1
第二章 油藏岩石的物理性质
第一节 砂岩的骨架性质
⊙ 砂岩的粒度组成
⊙ 岩石的比面
⊙ 岩石的胶结物质与胶结类型
孔隙性
岩石
孔隙
裂缝
溶洞
储集空间
渗流通道
为油气提供
渗透性
2
砂岩的孔隙性质
⊙ 岩石的孔隙、孔隙结构与孔隙度
⊙ 储层流体饱和度
⊙ 储层岩石的渗透率
⊙ 毛细管渗流模型
⊙ 岩石的压缩系数及油藏的综合压缩系数
3
岩石
沉积岩 如 碎屑岩,碳酸盐岩等
岩浆岩 如花岗岩、玄武岩等
如大理岩、片麻岩等变质岩
(世界 99%
以上 )
沉积岩层
碎屑岩储集层
碳酸盐岩储集层
我国大部分油田
波斯湾盆地
华北古潜山油田
决定于碳酸盐岩的结构组分及其组合或结合关系
决定于碎屑颗粒的大小及其组合或结合关系
碎屑岩的孔渗特性
碳酸盐岩的孔渗特性
4
一、砂岩的粒度组成
1,砂岩粒度组成的概念及测定方法
指构成砂岩的各种大小不同的颗粒的相对含量,
以质量百分数表示。
(1)砂岩的粒度组成：
(2)测定方法
薄片法
筛析法
沉降法
较大直径的砂粒组成
中小直径的砂粒组成
粒径小于 40μm以下颗粒
5
将岩石洗油、烘干、称质量、
解析、过套筛、分筛称质量、
计算。
基本做法,
套筛的筛孔 以毫米直接表示筛孔孔眼大小
以每英寸长度上的孔数表示 目或号
① 筛析法
相邻的两级筛孔孔眼的级差为
或通过最小筛孔的筛子 (最细一层筛子,400目
或 37μm孔径 )的颗粒采用沉降法进行分析。
2 4 2
6
表 2, 1, 1 ( a) 筛子换算表 ( 美国标准局标准 )
筛号
( 筛孔数
/in)
筛孔
尺寸
(mm)
筛孔数
/cm
2
筛号
( 筛孔数
/in)
筛孔
尺寸
(mm)
筛孔数
/cm
2
2.5 8.00 1 35 0.50 169
3 6.72 1.4 40 0.42 225
3.5 5.66 2.0 45 0.35 324
4 4.76 2.9 50 0.30 445
5 4.00 4.0 60 0.25 576
6 3.36 5.3 70 0.21 841
7 2.83 7.3 80 0.177 1156
8 2.38 9 100 0.149 1600
10 200 12.25 120 0.125 2209
12 1.68 16 140 0.105 3136
14 1.41 25 170 0.088 4356
16 1.19 36 200 0.074 6241
18 1.00 40 230 0.062 8649
20 0.84 64 270 0.053 11236
25 0.71 81 325 0.044 15625
30 0.59 121 400 0.037 22100
7
表 2, 1, 1 ( b) 筛孔换算表 ( 英国标准 )
筛号
( 筛孔数
/in)
筛孔
尺寸
(mm)
筛孔数
/cm
2
筛号
( 筛孔数
/in)
筛孔
尺寸
(mm)
筛孔数
/cm
2
5 2.54 3.9 60 0.21 567
8 1.57 10 70 0.18 772
10 1.20 16 80 0.16 977
12 1.06 22 90 0.14 1275
16 0.79 40 100 0.13 1479
20 0.64 61 120 0.11 2066
30 0.42 142 150 0.08 3906
40 0.32 244 200 0.06 6944
50 0.25 400
8
斯托克 (C.J.Stokes)公式：
原 理
在合适的介质中测定颗粒在外力场作用下
的沉降速度,间接确定颗粒的粒度组成。
???
?
???
? ?? 1
18
2
l
ggdv
?
?
?
v— 直径为 d的颗粒在密度为 ρ的液体中的沉降速度,cm/s；
d— 颗粒直径,cm； ρg—— 颗粒密度,g/cm3；
μ— 液体的运动粘度,cm2/s； ρl—— 液体的密度,g/cm3；
g—— 重力加速度,980cm/s2。
适用
条件
颗粒直径为 10～ 50μm；
颗粒的质量浓度不应超过 1%。
② 沉降法
9
—— i级颗粒的平均直径,mm；
Di —— i级颗粒直径的上限,mm；
id
di+1 —— i级颗粒直径的下限,mm。
??
?
?
??
?
?
??
? 1
11
2
11
iii ddd
各粒级的平均直径：
id
10
表示方法：
(3)粒度组成的表示方法及评价方法
数字 图形准确 直观,明了
表 2.1.2 S 油田某井 S 下 2 地层岩石粒度分析数据
颗粒直径 ( m m ) / 质量百分数 (%)编
号
井段 (m)
距顶
m 0.59 0.5 0.42 0.35 0.3 0.25 0.21 0.177 0.149
28 2320 ～ 2 3 2 9 3.80 0.3 2.50 4.20 8.60 8.30 15.50 10.60 10.50 6.50
34 2320 ～ 2 3 2 9 5.76 0.3 3.60 5.80 5.80 8.50
36 2320 ～ 2 3 2 9 7.68 0.40
颗粒直径 ( m m ) / 累计质量百分数 ( % )编
号
井段 (m)
距顶
m 0.125 0.105 0.088 0.074 0.063 0.053 0.01 <0.01
28 2320 ～ 2 3 2 9 3.80 4.50 5.00 3.80 4.50 2.20 3.90 8.00 0.20
34 2320 ～ 2 3 2 9 5.76 11.70 11.10 8.10 6.90 5.90 5.20 12.00 15.00
36 2320 ～ 2 3 2 9 7.68 3.40 7.70 17.30 12.10 10.90 10.20 28.00 10.00
11
尖峰越高，粒度
组成越均匀
曲线越陡，粒度
组成越均匀
用 途 计算粒度的特征参数 (评价指标 )；定量地评价岩石粒度组成的均匀程度。
12
① 岩石的不均匀系数 α：
累计分布曲线上某两个质量百分数所对应的
颗粒直径之比值。
1060 dd＝?
?不均匀系数小于 2的岩石,可视为均质岩石。
?α值大于 1；
?α值越接近于 1,则表明粒度组成越均匀；
?一般储层岩石的不均匀系数在 1～ 20之间；
粒度评价指标
13
② 分选系数
特拉斯克 (P.D.Trask)公式,
2575 ddS ?
以累计质量 25%,50%和 75%三个特
征点,将累计分布曲线划分为四段。具体作法,
d25— 累计分布曲线上,累计质量为 25%处对应的粒级直径。
S— 分选系数；
d75— 累计分布曲线上,累计质量为 75%处对应的粒级直径；
S>4.5 分选差
特拉斯克 (Trask)规定,
S=1～ 2.5 分选好
S=2.5～ 4.5 分选中等
14
③ 福克 (R.M.Folk),沃德 (W.C.Ward)参数 (1957年 )
等比粒级分类方法 φ=-log2d
福克、沃德参数的计算式：
平均值
标准偏差 (分选系数 )
偏 度
峰 态
3
845016 ??? ???
zM
6.64
5951684 ????? ????
? ? ? ?595
50955
1684
508416
2
2
2
2
??
???
??
???
?
???
?
???
KS
? ?2575 59544.2 ??
??
?
??
GK
15
表 2.1.3 分选等级对比关系
标准偏差 ( φ 单位 )
分选等级
福克、沃德参数 弗里德曼参数
分选极好 <0.35 <0.35
分选好 0.35 ～ 0.50 0.35 ～ 0.50
分选较好 0.50 ～ 0.71 0.50 ～ 0.80
分选中等 0.71 ～ 1.00 0.80 ～ 1.40
分选差 1.00 ～ 2.00 1.40 ～ 2.00
分选很差 2.00 ～ 4.00 2.00 ～ 2.60
分选极差 >4.00 >2.60
16
表 2.1.4 粒级分类表
粒级范围
直径 (mm)
粒级
名称
分数式 小数式
φ 值
砾石 >1 >1.00 <0
粗砂 1 ～ 1/2 1 ～ 0.5 0 ～ 1
中砂 1/2 ～ 1/4 0.5 ～ 0.25 1 ～ 2
细砂 1/4 ～ 1/10 0.5 ～ 0.1 2 ～ 3.32
粗粉 1/10 ～ 1/20 0.1 ～ 0.05 3.32 ～ 4.32
细粉 1/20 ～ 1/100 0.05 ～ 0.01 4.32 ～ 6.64
泥质 <1/100 <0.01 >6.64
17
二、岩石的比面
岩石的比表面积,指单位体积岩石的总表面
积,m2/m3。 或 指单位体积岩石内所有孔隙的内
表面积。
当所有岩石骨架颗粒间是点接触时,即为所有颗粒的
总表面积。
V
AS ?
式中 S—— 岩石的比面,m2/m3；
A—— 岩石颗粒的总表面积,m2；
V—— 岩石的体积,m3。
,岩石体积”
外 表 体 积
骨 架 体 积
孔 隙 体 积
18
设岩石模型边长为 L,沿任
一边长排列 n个球,模型中共有
n3个球；
球直径为 D；
单个球表面积为 πD2；
所有球的表面积为 n3πD2；
岩石的外表体积为 n3D3。
以岩石外表体积为基数的
比面表达式：
DDn
Dn
V
AS
V
?? ???
33
23
19
以岩石骨架体积为基数的比面表达式：
DDn
Dn
V
A
S b
6
6
1 33
23
???
?
