3油藏岩石的物理性质

1、第三章 油藏岩石的物理性质岩石孔隙裂缝溶洞储集空间渗流通道油气储集层（油藏）储集油气的岩石储集其中的流体为油气提供孔隙性渗透性岩石沉积岩如碎屑岩、碳酸盐岩等岩浆岩如花岗岩、玄武岩等如大理岩、片麻岩等变质岩(世界99%以上)沉积岩层碎屑岩储集层碳酸盐岩储集层我国大部分油田波斯湾盆地华北古潜山油田决定于碳酸盐岩的结构组分及其组合或结合关系决定于碎屑颗粒的大小及其组合或结合关系碎屑岩的孔渗特性碳酸盐岩的孔渗特性第一节 砂岩的骨架性质 砂粒的大小、形状、排列方式、胶结物的数量、性质及其胶结方式都将影响到岩石的孔渗特性。性质不同、形状各异、大小不等岩石的骨架砂粒胶结物孔隙：砂粒间未被胶结物或固体物质充填

2、的空间 砂岩的粒度组成：构成砂岩的各种颗粒的相对含量。描述岩石颗粒大小的均匀程度。 粒度组成分析结果的表示方法：粒度频率分布曲线(或直方图),粒度组成累计曲线粒度组成概率曲线 粒度评价指标：不均匀系数分选系数泥质粘土矿物(遇水膨胀)灰质碳酸盐类矿物(遇酸反应)硫酸盐石膏和硬石膏(高温脱水)硅质硅酸盐(胶结最结实) 岩石的胶结物： 胶结类型：基底胶结孔隙胶结接触胶结杂乱胶结第二节 油藏岩石的孔隙性一、储层岩石的孔隙和孔隙结构1、孔隙岩石中未被碎屑颗粒、胶结物或其它固体物质充填的空间。裂隙(缝)孔隙空洞空隙砂岩的孔隙大小和形态取决于砂粒的相互接触关系、后来的成岩后生作用引起的变化以及胶结状况孔隙2

3、、孔隙结构：岩石中孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系 孔隙结构对岩石储集性能和渗透能力有影响。 岩石的孔隙结构与颗粒的大小、分选性质、颗粒接触方式等密切相关。二、储层岩石的孔隙度或：单位岩石体积中孔隙体积所占的比例。1.定义：岩石孔隙体积与岩石外表体积之比；2. 孔隙度的分类(1)绝对孔隙度(2)有效孔隙度岩石总孔隙体积或绝对孔隙体积岩石外表体积或视体积被油、气、水饱和且连通的孔隙体积岩石外表体积或视体积储层岩石(砂岩)孔隙度评价岩石流动孔隙度与作用压差大小有关：压差越大,岩石孔隙中发生流动的流体体积越大,则流动孔隙度越大。(3)流动孔隙度与可动流体体积相当的那部分孔隙体积岩石外

4、表体积或视体积三种孔隙度的关系：矿场资料和文献上不特别标明的孔隙度均指有效孔隙度。三、碳酸盐岩储层孔隙度f 次生孔隙度(裂缝或孔洞孔隙度),小数。p 原生孔隙度,小数；t 总孔隙度,小数；第三节 油藏流体饱和度一、油藏流体饱和度单位孔隙体积中流体所占的比例。(同一油藏)二、束缚水饱和度分布和残存在岩石颗粒接触处角隅和微细孔隙中或吸附在岩石骨架颗粒表面，不可流动的水1、束缚水单位孔隙体积中束缚水所占的比例2、束缚水饱和度Swc3、束缚水饱和度影响因素分析：岩石的孔隙结构岩石中泥质含量岩石的润湿性岩石孔隙小，连通性差，束缚水饱和度大。随岩石亲水性的增强，束缚水饱和度增加。泥质含量增加，束缚水饱和度

5、增大。油藏的原始含油饱和度4、储量计算油藏的地质储量三、残余油饱和度1、残余油被工作剂驱洗过的地层中被滞留或闭锁在岩石孔隙中的油。残余油占储层的孔隙体积的比例。2、残余油饱和度第四节 油藏岩石的压缩系数一、油藏岩石的压缩系数Cp以岩石的孔隙体积为基数的压缩系数，1/MPa；矿场常用：油藏压力每变化单位压降时岩石孔隙体积的变化率。二、油藏的综合压缩系数计算油藏的弹性可采储量：第五节 油藏岩石的渗透性岩石的渗透性：在一定的压差作用下，储层岩石让流体在其中流动的性质。其大小用渗透率表示。一、达西定律1856年、法国人、享利达西未胶结砂充填模型水流渗滤试验达西实验装置达西方程：渗透率绝对渗透率：渗透率

