第1章：1-绪论+储层岩石孔隙性

油层物理学Petrophysics一、石油天然气开发的重要意义二、油层物理学的研究内容与任务三、油层物理学的发展概况四、本课程的目的与学习方法绪论二、油层物理学的研究内容与任务二、油层物理学的研究内容与任务二、油层物理学的研究内容与任务二、油层物理学的研究内容与任务二、油层物理学的研究内容与任务二、油层物理学的研究内容与任务讲课内容学时绪论11.储层岩石的物理特性72.储层流体的物理特性83.多相流体的渗流机理

124.提高原油采收率机理4实验1孔隙度的测定2实验2渗透率的测定2合计36三、油层物理学的发展概况三、油层物理学的发展概况三、油层物理学的发展概况三、油层物理学的发展概况三、油层物理学的发展概况《油层物理学》是地质、采油、油藏和油化等专业的一门重要专业基础课。目前国内外油田均存在石油采收率不高的问题，如何提高石油采收率是人们瞩目的焦点。科学研究和生产实践表明，油层采收率不高很重要的原因是和油层本身的物理性质有关，所以关于油层物理方面的知识是所有石油工作者所必备的。开设《油层物理》课程，其目的正是为即将奔赴油田工作的大学生介绍关于油层物理的最基本知识。四、课程的性质和目的【1】油层物理学，杨胜来，魏俊之编著，石油工业出版社，2004【2】油层物理，何更生，石油工业出版社，1994【3】油层物理，罗蛰谭主编，石油工业出版社，1986【4】油藏物理基础，洪世绎，石油工业出版社，19851949年：美国人M.麦斯盖特《采油物理原理》1956年：前苏联卡佳霍夫《油层物理基础》70年代：GV奇林加等《碳酸盐岩石油天然气开采》D威廉等《石油流体性质》斯麦霍夫《裂缝性油气储集层勘探的基本理论与方法》卡佳霍夫等《油气层物理学》马尔哈辛《油层物理化学机理》参考书

CNKI文章第一章储层岩石的物理特性第一章储层岩石的物理特性第一章储层岩石的物理特性1、储层岩石的骨架性质2、储层岩石的孔隙结构及孔隙性3、储层岩石的渗透性4、储层岩石的流体饱和度第一章储层岩石的物理特性§1储层岩石的骨架性质粒级划分泥（粘土）粉砂砂砾细粉砂粗粉砂细砂中砂粗砂细砾中砾粗砾巨砾颗粒直径（mm）＜0.01

0.01-0.050.01-0.10.1-0.250.25-0.50.5-11—1010-100100-1000＞1000碎屑岩粒级的划分岩石的粒度和比面是反映岩石骨架构成的最主要指标。一、岩石的粒度

粒度组成是构成砂岩的各种大小不同颗粒的含量，通常以百分数来表示。通常用薄片法、筛析法和沉降法来测定储层砂岩的粒度。粒度组成是表示岩石骨架分散性的一种指标，组成砂岩的粒度越细，则表明其分散程度越高。一、岩石的粒度§1储层岩石的骨架性质一、岩石的粒度§1储层岩石的骨架性质二、岩石的比面§1储层岩石的骨架性质定义：细颗粒物质的比面显然比粗颗粒物质的比面大得多？？影响比面的因素：三、砂岩的胶结物及胶结类型

储层岩石的胶结物是除碎屑颗粒以外的化学沉淀物质，在砂岩中含量不大于50%。它对岩石起胶结的作用，使之变成坚硬的岩石。

胶结类型可分为基底式、孔隙式及接触式胶结。胶结类型接触式胶结孔隙式胶结基底式胶结孔隙度，%23—3018—288—17渗透率，10-3μm250—10001—150＜1不同胶结类型油层的孔隙度和渗透率§1储层岩石的骨架性质§2储层的孔隙结构及孔隙性

