油层物理1-3.ppt

油层物理储层岩石的物理性质第一章储层岩石的物理性质 第第1 1章章本章内容本章内容n n1 1 储层岩石的骨架性质储层岩石的骨架性质储层岩石的骨架性质储层岩石的骨架性质n n2 2 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n n3 3 储层岩石的渗透性储层岩石的渗透性储层岩石的渗透性储层岩石的渗透性n n4 4 储层岩石的流体饱和度储层岩石的流体饱和度储层岩石的流体饱和度储层岩石的流体饱和度n n5 5 岩石的胶结物及胶结类型岩石的胶结物及胶结类型岩石的胶结物及胶结类型岩石的胶结物及胶结类型n n6 6 储层岩石的其他物理性质储层岩石的其他物理性质储层岩石的其他物理性质储层岩石的其他物理性质 储层岩石的物理性质 第第1 1章章4 储层岩石的渗透性储层岩石的渗透性储层岩石的渗透性是油气流体得以开采的储层岩石的渗透性是油气流体得以开采的储层岩石的渗透性是油气流体得以开采的储层岩石的渗透性是油气流体得以开采的基础和关键。基础和关键。基础和关键。基础和关键。用孔隙度可评价储层的储集性，饱和度可用孔隙度可评价储层的储集性，饱和度可用孔隙度可评价储层的储集性，饱和度可用孔隙度可评价储层的储集性，饱和度可评价储层中的含油气性，而渗透率则可评价评价储层中的含油气性，而渗透率则可评价评价储层中的含油气性，而渗透率则可评价评价储层中的含油气性，而渗透率则可评价油层中油气开采的难易程度及开采效果。油层中油气开采的难易程度及开采效果。油层中油气开采的难易程度及开采效果。油层中油气开采的难易程度及开采效果。渗透率是油气田开发、油藏工程动态分析渗透率是油气田开发、油藏工程动态分析渗透率是油气田开发、油藏工程动态分析渗透率是油气田开发、油藏工程动态分析的关键储层物性参数。的关键储层物性参数。的关键储层物性参数。的关键储层物性参数。储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节 达西定律及岩石绝对渗透率达西定律及岩石绝对渗透率达西定律及岩石绝对渗透率达西定律及岩石绝对渗透率 岩石绝对渗透率测定岩石绝对渗透率测定岩石绝对渗透率测定岩石绝对渗透率测定 岩石绝对渗透率的影响因素岩石绝对渗透率的影响因素岩石绝对渗透率的影响因素岩石绝对渗透率的影响因素 岩石绝对渗透率的评价岩石绝对渗透率的评价岩石绝对渗透率的评价岩石绝对渗透率的评价 岩石绝对渗透率的求取岩石绝对渗透率的求取岩石绝对渗透率的求取岩石绝对渗透率的求取 裂缝性岩石的渗透率裂缝性岩石的渗透率裂缝性岩石的渗透率裂缝性岩石的渗透率本节内容本节内容 储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节一、达西定律及岩石绝对渗透率一、达西定律及岩石绝对渗透率一、达西定律及岩石绝对渗透率一、达西定律及岩石绝对渗透率 达西定律描述了流体在多孔达西定律描述了流体在多孔达西定律描述了流体在多孔达西定律描述了流体在多孔介质中的宏观流动规律，是油藏介质中的宏观流动规律，是油藏介质中的宏观流动规律，是油藏介质中的宏观流动规律，是油藏工程计算的核心定律。工程计算的核心定律。工程计算的核心定律。工程计算的核心定律。1.1.达西实验及达西定律达西实验及达西定律达西实验及达西定律达西实验及达西定律 达西实验达西实验达西实验达西实验装置：如图装置：如图装置：如图装置：如图条件：单相流条件：单相流条件：单相流条件：单相流储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节达西通过实验发现达西通过实验发现达西通过实验发现达西通过实验发现：n n改变填砂柱的改变填砂柱的改变填砂柱的改变填砂柱的粒径粒径粒径粒径，则流体，则流体，则流体，则流体流量不同流量不同流量不同流量不同，在上式中引入在上式中引入在上式中引入在上式中引入比例系数比例系数比例系数比例系数K K，建立了达西定律，建立了达西定律，建立了达西定律，建立了达西定律n n水通过等粒径填砂柱时，水水通过等粒径填砂柱时，水水通过等粒径填砂柱时，水水通过等粒径填砂柱时，水流量流量流量流量与与与与：砂柱砂柱砂柱砂柱截面积截面积截面积截面积（A/A/cmcm2 2）成正比）成正比）成正比）成正比 砂柱两端进出口砂柱两端进出口砂柱两端进出口砂柱两端进出口压差压差压差压差（p/p/atat）成正比；）成正比；）成正比；）成正比；砂柱砂柱砂柱砂柱长度长度长度长度（L/L/cmcm）成反比；）成反比；）成反比；）成反比；流体流体流体流体粘度粘度粘度粘度（m/m/m/m/cPcP）成反比（流体不同时）。即：）成反比（流体不同时）。即：）成反比（流体不同时）。即：）成反比（流体不同时）。