油层物理2-7 第七节 储层岩石的其他物理性质.ppt

1、1,第七节 储层岩石的其他物理性质 Other Physical Properties of Reservoir Rocks 主要包括以下几个方面 储层岩石的热学性质 含流体岩石的导电特性 储层岩石的声学特性 储层岩石的放射性,2,一、储层岩石的热学性质,储层岩石热学性质主要指岩石的比热、热容量、导热系数、热扩散系数。 岩石的热容是单位体积的岩石，温度升高1所需的热量，kJ/m3。 比热容量单位质量的岩石温度升高1所需要的热量称为岩石的比热容量，简称比热，单位kJ/（kg） 导热系数是指单位时间内、单位温度梯度下、单位面积上所通过的热量，单位kJ/(hm),或W/(m)。 岩石的热扩散系数反映

2、了非稳态传热过程中岩石的导热能力与沿途岩石储热能力之间的关系,3,一、储层岩石的热学性质,1.油层的热容 heat capacity 岩石的热容是单位体积的岩石，温度升高1所需的热量，kJ/m3 2.岩石的比热：specific heat 比热容量单位质量的岩石温度升高1所需要的热量称为岩石的比热容量，简称比热，单位kJ/（kg） 一般砂岩的比热：0.8371.315 KJ/(kg.) 干岩样的比热：0.7660.846 饱和水岩样的比热：0.8881.419,4,一、储层岩石的热学性质,3.导热系数 thermal conductivity 导热系数是指单位时间内，单位温差下，单位面积上所通

3、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。,5,一、储层岩石的热学性质,实验表明： 水的导热系数大约为空气的30倍，而矿物颗粒的导热性比水还要大许多倍。 This is why we take water as the cooling liquid. 油层导热系数：130.4160.5 KJ/(d.m.),6,一、储层岩石的热学性质,4.岩石的热扩散系数 heat diffusivity 反映了非稳态传热过程中岩石的导热能力与沿途岩石储热能力之间的关系。 热扩散系数定

4、义为： 式中：，热扩散系数，m2/s； ，导热系数w/(m.)； C，比热，J/(kg.)；，岩石密度，kg/m3.,7,一、储层岩石的热学性质,四、岩石的热扩散系数 heat diffusivity 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。 大，对热采有利还是不利？Why?,8,二、含流体岩石的导电特性,1.含流体岩石导电性 岩石的导电特性与储层岩性、储油物性和含油饱和度有着密切的关系。 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。 该方法和原理一方面可应用于实验室内测定岩心的流体饱和度，另一方面

5、用于电阻率测井。 地球物理测井（电阻率测井） 地层评价学（测井地质学）,9,二、含流体岩石的导电特性,2.物质的导电性与电阻率 各种岩石具有不同程度的导电能力，岩石的导电能力可用电阻率来表示 据物理学电阻率公式： 式中：，电阻率，m； R，电阻，； A，导体截面积，m2； L，导体长度，m. 电阻率仅与导体的材料性质有关。,10,二、含流体岩石的导电特性,按导电机理的不同，可把岩石大致分为两大类： 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。 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

6、。 不同岩石及矿物的电阻率变化范围很大；除金属矿物电阻率极低外，主要造岩矿物(如石英、长石、云母、方解石等)电阻率都很高。 按岩石成因看，大部分火成岩(如玄武岩、花岗岩等)电阻率都很高，而沉积岩的电阻率则比较低。 火成岩电阻率沉积岩 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。,11,二、含流体岩石的导电特性,3.地层水的电阻率 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。 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。（等效氯化钠矿化度) 电

7、离度大，盐的分子离解为离子的百分比高，离子数目多，地层水电阻率小；离子价高，离子携带的电荷多，地层水电阻率小；离子迁移率大，运动速度快，地层水电阻率小。 地层水电阻率与含盐浓度成反比，随温度增加而减小，温度每升高1，地层水电阻率约减小2；不同盐类的地层水的电阻率也不同。 含盐浓度， 温度， 岩石电阻率与地层水矿化度、温度之间存在着反比关系。,12,等效氯化钠矿化度,已知地层水样品分析结果是：Ca离子的矿化度460PPm，SO4离子的矿化度1400PPm，Na和Cl离子的矿化度19000PPm，求总矿化度和等效的氯化钠矿化度。 解： （1）总矿化度为： 460+1400+1900020860PP

8、m （2）从图版横座标20860处，求得Ca的系数为0.81，SO4的系数为0.45，用相应的系数乘上其矿化度的数值，则等效氯化钠的矿化度为： 4600.81+14000.45+1900020000PPm,13,二、含流体岩石的导电特性,4.含水岩石的电阻率 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。 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 =C Rw线性, Ro / Rw为一常数。 通常称Ro / Rw为岩石的地层因子或相对电阻，用F表示 Archie 方程 式中：m，胶结指数，胶结岩石的m值，在1.82.0

9、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。,14,二、含流体岩石的导电特性,5.含油岩石的电阻率 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： 式中：So，Sw分别为含油、气饱和度。 n，饱和度指数。 b，系数，实质为迂曲度。 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。,15,三、储层岩石的声学特性,岩石密度越大，则声波速度也越大。 岩石密度又与岩石孔隙度有密切关系： 岩石孔隙度越大，则密度越小，声波的传播速度也就越小。 声波测井的原理便是根据这一特性而来，它是利用井下声波源发射声波（纵波）。 声波在岩层中传递，由两个相距一定距离的接收器接收所得的时间