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第二篇储层岩石物理特征

第二篇

储层岩石物理特征第1页.

储层（又称储集层）是含有孔隙、裂缝或孔洞、储存有石油或天然气、且石油天然气能够在其中流动岩层。

第二篇

储层岩石物理特征

储层两个主要特征：

1）存在油气在地下储存空间——孔隙性

2）确保油气在岩层中能够流动——渗透性

第2页Petro-Physics油层物理学

中国石油大学（北京）

表5—1储层岩石分类与实例

沉积类型

岩

性

分

类

经典油田举例

疏松砂岩

萨尔图油田、胜坨油田

粉砂岩

文东油田

致密砂岩

枣园油田

砂岩

裂缝性砂岩

延长油田

砾岩

砾岩

克拉玛依油田

砂砾岩

曙光油田

砂砾岩

裂缝性砂砾岩

蒙古林油田

碎屑岩

泥岩

孔隙缝洞泥灰岩

南翼山油田

裂缝孔洞白云岩

任丘油田

白云岩

裂缝孔隙泥质白云岩

风成城油田

裂缝孔洞灰岩

苏桥油田

生物灰岩

桩西油田

石灰岩

孔隙裂缝藻灰岩

义东油田

裂缝孔隙安山岩

风化店油田

裂缝性凝灰岩

哈达图油田

火山岩

车排子油田

火成岩

玄武岩、安山岩

克拉玛依油田417断块

裂缝性变质岩

鸭儿峡油田

碳酸盐岩

变质岩

裂缝性花岗岩

静安堡油田

第二篇

储层岩石物理特征沉积岩第3页.

石油与天然气储层主要为沉积岩储集层：（1）碎屑岩：砂岩、砾岩、砾砂岩以及泥岩（2）碳酸盐岩储集层：

第二篇

储层岩石物理特征第4页储层岩石物理特征：广义地说：热学性质、电学性质、放射性、声学特征、力学特征、机械特征等各种性质。狭义地说：孔隙性、渗透性、（饱和度、压缩性）

这些性质或参数并非一成不变，而是受钻井、开发开采作业影响，储层敏感性(速敏、水敏、酸敏等)及其评价问题，也是本篇研究一个内容。

第二篇

储层岩石物理特征第5页.

油气储层是地下深处多孔介质，所以油气地下储集空间特征——储层多孔介质结构、性质决定了：

油气储存丰度与储量、

油气井产能，

油藏开发难易程度油藏开发最终效果。

第二篇

储层岩石物理特征第6页

第一节砂岩组成一、岩石粒度组成

1、粒度组成概念

2、粒度组成表示方法

3、粒度参数

4、几个平均粒度二、岩石比面三、岩石胶结物及胶结类型

第五章储层多孔介质几何特征

第7页砂岩从是否被固体物质充填角度看，分为两部分：岩石骨架（即岩石固体物质）：石英颗粒、胶结物质空隙：孔隙、裂缝（溶孔、溶洞)第一节砂岩组成砂岩第8页

试验室用岩芯第9页

岩心铸体薄片X100摄像第10页

岩心电镜图片X200摄像第11页ESEM扫描电子显微镜

第12页

(1)单重孔隙介质

a.粒间孔隙结构:b.纯裂缝结构:理想模型见图5－15

(2)双重孔隙介质

a.裂缝-孔隙结构:尤其发育于石灰岩与白云岩中。理想模型见5－16b.孔洞-孔隙结构:也尤其发育于碳酸盐岩石。它是在粒间孔隙岩石中分布着大洞穴，洞穴尺寸超出毛细管大小所以在这种孔隙结构中，两种不一样孔隙服从两种不一样范围流动规律。流体在粒间孔隙中流动服从渗流规律；而在洞穴中流动服从流体力学奈维-斯托克斯方程。所以洞穴-孔隙结构也是一个服从两种流体流动规律双重孔隙介质，其理想模型如图5—17。(3)三重孔隙介质

a.孔隙-微裂缝-大洞穴：由粒间孔隙、微裂缝再加上大洞穴组成。

b.孔隙-微裂缝-大裂缝：即粒间孔隙、微裂缝、大裂缝三重孔隙并存混合结构，尤其发育于碳酸盐岩石。对于三重孔隙介质渗流规律当前还处于探索研究阶段。

3、孔隙结构类型第13页（1）单重孔隙介质（2）双重孔隙介质（3）三重孔隙介质3、孔隙结构类型第14页中国石油大学（北京）

(1)单重孔隙介质

a.粒间孔隙结构:b.纯裂缝结构:3、孔隙结构类型第15页

(2)双重孔隙介质

a.裂缝-孔隙结构:

