油层物理第一章储油气岩石的物理性质1.ppt

第一章第一章 储油气岩石的物理性质储油气岩石的物理性质沉沉积类积类型型岩岩 性性分分 类类典型油气田典型油气田举举例例碎屑岩碎屑岩砂岩砂岩疏松砂岩疏松砂岩萨萨尔尔图图油田、油田、胜胜坨油田、坨油田、涩涩北北气田气田粉砂岩粉砂岩文文东东油田油田致密砂岩致密砂岩枣枣园油田、靖安油田园油田、靖安油田裂裂缝缝性砂岩性砂岩延延长长油田油田砾砾岩岩砾砾岩岩克拉克拉玛玛依油田依油田砂砂砾砾岩岩砂砂砾砾岩岩曙光油田曙光油田裂裂缝缝性砂性砂砾砾岩岩蒙古林油田、火蒙古林油田、火烧烧山油田山油田泥岩泥岩孔隙孔隙缝缝洞泥灰岩洞泥灰岩南翼山油田南翼山油田碳酸碳酸盐盐岩岩白云岩白云岩裂裂缝缝孔洞白云岩孔洞白云岩任丘油田任丘油田裂裂缝缝孔隙泥孔隙泥质质白云白云岩岩风风成城油田成城油田石灰岩石灰岩裂裂缝缝孔洞灰岩孔洞灰岩苏桥苏桥油田、塔河油田油田、塔河油田生物灰岩生物灰岩桩桩西油田西油田孔隙裂孔隙裂缝缝藻灰岩藻灰岩义东义东油田油田火成岩火成岩裂裂缝缝孔隙安山岩孔隙安山岩风风化店油田化店油田裂裂缝缝性凝灰岩性凝灰岩哈达哈达图图油田油田火山岩火山岩车车排子油田、石西油田排子油田、石西油田玄武岩、安山岩玄武岩、安山岩克拉克拉玛玛依油田依油田417断断块块变质变质岩岩裂裂缝缝性性变质变质岩岩鸭鸭儿峡油田儿峡油田裂裂缝缝性花性花岗岗岩岩静安堡油田静安堡油田储储层层岩岩石石的的分分类类与与国国内内典典型型油油气气田田实实例例99%以上气储量集中以上气储量集中在沉积岩储集层中在沉积岩储集层中 储量储量:50%产量产量:40%储量储量:50%产量产量:60%世界平均世界平均 绪论岩石骨架岩石骨架孔隙孔隙(含有含有Gas、Oil、Water等等)基质基质裂缝裂缝溶洞溶洞裂缝裂缝-孔孔隙隙裂缝裂缝-溶溶洞洞单重孔隙介质单重孔隙介质、单重裂缝介质、单重裂缝介质 、单重溶洞介质、单重溶洞介质 裂缝孔隙、裂缝溶洞和溶洞孔隙双重介质裂缝孔隙、裂缝溶洞和溶洞孔隙双重介质,甚至裂缝孔隙溶洞三重介质甚至裂缝孔隙溶洞三重介质均质多孔介质与非均质多孔介质均质多孔介质与非均质多孔介质我们最感兴趣的对象我们最感兴趣的对象:油气油气必须研究油气居留于地下的空间必须研究油气居留于地下的空间:油气储层油气储层油气储层性质油气储层性质:岩石骨架、骨架孔隙中的流体岩石骨架、骨架孔隙中的流体 以及流体在以及流体在 孔隙中的渗流机理三个部分孔隙中的渗流机理三个部分 采用某些能用实验方法测量的宏观采用某些能用实验方法测量的宏观(即平均即平均)几何参数来描述或反映几何参数来描述或反映 多孔骨架几何性质，如多孔骨架几何性质，如粒度组成、比面、孔隙度、饱和度、渗透粒度组成、比面、孔隙度、饱和度、渗透 率、压缩性、热学性质、电学性质、放射性、声学特性以及敏感率、压缩性、热学性质、电学性质、放射性、声学特性以及敏感 矿物的敏感性矿物的敏感性。这些内容也是学好本课程中有关章节及其它课程所必备的基础知识这些内容也是学好本课程中有关章节及其它课程所必备的基础知识 这种采用实验手段研究岩石整体宏观性质这种采用实验手段研究岩石整体宏观性质(而不是研究单个颗粒或孔而不是研究单个颗粒或孔 隙隙)的方法，也是油层物理学科研究方法的一大特点。的方法，也是油层物理学科研究方法的一大特点。本章着重讨论储层岩石骨架的各种性质本章着重讨论储层岩石骨架的各种性质骨架复杂，不能用表示其边界曲面的方程来确定骨架复杂，不能用表示其边界曲面的方程来确定第一章、储层岩石的物理特性第一章、储层岩石的物理特性主要内容主要内容第一节第一节 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性储层岩石的孔隙结构及孔隙性第三节第三节 储层岩石的流体的饱和度储层岩石的流体的饱和度第四节第四节 储层岩石的渗透率性储层岩石的渗透率性第五节第五节 储层岩石参数的平均值处理方法储层岩石参数的平均值处理方法第六节第六节 储层岩石的敏感性储层岩石的敏感性粒度组成、比面、孔隙度与压缩性、饱和度、渗透粒度组成、比面、孔隙度与压缩性、饱和度、渗透 率、敏感性率、敏感性热学性质热学性质电学性质、放射性、声学特性电学性质、放射性、声学特性Sect1Sect1 储层岩石的储层岩石的 骨架性质骨架性质 岩石的颗粒组成岩石的颗粒组成 岩石的比面岩石的比面 分散性分散性岩石岩石是颗粒经胶结物的胶结作用而形成的。是颗粒经胶结物的胶结作用而形成的。