出岩样中油、气、水的体积， 则: Vp＝∑ Vo＋ Vg ＋ Vw
特点：油气体积不易测准，误差大。
3. 岩石骨架体积Vs的测定 方法：
孔隙度仪 固体体积法
油层物理
储层岩石的物理性质
第一章
储层岩石的物理性质
第1章
本章内容
§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 储层岩石的流体饱和度 §4 储层岩石的渗透性 §5 储层岩石参数的平均值处理方法 §6 储层岩石的敏感性
储层岩石的孔隙结构和孔隙性
第1章2节
§2. 储层岩石的孔隙结构及孔隙性
储层岩石的孔隙结构和孔隙性
第1章2节
1. 储层岩石的孔隙类型及组合关系
（1）孔隙类型
按成因 砂岩储层孔隙可分为三类： • 粒间孔：碎屑颗粒间的原生孔隙； • 溶蚀孔：粒间溶孔、粒内溶孔。次生； • 裂缝：成岩改造或构造形变形成的缝隙。次生。
按形态 砂岩孔隙归结为两类： • 孔隙 • 裂缝
储层岩石的孔隙结构和孔隙性
储层岩石的孔隙结构和孔隙性
2. 粒度、分选及排列方式的影响
第1章2节
理想颗粒，介质f 与颗粒大小无关
实际储层，颗粒平均粒径 d↑→fz ↓（分选影响） ； 分选差→大孔被小颗粒充填→ fz ↓。 紧密排列→fz↓；
总之，分选越好，排列越不紧密，储层f z 越高。
储层岩石的孔隙结构和孔隙性
储层岩石的孔隙结构和孔隙性
本节内容
储层岩石的孔隙结构 岩石孔隙度概念 影响孔隙度大小的因素 岩石孔隙度的测定 孔隙度与表征性体积单元 储层岩石的压缩性
第1章2节
储层岩石的孔隙结构和孔隙性
四、岩石孔隙度的测定
从定义：
知f 与Vb、Vp、Vs 三个参数有关 →求出其中任意两个，则可算得f。
第1章2节
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第1章2节
三、影响孔隙度大小的因素
影响因素：
内因：岩石矿物成分——颗粒性质 粒度分布及排列等——组成、结构
外因：埋深——温度、压力条件
储层岩石的孔隙结构和孔隙性
第1章2节
1. 岩石矿物成分的影响
矿物的表面性质：吸附性、润湿性等 矿物的稳定性：抗风化、溶蚀能力等 矿物的敏感性：水敏性
第1章2节
储层岩石的孔隙结构和孔隙性
第1章2节
二、岩石孔隙度的概念
岩石孔隙度是衡量储层孔隙发育程度、 评价储层储渗性能的重要宏观参数。
实践证明，不是所有储层空隙空间都 具有储、渗流体的能力，只有达到一定大 小规模的孔、缝，才能储集流体、使流体 在其中流动。
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第1章2节
1. 储层孔隙的大小及分类 （1）按大小分为