岩石渗透率
岩石渗透性的好坏，以渗透率的数值大小来表示，有绝对渗透率、有效渗透率和相对渗透率三种表示方式。
在一定压差下，岩石允许流体通过的性质称为岩石的渗透性。在一定压差下，岩石允许流体通过的能力叫岩石渗透率（k），是表征岩石本身传导液体能力的参数，是用来表示岩石渗透性的大小。物理意义是：压力梯度为1时，动力黏滞系数为l的液体在介质中的渗透速度。其大小与孔隙度、液体渗透方向上空隙的几何形状、颗粒大小以及排列方向等因素有关，而与在介质中运动的液体性质无关。
1、绝对渗透率
岩石的绝对渗透率是岩石孔隙中只有一种流体(单相)存在，流体不与岩石起任何物理和化学反应，且流体的流动符合达西直线渗滤定律时，所测得的渗透率。
2、有效渗透率（相渗透率）
多相流体在多孔介质中渗流时，其中某一相流体的渗透率叫该相流体的有效渗透率，又叫相渗透率。
相渗透率不是岩石本身的固有性质，它受岩石孔隙结构、流体性质、流体饱和度等因素的影响，因此它不是一个定值。在不同的条件下，相渗透率千变万化。为了找到它们的规律，也便于与绝对渗透率相比较，因此引入了相对渗透率的概念。
3、相对渗透率
多相流体在多孔介质中渗流时，其中某一相流体在该饱和度下的渗透率与岩石绝对渗透率的比值叫相对渗透率，是无量纲量。与有效渗透率一样,相对渗透率的大小与液体饱和度有关。同一多孔介质中不同流体在某一饱和度下的相对渗透率之和永远小于1。
相对渗透率虽然也受诸多因素的影响，但在岩石孔隙结构、流体性质一定时，它主要是流体饱和度的函数，因此通常用相对渗透率曲线来表示它。
4、相对渗透率曲线
根据测得的不同饱和度下的相对渗透率值绘制的相对渗透率与饱和度的关系曲线,称相对渗透率曲线。
相渗透率和相对渗透率的概念 一、达西实验和达西方程 1856年，法国水利工程师达西（Darcy ）利用人工砂体研究了水的渗滤，达西的试验表明： 人工砂体单位面积水流的体积变化率Q/A ，与进口和出口两端面间的水头差h 1-h 2=△H 成正比，而与砂本的长度L 成反比，即 L h h K A Q L h h A Q 212 1-'=-∞ 这就是某种名的达西方程。 K '——与多孔介质有关的常数 Z=0，基准面。 如果用压力P 来代替水头h 则有 ()()g P Z h g P Z h Z h g P Z h g P ρρρρ2 22111222111+ =+=∴-=-= 代入上式得： ()()l gl P P A K gl P P A K Q L g P P L K L g P P Z Z K A Q ρρρρ+-''=??? ? ??+-?'=∴-+? '=-+ -?'=21212121211 K ''——表示某种介质（K '）对某特定流体（P ）的渗透能力，它的大小由介质和流体 两者性质而定。 由于K ''同时涉及到流体和介质的影响，所以人们总是希望将流体和介质的影响区分开来，于是在1930年，努定（Nutting ）提出： () L M gl P P KA Q M K K ?+-= = ''ρ21 将此式代入上式并考虑到水平流动中无重力影响，所以得出了达西定律的最简单形式。 () L M P P KA Q ?-= 21 在上式中，A 、L 是岩石的几何尺寸，M 为流体的性质，△P 为外部条件。当这些条件（即
A 、L 、M 、△P ）一定时，流体通过量的大小就决定于比例常数K ，这个K 我们就称它为岩石的绝对渗透率。 A ——岩石心的截面积，cm 2 L ——岩石长度，cm M ——通过流体的粘度，CP △P ——岩心两端的压差，atm Q ——在△P 下，流体通过岩心的流量，cm 3 /S K ——岩石的渗透率，达西 值得注意的是：达西定律的假设前提： ①流体与岩石之间不发生任何物理——化学反应 ②渗流介质中只存在一种流体，即岩石要100%的饱和某种流体 ③流动必须是在层流范围之内 岩石的渗透率K 为岩石自身的性质，它主要取决于喉道的大小及其形势，而与所通过流体的性质无关。 二、相对渗透率的概念 为描述多相流体在岩石中的渗流特征，必须引入相渗透率和相对渗透率。相渗透率或称有效渗透率，是岩石-流体相互作用的动态特性参数，也是油藏开发计算中最重要的参数之一。 多相流体共存和流动时，岩石对某一相流体的通过能力大小，称为该相流体的相渗透率或者有效渗透率。有效渗透率不仅与岩石本身的性质有关，还与各相流体的饱和度有关。油、气、水各相的有效（相）渗透率分别记作Ko ，K g ，K w 。 