油层物理-储层岩石的物理特性课件.ppt

1、EOR DEPARTMENT油 层 物 理1 1、基本概念基本概念绪绪 论论 油层：指储存原油的地层，包括储存原油的岩石和岩石中的油层：指储存原油的地层，包括储存原油的岩石和岩石中的流体两部分。流体两部分。油藏：是指单一圈闭中具有同一压力系统的油的聚积。它可油藏：是指单一圈闭中具有同一压力系统的油的聚积。它可以看成是地下独立的储油容器，具有独立的水动力学系统。以看成是地下独立的储油容器，具有独立的水动力学系统。一个油藏可由一个或多个油层组成。一个油藏可由一个或多个油层组成。油田：一般从行政管理角度定义。油田：一般从行政管理角度定义。油层物理是研究储层岩石、岩石中的流体（油、气、水）油层物理是研

2、究储层岩石、岩石中的流体（油、气、水）以及流体在岩石微小孔道中渗流机理的一门学科。以及流体在岩石微小孔道中渗流机理的一门学科。储运工程储运工程油藏工程油藏工程对整个油气藏的认识对整个油气藏的认识GasOilWater取一小块岩取一小块岩心出来研究心出来研究用户采油工程采油工程WOCGOC2 2、研究内容、研究内容（2 2）储层流体的物理性质）储层流体的物理性质 孔隙中的油、气、水在高压下的物理性质及相态变化规律。孔隙中的油、气、水在高压下的物理性质及相态变化规律。（1 1）储层岩石的物理性质）储层岩石的物理性质 研究岩石的固体骨架性质。如粒度组成、比面、储液性、可渗性等等。研究岩石的固体骨架性

3、质。如粒度组成、比面、储液性、可渗性等等。（3 3）油藏岩石中多相流体的渗流特性）油藏岩石中多相流体的渗流特性 研究岩石孔隙内表面和油、气、水相互作用，如润湿性、吸附、毛管压研究岩石孔隙内表面和油、气、水相互作用，如润湿性、吸附、毛管压力曲线、相对渗透率等。力曲线、相对渗透率等。（4 4）提高原油采收率的方法）提高原油采收率的方法 研究油气水和岩石的特性对原油采收率的影响，探讨降低油藏中残余油的研究油气水和岩石的特性对原油采收率的影响，探讨降低油藏中残余油的各种途径和方法。如活性水驱、混相驱、热力采油等。各种途径和方法。如活性水驱、混相驱、热力采油等。绪绪 论论3 3、油层物理的发展历史、油层

4、物理的发展历史绪绪 论论 19世纪世纪30年代人们经过漫长的实践、摸索和研究，油藏年代人们经过漫长的实践、摸索和研究，油藏有了初步的认识，油层物理学开始有了初步发展。有了初步的认识，油层物理学开始有了初步发展。1933年，美国人年，美国人G.H.法奇首先进行了流体性质和测试技术法奇首先进行了流体性质和测试技术研究，第一届世界石油大会在伦敦召开。研究，第一届世界石油大会在伦敦召开。1934年，年，R.D.乌索夫和乌索夫和M.马斯盖特等在达西定律基础上研马斯盖特等在达西定律基础上研究了测量岩样渗透率的方法。究了测量岩样渗透率的方法。50年代，卡佳霍夫教授写了年代，卡佳霍夫教授写了油层物理基础油层物

5、理基础，标志着这一学，标志着这一学科的形成，并且从采油工程学科中分离出来。科的形成，并且从采油工程学科中分离出来。1949年，美国的年，美国的M.马斯盖特写了马斯盖特写了采油物理原理采油物理原理。绪绪 论论 1935年，薛尔绍斯研究了井底取样器和测量样品物理性质的年，薛尔绍斯研究了井底取样器和测量样品物理性质的方法。包括：压力方法。包括：压力-体积体积-温度之间的关系，饱和度、饱和压力、温度之间的关系，饱和度、饱和压力、油中的溶解气量。油中的溶解气量。60年代大庆油田、胜利油田的开发使我国油层物理学科有了进年代大庆油田、胜利油田的开发使我国油层物理学科有了进一步发展。一步发展。目前已经初步形成

6、了比较完善的理论体系，在常规岩心分析、目前已经初步形成了比较完善的理论体系，在常规岩心分析、专项岩心分析、提高采收率实验、地层流体与储层敏感性分析、专项岩心分析、提高采收率实验、地层流体与储层敏感性分析、微观可视化方面具有成熟的分析方法。微观可视化方面具有成熟的分析方法。绪绪 论论4 4、本门课程的特点、本门课程的特点（1 1）基本概念、规律多，不容易理解；）基本概念、规律多，不容易理解；（2 2）知识涉及面广，横跨多个学科；）知识涉及面广，横跨多个学科；（3 3）侧重于室内实验。）侧重于室内实验。高压、高温驱油装置高压、高温驱油装置室内驱油装置室内驱油装置从英国引进的界面流变仪从英国引进的界

