儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

儲層巖石的物理性質(zhì)第一章油層物理儲層巖石的物理性質(zhì)

第1章§1儲層巖石的骨架性質(zhì)§2儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)及孔隙性§3儲層巖石的流體飽和度§4儲層巖石的滲透性§5儲層巖石參數(shù)的平均值處理方法§6儲層巖石的敏感性本章內(nèi)容儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)§2.儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)及孔隙性開發(fā)實踐證明，孔隙類型、孔隙結(jié)構(gòu)是決定儲層性能的根本因素和影響油氣井產(chǎn)能的重要因素。儲層孔隙性是決定油氣藏規(guī)模和開采價值的重要儲層特性。儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)

儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)巖石孔隙度概念影響孔隙度大小的因素巖石孔隙度的測定孔隙度與表征性體積單元儲層巖石的壓縮性本節(jié)內(nèi)容儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)一、儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)

——儲層空隙特征的微觀評價孔隙結(jié)構(gòu)：巖石的孔隙類型、孔喉大小和分布、形態(tài)及連通關(guān)系、以及孔隙表面粗糙度等因素的總合。主要內(nèi)容孔隙類型及組合關(guān)系孔隙大小及分選性評價孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)儲層孔隙：巖石中未被固體物質(zhì)充填的空隙空間。儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)1.儲層巖石的孔隙類型及組合關(guān)系砂巖儲層孔隙可分為三類：砂巖孔隙歸結(jié)為兩類：孔隙裂縫粒間孔：碎屑顆粒間的原生孔隙；溶蝕孔：粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔。次生；裂縫：成巖改造或構(gòu)造形變形成的縫隙。次生。（1）孔隙類型按成因按形態(tài)儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)（2）孔隙組合關(guān)系孔隙-裂縫組合→介質(zhì)模型→宏觀研究孔隙-喉道組合→網(wǎng)絡(luò)模型→微觀研究①孔隙-裂縫組合按孔、縫發(fā)育程度及其對流動的貢獻分：孔隙介質(zhì)模型：（純孔隙介質(zhì)）雙孔介質(zhì)模型：雙重介質(zhì)模型：（雙孔雙滲）——孔隙為儲集空間、流動通道?！紫稙閮臻g，裂縫為流動通道。——孔、縫均是儲集空間和流動通道。儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)②孔隙-喉道組合孔隙網(wǎng)絡(luò)模型分：物理模型、數(shù)學(xué)模型儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)2.孔隙大小及分選性——孔隙大小的表示和評價孔隙大小及分選性是評價儲層儲孔、滲特性的重要信息，是微觀滲流機理研究不可缺少的基礎(chǔ)參數(shù)?？紫洞笮『头植冀Y(jié)構(gòu)參數(shù)儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)（1）孔隙大小和分布

孔隙分布特點：高度分散、高度非均質(zhì)

→用統(tǒng)計學(xué)方法研究其分布特征

研究方法：壓汞法：獲取孔喉大小及分布特征。測出的注入汞V％及毛管曲線上對應(yīng)的孔隙半徑繪制兩條曲線。表示：孔隙大小分布曲線孔隙大小累積分布曲線儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)峰越尖銳，孔隙大小越均勻；曲線越陡，孔隙大小越均勻孔隙分布曲線用于定性表征巖石孔隙大小分布特征。儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)（2）孔隙大小分選性評價分選系數(shù)Sp（孔喉均勻度）：歪度Skp（偏度）：峰態(tài)Kp（尖度）：描述孔喉大小分布均勻程度。描述孔隙組成偏大孔或偏小孔分布。表示孔喉分布曲線峰的陡峭程度，反映巖石中最常出現(xiàn)的孔喉大小的集中程度。儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)孔喉比孔隙配位數(shù)孔隙迂曲度3.孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)薄片、鑄體及圖象分析測定（1）孔喉比孔喉比：孔隙與喉道的直徑或半徑之比。儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)（2）孔隙配位數(shù)孔隙配位數(shù)：指每個孔隙所連通的喉道數(shù)。