岩石岩石=颗粒颗粒+胶结物胶结物+孔隙孔隙岩石外表体积岩石外表体积=骨架体积骨架体积+孔隙体积孔隙体积一、岩石的粒度组成一、岩石的粒度组成 1、粒度：岩石颗粒直径的大小，用、粒度：岩石颗粒直径的大小，用“目目”表示。表示。目目每英寸长度上的孔数。每英寸长度上的孔数。2、粒度组成（分布函数）：各大小不同的岩石、粒度组成（分布函数）：各大小不同的岩石 颗粒的重量百颗粒的重量百分比。分比。(岩石的粒度组成可以决定岩石的许多物理性质岩石的粒度组成可以决定岩石的许多物理性质)3、粒度组成的表示方法：列表法和作图法、粒度组成的表示方法：列表法和作图法 3.1列表法：列表法：di d1 d2 dnWi W1 W2 Wn 组成组成累积累积组成组成A 粒度组成分布曲线粒度组成分布曲线B 粒度组成累积分布曲线粒度组成累积分布曲线3.2作图法：作图法：粒度组成曲线可粒度组成曲线可定性定性表征岩石颗粒分布特征（表征岩石颗粒分布特征（非标准正态分布非标准正态分布）1234di(mm)log(di)1234C 粒度组成分布曲线粒度组成分布曲线对比对比分析分析问题问题：分布曲线形态反映出岩石：分布曲线形态反映出岩石粒度组成粒度组成？特点特点1234di(mm)log(di)1234l l尖峰越高，颗粒分布越均匀，尖峰越高，颗粒分布越均匀，比比均匀，均匀，比比均匀。均匀。l l尖峰越靠右，颗粒直径越大，尖峰越靠右，颗粒直径越大，、比比、直径大。直径大。l l陡峭段越陡，颗粒分布越均匀，陡峭段越陡，颗粒分布越均匀，比比均匀，均匀，比比均匀。均匀。l l陡峭段越靠右，颗粒直径越大，陡峭段越靠右，颗粒直径越大，、比比、直径大。直径大。4、粒度组成实验分析方法（筛析法、沉降法等）、粒度组成实验分析方法（筛析法、沉降法等）A、筛析法筛析法（sieve or screen analysis method)sieve or screen analysis method)筛选范围一般按筛选范围一般按 或或 两个级差），适用于较粗颗粒。两个级差），适用于较粗颗粒。didi颗粒平均直径：颗粒平均直径：原理原理装置装置 B、沉降法沉降法(settling method)(settling method)：适用于粒径较细（适用于粒径较细（400目），但用得少。目），但用得少。颗粒浓度要求颗粒浓度要求原理原理Stokes公式公式1%测量精度测量精度直径在直径在50100um时时有足够的精度有足够的精度C、直接测量法、直接测量法 极大颗粒岩样（辅助）极大颗粒岩样（辅助）D、光学、电学、薄片及图象分析法（特殊岩样）、光学、电学、薄片及图象分析法（特殊岩样）数量少、颗粒小、固结岩样数量少、颗粒小、固结岩样方法选择：依据颗粒大小和岩石致密程度。方法选择：依据颗粒大小和岩石致密程度。5、粒度参数、粒度参数（粒度组成特征的定量评价）（粒度组成特征的定量评价）l l平均粒径与粒径中值平均粒径与粒径中值 l l不均匀系数不均匀系数 l l分选系数分选系数S l l标准偏差标准偏差 评价颗粒分布的均匀程度评价颗粒分布的均匀程度5.1、平均粒径：岩石颗粒直径的平均值，它表示岩石颗粒分布和、平均粒径：岩石颗粒直径的平均值，它表示岩石颗粒分布和集中趋势的参数。集中趋势的参数。5.2、粒径中值：指粒径累积分布曲线上、粒径中值：指粒径累积分布曲线上50%处对应的粒径，它表处对应的粒径，它表示岩石粒度分布趋势。示岩石粒度分布趋势。5.3、不均匀系数（、不均匀系数（）(heterogeneity coefficient)(heterogeneity coefficient)：累积分布曲线上某两个重量百分数所代表的颗粒直径的比值，累积分布曲线上某两个重量百分数所代表的颗粒直径的比值，常用常用d60/d10。颗粒的均匀程度颗粒的均匀程度;1颗粒组成越均匀；颗粒组成越均匀；4.5 分选差；分选差；定义与计算定义与计算分选系数描述颗粒分选系数描述颗粒均匀性评价标准均匀性评价标准5.5、标准方差、标准方差(standard(standard deviation)deviation)：用标准方差用标准方差 的大小来划分岩石分选性的等级的大小来划分岩石分选性的等级标准方差描述颗粒均匀性评价标准标准方差描述颗粒均匀性评价标准 分选性越好分选性越好 =0同一粒径。同一粒径。定义与计算定义与计算福克福克沃德公沃德公式式 S岩石比面，岩石比面，cm2cm3，1cm；A骨架的总表面积骨架的总表面积或孔隙总内表面积，或孔隙总内表面积，cm2；Vb岩石岩石外表体积外表体积（bulk volumebulk volume）cm3。