?
以岩石孔隙体积为基数的比面表达式：
DDDnDn
Dn
V
AS
?
?
?
?
?
?
? ?
?
?
?
?
?
?
???
6
1
6
1 3333
23
－－
? ? bV SSS ?? ? ??? 1
三个不同基数的比面的关系：
61
?? －＝
20
岩石比面的影响因素
岩石比面的大小影响化学方法采油的药剂消耗
① 颗粒直径 颗粒直径变小,比面值变大。
主要粒级分布 (mm) 砂岩的比面 (cm2/cm3)
1～ 0.25 500～ 950
0.25～ 0.1 950～ 2300
0.1～ 0.01 >2300
普通砂岩
细砂岩
泥砂岩
比面越大,说明其骨架的分散程度越大,构成骨架的颗粒越细。
② 泥质含量 泥质含量越多,岩石比面越大。
③ 颗粒形状 颗粒越不规则,岩石比面越大。
21
岩石比面的测定方法
(1)实验测定法（直接法）
Kozeny-Carman方程 (1927)：
? ? ??
? 1
1
14 2
3
Q
H
L
AS
b ??
式中 Sb—— 以岩石骨架体积为基数的比
面,cm2/cm3；
φ—— 岩心的孔隙度,小数；
A—— 岩心的截面积,cm2；
L—— 岩心的长度,cm；
Q—— 通过岩心的空气流量,cm3/s；
μ—— 空气的粘度,0.1Pas；
H—— 空气通过岩心时的稳定水柱压
头,cm。
22
(2)资料计算法（间接法）
已知岩石的粒度组成分析资料，假定任一粒级直径为
di的颗粒，其质量百分数为 gi,则在单位体积岩石中,直径
为 di的颗粒的比面为：
? ? %16
i
i
vi gdS ?
?? ?
考虑单位体积岩石中所有粒级的颗粒,则：
? ? ? ? ??? ??????
?? i
i
n
i
i
i
n
i
viv d
gg
dSS 100
16%16
11
??
引入形状校正系数 C=1.2～ 1.4,它表示由于颗粒形
状不规则而引起比面增加。
? ? ???
i
i
v d
gCS
100
16 ?
23
三、岩石的胶结物与胶结类型
① 泥质胶结物 粘土矿物 (遇水膨胀、分散或絮凝 )
1.岩石的胶结物
蒙脱石 >含膨胀层的混合层粘土 >伊利石 >高岭石
钠蒙皂石 600％～ 1000％
伊利石 减小孔隙的有效渗流半径
高岭石 充填粒间孔隙，随流体运移
绿泥石 二次沉淀
对储
层的
潜在
影响
24
② 灰质胶结物 碳酸盐类矿物 (遇酸反应 )
方解石 （ CaCO3） 白云石 （ CaMg(CO3)2）
菱铁矿 （ FeCO3） 与酸反应生成沉淀
????? 2223 2 COOHF e ClH ClF e CO
?????? 2322 2)(2332 ClOHFeOOHF eC l
酸敏矿物
绿
泥
石
OHSi OOHAlF e C l
H C lOHSi OOAlF e O
2232
2232
32)(23
6323
????
????
?????? 2322 2)(2332 ClOHFeOOHF eC l
25
③ 硫酸盐胶结物
④ 硅质胶结物
(胶结最结实 )
硅酸盐
石膏和硬石膏 (高温脱水 )
石膏 CaSO4?nH2O
硬石膏 CaSO4
影响束缚水饱和度的测定值
26
2,胶结类型：
岩石的胶结类型主要受 胶结物含量、分布及
颗粒与胶结物的结合方式 的控制。
定义,胶结物在岩石中的分布状况与碎屑颗
粒的接触关系。
① 基底胶结
② 孔隙胶结
③ 接触胶结
④ 杂乱胶结
岩石的胶结类型,
27
第二节 油藏岩石的孔隙性
一、储层岩石的孔隙和孔隙结构
1.孔隙 岩石中未被碎屑颗粒、胶结物或其它固体物质充填的空间。
裂隙 (缝 )
孔隙
空洞空隙
砂岩的孔隙大小和形态取决于砂粒的相互接触关系、后来
的成岩后生作用引起的变化以及胶结状况。
孔隙
28
2.储层岩石的孔隙特征
碳酸盐岩, 原生孔、溶蚀孔、生物钻孔、
收缩孔和裂缝孔隙等。
碎屑岩,粒间孔、溶蚀孔、微孔隙和裂隙。
29
30
表 2.2.2 毛细管孔隙体系划分表
类型 标准
孔隙直径 (mm) 缝隙宽度 (mm)
超毛细管孔隙 >0.5 >0.25
毛细管孔隙 0.5 ～ 0, 0 0 0 2 0.05 ～ 0, 0 0 0 1
微毛细管孔隙 <0.0002 <0.0001
表 2, 2, 1 砂岩孔隙类型成因特征
类型 成因 储、渗特征
粒间孔 沉积作用 大、多、储、渗能力好
原生式沉积
纹理和层理缝 沉积作用 小、少、储、渗能力差
溶蚀孔隙 溶解作用 小、少、储集能力好
晶体次生晶间孔 压溶作用 小、多、储集能力差
裂缝孔隙 地应力作用 小、少、渗透能力好
次生式沉积
颗粒破裂孔等 岩石裂缝等 小、少、储、渗能力一般
混合孔隙 杂基微孔隙等 复合成因 小、少、储、渗能力较差
31
3.孔隙
结构：
岩石中孔隙和喉道的几何形状、大小、分
布及其相互连通关系。
△ 孔隙配位数：
每个孔道所连通的喉
道数 。
△ 孔喉比,孔隙与
喉道直径的比值。
△ 孔隙迂曲度：
岩石两端面间连通
孔隙的最短路径与
直线距离的比值 。
流体质点实际流经的
岩石孔隙长度与岩石
外观长度之比。
孔隙结构参数
32
孔隙结构对岩石储集
性能和渗透能力有何影响？
岩石的孔隙结构与颗粒的
大小, 分选性质, 颗粒接
触方式等有何密切相关？
33
二、储层岩石的孔隙度
或：单位岩石体积中孔隙体积所占的比例。
1.定义,岩石孔隙体积与岩石外表体积之比；
f
sf
ps
p
f
p
V
VV
VV
V
V
V ?
?
?
???
34
设,岩石模型边长为 L,沿任一边长
排列 n个球,模型中共有 n3个球；
球直径为 D；
岩石的外表体积为 n3D3。
以岩石外表体积为基数的孔隙度表达式：
%6.47
6
16
1
33
3333
???
?
??
?
?
?
Dn
DnDn
V
V
f
V
单个球体积为 ；3
6
1 D?
所有球的体积为 ；
33
6
1 Dn ?
35
孔隙度 (%) <5 5 ～ 10 10 ～ 15 15 ～ 20 20 ～ 25
储层评价 极差 差 一般 好 特好
储层岩石 (砂岩 )孔隙度评价
正方体,%6.47?? 菱形,%95.25??
粘土岩或页岩 的孔隙度为 20%～ 45%,它取决于该岩
石的成因和埋藏深度。
实际储层岩石孔隙度值的范围如下：
砂岩孔隙度 为 10%～ 40%,主要受砂岩的性质和其
胶结状态控制 。
碳酸盐岩 孔隙度介于 5%～ 25%之间。
有效孔隙度
36
2,孔隙度的分类
(1)绝对孔隙度
f
ap
a V
V
＝?
岩石总孔隙体积或绝对孔隙体积
岩石外表体积或视体积
(2)有效孔隙度
f
ep
e V
V＝?
在一定的压差作用下，被油、气、
水饱和且连通的孔隙体积
(3)流动孔隙度
f
lp
l V
V
＝?
在一定的压差作用下，饱和于岩
石孔隙中的流体发生运动时，与
可动流体体积相当的那部分孔隙
体积
a? > e? > l?
三种孔隙度的关系
37
fpt ??? ??
φf—— 次生孔隙度 (裂缝或孔洞孔隙度 ),小
数 。
φp—— 原生孔隙度,小数；
φt—— 总孔隙度,小数；
3,双重介质的孔隙度
双重孔隙介质：
在油气田开发工程中,凡带有裂缝 — 孔隙或溶
洞 — 孔隙的孔隙系统的储层岩石。
38
基质孔隙 裂缝孔隙
39
三、储层孔隙度的影响因素
1.颗粒的分选性和磨圆度
颗粒的分选性越好,
颗粒的圆度越好,岩
石的孔隙度越大。
40
2.胶结物
接触胶结最大，
孔隙胶结次之，
基底胶结最小。
① 成分：
泥质胶结的砂岩较为疏松,孔隙性
较好。钙质胶结孔隙性较差,
② 含量,含量增加,孔隙度显著降低。
③ 胶结类型：
表 2,2.5 砂岩孔隙度与泥质含量的关系
泥质含量 ( %) <2 2 ～ 5 5 ～ 10 10 ～ 15
15 ～
20
孔隙度 (%) 28 ～ 34 29 ～ 31 25 ～ 30 <25 <20
41
3.岩石的压实程度
岩石孔隙度随埋深的增加而减小。
4.成岩后生作用
② 地下水活跃溶蚀岩石颗粒及胶结物,使岩
石孔隙度增加；
① 受构造力作用,储层岩石产生微裂隙,
使岩石的孔隙度增加；
③ 地下水中的矿物质沉淀,充填或缩小岩石
孔隙,导致岩石孔隙度减小。
42
43
四、研究岩石孔隙度的方法
1.实验室方法
① 测定岩石总体积的方法
● 尺量法 ● 排开体积法 ● 浮力测定法
② 测定岩石骨架体积的方法
● 比重瓶法 ● 沉没法 ● 气体膨胀法
③ 测定岩石孔隙体积的方法
● 气体膨胀法 ● 饱和称重法 ● 压汞法
(2.以井下测试技
术为基础的方法 )
44
第三节 油藏流体饱和度
一、油藏流体饱和度
单位孔隙体积中流体所占的比例。
1??? gwo SSS
(同一油藏 )
定义：
f
l
P
l
l V
V
V
VS
?