一般為2-15。（3）孔隙迂曲度（l）迂曲度：指流體質(zhì)點在巖石中實際流經(jīng)的路程l與巖石外觀長度L之比，即：迂曲度l用于定量描述孔隙的彎曲程度。但l無法測定，常在1.2－2.5范圍中取值。儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)

儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)巖石孔隙度概念影響孔隙度大小的因素巖石孔隙度的測定孔隙度與表征性體積單元儲層巖石的壓縮性本節(jié)內(nèi)容儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)二、巖石孔隙度的概念

巖石孔隙度是衡量儲層孔隙發(fā)育程度、評價儲層儲滲性能的重要宏觀參數(shù)。實踐證明，不是所有儲層空隙空間都具有儲、滲流體的能力，只有達到一定大小規(guī)模的孔、縫，才能儲集流體、使流體在其中流動。儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)1.儲層孔隙的大小及分類（1）按大小分為類型孔徑mm縫寬mm流體流動情況例超毛管孔隙＞500＞250能自由流動大溶洞大裂縫毛細管孔隙500～0.225～0.1不能自由流動,需外力克服毛管力一般砂巖孔隙微毛細管孔隙＜0.2＜0.1常規(guī)條件下難流動,△p很高泥巖中孔隙儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)（2）按連通狀況分連通孔隙孤立孔隙——死孔隙（3）按儲滲性能分有效孔隙：連通的超毛管、毛細管孔隙無效孔隙：微毛細管孔隙、死孔隙 只有相互連通的“超毛細管孔隙”和“毛細管孔隙”才是有效的油氣儲滲空間；“微毛細管孔隙”及“死孔隙”是無意義的孔隙空間。儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)2.孔隙度概念（porosity）（1）孔隙度定義儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)孔隙度f

：指巖石孔隙總體積與巖石總體積的比值。式中：f—巖石孔隙度；

Vp—巖石孔隙總體積；

Vb—巖石總體積（外表體積）；

Vs—巖石骨架總體積。Vp＝Vb－Vs儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)（2）幾個孔隙度概念按孔隙性質(zhì)（大小、儲滲能力），可分為：孔隙度公式巖石中孔隙體積絕對孔隙度fz

Va：孔隙總體積有效孔隙度feVe：有效孔隙體積流動孔隙度fffVff：與流動的液體體積相等的孔隙體積關(guān)系fz

＞fe＞fff儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)注意：流動孔隙度fff與有效孔隙度fe的區(qū)別.fff

不考慮無效孔隙，排除了被孔隙所俘留的液體所占據(jù)的毛管孔隙空間（包括有效孔隙和液膜占據(jù)的空間）。fff

隨地層壓力的變化及巖石、流體間物理-化學(xué)性質(zhì)的變化而變化。fff

是動態(tài)參數(shù)，在數(shù)值上是不確定的。fe反映原始地質(zhì)儲量的大小，而fff反映可采儲量的大小。儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)（3）儲層孔隙度分布范圍儲層孔隙度范圍：5～30%；砂巖一般：10-25%；碳酸鹽巖：＜5%

儲層類型孔隙度滲透率儲層評價一級＞30%＞2000特高孔特高滲儲層二級25-30%500-2000高孔高滲儲層三級15-25%100-500中孔中滲儲層四級10-15%10-100低孔低滲儲層五級5-10%＜10特低孔特低滲儲層非儲層＜5%＜1

儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)巖石孔隙度概念影響孔隙度大小的因素巖石孔隙度的測定孔隙度與表征性體積單元儲層巖石的壓縮性儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)本節(jié)內(nèi)容儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)三、影響孔隙度大小的因素影響因素：內(nèi)因：巖石礦物成分——顆粒性質(zhì)粒度分布及排列等——組成、結(jié)構(gòu)外因：埋深——溫度、壓力條件儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)1.巖石礦物成分的影響一般規(guī)律：礦物的表面性質(zhì)：吸附性、潤濕性等礦物的穩(wěn)定性：抗風(fēng)化、溶蝕能力等礦物的敏感性：水敏性特殊礦物成分：易形成降低fz