2.1单相流体渗流——绝对渗透率 绝对渗透率是岩心中100%被一种流体所饱和时测定的渗透率。绝对渗透率只是岩石本身的一种属性，不随通过其中的流体的性质而变化。 例：设有一块砂岩岩心，长度 L=3cm ，截面积A=2 cm 2 ，其中只有粘度为M=1CP 的水通 过，在压差△P=2atm 下通过岩石的流量Q=0.5cm 3 /S ，根据上面所讲的达西定律得 375.02 23 15.0=???=??= P A QML K 达西 如果上面这块岩心不是用盐水通过，而是用粘度M=3CP 的油通过，在同样压差△P=2atm 的条件下它的流量Q=0.167cm 3 /S ，同理 375.02 23 3167.0=???=??= P A QML K 达西 很显然，岩石的绝对渗透率K 并不因为所通过流体的不同而有所改变，即岩石的渗透率 是其自身性质的一种量度，通常为一常数，即岩石确定，K 值也就确定。 2.2多相流体渗流 当岩石中有两种以上流体共流时，其中某一相流体的通过能力称为某相的相渗透率或某相的有效渗透率。 1 2 221001110) (2,10,10---?-=??=??=P P A L P Q K P A L Q K P A L Q K g g W W W O O O μμμ
实验三 储层岩石渗透率的测定 一、实验目的 1．掌握储层岩石渗透率的概念及物理含义。 2．了解岩样渗透率测定的多种方法。 3．掌握液体测定渗透率的测定原理及方法。 二、实验原理 岩石绝对渗透率的确定基于达西公式。即：当流体通过岩样时，其流量与岩石的截面积 A、进出口端压差P Δ成正比，与岩样长度L 成反比，与流体粘度μ成反比。即： L P A K Q μΔ= 由达西公式可知： Q L K A P μ= Δ （3-1） 式中 K──岩样的绝对渗透率，2 m μ； A──岩样的截面积，2 cm ； L──岩样的长度，cm ； μ──通过岩样液体的粘度，mPa s ?； P Δ──岩样两端的压力差，0.1MPa ； Q ──在压差P Δ下通过岩样的流量，3 /cm s 。 若已知实验岩芯的端面面积A、长度L 和液体粘度μ，再测出液体流量Q 和此时岩芯两端的压力差P Δ，便可根据式（3-1）计算出岩石的绝对渗透率K。 三、实验仪器及流程图 1．实验仪器 液测渗透率实验仪器、量筒、秒表、游标卡尺、烧杯等。
2．实验流程 实验流程如图3-1所示。 图3-1 液测渗透率实验装置图 四、实验步骤 1．用游标卡尺测量岩样的直径D和长度L。 2．将岩样饱和盐水后装入岩芯夹持器。 3．打开手摇泵通向岩芯夹持器环空的开关，加环压。 4．打开平流泵电源，预热五分钟后，设置流量,测定在所设置的流量时岩芯入口端的压力，并用量杯和秒表测其出口端流量；待压力表数据趋于稳定，出口流速稳定时，记录此时的压力和流量。 5．改变流量, 重复步骤4，计算岩石渗透率。 6．实验数据记录完后，卸掉环压，关闭平流泵，取出岩样。 五、注意事项 1．在岩样装入夹持器后才能加环压，在取出岩样后，一定不能加环压，否则可能会损坏胶皮套。 2．在设置流速时，应按要求设置，不能太大，否则超出泵的量程会损害泵。
煤层气储层渗透率影响因素 摘要：煤层气作为一种新型能源，而且我国煤层气储量丰富，因此其开采利用可以很大程度上缓解我国常规天然气需求的压力。煤储层的渗透率是煤岩渗透流体能力大小的度量，它的大小直接制约着煤层气的勘探选区及煤层气的开采等问题。因此掌握煤储层渗透率的研究方法及影响因素，对于指导煤层气开采具有重要的指导意义。本文主要在前人的基础上，从裂隙系统、煤变质程度、应力及当前其他领域的技术对渗透率的研究的理论、认识及存在的问题等进行总结，对煤储层渗透率的预测有一定的理论指导意义。 Abstract: Our country is rich in the CBM which is a new resource. So the development of CBM can lighten our pressure for the requirement of conventional gas.The permeability of the coal reservoir is a measure of fluid’s osmosis permeability, restricting the exploration area and mining of