??
( l = o,w,g )
勘探阶段,原始饱和度
开发阶段,目前饱和度
45
二、束缚水饱和度
分布和残存在岩石颗粒接触处角隅和微细
孔隙中或吸附在岩石骨架颗粒表面，不可流动
的水。
1,束缚水
单位孔隙体积中束缚水所占的比例。
2,束缚水饱和度 Swc
46
油藏的原始含油饱和度：
wcoi SS ?? 1
3,储量计算
油藏的地质储量：
? ? ooWC BSAhN /1 ?? ??
47
4.束缚水饱和度影响因素分析
① 岩石的孔隙结构
岩石孔隙小，连通性差，束缚水饱和度大。
③ 岩石的润湿性
随岩石亲水性的增强，束缚水饱和度增加。
② 岩石中泥质含量
泥质含量增加，束缚水饱和度增大。
48
49
50
图 2.4.5 东濮凹陷油层润湿性与物性、驱替压力和
束缚水饱和度关系（周锡智,1990）
51
三、残余油饱和度
1,残余油
被工作剂驱洗过的地层中被滞留或
闭锁在岩石孔隙中的油。
残余油占储层的孔隙体积的比例。
2,残余油饱和度 Sor
wc
orwc
S
SS
?
???
1
1?油藏采收率
52
四、油、气、水饱和度测定方法
室内方法
矿场方法
① 常规岩心分析方法
② 特殊岩心分析方法
① 静态分析方法
② 动态分析方法
▲ 蒸馏抽提法
▲ 常压干馏法
53
油藏饱和度与地面饱和度的差异
54
55
一、岩石的压缩系数
T
p
f P
V
V
C ??
?
?
???
?
?
?
?? 1
— 等温条件下岩石孔隙体积随有效压力的变
化值,cm3/MPa。
式中 C— 岩石的压缩系数,1/MPa；
Vf— 岩石的外表体积,cm3；
T
p
P
V
???
?
???
?
?
?
上覆压力与孔隙
压力的差值
定义, 等温条件下单位体积岩石中孔隙体积随
有效压力的变化值。
第四节 油藏岩石的压缩系数
56
T
p
f
f P
V
V
C ??
?
?
???
?
?
?
?? 1
T
p
p
p P
V
V
C ??
?
?
???
?
?
?
?? 1
T
ij
ij
ji P
V
V
C ??
?
?
??
?
?
?
?
??
1
I,j—— 岩石外表体积，骨架体积，孔
隙体积；
）（ ji ?
Pf CC ??
57
岩石压缩系数 C是有效压力 ΔP的函数,将定义
式分离变量,得：
p
P V
dVdPC ??
积 分：
?? ?? pPVV
p
p
pP V
dVPdC
00
? ?
0
ln0
P
P
P V
VPPC ???
? ?
0
0
ln
PP
VVC PP
p ??
? ?0
0
PPC
PP PeVV
???或
? ?0
0
PPC Pe ???? ＝
地层原
始孔隙
度目前
地层孔
隙度
58
二、油藏的综合压缩系数
lf CCC ???
? ?wwoof SCSCC ??? ?物理意义：
当地层压力降低单位压力时，单位体积岩石
中由于岩石孔隙体积的缩小和孔隙中流体的膨胀
而变化的总体积。
油藏弹性采油量：
obobi BPPCAhN /?）（ ???
59
第五节 油藏岩石的渗透性
岩石的渗透性,在一定的压差作用下，储层
岩石让流体在其中流动的性质。
其大小用 渗透率 表示 。
一、达西定律
1856年、法国人、享利 〃 达西
未胶结砂充填模型 水流渗滤试验
达西实验装置A
L
hKQ ??
?
60
?
?
??
?
? ???
dL
dZg
dL
dPKv ?
?
修正达西公式
式中 v— 实验流体的渗滤速度；
h— 测压管液面相对于 Z=0
的高度；
ρ — 实验流体的密度；
—— 实验流体的粘度；
Z — P点相对于基准面的高度；
?
61
1.水平线性稳定渗流的达西公式：
0?
dL
dZ
dx
dP
dL
dP ?
dx
dPK
A
QV
?
???
62
分离变量并积分,得：
? ?
? ?21
21
PPA
LQK
L
PPAKQ
?
??? ?
?
或
渗透率
达西方程式中 K—— 液测渗透率,μm2；
P1—— 进口压力,0.1MPa；
P2—— 出口压力,0.1MPa；
μ—— 液体粘度,mPa〃s ；
A—— 岩石样品的过流断面面积,cm2；
L—— 岩石样品的长度,cm；
Q—— 液体的流量,cm3/s。
63
2.平面径向渗流的达西公式：
忽略流体的压缩性，由定义得
dr
dPKv
dL
dZdrdL
?
???,0,
分离变量并积分得
r
dr
dPKvAQ ?
?
2???
? ?
? ?we
we
rr
PPKhQ
ln
2
?
? ??
64
粘度为 1mPa〃s( 厘泊 )的流体,在
981000dyn/cm2压差下,通过截 面积为
1cm2,长为 1cm的岩石,当流量为 1cm3/s
时,该岩石的渗透率为 1.02μm2。
渗透率单位的物理意义为
? ?21 PPA
LQK
?
? ?
65
K是仅与 岩石 自身 性质 有关的参数,
它只决定于岩石的 孔隙 结构。
K为 岩石 的 绝对 渗透率
与所通过的流
体性质无关
达西实验：
① 岩石孔隙 100%为某种流体饱和；
② 流体在岩石孔隙中的渗流保持为层流；
③ 流体与岩石不发生反应。
66
二、气测渗透率
在岩石长度 L的每一 断面的压力 不同，气体体
积流量在 岩石内各点上是变化 的，是沿着 压力下
降 的方向不断膨胀。
dL
dPAKQ g
???玻义尔 — 马略特定律
常数???? 221100 PQPQPQQP
P
PQQ 00?则：
67
P d P
dL
A
PQK
g
?00??
分离变量并积分，则：
dLAPQP d PK LP
P g ??
??
0
002
1
?
? ?2221
002
PPA
LPQK
g ??
?
气测渗透率的计算公式：
68
Klinkenbeger实验结果
(1)不同平均压力下测得
的气体渗透率不同；
(2)不同气体测得的渗透
率不同；
(3)不同气体测得渗透率
和平均压力呈直线关系，
当平均压力趋于无穷大
时，交纵坐标于一点。
等价液体渗透率 Klinkenberg渗透率或
三、克林肯柏格效应
同一岩石，气测渗透率总比液测渗透率高。实践发现：
69
Klinkenberg渗透率,
Pb
K
K g
/1 ?
??
K∞ — Klinbenberg渗透率,μm2；式中
Kg — 在平均压力和流量下测得的气体渗透率,μm2；
b— 与岩石孔隙结构及气体分子平均自由程有关的系数,亦称
Klinkenberg系数。
r
Pcb ?4?
c— 比例系数；
λ— 气体分子平均自由程；
r— 岩石孔隙半径；
— 平均气体压力。P
70
液
体
在孔道中心的液体分子比靠近
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；
靠近孔壁表面的气体分子与孔
道中心的分子流速几乎没有什
么差别。
气体渗透率大于液体渗透率的根本原因
Klinkenberg效应滑动效应 或 气体滑动效应示意图
a-孔道中的液体流动；
b-同一孔道中气体流动
气
体
71
72
四,储层岩石渗透率的求取
1,实验室方法测定 2.测井方法或油藏工程方法测定
常规小岩心渗透率
测定,
① 全直径岩心渗透率
测定
② 径向渗透率测定
A
LhCQK wor
200
?
73
式中 K—— 渗透率,10-3μm2；
C—— 称,C值”,为该仪器上读数；
L—— 岩样长度,cm；
A—— 岩样截面积,cm2
Pa—— 大气压力,10-1MPa；
P1—— 进口压力,10-1MPa ；
P2—— 出口压力,10-1MPa ；
Qor—— 流量孔板的流量值,cm3/s；
hw—— 流量孔板前水柱高度,mm；
μ—— 气体的粘度,mPa〃s 。
74
五,渗透率的影响因素
1,沉积作用对渗透率的影响
① 岩石结构和构造特征对渗透率的影响
砂岩的粒度分布范围越广,颗粒分选性越差,胶结
物质含量越多,其渗透率就越低。
aeCdK 35.12 ??
C — 常系数,具体数值与岩石粒度有关；
d— 岩石平均颗粒直径,μm；
a— 岩石颗粒的标准偏差；
K— 岩石渗透率,× 10-3μm2。
岩石渗透率与平均
颗粒直径的平方成
正比，与颗粒的分
选性成反比。
岩石结构
75
层理和纹理的发育程度,沉积旋回、
韵律等。
构造特征
一般 正韵律 沉积 的砂岩其 渗透率 明显上
低下高，而 反韵律沉积 刚好与之相反。
层理的方向性、递变性等构造,导致砂岩渗
透率的方向性。
渗透率 方向性是指岩石渗透率在水平方向
上和垂直方向上的差异。
沉积旋回、韵律特征导致岩石渗透率在纵
向上的差异。
76
② 岩石孔隙结构 对渗透率的影响
岩石的孔隙可分成 孔隙 和 喉道 两部分。
主要作用
2
2
8?