尤其发育于石灰岩与白云岩中。

b.孔洞-孔隙结构:也尤其发育于碳酸盐岩石。它是在粒间孔隙岩石中分布着大洞穴，洞穴尺寸超出毛细管大小，所以在这种孔隙结构中，两种不一样孔隙服从两种不一样范围流动规律。

流体在粒间孔隙中流动服从渗流规律；而在洞穴中流动服从流体力学奈维-斯托克斯方程。所以洞穴-孔隙结构也是一个服从两种流体流动规律双重孔隙介质，其理想模型如图5—17。第16页

第17页

(2)双重孔隙介质

a.裂缝-孔隙结构:

尤其发育于石灰岩与白云岩中。

b.孔洞-孔隙结构:也尤其发育于碳酸盐岩石。它是在粒间孔隙岩石中分布着大洞穴，洞穴尺寸超出毛细管大小，所以在这种孔隙结构中，两种不一样孔隙服从两种不一样范围流动规律。

流体在粒间孔隙中流动服从渗流规律；而在洞穴中流动服从流体力学奈维-斯托克斯方程。所以洞穴-孔隙结构也是一个服从两种流体流动规律双重孔隙介质，其理想模型如图5—17。第18页

第三节储层岩石孔隙度第19页一、孔隙度定义1、岩石绝对孔隙度2、岩石有效孔隙度3、岩石流动孔隙度二、储层按孔隙度分级三、双重介质岩石孔隙度第三节储层岩石孔隙度第20页

岩石总体积Vb（又称外表体积、视体积）是由孔隙体积Vp及固相颗粒体积(基质体积)Vs两部分组成，即：

Vb＝Vp十Vs

孔隙度（φ）是指岩石中孔隙体积Vp与岩石总体积Vb比值一、孔隙度定义第21页1、岩石绝对孔隙度(φ)岩石总孔隙体积（Va）能够细分为以下几个孔隙：岩石总孔隙体积{1）连通孔隙体积又称为有效孔隙体积{a可流动孔隙体积b不可流动孔隙体积2）不连通孔隙体积

岩石绝对孔隙度(φa)指岩石总孔隙体积Va与岩石外表体积Vb之比，即：

第22页2、岩石有效孔隙度

是指岩石中有效孔隙体积Ve与岩石外表体积Vb之比。计算储量和评价油气层特征时普通指有效孔隙体度。3、岩石流动孔隙度

是指在含油岩石中，可流动孔隙体积Vf与岩石外表体积Vb之比。第23页

流动孔隙度与有效孔隙度不一样，它既排除了死孔隙，又排除了微毛细管孔隙体积。流动孔隙度不是一个定值，因为它随地层中压力梯度和液体物理-化学性质而改变。在油气田开发中，流动孔隙度含有一定实用价值。由上述定义可知：绝对孔隙度φa>有效孔隙度φe>流动孔隙度φf。第24页Petro-Physics油层物理学

中国石油大学（北京）二、储层按孔隙度分级

砂岩储层孔隙度介于5％~25%，碳酸盐岩基质孔隙度普通小于5％。普通认为孔隙度小于5％砂岩储层没有开采价值

第25页一、岩石压缩系数（岩石弹性压缩系数）第四节储层岩石压缩性--油层压力降低--岩石体积--岩石压缩系数Mpa-1时，孔隙体积缩小值当油层压力每降低单位压力时，单位体积岩石孔隙体积缩小值。孔隙体积缩小，才使油不停从油层中流出。（驱油动力）第26页定义综合弹性压缩系数第四节储层岩石压缩性流体压缩系数--油层压力降低--液体绝对体积--岩石压缩系数Mpa-1时，孔隙体积缩小值第27页一、流体饱和度定义1、含油饱和度2、原始含水饱和度－束缚水饱和度3、原始含油饱和度二、测定油、气、水饱和度方法第五节储层岩石流体饱和度第28页1、含油饱和度、含水饱和度、含气饱和度依据上述定义，储层岩石孔隙中油、水、气饱和度能够分别表示为：第五节储层岩石流体饱和度第29页1、原始含水饱和度——束缚水饱和度

