油层物理市公开课获奖课件

1、储层岩石物理性质第一章 油层物理第1页第1页储层岩石物理性质 第1章本章内容1 储层岩石骨架性质2 储层岩石孔隙结构及孔隙性3 储层岩石渗入性4 储层岩石流体饱和度5 岩石胶结物及胶结类型6 储层岩石其它物理性质第2页第2页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节2. 储层岩石孔隙结构及孔隙性开发实践证实，孔隙类型、孔隙结构是决定储层性能主线原因和影响油气井产能主要原因。储层孔隙性是决定油气藏规模和开采价值主要储层特性。第3页第3页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节本节内容 储层岩石孔隙结构 岩石孔隙度概念 影响孔隙度大小原因 岩石孔隙度测定 储层岩石压缩性第4页第4页储层岩石孔隙结构和孔隙性

2、第1章2节一、储层岩石孔隙结构 储层微观空隙特性评价 孔隙结构：岩石孔隙类型、孔喉大小和分布、形态及连通关系、以及孔隙表面粗糙度等原因总合。 主要内容孔隙类型及组合关系孔隙大小及分选性评价孔隙结构参数储层孔隙：岩石中未被固体物质充填空隙空间。第5页第5页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节1. 储层岩石孔隙类型及组合关系孔隙裂缝粒间孔：碎屑颗粒间原生孔隙。溶蚀孔：次生孔隙。粒间溶孔、粒内溶孔。微孔隙：混合孔隙。杂基内微孔隙，岩屑内粒间微孔。裂缝：成岩改造或结构形变形成缝隙。次生孔隙。（1）孔隙类型按成因：砂岩中存在四种基本孔隙类型按形态第6页第6页类型成因储渗特性原生式沉积粒间孔沉积作用大，多

3、，储渗能力好纹理和层理缝沉积作用小，少，储渗能力差次生式沉积溶蚀孔溶解作用小，少，储集能力好晶体次生晶间孔压溶作用小，多，储集能力差裂缝孔隙地应力作用小，少，渗入能力好颗粒破裂孔岩石裂缝等小，少，储渗能力普通混合孔隙杂基微孔隙等复合成因小，少，储渗能力差第7页第7页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节云质不等粒岩屑砂岩，粒间孔与微缝第8页第8页含云质泥岩，顺层结构缝与垂直结构缝相交云质泥岩，溶蚀缝，含云砾质不等粒岩屑砂岩，砾内微缝第9页第9页地域层系主要孔隙类型孔隙度渗入率（md）产能松辽葡层粒间孔20301003000高甘肃M层好粒间孔、结构裂缝、晶间孔202530100中中粒间孔、微孔隙1

4、7201030中低差微孔隙、晶间孔10170.510低江苏阜宁群上段好粒间孔、溶蚀孔203020400中差微孔隙10200.320低川中香溪群晶间孔2160时，称为粗歪度，表岩样中大孔喉数量多于小孔喉数量；Skp 0时，为细歪度，表岩样中小孔数量多出大孔数量； 实际岩石孔隙Skp普通在+1 -1之间改变第17页第17页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节峰态Kp：表孔喉分布曲线峰陡峭程度，反应岩石中主要 孔喉大小分布集中程度，又称尖度。若孔喉分布曲线为正态，则Kp1；Kp越大，主要孔喉分布越集中，如尖峰曲线Kp可达3；如孔隙系统由两种或两种以上孔隙类型（孔隙、裂缝、溶洞）构成时，孔喉分布曲线会

5、出现双峰或多峰。第18页第18页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节孔喉比孔隙配位数孔隙迂曲度（2）. 孔隙结构参数薄片、铸体及图象分析测定A、孔喉比孔喉比：孔隙与喉道直径或半径 之比。第19页第19页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节B、孔隙配位数孔隙配位数：指每个孔隙所连通喉道数。 普通为2-15。C、孔隙迂曲度（l）迂曲度：指流体质点在岩石中实际流经路程l与岩石外观 长度L之比，即：迂曲度l用于定量描述孔隙弯曲程度。但l无法测定，常在1.22.5范围中取值。第20页第20页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节本节内容 储层岩石孔隙结构 岩石孔隙度概念 影响孔隙度大小原因 岩石孔隙度测定

