1.4--储层岩石的渗透率

第四节储层岩石的渗透率教学目的：掌握达西定律、岩石绝对渗透率的定义、计算、测定；气体滑脱效应、平均渗透率的计算。教学重点和难点：达西定律，岩石的绝对渗透率，气体滑脱效应。教法说明：课堂讲授第四节储层岩石的渗透率一、达西定律及岩石的绝对渗透率LhhKAQ21LPPKAQ21比例常数（岩石的绝对渗透率）二、渗透率的单位达西单位制CGSPERMSILcmcmftcmAcm2cm2ft2cm2ΔPatmdyn/cm2psiaMPaμcppcpmpa.sQcm3/scm3/sbbl/daycm3/sKdarcycm2permμm21达西的物理意意义：粘度为1cp的流体,在压差为1atm的作用下，通过横截面积为1cm2,长度为1cm的多孔介质,其流量为1cm3/s，此时，孔隙介质的渗透率称为1达西。三.测定绝对渗透率的条件①流体与岩石之间不发生任何物理、化学反应;②多孔介质中只存在一种流体，即岩石100%的饱和某一种流体;③流动必须是在层流范围之内.例题：设有一块砂岩岩心，长度L=3cm，截面积A=2cm2，其中只有粘度为1cp的水通过，在压差△P=2atm下通过岩石的流量Q=0.5cm3/s，根据上面所讲的达西定律得:如果上面这块岩心不是用盐水通过，而是用粘度3cp的油通过，在同样压差△P=2atm的条件下它的流量Q=0.167cm3/s，同理达西375.022315.0PALQK达西375.02233167.0PALQK岩石的渗透率K为岩石自身的性质，它主要取决于孔隙的大小及其分布，而与所通过流体的性质无关。绝对渗透率的特点四.达西定律的适用条件图2-11渗流速度与压力梯度关系323.5cuvK①中高渗油藏在临界流速以下符合达西定律；②低渗油藏在低于启动压力梯度时不流动，不符合达西定律。五.气测渗透率及滑脱效应1.气测渗透率计算公式图2直线渗流的岩心中压力分布QuLKAP00002212121222()()()PQuLPQuLKAPPPPAPP2．克林肯堡效应★克林肯堡效应●克林肯堡效应(气体滑动效应)表示的是，气体在管道中流动时，管壁处流速不为零，而液体在管壁处流速为零。★气测渗透率大于液体渗透率的原因：液测时孔道壁上不流动的液膜占去了一部分流动通道。气测时，由于气体滑动现象的存在，使得管壁处的气体也参加流动，与液测时相比，岩石孔道提供了更大的孔隙流动空间，因此气测渗透率一般比液测渗透率大。不同气体在不同压力下的渗透率0200400600800100002468101/p,1/MP渗透率，0.001um2系列1系列2系列3氢气空气co23．气体渗透率测定规律3．气体渗透率测定规律B.平均压力越小，所测气体渗透率越大;当压力增至无穷大时,接近于液测渗透率,该渗透率称为等效液体渗透率或克氏渗透率；A.同一岩石的气测渗透率大于液测渗透率；)pb1(KKgPKgKrPC4b212dn4.气测渗透率的校正C．不同气体所测的渗透率不同；D．岩石不同，气测Kg与液测Kw差值大小不同1PA.绘制Kg与的关系曲线B.利用经验公式和图版校正。六.按渗透率将储层分类2um3210um等级渗透率评价Ⅰ级11000渗透性极好Ⅱ级1—0.11000—100渗透性好Ⅲ级0.1—0.01100—10渗透性中等Ⅳ级0.01—0.00110—1渗透性微弱Ⅴ级0.0011非渗透性的七.影响岩石渗透率的因素七.影响岩石渗透率的因素5．岩石构造的影响''KK6．外界因素的影响八、岩石渗透率的确定1．直接测定法1）常规小岩心液体渗透率测定恒速泵液体容器岩心夹持器2）气测渗透率方法0022122()QPuLKAPP3）垂直管流量计法310BuLKTA2．间接测定法1）利用渗透率和孔隙半径的关系计算228rK2）利用测井资料估算abwiCKS1、算术平均法九、储层岩性参数的平均值处理方法1niiKKn1niin2、加权平均法按油层厚度加权平均渗透率为；iiniKhKh按油层面积加权的平均渗透率：iiAiKAKA按油层体积加权平均的渗透率：iiiviiKAhKAh3、按物理过程的要求进行平均1）、并联（多层纵向不均一）地层的总渗透率A.直线渗流iiiKhKhB．平面径向渗流2()ln/ewewKhPPQuRRiiiKhKh2）串联地层的总渗透率（多层横向不均匀）A．直线渗流：QWLP1P2K11PL1hK22PL2K33PL3Q123PPPPiiiLKLKB．径向渗流：123PPPP2()lnewewKhPPQuRR1ln1lnewiiiRRKRKR一、毛细管束模型及其毛管渗流定律1．毛细管束模型十.岩石渗透率和其它物性的关系图2-24平行毛管束模型2．毛管渗流定律22012()()4rrPPvuL4012()8rPPquL(二)渗透率和孔隙半径的关系对于假想岩石，设单位截面积上有n根半径为r的毛细管.岩石其余几何尺寸，流体性质和外加压差与真实岩石相同。288rKKr根据等效渗流原理，两者流量应相等，即'QQ(三)渗透率和比面的关系333222222(1)PSKSSS332222(1)SPKSSS