油層物理-儲層巖石特性省名師優(yōu)質(zhì)課賽課獲獎?wù)n件市賽課一等獎?wù)n件

第二篇儲層巖石物理特征

第二篇

儲層巖石物理特征第1頁.

儲層（又稱儲集層）是含有孔隙、裂縫或孔洞、儲存有石油或天然氣、且石油天然氣能夠在其中流動巖層。

第二篇

儲層巖石物理特征

儲層兩個(gè)主要特征：

1）存在油氣在地下儲存空間——孔隙性

2）確保油氣在巖層中能夠流動——滲透性

第2頁P(yáng)etro-Physics油層物理學(xué)

中國石油大學(xué)（北京）

表5—1儲層巖石分類與實(shí)例

沉積類型

巖

性

分

類

經(jīng)典油田舉例

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(fēng)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(fēng)化店油田

裂縫性凝灰?guī)r

哈達(dá)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

儲層巖石物理特征沉積巖第3頁.

石油與天然氣儲層主要為沉積巖儲集層：（1）碎屑巖：砂巖、礫巖、礫砂巖以及泥巖（2）碳酸鹽巖儲集層：

第二篇

儲層巖石物理特征第4頁儲層巖石物理特征：廣義地說：熱學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)、放射性、聲學(xué)特征、力學(xué)特征、機(jī)械特征等各種性質(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，而是受鉆井、開發(fā)開采作業(yè)影響，儲層敏感性(速敏、水敏、酸敏等)及其評價(jià)問題，也是本篇研究一個(gè)內(nèi)容。

第二篇

儲層巖石物理特征第5頁.

油氣儲層是地下深處多孔介質(zhì)，所以油氣地下儲集空間特征——儲層多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)決定了：

油氣儲存豐度與儲量、

油氣井產(chǎn)能，

油藏開發(fā)難易程度油藏開發(fā)最終效果。

第二篇

儲層巖石物理特征第6頁

第一節(jié)砂巖組成一、巖石粒度組成

1、粒度組成概念

2、粒度組成表示方法

3、粒度參數(shù)

4、幾個(gè)平均粒度二、巖石比面三、巖石膠結(jié)物及膠結(jié)類型

第五章儲層多孔介質(zhì)幾何特征

第7頁砂巖從是否被固體物質(zhì)充填角度看，分為兩部分：巖石骨架（即巖石固體物質(zhì)）：石英顆粒、膠結(jié)物質(zhì)空隙：孔隙、裂縫（溶孔、溶洞)第一節(jié)砂巖組成砂巖第8頁

試驗(yàn)室用巖芯第9頁

巖心鑄體薄片X100攝像第10頁

巖心電鏡圖片X200攝像第11頁ESEM掃描電子顯微鏡

第12頁

(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):尤其發(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):也尤其發(fā)育于碳酸鹽巖石。它是在粒間孔隙巖石中分布著大洞穴，洞穴尺寸超出毛細(xì)管大小所以在這種孔隙結(jié)構(gòu)中，兩種不一樣孔隙服從兩種不一樣范圍流動規(guī)律。流體在粒間孔隙中流動服從滲流規(guī)律；而在洞穴中流動服從流體力學(xué)奈維-斯托克斯方程。所以洞穴-孔隙結(jié)構(gòu)也是一個(gè)服從兩種流體流動規(guī)律雙重孔隙介質(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組成。

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混合結(jié)構(gòu)，尤其發(fā)育于碳酸鹽巖石。對于三重孔隙介質(zhì)滲流規(guī)律當(dāng)前還處于探索研究階段。

3、孔隙結(jié)構(gòu)類型第13頁（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)類型第14頁中國石油大學(xué)（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)類型第15頁

(2)雙重孔隙介質(zhì)

a.裂縫-孔隙結(jié)構(gòu):

尤其發(fā)育于石灰?guī)r與白云巖中。

b.孔洞-孔隙結(jié)構(gòu):也尤其發(fā)育于碳酸鹽巖石。它是在粒間孔隙巖石中分布著大洞穴，洞穴尺寸超出毛細(xì)管大小，所以在這種孔隙結(jié)構(gòu)中，兩種不一樣孔隙服從兩種不一樣范圍流動規(guī)律。