即：储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节 达西定律达西定律达西定律达西定律 单位时间内流体通过多孔介质的单位时间内流体通过多孔介质的单位时间内流体通过多孔介质的单位时间内流体通过多孔介质的流量流量流量流量与加在多孔介质两与加在多孔介质两与加在多孔介质两与加在多孔介质两端的端的端的端的压力差压力差压力差压力差和介质的和介质的和介质的和介质的截面积截面积截面积截面积成正比，与多孔介质成正比，与多孔介质成正比，与多孔介质成正比，与多孔介质长度长度长度长度和流和流和流和流体体体体粘度粘度粘度粘度成反比。即：成反比。即：成反比。即：成反比。即：式中式中式中式中:K K比例系数，达西（比例系数，达西（比例系数，达西（比例系数，达西（D D）;Q Q 通过岩心的液体流量，通过岩心的液体流量，通过岩心的液体流量，通过岩心的液体流量，cmcm3 3/s/s；A A 岩心截面积，岩心截面积，岩心截面积，岩心截面积，cmcm2 2；L L 岩心长度，岩心长度，岩心长度，岩心长度，cmcm；P P 加在岩石两端的压差，加在岩石两端的压差，加在岩石两端的压差，加在岩石两端的压差，MPaMPa；m m m m 流体粘度，流体粘度，流体粘度，流体粘度，mPasmPas （1cP1cP1 1 mPasmPas）。）。）。）。系数系数系数系数K K只与多孔介质结构有关，而与流体性质无关，只与多孔介质结构有关，而与流体性质无关，只与多孔介质结构有关，而与流体性质无关，只与多孔介质结构有关，而与流体性质无关，称其为多孔介质的渗透率称其为多孔介质的渗透率称其为多孔介质的渗透率称其为多孔介质的渗透率。储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节注意：注意：注意：注意：n n矿场常用混合单位制，即：矿场常用混合单位制，即：矿场常用混合单位制，即：矿场常用混合单位制，即：P P用用用用atat，不用，不用，不用，不用MPaMPa。（1at1at0.0981Mpa0.0981Mpa，1at0.1MPa1at0.1MPa）混合制：混合制：混合制：混合制：SISI制：制：制：制：n n达西定律是流体渗流的基本定律达西定律是流体渗流的基本定律达西定律是流体渗流的基本定律达西定律是流体渗流的基本定律,对对对对单相单相单相单相和和和和多相多相多相多相渗流都适用；渗流都适用；渗流都适用；渗流都适用；n n达西定律适用于达西定律适用于达西定律适用于达西定律适用于各种多孔介质各种多孔介质各种多孔介质各种多孔介质中的流体渗流，如松散砂柱，中的流体渗流，如松散砂柱，中的流体渗流，如松散砂柱，中的流体渗流，如松散砂柱，胶结砂岩及其它多孔介质。胶结砂岩及其它多孔介质。胶结砂岩及其它多孔介质。胶结砂岩及其它多孔介质。n n系数系数系数系数K K K K只与多孔介质结构有关，与流体性质无关。只与多孔介质结构有关，与流体性质无关。只与多孔介质结构有关，与流体性质无关。只与多孔介质结构有关，与流体性质无关。储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节2.2.岩石绝对渗透率岩石绝对渗透率岩石绝对渗透率岩石绝对渗透率K K 达西定律用于储层流体渗流时达西定律用于储层流体渗流时达西定律用于储层流体渗流时达西定律用于储层流体渗流时:n nK K与与与与Q Q成线性：成线性：成线性：成线性：K K大大大大Q Q大，岩石允许流体通过的能力大大，岩石允许流体通过的能力大大，岩石允许流体通过的能力大大，岩石允许流体通过的能力大;n nK K 可定量评价岩石可定量评价岩石可定量评价岩石可定量评价岩石渗透性渗透性渗透性渗透性的大小的大小的大小的大小一定压差下，一定压差下，一定压差下，一定压差下，岩石岩石岩石岩石允许流体通过的允许流体通过的允许流体通过的允许流体通过的性质性质性质性质称称称称K K为为为为岩石绝对渗透率岩石绝对渗透率岩石绝对渗透率岩石绝对渗透率oo利用达西定律测定岩石渗透率，需要满足以下利用达西定律测定岩石渗透率，需要满足以下利用达西定律测定岩石渗透率，需要满足以下利用达西定律测定岩石渗透率，需要满足以下条件：条件：条件：条件：（1 1）岩石中全部孔隙）岩石中全部孔隙）岩石中全部孔隙）岩石中全部孔隙100%100%被某单相流体所饱和，液体被某单相流体所饱和，液体被某单相流体所饱和，液体被某单相流体所饱和，液体不可压缩；不可压缩；不可压缩；不可压缩；（2 2）流体性质稳定，不与岩石发生物理化学作用；）流体性质稳定，不与岩石发生物理化学作用；）流体性质稳定，不与岩石发生物理化学作用；）流体性质稳定，不与岩石发生物理化学作用；（3 3）流体在岩石孔隙中的渗流为层流（线性流）。）