1、第三章 油藏巖石的物理性質(zhì)巖石孔隙裂縫溶洞儲(chǔ)集空間滲流通道油氣儲(chǔ)集層（油藏）儲(chǔ)集油氣的巖石儲(chǔ)集其中的流體為油氣提供孔隙性滲透性巖石沉積巖如碎屑巖、碳酸鹽巖等巖漿巖如花崗巖、玄武巖等如大理巖、片麻巖等變質(zhì)巖(世界99%以上)沉積巖層碎屑巖儲(chǔ)集層碳酸鹽巖儲(chǔ)集層我國(guó)大部分油田波斯灣盆地華北古潛山油田決定于碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu)組分及其組合或結(jié)合關(guān)系決定于碎屑顆粒的大小及其組合或結(jié)合關(guān)系碎屑巖的孔滲特性碳酸鹽巖的孔滲特性第一節(jié) 砂巖的骨架性質(zhì) 砂粒的大小、形狀、排列方式、膠結(jié)物的數(shù)量、性質(zhì)及其膠結(jié)方式都將影響到巖石的孔滲特性。性質(zhì)不同、形狀各異、大小不等巖石的骨架砂粒膠結(jié)物孔隙：砂粒間未被膠結(jié)物或固體物質(zhì)充填

2、的空間 砂巖的粒度組成：構(gòu)成砂巖的各種顆粒的相對(duì)含量。描述巖石顆粒大小的均勻程度。 粒度組成分析結(jié)果的表示方法：粒度頻率分布曲線(或直方圖),粒度組成累計(jì)曲線粒度組成概率曲線 粒度評(píng)價(jià)指標(biāo)：不均勻系數(shù)分選系數(shù)泥質(zhì)粘土礦物(遇水膨脹)灰質(zhì)碳酸鹽類(lèi)礦物(遇酸反應(yīng))硫酸鹽石膏和硬石膏(高溫脫水)硅質(zhì)硅酸鹽(膠結(jié)最結(jié)實(shí)) 巖石的膠結(jié)物： 膠結(jié)類(lèi)型：基底膠結(jié)孔隙膠結(jié)接觸膠結(jié)雜亂膠結(jié)第二節(jié) 油藏巖石的孔隙性一、儲(chǔ)層巖石的孔隙和孔隙結(jié)構(gòu)1、孔隙巖石中未被碎屑顆粒、膠結(jié)物或其它固體物質(zhì)充填的空間。裂隙(縫)孔隙空洞空隙砂巖的孔隙大小和形態(tài)取決于砂粒的相互接觸關(guān)系、后來(lái)的成巖后生作用引起的變化以及膠結(jié)狀況孔隙2

3、、孔隙結(jié)構(gòu)：巖石中孔隙和喉道的幾何形狀、大小、分布及其相互連通關(guān)系 孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)巖石儲(chǔ)集性能和滲透能力有影響。 巖石的孔隙結(jié)構(gòu)與顆粒的大小、分選性質(zhì)、顆粒接觸方式等密切相關(guān)。二、儲(chǔ)層巖石的孔隙度或：?jiǎn)挝粠r石體積中孔隙體積所占的比例。1.定義：巖石孔隙體積與巖石外表體積之比；2. 孔隙度的分類(lèi)(1)絕對(duì)孔隙度(2)有效孔隙度巖石總孔隙體積或絕對(duì)孔隙體積巖石外表體積或視體積被油、氣、水飽和且連通的孔隙體積巖石外表體積或視體積儲(chǔ)層巖石(砂巖)孔隙度評(píng)價(jià)巖石流動(dòng)孔隙度與作用壓差大小有關(guān)：壓差越大,巖石孔隙中發(fā)生流動(dòng)的流體體積越大,則流動(dòng)孔隙度越大。(3)流動(dòng)孔隙度與可動(dòng)流體體積相當(dāng)?shù)哪遣糠挚紫扼w積巖石外

