1.4 储层岩石的渗透率

Q = Q
'
K=
φr
8
2
⇒r=
8K
φ
(三) 渗透率和比面的关系
K=
φ
3 3
2S
3
=
φ
2S
2 P
=
φ
2 S
3 2
2 S (1 − φ )
3
LLL
φ φ φ K = = = 2 2 2 2 ξS ξ S S (1 − φ ) ξ SP
Kg
b Kg = K∞ (1 + ) p
K∞
P
4C ⋅ λ P b= r
λ=
1 2 2π d n
C．不同气体所测的渗透率不同； 不同气体所测的渗透率不同； D．岩石不同，气测Kg与液测Kw差值大小不同 岩石不同，气测Kg与液测Kw差值大小不同 Kg与液测Kw 4.气测渗透率的校正 气测渗透率的校正 A. 绘制Kg与 绘制 与
3．气体渗透率测定规律
不同气体在不同压力下的渗透率 1000 渗透率，0.001 001um2 800 600 400 200 0 0 2 4 6 1/p,1/MP 8 10
氢气 空气
系列1 系列2 系列3
co2
3．气体渗透率测定规律
A.同一岩石的气测渗透率大于液测渗透率； 同一岩石的气测渗透率大于液测渗透率； 同一岩石的气测渗透率大于液测渗透率 B.平均压力越小，所测气体渗透率越大; B.平均压力越小，所测气体渗透率越大; 平均压力越小 当压力增至无穷大时,接近于液测渗透率, 当压力增至无穷大时,接近于液测渗透率,该渗透 率称为等效液体渗透率或克氏渗透率； 率称为等效液体渗透率或克氏渗透率；
1达西的物理意义义：粘度为1cp的流体 在压差为 达西的物理意义义：粘度为 的流体,在压差为 达西的物理意义义 的流体 在压差为1atm的作用 的作用 通过横截面积为1 长度为1cm的多孔介质 其流量为 的多孔介质,其流量为 下，通过横截面积为 cm2,长度为 长度为 的多孔介质 其流量为1 cm3/s，此时，孔隙介质的渗透率称为 达西。 达西。 ，此时，孔隙介质的渗透率称为1达西
气测渗透率大于液体渗透率的原因： ★ 气测渗透率大于液体渗透率的原因：
液测时孔道壁上不流动的液膜占去了一部分流 动通道。气测时，由于气体滑动现象的存在， 动通道。气测时，由于气体滑动现象的存在，使 得管壁处的气体也参加流动，与液测时相比， 得管壁处的气体也参加流动，与液测时相比，岩 石孔道提供了更大的孔隙流动空间， 石孔道提供了更大的孔隙流动空间，因此气测渗 透率一般比液测渗透率大。 透率一般比液测渗透率大。
设有一块砂岩岩心， L=3cm，截面积A=2 设有一块砂岩岩心，长度 L=3cm，截面积A=2 其中只有粘度为1cp的水通过 的水通过， cm2，其中只有粘度为1cp的水通过，在压差 P=2atm下通过岩石的流量 下通过岩石的流量Q=0.5cm △P=2atm下通过岩石的流量Q=0.5cm3/s，根 据上面所讲的达西定律得: 据上面所讲的达西定律得:
2） 串联地层的总渗透率（多层横向不均匀） ） 串联地层的总渗透率（多层横向不均匀） A．直线渗流： ．直线渗流：
P1 Q K1 ∆P 1 L1 K2 ∆P2 L2 L K3 ∆P 3 L3 Q h P2
W
∆P = ∆P + ∆P2 + ∆P3 1
∑L ⇒K = L ∑K
i i i
B．径向渗流： ．径向渗流：
K 2π h(P − Pw ) e Q= u ln Re Rw
Re ln Rw ⇒K = Ri 1 ∑ K ln R i i −1
∆ P = ∆ P1 + ∆ P2 + ∆ P3
十.岩石渗透率和其它物性的关系 岩石渗透率和其它物性的关系
一、毛细管束模型及其毛管渗流定律 1．毛细管束模型 ．
图2 -24
三.测定绝对渗透率的条件
流体与岩石之间不发生任何物理、 ① 流体与岩石之间不发生任何物理、化 学反应; 学反应; 多孔介质中只存在一种流体 介质中只存在一种流体， ② 多孔介质中只存在一种流体，即岩石 100%的饱和某 种流体; 的饱和某一 100%的饱和某一种流体; ③ 流动必须是在层流范围之内. 流动必须是在层流范围之内.