流体在岩石孔隙中的渗流为层流（线性流）。）流体在岩石孔隙中的渗流为层流（线性流）。）流体在岩石孔隙中的渗流为层流（线性流）。在这样的条件下得到的渗透率仅与岩石自身的性质在这样的条件下得到的渗透率仅与岩石自身的性质在这样的条件下得到的渗透率仅与岩石自身的性质在这样的条件下得到的渗透率仅与岩石自身的性质有关，而与流体的性质无关。有关，而与流体的性质无关。有关，而与流体的性质无关。有关，而与流体的性质无关。达西公式也可以写成微分形式，即：达西公式也可以写成微分形式，即：达西公式也可以写成微分形式，即：达西公式也可以写成微分形式，即：储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节3.3.使用达西定律测定岩石渗透率的流速条件使用达西定律测定岩石渗透率的流速条件使用达西定律测定岩石渗透率的流速条件使用达西定律测定岩石渗透率的流速条件 实验测得流量实验测得流量实验测得流量实验测得流量Q Q p p的关系，如图所示。的关系，如图所示。的关系，如图所示。的关系，如图所示。据达西定律：据达西定律：据达西定律：据达西定律：可知：可知：可知：可知：n nP P与与与与Q Q为线性关系为线性关系为线性关系为线性关系n n达西定律是线性渗流定律达西定律是线性渗流定律达西定律是线性渗流定律达西定律是线性渗流定律n n图中图中图中图中P PP Pmaxmax时，时，时，时，Q QP P为非线性，不满足达西为非线性，不满足达西为非线性，不满足达西为非线性，不满足达西公式的比例关系。公式的比例关系。公式的比例关系。公式的比例关系。储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节oo线性渗流的流速限制线性渗流的流速限制线性渗流的流速限制线性渗流的流速限制 流体的流体的流体的流体的渗流速度渗流速度渗流速度渗流速度临界流速临界流速临界流速临界流速oo线性渗流的判断线性渗流的判断线性渗流的判断线性渗流的判断n n作图法：作图法：作图法：作图法：Q Q P P为过原点直线，则为线性流；为过原点直线，则为线性流；为过原点直线，则为线性流；为过原点直线，则为线性流；n n雷诺数雷诺数雷诺数雷诺数ReRe法法法法 据卡佳霍夫公式可算出据卡佳霍夫公式可算出据卡佳霍夫公式可算出据卡佳霍夫公式可算出ReRe ：一般砂岩储层的临界一般砂岩储层的临界一般砂岩储层的临界一般砂岩储层的临界RecRec为为为为0.20.20.30.3 若实际若实际若实际若实际ReReRecRec，则为线性流动（层流），则为线性流动（层流），则为线性流动（层流），则为线性流动（层流）储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节oo岩石绝对渗透率岩石绝对渗透率岩石绝对渗透率岩石绝对渗透率K K的单位的单位的单位的单位n n岩石岩石岩石岩石K K法定计量单位：法定计量单位：法定计量单位：法定计量单位：D D（达西）（达西）（达西）（达西）n n矿场常用矿场常用矿场常用矿场常用mdmd（毫达西），（毫达西），（毫达西），（毫达西），1D1D1000md1000md在长度在长度在长度在长度L L1 1cmcm，截面积，截面积，截面积，截面积A A1 1 cmcm2 2的岩心中，粘度为的岩心中，粘度为的岩心中，粘度为的岩心中，粘度为1 1cPcP的流的流的流的流体在体在体在体在1 1atat（0.0981MPa0.0981MPa）的压差下流过岩心流量）的压差下流过岩心流量）的压差下流过岩心流量）的压差下流过岩心流量Q Q1 1 cm cm3 3/s/s时，时，时，时，称岩石渗透率为称岩石渗透率为称岩石渗透率为称岩石渗透率为1D1D（达西）：（达西）：（达西）：（达西）：oo达西的物理意义达西的物理意义达西的物理意义达西的物理意义储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节oo岩石绝对渗透率岩石绝对渗透率岩石绝对渗透率岩石绝对渗透率 K K 的物理意义的物理意义的物理意义的物理意义 K K 代表多孔介质代表多孔介质代表多孔介质代表多孔介质孔道横截面面积孔道横截面面积孔道横截面面积孔道横截面面积的大小的大小的大小的大小。显然，岩石显然，岩石显然，岩石显然，岩石KK越高，岩石孔道截面积越大，流体在其中越高，岩石孔道截面积越大，流体在其中越高，岩石孔道截面积越大，流体在其中越高，岩石孔道截面积越大，流体在其中越容易流动，岩石的渗透性好。越容易流动，岩石的渗透性好。越容易流动，岩石的渗透性好。越容易流动，岩石的渗透性好。1D1D1 1m m m mmm2 2，岩石绝对渗透率岩石绝对渗透率岩石绝对渗透率岩石绝对渗透率K K 具具具具“面积面积面积面积”因次因次因次因次。