流體在粒間孔隙中流動服從滲流規(guī)律；而在洞穴中流動服從流體力學(xué)奈維-斯托克斯方程。所以洞穴-孔隙結(jié)構(gòu)也是一個(gè)服從兩種流體流動規(guī)律雙重孔隙介質(zhì)，其理想模型如圖5—17。第16頁

第17頁

(2)雙重孔隙介質(zhì)

a.裂縫-孔隙結(jié)構(gòu):

尤其發(fā)育于石灰?guī)r與白云巖中。

b.孔洞-孔隙結(jié)構(gòu):也尤其發(fā)育于碳酸鹽巖石。它是在粒間孔隙巖石中分布著大洞穴，洞穴尺寸超出毛細(xì)管大小，所以在這種孔隙結(jié)構(gòu)中，兩種不一樣孔隙服從兩種不一樣范圍流動規(guī)律。

流體在粒間孔隙中流動服從滲流規(guī)律；而在洞穴中流動服從流體力學(xué)奈維-斯托克斯方程。所以洞穴-孔隙結(jié)構(gòu)也是一個(gè)服從兩種流體流動規(guī)律雙重孔隙介質(zhì)，其理想模型如圖5—17。第18頁

第三節(jié)儲層巖石孔隙度第19頁一、孔隙度定義1、巖石絕對孔隙度2、巖石有效孔隙度3、巖石流動孔隙度二、儲層按孔隙度分級三、雙重介質(zhì)巖石孔隙度第三節(jié)儲層巖石孔隙度第20頁

巖石總體積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比值一、孔隙度定義第21頁1、巖石絕對孔隙度(φ)巖石總孔隙體積（Va）能夠細(xì)分為以下幾個(gè)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可流動孔隙體積b不可流動孔隙體積2）不連通孔隙體積

巖石絕對孔隙度(φa)指巖石總孔隙體積Va與巖石外表體積Vb之比，即：

第22頁2、巖石有效孔隙度

是指巖石中有效孔隙體積Ve與巖石外表體積Vb之比。計(jì)算儲量和評價(jià)油氣層特征時(shí)普通指有效孔隙體度。3、巖石流動孔隙度

是指在含油巖石中，可流動孔隙體積Vf與巖石外表體積Vb之比。第23頁

流動孔隙度與有效孔隙度不一樣，它既排除了死孔隙，又排除了微毛細(xì)管孔隙體積。流動孔隙度不是一個(gè)定值，因?yàn)樗S地層中壓力梯度和液體物理-化學(xué)性質(zhì)而改變。在油氣田開發(fā)中，流動孔隙度含有一定實(shí)用價(jià)值。由上述定義可知：絕對孔隙度φa>有效孔隙度φe>流動孔隙度φf。第24頁P(yáng)etro-Physics油層物理學(xué)

中國石油大學(xué)（北京）二、儲層按孔隙度分級

砂巖儲層孔隙度介于5％~25%，碳酸鹽巖基質(zhì)孔隙度普通小于5％。普通認(rèn)為孔隙度小于5％砂巖儲層沒有開采價(jià)值

第25頁一、巖石壓縮系數(shù)（巖石彈性壓縮系數(shù)）第四節(jié)儲層巖石壓縮性--油層壓力降低--巖石體積--巖石壓縮系數(shù)Mpa-1時(shí)，孔隙體積縮小值當(dāng)油層壓力每降低單位壓力時(shí)，單位體積巖石孔隙體積縮小值。孔隙體積縮小，才使油不停從油層中流出。（驅(qū)油動力）第26頁定義綜合彈性壓縮系數(shù)第四節(jié)儲層巖石壓縮性流體壓縮系數(shù)--油層壓力降低--液體絕對體積--巖石壓縮系數(shù)Mpa-1時(shí)，孔隙體積縮小值第27頁一、流體飽和度定義1、含油飽和度2、原始含水飽和度－束縛水飽和度3、原始含油飽和度二、測定油、氣、水飽和度方法第五節(jié)儲層巖石流體飽和度第28頁1、含油飽和度、含水飽和度、含氣飽和度依據(jù)上述定義，儲層巖石孔隙中油、水、氣飽和度能夠分別表示為：第五節(jié)儲層巖石流體飽和度第29頁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比值。流體飽和度——

