油气开采-第二章.ppt

第二章 储层岩石的物理性质,储层岩石主要是砂岩和石灰岩 砂岩是我们探讨的重点，包括砂岩的粒度组成、比面、孔隙度、渗透率、油水饱和度 储层孔、渗、饱是认识储层储油状况，划分主力油层，确定有效厚度，估算储量及分析油田生产状况的基础，是油田勘探与开发的最基本的岩石物性参数,第二章,第二章 储层岩石的物理性质,第二章,第一节 砂岩的粒度组成和比面,砂岩是性质不同，形状各异，大小不等的砂子颗粒经地质胶结而 成，颗粒之间未被胶结物充填的地方构成了孔隙。 砂岩的粒度组成 构成砂岩的各种大小不同颗粒的含量，用百分数表示 粒度组成的常规分析法是筛析法，以目或直接用毫米表示 岩石粒度组成的分析结果通常以粒度组成累积分布曲线和粒度组成分布曲线表示,第二章第一节,第二章 储层岩石的物理性质,第二章,颗粒直径，mm,累积重量，%,100,80,60,40,20,0.001,0.01,0.1,1,颗粒直径，mm,重量，%,80,60,40,20,0.001,0.05,0.1,0.3,0.15,0.2,粒度组成累积分布曲线,粒度组成分布曲线,第一节 砂岩的粒度组成和比面,砂岩的胶结类型 胶结物在岩石中的分布状况以及与脆屑颗粒的接触关系成为胶结类型，可分为三种：,第二章第一节,胶结物,颗粒,基底胶结,孔隙胶结,接触胶结,第一节 砂岩的粒度组成和比面,砂岩的比面 比面系指单位体积岩石内颗粒的总表面积，或单位体积岩石内总孔隙的内表面积，cm2/cm3 由于砂岩的颗粒小，比表面比较大，可达2000 比表面的大小通常由室内测定方法确定，也可以通过岩石的其他物性估算,第二章第一节,第一节 砂岩的粒度组成和比面,砂岩的比面估算 假设岩石为等直径的球形颗粒组成 每颗颗粒表面积为： 体积为,第二章第一节,d,单位体积1,第一节 砂岩的粒度组成和比面,砂岩的比面估算 假设岩石为等直径的球形颗粒组成 设孔隙总体积为，则颗粒体 积为： 比面S为,第二章第一节,d,单位体积1,第一节 砂岩的粒度组成和比面,砂岩的比面估算 其实岩石颗粒直径并不一样，可采用加权平均 即： 其实岩石颗粒不完全为球形，引入校正系数c：,第二章第一节,第二节 储层岩石的孔隙度和 压缩系数,岩石的孔隙度 岩石孔隙类型可根据孔隙大小和在渗流中所起的作用分为三类： 超毛细管孔隙 毛细管孔隙 微毛细管孔隙,第二章第二节,第二节 储层岩石的孔隙度和 压缩系数,岩石的孔隙度计算 岩石的孔隙体积Vp与岩石的表观体积Vf的比值称为孔隙度，常用表示： 岩石的有效孔隙度（常用）： 砂岩孔隙度大小一般在1025左右,第二章第二节,绝对孔隙度,第二节 储层岩石的孔隙度和 压缩系数,岩石的孔隙度 孔隙度和砂粒粒径没有直接关系，等直径颗粒组成的理想岩石，其孔隙度和颗粒排列方式有关： 天然岩石孔隙度大小和粒径的分选程度有关 用测井或通过岩芯在实验室内直接测定,第二章第二节,正方形最大,菱形最小,第二节 储层岩石的孔隙度和 压缩系数,岩石的压缩系数 在油田开发之前，岩柱压力和油藏压力及骨架所承受压力处于平衡态。开发后，储层压力降低，不在平衡，在外压和内压压差加大情况下岩石颗粒变形，从而孔隙体积缩小,第二章第二节,原始地应力平衡,pf,psi,应力达到新的平衡,pf,psi,开发后,第二节 储层岩石的孔隙度和 压缩系数,岩石的压缩系数 岩石弹性压缩使孔隙体积减小的数值，常用岩石的压缩系数Cf表示，它是指油藏压力每降低1Pa时单位体积岩石内孔隙体积的变化量： 岩石压缩系数一般为（12）10-4MPa-1 岩石压缩系数和其中液体压缩系数大小反映了弹性驱油能量的大小，通常用综合弹性系数表示,第二章第二节,第三节 储层岩石的渗透性,砂岩中多数孔隙是相互连通的，因此在一定压差下它具有让流体通过的性质，即渗透性 渗透性的大小用渗透率表示，通过实验确定 岩石渗透率的大小反应了流体在岩石内流动的阻力大小，它与岩石的孔隙结构有关 渗透率是评价一个储层好坏的重要指标,第二章第三节,第三节 储层岩石的渗透性,达西定律,第二章第三节,p1,p2,Q,L,A,第三节 储层岩石的渗透性,岩石的渗透率K是一个常数，称为绝对渗透率 绝对渗透率是岩石的自身性质，它取决于岩层的孔隙结构 用液体测得的渗透率往往不是一个常数，因此在实验室往往用气体作为介质测岩芯的绝对渗透率,第二章第三节,第三节 储层岩石的渗透性,气测渗透率 用气测渗透率时，必须考虑用气体的平均体积流量带入渗透率公式，即： 把气体膨胀视为等温过程，则渗透率公式为：,第二章第三节,在大气压p0下的体积流量,用气体测得的渗透率数值比用液体测得的高,第三节 储层岩石的渗透性,由于压力对气测渗透率有影响，因此常规岩芯分析多统一采用p10.1MPa（绝对）下的气测渗透率为准 渗透率是储层岩石物性的重要参数之一，不同储层渗透率差异很大，一般由几个10-3m2到几千个10-3m2乃至上万个10-3m2,第二章第三节,第四节 储层中流体的饱和度,流体饱和度 油层中的油、气、水饱和度就是指单位孔隙体积内油、气、水所占的体积百分数： 油的饱和度 水的饱和度 气的饱和度 如果只有油水两相，则 如果水气油三相共存，则 可用测井或实验室内蒸馏、干馏、气相色谱测,第二章第四节,第四节 储层中流体的饱和度,束缚水及原始含油饱和度 束缚水一般存在于砂粒表面、砂粒接触处及死孔隙中 束缚水饱和度是体积法计算储量的重要参数之一，通过它，可算出储层的原始含油饱和度为： 计算储量，评价储层所采用的饱和度为原始含油饱和度，即油田尚未开采前所测得的饱和度,第二章第四节,第四节 储层中流体的饱和度,束缚水及原始含油饱和度 通常取芯分析只能测定束缚水饱和度而无法直接测定原始含油饱和度 密闭取芯法可使测得的束缚水饱和度更真实,第二章第四节,作业,第二章作业,作业1：设有一块砂岩岩芯，长度为4cm，截面积A3cm2，用气测试其渗透率。该气在标准状况下的粘度为0.01mPa.s，p10.1MPa，p2=0.06MPa，测得标准状态下气体的体积流量为20cm3/s，求砂岩的渗透率。,作业2：设某油藏