储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节本节内容本节内容储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节二、岩石绝对渗透率的测定二、岩石绝对渗透率的测定二、岩石绝对渗透率的测定二、岩石绝对渗透率的测定主要内容主要内容主要内容主要内容uu 渗透率的测定条件和方法渗透率的测定条件和方法渗透率的测定条件和方法渗透率的测定条件和方法uu 渗透率测定的计算公式渗透率测定的计算公式渗透率测定的计算公式渗透率测定的计算公式uu 渗透率测定的结果分析渗透率测定的结果分析渗透率测定的结果分析渗透率测定的结果分析uu 气体滑脱现象气体滑脱现象气体滑脱现象气体滑脱现象uu 气测渗透率校正气测渗透率校正气测渗透率校正气测渗透率校正储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节1.1.岩石渗透率的测定条件岩石渗透率的测定条件岩石渗透率的测定条件岩石渗透率的测定条件 据达西定律，测定据达西定律，测定据达西定律，测定据达西定律，测定K K必须满足必须满足必须满足必须满足三个条件三个条件三个条件三个条件：只有严格满足上述三个条件测得的渗透率才为只有严格满足上述三个条件测得的渗透率才为只有严格满足上述三个条件测得的渗透率才为只有严格满足上述三个条件测得的渗透率才为岩石的绝对渗透率。岩石的绝对渗透率。岩石的绝对渗透率。岩石的绝对渗透率。岩石孔隙空间岩石孔隙空间岩石孔隙空间岩石孔隙空间100%100%被某一种流体所饱和：被某一种流体所饱和：被某一种流体所饱和：被某一种流体所饱和：流体性质稳定：流体性质稳定：流体性质稳定：流体性质稳定：流体为线性流动：流体为线性流动：流体为线性流动：流体为线性流动：在岩心各断面处有稳定的体积流量在岩心各断面处有稳定的体积流量在岩心各断面处有稳定的体积流量在岩心各断面处有稳定的体积流量不与岩石表面发生物理、物理化学反应不与岩石表面发生物理、物理化学反应不与岩石表面发生物理、物理化学反应不与岩石表面发生物理、物理化学反应 Q QP P呈线性关系呈线性关系呈线性关系呈线性关系储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节oo理论上：油、气、水都可作理论上：油、气、水都可作理论上：油、气、水都可作理论上：油、气、水都可作K K的测定流体。的测定流体。的测定流体。的测定流体。oo实际上：实际上：实际上：实际上：n n油测时：油测时：油测时：油测时：n n水测时：水测时：水测时：水测时：n n气测时：气测时：气测时：气测时：物理吸附物理吸附物理吸附物理吸附孔隙表面形成油膜孔隙表面形成油膜孔隙表面形成油膜孔隙表面形成油膜孔隙空间孔隙空间孔隙空间孔隙空间 岩石岩石岩石岩石K K；水敏性矿物膨胀水敏性矿物膨胀水敏性矿物膨胀水敏性矿物膨胀岩石岩石岩石岩石K K 气体膨胀、流量变化气体膨胀、流量变化气体膨胀、流量变化气体膨胀、流量变化岩石岩石岩石岩石K K 依据达西公式，用任何流体测定岩石依据达西公式，用任何流体测定岩石依据达西公式，用任何流体测定岩石依据达西公式，用任何流体测定岩石K K K K 都存在误差。都存在误差。都存在误差。都存在误差。除除除除线性流动外，条件线性流动外，条件线性流动外，条件线性流动外，条件在实验室条在实验室条在实验室条在实验室条件下难以严格满足。例：件下难以严格满足。例：件下难以严格满足。例：件下难以严格满足。例：储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节2.2.岩石绝对渗透率的测定方法岩石绝对渗透率的测定方法岩石绝对渗透率的测定方法岩石绝对渗透率的测定方法 方法：方法：方法：方法：行业标准规定使用行业标准规定使用行业标准规定使用行业标准规定使用气体气体气体气体测量岩石测量岩石测量岩石测量岩石K K，即：，即：，即：，即：在低压下，用干燥空气或氮气气体通过岩心，在低压下，用干燥空气或氮气气体通过岩心，在低压下，用干燥空气或氮气气体通过岩心，在低压下，用干燥空气或氮气气体通过岩心，测定岩石绝对渗透率测定岩石绝对渗透率测定岩石绝对渗透率测定岩石绝对渗透率K K。气体性质较稳定，不易变化；气体性质较稳定，不易变化；气体性质较稳定，不易变化；气体性质较稳定，不易变化；不与岩石表面作用而改变孔隙大小；不与岩石表面作用而改变孔隙大小；不与岩石表面作用而改变孔隙大小；不与岩石表面作用而改变孔隙大小；气体测岩石气体测岩石气体测岩石气体测岩石KK的误差容易校正：的误差容易校正：的误差容易校正：的误差容易校正：气体膨胀气体膨胀气体膨胀气体膨胀流量不稳定校正流量不稳定校正流量不稳定校正流量不稳定校正；气体分子扩散气体分子扩散气体分子扩散气体分子扩散气体滑脱效应校正气体滑脱效应校正气体滑脱效应校正气体滑脱效应校正。