Sect1Sect1 储层岩石的储层岩石的 骨架性质骨架性质 二、二、岩石的比面岩石的比面(specific surface or(specific surface or area)area)岩石的颗粒组成岩石的颗粒组成 岩石的比面岩石的比面 分散性分散性1、比面的概念、比面的概念 单位体积岩石内，岩石骨架的总表面积；单位体积岩石内，岩石骨架的总表面积；或单位体积的岩石内，总孔隙的内表面积。或单位体积的岩石内，总孔隙的内表面积。砂岩砂岩950cm2300 cm2300 cm2cmcm3几百几百几千几千2.1、以岩石、以岩石孔隙孔隙(pore)体积体积Vp为基准定义的比面为基准定义的比面Sp =+VbVsVp2、比面的其它定义、比面的其它定义 2.2、以岩石、以岩石骨架骨架(sand-grain)体积体积Vs为基准定义的比面为基准定义的比面Sp 2.3、三种比面三种比面S、Ss、Sp之间的关系之间的关系 定义：定义：3、比面的实质、比面的实质 反映了单位外表体积岩石中所饱和的流体与岩石骨架接触反映了单位外表体积岩石中所饱和的流体与岩石骨架接触面积的大小面积的大小 反应了岩石骨架的分散程度。比面越大，骨架分散程度越反应了岩石骨架的分散程度。比面越大，骨架分散程度越大，颗粒也越细。大，颗粒也越细。S分散程度分散程度渗流阻力渗流阻力(Vp S（d相同，排列方式不同相同，排列方式不同）正方形排列正方形排列菱形排列菱形排列 1=47.5%2=25.9%S1S2颗粒大小、形状、排列方式颗粒大小、形状、排列方式 5.1、比面的实验测定（、比面的实验测定（透过法，透过法，吸附法吸附法）5、岩石比面的因素确定（、岩石比面的因素确定（实验方法，估算方法实验方法，估算方法）5.1.1透过法（透过法（根据流体对岩石的透过性来求比面。常用根据流体对岩石的透过性来求比面。常用空气空气作测定流体作测定流体）（1）测定理论：）测定理论：(Kozeny-Carmen方程和方程和Darcy方程方程)直接法直接法间接法间接法高才尼高才尼卡尔曼程卡尔曼程Kozeny-Carmen方程方程（K 与与S 关系式关系式）式中：式中：k高采尼常数高采尼常数;孔隙度，孔隙度，f；K渗透率，渗透率，m2；S比面；比面；毛管迂曲度，毛管迂曲度，一般取一般取1.41.4 。LrLiDarcy方程方程式中：式中：p p0 0大气压；大气压；p p1 1、p p2 2分别为岩心进、出口端压力；分别为岩心进、出口端压力；A A为岩心截面积，为岩心截面积，cmcm2 2；L L为岩心长度，为岩心长度，cmcm；Q Q0 0通过岩心的空气量，相当于从马略特瓶中流出的水通过岩心的空气量，相当于从马略特瓶中流出的水量，量，cmcm3 3/s/s；室温下空气的粘度，室温下空气的粘度，mPa.smPa.s；H H为空气通过岩心稳定后的压差，厘米水柱。为空气通过岩心稳定后的压差，厘米水柱。3）实验方法：基本理论）实验方法：基本理论高高卡方程卡方程和和达西定律达西定律式中：式中：S岩石比面，岩石比面，cm2/cm3；孔隙度，孔隙度，f；A岩心截面积，岩心截面积，cm2；L岩心长度，岩心长度，cm；Q0通过岩心的空气流量，通过岩心的空气流量，cm3/s；H空气流量稳定后的压差，空气流量稳定后的压差，cm水柱；水柱；室温下空气粘度，室温下空气粘度，mPas。岩心岩心 已知，已知，A、L 可测；空气可测；空气 可查表可查表只要测出压差只要测出压差H 和空气流量和空气流量Q0，即可用上式算出即可用上式算出S。核心理论公式核心理论公式l马略特瓶马略特瓶l岩心夹持器岩心夹持器l水压计水压计l量筒量筒5.1.1透过法（透过法（根据流体对岩石的透过性来求比面。常用根据流体对岩石的透过性来求比面。常用空气空气作测定流体作测定流体）（2）测定仪器流程）测定仪器流程l打开开关打开开关5，通过漏斗向马略特，通过漏斗向马略特瓶中灌水，排出瓶内空气瓶中灌水，排出瓶内空气l当瓶内水面升到一定高度时，打当瓶内水面升到一定高度时，打开开关开开关7，并控制流出水量，并控制流出水量l当水压计压差稳定在某一高度当水压计压差稳定在某一高度H时，测定流出水流速时，测定流出水流速Qo。5.1.1透过法（透过法（根据流体对岩石的透过性来求比面。常用根据流体对岩石的透过性来求比面。常用空气空气作测定流体作测定流体）（2）测定方法）测定方法问题：问题：流出水流速流出水流速Qo与与通过岩心的空通过岩心的空 气流量有何关系？