7、面流变仪CIR-100&CIR-LT ISCO公司公司引进的高压引进的高压精密注射泵精密注射泵5 5、油层物理与其它课的关系、油层物理与其它课的关系 绪绪 论论普通地质学普通地质学岩石学岩石学物理化学物理化学流体力学流体力学油藏工程油藏工程钻井工程钻井工程油油 层层 物物 理理渗流力学渗流力学提高采收率提高采收率勘探工程勘探工程6 6、参考教材、参考教材油气层物理学油气层物理学 张博金编张博金编 武汉地质学院武汉地质学院 1984年；年；油层物理油层物理 罗蛰潭编罗蛰潭编 地质出版社地质出版社 1985年；年；油藏物理油藏物理 洪世铎编洪世铎编 石油工业出版社石油工业出版社 1985年；年；油

8、层物理油层物理 何更生编何更生编 西南石油学院西南石油学院 1991年。年。绪绪 论论 第一节第一节 储层岩石的骨架性质储层岩石的骨架性质 第二节第二节 储层岩石的孔隙结构及孔隙度储层岩石的孔隙结构及孔隙度 第三节第三节 储层岩石的渗透率储层岩石的渗透率第四节第四节 渗透率和其它岩石物性关系渗透率和其它岩石物性关系 第五节第五节 储层流体的饱和度储层流体的饱和度第六节第六节 储层岩性参数的平均值储层岩性参数的平均值第七节第七节 储层岩石的敏感性储层岩石的敏感性本节重点：本节重点：1 1、粒度组成、比面的概念、粒度组成、比面的概念2 2、粒度参数：分选系数、不均匀系数、粒度参数：分选系数、不均匀

9、系数本节难点：本节难点：1 1、粒度分析方法：筛析法、沉降法、粒度分析方法：筛析法、沉降法2 2、粒度组成累积分布曲线及粒度参数的求解、粒度组成累积分布曲线及粒度参数的求解3 3、比面的测定方法及估算方法、比面的测定方法及估算方法沉积岩沉积岩碎屑岩碎屑岩(砂岩砂岩):石英、长石石英、长石 储集和流动空间储集和流动空间孔隙孔隙碳酸岩碳酸岩(灰岩灰岩):方解石、白云石方解石、白云石 储集空间储集空间孔隙孔隙 流动空间流动空间裂缝裂缝基础知识：基础知识：第一节第一节 储层岩石的粒度组成和比面储层岩石的粒度组成和比面 沉积类型沉积类型 分分 类类典型油田举例典型油田举例碎屑岩碎屑岩 砂岩砂岩疏松砂岩疏

10、松砂岩萨尔图油田、胜坨油萨尔图油田、胜坨油田田粉砂岩粉砂岩文东油田文东油田致密砂岩致密砂岩枣园油田枣园油田裂缝性砂岩裂缝性砂岩延长油田延长油田砾岩砾岩砾岩砾岩克拉玛依油田克拉玛依油田裂缝性砂砾岩裂缝性砂砾岩蒙古林油田蒙古林油田泥岩泥岩孔隙缝洞泥灰岩孔隙缝洞泥灰岩南翼山油田南翼山油田碳酸盐岩碳酸盐岩 白云岩白云岩裂缝孔洞白云岩裂缝孔洞白云岩任丘油田任丘油田裂缝孔隙泥质白云岩裂缝孔隙泥质白云岩风成城油田风成城油田石灰岩石灰岩 裂缝孔洞灰岩裂缝孔洞灰岩苏桥油田苏桥油田生物灰岩生物灰岩桩西油田桩西油田孔隙裂缝藻灰岩孔隙裂缝藻灰岩义东油田义东油田火成岩火成岩 裂缝孔隙安山岩裂缝孔隙安山岩风化店油田风化店

11、油田裂缝性凝灰岩裂缝性凝灰岩哈达图油田哈达图油田火山岩火山岩车排子油田车排子油田玄武岩、安山岩玄武岩、安山岩克拉玛依油田克拉玛依油田417417断块断块第一节第一节 储层岩石的物理性质储层岩石的物理性质粒度：粒度：1、粒度、粒度组成的概念、粒度、粒度组成的概念粒度组成：粒度组成：指颗粒的大小，通常用粒级来表示。指颗粒的大小，通常用粒级来表示。指构成岩石的各种大小不同的颗粒的含量，指构成岩石的各种大小不同的颗粒的含量，通常以百分数表示。通常以百分数表示。一、岩石的粒度组成一、岩石的粒度组成粒粒级级 粘粘土土 粉粉 砂砂砂砂砾砾细粉砂细粉砂 粗粉砂粗粉砂 细砂细砂 中砂中砂 粗粗砂砂 细细砾砾 中

12、砾中砾 粗砾粗砾 巨砾巨砾 直径直径(mm)(mm)0 00.01 0.01 0.010.010.05 0.05 0.050.050.1 0.1 0.10.10.25 0.25 0.250.250.5 0.5 0.50.51 1 1 110 10 1010100 100 1001001000 1000 大于大于1000 1000 砂岩粒级分类砂岩粒级分类 2 2、粒度组成分析方法、粒度组成分析方法 定义：采用一定的机械的或物理的方法测定出岩石中不同大定义：采用一定的机械的或物理的方法测定出岩石中不同大 小颗粒的含量。小颗粒的含量。2岩石的粒度组成通常采用岩石的粒度组成通常采用筛析法筛析法和和水

