油层物理(成都理工大学)材料.ppt

油层物理课件;第四章 岩石特殊物理性质 ;第一节 地层条件下的孔隙度 ; 孔隙体积的减少（ΔVP）与地层岩石体积大小或实验岩样外表总体积（VT）的大小、地层压力的降低幅度（ΔP）以及岩石本身的弹性压缩系数Cf有关： ; 当油层压力每降低单位压力时，单位体积岩石中孔隙体积的减小值。 因此，岩石压缩系数的大小，表示岩石弹性驱油能力的大小，又称为岩石弹性压缩系数。 常规岩石孔隙度可通过测定岩石的压缩系数CP，采用公式 ;二、实验室测定方法 1.测定装置 ;图4-1-2 三轴压缩仪;3）流体静力压缩仪（图4-1-3） 流体静力压缩仪是采用静水压力加载（如图4-1-3），各方向受到相同压力作用，这与在上覆地层压力下垂向上产生形变、横向形变趋于零的情况不同。所以测量值要通过转换才能与上述方法进行对比。这是目前应用广泛的实验装置。; 上述三种装置，孔压流体都是用的液体（盐水），孔隙体积的变化量是通过测试时从岩心中排出液体的体积来反映，而一般试验时从岩心中排出的流体体积量比较少，所以对计量装置的计量精度要求很高。 ;图4-1-4 孔隙体积变化装置; 此外，在引进英国罗伯逊公司常规氦气孔隙度仪的基础上，设计并改装了能提供50MPa有效上覆压力的岩石氦气孔隙体积压缩系数、渗透率测定仪（见图4-1-5）。 该仪器由标准容器、上覆压力源、控制显示单元、孔隙压力源、高压岩心室及有关管汇组成。它可提供50MPa有效上覆压力作恒定孔隙压力下的孔隙度和孔隙体积压缩系数测定，且操作简单，测试准确可靠。;2.有效上覆压力的计算： 不同地区有效上覆压力的计算可根据下式： ;3.实验测定方法 实验室测定一般用长度5~6cm，直径2.5cm岩心，先用有机溶剂冼净烘干，套上热缩管，然后放在夹持器内，以1.4MPa的环压密封岩心。用氦气法测定岩样孔隙体积及孔隙度，然后抽空饱和盐水。 1）岩心烘干，测定孔隙度； 2）岩心抽空饱和水； 3）岩心周围施加密封压力，然后升温至油藏温度，恒温至少1小时，然后按选定的压力间隔，逐渐提高环压至设计的有效上覆压力，记录相应压力点所挤??出水的体积，将此值与上覆压力做图。 ;图4-1-8和表4-1-1表示有效上覆压力和孔隙度与孔隙体积压缩系数间的关系。从图表中可以看到：原始孔隙度小的压缩系数大，原始孔隙度大的压缩系数小，因而对于低渗透油气田更应该开展此项实验工作。 ;表4-1-1 岩石孔隙体积压缩系数测定数据表;第二节 地层条件下的渗透率 ;二、压力和温度对渗透率的影响 ;不同的岩石由于粒度和组成，尤其是泥质含量的差异，其渗透率随压力增加而下降的幅度各不相同。纯石英砂岩（图4-2-2中的17号样品），在30MPa围限应力下，渗透率下降了大约17%；而泥质砂岩（图4-2-2中的16号样品），在30MPa的围限应力下， ; 渗透率可下降78%~86%；长石砂岩或石英—长石砂岩则居中间位置。 从图4-2-2中还可以注意到，渗透率在10MPa以前的围限应力下，其下降幅度很陡，而在10MPa以后，趋于平缓，甚至基本不变。 总之，压力、温度的升高，总是使岩石的渗透率降低。因此，研究岩石的渗透率，则更应该研究和测定岩石在地层条件下的渗透率，以反映岩石在地下的真实面目。 ;第三节 有效应力下的孔喉大小分布 ;1.测试仪器; 仪器主要由提供注入压力的高压注入计量汞、隔离装置、水银计量和压力显示单元（A）提供上覆有效应力的高压泵及高压显示单元（B），能承受70MPa上覆应力的高压进汞岩芯室（D）及判断水银突破的电子显示单元和真空系统（C）等部分组成。 地层压力条件下孔分布测定包括： （1）地层条件下的孔隙度测定； （2）地层条件下的孔分布测定。;2.资料解释应用 图4-3-2是两块不同孔隙结构特征岩芯的实测毛细管压力—水银饱和度关系曲线。其中a为溶孔十分发育的白云岩，b为常规砂岩。 ; 图中A点为水银突破点，它所相应的压力叫做突破压力。它是水银进入岩芯并突破岩芯时所需的最小压力。由于岩芯处于有效应力，并模拟了地层情况下烃类物质作单向运移的实际情况，故称为有效应力的真实突破压力。 ; 图中A’点叫做水银二次突破，它反映了烃类物质突破基质孔隙系统所需的最小驱动力，其相应的毛细管压力被称为二次突破压力。出现两次突破是双重孔隙介质系统的特征。对于双重孔隙介质而言，A点称为一次突破点，一次突破压力反映了次生孔隙空间被水银突破时所需的最小毛细管驱动力，其进汞量反映了在有效应下次生孔隙空间的容积大小，它