4、表體積或視體積三種孔隙度的關(guān)系：礦場(chǎng)資料和文獻(xiàn)上不特別標(biāo)明的孔隙度均指有效孔隙度。三、碳酸鹽巖儲(chǔ)層孔隙度f(wàn) 次生孔隙度(裂縫或孔洞孔隙度),小數(shù)。p 原生孔隙度,小數(shù)；t 總孔隙度,小數(shù)；第三節(jié) 油藏流體飽和度一、油藏流體飽和度單位孔隙體積中流體所占的比例。(同一油藏)二、束縛水飽和度分布和殘存在巖石顆粒接觸處角隅和微細(xì)孔隙中或吸附在巖石骨架顆粒表面，不可流動(dòng)的水1、束縛水單位孔隙體積中束縛水所占的比例2、束縛水飽和度Swc3、束縛水飽和度影響因素分析：巖石的孔隙結(jié)構(gòu)巖石中泥質(zhì)含量巖石的潤(rùn)濕性巖石孔隙小，連通性差，束縛水飽和度大。隨巖石親水性的增強(qiáng)，束縛水飽和度增加。泥質(zhì)含量增加，束縛水飽和度

5、增大。油藏的原始含油飽和度4、儲(chǔ)量計(jì)算油藏的地質(zhì)儲(chǔ)量三、殘余油飽和度1、殘余油被工作劑驅(qū)洗過(guò)的地層中被滯留或閉鎖在巖石孔隙中的油。殘余油占儲(chǔ)層的孔隙體積的比例。2、殘余油飽和度第四節(jié) 油藏巖石的壓縮系數(shù)一、油藏巖石的壓縮系數(shù)Cp以巖石的孔隙體積為基數(shù)的壓縮系數(shù)，1/MPa；礦場(chǎng)常用：油藏壓力每變化單位壓降時(shí)巖石孔隙體積的變化率。二、油藏的綜合壓縮系數(shù)計(jì)算油藏的彈性可采儲(chǔ)量：第五節(jié) 油藏巖石的滲透性巖石的滲透性：在一定的壓差作用下，儲(chǔ)層巖石讓流體在其中流動(dòng)的性質(zhì)。其大小用滲透率表示。一、達(dá)西定律1856年、法國(guó)人、享利達(dá)西未膠結(jié)砂充填模型水流滲濾試驗(yàn)達(dá)西實(shí)驗(yàn)裝置達(dá)西方程：滲透率絕對(duì)滲透率：滲透率

6、是油藏巖石的性能參數(shù)，其大小只取決于巖石本身，而與實(shí)驗(yàn)流體無(wú)關(guān)。二、氣測(cè)滲透率在巖石長(zhǎng)度L的每一斷面的壓力不同，氣體體積流量在巖石內(nèi)各點(diǎn)上是變化的，是沿著壓力下降的方向不斷膨脹。玻義爾馬略特定律則：分離變量并積分，則：氣測(cè)滲透率的計(jì)算公式：液體在孔道中心的液體分子比靠近孔道壁表面的分子流速要高；而且,越靠近孔道壁表面,分子流速越低；靠近孔壁表面的氣體分子與孔道中心的分子流速幾乎沒(méi)有什么差別。氣體氣體滲透率大于液體滲透率的根本原因Klinkenberg效應(yīng)滑動(dòng)效應(yīng)或三、克林肯柏格效應(yīng)同一巖石，氣測(cè)滲透率總比液測(cè)滲透率高。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)：氣體滑動(dòng)效應(yīng)示意圖a-孔道中的液體流動(dòng)；b-同一孔道中氣體流動(dòng)Kl

7、inkenbeger實(shí)驗(yàn)結(jié)果(1)不同平均壓力下測(cè)得的氣體滲透率不同；(2)不同氣體測(cè)得的滲透率不同；(3)不同氣體測(cè)得滲透率和平均壓力的直線關(guān)系，當(dāng)平均壓力趨于無(wú)窮大時(shí)，交縱坐標(biāo)于一點(diǎn)。等價(jià)液體滲透率Klinkenberg滲透率或Klinkenberg滲透率：K Klinbenberg滲透率,m2；式中Kg 在平均壓力和流量下測(cè)得的氣體滲透率,m2；b 與巖石孔隙結(jié)構(gòu)及氣體分子平均自由程有關(guān)的系數(shù),亦稱(chēng)Klinkenberg系數(shù)。c 比例系數(shù)； 氣體分子平均自由程；r 巖石孔隙半徑； 平均氣體壓力。四、油藏巖石滲透率的評(píng)價(jià)五、影響滲透率的因素1、沉積作用對(duì)滲透率的影響砂巖的粒度分布范圍越廣，