6、 储层岩石压缩性第21页第21页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节二、岩石孔隙度概念 岩石孔隙度是衡量储层孔隙发育程度、评价储层储渗性能主要宏观参数。实践证实，不是所有储层空隙空间都含有储、渗流体能力，只有达到一定大小规模孔、缝，才干储集流体、使流体在其中流动。第22页第22页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节1. 储层孔隙大小及分类（1）按大小分为类型孔径mm缝宽mm流体流动情况例超毛细管孔隙500250能自由流动大溶洞大裂缝毛细管孔隙5000.22500.1不能自由流动,需外力克服毛管力普通砂岩孔隙微毛细管孔隙0.20.1常规条件下难流动,p很高泥岩中孔隙第23页第23页（3）按储渗性

7、能分有效孔隙：无效孔隙：储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节（2）按连通情况分连通孔隙孤立孔隙死孔隙只有互相连通“超毛细管孔隙”和“毛细管孔隙”才是有效油气储渗空间；“微毛细管孔隙”及“死孔隙”是无意义孔隙空间。微毛细管孔隙、死孔隙连通超毛管、毛细管孔隙第24页第24页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节2. 孔隙度概念（porosity）（1）孔隙度定义第25页第25页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节孔隙度f ：指岩石孔隙总体积与岩石总体积比值。式中：f岩石孔隙度； Vp岩石孔隙总体积； Vb岩石总体积（外表体积）； Vs岩石骨架总体积。VpVbVs第26页第26页储层岩石孔隙结构和孔隙

8、性 第1章2节（2）几种孔隙度概念按孔隙性质（大小、储渗能力），可分为：孔隙度公式岩石中孔隙体积绝对孔隙度fz Va：孔隙总体积有效孔隙度feVe：有效孔隙体积流动孔隙度fffVff：与流动液体体积 相等孔隙体积关系fz fefff第27页第27页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节 注意：流动孔隙度fff与有效孔隙度fe区别：fff 排除了被孔隙所俘留液体所占据孔隙空间（液膜占据空间）。fff 随地层压力改变及岩石、流体间物理-化学性质改变而改变。fff 是动态参数，在数值上是不拟定。fe反应原始地质储量大小，而fff反应可采储量大小。第28页第28页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节（3

9、）储层孔隙度分布范围储层孔隙度范围：530%；砂岩普通：10-25%；碳酸盐岩：5% 储层类型孔隙度渗入率储层评价一级30%特高孔特高渗储层二级25-30%500-高孔高渗储层三级15-25%100-500中孔中渗储层四级10-15%10-100低孔低渗储层五级5-10%10特低孔特低渗储层非储层5%1第29页第29页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节孔隙度/%2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 26.00 28.00 样品个数/个1.00 3.00 3.00 4.00 6.00 11.00

10、14.00 18.00 20.00 17.00 12.00 6.00 3.00 2.00 频率/%0.83 2.50 2.50 3.33 5.00 9.17 11.67 15.00 16.67 14.17 10.00 5.00 2.50 1.66 累计/%0.83 3.33 5.83 9.16 14.16 23.33 35.00 50.00 66.67 80.84 90.84 95.84 98.34 100.00 矿场上往往采用平均孔隙度值。通常是打井取心，以某井为例：其待评价砂层厚度为15m，等间隔1m取8个样，共120个样品，样品孔隙度值见上表：最大频率孔隙度值：1620%累计曲线上取累计

11、分数50%相应孔隙度值16%即为所求平均孔隙度值。第30页第30页（4）双重介质孔隙度双重介质含有两种孔隙类型：由岩石固体颗粒之间孔隙空间构成粒间孔；由裂缝和孔洞形成孔隙则有：双重介质孔隙度t=p+f ，式中：p基质孔隙度 f裂缝孔隙度 研究表明，双重介质裂缝孔隙度明显小于基质孔隙度：储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节t10%时， f 10%时， f 0.04仅当t5%时， f值才值得考虑。 从储层岩石储渗能力综合考虑，尤其是不稳定渗流，f起着主要作用。由于f值受地层有效应力影响而产生明显改变，即伴随有效应力增大，f变小，造成地层渗入性变差。第31页第31页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2