? rK ?
φ—— 岩石孔隙度,小数；
r—— 孔喉半径,μm；
τ—— 迂曲度,表示孔道的曲折程度,τ=1.5～ 5.5。
意义,孔喉的大小和孔隙结构的复杂程度对渗
透率的影响远远大于孔隙度的影响。
Carman-Kozeny公式
岩石两端面间的连通孔隙的有效距离与
岩石两端面的直线距离的比值。
迂曲度：
77
孔隙内表面粗糙程度不同,当流体经
过时对流体的滞留和拖曳作用不同,流体
所受的阻力也不同。
岩石孔隙内表面的粗糙度：
包含在 Carman-
Kozeny公式中的
τ系数中
78
2.成岩作用对渗透率的影响
压实作用、胶结作用、溶蚀作用。
① 压实作用
? ?0
0
PPa keKK ???
P0— 实验初始压力值,Pa；
P— 实验压力值,Pa；
K0— 实验初始岩石渗透率,μm2；
K— 实验压力 P时的岩石渗透率,μm2；
αk— 渗透率变化系数。
渗透率随上覆压力增加而降低
79
② 胶结作用
岩石渗透率显著降低
胶结物质的沉淀和胶结作用
岩石的孔隙通道变小
喉道变细
孔隙曲折性增加
孔隙内表面粗糙度增大
80
③ 溶蚀作用
溶蚀作用
岩石孔隙度增大
溶蚀对岩石渗透率的影响
不太显著,一般使其变大
① 次生孔隙通道规则性差
② 孔喉比增加
③ 孔道曲折性增加
④ 孔隙内表面粗糙度增加
81
3,构造 (地应力 )作用对渗透率的影响
储层岩石在地下应力场的作用
下,会形成断裂和微裂缝。
影响巨大
rf bK ?
2085.0?
Kf—— 裂缝渗透率,μm2；
b—— 裂缝宽度,μm；
φr—— 裂缝孔隙度,小数。
低渗、特低渗储层。
82
4.流体 — 岩石系统的相互作用对渗透率的影响
淡水或低矿化度水 粘土矿物膨胀
流体中的悬浮物 滞留在孔隙系统中
原油中的胶质、沥
青质和石蜡等成分 吸附在岩石孔隙表面
液体的吸附膜厚度 微毛细管对液体渗 透率的贡献为零
流体的渗流速度过高 孔隙表面的微粒剥落
沉积或滞留在孔喉部位
83
六,油藏岩石渗透率的评价
储层渗透率评价
级 别 K × 10
- 3
μ m
2
储 层 评 价
1
2
3
4
5
>1000
1000 ～ 100
100 ～ 10
10 ～ 1
＜ 1
渗透性极好
渗透性好
渗透性一般
渗透性差
渗透性极差
84
七、非均质储层 渗透率的计算
纵向非均质储层 横向非均质储层
85
1.纵向非均质储层
（ 1）平面线性渗流
设有三个渗透率不等的地层,
流体作平面线性渗流,求地层
平均渗透率。
由模型知：
地层总厚为各层厚之和,h=h1+h2+h3
地层流体总量为各层流量之和,Q=Q1+Q2+Q3
各层渗透率分别为 K1,K2,K3；
地层驱动压差为 P1-P2；
地层宽度为 b；
地层长度为 L ；
86
若各层流体性质相同,由达西公式：
? ? ? ? ? ? ? ?
L
PPbhK
L
PPbhK
L
PPbhK
L
PPK b h
????
21332122211121 ???????
得
?
?
?
?
?
??
?
n
i
i
n
i
ii
h
hK
h
hKhKhK
K
1
1332211
纵向非均质储层 平面线性渗流平均渗透率计
算公式
87
（ 2）平面径向渗流
若地层厚度、流体流
量、流体性质等与平面线
性流相同,驱动压差为 Pe-
Pw,Re,Rw分别为供给边
缘半径和井筒半径。
由径向流达
西公式知：
? ?
? ?we
we
rr
PPKhQ
ln
2
?
? ??
? ?
? ?
? ?
? ?
? ?
? ?
? ?
? ?we wewe wewe wewe we RR
PPhK
RR
PPhK
RR
PPhK
RR
PPhK
ln
2
ln
2
ln
2
ln
2 321
?
?
?
?
?
?
?
? ???????
88
?
?
?
?
?
??
?
n
i
i
n
i
ii
h
hK
h
hKhKhK
K
1
1332211
89
2.横向非均质储层
（ 1）平面线性渗流
设地层横向不均匀,有
三个不同渗透率地层带。
由模型知：
地层总长为各层长度之和：
各层流量相等,Q=Q1=Q2=Q3
各层渗透率分别为 K1,K2,K3；
压差为,Pe-Pw=ΔP=ΔP1+ΔP2+ΔP3 ；
各层长度分别为 L1,L2,L3；
L=L1+L2+L3
各层厚度相等,h=h1=h2=h3
90
若各层流体性质相同,由达西公式,
得：
33
33
22
22
11
11
Kbh
LQ
Kbh
LQ
Kbh
LQ
bhK
LQ ???? ???
3
3
2
2
1
1
K
L
K
L
K
L
K
L
???
??
??
?
n
i i
i
n
i
i K
L
LK
11
91
径向流达西公式,? ?
? ?we
we
rr
PPKhQ
ln
2
?
? ??
（ 2）平面径向渗流
若地层厚度、流体流
量、流体性质等与平面线
性流相同,井径为 Rw,从井
中心到各带的半径分别为
R1,R2,Re。
? ? ? ? ? ? ? ?
hK
RRQ
hK
RRQ
hK
RRQ
hK
RRQ ewwe
?
?
?
?
?
?
?
?
2
ln
2
ln
2
ln
2
ln
3
2
2
12
1
1 ???
92
? ? ? ? ? ? ? ?
3
2
2
12
1
1 lnlnlnln
K
RR
K
RR
K
RR
K
RR ewwe ???
? ?
? ?
?
?
?
?
n
i i
ii
we
K
RR
RR
K
1
1ln
ln
93
第六节 毛细管渗流模型及应用
一、毛细管渗流模型
1,导管模型
一组分别以不同速度运
动的、长度为 L的同心液筒
牛顿内摩擦定律：
dx
dvAF ???
A—— 同心液筒的筒柱面积,为
液筒半径 r的函数,cm2；
F—— 粘滞力,牛；
μ—— 流体粘度,mPa〃s ；
dv/dx—— 为速度梯
度,cm/s/cm。
94
作用在半径为 r液筒上的粘滞力为
? ? drdvrLdxdvAF r ??? 2????
作用在同一液筒上的驱动力为
? ? 221 rPP ??
若流体为恒速流动,则驱动力与粘滞力应相等,即
? ? ? ? 02 221 ?? rPPdrdvrL ??? ＋
95
分离变量后积分,得
c
L
rPPv ????
?4
)( 221
令 r=ro时,v=0,
则,L rPPc ?4 )( 2021 ??
L
rrPP
v
?4
))(( 2221 0 ??
?
任一半径为 r的
液筒的流动速
度
96
导管的总流量为：
通过厚度为 dr的单元液筒的体积流量为：
其中 dA=2πrdr
v dAdq ?
? ? ? ? ? ??? ? ??????? 00
0
21
4
022
0
21
0 0 8
24rq r L PPrr d rrrLPPvd AdqQ ????
,泊稷叶, 公式
97
2,毛细管渗流模型
J.Kozeny将泊稷叶公式应用到毛细管渗
流中，建立了假设的 岩石 — 毛细管模型。
98
假想岩石的 流体流量 为：
假设条件,岩石的孔隙由 N根半径为 r的毛细管构成。
在外表尺寸相同,流体性质和作用压差相同的情况下,
? ?
L
PPr
NQ
?
?
8
21
4 ?
?
真实岩石的 流体流量为：
? ?
L
PPKAQ
?
21 ??
99
真实岩石和假想岩石的渗流阻力相等：
? ? ? ?
L
PPr
N
L
PPKA
?
?
? 8
21
4
21 ???
8
4r
A
NK ??则,令
A
Nn ?
则：
8
4r
nK ??
毛细管模型岩石的渗透率和单位面积上的毛
细管数量与毛细管半径 4次方的乘积成正比。
100
二、渗透率与孔隙度、比面的关系
毛细管岩石模型的比表面为：
? ?
rrrnrnAL
LrnAS
v
???? 2222 2 ????
? ?
? ? rLrnAAL
LrnAS
b ?
?
?
?
???? 1
22
2
? ?
rLrnA
LrnAS 22
2 ?? ?
?
?
? ? ?? ?SSS bv ??? 1
毛细管岩石模型的孔隙度为：
22 / rnALLrnA ??? ??
8
2r
k ??
101
? ? 222
3
2
3
2122 ?
?
?
??
SSS
k
bv
?
?
??
? ? 222
3
2
3
1 ?
?
?
??
KSKSKS
k
bv
?
?
??
或
Kozeny
方程
Kozeny常数
从 Kozeny方程可知，对于孔隙度相近的岩石,其
比面越大,其渗透率则越小 。含泥质数量多的岩石渗透
率一般很低,就是该类岩石孔隙很小或比面很大的缘故。
102
Kozeny公式的应用：
① 求比面
? ? ??
? 1
1
14 2
3
Q
H
L
AS
b ??
K
S v ??7 0 0 0?
② 估算岩石的平均孔隙半径
?
Kr 8?