時(shí)間和空間函數(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

第30頁3、當(dāng)前油、氣、水飽和度油田開發(fā)一段時(shí)間后，地層孔隙中含油、氣、水飽和度稱為當(dāng)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。

第31頁5、殘余油飽和度與剩下油飽和度經(jīng)過某一采油方法或驅(qū)替作用后，依然不能采出而殘留于油層孔隙中原油稱為殘余油，其體積在巖石孔隙中所占體積百分?jǐn)?shù)稱為殘余油飽和度用Sor表示。能夠了解，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)。剩下油主要指一個(gè)油藏經(jīng)過某一采油方法開采后，仍不能采出地下原油。普通包含驅(qū)油劑涉及不到死油區(qū)內(nèi)原油及驅(qū)油劑（注水）涉及到了但仍驅(qū)不出來殘余油兩部分。剩下油多少取決于地質(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)，經(jīng)過一些開發(fā)調(diào)整辦法或增產(chǎn)辦法后仍有一部分能夠被采出。剩下油體積與孔隙體積之比稱為剩下油飽和度。

第32頁第五節(jié)儲層巖石流體飽和度第33頁原油體積系數(shù)Bo原油在地層條件下體積Vf與其在地面脫氣后體積Vs之比叫原油體積系數(shù)。因?yàn)槿芙鈿夂蜔崤蛎浻绊戇h(yuǎn)遠(yuǎn)超出彈性壓縮影響，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，普通在1.05～1.8之間改變第34頁[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(jì)算該油藏原油儲量。解：依據(jù)題意，該油藏原油地下體積為則原油儲量（地面體積）為：或該油藏原油儲量為1.68×107×0.86=1.445萬噸。第35頁

第六章儲層巖石流體滲透性第36頁

第一節(jié)達(dá)西定律及巖石絕對滲透率第37頁

第一節(jié)達(dá)西定律及巖石絕對滲透率壓差流量Q或流速第38頁達(dá)西定律：

A——砂柱截面積，cm2；

L——砂柱長度，cm；

μ——經(jīng)過砂柱流體粘度，mPa·s；

△P——流體經(jīng)過砂柱前后壓力差，atm；

K——百分比系數(shù)，稱為該孔隙介質(zhì)絕對滲透率，D。式中：Q——在壓差△P下，經(jīng)過砂柱流量，cm3／s；滲流速度第39頁達(dá)西定律：滲透率第40頁

滲透率含有面積因次，它代表多孔介質(zhì)中孔隙通道面積大小。滲透率越高，孔道總面積越大，液體在其中流動越輕易，滲透性也越好。

達(dá)西定律慣用單位制第41頁

達(dá)西定律慣用單位制1達(dá)西物理意義是：粘度為lmPa.s流體，在壓差latm作用下，經(jīng)過截面積lcm2、長度1cm多孔介質(zhì)，其流量為1cm3／s時(shí)，則該多孔介質(zhì)滲透率就是1達(dá)西。

第42頁

單位換算：1達(dá)西＝1D慣用毫達(dá)西(millidarcy，簡寫mD)來表示1D=1000mD=1.02×10-8cm2≈10-8cm2=1μm21mD=10-3μm2第43頁

儲層巖石滲透率是評價(jià)儲層優(yōu)劣主要指標(biāo)，油藏巖石滲透率改變范圍普通在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，

第44頁

我國石油工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T6169-1995，對油藏儲層滲透性劃分見下表

:

我國石油工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T6168-1995，對氣藏儲層滲透性劃分見下表:

第45頁達(dá)西定律適用條件

達(dá)西定律有一定適用條件，當(dāng)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(shí)流量與壓差不再是線性關(guān)系，這個(gè)滲流速度值就是達(dá)西定律臨界滲流速度（圖6—2曲線1）。若超出此臨界滲流速度，流動由線性滲流轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷€性滲流，達(dá)西定律也不再適用。圖中壓力梯度超出b，則為非達(dá)西流。

對于低滲致密巖石，在低速滲流時(shí)，因?yàn)?/p>