12、节本节内容 储层岩石孔隙结构 岩石孔隙度概念 影响孔隙度大小原因 岩石孔隙度测定 储层岩石压缩性第32页第32页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节三、影响孔隙度大小原因影响原因：内因：岩石矿物成份颗粒性质 粒度分布及排列等构成、结构外因：埋深温度、压力条件第33页第33页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节1. 岩石矿物成份影响矿物表面性质：吸附性、润湿性等矿物稳定性：抗风化、溶蚀能力等矿物敏感性：水敏性特殊矿物成份：云母、黄铁矿、绿泥石等第34页第34页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节长石表面吸附性较强，且亲油、亲水性也比石英强，在长石表面易形成较厚液体膜。当流体流动时，就会减小了流体

13、流动空间从而减小储层流动孔隙度；长石较石英易风化、破碎和被溶蚀，易形成解理（粒内）和溶孔（粒间）增长长石总孔隙度；风化程度高长石砂岩，其孔隙度有所增长，但小孔隙百分比也随之增长易形成低渗入砂岩储集；长石硬度较石英小，通过长距离搬运后，长石磨圆度普通没有石英好，长石颗粒会形成镶嵌式孔隙结构在一定程度上会使岩石绝对孔隙度减小。 普通情况下，石英、长石是砂岩最主要两种矿物成份：第35页第35页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节普通规律：矿物吸附性强、粘土矿物含量fff；矿物易破碎、溶蚀 fz ；风化程度高fz 易形成低渗入储层；云母片状结构fz ；黄铁矿、绿泥石等易嵌入孔隙中 fz 矿物表面性质、

14、敏感性影响储层ff；矿物稳定性、特殊矿物含量影响储层z 。砂岩中一些粘土矿物成份含有水敏性，遇水易发生膨胀减小岩石流动孔隙度；其它碎屑成份（如云母、黄铁矿、绿泥石等）含量增长，易形成减少fz微观结构,也常会使岩石总孔隙度减小。由于，云母具片状结构，黄铁矿、绿泥石会嵌入孔隙中。第36页第36页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节2. 粒度、分选及排列方式影响抱负颗粒，介质f 与颗粒大小无关 实际储层，颗粒平均粒径 dfz （分选影响） ；分选差大孔被小颗粒充填 fz 。紧密排列fz；总之，分选越好，排列越不紧密，储层f z 越高。 第37页第37页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节3. 埋深对

15、孔隙度影响总之，时代越老、埋藏越深岩石孔隙度越低。 颗粒排列方式：埋深排列紧密fz；对孔隙改造：温、压、地下水等fz 改变。比如，胶结物形成使孔隙度减少； 溶蚀等作用使孔隙度增长。第38页第38页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节本节内容 储层岩石孔隙结构 岩石孔隙度概念 影响孔隙度大小原因 岩石孔隙度测定 储层岩石压缩性第39页第39页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节四、岩石孔隙度测定 从定义： 知f 与Vb、Vp、Vs 三个参数相关 测定内容：岩石总体积Vb孔隙体积Vp骨架体积Vs求出其中任意两个，则可算得f。第40页第40页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节1. 岩石总体积Vb测

16、定 （1）直接测量法 用千分卡尺直接测量小岩心总体积。特点：简朴。合用对象：胶结好，不垮、不碎岩心。办法：直接测量封蜡法饱和煤油法水银法第41页第41页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节（2）封蜡法原理：利用阿基米德浮力原理进行测量。环节： 称岩样在空气中重量：w1 称覆盖蜡衣岩样在空气中重：w2 称覆盖蜡衣岩样在水中重：w3 岩样Vb覆盖蜡衣岩样V蜡衣V： 式中：rw 、rp水、石蜡密度，g/cm3合用对象：疏松、易垮、易碎岩样。 广泛，矿场最惯用。第42页第42页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节（3）饱和煤油法原理：利用阿基米德浮力原理进行测量。环节：将干岩样抽真空后饱和煤油，称重：