第二章 油藏岩石的物理性质
第一节 砂岩的骨架性质
⊙ 砂岩的粒度组成
⊙ 岩石的比面
⊙ 岩石的胶结物质与胶结类型
孔隙性
岩石
孔隙
裂缝
溶洞
储集空间
渗流通道
为油气提供
渗透性
2
砂岩的孔隙性质
⊙ 岩石的孔隙、孔隙结构与孔隙度
⊙ 储层流体饱和度
⊙ 储层岩石的渗透率
⊙ 毛细管渗流模型
⊙ 岩石的压缩系数及油藏的综合压缩系数
3
岩石
沉积岩 如 碎屑岩,碳酸盐岩等
岩浆岩 如花岗岩、玄武岩等
如大理岩、片麻岩等变质岩
(世界 99%
以上 )
沉积岩层
碎屑岩储集层
碳酸盐岩储集层
我国大部分油田
波斯湾盆地
华北古潜山油田
决定于碳酸盐岩的结构组分及其组合或结合关系
决定于碎屑颗粒的大小及其组合或结合关系
碎屑岩的孔渗特性
碳酸盐岩的孔渗特性
4
一、砂岩的粒度组成
1,砂岩粒度组成的概念及测定方法
指构成砂岩的各种大小不同的颗粒的相对含量,
以质量百分数表示。
(1)砂岩的粒度组成：
(2)测定方法
薄片法
筛析法
沉降法
较大直径的砂粒组成
中小直径的砂粒组成
粒径小于 40μm以下颗粒
5
将岩石洗油、烘干、称质量、
解析、过套筛、分筛称质量、
计算。
基本做法,
套筛的筛孔 以毫米直接表示筛孔孔眼大小
以每英寸长度上的孔数表示 目或号
① 筛析法
相邻的两级筛孔孔眼的级差为
或通过最小筛孔的筛子 (最细一层筛子,400目
或 37μm孔径 )的颗粒采用沉降法进行分析。
2 4 2
6
表 2, 1, 1 ( a) 筛子换算表 ( 美国标准局标准 )
筛号
( 筛孔数
/in)
筛孔
尺寸
(mm)
筛孔数
/cm
2
筛号
( 筛孔数
/in)
筛孔
尺寸
(mm)
筛孔数
/cm
2
2.5 8.00 1 35 0.50 169
3 6.72 1.4 40 0.42 225
3.5 5.66 2.0 45 0.35 324
4 4.76 2.9 50 0.30 445
5 4.00 4.0 60 0.25 576
6 3.36 5.3 70 0.21 841
7 2.83 7.3 80 0.177 1156
8 2.38 9 100 0.149 1600
10 200 12.25 120 0.125 2209
12 1.68 16 140 0.105 3136
14 1.41 25 170 0.088 4356
16 1.19 36 200 0.074 6241
18 1.00 40 230 0.062 8649
20 0.84 64 270 0.053 11236
25 0.71 81 325 0.044 15625
30 0.59 121 400 0.037 22100
7
表 2, 1, 1 ( b) 筛孔换算表 ( 英国标准 )
筛号
( 筛孔数
/in)
筛孔
尺寸
(mm)
筛孔数
/cm
2
筛号
( 筛孔数
/in)
筛孔
尺寸
(mm)
筛孔数
/cm
2
5 2.54 3.9 60 0.21 567
8 1.57 10 70 0.18 772
10 1.20 16 80 0.16 977
12 1.06 22 90 0.14 1275
16 0.79 40 100 0.13 1479
20 0.64 61 120 0.11 2066
30 0.42 142 150 0.08 3906
40 0.32 244 200 0.06 6944
50 0.25 400
8
斯托克 (C.J.Stokes)公式：
原 理
在合适的介质中测定颗粒在外力场作用下
的沉降速度,间接确定颗粒的粒度组成。
???
?
???
? ?? 1
18
2
l
ggdv
?
?
?
v— 直径为 d的颗粒在密度为 ρ的液体中的沉降速度,cm/s；
d— 颗粒直径,cm； ρg—— 颗粒密度,g/cm3；
μ— 液体的运动粘度,cm2/s； ρl—— 液体的密度,g/cm3；
g—— 重力加速度,980cm/s2。
适用
条件
颗粒直径为 10～ 50μm；
颗粒的质量浓度不应超过 1%。
② 沉降法
9
—— i级颗粒的平均直径,mm；
Di —— i级颗粒直径的上限,mm；
id
di+1 —— i级颗粒直径的下限,mm。
??
?
?
??
?
?
??
? 1
11
2
11
iii ddd
各粒级的平均直径：
id
10
表示方法：
(3)粒度组成的表示方法及评价方法
数字 图形准确 直观,明了
表 2.1.2 S 油田某井 S 下 2 地层岩石粒度分析数据
颗粒直径 ( m m ) / 质量百分数 (%)编
号
井段 (m)
距顶
m 0.59 0.5 0.42 0.35 0.3 0.25 0.21 0.177 0.149
28 2320 ～ 2 3 2 9 3.80 0.3 2.50 4.20 8.60 8.30 15.50 10.60 10.50 6.50
34 2320 ～ 2 3 2 9 5.76 0.3 3.60 5.80 5.80 8.50
36 2320 ～ 2 3 2 9 7.68 0.40
颗粒直径 ( m m ) / 累计质量百分数 ( % )编
号
井段 (m)
距顶
m 0.125 0.105 0.088 0.074 0.063 0.053 0.01 <0.01
28 2320 ～ 2 3 2 9 3.80 4.50 5.00 3.80 4.50 2.20 3.90 8.00 0.20
34 2320 ～ 2 3 2 9 5.76 11.70 11.10 8.10 6.90 5.90 5.20 12.00 15.00
36 2320 ～ 2 3 2 9 7.68 3.40 7.70 17.30 12.10 10.90 10.20 28.00 10.00
11
尖峰越高，粒度
组成越均匀
曲线越陡，粒度
组成越均匀
用 途 计算粒度的特征参数 (评价指标 )；定量地评价岩石粒度组成的均匀程度。
12
① 岩石的不均匀系数 α：
累计分布曲线上某两个质量百分数所对应的
颗粒直径之比值。
1060 dd＝?
?不均匀系数小于 2的岩石,可视为均质岩石。
?α值大于 1；
?α值越接近于 1,则表明粒度组成越均匀；
?一般储层岩石的不均匀系数在 1～ 20之间；
粒度评价指标
13
② 分选系数
特拉斯克 (P.D.Trask)公式,
2575 ddS ?
以累计质量 25%,50%和 75%三个特
征点,将累计分布曲线划分为四段。具体作法,
d25— 累计分布曲线上,累计质量为 25%处对应的粒级直径。
S— 分选系数；
d75— 累计分布曲线上,累计质量为 75%处对应的粒级直径；
S>4.5 分选差
特拉斯克 (Trask)规定,
S=1～ 2.5 分选好
S=2.5～ 4.5 分选中等
14
③ 福克 (R.M.Folk),沃德 (W.C.Ward)参数 (1957年 )
等比粒级分类方法 φ=-log2d
福克、沃德参数的计算式：
平均值
标准偏差 (分选系数 )
偏 度
峰 态
3
845016 ??? ???
zM
6.64
5951684 ????? ????
? ? ? ?595
50955
1684
508416
2
2
2
2
??
???
??
???
?
???
?
???
KS
? ?2575 59544.2 ??
??
?
??
GK
15
表 2.1.3 分选等级对比关系
标准偏差 ( φ 单位 )
分选等级
福克、沃德参数 弗里德曼参数
分选极好 <0.35 <0.35
分选好 0.35 ～ 0.50 0.35 ～ 0.50
分选较好 0.50 ～ 0.71 0.50 ～ 0.80
分选中等 0.71 ～ 1.00 0.80 ～ 1.40
分选差 1.00 ～ 2.00 1.40 ～ 2.00
分选很差 2.00 ～ 4.00 2.00 ～ 2.60
分选极差 >4.00 >2.60
16
表 2.1.4 粒级分类表
粒级范围
直径 (mm)
粒级
名称
分数式 小数式
φ 值
砾石 >1 >1.00 <0
粗砂 1 ～ 1/2 1 ～ 0.5 0 ～ 1
中砂 1/2 ～ 1/4 0.5 ～ 0.25 1 ～ 2
细砂 1/4 ～ 1/10 0.5 ～ 0.1 2 ～ 3.32
粗粉 1/10 ～ 1/20 0.1 ～ 0.05 3.32 ～ 4.32
细粉 1/20 ～ 1/100 0.05 ～ 0.01 4.32 ～ 6.64
泥质 <1/100 <0.01 >6.64
17
二、岩石的比面
岩石的比表面积,指单位体积岩石的总表面
积,m2/m3。 或 指单位体积岩石内所有孔隙的内
表面积。
当所有岩石骨架颗粒间是点接触时,即为所有颗粒的
总表面积。
V
AS ?
式中 S—— 岩石的比面,m2/m3；
A—— 岩石颗粒的总表面积,m2；
V—— 岩石的体积,m3。
,岩石体积”
外 表 体 积
骨 架 体 积
孔 隙 体 积
18
设岩石模型边长为 L,沿任
一边长排列 n个球,模型中共有
n3个球；
球直径为 D；
单个球表面积为 πD2；
所有球的表面积为 n3πD2；
岩石的外表体积为 n3D3。
以岩石外表体积为基数的
比面表达式：
DDn
Dn
V
AS
V
?? ???
33
23
19
以岩石骨架体积为基数的比面表达式：
DDn
Dn
V
A
S b
6
6
1 33
23
???
?