一、储层岩石的孔隙结构二、储层岩石的孔隙度三、双重介质岩石的孔隙度四、岩石孔隙度的测定五、影响孔隙度大小的因素

空隙——岩石颗粒间未被胶结物充满或未被其它固体物质所占据的空间。空隙按几何尺寸或现状可分为孔隙、空洞和裂缝，笼统地将空隙称为孔隙。

孔隙结构——是指岩石孔隙的大小、形状、孔间连通情况、孔隙的类型、孔壁粗糙程度等全部孔隙特征和它的构成分式。一、储层岩石的孔隙结构

碎屑岩孔隙-裂缝

泥晶颗粒云岩亮晶鲕粒云岩，铸模孔为主亮晶生屑灰岩，遮蔽孔粉晶云岩碳酸盐岩孔隙扫描电镜Meinzer分类a分选好，孔隙度高的沉积物；b分选差，孔隙度低的沉积物；c砾石组成的沉积物，砾石本身也是多孔的；d沉积物分选好，但颗粒间有胶结物沉积；e由溶蚀作用形成的多孔岩石；f由断裂形成的有胶结物的多孔岩石1.孔隙的类型及其组合关系一、储层岩石的孔隙结构

孔隙按组合关系的分类

孔道—较大的空洞（简称孔）；

喉道—连接大孔隙之间的细小通道（简称喉）。1.孔隙的类型及其组合关系一、储层岩石的孔隙结构按孔隙大小的分类

超毛细管孔隙—毛管孔径大于0.5mm或裂缝宽度大于0.25mm。在此类孔隙中，流体在重力的作用下可以自由流动。

毛细管孔隙—毛管孔径大于0.5—0.0002mm或裂缝宽度大于0.25—0.0001mm。在此类孔隙中，流体需要有超过重力的外力去克服毛细管力。

微毛细管孔隙—毛管孔径小于0.0002mm或裂缝宽度小于0.0001mm。在此类孔隙中，液体在孔隙中移动需要非常高的压力梯度，在实际油层条件下一般无法达到。按连通性的分类连通孔隙；死孔隙（不连通孔隙disconnectedpore）一、储层岩石的孔隙结构1.孔隙的类型及其组合关系孔隙大小分布的表示方法——孔隙大小分布曲线和孔隙大小累积分布曲线。2.孔隙大小及其分选性一、储层岩石的孔隙结构

利用孔隙累积分布曲线上某些特征点的数据，还可定量上表示出岩石孔隙的大小组成及其分选性。分选系数（或称：标准偏差－Sp）表示孔隙分布的均匀程度，一般孔隙大小越均匀则分选性越好。di即累积分布曲线上i处的孔隙直径。Sp值越小，孔隙越均匀。2.孔隙大小及其分选性一、储层岩石的孔隙结构孔喉比（throattoporeratio）：孔隙与喉道直径的比值

γ=孔隙直径/喉道直径=Dp/Dt

一般认为孔喉比越大对采油越不利。因这个比值越大，卡断越易发生，卡断是形成残余油的一种原因。3.孔隙结构参数一、储层岩石的孔隙结构配位数(coordinationnumber)：每个孔道所连同的喉道数。如：一个孔道与三个喉道相连，则配位数为3。一般砂岩配位数为2-15或更多些迂曲度（λ）：流体质点实际流经的路程长度l与岩石外观长度之比值。λ=孔道实际长度/孔道表观长度迂曲度很难确定，一般取1.2-2.5。

二、储层岩石的孔隙度1.孔隙度的基本概念（porosity）孔隙度是指岩石中孔隙体积Vp（岩石中未被固体物质充填的空间体积）与岩石总体积Vb的比值。

V孔隙+V基质=V总岩石的绝对孔隙度(总孔隙度、完全孔隙度φa)连通（有效）孔隙体积不连通孔隙体积岩石总孔隙体积可流动的孔隙体积不可流动的孔隙体积岩石的绝对孔隙度是岩石的总孔隙体积Va与岩石外表体积Vb的比值。二、储层岩石的孔隙度1.孔隙度的基本概念（porosity）岩石的有效孔隙度(φe)

岩石中有效孔隙的体积Ve（连通孔隙）与岩石外表体积Vb之比。计算储量和评价油气层特性时一般指有效孔隙度。岩石的流动孔隙度(φf)