原始含水饱和度(Swi)是油藏投入开发前储层岩石孔隙空间中原始含水体积Vwi和岩石孔隙体积Vp比值。流体饱和度——

时间和空间函数2、原始含油饱和度地层中原始状态下含油体积Voi与岩石孔隙体积Vp之比称为原始含油饱和度：

Soi＝1—Swi

第30页3、当前油、气、水饱和度油田开发一段时间后，地层孔隙中含油、气、水饱和度称为当前含油、气、水饱和度，简称含油饱和度、含气饱和度或含水饱和度。

第31页5、残余油饱和度与剩下油饱和度经过某一采油方法或驱替作用后，依然不能采出而残留于油层孔隙中原油称为残余油，其体积在岩石孔隙中所占体积百分数称为残余油饱和度用Sor表示。能够了解，驱替后结束后残余油是处于束缚状态、不可流动状态。剩下油主要指一个油藏经过某一采油方法开采后，仍不能采出地下原油。普通包含驱油剂涉及不到死油区内原油及驱油剂（注水）涉及到了但仍驱不出来残余油两部分。剩下油多少取决于地质条件、原油性质、驱油剂种类、开发井网以及开采工艺技术，经过一些开发调整办法或增产办法后仍有一部分能够被采出。剩下油体积与孔隙体积之比称为剩下油饱和度。

第32页第五节储层岩石流体饱和度第33页原油体积系数Bo原油在地层条件下体积Vf与其在地面脱气后体积Vs之比叫原油体积系数。因为溶解气和热膨胀影响远远超出弹性压缩影响，地层原油体积总大于地面脱气后原油体积，所以原油体积系数都大于1，普通在1.05～1.8之间改变第34页[例5—1]某油藏含油面积A=14.4平方公里，油层有效厚度10米，孔隙度0.2，束缚水饱和度0.3，原油地下体积系数1.2，原油相对密度为0.86。试计算该油藏原油储量。解：依据题意，该油藏原油地下体积为则原油储量（地面体积）为：或该油藏原油储量为1.68×107×0.86=1.445万吨。第35页

第六章储层岩石流体渗透性第36页

第一节达西定律及岩石绝对渗透率第37页

第一节达西定律及岩石绝对渗透率压差流量Q或流速第38页达西定律：

A——砂柱截面积，cm2；

L——砂柱长度，cm；

μ——经过砂柱流体粘度，mPa·s；

△P——流体经过砂柱前后压力差，atm；

K——百分比系数，称为该孔隙介质绝对渗透率，D。式中：Q——在压差△P下，经过砂柱流量，cm3／s；渗流速度第39页达西定律：渗透率第40页

渗透率含有面积因次，它代表多孔介质中孔隙通道面积大小。渗透率越高，孔道总面积越大，液体在其中流动越轻易，渗透性也越好。

达西定律惯用单位制第41页

达西定律惯用单位制1达西物理意义是：粘度为lmPa.s流体，在压差latm作用下，经过截面积lcm2、长度1cm多孔介质，其流量为1cm3／s时，则该多孔介质渗透率就是1达西。

第42页

单位换算：1达西＝1D惯用毫达西(millidarcy，简写mD)来表示1D=1000mD=1.02×10-8cm2≈10-8cm2=1μm21mD=10-3μm2第43页

储层岩石渗透率是评价储层优劣主要指标，油藏岩石渗透率改变范围普通在5～1000mD之间，俄国人T·H·捷奥多罗维奇按渗透率大小将储层分为五级，

第44页

我国石油工业标准SY/T6169-1995，对油藏储层渗透性划分见下表

:

我国石油工业标准SY/T6168-1995，对气藏储层渗透性划分见下表:

第45页达西定律适用条件

达西定律有一定适用条件，当渗流速度增大到一定值之后，除产生粘滞阻力外，还会产生惯性阻力，此时流量与压差不再是线性关系，这个渗流速度值就是达西定律临界渗流速度（图6—2曲线1）。若超出此临界渗流速度，流动由线性渗流转变为非线性渗流，达西定律也不再适用。图中压力梯度超出b，则为非达西流。

对于低渗致密岩石，在低速渗流时，因为