的微觀結(jié)構(gòu)礦物吸附性強、粘土礦物含量↑→fff↓；礦物易破碎、溶蝕→fz

↑；風(fēng)化程度高→fz

↓→易形成低滲透儲層；云母的片狀結(jié)構(gòu)→fz↓；黃鐵礦、綠泥石等易嵌入孔隙中→

fz

↓

礦物表面性質(zhì)、敏感性影響儲層

ff；礦物穩(wěn)定性、特殊礦物含量影響儲層

z

。儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)2.粒度、分選及排列方式的影響理想顆粒，介質(zhì)f

與顆粒大小無關(guān)

實際儲層，顆粒平均粒徑d↑→fz

↓（分選影響）

；分選差→大孔被小顆粒充填→

fz

↓。緊密排列→fz↓；總之，分選越好，排列越不緊密，儲層f

z

越高。

儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)3.埋深對孔隙度的影響總之，時代越老、埋藏越深的巖石的孔隙度越低。

此外，流體及動態(tài)過程（開發(fā)階段、方式，油藏壓力變化等）對巖石fff有較大的影響。如：驅(qū)動壓差↑→減薄孔隙表面液膜→fff

↑流體粘度↑→增厚孔隙表面液膜→fff↑顆粒排列方式：埋深↑→排列緊密→fz↓；對孔隙的改造：溫、壓、地下水等→fz

改變。例如，膠結(jié)物形成→使孔隙度降低；溶蝕等作用→使孔隙度增加。儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)

儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)巖石孔隙度概念影響孔隙度大小的因素巖石孔隙度的測定孔隙度與表征性體積單元儲層巖石的壓縮性本節(jié)內(nèi)容儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)四、巖石孔隙度的測定

從定義：知f

與Vb、Vp、Vs

三個參數(shù)有關(guān)測定內(nèi)容：巖石總體積Vb孔隙體積Vp骨架體積Vs→求出其中任意兩個，則可算得f。儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)1.巖石總體積Vb的測定（1）直接測量法

用千分卡尺直接測量小巖心總體積。特點：簡單。適用對象：膠結(jié)好，不垮、不碎的巖心。方法：直接測量封蠟法飽和煤油法水銀法儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)（2）封蠟法原理：利用阿基米德浮力原理進行測量。步驟：稱巖樣在空氣中的重量：w1

稱覆蓋蠟衣巖樣空氣中重：w2

稱覆蓋蠟衣巖樣水中重：w3

→巖樣Vb＝覆蓋蠟衣的巖樣V－蠟衣V：

式中：rw

、rp—水、石蠟密度，g/cm3適用對象：疏松、易垮、易碎的巖樣。廣泛，礦場最常用。儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)（3）飽和煤油法原理：利用阿基米德浮力原理進行測量。步驟：將干巖樣抽真空后飽和煤油，稱重：

飽和煤油巖樣空氣中重：w1

飽和煤油巖樣煤油中重：w2

則巖樣：

式中：ro—煤油密度，g/cm3適用對象：外表不規(guī)則，但不疏松、不垮、不碎的巖樣。儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)（4）水銀法原理：將巖樣放入汞中，通過排除汞的體積確定巖樣總體積。特點：快速、準確，但對人體有害。適用對象：沒有大的溶孔、溶洞的巖樣。（汞是大分子液態(tài)金屬，為非潤濕流體。常溫、壓下，汞不能進入巖樣孔隙中。）儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)2.巖石孔隙體積Vp的測定

巖石Vp是十分重要的儲層參數(shù)，除計算孔隙度外，在油藏工程研究及各種動態(tài)試驗（流動試驗，驅(qū)替試驗，提高采收率微觀機理研究試驗等）中都要用到Vp

參數(shù)。

方法：氣體孔隙度儀飽和煤油法流體加和法儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)（1）氣體孔隙度儀器*實驗

——礦場上廣泛采用原理：據(jù)波義爾定律，通過測定孔隙中氣體的體積來測定孔隙體積Vp。氣體等溫膨脹，從標準室進入裝巖樣的未知室。由波義爾定律：Vk·pk＝p·（Vk＋V）則Vp：儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)