在含油岩石中，流体能在其中流动的孔隙体积Vf与岩石外表体积之比。

注意：流动孔隙度与有效孔隙度不同，不仅排除了死孔隙，也排除了微毛细管孔隙，还排除了岩石颗粒表面上液体薄膜的体积。二、储层岩石的孔隙度1.孔隙度的基本概念（porosity）流动孔隙度的理解流动孔隙度的理解

在实际工业评价中，只有有效孔隙度才有真正的意义。习惯上把有效孔隙度称为孔隙度。砂岩储层的孔隙度一般为5%~25%，碳酸盐岩基质的孔隙度一般小于5%。孔隙度，%评价25~2020~1515~1010~55~0极好好中等差无价值砂岩储层按孔隙度分级（莱复生）2.储层孔隙度分级二、储层岩石的孔隙度井号榆58米6台8榆28榆29榆30榆43榆44渗透率(10-3μm2)1.020.480.150.151.750.880.870.94孔隙度(%)4.456.893.794.006.204.804.704.36以裂缝性储层为例，具有两种孔隙系统。岩石颗粒之间的孔隙空间构成的粒间系统（原生孔隙）裂缝和孔洞的空隙空间形成的系统（次生孔隙）总孔隙度φt=φf+φp

三、双重介质岩石的孔隙度（121～123页）Φt——总孔隙度；Φf——裂缝孔隙度（fracture）。Φp——原生孔隙度（primarypore）；与基质孔隙度相比，裂缝孔隙度一般可忽略不计。三、双重介质岩石的孔隙度Φt——总孔隙度；Φf——裂缝孔隙度（fracture）。Φp——原生孔隙度（primarypore）；与基质孔隙度相比，裂缝孔隙度一般可忽略不计。四、岩石孔隙度的测定直接测定法：

从地下取出岩心在实验室直接进行测量，准确但局限；间接测定法：以各种测井方法为基础，如中子、密度、声速孔隙度。误差较大。一般采用油层物理实验室常规岩心分析法来直接测定岩心的孔隙度。Vp（或Vs）确定孔隙度值：需要在实验室测定两个参数Vb=Vp+Vs岩石总体积＝孔隙体积＋固相颗粒体积Vb与Vp或Vb与Vs几何测量法最常用，适用于胶结较好，钻切过程中不跨、不碎的岩石。封蜡法对于较疏松的易跨、易碎的岩石。饱和煤油法适用于外表不规则的岩心。w1—已饱和煤油的岩心在空气中称的质量；

w2—已饱和煤油的岩心在煤油中称的质量；

ρo——煤油的密度。水银法四、岩石孔隙度的测定1.岩石外表（视）体积的测定方法气体孔隙度仪法原理：将已知体积（标准室）的气体Vk在一定的压力pk下，向未知室作等温膨胀，再测定膨胀后的体积最终压力p，该压力的大小取决于未知体积V的大小。所用气体一般为氦气或氮气2.岩石孔隙体积Vp的测定方法四、岩石孔隙度的测定液体（水或煤油）饱和法方法及步骤：a.岩样准备—岩样抽提和烘干，在空气中称干重w1；b.岩样抽真空饱和煤油后称重w2；c.饱和煤油岩样在煤油中称重w3。岩样孔隙度四、岩石孔隙度的测定VpVb=五、影响孔隙度大小的因素

碎屑颗粒的矿物成分、排列方式、分选程度、胶结物的类型及数量以及成岩后的压实作用是影响碎屑岩孔隙度的主要因素1.岩石的矿物成分在其它条件相同时，一般石英砂岩比长石砂岩储油物性好。2.颗粒的排列方式及分选性

排列方式：例如，等径圆球排列最疏松与最紧密两种方式

a—等大圆球的立方体排列，φ≈47.64%；b—等大圆球的斜方六面体排列，φ≈25.96；c—等圆棒的立方体排列，φ≈21.5%

粒径：统计规律认为孔隙度随着粒径的增加而减少。

颗粒的分选程度：岩石分选差，会降低孔隙度和渗透率a—分选好的物质，φ≈32%；b—分选差的物质，φ≈17%；c—