渗透率--油层物理学.ppt

第一节 达西定律及岩石绝对渗透率 达西定律的适用条件 达西定律有一定的适用条件，当渗流速度增大到一定值之后，除产生粘滞阻力外，还会产生惯性阻力，此时流量与压差不再是线性关系，这个渗流速度值就是达西定律的临界渗流速度（图6—2曲线1）。若超过此临界渗流速度，流动由线性渗流转变为非线性渗流，达西定律也不再适用。图中压力梯度超过b，则为非达西流。 第二节 气测渗透率及气体滑动效应 气测渗透率的计算 气体滑脱效应 气测渗透率时，由于气-固间的分子作用力远比液固间的分子作用力小，在管壁处的气体分子仍有部分处于运动状态；另一方面，相邻层的气体分子由于动量交换，可连同管壁处的气体分子一起沿管壁方向作定向流动，管壁处流速不为零，形成了所谓的“气体滑动效应”。克林肯贝格(Klinkenberg)发现了气体在微细毛管孔道中流动时的滑动效应，故称“克氏效应”。 第三节 影响岩石渗透率的因素 一、沉积作用 1、岩石骨架构成、岩石构造 2、岩石孔隙结构的影响 二、成岩作用 1、地层静压力的影响 2、胶结作用 3、溶蚀作用 三、构造作用与其它作用 胶结作用 无论早期成岩阶段，还是晚期成岩阶段，胶结物质的沉淀和胶结作用都使孔隙通道变小，孔喉比增加，粗糙度增大，因而使渗透率降低（图6—12、图6—13）。 第四节 岩石渗透率的测定与计算 室内测定岩石渗透率 1、常规小岩心的渗透率测定 2、常规小岩心空气渗透率的测定 3、全直径岩心渗透率的测定 （1）水平渗透率的测定 （2）垂向渗透率的测定 （3）径向渗透率的测定 利用测井资料估算渗透率 按平均孔隙半径r和孔隙度φ计算岩石渗透率 平均渗透率的计算方法 利用测井资料估算渗透率 在矿场生产实际中，钻取岩心的费用很高，因此也利用测井曲线来间接获取储层渗透率。其测定原理为：束缚水饱和度Swi与岩心渗透率有关，一般岩石孔径越小，Swi越高，渗透率K越低；同时对砂岩来说，孔隙度高的岩层，渗透率一般也好。因此可由测井得到的孔隙度φ和束缚水饱和度Swi的资料估算出储层的渗透率，如图6—18所示。 第四节 岩石渗透率的测定与计算 第五节 裂缝性、溶孔性岩石的渗透率 1、纯裂缝岩石的渗透率 (1)纯裂缝岩石的孔隙度 (2)纯裂缝岩石的渗透率计算 2、裂缝-孔隙双重介质岩石的渗透率 3、溶孔的渗透率 毛管渗流定律 假设一长为L，内半径为ro的毛细管，其中流体的粘度为μ，在压差(P1—P2)下作层流或粘滞性渗流。若流体可以润湿毛细管壁，则在管壁处液体的流速为零，在管中心处的流速最大，距离管中心相同距离r处的流速相同，如图6—26所示，因此可以看作是具有同一流速的圆筒层面。不同圆筒层面之间的粘滞力为： 二、网络模型 毛细管束模型与实际岩石孔隙结构尚有一定的差距，该模型表现出一些不足，为此人们提出了网络模型。网络模型使用大量毛细管以及毛细管群组成的网络来模拟实际孔隙，因此更接近实际岩石孔隙网络。 二维网络模型 二维网络呈某种格子状（图6—28），网络中以随机方式改变孔与孔之间的连通性，线的排列可以是非规则的，也可以是对称形的。网络中的线相当于孔隙，而线的交点（可以称为“节点”）代表实际岩石的孔隙的交汇点。两邻近“节点”的连线为岩石中的喉道。配位数是网络中与点相连的键数。网络中没有端部封死的孔隙。孔隙尺寸，如孔径、孔长等参数都可以定义。在二维网络中，只能有一相是连续的，而另一相必定是间断的；而在三维网络中,可以同时出现两个连续相。 三维网络模型 图6—29是理想的三维网络模型，图中每一条线代表着一根孔隙，可以想象，每个节点上，几根或哪根孔隙流入或流出都不是固定的。可以说网络中的流动相当复杂。实际上，组成网络的孔隙以各种不同的形状和尺寸不规则地分布着，通常没有规则几何形状。因此，要想建立像毛细管束模型一样的解析关系式是不可能的，求解的方法一是从统计学意义方面进行描述，二是借助计算机技术的发展，通过计算机编程进行计算，实现对渗流过程的定量预测。对孔隙介质建立网络模型可以实现对多孔介质的毛细管压曲线、渗流特征、两相与多相渗流特征的描述。 第七节 砂岩储层岩石的敏感性 储层岩石中存在着某些敏感性矿物，油气田开发过程中，储层与外来流体接触时、或某些地下条件变化时，可能导致地层渗透率降低，即造成储层伤害。 为了防止这种现象的发生，必须掌握这些敏感性规律，在油气田正式投入开发前，必须对储层岩心进行各种敏感性评价实验，以确定储层与外来流体接触时，对储层可能造成的伤害程度。 第