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1、第三章 油藏岩石的物理性质,第三章 油藏岩石的物理性质,砂岩的骨架性质,砂岩的孔隙性质,砂岩的粒度组成,岩石的比面,岩石的胶结物质与胶结类型,岩石的孔隙、孔隙结构与孔隙度,储层流体饱和度,储层岩石的渗透率,岩石的压缩系数及油藏的综合压缩系数,储层岩石的润湿性,储层岩石的毛管力,碎屑岩储层,碳酸盐岩储层,第三章 油藏岩石的物理性质,第一节 砂岩的骨架性质,性质不同、形状各异、大小不等,岩石的骨架,砂粒,胶结物,性质不同，分布各异,一、砂岩的粒度组成及比面,砂岩的粒度组成：指构成砂岩的各种大小不同的颗粒的相对含量。,测定方法,薄片法,筛析法,沉降法,较大直径的砂粒组成,中小直径的砂粒组成,粒径小于
2、40m以下颗粒,第一节 砂岩的骨架性质,1、砂岩的粒度组成,筛析法,将岩石洗油、烘干、称质量、解析、过套筛、分筛称质量、计算。,基本做法：,套筛的筛孔,以毫米直接表示筛孔孔眼大小,以每英寸长度上的孔数表示,相邻的两级筛孔孔眼的级差为 或 。,第一节 砂岩的骨架性质,沉降法,斯托克(C.J.Stokes)公式：,原理：,在合适的介质中测定颗粒在外力场作用下的沉降速度,间接确定颗粒的粒度组成。,第一节 砂岩的骨架性质,表示方法：,粒度组成的表示方法及评价方法,数字,图形,尖峰越高，粒度组成越均匀,曲线越陡，粒度组成越均匀,第一节 砂岩的骨架性质,2、岩石的比面,岩石的比表面积：指单位体积岩石的总表
3、面积,m2/m3。,或指单位体积岩石内所有孔隙的内表面积。,第一节 砂岩的骨架性质,岩石比面的影响因素,岩石比面的大小影响化学方法采油的药剂消耗,颗粒直径 颗粒直径变小,比面值变大。,泥质含量 泥质含量越多,岩石比面越大。,颗粒形状 颗粒越不规则,岩石比面越大。,第一节 砂岩的骨架性质,二、岩石的胶结物与胶结类型,泥质胶结物,(遇水膨胀、分散或絮凝),岩石的胶结物,蒙脱石含膨胀层的混合层粘土伊利石高岭石,对储层的潜在影响,第一节 砂岩的骨架性质,灰质胶结物,(遇酸反应),酸敏矿物,绿泥石,硫酸盐胶结物,(高温脱水),硅质胶结物,(胶结最结实),影响束缚水饱和度的测定值,第一节 砂岩的骨架性质,
4、胶结类型：,基底胶结,孔隙胶结,接触胶结,杂乱胶结,岩石的胶结类型主要受胶结物含量、分布及颗粒与胶结物的结合方式的控制。,定义：胶结物在岩石中的分布状况与碎屑颗粒的接触关系。,第一节 砂岩的骨架性质,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以及成岩后生作用引起的变化。,孔隙,2、储层岩石的孔隙特征,第二节 油藏岩石的孔隙性,第二节 油藏岩石的孔隙性,第二节 油藏岩石的孔隙性,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
5、系。,孔隙配位数：每个孔道所连通的喉道数。,孔喉比：孔隙与喉道直径的比值。,孔隙迂曲度：流体质点实际流经的岩石孔隙长度与岩石外观长度之比。,孔隙结构参数,第二节 油藏岩石的孔隙性,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；,第二节 油藏岩石的孔隙性,设：岩石模型边长为L,沿任一边长排列n个球,模型中共有n3个球； 球直径为D；,岩石的外表体积为n3D3。,单个球体积为 ；,所有球的体积为 ；,第二节 油藏岩石的孔隙性,储层岩石(砂岩)孔隙度评价,粘土岩或页岩的孔隙度为20%45%,它取决于该岩石的成因和埋藏深度。,实际储层岩石孔隙度
6、值的范围如下：,砂岩孔隙度为10%40%,主要受砂岩的性质和其胶结状态控制。,碳酸盐岩孔隙度介于5%25%之间。,有效孔隙度,第二节 油藏岩石的孔隙性,2. 孔隙度的分类,(1)绝对孔隙度,(2)有效孔隙度,(3)流动孔隙度,第二节 油藏岩石的孔隙性,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，同一时刻),定义：,( l = o，w，g ),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Swc,第三节 油藏流体饱和度,油藏的原始含油饱
7、和度：,3、储量计算,油藏的地质储量：,第三节 油藏流体饱和度,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Sor,油藏采收率,第三节 油藏流体饱和度,一、岩石的等温压缩系数,上覆压力与孔隙压力的差值,等温条件下单位体积岩石中孔隙体积随有效压力的变化值。,定义：,第四节 油藏岩石的等温压缩系数,二、油藏的综合压缩系数,油藏弹性采油量：,第四节 油藏岩石的等温压缩系数,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。,1、达西定律,1856年、法