储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节3.3.气测渗透率的计算公式气测渗透率的计算公式气测渗透率的计算公式气测渗透率的计算公式 流量不稳定校正流量不稳定校正流量不稳定校正流量不稳定校正在等温条件下，气体通过岩心：在等温条件下，气体通过岩心：在等温条件下，气体通过岩心：在等温条件下，气体通过岩心：n n沿压降方向（岩心长度）发生膨胀沿压降方向（岩心长度）发生膨胀沿压降方向（岩心长度）发生膨胀沿压降方向（岩心长度）发生膨胀n n气体体积流量气体体积流量气体体积流量气体体积流量Q Q在各断面处不等在各断面处不等在各断面处不等在各断面处不等 不能直接用达西公式计算岩石不能直接用达西公式计算岩石不能直接用达西公式计算岩石不能直接用达西公式计算岩石K K储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节（1 1）气测）气测）气测）气测K K公式推导公式推导公式推导公式推导 设在微单元设在微单元设在微单元设在微单元dLdL上，气体具稳定的体积流量上，气体具稳定的体积流量上，气体具稳定的体积流量上，气体具稳定的体积流量 在在在在dLdL上用达西公式的微分式：上用达西公式的微分式：上用达西公式的微分式：上用达西公式的微分式：（混合单位制）（混合单位制）（混合单位制）（混合单位制）储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节 沿岩心长度方向，气体发成恒质量等温膨胀，沿岩心长度方向，气体发成恒质量等温膨胀，沿岩心长度方向，气体发成恒质量等温膨胀，沿岩心长度方向，气体发成恒质量等温膨胀，据波据波据波据波-马定律（马定律（马定律（马定律（PVPV常数）：常数）：常数）：常数）：Q pQ pQ Q0 0 p p0 0常数常数常数常数 则：则：则：则：Q QQ Q0 0 p p0 0p p 式中：式中：式中：式中：Q Q 岩心某断面处的气体体积流量；岩心某断面处的气体体积流量；岩心某断面处的气体体积流量；岩心某断面处的气体体积流量；Q Q0 0出口端压力出口端压力出口端压力出口端压力p p0 0下的体积流量。下的体积流量。下的体积流量。下的体积流量。将将将将式带入式带入式带入式带入微分达西公式：微分达西公式：微分达西公式：微分达西公式：储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节分离变量分离变量分离变量分离变量:积分得气测岩石积分得气测岩石积分得气测岩石积分得气测岩石K K公式：公式：公式：公式：（混合单位制）（混合单位制）（混合单位制）（混合单位制）式中：式中：式中：式中：K Ka a气测岩石绝对渗透率，气测岩石绝对渗透率，气测岩石绝对渗透率，气测岩石绝对渗透率，m m m mmm2 2；p p1 1、p p2 2岩心进、出口端压力，岩心进、出口端压力，岩心进、出口端压力，岩心进、出口端压力，atat p p0 0大气压力，大气压力，大气压力，大气压力，atat；Q Q0 0p p0 0压力下气体的体积流量，压力下气体的体积流量，压力下气体的体积流量，压力下气体的体积流量，cmcm3 3/s/s。储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节（2 2）注意）注意）注意）注意n n气测岩石气测岩石气测岩石气测岩石K Ka a与液测与液测与液测与液测K KL L公式的区别：公式的区别：公式的区别：公式的区别：方法方法方法方法公式公式公式公式K Kp p关系关系关系关系 气气气气测测测测液液液液测测测测储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节4.4.气测岩石渗透率的结果分析气测岩石渗透率的结果分析气测岩石渗透率的结果分析气测岩石渗透率的结果分析储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节oo结果：结果：结果：结果：n n同种气体，不同同种气体，不同同种气体，不同同种气体，不同 测得的测得的测得的测得的K Ka a不同不同不同不同n n相同相同相同相同 ，不同气体，不同气体，不同气体，不同气体测得的测得的测得的测得的K Ka a不同不同不同不同 oo结论：结论：结论：结论：n nK Ka a随测定条件变化随测定条件变化随测定条件变化随测定条件变化n nK Ka a与与与与K K间还存在偏差？间还存在偏差？