13、力沉降法水力沉降法来分析。来分析。（1 1）筛析法：）筛析法：原理：用成套筛子对捣碎岩石颗粒进行筛析（适用于直径原理：用成套筛子对捣碎岩石颗粒进行筛析（适用于直径0.05mm0.05mm以上的颗粒组分。以上的颗粒组分。主要用于砂岩分析主要用于砂岩分析 筛子的筛孔有两种表示筛子的筛孔有两种表示方法：一种是以英制每方法：一种是以英制每英寸长度上筛孔数表示，英寸长度上筛孔数表示，称为目或号；另一种则称为目或号；另一种则是以毫米直接来表示筛是以毫米直接来表示筛孔孔眼的大小。孔孔眼的大小。2 2、粒度组成分析方法、粒度组成分析方法粒径（筛孔直径）粒径（筛孔直径）筛上质量筛上质量平均粒径平均粒径质量百分比

14、质量百分比累计百分比累计百分比目目mmmmg gmmmm%15151.3321.3320.2430.243 1.074 1.0740.28 0.28 100.00 100.00 20200.9000.9000.0680.0681.0741.0740.08 0.08 99.72 99.72 40400.4500.4506.1616.1610.6000.6007.18 7.18 99.64 99.64 60600.2800.28036.50436.5040.3450.34542.53 42.53 92.46 92.46 80800.1800.18030.29130.2910.2190.21935.

15、29 35.29 49.93 49.93 1001000.1540.1544.6974.6970.1660.1665.47 5.47 14.64 14.64 1201200.1250.1253.0573.0570.1380.1383.56 3.56 9.17 9.17 1401400.1050.1050.1200.1200.1140.1140.14 0.14 5.61 5.61 1601600.0980.0981.6161.6160.1010.1011.88 1.88 5.47 5.47 1801800.0900.0900.5860.5860.0940.0940.68 0.68 3.58 3.

16、58 2002000.0740.0742.4912.4910.0810.0812.90 2.90 2.90 2.90 合合 计计85.83485.834某岩样的粒度组成某岩样的粒度组成 2 2、粒度组成分析方法、粒度组成分析方法（2）水力沉降法：主要用于粉沙岩和泥质粉沙岩分析）水力沉降法：主要用于粉沙岩和泥质粉沙岩分析 2 2、粒度组成分析方法、粒度组成分析方法原理：基于大小不同的原理：基于大小不同的颗粒在粘性液体中沉降颗粒在粘性液体中沉降速度不同进行分离。速度不同进行分离。颗粒直径大小可按照斯托克斯公式计算，即颗粒直径大小可按照斯托克斯公式计算，即)1/(18Lsgd)1(182LsgdV式

17、中：式中：V:颗粒的运动速度，颗粒的运动速度，cm/s；d:颗粒直径，颗粒直径，cm;g:重力加速度，重力加速度，981cm/s2 s:颗粒密度，颗粒密度，g/cm3；:液体密度，液体密度，g/cm3；:液体的运动粘度，液体的运动粘度，cm2/s 2 2、粒度组成分析方法、粒度组成分析方法在推导该公式时，斯托克斯曾作了一些假设：在推导该公式时，斯托克斯曾作了一些假设：假设颗粒为球型；假设颗粒为球型；颗粒在粘性和不可压缩液体中运动，十分缓慢；颗粒在粘性和不可压缩液体中运动，十分缓慢；颗粒坚硬，且表面光滑；颗粒坚硬，且表面光滑；颗粒沉降以常速进行；颗粒沉降以常速进行；在运动着的颗粒与分散介质之间界

18、面上，不发生滑动。在运动着的颗粒与分散介质之间界面上，不发生滑动。2 2、粒度组成分析方法、粒度组成分析方法)(9263434233LsLsgrvvrgrgr)1(182Lsgdv浮浮力力摩摩擦擦力力重重力力vrf6若固体颗粒的粘滞阻力为：若固体颗粒的粘滞阻力为：当颗粒直径为当颗粒直径为 5050100m100m时，具有足够的精度。时，具有足够的精度。筛析法和水力沉降法所求得的粒径并不是定值而是筛析法和水力沉降法所求得的粒径并不是定值而是一个平均值，即一个平均值，即思考：思考：（1 1）如此理想的假设条件，斯托克斯公式是否具有实用价值？）如此理想的假设条件，斯托克斯公式是否具有实用价值？（2

19、2）筛析法和水力沉降法所得颗粒直径是否为准确值？）筛析法和水力沉降法所得颗粒直径是否为准确值？2 2、粒度组成分析方法、粒度组成分析方法1111()2iiiddd*3 3、颗粒分析新技术、颗粒分析新技术 对于较致密的细粒岩石，还可以制成岩石薄片用显微镜观测对于较致密的细粒岩石，还可以制成岩石薄片用显微镜观测或图像分析仪器测定其粒度组成。近年来国内外研制和使用了或图像分析仪器测定其粒度组成。近年来国内外研制和使用了多种基于光学原理的颗粒直径测定方法和仪器。多种基于光学原理的颗粒直径测定方法和仪器。扫描电镜图像铸体薄片图像4 4、粒度组成粒度组成的表示方法的表示方法（1 1）数字列表法）数字列表法