6、是油藏岩石的性能参数，其大小只取决于岩石本身，而与实验流体无关。二、气测渗透率在岩石长度L的每一断面的压力不同，气体体积流量在岩石内各点上是变化的，是沿着压力下降的方向不断膨胀。玻义尔马略特定律则：分离变量并积分，则：气测渗透率的计算公式：液体在孔道中心的液体分子比靠近孔道壁表面的分子流速要高；而且,越靠近孔道壁表面,分子流速越低；靠近孔壁表面的气体分子与孔道中心的分子流速几乎没有什么差别。气体气体渗透率大于液体渗透率的根本原因Klinkenberg效应滑动效应或三、克林肯柏格效应同一岩石，气测渗透率总比液测渗透率高。实践发现：气体滑动效应示意图a-孔道中的液体流动；b-同一孔道中气体流动Kl

7、inkenbeger实验结果(1)不同平均压力下测得的气体渗透率不同；(2)不同气体测得的渗透率不同；(3)不同气体测得渗透率和平均压力的直线关系，当平均压力趋于无穷大时，交纵坐标于一点。等价液体渗透率Klinkenberg渗透率或Klinkenberg渗透率：K Klinbenberg渗透率,m2；式中Kg 在平均压力和流量下测得的气体渗透率,m2；b 与岩石孔隙结构及气体分子平均自由程有关的系数,亦称Klinkenberg系数。c 比例系数； 气体分子平均自由程；r 岩石孔隙半径； 平均气体压力。四、油藏岩石渗透率的评价五、影响渗透率的因素1、沉积作用对渗透率的影响砂岩的粒度分布范围越广，

8、颗粒分选性越差，胶结物质含量越多，其渗透率就越低。(1)岩石结构和构造特征对渗透率的影响式中C 常系数,具体数值与岩石粒度有关；d 岩石平均颗粒直径,m；a 岩石颗粒的标准偏差；K 岩石渗透率,10-3m2。渗透率与平均颗粒直径的平方成正比，与颗粒的分选性成反比。(2)岩石孔隙结构对渗透率的影响式中： 岩石孔隙度,小数；r 孔喉半径,m；迂曲度，表示孔道的曲折程度，=1.55.5。2、成岩作用对岩石渗透率的影响主要表现为压实作用，胶结作用和溶蚀作用等方面(1)压实作用：渗透率随上覆压力增加而降低(2)胶结作用：胶结物质的沉淀和胶结作用都会使岩石的孔隙通道变小，喉道变细，孔隙曲折性增加，孔隙内表

9、面粗糙度增大，因而引起岩石渗透率显著降低。(3)溶蚀作用：溶蚀作用对岩石渗透率有影响，一般使其变大。3、构造(地应力)作用对渗透率的影响储层岩石在地下应力场的作用下，会形成断裂和微裂缝，裂缝对岩石渗透率的影响是巨大的：式中Kf 裂缝渗透率，m2；b 裂缝宽度，m；r 裂缝孔隙度，小数。低渗、特低渗储层，若在构造(地应力)作用产生或存在微裂缝时极有可能变成具有中高渗透率的储层。4、流体岩石系统的相互作用对渗透率的影响流体和岩石接触以后或多或少地发生物理和物理化学作用水粘土矿物悬浮物沉淀胶质、沥青质和石蜡吸附流体流速过大造成微粒剥落运移渗透率下降六、有效渗透率和相对渗透率1、有效渗透率(1)定义：

10、多相流体共存时，岩石允许每一相流体通过的能力。(2)有效渗透率与绝对渗透率之间的关系2、相对渗透率(2)相对渗透率的大小(1)定义：多相流体共存时，每一相的有效渗透率与岩石绝对渗透率的比值。多相流体共存时，各相流体相对渗透率之和总是小于1。3、相对渗透率曲线(1)定义：相对渗透率与流体饱和度关系曲线(2)典型的相对渗透率曲线油水相对渗透率A区： SwSwi；B区： SwiSw1-Sor；C区： Sw1-Sor；(3)相对渗透率曲线的应用预测水驱油藏的最终采收率最终采收率计算含水率=第六节 油藏岩石润湿性和油水微观分布润湿现象:干净的玻璃板上滴一滴水水迅速散成薄薄的一层干净的玻璃板上滴一滴水银水银聚拢形成球状在铜片上滴一滴水银水银呈馒头状一、岩石的润湿性1、润湿的定义液体在表面分子力作用下在固体表面的流散现象。2、衡量润湿性的参数润湿角过气液固或液液固三相交点对液滴表面所作的切线与液固表面所夹的角。定义：油水对固体表面的润湿平衡1水 2油 3固体(从极性大的一端算起)所以由于润湿的实质是三相界面张力作用的结果。3固体1水2油油水对固体表面的润湿平衡3、润湿性的判断90岩石表面亲油0岩石表面完全水湿岩石表面完全油湿=180天然岩石的表面性质（矿物成