油層物理-儲層巖石特性課件

第二篇儲層巖石的物理特性

第二篇

儲層巖石的物理特性.

儲層（又稱儲集層）是具有孔隙、裂縫或孔洞的、儲存有石油或天然氣、且石油天然氣可以在其中流動的巖層。

第二篇

儲層巖石的物理特性

儲層的兩個重要的特性：

1）存在油氣在地下儲存的空間——孔隙性

2）保證油氣在巖層中可以流動——滲透性

Petro-Physics油層物理學

中國石油大學（北京）

表5—1儲層巖石的分類與實例

沉積類型

巖

性

分

類

典型油田舉例

疏松砂巖

薩爾圖油田、勝坨油田

粉砂巖

文東油田

致密砂巖

棗園油田

砂巖

裂縫性砂巖

延長油田

礫巖

礫巖

克拉瑪依油田

砂礫巖

曙光油田

砂礫巖

裂縫性砂礫巖

蒙古林油田

碎屑巖

泥巖

孔隙縫洞泥灰?guī)r

南翼山油田

裂縫孔洞白云巖

任丘油田

白云巖

裂縫孔隙泥質(zhì)白云巖

風成城油田

裂縫孔洞灰?guī)r

蘇橋油田

生物灰?guī)r

樁西油田

石灰?guī)r

孔隙裂縫藻灰?guī)r

義東油田

裂縫孔隙安山巖

風化店油田

裂縫性凝灰?guī)r

哈達圖油田

火山巖

車排子油田

火成巖

玄武巖、安山巖

克拉瑪依油田417斷塊

裂縫性變質(zhì)巖

鴨兒峽油田

碳酸鹽巖

變質(zhì)巖

裂縫性花崗巖

靜安堡油田

第二篇

儲層巖石的物理特性沉積巖儲層巖石的物理特性：廣義地說：熱學性質(zhì)、電學性質(zhì)、放射性、聲學特性、力學特性、機械特性等各種性質(zhì)。狹義地說：孔隙性、滲透性、（飽和度、壓縮性）

這些性質(zhì)或參數(shù)并非一成不變的，而是受鉆井、開發(fā)開采作業(yè)的影響，儲層敏感性(速敏、水敏、酸敏等)及其評價問題，也是本篇研究的一個內(nèi)容。

第二篇

儲層巖石的物理特性.

油氣儲層是地下深處多孔介質(zhì)，因此油氣地下儲集空間的特征——儲層多孔介質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)決定了：

油氣的儲存豐度與儲量、

油氣井的產(chǎn)能，

油藏開發(fā)的難易程度油藏開發(fā)的最終效果。

第二篇

儲層巖石的物理特性

第一節(jié)砂巖的構(gòu)成一、巖石的粒度組成

1、粒度組成的概念

2、粒度組成的表示方法

3、粒度參數(shù)

4、幾種平均粒度二、巖石的比面三、巖石的膠結(jié)物及膠結(jié)類型

第五章儲層多孔介質(zhì)的幾何特性

實驗室用巖芯

巖心鑄體薄片X100攝像

巖心電鏡圖片X200攝像

(1)單重孔隙介質(zhì)

a.粒間孔隙結(jié)構(gòu):b.純裂縫結(jié)構(gòu):理想模型見圖5－15

(2)雙重孔隙介質(zhì)

a.裂縫-孔隙結(jié)構(gòu):特別發(fā)育于石灰?guī)r與白云巖中。理想模型見5－16b.孔洞-孔隙結(jié)構(gòu):也特別發(fā)育于碳酸鹽巖石。它是在粒間孔隙的巖石中分布著大的洞穴，洞穴的尺寸超過毛細管大小所以在這種孔隙結(jié)構(gòu)中，兩種不同孔隙服從兩種不同范疇的流動規(guī)律。流體在粒間孔隙中的流動服從滲流規(guī)律；而在洞穴中的流動服從流體力學奈維-斯托克斯方程。因此洞穴-孔隙結(jié)構(gòu)也是一種服從兩種流體流動規(guī)律的雙重孔隙介質(zhì)，其理想模型如圖5—17。(3)三重孔隙介質(zhì)

a.孔隙-微裂縫-大洞穴：由粒間孔隙、微裂縫再加上大洞穴構(gòu)成。

b.孔隙-微裂縫-大裂縫：即粒間孔隙、微裂縫、大裂縫三重孔隙并存的混合結(jié)構(gòu)，特別發(fā)育于碳酸鹽巖石。對于三重孔隙介質(zhì)的滲流規(guī)律目前還處于探索研究階段。