CBM. Therefore, controlling the method of mining and the effect factoring has an important guiding significance for mining .This article is summarized from fracture system,the degree of coal metamorphism, stress for the theory, matters and so on of permeability’s study which is based on the achievement of others，having a great guiding significance for the permeabilityprediction.关键词：煤层气；渗透率；影响因素 1、引言 煤层气是指赋存在煤层中常常以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主并部分游离于煤孔隙中或溶解在煤层水中的烃类气体[1]。美国是最早开发煤层气并取得成功的国家，其富产煤层气的煤级主要是气、肥、焦煤，即中级煤。我国煤盆地一般都具有复杂的热演化史和构造变形史，构造样式复杂多样，煤储层物性差异较大，孔渗性偏低，富产煤层气的煤级是几个高级煤、无烟煤和贫煤[2]。因此我们不能照搬美国的理论来指导我国煤层气的生产。近十几年来，我们在实践中不断认识到这种差异，并针对我国煤层气储层的特征进行了一系列的研究，在煤储层物性方面取得了丰硕的成果，已初步形成了一套研究的理论与方法。渗透性是制约煤层气勘探选区的最重要的参数之一，有效预测煤储层渗透性对我国煤层气的勘探开发具有重要意义[3]。笔者主要从煤储层裂隙系统、煤变质程度、有效应力等方面作以阐述。
煤储层渗透率主要影响因素及其物理模型研究 金大伟 赵永军 霍凯中 （中国石油大学地球资源与信息学院 山东 东营 257061） 摘要： 在分析渗透率与地应力、埋深、裂隙、储层压力和水文地质条件等相互关系的基础上，指出影响煤储层渗透率最普遍和主要的因素是围压、裂隙和埋深等。并结合前人的研究成果，以数学关系式的方式，来研究渗透率与其主要影响因素的关系，并建立物理模型。关键词：煤储层 渗透率 影响因素 地应力 埋深 前言 煤储层系指吸附储存了一定的甲烷气体并发育有连通的孔、裂隙系统，煤层气在压降作用下能够发生流动的三维煤岩体。煤储层渗透率研究涉及到岩石力学、流体力学、计算力学和采矿工程诸多学科，与煤储层孔裂隙体系、现代构造应力场的性质和大小、煤化作用和构造演化历史、地下水活动等关系密切。近年来在地质物理模型、渗流模型、实验测试、试井分析及数值模拟等方面均取得了长足发展。 煤层渗透率的影响因素十分复杂。地质构造、应力状态、煤层埋深、煤体结构、煤岩煤质特征、煤级及天然裂隙都不同程度地影响煤层渗透率。有时是多因素综合作用的结果，有时是某一因素起主要作用。但是，在诸多因素中，影响最普遍的煤储层渗透率的主控因素是围压、埋深和裂隙等。本文结合前人的研究成果，以数学关系式的方式，来研究渗透率与其主要影响因素的关系，并建立物理模拟。 1渗透率围压的关系研究 据秦勇等的关于CH4渗透率实验：在晋城成庄矿、高平望云矿、潞安常村矿、五阳矿及沁源沁新矿井下新开拓的煤面上采集裂隙发育中等的半亮型煤大块煤样(20cm×20cm×20cm)，Ro max从1.65%至2.87%，煤类为焦煤到三号无烟煤(表1)，在室内加工成50mm×100mm 的圆柱形煤样。在有效应力不变的情况下，测量CH4的克氏渗透率(表1)，在流体(CH4)压力不变的情况下，测量不同围压下的应力渗透率。结果表明:煤岩体CH4应力渗透率随围压的增大呈指数形式降低(图1)。并由实验数据得出其数值形式为 K c＝K0e-aPc （1） 式中，K c为应力渗透率(单位：10-3μm2);K o为无应力时渗透率(单位:10-3μm2);e为自然对数;a为拟合系数;P c为围压(单位：MPa)。除潞安4号煤样相关系数只有0.73外，其余4个煤样相关系数均在0.92以上;克氏渗透率越大，其无应力时渗透率也越大;贫煤－无烟煤随围压的增大，衰减较快，焦煤－瘦煤随围压的增大，衰减相对较慢(表1)。
