储层岩石的孔隙结构和孔隙性

储层岩石的物理性质第一章油层物理储层岩石的物理性质

第1章§1储层岩石的骨架性质§2储层岩石的孔隙结构及孔隙性§3储层岩石的流体饱和度§4储层岩石的渗透性§5储层岩石参数的平均值处理方法§6储层岩石的敏感性本章内容储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节§2.储层岩石的孔隙结构及孔隙性开发实践证明，孔隙类型、孔隙结构是决定储层性能的根本因素和影响油气井产能的重要因素。储层孔隙性是决定油气藏规模和开采价值的重要储层特性。储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节

储层岩石的孔隙结构岩石孔隙度概念影响孔隙度大小的因素岩石孔隙度的测定孔隙度与表征性体积单元储层岩石的压缩性本节内容储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节一、储层岩石的孔隙结构

——储层空隙特征的微观评价孔隙结构：岩石的孔隙类型、孔喉大小和分布、形态及连通关系、以及孔隙表面粗糙度等因素的总合。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的空隙空间。储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节1.储层岩石的孔隙类型及组合关系砂岩储层孔隙可分为三类：砂岩孔隙归结为两类：孔隙裂缝粒间孔：碎屑颗粒间的原生孔隙；溶蚀孔：粒间溶孔、粒内溶孔。次生；裂缝：成岩改造或构造形变形成的缝隙。次生。（1）孔隙类型按成因按形态储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节（2）孔隙组合关系孔隙-裂缝组合→介质模型→宏观研究孔隙-喉道组合→网络模型→微观研究①孔隙-裂缝组合按孔、缝发育程度及其对流动的贡献分：孔隙介质模型：（纯孔隙介质）双孔介质模型：双重介质模型：（双孔双渗）——孔隙为储集空间、流动通道。——孔隙为储集空间，裂缝为流动通道。——孔、缝均是储集空间和流动通道。储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节②孔隙-喉道组合孔隙网络模型分：物理模型、数学模型储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节2.孔隙大小及分选性——孔隙大小的表示和评价孔隙大小及分选性是评价储层储孔、渗特性的重要信息，是微观渗流机理研究不可缺少的基础参数。孔隙大小和分布结构参数储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节（1）孔隙大小和分布

孔隙分布特点：高度分散、高度非均质

→用统计学方法研究其分布特征

研究方法：压汞法：获取孔喉大小及分布特征。测出的注入汞V％及毛管曲线上对应的孔隙半径绘制两条曲线。表示：孔隙大小分布曲线孔隙大小累积分布曲线储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节峰越尖锐，孔隙大小越均匀；曲线越陡，孔隙大小越均匀孔隙分布曲线用于定性表征岩石孔隙大小分布特征。储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节（2）孔隙大小分选性评价分选系数Sp（孔喉均匀度）：歪度Skp（偏度）：峰态Kp（尖度）：描述孔喉大小分布均匀程度。描述孔隙组成偏大孔或偏小孔分布。表示孔喉分布曲线峰的陡峭程度，反映岩石中最常出现的孔喉大小的集中程度。储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节孔喉比孔隙配位数孔隙迂曲度3.孔隙结构参数薄片、铸体及图象分析测定（1）孔喉比孔喉比：孔隙与喉道的直径或半径之比。储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节（2）孔隙配位数孔隙配位数：指每个孔隙所连通的喉道数。

一般为2-15。（3）孔隙迂曲度（l）迂曲度：指流体质点在岩石中实际流经的路程l与岩石外观长度L之比，即：迂曲度l用于定量描述孔隙的弯曲程度。但l无法测定，常在1.2－2.5范围中取值。储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节

储层岩石的孔隙结构岩石孔隙度概念影响孔隙度大小的因素岩石孔隙度的测定孔隙度与表征性体积单元储层岩石的压缩性本节内容储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节二、岩石孔隙度的概念

