第一节 储集层的物性参数
??? 储集层的基本特征是具孔隙性和渗透性,其孔隙渗透性的好坏、分布规律是控制地下油气分布状况、油气储量及产量的主要因素。
一、储集层的孔隙性
??? 绝对孔隙度:岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样总体积的
比值。是衡量岩石孔隙的发育程度。??? Pt=Vp/Vt*100%??? 按岩石孔隙大小,有超毛细管孔隙、毛细管孔隙和微毛细管孔
隙三类。
??? 1.超毛细管孔隙:直径>0.5mm,相应裂缝宽度>0.25mm,
液体在重力作用下自由流动。
??? 2.毛细管孔隙:直径0.5~0.0002mm,裂缝宽度0.25~
0.0001mm,由于毛细管力的作用,液体不能自由流动。
??? 3. 微毛细管孔隙:直径<0.0002mm,裂缝宽度<0.0001mm,
液体在非常高的剩余流体压力梯度下流动。
??? 有效孔隙度:指彼此连通的,且在一般压力条件下,可以允许
液体在其中流动的超毛细管孔隙和毛细管孔隙体积之和与岩石总体
积的比值。
???? Pe=Ve/Vt*100%
二、渗透性
??? 渗透性:指在一定的压差下,岩石允许流体通过其连通
孔隙的性质。对于储集层而言,指在地层压力条件下,流体
的流动能力。其大小遵循达西定律。
??? K即为岩石的渗透率,国际单位为μm2,常用单位为达西(D)。
??? 国际单位:μ=1Pa.s △P=1Pa F=1m2 L=1m Q=1cm3/s ??? 则:K=1μm2??? 常用单位:μ=1厘泊 △P=1大气压 F=1cm2 L=1cm Q=1cm3/s??? 则:K=1D=1000md??? 1D=0.987μm2??? 1D=987*10-6μm2
??? 绝对渗透率:单相液体充满岩石孔隙,液体不与岩石发生任何
物理化学反应,测得的渗透率称为绝对渗透率。
??? 有效渗透率:储集层中有多相流体共存时,岩石对每一单相流
体的渗透率称该相流体的有效渗透率。油气水分别用Ko、Kg、Kw表
示。
??? 相对渗透率:对每一相流体局部饱和时的有效渗透率与全部饱
和时的绝对渗透率之比值,称为该相流体的相对渗透率。
??? 油气水分别表示为Ko/K、Kg/K、Kw/K。相对渗透率变化范围在:
0~1之间。
??? 某相有效渗透率的大小与该相流体的饱和度(流体体积与孔隙
体积之比)成正相关系。饱和度增加,其有效渗透率和相对渗透率
均增加,直到全部为某一相流体饱和,其有效渗透率等于绝对渗透
率,即相对渗透率等于1为止。
?? 孔隙度与渗透率之间的关系
??? 储集层的孔隙度与渗透率之间没有严格的函数关系,一般情况
下渗透率随有效孔隙度的增大而增大,但亦不是无限的,而且也要
视岩性不同而不同。
??? 碎屑岩储集层:渗透率与总孔隙度之间没有明显的关系,与有
效孔隙度有很好的正相关关系(菲希特鲍尔对砂岩大量统计得出)。
渗透率的变化幅度要比孔隙度的变化幅度大很多。
?? 碳酸盐岩储集层:孔隙度与渗透率无明显的关系。孔隙大小主
要影响其孔隙容积。因为碳酸盐岩储集空间的分布与岩石结构特征
之间的关系变化很大,不一定以原生孔隙为主,有时可以是次生孔
隙占主要。
三、储集层的孔隙结构
??? 1、概念
??? 孔隙结构:指岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布
以及相互关系。
??? 孔隙:是孔隙系统中的膨大部分。决定了孔隙度大小。
??? 喉道:是孔隙系统中的细小部分。决定了储集层储集能力和渗透
特征。
? ? 2、研究方法
??? ①孔隙铸体薄片:把岩石切片,孔隙注入红颜色的胶体,作成薄片,
在镜下观察其孔隙及喉道的类型、形状、大小等特征。
??? ②扫描电镜:放大倍数增大
??? ③压汞曲线法
??? 压汞曲线法
??? 原理:由于孔喉细小,当两种或两种以上互不相溶的流体同处于岩
石孔隙系统中或通过岩石孔隙系统渗流时,必然发生毛细管现象,产生
一个指向非润湿相流体内部的毛细管压力Pc。
???
??? 方法:
??? 在不同压力下,把非润湿相的汞压入岩石孔隙系统中,根据所加压
力与注入岩石的汞量,绘出压力与饱和度关系曲线,称为毛细管压力曲
线或压汞曲线。按公式算出某一压力下的孔喉等效半径,结合岩石的总
孔隙度资料,作出孔喉等效半径分布图。根据以上两图,可以对岩石的
孔隙结构进行定量评价。
??? 评价孔隙结构的参数
??? ①排驱压力(Pd):表示非润湿相开始注入岩样中最大连通喉道的
毛细管压力,在曲线压力最小的拐点。排驱压力越小,说明大孔喉越多,
孔隙结构越好。
??? ②孔喉半径集中范围与百分含量:反映了孔喉半径的粗细和分选性,
孔喉粗,分选好,其孔隙结构好。毛细管压力曲线上,曲线平坦段位置
越低,说明集中的孔喉越粗;平坦段越长,说明孔喉的百分含量越大。
??? ③饱和度中值压力:非润湿相饱和度为50%时对应的毛细管压力
(Pc50%),与之对应的喉道半径称为饱和度中值喉道半径(r50)。
Pc50%越低,r50越大,则孔隙结构好。
??? ④最小非饱和的孔隙体积百分数(Smin%):当注入汞的压力达到
仪器的最高压力时,仍没有被汞侵入的孔隙体积百分数。一般将小于
0.04μm的孔隙称为束缚孔隙。束缚孔隙含量愈大,储集层渗透性能越差。
四、流体饱和度
??? 流体饱和度:油、气、水在储集岩孔隙中的含量分别占总孔隙体积的
百分数称为油、气、水的饱和度。在油藏中的油、水分布反映出毛细管压
力同油、水两相压力差相平衡的结果,在油藏的不同高度上的油、水饱和度
是变化的。