中国石油大学 油层物理 实验报告 实验日期： 成绩： 班级： 石工 学号： 姓名： 教师： 张丽丽 同组者： 岩石气体渗透率的测定 一、实验目的 渗透率是衡量岩心允许流体通过能力的重要指标，直接影响着油、气井的产量。渗透率可以通过达西实验来测定，但要求条件较高，因此本实验用气体来测量岩石的气体渗透率。学会使用GD-1型渗透率仪测量岩石绝对渗透率。 二、实验原理 渗透率表示多孔介质传输流体能力的大小。气体在多孔介质中流动时，由气体的一维稳定渗流达西定律可得计算气体渗透率的公式如下： 采用达西单位时： ) (22 22100p p A L Q p k g g -= μg k —气体渗透率，2m μ； A — 岩样截面积，cm 2； L —岩样长度，cm ； 0Q —大气压力下气体的流量，cm 3/s ； g μ—大气压力和试验温度条件下气体的粘度，mPa ·s ； 1p 、2p —分别为岩心上、下游压力，0.1Mpa 。 若采用国际标准单位，则气测渗透率公式为：
) (2001000100 )(1022 221002 22100p p A L Q p p p A L Q p k g g g -= ??-??= μμ 令,) (20022 2 1 0p p p C g -=μ200 0w or h Q Q =，则： A L h CQ k w or g 200= 式中 g k —气体渗透率，10-32m μ； r Q 0—孔板流量计常数， h w —孔板压差计水柱高度，mm ； C —与压差有关的综合常数； 1p 、2p —分别为岩心上、下游压力，Mpa ； 其他参数同上。 式中的C,g μ取24摄氏度时空气的粘度0.01837 mPa ·s 。可以测高、中、低渗岩心的渗透率。
岩石气体渗透率的测定 一、实验目的 1．巩固渗透率的概念，掌握气测渗透率原理； 2．掌握气体渗透率仪的流程和实验步骤。 二、实验原理 渗透率的大小表示岩石允许流体通过能力的大小。根据达西公式，气体渗透率的计算公式为： 1000 )(22 22 100?-=P P A L Q P K μ )10(33m μ- 令A L h CQ K h Q Q P P P c w or w or o 200200) (20002 22 10= = -= ，则；μ 式中 K —气体渗透率，；2310m μ- A —岩样截面积，2 cm ； L —岩样长度，cm ； 21P P 、—岩心入口及出口大气压力，0.1Mpa ； -0P 大气压力, 0.1Mpa ； μ—气体的粘度,s mPa ?； 0Q —大气压力下的流量，s cm /3；r Q 0—孔板流量计常数，s cm /3； w h —孔板压差计高度，mm ； C —与压力有关的常数； 测出C （或21P P 、）、 w h 、 r Q 0及岩样尺寸即可求出渗透率。 三、实验流程
（a）流程图 (b)控制面板 图一 GD-1型气体渗透率仪 四、实验步骤 1. 测量岩样的长度和直径，将岩样装入岩心夹持器；把换向阀指向“环压”，关闭环压放空阀，打开环压阀，缓慢打开气源阀，使环压表指针到达1.2～ 1.4MPa； 2. 低渗岩心渗透率的测定 低渗样品需要较高压力，C值由C表的刻度读取。
（1）关闭汞柱阀及中间水柱阀，打开孔板放空阀；把换向阀转向“供气”，调节减压阀，控制供气压力为0.2～0.3MPa （请勿超过0.3MPa ，否则将损坏定值器）； （2）选取数值最小的孔板，插入岩心出口端的胶皮管上，缓慢关闭孔板放空阀； （3）缓慢调节供压阀，建立适当的C 值（15～6之间最佳），同时观察孔板压差计上液面，不要使水喷出。如果在C=30时，孔板水柱高度超过200mm ，则换一个较大的孔板，直到孔板水柱在100～200mm 之间为止； （4）待孔板压差计液面稳定后，记录孔板水柱高度、值和孔板流量计常数C ； （5）调节供压阀，改变岩心两端压差，测量三个不同压差下的渗透率值； （6）调节供压阀，将C 表压力降至零；打开孔板放空阀，取下孔板；关闭气源阀，打开环压放空阀，取出岩心。 五、数据处理与计算 由岩样的几何尺寸A 、L 和测得C 、r Q 0、h w 的代入公式： A L h CQ K w or 200= 即可计算岩样的渗透率。 岩样截面积222067.5540.24 4cm D A =?= ?= π π 当C=10时，气体渗透率 )(10193.8067.5200000.50.115444.110200231m A L h CQ K w or μ-?=????== 当C=9时，气体渗透率 )(10079.8067 .5200000.50.126444.19200232m A L h CQ K w or μ-?=????== 当C=8时，气体渗透率 )(10036.8067 .5200000.50.141444.18200233m A L h CQ K w or μ-?=????== 所以，平均气体渗透率 )(10641.1103 624 .1636.1664.13233321m K K K K μ--?=?++=++=