气流量有何关系？5.1.2吸附法吸附法 （通过测定吸附在岩石表面单层分子的吸附量间接测算岩石通过测定吸附在岩石表面单层分子的吸附量间接测算岩石S 的方法的方法）测定流体：常用氮、氪、氙等惰性气体。测定流体：常用氮、氪、氙等惰性气体。测定原理：低温物理吸附原理。测定原理：低温物理吸附原理。5.1.3透过法和吸附法比较透过法和吸附法比较5.2、比面的估算、比面的估算5、岩石比面的因素确定（、岩石比面的因素确定（实验方法，估算方法实验方法，估算方法）5.1.1用岩石的孔隙度和渗透率估算用岩石的孔隙度和渗透率估算 基本原理：基本原理：(Kozeny-Carmen方程方程)=1=1.45.2、比面的估算、比面的估算5、岩石比面的因素确定（、岩石比面的因素确定（实验方法，估算方法实验方法，估算方法）5.1.1由岩石的粒度组成资料估算（由岩石的粒度组成资料估算（适用于岩石胶结疏松，颗粒磨圆适用于岩石胶结疏松，颗粒磨圆度较高，且不含或少含粘土颗粒的岩石比面估算度较高，且不含或少含粘土颗粒的岩石比面估算）基本思路：基本思路：d1G1%d2G2%dnGn%已知岩石由已知岩石由n种不同颗种不同颗 粒直径的砂岩组成粒直径的砂岩组成 1）直径为）直径为di的颗粒岩的体积为：的颗粒岩的体积为：2)直径为直径为di的颗粒岩的表面积为：的颗粒岩的表面积为：3)设孔隙度设孔隙度(=Vp/Vb)，则单位外表体积岩石中颗粒体积为：，则单位外表体积岩石中颗粒体积为：4)单位外表体积岩石中颗粒数量为：单位外表体积岩石中颗粒数量为：5)单位外表体积岩石中颗粒总表面积为：单位外表体积岩石中颗粒总表面积为：6)若岩石中直径为若岩石中直径为di的颗粒重量含量为的颗粒重量含量为Gi%，则，则di的总表面积为：的总表面积为：7)单位体积岩石所有的颗粒总表面积单位体积岩石所有的颗粒总表面积S为：为：(理想公式理想公式)(实际公式实际公式)(颗粒形状校正系数颗粒形状校正系数C=1.21.4)S岩石比面，岩石比面，cm2cm3，1cm；A骨架的总表面积骨架的总表面积或孔隙总内表面积，或孔隙总内表面积，cm2；Vb岩石岩石外表体积外表体积（bulk volumebulk volume）cm3。Sect1Sect1 储层岩石的储层岩石的 骨架性质骨架性质 三、岩石的碳酸盐含量三、岩石的碳酸盐含量 岩石的颗粒组成岩石的颗粒组成 岩石的比面岩石的比面 分散性分散性1、比面的概念、比面的概念 单位体积岩石内，岩石骨架的总表面积；单位体积岩石内，岩石骨架的总表面积；或单位体积的岩石内，总孔隙的内表面积。或单位体积的岩石内，总孔隙的内表面积。砂岩砂岩950cm2300 cm2300 cm2cmcm3几百几百几千几千 油油层层岩岩石石的的碳碳酸酸盐盐含含量量:是是指指岩岩石石中中的的碳碳酸酸岩岩、钠钠盐盐（NaNa2 2COCO3 3）、钾钾 盐盐（K K2 2COCO3 3）、石石 灰灰 岩岩（CaCOCaCO3 3）、白白 云云 岩岩（CaCOCaCO3 3MgCOMgCO3 3）和菱铁矿（和菱铁矿（FeCOFeCO3 3）等的总含量。等的总含量。碳碳酸酸盐盐在在油油层层岩岩石石中中的的含含量量变变化化很很大大。例例如如，碳碳酸酸盐盐岩岩储储层层就就是是全全由由碳碳酸酸盐盐类类所所组组成成。亦亦有有可可能能完完全全不不含含碳碳酸酸盐盐类类，或或者含量很小的情况，如象石英砂岩。者含量很小的情况，如象石英砂岩。研究油藏岩石中的碳酸盐含量，对于油层的增产措施（例研究油藏岩石中的碳酸盐含量，对于油层的增产措施（例如，酸处理），有着十分重要的作用。碳酸盐含量作为研究油如，酸处理），有着十分重要的作用。碳酸盐含量作为研究油层的对比标志，也具有相当重要的意义。层的对比标志，也具有相当重要的意义。Sect1Sect1 储层岩石的储层岩石的 骨架性质骨架性质 三、岩石的碳酸盐含量三、岩石的碳酸盐含量 岩石的颗粒组成岩石的颗粒组成 岩石的比面岩石的比面 分散性分散性 测量岩石中的碳酸盐含量的方法 主要是使所含的各种碳酸盐起化学分解，然后计量分解时所放出的二氧化碳气体。在测量碳酸盐含量时，一般计算均折算为CaCO3。测定碳酸盐含量，主要在实验室进行。岩石的碳酸盐含量，可根据求出的CO2的体积，按下式求出 式中:C岩石中CaCO3的含量，%；V所求出的CO2的体积，3；G在实验温度及大气压下，1 13 3的的COCO2 2的重量，毫克的重量，毫克；G岩样重量，克。