2-5岩石渗透率讲解.ppt

第五节 油藏岩石的渗透性 * * 第五节 油藏岩石的渗透性 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 通用达西公式 粘度为1mPa·s的流体,在0.1MPa的压差下,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1μm2。 渗透率单位的物理意义为： 渗透率 达西实验的条件： 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 岩石孔隙100%为某种流体饱和； 流体在岩石孔隙中的渗流保持为层流； 流体与岩石不发生反应。 （1）水平线性稳定渗流的达西公式 分离变量并积分得： （2）垂直线性稳定渗流的达西公式 关键：确定 p1-p2 （3）平面径向渗流的达西公式： 在距井轴半径为r，宽度为dr，厚度为h的微元上，由定义得： 边界条件 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。 分离变量并积分，则： 玻义尔— 马略特定律 则： 气测渗透率的计算公式 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。 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： 等价液体渗透率 Klinkenberg渗透率 或 Klinkenberg渗透率： 式中 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。 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。 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 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 四、储层岩石渗透率的求取 实验室方法测定 测井方法或油藏工程方法测定 常规小岩心渗透率测定 全直径岩心渗透率测定 径向渗透率测定 式中 C——称“C值”,为该仪器上读数； 五、渗透率的影响因素 1.沉积作用 (1)岩石结构和构造特征 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。 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，与颗粒的标准偏差成反比。 岩石结构 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。 层理和纹理的发育程度,沉积旋回、韵律等。 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。 (2)岩石孔隙结构 岩石的孔隙可分成孔隙和喉道两部分。 主要作用 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 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 2. 成岩作用 压实作用 胶结作用 溶蚀作用 压实作用 αk—— 渗透率变化系数。 渗透率随上覆压力增加而降低。 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 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 次生孔隙通道规则性差 孔喉比增加 孔道曲折性增加 孔隙内表面粗糙度增加 3.构造(地应力)作用 储层岩石在地下应力场的作用下,会形成断裂和微裂缝。 低渗,特低渗储层