20、筛孔直径筛孔直径(mm)(mm)0.420.2970.2970.210.210.1490.1490.0740.0740.050.050.010.01重量重量（%）2.684.466.5270.810.41.483.6累积重量累积重量 （%）10097.392.8286.315.485.083.6（2 2）作图法）作图法d.d.曲线尖峰越靠右，说明岩石颗粒越粗。曲线尖峰越靠右，说明岩石颗粒越粗。一般储油砂岩颗粒的大小均在一般储油砂岩颗粒的大小均在1 10.01mm0.01mm之间。之间。a.a.曲线表示了各种粒径的颗粒所占的百曲线表示了各种粒径的颗粒所占的百分数，可用它来确定任一粒级在岩石中分数

21、，可用它来确定任一粒级在岩石中的含量；的含量；b.b.曲线尖峰的位置表示含量最多的颗粒曲线尖峰的位置表示含量最多的颗粒直径的大小；直径的大小；c.c.曲线的尖峰越高颗粒分布越均匀，说曲线的尖峰越高颗粒分布越均匀，说明该岩石以某一粒径颗粒为主；明该岩石以某一粒径颗粒为主；4 4、粒度组成的表示方法、粒度组成的表示方法 粒度组成累积粒度组成累积分布曲线上升段直分布曲线上升段直线越陡直，说明岩线越陡直，说明岩石越均匀。该曲线石越均匀。该曲线的最大用处是可以的最大用处是可以根据曲线上的一些根据曲线上的一些特征点求得粒度参特征点求得粒度参数，进而从定量上数，进而从定量上来表示岩石粒度组来表示岩石粒度组成

22、的均匀性。成的均匀性。粒度组成累积分布曲线粒度组成累积分布曲线4 4、粒度组成的表示方法、粒度组成的表示方法(3)分选系数：分选系数：1060/ddn a2.4 不均匀不均匀a=12.4 均匀均匀5 5、粒度参数、粒度参数(1)粒度中值粒度中值(d50)：在累积分布曲线上相应累积重量百分数为在累积分布曲线上相应累积重量百分数为50%的颗粒直径。的颗粒直径。指累积分布曲线上某两个重量百分数所代表的颗粒直径之指累积分布曲线上某两个重量百分数所代表的颗粒直径之比值。常用累积重量比值。常用累积重量60%60%的颗粒直径的颗粒直径d d6060与累积重量与累积重量10%10%的的颗粒直径颗粒直径d d1

23、010之比，即：之比，即：代表碎屑物质在沉积过程中的分选的好坏，即表示颗粒大代表碎屑物质在沉积过程中的分选的好坏，即表示颗粒大小集中的程度。小集中的程度。(2)(2)不均匀系数不均匀系数n n：欧美国家常以累积重量欧美国家常以累积重量25%、50%、75%三个特征点即：三个特征点即：2575dds S=11.5，分选好；，分选好；S=2.54.5，分选中等；，分选中等；S4.5，分选差。，分选差。（4）标准偏差：由福克、沃德提出，用来划分岩石的分选性的标准偏差：由福克、沃德提出，用来划分岩石的分选性的等级。等级。6.6459516842logid 5 5、粒度参数、粒度参数（5）偏度：）偏度：

24、)5952()502-595(16842()502-1684(Skp)(22)(22595505951684501684kpS 粒度组成分布曲线01020304050607000.10.20.3颗粒直径，毫米重量（%）粒度组成分布曲线01020304050607000.10.20.3颗粒直径，毫米重量（%）粒度组成分布曲线01020304050607000.10.20.3颗粒直径，毫米重量（%）对称，对称，Skp=0粗偏度，粗偏度，Skp0粗偏度，粗偏度，Skp0又称歪度，指粒度组成分布偏于粗颗粒或细颗粒。又称歪度，指粒度组成分布偏于粗颗粒或细颗粒。5 5、粒度参数、粒度参数（7）颗粒等效直径

25、）颗粒等效直径 )(44.22575595pK（6 6）峰态）峰态量度粒度组成分布曲线陡峭程度，即量度分布曲线的两个尾部颗量度粒度组成分布曲线陡峭程度，即量度分布曲线的两个尾部颗粒直径的展幅与中央展幅的比值。粒直径的展幅与中央展幅的比值。假想土壤模型：等径球形颗粒所组成的模型。假想土壤模型：等径球形颗粒所组成的模型。5 5、粒度参数、粒度参数其中，其中，def：颗粒的等效直径；颗粒的等效直径；gi：第：第i组分砂子的重量百分数；组分砂子的重量百分数；di：表征第：表征第i组分的颗粒平均直径。组分的颗粒平均直径。100/(/)efiidgd公式如下：公式如下：假想土壤模型的颗粒直径代替真实岩石的

26、粒度组成后，假假想土壤模型的颗粒直径代替真实岩石的粒度组成后，假想土壤模型所产生的渗滤阻力与真实岩石所产生的阻力相同，想土壤模型所产生的渗滤阻力与真实岩石所产生的阻力相同，满足于这样条件的假想土壤模型的颗粒直径就称为满足于这样条件的假想土壤模型的颗粒直径就称为“颗粒等效颗粒等效直径直径”。5 5、粒度参数、粒度参数（7）颗粒等效直径）颗粒等效直径 思考：碳酸盐岩为什么不考虑粒度问题？思考：碳酸盐岩为什么不考虑粒度问题？骨架颗粒、胶结物及孔隙充填物基本上都是相同物质，骨架颗粒、胶结物及孔隙充填物基本上都是相同物质，无法将它们分为单个颗粒。无法将它们分为单个颗粒。5 5、粒度参数、粒度参数二、岩石