第四节
储层岩石的渗透率
• 教学目的： 教学目的： • 掌握达西定律、岩石的绝对渗透率的 定义及计算；气体滑脱效应、平均渗 透率的计算。 • 教学重点和难点：达西定律，岩石的 教学重点和难点： 绝对渗透率，气体滑脱效应。 • 教法说明：课堂讲授 教法说明： • 教学内容： 教学内容：
第四节
储层岩石的渗透率
1.气测渗透率计算公式 气测渗透率计算公式
QuL K = A∆ P
图2 直线渗流的岩心中压力分布
2 P0Q0uL 2 P0Q0uL K= = 2 2 A( P + P2 )( P − P2 ) A( P − P2 ) 1 1 1
2．克林肯堡效应
★ 克林肯堡效应 克林肯堡效应(气体滑动效应) 克林肯堡效应(气体滑动效应)表示的是气体在 管道中流动时，管壁处流速不为零， 管道中流动时，管壁处流速不为零，而液体在 管壁处流速为零。 管壁处流速为零。
QµL 0.167× 3× 3 K= = = 0.375 达西 A⋅ ∆P 2× 2
绝对渗透率特点: 绝对渗透率特点
岩石的渗透率K 岩石的渗透率K为岩石自身的性 质，它主要取决于喉道的大小及其分 它主要取决于喉道的大小及其分 而与所通过流体的性质无关。 布，而与所通过流体的性质无关。
四.达西定律的适用条件 达西定律的适用条件
1 P
的关系曲线
B.利用经验公式和图版校正 利用经验公式和图版校正。 利用经验公式和图版校正
六.按渗透率将储层分类 按渗透率将储层分类
等 级 渗 透
2
率
评 价
um
Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级 Ⅳ级 Ⅴ级 > 1 1—0.1
10−3 um2
>1000 1000— 1000—100 100— 100—10 10—1 10— < 1 渗透性极好 渗透性好 渗透性中等 渗透性微弱 非渗透性的
Kv =
∑ K Ah ∑ Ah
i i i i
i
3、按物理过程的要求进行平均 、
1）、并联（多层纵向不均一）地层的总渗透率 ）、并联（多层纵向不均一） ）、并联 A.直线渗流 直线渗流
∑Kh K = ∑h
i
i i
B．平面径向渗流 ．
K
∑Kh = ∑h
i i
i
K 2π h( Pe − Pw ) Q= u ln Re / Rw
①中高渗油藏在临界流速以 下符合达西定律； 下符合达西定律；
3.5uφ 3 2 vc = ρ K
② 低渗油藏在低于启动压 力梯度时不流动， 力梯度时不流动，不符 合达西定律。 合达西定律。
11渗流速度与压力梯度关系 图2 -11 渗流速度与压力梯度关系
五.气测渗透率及滑脱效应 气测渗透率及滑脱效应
0.1— 0.1—0.01 0.01—0.001 0.01— < 0.001
七.影响岩石渗透率的因素 影响岩石渗透率的因素
七.影响岩石渗透率的因素 影响岩石渗透率的因素
5．岩石构造的影响 K'' > K+ 6．外界因素的影响
八、岩石渗透率的确定
1．直接测定法 ． 1）常规小岩心液体渗透率测定 ）
1、算术平均法 、
n
K
=
∑
K n
n
i=1
i
φ
=
∑
φ
n
i = 1
i
2、加权平均法
按油层厚度加权平均渗透率为； 按油层厚度加权平均渗透率为；
Kn =
∑Kh ∑h
i i
i
按油层面积加权的平均渗透率： 按油层面积加权的平均渗透率：
K
A
=
Байду номын сангаас
∑K A ∑A
i i
i
按油层体积加权平均的渗透率： 按油层体积加权平均的渗透率：
一、达西定律及岩石的绝对渗透率
Q h1 − h 2 = K′ A L KA(P1 − P2 ) Q= µ⋅L
比例常数 岩石的绝对渗透率
二、渗透率的单位
L A ∆P µ Q K 达西单位制 cm cm2 atm cp cm3/s darcy CGS cm cm2 dyn/cm2 p cm3/s cm2 PERM ft ft2 psia cp bbl/day perm SI cm cm2 MPa mpa.s cm3/s µm2
QµL 0.5 × 1 × 3 K= = = 0.375达西 A ⋅ ∆P 2× 2
如果上面这块岩心不是用盐水通过， 如果上面这块岩心不是用盐水通过，而是用粘 cp的油通过 在同样压差△P=2atm的条件 的油通过， 度3cp的油通过，在同样压差△P=2atm的条件 下它的流量Q=0.167cm 下它的流量Q=0.167cm3/s，同理
平行毛管束模型
2．毛管渗流定律 ．
(r − r )(P − P2 ) 1 v= 4uL
2 0 2
⇒q =
πr (P − P ) 1 2
4 0
8uL
(二) 渗透率和孔隙半径的关系
对于假想岩石，设单位截面积上有n根半径为r的毛细 对于假想岩石，设单位截面积上有n根半径为r 岩石其余几何尺寸， 管.岩石其余几何尺寸，流体性质和外加压差与真实岩 岩石其余几何尺寸 石相同。 石相同。 根据等效渗流原理，两者流量应相等，即 根据等效渗流原理，两者流量应相等，
岩心夹持器 恒速泵 液体容器
2）气测渗透率方法 ）
2 Q 0 P0 uL K = 2 2 A ( P1 − P2 )
3）垂直管流量计法
BuL 3 K= × 10 TA
2．间接测定法
1）利用渗透率和孔隙半径的关系计算
φr K = 2 8τ
2）利用测井资料估算 ）
2
Cφ K = b S wi
a
九、储层岩性参数的平均值处理方法