8、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,一、油藏岩石的绝对渗透率,通用达西公式,粘度为1mPas的流体,在0.1MPa的压差下,通过截面积为1cm2,长为1cm的岩石,当流量为1cm3/s时,该岩石的渗透率为1m2。,渗透率单位的物理意义为：,渗透率,第五节 油藏岩石的渗透性,达西实验的条件：,与所通过的流体性质无关,第五节 油藏岩石的渗透性,2、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：,第五节 油藏岩石的渗透性,分离变量并积分，则：,气测渗透率的计算公式：,第五节 油藏岩石的
9、渗透性,Klinkenbeger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呈直线关系，当平均压力趋于无穷大时，交纵坐标于一点。,3、克林肯柏格效应,第五节 油藏岩石的渗透性,气体渗透率大于液体渗透率的根本原因,第五节 油藏岩石的渗透性,第五节 油藏岩石的渗透性,4、油藏岩石渗透率的评价,第五节 油藏岩石的渗透性,第五节 油藏岩石的渗透性,二、有效渗透率和相对渗透率,1、有效渗透率,当岩石孔隙中饱和两种或两种以上流体时，岩石让其中一种流体的通过能力称为有效渗透率或称为相渗透率。,第五节 油藏岩石的渗透性,岩石的有效渗
10、透率之和总是小于该岩石的绝对渗透率。,岩石的有效渗透率是岩石自身属性、流体饱和度及其在孔隙中的分布的函数,而流体饱和度及其分布后者与润湿性等有关。,第五节 油藏岩石的渗透性,指岩石孔隙中饱和多相流体时,岩石对每一相流体的有效渗透率与岩石绝对渗透率的比值。,2、相对渗透率,油相的相对渗透率,气相的相对渗透率,水相的相对渗透率,同一岩石的相对渗透率之和总是小于1。,第五节 油藏岩石的渗透性,3、 相对渗透率曲线特征,A区： SwSwi；,B区： SwiSw1-Sor；,C区： Sw1-Sor；,油相流动。,油、水相流动；随Sw的增大，Kro急剧降低，Krw增大。,水相流动。,平衡饱和度,残余油饱和
11、度,第五节 油藏岩石的渗透性,第五节 油藏岩石的渗透性,第六节 油藏岩石的润湿性,润湿现象:,第六节 油藏岩石的润湿性,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。,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。,(从极性大的一端算起),定义,第六节 油藏岩石的润湿性,润湿是指三相体系：一相为固体,另一相为液体,第三相为气体或另一种液体。,液体是否润湿固体,总是相对于另一相气体(或液体)而言的。,3、润湿性的判断,第六节 油藏岩石的润湿性,第六节 油藏岩石的润湿性,润湿反转程度既与固体表面性质和活性剂的性质有关，又和活性剂的浓度有关。,第六节
12、 油藏岩石的润湿性,（1）亲水岩石中的油水分布,湿相驱替非湿相的过程称为“吸吮过程。”,4、油水在岩石孔道中的微观分布,第六节 油藏岩石的润湿性,（2）亲油岩石中的油水分布,4、油水在岩石孔道中的微观分布,非湿相驱替湿相的过程称为“驱替过程。”,第七节 油藏岩石的毛管力,一、弯液面在毛细管中上升的现象,毛管力,第七节 油藏岩石的毛管力,二、毛管力公式的应用,1、油藏中流体界面是过渡带,对于气-液界面：,对于油-水界面：,过渡带高度取决于最细的毛管中的油(或水)柱的上升高度。,油-水过渡带比气-液过渡带宽,且油越稠，油水过渡带越宽。,第七节 油藏岩石的毛管力,当毛管倾斜时,水沿毛管上升,但垂直高
13、度不变；当毛管水平放置时,毛管力则成为水驱油的动力。若岩石亲油,毛管力将阻止水进入毛管,从而成为水驱油的阻力。,2、岩石亲水,毛管力是水驱油的动力,否则毛管力是水驱油的阻力。,毛管力的方向主要受控于流体对岩石的选择性润湿。,3、判断岩石的润湿性,岩石自动吸入流体的能力与毛管力的大小、方向有关。,第七节 油藏岩石的毛管力,液珠或气泡通过孔隙喉道时,产生的附加阻力称为贾敏效应。,钻井液、完井液、压井液：失水时对油流向井造成阻力。,调剖堵水：封堵大孔道、调整流体渗流剖面，通过增加驱替液的波及体积来提高原油采收率。,贾敏效应,第七节 油藏岩石的毛管力,三、岩石毛管力曲线的基本特征,1、毛管力曲线的基本
14、特征,(1)阈压PT,(2)饱和度中值压力Pc50,(3)最小湿相饱和度Smin,(4)退汞效率WE,第七节 油藏岩石的毛管力,四、毛管力曲线的应用,1、岩石储集性能评价,第七节 油藏岩石的毛管力,2 、研究岩石的孔隙结构,第七节 油藏岩石的毛管力,3、判断岩石的润湿性,第七节 油藏岩石的毛管力,4、确定注入工作剂对储层的损害程度或增产措施的效果,第七节 油藏岩石的毛管力,5、水驱油(或气驱油)过程中任一饱和度面上油-水(或气)相间的压力差,油藏工程计算中常用此法确定任一饱和度面上油水(或气)相间的压力差。,第七节 油藏岩石的毛管力,6、油藏过渡带内流体饱和度的分布,自由水面 Pc=0,100%含水面 Pc= PT,100%产水面 Pc= Pcsor,