27、的比面二、岩石的比面1、比面的概念、比面的概念 VAS 式中：式中：S:岩石比面，岩石比面，cm2/cm3,m2/m3等等 A:岩石颗粒的总表面积或岩石孔隙的总表面积，岩石颗粒的总表面积或岩石孔隙的总表面积，cm3 V:岩石外表体积（或视体积），岩石外表体积（或视体积），cm3 岩石中的岩石中的细颗粒越多，它的比面就越大细颗粒越多，它的比面就越大，反之，就越小。也就，反之，就越小。也就是说，岩石比面越大，说明其骨架的分散程度越大，颗粒越细是说，岩石比面越大，说明其骨架的分散程度越大，颗粒越细。单位体积岩石内岩石骨架的总表面积或单位体积岩石单位体积岩石内岩石骨架的总表面积或单位体积岩石内总孔隙的

28、内表面积。内总孔隙的内表面积。式中：式中：S:以岩石外表体积为基准的比面，以岩石外表体积为基准的比面，cm2/cm3；Ss:以岩石骨架体积为基准的比面，以岩石骨架体积为基准的比面，cm2/cm3；Sp:以岩石孔隙体积为基准的比面，以岩石孔隙体积为基准的比面，cm2/cm3；按以上三种不同体积定义的比面有如下关系：按以上三种不同体积定义的比面有如下关系：此外，在有关比面的定义中，分母也有采用此外，在有关比面的定义中，分母也有采用“单位重量单位重量”来定来定义比面的。如，对于砂岩按单位重量定义的比面为义比面的。如，对于砂岩按单位重量定义的比面为5005005000cm5000cm2 2/g/g对于

29、页岩为对于页岩为100 m100 m2 2/g/g（1000000cm1000000cm2 2/g/g）。）。2 2、比面的其它定义方法、比面的其它定义方法spSSS)1(VAS ssVAS ppVAS(2)影响渗透率影响渗透率 (3)影响影响孔隙表面吸附量孔隙表面吸附量(4)影响影响离子交换的能力离子交换的能力(5)影响影响束缚水含量束缚水含量(1)岩石分类和对比指标岩石分类和对比指标 3 3、研究比面的意义、研究比面的意义砂岩砂岩 S950 cm2/cm3 (粒径粒径10.25mm)细砂岩细砂岩 950S2300 cm2/cm3 (粒径粒径0.10.01mm)S越大，越大，K越小越小泥质砂

30、岩、粉砂岩渗透率很低泥质砂岩、粉砂岩渗透率很低4 4、比面比面的测定方法的测定方法（1）透过法）透过法（2）吸附法）吸附法3014AHSQLANS 5 5、由岩石粒度组成资料估算比面、由岩石粒度组成资料估算比面 第一步第一步：假设单位体积球形颗粒组合中，有：假设单位体积球形颗粒组合中，有N个直径为个直径为d的颗粒，的颗粒，则每个球形颗粒的表面积为则每个球形颗粒的表面积为 ,体积体积Vi为为()3id16V1N 该法适用于胶结疏松或不含粘土颗粒的岩石。该法适用于胶结疏松或不含粘土颗粒的岩石。又设单位体积岩石孔隙总体积为又设单位体积岩石孔隙总体积为1，则该岩石中颗粒所占的，则该岩石中颗粒所占的体积

31、体积 12d，则单位体积岩石颗粒的数量为，则单位体积岩石颗粒的数量为，即比面积为即比面积为26(1)SN dd216iVd 第二步：第二步：由于实际岩心是由不同直径的球形颗粒组成，根由于实际岩心是由不同直径的球形颗粒组成，根据粒度组成的资料求比面。据粒度组成的资料求比面。若单位体积岩石中颗粒组成若单位体积岩石中颗粒组成每种直径的岩石颗粒的总表面每种直径的岩石颗粒的总表面()%16111GdS()%16222GdS 粒径为粒径为d2者占者占G2%粒径为粒径为dn者占者占Gn%()%16nnnGdS 粒径为粒径为d1者占者占G1%，第三步：第三步：由于岩石颗粒不完全为球形，为了近似的符合实际由于岩

32、石颗粒不完全为球形，为了近似的符合实际情况，引入一个颗粒形状校正系数情况，引入一个颗粒形状校正系数C，则，则 C值由实验确定，通常值由实验确定，通常C=1.21.4。对球度好的颗粒取用。对球度好的颗粒取用较小的较小的C值；对带棱角而非常不圆的颗粒取较大的值；对带棱角而非常不圆的颗粒取较大的C值。值。把所有颗粒表面积加起来即得到该颗粒组成的岩石比面为：把所有颗粒表面积加起来即得到该颗粒组成的岩石比面为：()niiiidGSS110016()()niiidGCS110016第二节第二节 储层岩石的孔隙结构及孔隙性储层岩石的孔隙结构及孔隙性本节重点：本节重点：1 1、孔隙类型、孔隙结构参数、孔隙度、