3、孔隙結(jié)構(gòu)類型（1）單重孔隙介質(zhì)（2）雙重孔隙介質(zhì)（3）三重孔隙介質(zhì)3、孔隙結(jié)構(gòu)類型中國石油大學（北京）

(1)單重孔隙介質(zhì)

a.粒間孔隙結(jié)構(gòu):b.純裂縫結(jié)構(gòu):3、孔隙結(jié)構(gòu)類型

(2)雙重孔隙介質(zhì)

a.裂縫-孔隙結(jié)構(gòu):

特別發(fā)育于石灰?guī)r與白云巖中。

b.孔洞-孔隙結(jié)構(gòu):也特別發(fā)育于碳酸鹽巖石。它是在粒間孔隙的巖石中分布著大的洞穴，洞穴的尺寸超過毛細管大小，所以在這種孔隙結(jié)構(gòu)中，兩種不同孔隙服從兩種不同范疇的流動規(guī)律。

流體在粒間孔隙中的流動服從滲流規(guī)律；而在洞穴中的流動服從流體力學奈維-斯托克斯方程。因此洞穴-孔隙結(jié)構(gòu)也是一種服從兩種流體流動規(guī)律的雙重孔隙介質(zhì)，其理想模型如圖5—17。

第三節(jié)儲層巖石的孔隙度

巖石的總體積Vb（又稱外表體積、視體積）是由孔隙體積Vp及固相顆粒體積(基質(zhì)體積)Vs兩部分組成，即：

Vb＝Vp十Vs

孔隙度（φ）是指巖石中孔隙體積Vp與巖石總體積Vb的比值一、孔隙度的定義1、巖石的絕對孔隙度(φ)巖石總孔隙體積（Va）可以細分為以下幾種孔隙：巖石總孔隙體積{1）連通孔隙體積又稱為有效孔隙體積{a可流動的孔隙體積b不可流動孔隙體積2）不連通孔隙體積

巖石的絕對孔隙度(φa)指巖石的總孔隙體積Va與巖石外表體積Vb之比，即：

2、巖石的有效孔隙度

是指巖石中有效孔隙的體積Ve與巖石外表體積Vb之比。計算儲量和評價油氣層特性時一般指有效孔隙體度。3、巖石的流動孔隙度

是指在含油巖石中，可流動的孔隙體積Vf與巖石外表體積Vb之比。Petro-Physics油層物理學

中國石油大學（北京）二、儲層按孔隙度分級

砂巖儲層的孔隙度介于5％~25%，碳酸鹽巖基質(zhì)的孔隙度一般小于5％。一般認為孔隙度小于5％的砂巖儲層沒有開采價值

一、巖石壓縮系數(shù)（巖石彈性壓縮系數(shù)）第四節(jié)儲層巖石的壓縮性--油層壓力降低--巖石的體積--巖石的壓縮系數(shù)Mpa-1時，孔隙體積縮小值當油層壓力每降低單位壓力時，單位體積巖石孔隙體積縮小值?？紫扼w積縮小，才使油不斷從油層中流出。（驅(qū)油動力）1、含油飽和度、含水飽和度、含氣飽和度根據(jù)上述定義，儲層巖石孔隙中油、水、氣的飽和度可以分別表示為：第五節(jié)儲層巖石流體飽和度1、原始含水飽和度——束縛水飽和度

原始含水飽和度(Swi)是油藏投入開發(fā)前儲層巖石孔隙空間中原始含水體積Vwi和巖石孔隙體積Vp的比值。流體飽和度——

時間和空間的函數(shù)2、原始含油飽和度地層中原始狀態(tài)下含油體積Voi與巖石孔隙體積Vp之比稱為原始含油飽和度：

Soi＝1—Swi

3、當前油、氣、水飽和度油田開發(fā)一段時間后，地層孔隙中含油、氣、水飽和度稱為當前含油、氣、水飽和度，簡稱含油飽和度、含氣飽和度或含水飽和度。

5、殘余油飽和度與剩余油飽和度經(jīng)過某一采油方法或驅(qū)替作用后，仍然不能采出而殘留于油層孔隙中的原油稱為殘余油，其體積在巖石孔隙中所占體積的百分數(shù)稱為殘余油飽和度用Sor表示。可以理解，驅(qū)替后結(jié)束后殘余油是處于束縛狀態(tài)、不可流動狀態(tài)的。剩余油主要指一個油藏經(jīng)過某一采油方法開采后，仍不能采出的地下原油。一般包括驅(qū)油劑波及不到的死油區(qū)內(nèi)的原油及驅(qū)油劑（注水）波及到了但仍驅(qū)不出來的殘余油兩部分。剩余油的多少取決于地質(zhì)條件、原油性質(zhì)、驅(qū)油劑種類、開發(fā)井網(wǎng)以及開采工藝技術(shù)，通過一些開發(fā)調(diào)整措施或增產(chǎn)措施后仍有一部分可以被采出。剩余油體積與孔隙體積的之比稱為剩余油飽和度。