小测验小测验:请论证公式的正确性请论证公式的正确性!孔隙性是决定油气孔隙性是决定油气藏规模和开采价值藏规模和开采价值的重要储层特性。的重要储层特性。Sect2Sect2 储层岩石的储层岩石的 孔隙结构孔隙结构 及及 孔隙性孔隙性 孔隙类型、孔隙结构是决定孔隙类型、孔隙结构是决定储层性能的根本因素和影响储层性能的根本因素和影响油气井产能的重要因素。油气井产能的重要因素。本节内容本节内容储层岩石的孔隙结构储层岩石的孔隙结构岩石孔隙度概念岩石孔隙度概念影响孔隙度大小的因素影响孔隙度大小的因素孔隙度测定方法孔隙度测定方法孔隙度与表征性体积单元孔隙度与表征性体积单元储层岩石的压缩性储层岩石的压缩性本节目的及重点、难点本节目的及重点、难点 明确孔隙结构及孔隙分类方法明确孔隙结构及孔隙分类方法掌掌握握孔孔隙隙度度、岩岩石石压压缩缩系系数数和和地地层层综综合合弹弹性性系系数数定定义义，明明确确孔孔隙隙度度影影响响因因素素,掌掌握握孔孔隙隙度度的的各各种种测测定定方方法法，了了解解孔孔隙隙度度表征体积单元含义表征体积单元含义一、储层岩石的一、储层岩石的 孔隙孔隙 结构结构=+VbVsVp岩石外表体积岩石外表体积=骨架体积骨架体积+孔隙体积孔隙体积岩石中未岩石中未被固体物被固体物质充填的质充填的空隙空间空隙空间岩石的孔隙类型、孔岩石的孔隙类型、孔隙大小和分布、形态隙大小和分布、形态及连通关系、以及孔及连通关系、以及孔隙表面粗糙度等因素隙表面粗糙度等因素的综合的综合孔隙孔隙 结构结构铸摸图铸摸图1、储层岩石的孔隙类型及组合关系、储层岩石的孔隙类型及组合关系 (1)孔隙类型孔隙类型l l按按成因成因，孔隙可分为，孔隙可分为三类三类 w w粒间孔：粒间孔：碎屑颗粒间的孔隙碎屑颗粒间的孔隙 (原生孔隙原生孔隙)w w溶蚀孔：溶蚀孔：粒间溶孔、粒内溶孔粒间溶孔、粒内溶孔(次生次生)w w裂缝：裂缝：成岩改造或构造形变成岩改造或构造形变 形成的缝隙形成的缝隙(次生次生)。l l按按形态形态归为孔隙和裂缝归为孔隙和裂缝两类两类砂岩储集岩的孔隙类型示意图碳酸盐岩的孔隙分类命名碳酸盐岩的孔隙分类命名（据（据ChoquetteChoquette;p.p.wp.p.w.&pray,L.C.,1970.&pray,L.C.,1970）砂岩储集岩的孔隙和喉道砂岩储集岩的孔隙和喉道1-连通孔隙；连通孔隙；2-喉道；喉道；3-死胡同孔隙；死胡同孔隙；4-微毛细管束缚孔隙；微毛细管束缚孔隙；5-颗粒；颗粒；6-孤立的孔隙孤立的孔隙碳酸盐岩的储集空间碳酸盐岩的储集空间1-基质孔隙；基质孔隙；2-喉道；喉道；3-裂缝；裂缝；4-洞穴；洞穴；5-基质基质1、储层岩石的孔隙类型及组合关系、储层岩石的孔隙类型及组合关系（2 2）孔隙组合关系）孔隙组合关系孔隙类型复杂孔隙类型复杂孔隙尺度差异大孔隙尺度差异大单重孔隙介质单重孔隙介质、单重裂缝介质、单重裂缝介质 、单重溶洞介质、单重溶洞介质 裂缝孔隙、裂缝溶洞和溶洞孔隙双重介质裂缝孔隙、裂缝溶洞和溶洞孔隙双重介质裂缝孔隙溶洞三重介质裂缝孔隙溶洞三重介质孔隙组合复杂多样孔隙组合复杂多样孔隙结构非均质性极强孔隙结构非均质性极强可分为：可分为：1、储层岩石的孔隙类型及组合关系、储层岩石的孔隙类型及组合关系（3 3）孔隙分类）孔隙分类按大小分为按大小分为按连通状况分按连通状况分连通孔隙连通孔隙孤立孔隙孤立孔隙死孔隙死孔隙按储渗性能分按储渗性能分有效孔隙：参与渗流的连通孔隙有效孔隙：参与渗流的连通孔隙无效孔隙：不参与渗流的孔隙无效孔隙：不参与渗流的孔隙只有相互连通的只有相互连通的“超毛细管孔隙超毛细管孔隙”和和“毛细管孔隙毛细管孔隙”才是有效的油气储渗空间；才是有效的油气储渗空间；“微毛细管孔隙微毛细管孔隙”及及“死死孔隙孔隙”是无意义的孔隙空间是无意义的孔隙空间1、储层岩石的孔隙类型及组合关系、储层岩石的孔隙类型及组合关系（3 3）孔隙分类）孔隙分类(2)(2)孔隙配位数：孔隙配位数：每个孔隙所连通的喉道数每个孔隙所连通的喉道数 （一般砂岩的配位数在（一般砂岩的配位数在215之间之间）2、孔隙结构参数（薄片、铸体及图象分析）、孔隙结构参数（薄片、铸体及图象分析）（1 1）孔喉比：）孔喉比：孔隙直径与喉道直径的比值孔隙直径与喉道直径的比值2、孔隙结构参数（薄片、铸体及图象分析）、孔隙结构参数（薄片、铸体及图象分析）（3 3）孔隙迂曲度）孔隙迂曲度：流体质点在岩石中实际流经的路程长度流体质点在岩石中实际流经的路程长度L r 与岩石的外观长度与岩石的外观长度Li之比之比 LrLi迂曲度迂曲度可定量描述可定量描述孔隙孔隙的的弯曲程度弯曲程度。