间还存在偏差？间还存在偏差？储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节5.5.气体滑动现象气体滑动现象气体滑动现象气体滑动现象 在单根毛管模型中渗流：在单根毛管模型中渗流：在单根毛管模型中渗流：在单根毛管模型中渗流：n n液体：流速断面呈圆锥曲线：液体：流速断面呈圆锥曲线：液体：流速断面呈圆锥曲线：液体：流速断面呈圆锥曲线：从孔中心从孔中心从孔中心从孔中心孔壁孔壁孔壁孔壁v v液液液液；孔壁处；孔壁处；孔壁处；孔壁处v v液液液液0 0n n气体：流速断面上呈近直线分布：气体：流速断面上呈近直线分布：气体：流速断面上呈近直线分布：气体：流速断面上呈近直线分布：孔壁处孔壁处孔壁处孔壁处v v气气气气 0 0。储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节结论：结论：结论：结论：气体在毛管中流动时的流速分布偏离液体流动特气体在毛管中流动时的流速分布偏离液体流动特气体在毛管中流动时的流速分布偏离液体流动特气体在毛管中流动时的流速分布偏离液体流动特 性性性性牛顿粘性流动特性。牛顿粘性流动特性。牛顿粘性流动特性。牛顿粘性流动特性。（1 1）气体滑脱现象概念）气体滑脱现象概念）气体滑脱现象概念）气体滑脱现象概念滑脱现象：滑脱现象：滑脱现象：滑脱现象：气体渗流时，其流速在毛孔断面上的分布气体渗流时，其流速在毛孔断面上的分布气体渗流时，其流速在毛孔断面上的分布气体渗流时，其流速在毛孔断面上的分布偏离偏离偏离偏离粘性流体流动特性粘性流体流动特性粘性流体流动特性粘性流体流动特性，出现气体分子，出现气体分子，出现气体分子，出现气体分子在管壁处速度不等于在管壁处速度不等于在管壁处速度不等于在管壁处速度不等于0 0 0 0的的的的流动现象。又称流动现象。又称流动现象。又称流动现象。又称“滑脱效应滑脱效应滑脱效应滑脱效应”。（2 2）滑脱现象产生的原因）滑脱现象产生的原因）滑脱现象产生的原因）滑脱现象产生的原因n n液体在毛管中流动特性：液体在毛管中流动特性：液体在毛管中流动特性：液体在毛管中流动特性：粘性流动粘性流动粘性流动粘性流动 液体分子间存在粘滞阻力，液体分子间存在粘滞阻力，液体分子间存在粘滞阻力，液体分子间存在粘滞阻力，且且且且 F F液液液液-管壁管壁管壁管壁 F F液液液液-液液液液 储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节 毛管断面：毛管断面：毛管断面：毛管断面：阻力阻力阻力阻力：管壁最大，中心最小；：管壁最大，中心最小；：管壁最大，中心最小；：管壁最大，中心最小；流速流速流速流速：中心最大，管壁最小：中心最大，管壁最小：中心最大，管壁最小：中心最大，管壁最小0 0。（管壁上液体分子被粘住，表现为管壁上液体分子被粘住，表现为管壁上液体分子被粘住，表现为管壁上液体分子被粘住，表现为v v0 0）n n气体在毛管中流动特性：气体在毛管中流动特性：气体在毛管中流动特性：气体在毛管中流动特性：碰撞为主碰撞为主碰撞为主碰撞为主（低压下）（低压下）（低压下）（低压下）粘滞阻力消失粘滞阻力消失粘滞阻力消失粘滞阻力消失分子小，间距大，分子小，间距大，分子小，间距大，分子小，间距大，F Fg-gg-g、F Fg g-S-S小小小小；分子碰撞分子碰撞分子碰撞分子碰撞动量交换动量交换动量交换动量交换管壁处分子不会粘在管壁上，管壁处分子不会粘在管壁上，管壁处分子不会粘在管壁上，管壁处分子不会粘在管壁上，仍处于运动状态；仍处于运动状态；仍处于运动状态；仍处于运动状态；毛管断面上气体分子间流速差消失，气体在毛管中流毛管断面上气体分子间流速差消失，气体在毛管中流毛管断面上气体分子间流速差消失，气体在毛管中流毛管断面上气体分子间流速差消失，气体在毛管中流动出现滑动效应。动出现滑动效应。动出现滑动效应。动出现滑动效应。（气体分子从管壁滑脱，表现为气体分子从管壁滑脱，表现为气体分子从管壁滑脱，表现为气体分子从管壁滑脱，表现为v v00）储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节（3 3）滑动现象对气测滑动现象对气测滑动现象对气测滑动现象对气测K Ka a偏离岩石偏离岩石偏离岩石偏离岩石K K的影响的影响的影响的影响n n滑动现象滑动现象滑动现象滑动现象管壁处气体分子参与流动管壁处气体分子参与流动管壁处气体分子参与流动管壁处气体分子参与流动相当于增大了孔道流动空间相当于增大了孔道流动空间相当于增大了孔道流动空间相当于增大了孔道流动空间气测气测气测气测K Ka a岩石岩石岩石岩石K K；n