33、地层压缩系数的概念、孔隙类型、孔隙结构参数、孔隙度、地层压缩系数的概念2 2、孔隙度大小的影响因素、孔隙度大小的影响因素本节难点：本节难点：1 1、孔隙度的测定原理、孔隙度的测定原理2 2、地层综合弹性系数计算公式的推导、地层综合弹性系数计算公式的推导一、储层岩石的孔隙结构一、储层岩石的孔隙结构储层孔隙：储层孔隙：岩石中未被固体物质充填的空间。岩石中未被固体物质充填的空间。孔隙结构：孔隙结构：岩石的孔隙类型、孔隙大小和分布、形态、连岩石的孔隙类型、孔隙大小和分布、形态、连通关系、孔隙表面粗糙度等因素的综合。通关系、孔隙表面粗糙度等因素的综合。概念：概念：1、孔隙类型和组合关系、孔隙类型和组合关

34、系（2）按不同组合关系分类）按不同组合关系分类a.具有一种孔隙的介质称为单纯介质：孔隙、裂缝、溶洞；具有一种孔隙的介质称为单纯介质：孔隙、裂缝、溶洞；一、储层岩石的孔隙结构一、储层岩石的孔隙结构砂砂岩岩粒间孔粒间孔微孔隙微孔隙裂缝裂缝原生孔隙原生孔隙溶蚀孔隙溶蚀孔隙生物钻孔生物钻孔裂缝裂缝碳酸盐岩碳酸盐岩b.具有两种孔隙的介质称为双重介质：孔隙具有两种孔隙的介质称为双重介质：孔隙裂缝；裂缝；c.具有多种孔隙的介质称为多重介质：孔隙具有多种孔隙的介质称为多重介质：孔隙溶洞溶洞裂缝。裂缝。（1）按成因分类）按成因分类分选好分选好砾石结构砾石结构溶蚀孔溶蚀孔分选差分选差胶结物含量高胶结物含量高裂缝裂

35、缝（3）Meinzer分类（分类（1942）一、储层岩石的孔隙结构一、储层岩石的孔隙结构2 2、孔隙的大小及其分选性、孔隙的大小及其分选性（2）孔隙大小表示方法）孔隙大小表示方法：列表法和作图法列表法和作图法（1）孔隙大小分布测定：毛管压力曲线）孔隙大小分布测定：毛管压力曲线一、储层岩石的孔隙结构一、储层岩石的孔隙结构曲线越陡，孔隙大小越均匀曲线越陡，孔隙大小越均匀一、储层岩石的孔隙结构一、储层岩石的孔隙结构b.偏度：又称歪度，指孔隙大小分布偏于粗孔径或细孔径。偏度：又称歪度，指孔隙大小分布偏于粗孔径或细孔径。S Skpkp值在值在1 1之间变化，正值表示曲线偏于粗孔径为粗歪度；之间变化，正值

36、表示曲线偏于粗孔径为粗歪度；负值表示曲线偏于细孔径为细歪度。负值表示曲线偏于细孔径为细歪度。c.峰态：量度粒度组成分布曲线陡峭程度。峰态：量度粒度组成分布曲线陡峭程度。量度分布曲线的两个尾部颗粒直径的展幅与中央展幅的比值量度分布曲线的两个尾部颗粒直径的展幅与中央展幅的比值。)(22)(22595505951684501684kpS6.645951684s2logiid a.分选系数：分选系数：)(44.22575595pK（3）常用定量表征参数）常用定量表征参数一、储层岩石的孔隙结构一、储层岩石的孔隙结构Kp1Kp=1Kp1Skp=1Skp0.5mm或裂缝宽度或裂缝宽度0.25mm，流体在重力

37、作用下可自由流动。，流体在重力作用下可自由流动。岩石中的大裂缝、溶洞及未胶结或胶结疏松的砂层孔隙多属此类。岩石中的大裂缝、溶洞及未胶结或胶结疏松的砂层孔隙多属此类。b.毛细管孔隙：毛细管孔隙：0.0002mm孔径孔径0.5mm，裂缝宽度介于，裂缝宽度介于0.25mm0.0001mm之间之间由于毛由于毛细管的作用，液体不能自由流动，一般砂岩孔隙属此类。细管的作用，液体不能自由流动，一般砂岩孔隙属此类。c.微毛管孔隙：微毛管孔隙：孔径孔径0.0002mm或缝宽或缝宽0.0001mm，分子间引力很大，要使流体在孔隙，分子间引力很大，要使流体在孔隙中移动，需要非常高的压力梯度，这在油层条件下一般无法达

38、到，实际上中移动，需要非常高的压力梯度，这在油层条件下一般无法达到，实际上液体是不能沿微毛细管移动的。液体是不能沿微毛细管移动的。（2）按连通状况）按连通状况 连通孔隙（敞开孔隙）连通孔隙（敞开孔隙）不连通孔隙（封闭孔隙）不连通孔隙（封闭孔隙）（3）按流动情况）按流动情况 有效孔隙（参与渗流）有效孔隙（参与渗流）无效孔隙（不参与渗流）无效孔隙（不参与渗流）二、岩石孔隙度的概念二、岩石孔隙度的概念 （1）岩石的绝对孔隙度：岩石的总孔隙体积）岩石的绝对孔隙度：岩石的总孔隙体积Va与外表体积与外表体积Vb之比。之比。（2）岩石的有效孔隙度：岩石的有效孔隙体积）岩石的有效孔隙度：岩石的有效孔隙体积Ve