岩石孔隙度是衡量储层孔隙发育程度、评价储层储渗性能的重要宏观参数。实践证明，不是所有储层空隙空间都具有储、渗流体的能力，只有达到一定大小规模的孔、缝，才能储集流体、使流体在其中流动。储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节1.储层孔隙的大小及分类（1）按大小分为类型孔径mm缝宽mm流体流动情况例超毛管孔隙＞500＞250能自由流动大溶洞大裂缝毛细管孔隙500～0.225～0.1不能自由流动,需外力克服毛管力一般砂岩孔隙微毛细管孔隙＜0.2＜0.1常规条件下难流动,△p很高泥岩中孔隙储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节（2）按连通状况分连通孔隙孤立孔隙——死孔隙（3）按储渗性能分有效孔隙：连通的超毛管、毛细管孔隙无效孔隙：微毛细管孔隙、死孔隙 只有相互连通的“超毛细管孔隙”和“毛细管孔隙”才是有效的油气储渗空间；“微毛细管孔隙”及“死孔隙”是无意义的孔隙空间。储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节2.孔隙度概念（porosity）（1）孔隙度定义储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节孔隙度f

：指岩石孔隙总体积与岩石总体积的比值。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。Vp＝Vb－Vs储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节（2）几个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：与流动的液体体积相等的孔隙体积关系fz

＞fe＞fff储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节注意：流动孔隙度fff与有效孔隙度fe的区别.fff

不考虑无效孔隙，排除了被孔隙所俘留的液体所占据的毛管孔隙空间（包括有效孔隙和液膜占据的空间）。fff

随地层压力的变化及岩石、流体间物理-化学性质的变化而变化。fff

是动态参数，在数值上是不确定的。fe反映原始地质储量的大小，而fff反映可采储量的大小。储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节（3）储层孔隙度分布范围储层孔隙度范围：5～30%；砂岩一般：10-25%；碳酸盐岩：＜5%

储层类型孔隙度渗透率储层评价一级＞30%＞2000特高孔特高渗储层二级25-30%500-2000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

储层岩石的孔隙结构岩石孔隙度概念影响孔隙度大小的因素岩石孔隙度的测定孔隙度与表征性体积单元储层岩石的压缩性储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节本节内容储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节三、影响孔隙度大小的因素影响因素：内因：岩石矿物成分——颗粒性质粒度分布及排列等——组成、结构外因：埋深——温度、压力条件储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节1.岩石矿物成分的影响一般规律：矿物的表面性质：吸附性、润湿性等矿物的稳定性：抗风化、溶蚀能力等矿物的敏感性：水敏性特殊矿物成分：易形成降低fz

的微观结构矿物吸附性强、粘土矿物含量↑→fff↓；矿物易破碎、溶蚀→fz

↑；风化程度高→fz

↓→易形成低渗透储层；云母的片状结构→fz↓；黄铁矿、绿泥石等易嵌入孔隙中→

fz

↓

矿物表面性质、敏感性影响储层

ff；矿物稳定性、特殊矿物含量影响储层

z

。储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节2.粒度、分选及排列方式的影响理想颗粒，介质f

与颗粒大小无关

实际储层，颗粒平均粒径d↑→fz

↓（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。

储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节3.埋深对孔隙度的影响总之，时代越老、埋藏越深的岩石的孔隙度越低。

此外，流体及动态过程（开发阶段、方式，油藏压力变化等）对岩石fff有较大的影响。如：驱动压差↑→减薄孔隙表面液膜→fff

↑流体粘度↑→增厚孔隙表面液膜→fff↑颗粒排列方式：埋深↑→排列紧密→fz↓；对孔隙的改造：温、压、地下水等→fz

改变。例如，胶结物形成→使孔隙度降低；溶蚀等作用→使孔隙度增加。储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节

储层岩石的孔隙结构岩石孔隙度概念影响孔隙度大小的因素岩石孔隙度的测定孔隙度与表征性体积单元储层岩石的压缩性本节内容储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节四、岩石孔隙度的测定

从定义：知f

与Vb、Vp、Vs

三个参数有关测定内容：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。储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节1.岩石总体积Vb的测定（1）直接测量法