n吸附作用吸附作用吸附作用吸附作用管壁处液体分子形成液膜不流动管壁处液体分子形成液膜不流动管壁处液体分子形成液膜不流动管壁处液体分子形成液膜不流动减小了孔道流动空间减小了孔道流动空间减小了孔道流动空间减小了孔道流动空间液测液测液测液测K KL L岩石岩石岩石岩石K K；对同一岩石有：对同一岩石有：气测岩石气测岩石Ka岩石绝对岩石绝对K液测岩石液测岩石KL储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节（4 4）等效液体渗透率）等效液体渗透率）等效液体渗透率）等效液体渗透率 克林肯贝格提出：克林肯贝格提出：克林肯贝格提出：克林肯贝格提出：n n当当当当 时，时，时，时，K Ka a常数常数常数常数K K K K 称称称称“等效液体渗透率等效液体渗透率等效液体渗透率等效液体渗透率”或或或或“克氏渗透率克氏渗透率克氏渗透率克氏渗透率”n n在数值上，在数值上，在数值上，在数值上，K K 岩石岩石岩石岩石 K K储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节（5 5）滑脱现象的影响因素）滑脱现象的影响因素）滑脱现象的影响因素）滑脱现象的影响因素n n在在在在 式中式中式中式中，b b 称为滑脱系数。称为滑脱系数。称为滑脱系数。称为滑脱系数。式中：式中：式中：式中：C C 比例系数比例系数比例系数比例系数 1;1;r r 为岩石孔道半径为岩石孔道半径为岩石孔道半径为岩石孔道半径;l l l l 为平均压力下的气体分子平均自由程，为平均压力下的气体分子平均自由程，为平均压力下的气体分子平均自由程，为平均压力下的气体分子平均自由程，l l l l与与与与气体分子直径气体分子直径气体分子直径气体分子直径d d 和体系压力和体系压力和体系压力和体系压力p p 有关。有关。有关。有关。滑脱系数滑脱系数滑脱系数滑脱系数b b 与气体性质、孔隙结构有关。与气体性质、孔隙结构有关。与气体性质、孔隙结构有关。与气体性质、孔隙结构有关。储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节n n影响因素：影响因素：影响因素：影响因素：平均压力平均压力平均压力平均压力 气体类型气体类型气体类型气体类型 岩石类型岩石类型岩石类型岩石类型oo结果：结果：结果：结果：n n 越小越小越小越小滑动现象越严重；滑动现象越严重；滑动现象越严重；滑动现象越严重；n n气体分子越小气体分子越小气体分子越小气体分子越小滑脱现象越严重（滑脱现象越严重（滑脱现象越严重（滑脱现象越严重（b b越大）；越大）；越大）；越大）；n n岩石孔道越小岩石孔道越小岩石孔道越小岩石孔道越小滑脱现象越严重（滑脱现象越严重（滑脱现象越严重（滑脱现象越严重（b b越大）。越大）。越大）。越大）。储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节结论：结论：结论：结论：n n平平平平均均均均压压压压力力力力越越越越低低低低、气气气气体体体体分分分分子子子子越越越越小小小小，岩岩岩岩石石石石孔孔孔孔隙隙隙隙越越越越小小小小，气气气气体体体体的的的的滑滑滑滑脱脱脱脱效效效效应应应应越越越越严严严严重重重重，气气气气测测测测渗渗渗渗透透透透率率率率K Ka a与与与与岩岩岩岩石石石石渗渗渗渗透透透透率率率率K K之间差异越大。之间差异越大。之间差异越大。之间差异越大。n n一般来说，一般来说，一般来说，一般来说，气测气测气测气测K Ka a 岩石岩石岩石岩石K K，必须校正。，必须校正。，必须校正。，必须校正。储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节6.6.气测渗透率气测渗透率气测渗透率气测渗透率K Ka a的的的的校正校正校正校正 滑脱效应校正滑脱效应校正滑脱效应校正滑脱效应校正 方法：方法：方法：方法：n n实验测定数据实验测定数据实验测定数据实验测定数据n n经验公式经验公式经验公式经验公式n n图版法图版法图版法图版法储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节气测气测气测气测K Ka a的实验数据校正的实验数据校正的实验数据校正的实验数据校正 n n依据：依据：依据：依据：n n步骤：步骤：步骤：步骤：测定不同下的流量测定不同下的流量测定不同下的流量测定不同下的流量Q Q 及岩心进、出口压力及岩心进、出口压力及岩心进、出口压力及岩心进、出口压力p p1 1、p p2 2，测，测，测，测定定定定5 5组以上的数据点；组以上的数据点；组以上的数据点；组以上的数据点；用气测渗透率公式计算不同用气测渗透率公式计算不同用气测渗透率公式计算不同用气测渗透率公式计算不同 