但。但无法测无法测定，定，一般一般在在1.21.22.5 2.5 范围中取值，范围中取值，常取常取1.41.4。3、孔隙大小及分选性、孔隙大小及分选性（孔隙大小的表示和评价）（孔隙大小的表示和评价）(1)(1)孔隙大小和分布孔隙大小和分布孔隙分布特点孔隙分布特点l半渗透隔板法半渗透隔板法l压汞法压汞法l离心法离心法l高度分散高度分散l高度非均质高度非均质 l统计学方法统计学方法研究方法研究方法描述方法描述方法l孔隙大小分布曲线孔隙大小分布曲线l孔隙大小累积分布孔隙大小累积分布曲线曲线实验测试方法实验测试方法孔隙分布曲线可孔隙分布曲线可定量定量表征岩石孔隙大小表征岩石孔隙大小分布特征分布特征峰越高，孔隙大小越均匀峰越高，孔隙大小越均匀曲线越陡，孔隙大小越均匀曲线越陡，孔隙大小越均匀3、孔隙大小及分选性、孔隙大小及分选性（孔隙大小的表示和评价）（孔隙大小的表示和评价）(2)(2)孔隙大小分选性评价孔隙大小分选性评价l分选系数分选系数Sp(sorted coefficient)(sorted coefficient)l歪度歪度Skp(skewness)l峰态峰态Kp：(kurtosis)）分选系数分选系数Sp：描述孔隙分布的均匀程度描述孔隙分布的均匀程度 Sp 均匀度均匀度 3、孔隙大小及分选性、孔隙大小及分选性（孔隙大小的表示和评价）（孔隙大小的表示和评价）歪度（或偏态）：描述孔隙大小分布偏于粗孔径还是细孔径歪度（或偏态）：描述孔隙大小分布偏于粗孔径还是细孔径SASASB以峰值为标准，考察细毛管与粗以峰值为标准，考察细毛管与粗毛管的体积之比毛管的体积之比当当SASB,粗歪度粗歪度;当当SASB,细歪度细歪度.评价标准评价标准3、孔隙大小及分选性、孔隙大小及分选性（孔隙大小的表示和评价）（孔隙大小的表示和评价）峰态Kp：描述孔隙分布曲线的陡峭程度，反映岩石中最常出：描述孔隙分布曲线的陡峭程度，反映岩石中最常出 现的孔喉大小的集中程度现的孔喉大小的集中程度.l正态分布正态分布,Kp=1l尖峰分布尖峰分布,Kp1,一般一般Kp=1.53l双峰甚至多峰双峰甚至多峰分布分布，Kp长石长石(其它条件相同，液膜厚度其它条件相同，液膜厚度 H石英石英菱形菱形颗粒分选好，排列越不紧密，颗粒分选好，排列越不紧密，a a 越高越高内因内因三、影响岩石孔隙度大小的因素三、影响岩石孔隙度大小的因素 影影响响因因素素外因外因(温度温度,压力条件或埋深对孔隙度的影响压力条件或埋深对孔隙度的影响)l l颗粒排列方式：埋深颗粒排列方式：埋深排列紧密排列紧密al l对孔隙的改造：温、压、地下水等对孔隙的改造：温、压、地下水等a改变改变 例如，胶结物形成例如，胶结物形成a；溶蚀等作用；溶蚀等作用a 时代越老、埋藏越深的岩石的孔隙度越低时代越老、埋藏越深的岩石的孔隙度越低流体及动态过程对岩石流体及动态过程对岩石ff 影响较大。影响较大。如：如：w w驱动压差驱动压差减薄孔隙表面液膜减薄孔隙表面液膜ff w w流体粘度流体粘度增厚孔隙表面液膜增厚孔隙表面液膜ff 孔隙度随深度变化的关系孔隙度随深度变化的关系围限压力下测定孔隙度的示意图围限压力下测定孔隙度的示意图孔隙度随围限压力 增大而减小的曲线孔孔隙隙度度保保留留率率四、岩石孔隙度的测定方法四、岩石孔隙度的测定方法 1、常规岩心分析法、常规岩心分析法求出求出Vb、Vp、Vs 三个参数中任意两个，则可得三个参数中任意两个，则可得(1)(1)岩石外表体积岩石外表体积Vb的测定的测定 l l直接测量直接测量 l l封蜡法封蜡法矿场常用矿场常用 l l饱和煤油法饱和煤油法 l l水银法水银法四、岩石孔隙度的测定方法四、岩石孔隙度的测定方法 1、常规岩心分析法、常规岩心分析法(1)(1)岩石外表体积岩石外表体积Vb的测定的测定 l l直接测量直接测量 用千分卡尺直接测量小岩心用千分卡尺直接测量小岩心的直径的直径d和长度和长度L特点特点：简单：简单适用对象适用对象：胶结好，钻切过程中不垮、不碎的岩心：胶结好，钻切过程中不垮、不碎的岩心四、岩石孔隙度的测定方法四、岩石孔隙度的测定方法 1、常规岩心分析法、常规岩心分析法(1)(1)岩石外表体积岩石外表体积Vb的测定（直接测量的测定（直接测量）l l 封蜡法封蜡法原理：利用原理：利用Archimedes浮力原理进行测量浮力原理进行测量步骤：称岩样在空气中的质量：步骤：称岩样在空气中的质量：w1 