第07章 储层岩石的其它物理性质(1).pdf

油层物理 第七章 储层岩石的其他物理性质 Other Physical Properties of Reservoir Rocks 1 含流体岩石的导电特性 2 储层岩石的热学性质 3 储层岩石的声学特性 4 储层岩石的放射性 5 储层岩石的力学性质 主要内容 22013 5 21 物质的导电性与电阻率 地层水的电阻率 含水岩石的电阻率 含油岩石的电阻率 电阻率的测定 为实验室内容 7 1 含流体岩石的导电特性 32013 5 21 p研究导电特性的目的是根据测量的岩层电阻率来判断岩性 划分油气水层 研究储集层的含油性 渗透性和孔隙性等 p一门重要专业课 地球物理测井 电阻率测井 p地层评价学 测井地质学 7 1 含流体岩石的导电特性 42013 5 21 p一 物质的导电性与电阻率 p据物理学电阻率公式 p式中 电阻率 m pr 电阻 pA 导体截面积 m2 pL 导体长度 m p电阻率 仅与导体的材料性质有关 7 1 含流体岩石的导电特性 5 rA L 2013 5 21 p一 物质的导电性与电阻率 p离子导电的岩石 其电阻率大小主要取决于岩石孔隙中所含溶液的 性质和浓度 如沉积岩 p电子导电的岩石 其电阻率主要由所含导电矿物的性质和含量来决 定 如 大部分火成岩 玄武 花岗 其中含有石墨及铜 铁矿物 p火成岩电阻率 沉积岩 p油气储层中的油 气不导电 所有油气储层的导电能力主要取决于 岩石孔隙中地层水的导电能力 7 1 含流体岩石的导电特性 62013 5 21 p二 地层水的电阻率 p地层水的电阻率取决于其溶解盐的化学成分 含盐浓度和水温 p油气储层地层水所含盐类常见的有 NaCl KCl Na2SO4 MgSO4 CaSO4 但主要为NaCl 因此可以把地层水近似视为NaCl溶液 p等效氯化钠矿化度的换算方法见例7 1 p含盐浓度 p温度 7 1 含流体岩石的导电特性 72013 5 21 p三 含水岩石的电阻率 p含水砂岩电阻率取决于地层水电阻率 孔隙度 胶结情况及孔隙形状 p实验证明 对于给定的岩样 孔隙中饱和地层水岩石的电阻率Ro与这 种地层水的电阻率Rw有正比关系 即Ro CRw线性 Ro Rw为一常数 p通常称Ro Rw为岩石的地层因子或相对电阻 用F表示 即 7 1 含流体岩石的导电特性 82013 5 21 0 w R F R p三 含水岩石的电阻率 p相对电阻率F消除了地层水电阻率Rw的影响 它反映地层本身固有 的电性 特征 实质上 F是岩石孔隙度和孔隙结构的函数 p可以推导出岩石的电性参数与岩石其它物性参数之间的关系为 式中 m 胶结指数 胶结岩石的m值 在1 8 2 0之间 非胶结岩石 的m值 大约为1 3 a 比例系数 随岩性的不同而变化 岩石的孔隙度 7 1 含流体岩石的导电特性 92013 5 21 m w a R R F 0 p四 含油岩石的电阻率 p岩石含油越多 其电阻率就越高 电阻指数 Resistivity Index 表 示含油岩石的电阻率Rt与该岩石完全充满地层水时的电阻率Ro的比 值 即 p采用比值的方法 电阻指数消除了地层水电阻率 岩石孔隙度和孔 隙结构等因素的影响 当岩性一定时 它只与岩石含油饱和度有关 7 1 含流体岩石的导电特性 102013 5 21 0 R R I t p四 含油岩石的电阻率 p电阻指数与含水饱和度或含油饱和度的关系 7 1 含流体岩石的导电特性 112013 5 21 nn w t S b S b R R I 1 0 0 p油层的热容 p岩石的比热 p导热系数 p岩石的热扩散系数 7 2 储层岩石的热学性质 122013 5 21 p油层的热容 p单位体积的岩石温度升高1 所需的热量 KJ m3 7 2 储层岩石的热学性质 132013 5 21 p岩石的比热 p单位质量的岩石温度升高1 所需的热量 KJ kg p一般砂岩的比热 0 837 1 315 KJ kg p干岩样的比热 0 766 0 846 p饱和水岩样的比热 0 888 1 419 7 2 储层岩石的热学性质 142013 5 21 p导热系数 thermal conductivity p单位时间内 单位温差下 单位面积上所通过的热量 式中 导热系数w m t 热传导时间 s A 岩样截面积 m2 T 岩样两端的温差 或K Qh t时间内通过岩样的热量 J L 岩样长度 m 7 2 储层岩石的热学性质 152013 5 21 h Q L tA T p岩石的热扩散系数 heat diffusivity p反映温度不均匀的物体中温度均匀化速度的物理量 p 越大 说明岩石的某一部分一旦获得热量 就会很快扩散 使整个 岩层温度趋于一致 p 大 对热采有利还是不利 Why 7 2 储层岩石的热学性质 162013 5 21 p声波测井 用纵波 p岩石密度越大 则声波速度也越大 p岩石孔隙度越大 则密度越小 声波速度也就越小 p据此原理 可通过经验公式计算出地层的孔隙度 p物理法采油技术 p油藏人工地震增产技术 p井下波声波增产技术 7 3 储层岩石的声学特性 172013 5 21 p放射性元素广泛分布 泥岩中尤为丰富 可用放射性测井 伽玛测井 检测储层中的泥质含量与识别泥岩隔层 夹层 p瓷砖 花岗岩石材 餐具的安全性 第四节 储层岩石的放射性 2013 5 2118 p油气井钻完井工程 油气井防沙