8、顆粒分選性越差，膠結(jié)物質(zhì)含量越多，其滲透率就越低。(1)巖石結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征對(duì)滲透率的影響式中C 常系數(shù),具體數(shù)值與巖石粒度有關(guān)；d 巖石平均顆粒直徑,m；a 巖石顆粒的標(biāo)準(zhǔn)偏差；K 巖石滲透率,10-3m2。滲透率與平均顆粒直徑的平方成正比，與顆粒的分選性成反比。(2)巖石孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)滲透率的影響式中： 巖石孔隙度,小數(shù)；r 孔喉半徑,m；迂曲度，表示孔道的曲折程度，=1.55.5。2、成巖作用對(duì)巖石滲透率的影響主要表現(xiàn)為壓實(shí)作用，膠結(jié)作用和溶蝕作用等方面(1)壓實(shí)作用：滲透率隨上覆壓力增加而降低(2)膠結(jié)作用：膠結(jié)物質(zhì)的沉淀和膠結(jié)作用都會(huì)使巖石的孔隙通道變小，喉道變細(xì)，孔隙曲折性增加，孔隙內(nèi)表

9、面粗糙度增大，因而引起巖石滲透率顯著降低。(3)溶蝕作用：溶蝕作用對(duì)巖石滲透率有影響，一般使其變大。3、構(gòu)造(地應(yīng)力)作用對(duì)滲透率的影響儲(chǔ)層巖石在地下應(yīng)力場(chǎng)的作用下，會(huì)形成斷裂和微裂縫，裂縫對(duì)巖石滲透率的影響是巨大的：式中Kf 裂縫滲透率，m2；b 裂縫寬度，m；r 裂縫孔隙度，小數(shù)。低滲、特低滲儲(chǔ)層，若在構(gòu)造(地應(yīng)力)作用產(chǎn)生或存在微裂縫時(shí)極有可能變成具有中高滲透率的儲(chǔ)層。4、流體巖石系統(tǒng)的相互作用對(duì)滲透率的影響流體和巖石接觸以后或多或少地發(fā)生物理和物理化學(xué)作用水粘土礦物懸浮物沉淀膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和石蠟吸附流體流速過(guò)大造成微粒剝落運(yùn)移滲透率下降六、有效滲透率和相對(duì)滲透率1、有效滲透率(1)定義：

10、多相流體共存時(shí)，巖石允許每一相流體通過(guò)的能力。(2)有效滲透率與絕對(duì)滲透率之間的關(guān)系2、相對(duì)滲透率(2)相對(duì)滲透率的大小(1)定義：多相流體共存時(shí)，每一相的有效滲透率與巖石絕對(duì)滲透率的比值。多相流體共存時(shí)，各相流體相對(duì)滲透率之和總是小于1。3、相對(duì)滲透率曲線(1)定義：相對(duì)滲透率與流體飽和度關(guān)系曲線(2)典型的相對(duì)滲透率曲線油水相對(duì)滲透率A區(qū)： SwSwi；B區(qū)： SwiSw1-Sor；C區(qū)： Sw1-Sor；(3)相對(duì)滲透率曲線的應(yīng)用預(yù)測(cè)水驅(qū)油藏的最終采收率最終采收率計(jì)算含水率=第六節(jié) 油藏巖石潤(rùn)濕性和油水微觀分布潤(rùn)濕現(xiàn)象:干凈的玻璃板上滴一滴水水迅速散成薄薄的一層干凈的玻璃板上滴一滴水銀水銀聚攏形成球狀在銅片上滴一滴水銀水銀呈饅頭狀一、巖石的潤(rùn)濕性1、潤(rùn)濕的定義液體在表面分子力作用下在固體表面的流散現(xiàn)象。2、衡量潤(rùn)濕性的參數(shù)潤(rùn)濕角過(guò)氣液固或液液固三相交點(diǎn)對(duì)液滴表面所作的切線與液固表面所夾的角。定義：油水對(duì)固體表面的潤(rùn)濕平衡1水 2油 3固體(從極性大的一端算起)所以由于潤(rùn)濕的實(shí)質(zhì)是三相界面張力作用的結(jié)果。3固體1水2油油水對(duì)固體表面的潤(rùn)濕平衡3、潤(rùn)濕性的判斷90巖石表面親油0巖石表面完全水濕巖石表面完全油濕=180天然巖石的表面性質(zhì)（礦物成