39、与外表体与外表体积积Vb之比。之比。（3）岩石的流动孔隙度）岩石的流动孔隙度f：指在含油岩石中，油能在其内流动：指在含油岩石中，油能在其内流动的孔隙体积的孔隙体积Vf与岩石外表体积与岩石外表体积Vb之比。之比。%100baaVV%100beeVV%100bffVV 3、不同孔隙度的概念、不同孔隙度的概念二、岩石孔隙度的概念二、岩石孔隙度的概念 注意：注意：（1 1）流动孔隙度流动孔隙度排除了死孔隙，毛管力所束缚的液体、颗粒表排除了死孔隙，毛管力所束缚的液体、颗粒表面上液体薄膜的体积；面上液体薄膜的体积；（4 4）有效孔隙度用于计算地质储量，流动孔隙度可用来计算可）有效孔隙度用于计算地质储量，流

40、动孔隙度可用来计算可采储量，通常把有效孔隙度称为孔隙度。采储量，通常把有效孔隙度称为孔隙度。（3 3）三者之间的关系：）三者之间的关系：a ae ef f；（2 2）流动孔隙度与地层中的压力梯度和流体的性质有关。流动）流动孔隙度与地层中的压力梯度和流体的性质有关。流动孔隙度在数值上是不确定的，但在油田开发分析中，具有一定孔隙度在数值上是不确定的，但在油田开发分析中，具有一定的实际价值；的实际价值；二、岩石孔隙度的概念二、岩石孔隙度的概念砂岩储层砂岩储层：530之间，一般之间，一般1020。碳酸盐储层碳酸盐储层：一般小于一般小于5。莱复生按孔隙度的大小，将砂岩储层分为五级：莱复生按孔隙度的大小，

41、将砂岩储层分为五级：2520 2015 1510 105 50 评价 极好 好 中等 差 无价值 4 4、孔隙度的分级、孔隙度的分级二、岩石孔隙度的概念二、岩石孔隙度的概念5、孔隙度的影响因素、孔隙度的影响因素cos21)cos1(61m假想土壤孔隙度计算公式（斯利赫特）：假想土壤孔隙度计算公式（斯利赫特）：m=0.476m=0.259正方正方堆积堆积紧密紧密堆积堆积不受孔隙大小影响不受孔隙大小影响二、岩石孔隙度的概念二、岩石孔隙度的概念5、孔隙度的影响因素、孔隙度的影响因素（1 1）颗粒排列方式、大小、形状：）颗粒排列方式、大小、形状：颗粒大小相近的疏松砂岩，一般是颗粒越小，孔隙度越大，颗颗

42、粒大小相近的疏松砂岩，一般是颗粒越小，孔隙度越大，颗粒形状不规则，孔隙就越大。粒形状不规则，孔隙就越大。分选性变好分选性变好 胶结程度胶结程度 （2 2）颗粒尺寸的非均匀性：分选性）颗粒尺寸的非均匀性：分选性（3 3）胶结物含量、胶结方式、压实程度）胶结物含量、胶结方式、压实程度（4 4）岩性（砂岩）岩性（砂岩 101020%20%，碳酸盐岩，碳酸盐岩5%3901.2850002.8孔隙大小分布试验结果孔隙大小分布试验结果三、渗透率和比面的关系三、渗透率和比面的关系rrnALLrnAS1)2()2(222)(rnALLrnArS2Sr2根据比面定义有根据比面定义有孔隙度为孔隙度为整理得整理得移

43、项得移项得232222488SSrK把把r代入得代入得这就是表征这就是表征K与与S关系的高才尼方程。关系的高才尼方程。k称为高才尼常数。称为高才尼常数。引入高才尼常数的意义在于对假想岩石长度进行了修正；引入高才尼常数的意义在于对假想岩石长度进行了修正；222323)1(pbkSSkkSK引入修正系数引入修正系数k实际岩石孔道是弯弯曲曲的，所以岩石孔道的实际长度与假想岩石的长度实际岩石孔道是弯弯曲曲的，所以岩石孔道的实际长度与假想岩石的长度不等。不等。2223232)1(22SSSKv考虑不同比面有考虑不同比面有三、渗透率和比面的关系三、渗透率和比面的关系本节重点：本节重点：1 1、原始含油饱和

44、度；、原始含油饱和度；2 2、束缚水饱和度（原生水）；、束缚水饱和度（原生水）；3 3、剩余油饱和度、残余油饱和度。、剩余油饱和度、残余油饱和度。本节难点：本节难点：1 1、束缚水饱和度的概念及形式；、束缚水饱和度的概念及形式；2 2、流体饱和度的测定。、流体饱和度的测定。第五节第五节 储层流体的饱和度储层流体的饱和度一、流体的饱和度一、流体的饱和度定义：就是单位孔隙体积内定义：就是单位孔隙体积内,某种流体所占体积的百分数。某种流体所占体积的百分数。bopooVVVVSbwpwwVVVVSbgpggVVVVS当岩石孔隙中，油、水同时存在时，当岩石孔隙中，油、水同时存在时，S Sw w+S+So