?
以岩石孔隙体积为基数的比面表达式：
DDDnDn
Dn
V
AS
?
?
?
?
?
?
? ?
?
?
?
?
?
?
???
6
1
6
1 3333
23
－－
? ? bV SSS ?? ? ??? 1
三个不同基数的比面的关系：
61
?? －＝
20
岩石比面的影响因素
岩石比面的大小影响化学方法采油的药剂消耗
① 颗粒直径 颗粒直径变小,比面值变大。
主要粒级分布 (mm) 砂岩的比面 (cm2/cm3)
1～ 0.25 500～ 950
0.25～ 0.1 950～ 2300
0.1～ 0.01 >2300
普通砂岩
细砂岩
泥砂岩
比面越大,说明其骨架的分散程度越大,构成骨架的颗粒越细。
② 泥质含量 泥质含量越多,岩石比面越大。
③ 颗粒形状 颗粒越不规则,岩石比面越大。
21
岩石比面的测定方法
(1)实验测定法（直接法）
Kozeny-Carman方程 (1927)：
? ? ??
? 1
1
14 2
3
Q
H
L
AS
b ??
式中 Sb—— 以岩石骨架体积为基数的比
面,cm2/cm3；
φ—— 岩心的孔隙度,小数；
A—— 岩心的截面积,cm2；
L—— 岩心的长度,cm；
Q—— 通过岩心的空气流量,cm3/s；
μ—— 空气的粘度,0.1Pas；
H—— 空气通过岩心时的稳定水柱压
头,cm。
22
(2)资料计算法（间接法）
已知岩石的粒度组成分析资料，假定任一粒级直径为
di的颗粒，其质量百分数为 gi,则在单位体积岩石中,直径
为 di的颗粒的比面为：
? ? %16
i
i
vi gdS ?
?? ?
考虑单位体积岩石中所有粒级的颗粒,则：
? ? ? ? ??? ??????
?? i
i
n
i
i
i
n
i
viv d
gg
dSS 100
16%16
11
??
引入形状校正系数 C=1.2～ 1.4,它表示由于颗粒形
状不规则而引起比面增加。
? ? ???
i
i
v d
gCS
100
16 ?
23
三、岩石的胶结物与胶结类型
① 泥质胶结物 粘土矿物 (遇水膨胀、分散或絮凝 )
1.岩石的胶结物
蒙脱石 >含膨胀层的混合层粘土 >伊利石 >高岭石
钠蒙皂石 600％～ 1000％
伊利石 减小孔隙的有效渗流半径
高岭石 充填粒间孔隙，随流体运移
绿泥石 二次沉淀
对储
层的
潜在
影响
24
② 灰质胶结物 碳酸盐类矿物 (遇酸反应 )
方解石 （ CaCO3） 白云石 （ CaMg(CO3)2）
菱铁矿 （ FeCO3） 与酸反应生成沉淀
????? 2223 2 COOHF e ClH ClF e CO
?????? 2322 2)(2332 ClOHFeOOHF eC l
酸敏矿物
绿
泥
石
OHSi OOHAlF e C l
H C lOHSi OOAlF e O
2232
2232
32)(23
6323
????
????
?????? 2322 2)(2332 ClOHFeOOHF eC l
25
③ 硫酸盐胶结物
④ 硅质胶结物
(胶结最结实 )
硅酸盐
石膏和硬石膏 (高温脱水 )
石膏 CaSO4?nH2O
硬石膏 CaSO4
影响束缚水饱和度的测定值
26
2,胶结类型：
岩石的胶结类型主要受 胶结物含量、分布及
颗粒与胶结物的结合方式 的控制。
定义,胶结物在岩石中的分布状况与碎屑颗
粒的接触关系。
① 基底胶结
② 孔隙胶结
③ 接触胶结
④ 杂乱胶结
岩石的胶结类型,
27
第二节 油藏岩石的孔隙性
一、储层岩石的孔隙和孔隙结构
1.孔隙 岩石中未被碎屑颗粒、胶结物或其它固体物质充填的空间。
裂隙 (缝 )
孔隙
空洞空隙
砂岩的孔隙大小和形态取决于砂粒的相互接触关系、后来
的成岩后生作用引起的变化以及胶结状况。
孔隙
28
2.储层岩石的孔隙特征
碳酸盐岩, 原生孔、溶蚀孔、生物钻孔、
收缩孔和裂缝孔隙等。
碎屑岩,粒间孔、溶蚀孔、微孔隙和裂隙。
29
30
表 2.2.2 毛细管孔隙体系划分表
类型 标准
孔隙直径 (mm) 缝隙宽度 (mm)
超毛细管孔隙 >0.5 >0.25
毛细管孔隙 0.5 ～ 0, 0 0 0 2 0.05 ～ 0, 0 0 0 1
微毛细管孔隙 <0.0002 <0.0001
表 2, 2, 1 砂岩孔隙类型成因特征
类型 成因 储、渗特征
粒间孔 沉积作用 大、多、储、渗能力好
原生式沉积
纹理和层理缝 沉积作用 小、少、储、渗能力差
溶蚀孔隙 溶解作用 小、少、储集能力好
晶体次生晶间孔 压溶作用 小、多、储集能力差
裂缝孔隙 地应力作用 小、少、渗透能力好
次生式沉积
颗粒破裂孔等 岩石裂缝等 小、少、储、渗能力一般
混合孔隙 杂基微孔隙等 复合成因 小、少、储、渗能力较差
31
3.孔隙
结构：
岩石中孔隙和喉道的几何形状、大小、分
布及其相互连通关系。
△ 孔隙配位数：
每个孔道所连通的喉
道数 。
△ 孔喉比,孔隙与
喉道直径的比值。
△ 孔隙迂曲度：
岩石两端面间连通
孔隙的最短路径与
直线距离的比值 。
流体质点实际流经的
岩石孔隙长度与岩石
外观长度之比。
孔隙结构参数
32
孔隙结构对岩石储集
性能和渗透能力有何影响？
岩石的孔隙结构与颗粒的
大小, 分选性质, 颗粒接
触方式等有何密切相关？
33
二、储层岩石的孔隙度
或：单位岩石体积中孔隙体积所占的比例。
1.定义,岩石孔隙体积与岩石外表体积之比；
f
sf
ps
p
f
p
V
VV
VV
V
V
V ?
?
?
???
34
设,岩石模型边长为 L,沿任一边长
排列 n个球,模型中共有 n3个球；
球直径为 D；
岩石的外表体积为 n3D3。
以岩石外表体积为基数的孔隙度表达式：
%6.47
6
16
1
33
3333
???
?
??
?
?
?
Dn
DnDn
V
V
f
V
单个球体积为 ；3
6
1 D?
所有球的体积为 ；
33
6
1 Dn ?
35
孔隙度 (%) <5 5 ～ 10 10 ～ 15 15 ～ 20 20 ～ 25
储层评价 极差 差 一般 好 特好
储层岩石 (砂岩 )孔隙度评价
正方体,%6.47?? 菱形,%95.25??
粘土岩或页岩 的孔隙度为 20%～ 45%,它取决于该岩
石的成因和埋藏深度。
实际储层岩石孔隙度值的范围如下：
砂岩孔隙度 为 10%～ 40%,主要受砂岩的性质和其
胶结状态控制 。
碳酸盐岩 孔隙度介于 5%～ 25%之间。
有效孔隙度
36
2,孔隙度的分类
(1)绝对孔隙度
f
ap
a V
V
＝?
岩石总孔隙体积或绝对孔隙体积
岩石外表体积或视体积
(2)有效孔隙度
f
ep
e V
V＝?
在一定的压差作用下，被油、气、
水饱和且连通的孔隙体积
(3)流动孔隙度
f
lp
l V
V
＝?
在一定的压差作用下，饱和于岩
石孔隙中的流体发生运动时，与
可动流体体积相当的那部分孔隙
体积
a? > e? > l?
三种孔隙度的关系
37
fpt ??? ??
φf—— 次生孔隙度 (裂缝或孔洞孔隙度 ),小
数 。
φp—— 原生孔隙度,小数；
φt—— 总孔隙度,小数；
3,双重介质的孔隙度
双重孔隙介质：
在油气田开发工程中,凡带有裂缝 — 孔隙或溶
洞 — 孔隙的孔隙系统的储层岩石。
38
基质孔隙 裂缝孔隙
39
三、储层孔隙度的影响因素
1.颗粒的分选性和磨圆度
颗粒的分选性越好,
颗粒的圆度越好,岩
石的孔隙度越大。
40
2.胶结物
接触胶结最大，
孔隙胶结次之，
基底胶结最小。
① 成分：
泥质胶结的砂岩较为疏松,孔隙性
较好。钙质胶结孔隙性较差,
② 含量,含量增加,孔隙度显著降低。
③ 胶结类型：
表 2,2.5 砂岩孔隙度与泥质含量的关系
泥质含量 ( %) <2 2 ～ 5 5 ～ 10 10 ～ 15
15 ～
20
孔隙度 (%) 28 ～ 34 29 ～ 31 25 ～ 30 <25 <20
41
3.岩石的压实程度
岩石孔隙度随埋深的增加而减小。
4.成岩后生作用
② 地下水活跃溶蚀岩石颗粒及胶结物,使岩
石孔隙度增加；
① 受构造力作用,储层岩石产生微裂隙,
使岩石的孔隙度增加；
③ 地下水中的矿物质沉淀,充填或缩小岩石
孔隙,导致岩石孔隙度减小。
42
43
四、研究岩石孔隙度的方法
1.实验室方法
① 测定岩石总体积的方法
● 尺量法 ● 排开体积法 ● 浮力测定法
② 测定岩石骨架体积的方法
● 比重瓶法 ● 沉没法 ● 气体膨胀法
③ 测定岩石孔隙体积的方法
● 气体膨胀法 ● 饱和称重法 ● 压汞法
(2.以井下测试技
术为基础的方法 )
44
第三节 油藏流体饱和度
一、油藏流体饱和度
单位孔隙体积中流体所占的比例。
1??? gwo SSS
(同一油藏 )
定义：
f
l
P
l
l V
V
V
VS
?