下的下的下的下的K Ka a；绘制绘制绘制绘制K Ka a 直线；直线；直线；直线；将将将将K Ka a 直线外推至直线外推至直线外推至直线外推至K Ka a轴，截距轴，截距轴，截距轴，截距K K 为校正的气测岩为校正的气测岩为校正的气测岩为校正的气测岩石石石石K K，即：，即：，即：，即：岩石岩石岩石岩石K K K K 储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节KaKK K=K K 储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节本节内容本节内容储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节三、影响岩石渗透率的因素三、影响岩石渗透率的因素n n沉积作用：骨架结构、沉积构造，孔隙结构沉积作用：骨架结构、沉积构造，孔隙结构沉积作用：骨架结构、沉积构造，孔隙结构沉积作用：骨架结构、沉积构造，孔隙结构n n成岩作用：压实、胶结、溶蚀作用成岩作用：压实、胶结、溶蚀作用成岩作用：压实、胶结、溶蚀作用成岩作用：压实、胶结、溶蚀作用n n构造（地应力）作用：构造（地应力）作用：构造（地应力）作用：构造（地应力）作用：n n其他作用其他作用其他作用其他作用1.1.沉积作用的影响沉积作用的影响沉积作用的影响沉积作用的影响（1 1）岩石骨架结构）岩石骨架结构）岩石骨架结构）岩石骨架结构n n颗粒：组成和结构（大小、分选、排列等）颗粒：组成和结构（大小、分选、排列等）颗粒：组成和结构（大小、分选、排列等）颗粒：组成和结构（大小、分选、排列等）骨架结构决定岩石骨架结构决定岩石骨架结构决定岩石骨架结构决定岩石f f f f、S S大小大小大小大小影响岩石影响岩石影响岩石影响岩石K K。储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节（2 2）沉积构造（）沉积构造（）沉积构造（）沉积构造（宏观因素宏观因素宏观因素宏观因素）n n层理类型：类型不同层理类型：类型不同层理类型：类型不同层理类型：类型不同形态不同；形态不同；形态不同；形态不同；水平层理、波状层理水平层理、波状层理水平层理、波状层理水平层理、波状层理 交错层理：板状、楔状、槽状交错层理：板状、楔状、槽状交错层理：板状、楔状、槽状交错层理：板状、楔状、槽状 透镜状层理透镜状层理透镜状层理透镜状层理 递变层理、韵律层理等递变层理、韵律层理等递变层理、韵律层理等递变层理、韵律层理等n n层理规模：类型不同层理规模：类型不同层理规模：类型不同层理规模：类型不同规模不同；规模不同；规模不同；规模不同；可小至厘米，可大到十几米级别可小至厘米，可大到十几米级别可小至厘米，可大到十几米级别可小至厘米，可大到十几米级别 不同层理的纹层厚度、展布方向不同不同层理的纹层厚度、展布方向不同不同层理的纹层厚度、展布方向不同不同层理的纹层厚度、展布方向不同储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节结论：结论：结论：结论：n n不同层理，渗透性不同；不同层理，渗透性不同；不同层理，渗透性不同；不同层理，渗透性不同；n n同一层理，不同方向渗透性不同。同一层理，不同方向渗透性不同。同一层理，不同方向渗透性不同。同一层理，不同方向渗透性不同。（顺水流、垂直水流）（顺水流、垂直水流）（顺水流、垂直水流）（顺水流、垂直水流）认识：认识：认识：认识：n n骨架结构骨架结构骨架结构骨架结构在在在在微观微观微观微观上决定了储层渗透率的上决定了储层渗透率的上决定了储层渗透率的上决定了储层渗透率的大小大小大小大小。n n沉积构造沉积构造沉积构造沉积构造从从从从宏观宏观宏观宏观上决定了储层渗透率的上决定了储层渗透率的上决定了储层渗透率的上决定了储层渗透率的方向性方向性方向性方向性。储层岩石的渗透性 第第1 1章章3 3节节（3 3）.储层孔隙结构的影响储层孔隙结构的影响储层孔隙结构的影响储层孔隙结构的影响 据高采尼卡尔曼方程：据高采尼卡尔曼方程：据高采尼卡尔曼方程：据高采尼卡尔曼方程：，n nK Kf f（f f f f）f f f fK K n nK Kf f（r r 2 2）孔隙越大，孔隙越大，孔隙越大，孔隙越大，K K越大越大越大越大n nK Kf f（1/1/t t t t2 2）孔道越弯曲，孔道越弯曲，孔道越弯曲，孔道越弯曲，K K越小越小越小越小n n孔隙连通度越低孔隙连通度越低孔隙连通度越低孔隙连通度越低 K K越小越小越小越小n n孔喉比越大孔喉比越大孔喉比越大孔喉比越大 K K越小越小越小越小 孔孔孔孔隙隙隙隙结结结结构构构构从从从从微微微微观观观观上上上上决决决决定定