17、 饱和煤油岩样在空气中重：w1 饱和煤油岩样在煤油中重：w2 则岩样： 式中：ro煤油密度，g/cm3合用对象：外表不规则，但不疏松、不垮、不碎岩样。第43页第43页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节（4）水银法原理：将岩样放入汞中，通过排除汞体积拟定岩样 总体积。 特点：快速、准确，但对人体有害。合用对象：没有大溶孔、溶洞岩样。（汞是大分子液态金属，为非润湿流体。常温、压下，汞不能进入岩样孔隙中。）第44页第44页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节2. 岩石孔隙体积Vp测定 岩石Vp是十分主要储层参数，除计算孔隙度外，在油藏工程研究及各种动态试验（流动试验，驱替试验，提升采收率微观机理研

18、究试验等）中都要用到Vp 参数。 办法：气体孔隙度仪饱和煤油法流体加和法第45页第45页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节（1）气体孔隙度仪器 *试验 矿场上广泛采用原理：据波义尔定律，通过测定孔隙中气体体积来测定孔隙体积Vp。气体等温膨胀，从原则室进入装岩样未知室。由波义尔定律：Vk pkp （VkV）则Vp：第46页第46页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节 特点：合用范围广（疏松、致密岩石均可）；结果准确可靠；可测定岩石Vp和Vs；测定孔隙体积Vp岩石总孔隙体积。 第47页第47页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节（2）饱和煤油法原理：通过测孔隙中饱和煤油Vo测Vp。环节：称出干岩

19、样在空气中重：w1 称出干岩样饱和煤油后在空气中重：w2 则岩样Vp： 特点：简朴；煤油易挥发易产生误差;测定孔隙体积Vp岩石有效孔隙体积。 第48页第48页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节（3）流体加和法原理：由测定流体体积间接求出岩石Vp。 分别测出岩样中油、气、水体积， 则: Vp Vo Vg Vw特点：油气体积不易测准，误差大。3. 岩石骨架体积Vs测定 办法：孔隙度仪固体体积法第49页第49页 储层岩石孔隙结构 岩石孔隙度概念 影响孔隙度大小原因 岩石孔隙度测定 储层岩石压缩性储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节本节内容第50页第50页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节六、储层

20、岩石压缩性主要内容油藏开发过程中改变岩石压缩系数地层弹性驱油量地层综合弹性压缩系数压缩系数意义第51页第51页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节1. 油藏开发过程中改变 油气层储层骨架孔隙中流体开发前， 油藏中压力平衡：孔隙：流体压力（油层压力） 内压骨架：上覆岩石静压水平方向围压 外压第52页第52页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节开发中，油藏内压力不平衡：流体采出P油层地层中孔隙P内外颗粒受挤压排列更紧密孔隙缩小地层流体进一步排出流体采出P油层孔隙中流体膨胀地层流体进一步排出开发中油藏中能量改变：孔隙流体发生弹性改变及弹性能释放过程油藏压力释放过程岩石骨架发生弹性改变及弹性能释放过程& 岩石和流体释放弹性能量是油藏早期开发主要驱动能量。第53页第53页储层岩石孔隙结构和孔隙性 第1章2节2. 岩石压缩系数Cf 岩石压缩系数Cf ：等温条件下，单位体积岩石中 孔隙体积随有效压力改变率。孔隙压缩系数Cp：等温条件下，单位孔隙体积随 有效压力改变率。式中：Cf 、Cp岩石、孔隙压缩系数，1/MPa； Vf 、Vp岩石、孔隙总体积，m3； p 有效压力，指上覆压力与孔隙压力差值 p、Vp压降及相应Vp缩小值,m3。两种定义换算：Cff Cp Vpf Vb； 岩石压缩系数Cf描述岩石压缩性，也反应岩石