??
( l = o,w,g )
勘探阶段,原始饱和度
开发阶段,目前饱和度
45
二、束缚水饱和度
分布和残存在岩石颗粒接触处角隅和微细
孔隙中或吸附在岩石骨架颗粒表面，不可流动
的水。
1,束缚水
单位孔隙体积中束缚水所占的比例。
2,束缚水饱和度 Swc
46
油藏的原始含油饱和度：
wcoi SS ?? 1
3,储量计算
油藏的地质储量：
? ? ooWC BSAhN /1 ?? ??
47
4.束缚水饱和度影响因素分析
① 岩石的孔隙结构
岩石孔隙小，连通性差，束缚水饱和度大。
③ 岩石的润湿性
随岩石亲水性的增强，束缚水饱和度增加。
② 岩石中泥质含量
泥质含量增加，束缚水饱和度增大。
48
49
50
图 2.4.5 东濮凹陷油层润湿性与物性、驱替压力和
束缚水饱和度关系（周锡智,1990）
51
三、残余油饱和度
1,残余油
被工作剂驱洗过的地层中被滞留或
闭锁在岩石孔隙中的油。
残余油占储层的孔隙体积的比例。
2,残余油饱和度 Sor
wc
orwc
S
SS
?
???
1
1?油藏采收率
52
四、油、气、水饱和度测定方法
室内方法
矿场方法
① 常规岩心分析方法
② 特殊岩心分析方法
① 静态分析方法
② 动态分析方法
▲ 蒸馏抽提法
▲ 常压干馏法
53
油藏饱和度与地面饱和度的差异
54
55
一、岩石的压缩系数
T
p
f P
V
V
C ??
?
?
???
?
?
?
?? 1
— 等温条件下岩石孔隙体积随有效压力的变
化值,cm3/MPa。
式中 C— 岩石的压缩系数,1/MPa；
Vf— 岩石的外表体积,cm3；
T
p
P
V
???
?
???
?
?
?
上覆压力与孔隙
压力的差值
定义, 等温条件下单位体积岩石中孔隙体积随
有效压力的变化值。
第四节 油藏岩石的压缩系数
56
T
p
f
f P
V
V
C ??
?
?
???
?
?
?
?? 1
T
p
p
p P
V
V
C ??
?
?
???
?
?
?
?? 1
T
ij
ij
ji P
V
V
C ??
?
?
??
?
?
?
?
??
1
I,j—— 岩石外表体积，骨架体积，孔
隙体积；
）（ ji ?
Pf CC ??
57
岩石压缩系数 C是有效压力 ΔP的函数,将定义
式分离变量,得：
p
P V
dVdPC ??
积 分：
?? ?? pPVV
p
p
pP V
dVPdC
00
? ?
0
ln0
P
P
P V
VPPC ???
? ?
0
0
ln
PP
VVC PP
p ??
? ?0
0
PPC
PP PeVV
???或
? ?0
0
PPC Pe ???? ＝
地层原
始孔隙
度目前
地层孔
隙度
58
二、油藏的综合压缩系数
lf CCC ???
? ?wwoof SCSCC ??? ?物理意义：
当地层压力降低单位压力时，单位体积岩石
中由于岩石孔隙体积的缩小和孔隙中流体的膨胀
而变化的总体积。
油藏弹性采油量：
obobi BPPCAhN /?）（ ???
59
第五节 油藏岩石的渗透性
岩石的渗透性,在一定的压差作用下，储层
岩石让流体在其中流动的性质。
其大小用 渗透率 表示 。
一、达西定律
1856年、法国人、享利 〃 达西
未胶结砂充填模型 水流渗滤试验
达西实验装置A
L
hKQ ??
?
60
?
?
??
?
? ???
dL
dZg
dL
dPKv ?
?
修正达西公式
式中 v— 实验流体的渗滤速度；
h— 测压管液面相对于 Z=0
的高度；
ρ — 实验流体的密度；
—— 实验流体的粘度；
Z — P点相对于基准面的高度；
?
61
1.水平线性稳定渗流的达西公式：
0?
dL
dZ
dx
dP
dL
dP ?
dx
dPK
A
QV
?
???
62
分离变量并积分,得：
? ?
? ?21
21
PPA
LQK
L
PPAKQ
?
??? ?
?
或
渗透率
达西方程式中 K—— 液测渗透率,μm2；
P1—— 进口压力,0.1MPa；
P2—— 出口压力,0.1MPa；
μ—— 液体粘度,mPa〃s ；
A—— 岩石样品的过流断面面积,cm2；
L—— 岩石样品的长度,cm；
Q—— 液体的流量,cm3/s。
63
2.平面径向渗流的达西公式：
忽略流体的压缩性，由定义得
dr
dPKv
dL
dZdrdL
?
???,0,
分离变量并积分得
r
dr
dPKvAQ ?
?
2???
? ?
? ?we
we
rr
PPKhQ
ln
2
?
? ??
64
粘度为 1mPa〃s( 厘泊 )的流体,在
981000dyn/cm2压差下,通过截 面积为
1cm2,长为 1cm的岩石,当流量为 1cm3/s
时,该岩石的渗透率为 1.02μm2。
渗透率单位的物理意义为
? ?21 PPA
LQK
?
? ?
65
K是仅与 岩石 自身 性质 有关的参数,
它只决定于岩石的 孔隙 结构。
K为 岩石 的 绝对 渗透率
与所通过的流
体性质无关
达西实验：
① 岩石孔隙 100%为某种流体饱和；
② 流体在岩石孔隙中的渗流保持为层流；
③ 流体与岩石不发生反应。
66
二、气测渗透率
在岩石长度 L的每一 断面的压力 不同，气体体
积流量在 岩石内各点上是变化 的，是沿着 压力下
降 的方向不断膨胀。
dL
dPAKQ g
???玻义尔 — 马略特定律
常数???? 221100 PQPQPQQP
P
PQQ 00?则：
67
P d P
dL
A
PQK
g
?00??
分离变量并积分，则：
dLAPQP d PK LP
P g ??
??
0
002
1
?
? ?2221
002
PPA
LPQK
g ??
?
气测渗透率的计算公式：
68
Klinkenbeger实验结果
(1)不同平均压力下测得
的气体渗透率不同；
(2)不同气体测得的渗透
率不同；
(3)不同气体测得渗透率
和平均压力呈直线关系，
当平均压力趋于无穷大
时，交纵坐标于一点。
等价液体渗透率 Klinkenberg渗透率或
三、克林肯柏格效应
同一岩石，气测渗透率总比液测渗透率高。实践发现：
69
Klinkenberg渗透率,
Pb
K
K g
/1 ?
??
K∞ — Klinbenberg渗透率,μm2；式中
Kg — 在平均压力和流量下测得的气体渗透率,μm2；
b— 与岩石孔隙结构及气体分子平均自由程有关的系数,亦称
Klinkenberg系数。
r
Pcb ?4?
c— 比例系数；
λ— 气体分子平均自由程；
r— 岩石孔隙半径；
— 平均气体压力。P
70
液
体
在孔道中心的液体分子比靠近
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；
靠近孔壁表面的气体分子与孔
道中心的分子流速几乎没有什
么差别。
气体渗透率大于液体渗透率的根本原因
Klinkenberg效应滑动效应 或 气体滑动效应示意图
a-孔道中的液体流动；
b-同一孔道中气体流动
气
体
71
72
四,储层岩石渗透率的求取
1,实验室方法测定 2.测井方法或油藏工程方法测定
常规小岩心渗透率
测定,
① 全直径岩心渗透率
测定
② 径向渗透率测定
A
LhCQK wor
200
?
73
式中 K—— 渗透率,10-3μm2；
C—— 称,C值”,为该仪器上读数；
L—— 岩样长度,cm；
A—— 岩样截面积,cm2
Pa—— 大气压力,10-1MPa；
P1—— 进口压力,10-1MPa ；
P2—— 出口压力,10-1MPa ；
Qor—— 流量孔板的流量值,cm3/s；
hw—— 流量孔板前水柱高度,mm；
μ—— 气体的粘度,mPa〃s 。
74
五,渗透率的影响因素
1,沉积作用对渗透率的影响
① 岩石结构和构造特征对渗透率的影响
砂岩的粒度分布范围越广,颗粒分选性越差,胶结
物质含量越多,其渗透率就越低。
aeCdK 35.12 ??
C — 常系数,具体数值与岩石粒度有关；
d— 岩石平均颗粒直径,μm；
a— 岩石颗粒的标准偏差；
K— 岩石渗透率,× 10-3μm2。
岩石渗透率与平均
颗粒直径的平方成
正比，与颗粒的分
选性成反比。
岩石结构
75
层理和纹理的发育程度,沉积旋回、
韵律等。
构造特征
一般 正韵律 沉积 的砂岩其 渗透率 明显上
低下高，而 反韵律沉积 刚好与之相反。
层理的方向性、递变性等构造,导致砂岩渗
透率的方向性。
渗透率 方向性是指岩石渗透率在水平方向
上和垂直方向上的差异。
沉积旋回、韵律特征导致岩石渗透率在纵
向上的差异。
76
② 岩石孔隙结构 对渗透率的影响
岩石的孔隙可分成 孔隙 和 喉道 两部分。
主要作用
2
2
8?