第五節(jié)儲層巖石流體飽和度原油體積系數(shù)Bo原油在地層條件下的體積Vf與其在地面脫氣后的體積Vs之比叫原油體積系數(shù)。由于溶解氣和熱膨脹的影響遠遠超過彈性壓縮的影響，地層原油體積總大于地面脫氣后原油體積，所以原油體積系數(shù)都大于1，一般在1.05～1.8之間變化[例5—1]某油藏含油面積A=14.4平方公里，油層有效厚度10米，孔隙度0.2，束縛水飽和度0.3，原油地下體積系數(shù)1.2，原油相對密度為0.86。試計算該油藏的原油儲量。解：根據(jù)題意，該油藏原油的地下體積為則原油儲量（地面體積）為：或該油藏的原油儲量為1.68×107×0.86=1.445萬噸。

第六章儲層巖石的流體滲透性

第一節(jié)達西定律及巖石絕對滲透率

第一節(jié)達西定律及巖石絕對滲透率壓差流量Q或流速達西定律：

A——砂柱截面積，cm2；

L——砂柱長度，cm；

μ——通過砂柱的流體粘度，mPa·s；

△P——流體通過砂柱前后的壓力差，atm；

K——比例系數(shù)，稱為該孔隙介質(zhì)的絕對滲透率，D。式中：Q——在壓差△P下，通過砂柱的流量，cm3／s；滲流速度達西定律：滲透率

滲透率具有面積的因次，它代表多孔介質(zhì)中孔隙通道面積的大小。滲透率越高，孔道總面積越大，液體在其中流動越容易，滲透性也越好。

達西定律常用的單位制

達西定律常用的單位制1達西的物理意義是：粘度為lmPa.s的流體，在壓差latm作用下，通過截面積lcm2、長度1cm的多孔介質(zhì)，其流量為1cm3／s時，則該多孔介質(zhì)的滲透率就是1達西。

單位換算：1達西＝1D常用毫達西(millidarcy，簡寫mD)來表示1D=1000mD=1.02×10-8cm2≈10-8cm2=1μm21mD=10-3μm2

儲層巖石的滲透率是評價儲層優(yōu)劣的主要指標，油藏巖石滲透率變化范圍一般在5～1000mD之間，俄國人T·H·捷奧多羅維奇按滲透率大小將儲層分為五級，

我國石油工業(yè)標準SY/T6169-1995，對油藏儲層滲透性的劃分見下表

:

我國石油工業(yè)標準SY/T6168-1995，對氣藏儲層滲透性的劃分見下表:

達西定律的適用條件

達西定律有一定的適用條件，當滲流速度增大到一定值之后，除產(chǎn)生粘滯阻力外，還會產(chǎn)生慣性阻力，此時流量與壓差不再是線性關(guān)系，這個滲流速度值就是達西定律的臨界滲流速度（圖6—2曲線1）。若超過此臨界滲流速度，流動由線性滲流轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷€性滲流，達西定律也不再適用。圖中壓力梯度超過b，則為非達西流。

對于低滲致密巖石，在低速滲流時，由于流體與巖石之間存在吸附作用，或在粘土礦物表面形成水化膜，當壓力梯度很低時，流體不流動，因而存在一個啟動壓力梯度（圖6—2中a點）。

圖6－2第一節(jié)達西定律及巖石絕對滲透率第二節(jié)氣測滲透率及氣體滑動效應(yīng)

氣測滲透率的計算Q是變化的，假設(shè)等溫膨脹過程，根據(jù)玻意爾-馬略特定律：

氣測滲透率的典型實驗流程見圖6—4。氣源由高壓氮氣瓶供給，經(jīng)減壓閥和恒壓器后，上游壓力保持穩(wěn)定，氣體通過巖心，巖心兩端產(chǎn)生一定的壓力差。待氣體流動穩(wěn)定后，測量巖心兩端壓差及出口流量，即可按上式計算氣測滲透率。

圖6－