45、 o=1=1当岩石孔隙中，油、气、水同时存在时，当岩石孔隙中，油、气、水同时存在时，S Sw w+S+So o+S+Sg g=1=1二、几个重要的饱和度概念二、几个重要的饱和度概念1 1、原始含油饱和度、原始含油饱和度:S:Soioi 油藏投入开发以前所测出的储层岩石孔隙空间中原始含油藏投入开发以前所测出的储层岩石孔隙空间中原始含油体积油体积V Voioi与岩石孔隙体积与岩石孔隙体积V Vp p的比值，称为原始含油饱和度。的比值，称为原始含油饱和度。b boioip poioioioiV VV VV VV VS S2.2.束缚水饱和度（束缚水饱和度（S SWCWC）a.a.束缚水（原生水、共存

46、水、残余水）束缚水（原生水、共存水、残余水）受孔隙结构和表面性质等因素影响受孔隙结构和表面性质等因素影响,存在于油层存在于油层中不能流动的水。中不能流动的水。b.b.油藏岩石单位孔隙体积中束缚水所占的体积百分数。油藏岩石单位孔隙体积中束缚水所占的体积百分数。b bwcwcp pwcwcwcwcV VV VV VV VS S二、几个重要的饱和度概念二、几个重要的饱和度概念c.c.束缚水的存在形式束缚水的存在形式d.d.束缚水在油田开发中的意义束缚水在油田开发中的意义i.估算原始地质储量估算原始地质储量OiCWOiOiB/)S(AhB/SAhN1 孔隙表面（薄膜）孔隙表面（薄膜）死胡同死胡同微毛管

47、孔隙微毛管孔隙束缚水分布示意图束缚水分布示意图二、几个重要的饱和度概念二、几个重要的饱和度概念3.3.目前油、气、水饱和度目前油、气、水饱和度 指在油田开发的不同时期，不同阶段所测得的油、气、水饱指在油田开发的不同时期，不同阶段所测得的油、气、水饱和度，也称含油、含气、含水饱和度。和度，也称含油、含气、含水饱和度。4.4.残余油饱和度残余油饱和度SorSora.a.残余油：随着油田开发油层能量的衰竭，即使是经过注水，残余油：随着油田开发油层能量的衰竭，即使是经过注水，还会在地层孔隙中存在这尚未驱尽的原油，这种油称为剩余油还会在地层孔隙中存在这尚未驱尽的原油，这种油称为剩余油或残余油。或残余油。

48、b.b.残余油饱和度：残余油在岩石孔隙中所占的体积百分数称残余油饱和度：残余油在岩石孔隙中所占的体积百分数称为剩余油饱和度或残余油饱和度。为剩余油饱和度或残余油饱和度。二、几个重要的饱和度概念二、几个重要的饱和度概念三、饱和度的测定三、饱和度的测定1、干馏法、干馏法循环水循环水电炉电炉岩心岩心量筒量筒优点：实验简单、速度快优点：实验简单、速度快缺点：缺点：高温使原油结焦、裂解；高温使原油结焦、裂解；结晶水析出结晶水析出原理：加热原理：加热 油、水蒸发油、水蒸发 冷凝计量油、水体积冷凝计量油、水体积2、蒸馏法、蒸馏法三、饱和度的测定三、饱和度的测定原理：加热岩心使水蒸发，测水原理：加热岩心使水蒸

49、发，测水的体积；洗净岩心中的油，测干的体积；洗净岩心中的油，测干岩心重量，用差减法计算油体积岩心重量，用差减法计算油体积owwoVWWV/)(21优点：简单；能精确测量含水量；优点：简单；能精确测量含水量；洗净的岩心可用于各种实验。洗净的岩心可用于各种实验。缺点：速度慢缺点：速度慢岩心岩心循环水循环水加热炉加热炉量液筒量液筒甲苯甲苯3、色谱法、色谱法三、饱和度的测定三、饱和度的测定原理：利用水、乙醇互溶性，把水溶解在乙醇中，用色原理：利用水、乙醇互溶性，把水溶解在乙醇中，用色谱分析仪测水的体积，用差减法计算含油体积谱分析仪测水的体积，用差减法计算含油体积4、思考：流体饱和度存在哪些测量误差？、

50、思考：流体饱和度存在哪些测量误差？（1）校正系数法）校正系数法（3）密闭冷冻取心）密闭冷冻取心（2）油基泥浆取心）油基泥浆取心第六节第六节 储层岩性参数的平均值储层岩性参数的平均值本节重点：本节重点：1 1、单井平均渗透率的计算、单井平均渗透率的计算2 2、油藏平均渗透率的计算、油藏平均渗透率的计算3 3、组合层平均渗透率计算、组合层平均渗透率计算本节难点：本节难点：1 1、并联组合层平均渗透率、并联组合层平均渗透率2 2、串联组合层平均渗透率、串联组合层平均渗透率第六节第六节 储层岩性参数的平均值储层岩性参数的平均值一、单井平均渗透率、孔隙度的计算一、单井平均渗透率、孔隙度的计算1、算术平均