特點：適用范圍廣（疏松、致密巖石均可）；結(jié)果準確可靠；可測定巖石Vp和Vs；測定的孔隙體積Vp≈巖石總孔隙體積。儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)（2）飽和煤油法原理：通過測孔隙中飽和的煤油Vo→測Vp。步驟：稱出干巖樣空氣中重：w1

稱出干巖樣飽和煤油后在空氣中重：w2

則巖樣Vp：特點：簡單；煤油易揮發(fā)→易產(chǎn)生誤差;測定的孔隙體積Vp≈巖石有效孔隙體積。

儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)（3）流體加和法原理：由測定的流體體積間接求出巖石Vp。分別測出巖樣中油、氣、水的體積，則:Vp＝∑Vo＋Vg＋Vw特點：油氣體積不易測準，誤差大。3.巖石骨架體積Vs的測定方法：孔隙度儀固體體積法儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)

儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)巖石孔隙度概念影響孔隙度大小的因素巖石孔隙度的測定孔隙度與表征性體積單元儲層巖石的壓縮性本節(jié)內(nèi)容儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)五、孔隙度與表征體積單元表征體積單元：巖石參數(shù)K、f隨著測定巖心△Vi的變化而變化，當K、f趨于穩(wěn)定時的最小△Vi則稱為表征體積單元，用△V0表示。表征體積單元含義：能代表油藏巖石物性參數(shù)的最小巖樣體積。儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)

儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)巖石孔隙度概念影響孔隙度大小的因素巖石孔隙度的測定孔隙度與表征性體積單元儲層巖石的壓縮性本節(jié)內(nèi)容儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)六、儲層巖石的壓縮性主要內(nèi)容油藏開發(fā)過程中的變化巖石壓縮系數(shù)地層彈性驅(qū)油量地層綜合彈性壓縮系數(shù)壓縮系數(shù)的意義儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)1.油藏開發(fā)過程中的變化

油氣層＝儲層骨架＋孔隙中流體開發(fā)前，油藏中壓力平衡：孔隙：流體壓力（油層壓力）

內(nèi)壓骨架：上覆巖石靜壓＋水平方向圍壓

外壓儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)開發(fā)中，油藏內(nèi)壓力不平衡：流體采出→P地層↓→地層中孔隙△P內(nèi)外↑→顆粒受擠壓排列更緊密

→孔隙縮小→地層流體排出→孔隙中流體膨脹→地層流體排出開發(fā)中的能量變化：孔隙流體發(fā)生彈性變化及彈性能釋放過程油藏壓力釋放過程巖石骨架發(fā)生彈性變化及彈性能釋放過程＝&

巖石和流體釋放的彈性能量是油藏初期開發(fā)開發(fā)的重要驅(qū)動能量。儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)2.巖石壓縮系數(shù)Cf巖石Cf

：當油層壓力每降低單位壓力時，單位體積巖石中孔隙體積的縮小值：或式中：Cf

、Cp—巖石壓縮系數(shù)，1/MPa；

Vb

、Vp—巖石、孔隙總體積，m3；△p、△Vp—壓降及對應(yīng)的Vp縮小值,m3。兩種定義的換算：Cf＝fCp←Vp＝fVb；

巖石壓縮系數(shù)Cf描述巖石的壓縮性，也反映巖石形變具有的驅(qū)油能力。儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)3.地層彈性驅(qū)油量地層彈性驅(qū)油量＝油層單位壓降時驅(qū)出的油總量＝巖石壓縮的彈性驅(qū)油量＋流體膨脹的彈性驅(qū)油量即：△Vo＝△Vof＋△VoL（1）巖石壓縮的彈性驅(qū)油量巖石驅(qū)油量＝巖石形變引起的Vp減小值，即：△Vof＝△Vp＝CfVb△p

儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙性

第1章2節(jié)（2）流體膨脹的彈性驅(qū)油量

令：C*＝（Cf＋CLf）