? rK ?
φ—— 岩石孔隙度,小数；
r—— 孔喉半径,μm；
τ—— 迂曲度,表示孔道的曲折程度,τ=1.5～ 5.5。
意义,孔喉的大小和孔隙结构的复杂程度对渗
透率的影响远远大于孔隙度的影响。
Carman-Kozeny公式
岩石两端面间的连通孔隙的有效距离与
岩石两端面的直线距离的比值。
迂曲度：
77
孔隙内表面粗糙程度不同,当流体经
过时对流体的滞留和拖曳作用不同,流体
所受的阻力也不同。
岩石孔隙内表面的粗糙度：
包含在 Carman-
Kozeny公式中的
τ系数中
78
2.成岩作用对渗透率的影响
压实作用、胶结作用、溶蚀作用。
① 压实作用
? ?0
0
PPa keKK ???
P0— 实验初始压力值,Pa；
P— 实验压力值,Pa；
K0— 实验初始岩石渗透率,μm2；
K— 实验压力 P时的岩石渗透率,μm2；
αk— 渗透率变化系数。
渗透率随上覆压力增加而降低
79
② 胶结作用
岩石渗透率显著降低
胶结物质的沉淀和胶结作用
岩石的孔隙通道变小
喉道变细
孔隙曲折性增加
孔隙内表面粗糙度增大
80
③ 溶蚀作用
溶蚀作用
岩石孔隙度增大
溶蚀对岩石渗透率的影响
不太显著,一般使其变大
① 次生孔隙通道规则性差
② 孔喉比增加
③ 孔道曲折性增加
④ 孔隙内表面粗糙度增加
81
3,构造 (地应力 )作用对渗透率的影响
储层岩石在地下应力场的作用
下,会形成断裂和微裂缝。
影响巨大
rf bK ?
2085.0?
Kf—— 裂缝渗透率,μm2；
b—— 裂缝宽度,μm；
φr—— 裂缝孔隙度,小数。
低渗、特低渗储层。
82
4.流体 — 岩石系统的相互作用对渗透率的影响
淡水或低矿化度水 粘土矿物膨胀
流体中的悬浮物 滞留在孔隙系统中
原油中的胶质、沥
青质和石蜡等成分 吸附在岩石孔隙表面
液体的吸附膜厚度 微毛细管对液体渗 透率的贡献为零
流体的渗流速度过高 孔隙表面的微粒剥落
沉积或滞留在孔喉部位
83
六,油藏岩石渗透率的评价
储层渗透率评价
级 别 K × 10
- 3
μ m
2
储 层 评 价
1
2
3
4
5
>1000
1000 ～ 100
100 ～ 10
10 ～ 1
＜ 1
渗透性极好
渗透性好
渗透性一般
渗透性差
渗透性极差
84
七、非均质储层 渗透率的计算
纵向非均质储层 横向非均质储层
85
1.纵向非均质储层
（ 1）平面线性渗流
设有三个渗透率不等的地层,
流体作平面线性渗流,求地层
平均渗透率。
由模型知：
地层总厚为各层厚之和,h=h1+h2+h3
地层流体总量为各层流量之和,Q=Q1+Q2+Q3
各层渗透率分别为 K1,K2,K3；
地层驱动压差为 P1-P2；
地层宽度为 b；
地层长度为 L ；
86
若各层流体性质相同,由达西公式：
? ? ? ? ? ? ? ?
L
PPbhK
L
PPbhK
L
PPbhK
L
PPK b h
????
21332122211121 ???????
得
?
?
?
?
?
??
?
n
i
i
n
i
ii
h
hK
h
hKhKhK
K
1
1332211
纵向非均质储层 平面线性渗流平均渗透率计
算公式
87
（ 2）平面径向渗流
若地层厚度、流体流
量、流体性质等与平面线
性流相同,驱动压差为 Pe-
Pw,Re,Rw分别为供给边
缘半径和井筒半径。
由径向流达
西公式知：
? ?
? ?we
we
rr
PPKhQ
ln
2
?
? ??
? ?
? ?
? ?
? ?
? ?
? ?
? ?
? ?we wewe wewe wewe we RR
PPhK
RR
PPhK
RR
PPhK
RR
PPhK
ln
2
ln
2
ln
2
ln
2 321
?
?
?
?
?
?
?
? ???????
88
?
?
?
?
?
??
?
n
i
i
n
i
ii
h
hK
h
hKhKhK
K
1
1332211
89
2.横向非均质储层
（ 1）平面线性渗流
设地层横向不均匀,有
三个不同渗透率地层带。
由模型知：
地层总长为各层长度之和：
各层流量相等,Q=Q1=Q2=Q3
各层渗透率分别为 K1,K2,K3；
压差为,Pe-Pw=ΔP=ΔP1+ΔP2+ΔP3 ；
各层长度分别为 L1,L2,L3；
L=L1+L2+L3
各层厚度相等,h=h1=h2=h3
90
若各层流体性质相同,由达西公式,
得：
33
33
22
22
11
11
Kbh
LQ
Kbh
LQ
Kbh
LQ
bhK
LQ ???? ???
3
3
2
2
1
1
K
L
K
L
K
L
K
L
???
??
??
?
n
i i
i
n
i
i K
L
LK
11
91
径向流达西公式,? ?
? ?we
we
rr
PPKhQ
ln
2
?
? ??
（ 2）平面径向渗流
若地层厚度、流体流
量、流体性质等与平面线
性流相同,井径为 Rw,从井
中心到各带的半径分别为
R1,R2,Re。
? ? ? ? ? ? ? ?
hK
RRQ
hK
RRQ
hK
RRQ
hK
RRQ ewwe
?
?
?
?
?
?
?
?
2
ln
2
ln
2
ln
2
ln
3
2
2
12
1
1 ???
92
? ? ? ? ? ? ? ?
3
2
2
12
1
1 lnlnlnln
K
RR
K
RR
K
RR
K
RR ewwe ???
? ?
? ?
?
?
?
?
n
i i
ii
we
K
RR
RR
K
1
1ln
ln
93
第六节 毛细管渗流模型及应用
一、毛细管渗流模型
1,导管模型
一组分别以不同速度运
动的、长度为 L的同心液筒
牛顿内摩擦定律：
dx
dvAF ???
A—— 同心液筒的筒柱面积,为
液筒半径 r的函数,cm2；
F—— 粘滞力,牛；
μ—— 流体粘度,mPa〃s ；
dv/dx—— 为速度梯
度,cm/s/cm。
94
作用在半径为 r液筒上的粘滞力为
? ? drdvrLdxdvAF r ??? 2????
作用在同一液筒上的驱动力为
? ? 221 rPP ??
若流体为恒速流动,则驱动力与粘滞力应相等,即
? ? ? ? 02 221 ?? rPPdrdvrL ??? ＋
95
分离变量后积分,得
c
L
rPPv ????
?4
)( 221
令 r=ro时,v=0,
则,L rPPc ?4 )( 2021 ??
L
rrPP
v
?4
))(( 2221 0 ??
?
任一半径为 r的
液筒的流动速
度
96
导管的总流量为：
通过厚度为 dr的单元液筒的体积流量为：
其中 dA=2πrdr
v dAdq ?
? ? ? ? ? ??? ? ??????? 00
0
21
4
022
0
21
0 0 8
24rq r L PPrr d rrrLPPvd AdqQ ????
,泊稷叶, 公式
97
2,毛细管渗流模型
J.Kozeny将泊稷叶公式应用到毛细管渗
流中，建立了假设的 岩石 — 毛细管模型。
98
假想岩石的 流体流量 为：
假设条件,岩石的孔隙由 N根半径为 r的毛细管构成。
在外表尺寸相同,流体性质和作用压差相同的情况下,
? ?
L
PPr
NQ
?
?
8
21
4 ?
?
真实岩石的 流体流量为：
? ?
L
PPKAQ
?
21 ??
99
真实岩石和假想岩石的渗流阻力相等：
? ? ? ?
L
PPr
N
L
PPKA
?
?
? 8
21
4
21 ???
8
4r
A
NK ??则,令
A
Nn ?
则：
8
4r
nK ??
毛细管模型岩石的渗透率和单位面积上的毛
细管数量与毛细管半径 4次方的乘积成正比。
100
二、渗透率与孔隙度、比面的关系
毛细管岩石模型的比表面为：
? ?
rrrnrnAL
LrnAS
v
???? 2222 2 ????
? ?
? ? rLrnAAL
LrnAS
b ?
?
?
?
???? 1
22
2
? ?
rLrnA
LrnAS 22
2 ?? ?
?
?
? ? ?? ?SSS bv ??? 1
毛细管岩石模型的孔隙度为：
22 / rnALLrnA ??? ??
8
2r
k ??
101
? ? 222
3
2
3
2122 ?
?
?
??
SSS
k
bv
?
?
??
? ? 222
3
2
3
1 ?
?
?
??
KSKSKS
k
bv
?
?
??
或
Kozeny
方程
Kozeny常数
从 Kozeny方程可知，对于孔隙度相近的岩石,其
比面越大,其渗透率则越小 。含泥质数量多的岩石渗透
率一般很低,就是该类岩石孔隙很小或比面很大的缘故。
102
Kozeny公式的应用：
① 求比面
? ? ??
? 1
1
14 2
3
Q
H
L
AS
b ??
K
S v ??7 0 0 0?
② 估算岩石的平均孔隙半径
?
Kr 8?