称覆盖蜡衣岩样在空气中的质量：称覆盖蜡衣岩样在空气中的质量：w2 称覆盖蜡衣岩样在水中的质量：称覆盖蜡衣岩样在水中的质量：w3 岩样岩样Vb覆盖蜡衣的岩样覆盖蜡衣的岩样V蜡衣蜡衣V：特点特点：适用广泛，矿场最常用：适用广泛，矿场最常用适用对象适用对象：疏松、易垮、易碎的岩样：疏松、易垮、易碎的岩样四、岩石孔隙度的测定方法四、岩石孔隙度的测定方法 1、常规岩心分析法、常规岩心分析法(1)(1)岩石外表体积岩石外表体积Vb的测定（直接测量、封蜡法）的测定（直接测量、封蜡法）l l饱和煤油法饱和煤油法原理：利用原理：利用Archimedes浮力原理进行测量浮力原理进行测量步骤：将干岩样抽真空后饱和煤油，称重：步骤：将干岩样抽真空后饱和煤油，称重：l l饱和煤油的岩样在空气中质量：饱和煤油的岩样在空气中质量：w1 l l饱和煤油岩样在煤油中质量：饱和煤油岩样在煤油中质量：w2 岩样岩样Vb适用对象适用对象：外表不规则，但不疏松、不垮、不碎的岩样外表不规则，但不疏松、不垮、不碎的岩样1、常规岩心分析法、常规岩心分析法(1)(1)岩石外表体积岩石外表体积Vb的测定（直接测量、封蜡法、饱和煤油法）的测定（直接测量、封蜡法、饱和煤油法）l l水银法水银法 原理：原理：将岩样放入汞中，通过排出汞的体积确定岩样总体积将岩样放入汞中，通过排出汞的体积确定岩样总体积 （汞是大分子液态金属，为非润湿流体。常温、（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）压下，汞不能进入岩样孔隙中）特点：快速、准确，但对人体有害，岩心不能再利用特点：快速、准确，但对人体有害，岩心不能再利用适用对象：外表不规则，无大溶孔、溶洞的岩样适用对象：外表不规则，无大溶孔、溶洞的岩样水银体积泵装置示意图四、岩石孔隙度的测定方法四、岩石孔隙度的测定方法 1、常规岩心分析法、常规岩心分析法(2)(2)岩石孔隙体积岩石孔隙体积Vp的测定的测定 l l气体孔隙度仪气体孔隙度仪 l l饱和煤油法饱和煤油法 l l流体加和法流体加和法气体孔隙度仪气体孔隙度仪（矿场上广泛采用的测定方法）矿场上广泛采用的测定方法）l l装置：装置：l l原理：据原理：据BoyleBoyle定律，通过测孔隙中气体的体积测定定律，通过测孔隙中气体的体积测定Vp （使标准室气体进入装岩样的未知室等温膨胀）使标准室气体进入装岩样的未知室等温膨胀）由由BoyleBoyle定律：定律：特点：特点：l l适用范围广（疏松、致密岩石均可）适用范围广（疏松、致密岩石均可）l l结果准确可靠；可测定岩石结果准确可靠；可测定岩石Vp 和和Vs波义耳定律孔隙率计：确定孔隙体积波义耳定律孔隙率计：确定孔隙体积原理：通过测孔隙中饱和的煤油原理：通过测孔隙中饱和的煤油Vo测测Vp步骤：称出干岩样空气中重：步骤：称出干岩样空气中重：w1 称出干岩样饱和煤油（抽空）后在空气中重：称出干岩样饱和煤油（抽空）后在空气中重：w2 则岩样：则岩样：特点特点：简单；煤油易挥发：简单；煤油易挥发产生误差产生误差饱和煤油法饱和煤油法（实验室岩心流动实验广泛采用的测定方法）实验室岩心流动实验广泛采用的测定方法）饱和流体的装置原理：通过测孔隙中饱和的煤油原理：通过测孔隙中饱和的煤油Vo测测Vp步骤：称出干岩样空气中重：步骤：称出干岩样空气中重：w1 称出干岩样饱和煤油（抽空）后在空气中重：称出干岩样饱和煤油（抽空）后在空气中重：w2 则岩样：则岩样：特点特点：简单；煤油易挥发：简单；煤油易挥发产生误差产生误差流体加和法流体加和法（实验室测定岩心中流体饱和度时的方法）实验室测定岩心中流体饱和度时的方法）原理：由测定的各种流体原理：由测定的各种流体V 求岩石求岩石Vp 分别测出岩样中油、气、水的体积分别测出岩样中油、气、水的体积 V0、Vg、Vw后后，则则Vp：特点：油气体积不易测准，误差大特点：油气体积不易测准，误差大流体加和法流体加和法（实验室测定岩心中流体饱和度时的方法）实验室测定岩心中流体饱和度时的方法）四、岩石孔隙度的测定方法四、岩石孔隙度的测定方法 1、常规岩心分析法、常规岩心分析法(3 3)岩石颗粒体积岩石颗粒体积Vs测定方法测定方法(氦气孔隙度仪法、固体比重计法氦气孔隙度仪法、固体比重计法)氦气孔隙度仪法氦气孔隙度仪法 原理原理:与气体孔隙度仪相同，也是利用与气体孔隙度仪相同，也是利用Boyle定律定律 装置装置:与气体孔隙度仪相同。