用千分卡尺直接测量小岩心总体积。特点：简单。适用对象：胶结好，不垮、不碎的岩心。方法：直接测量封蜡法饱和煤油法水银法储层岩石的孔隙结构和孔隙性

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。步骤：称岩样在空气中的重量：w1

称覆盖蜡衣岩样空气中重：w2

称覆盖蜡衣岩样水中重：w3

→岩样Vb＝覆盖蜡衣的岩样V－蜡衣V：

式中：rw

、rp—水、石蜡密度，g/cm3适用对象：疏松、易垮、易碎的岩样。广泛，矿场最常用。储层岩石的孔隙结构和孔隙性

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。步骤：将干岩样抽真空后饱和煤油，称重：

饱和煤油岩样空气中重：w1

饱和煤油岩样煤油中重：w2

则岩样：

式中：ro—煤油密度，g/cm3适用对象：外表不规则，但不疏松、不垮、不碎的岩样。储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节（4）水银法原理：将岩样放入汞中，通过排除汞的体积确定岩样总体积。特点：快速、准确，但对人体有害。适用对象：没有大的溶孔、溶洞的岩样。（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。）储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节2.岩石孔隙体积Vp的测定

岩石Vp是十分重要的储层参数，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，提高采收率微观机理研究试验等）中都要用到Vp

参数。

方法：气体孔隙度仪饱和煤油法流体加和法储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节（1）气体孔隙度仪器*实验

——矿场上广泛采用原理：据波义尔定律，通过测定孔隙中气体的体积来测定孔隙体积Vp。气体等温膨胀，从标准室进入装岩样的未知室。由波义尔定律：Vk·pk＝p·（Vk＋V）则Vp：储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节

特点：适用范围广（疏松、致密岩石均可）；结果准确可靠；可测定岩石Vp和Vs；测定的孔隙体积Vp≈岩石总孔隙体积。储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节（2）饱和煤油法原理：通过测孔隙中饱和的煤油Vo→测Vp。步骤：称出干岩样空气中重：w1

称出干岩样饱和煤油后在空气中重：w2

则岩样Vp：特点：简单；煤油易挥发→易产生误差;测定的孔隙体积Vp≈岩石有效孔隙体积。

储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节（3）流体加和法原理：由测定的流体体积间接求出岩石Vp。分别测出岩样中油、气、水的体积，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的测定方法：孔隙度仪固体体积法储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节

储层岩石的孔隙结构岩石孔隙度概念影响孔隙度大小的因素岩石孔隙度的测定孔隙度与表征性体积单元储层岩石的压缩性本节内容储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节五、孔隙度与表征体积单元表征体积单元：岩石参数K、f随着测定岩心△Vi的变化而变化，当K、f趋于稳定时的最小△Vi则称为表征体积单元，用△V0表示。表征体积单元含义：能代表油藏岩石物性参数的最小岩样体积。储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节

储层岩石的孔隙结构岩石孔隙度概念影响孔隙度大小的因素岩石孔隙度的测定孔隙度与表征性体积单元储层岩石的压缩性本节内容储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节六、储层岩石的压缩性主要内容油藏开发过程中的变化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的意义储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节1.油藏开发过程中的变化

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

外压储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节开发中，油藏内压力不平衡：流体采出→P地层↓→地层中孔隙△P内外↑→颗粒受挤压排列更紧密

→孔隙缩小→地层流体排出→孔隙中流体膨胀→地层流体排出开发中的能量变化：孔隙流体发生弹性变化及弹性能释放过程油藏压力释放过程岩石骨架发生弹性变化及弹性能释放过程＝&

岩石和流体释放的弹性能量是油藏初期开发开发的重要驱动能量。储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节2.岩石压缩系数Cf岩石Cf

：当油层压力每降低单位压力时，单位体积岩石中孔隙体积的缩小值：或式中：Cf

、Cp—岩石压缩系数，1/MPa；

Vb

、Vp—岩石、孔隙总体积，m3；△p、△Vp—压降及对应的Vp缩小值,m3。两种定义的换算：Cf＝fCp←Vp＝fVb；

岩石压缩系数Cf描述岩石的压缩性，也反映岩石形变具有的驱油能力。储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节3.地层弹性驱油量地层弹性驱油量＝油层单位压降时驱出的油总量＝岩石压缩的弹性驱油量＋流体膨胀的弹性驱油量即：△Vo＝△Vof＋△VoL（1）岩石压缩的弹性驱油量岩石驱油量＝岩石形变引起的Vp减小值，即：△Vof＝△Vp＝CfVb△p

储层岩石的孔隙结构和孔隙性

第1章2节（2）流体膨胀的弹性驱油量

令：C*＝（Cf＋CLf）