与气体孔隙度仪相同。波义耳定律孔隙率计：确定孔隙体积波义耳定律孔隙率计：确定孔隙体积固体体积计法（固体比重计法）固体体积计法（固体比重计法）原理：仪器的原理：仪器的V VA AV VB B。方法：方法：测定时，将岩样捣碎成颗粒放入测定时，将岩样捣碎成颗粒放入底瓶，将立瓶倒置，在里面注入煤油，底瓶，将立瓶倒置，在里面注入煤油，并使液面到达一定的刻度点，然后与底并使液面到达一定的刻度点，然后与底瓶连接起来装好，由立瓶上的刻度直接瓶连接起来装好，由立瓶上的刻度直接可读出颗粒的体积可读出颗粒的体积Vs。VAVB固体体积计法（固体比重计法）固体体积计法（固体比重计法）各种岩类的颗粒密度数据表各种岩类的颗粒密度数据表 四、岩石孔隙度的测定方法四、岩石孔隙度的测定方法 2、地质方法地质方法（薄片法、测井法（薄片法、测井法 ）(1 1)岩石薄片法岩石薄片法 通过镜下观察，统计通过镜下观察，统计出孔隙所占面积以及薄片出孔隙所占面积以及薄片所占的面积，从而确定岩所占的面积，从而确定岩石的孔隙度石的孔隙度孔隙面积孔隙面积骨架面积骨架面积四、岩石孔隙度的测定方法四、岩石孔隙度的测定方法 2、地质方法地质方法（薄片法、测井法（薄片法、测井法 ）(1 1)测井法测井法 用伽玛用伽玛伽玛测井确定孔隙度伽玛测井确定孔隙度用中子测井确定孔隙度用中子测井确定孔隙度 用声波测井测定孔隙度用声波测井测定孔隙度解释模型解释模型中子计数与孔隙度的关系曲线中子计数与孔隙度的关系曲线传播时间和孔隙度的关系传播时间和孔隙度的关系五、孔隙度与表征体积单元五、孔隙度与表征体积单元u表征体积单元：表征体积单元：岩石参数岩石参数K、随着测定随着测定岩心岩心Vi 的变化而变化，的变化而变化，当当K、趋于稳定时的最趋于稳定时的最小小Vi 则称为表征体积单则称为表征体积单元，用元，用V0 表示表示u表征体积单元含义：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能代表油藏岩石物性参数的最小岩样体积u岩石岩石K、等物性参数测定：等物性参数测定：l一般砂岩用小岩心测定一般砂岩用小岩心测定 l缝、洞发育的岩石用全直径岩心测定缝、洞发育的岩石用全直径岩心测定六、储层岩石的压缩性六、储层岩石的压缩性 1、油藏开发过程中的受力变化油藏开发过程中的受力变化 uu油气层储层骨架孔隙中流体油气层储层骨架孔隙中流体 内压内压（孔隙、流体、地层压力孔隙、流体、地层压力)外压外压上覆岩石静压与水平方向围压上覆岩石静压与水平方向围压1、油藏开发过程中的受力变化油藏开发过程中的受力变化 uu开发中，油藏内压力不平衡：开发中，油藏内压力不平衡：流体采出流体采出p 地层地层地层中地层中骨架骨架p 内外内外 颗粒受挤压排列更紧密颗粒受挤压排列更紧密 孔隙缩小（孔隙缩小（）地层流体排出地层流体排出 孔隙中流体膨胀孔隙中流体膨胀地层流体排出地层流体排出u u 开发中的能量变化：开发中的能量变化：岩石和流体弹性能量释放是油藏初期开发的重要驱动能量岩石和流体弹性能量释放是油藏初期开发的重要驱动能量2、岩石的压缩系数、岩石的压缩系数Cf(compressibility)岩石岩石Cf 定义或物理意义定义或物理意义：当储层压力当储层压力下降单位压力下降单位压力时，单位体积的岩石中时，单位体积的岩石中孔孔隙体积的减少量隙体积的减少量 或岩石孔隙体积变化率。岩石孔隙体积变化率。美国定义美国定义岩石压缩系数一般在岩石压缩系数一般在1 12 21010-6-61/MPa 1/MPa C Cf f描述岩石的压缩性，也反映其形变具有的驱油能力描述岩石的压缩性，也反映其形变具有的驱油能力VpVb Cf Cp 或或3、地层弹性驱油量地层弹性驱油量 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岩石压缩的弹性驱油量 流体膨胀的弹性驱油量流体膨胀的弹性驱油量 即：即：VoVofVoL(1)(1)岩石压缩的弹性驱油量岩石压缩的弹性驱油量 岩石驱油量岩石形变引起的岩石驱油量岩石形变引起的Vp 减小值，即：减小值，即：(2)(2)流体膨胀的弹性驱油量流体膨胀的弹性驱油量 流体压缩流体压缩(CL)系数定义或物理意义：系数定义或物理意义：在某恒定温度下在某恒定温度下,当单相流体承受压力改变单位值当单相流体承受压力改变单位值时，单位体积流体的体积改变量时，单位体积流体的体积改变量 或体积