实验二 岩石气体渗透率的测定 一．实验目的 1．巩固渗透率的概念，掌握气测渗透率原理； 2．掌握气体渗透率仪的流程和实验步骤。 二．实验原理 渗透率的大小表示岩石允许流体通过能力的大小。根据达西公式，气体渗透率的计 算公式为： 1000) (22 22100?-=P P A L Q P K μ (2 310m μ-) 令)(200022210P P P C -= μ; 200 w or h Q Q =， 则A L h CQ K w or 200= 式中：K —气测渗透率，2310m μ-； A —岩样截面积，2cm ; L —岩样长度，cm; 1P 、2P --岩心入口及出口压力0.1Mpa; 0P —大气压力, 0.1Mpa; μ—气体的粘度s mPa .; 0Q —大气压力下的流量,s cm /3; or Q —孔板流量计常数, s cm /3; w h —孔板压差计高度,mm ; C —与压力1P 有关的常数;
测出C(或1P 、2P )、w h 、or Q 及岩样尺寸即可求出渗透率。 三．实验流程 (a) 流程图 (b) 控制面板 图2-1 GD-1型气体渗透率仪
四．实验步骤 1. 测量岩样的长度和直径，将岩样装入岩心夹持器；把换向阀指向“环压”，关闭环压放空阀，打开环压阀，缓慢打开气源阀，使环压表指针到达1.2～1.4MPa； 2. 低渗岩心渗透率的测定低渗样品需要较高压力， C 值由C表的刻度读取。 ，调节减（1）关闭汞柱阀及中间水柱阀，打开孔板放空阀；把换向阀转向“供气” 压阀，控制供气压力为0.2～0.3MPa（请勿超过0.3MPa，否则将损坏定值器）； （2）选取数值最小的孔板，插入岩心出口端的胶皮管上，缓慢关闭孔板放空阀； ，同时观察孔板压差计（3）缓慢调节供压阀，建立适当的C值（15～6 之间最佳） 上液面，不要使水喷出。如果在C=30 时，孔板水柱高度超过200mm，则换一个较大的孔板，直到孔板水柱在100～200mm 之间为止； （4）待孔板压差计液面稳定后，记录孔板水柱高度、C 值和孔板流量计常数； （5）调节供压阀，改变岩心两端压差，测量三个不同压差下的渗透率值； （6）调节供压阀，将C 表压力降至零；打开孔板放空阀，取下孔板；关闭气源阀，打开环压放空阀，取出岩心。 3. 中高渗岩心渗透率的测定 如果在最大C(30)，最大孔板时，孔板水柱仍超过200mm，说明渗透率较大，应由水银或水柱压差计测量岩心两端的压差： （1）打开汞柱阀，选取一中等范围孔板，插入岩心出口端的胶皮管上，缓慢关闭孔板放空阀； （2）缓慢调节供压阀，将汞柱高度调到100～200mm 之间，相应的孔板水柱高度在100～200mm 之间。如孔板水柱高度不在100～200mm 时，则更换合适的孔板； （3）待孔板压差计液面稳定后，记录孔板水柱高度、汞柱高度和孔板流量计常 1 5
中国石油大学油层物理实验报告 实验日期： 成绩： 班级： 学号： 姓名： 教师： 同组者： 岩石气体渗透率的测定 一．实验目的 1.巩固渗透率的概念，掌握气测渗透率原理； 2.掌握气体渗透率仪的流程和实验步骤。 二．实验原理 渗透率的大小表示岩石允许流体通过能力的大小。根据达西公式，气体渗透率的计算公式为： 1000 ) (22 22 100?-= P P A L Q P K μ )10(33m μ- 令A L h CQ K h Q Q P P P c w r w r 200,200;) (20000002 22 10== -= 则μ 式中，K —气体渗透率,;1023m μ-； A —岩样截面积，2 cm ； L —岩样长度，cm ； P 1、P 2—岩心入口及出口大气压力，0.1Mpa; P o —大气压力, 0.1Mpa; μ—气体的粘度, s mPa ? ; Q o —大气压力下的流量,s cm /3；r Q 0 —孔板流量计常数，s cm /3 ； h w —孔板压差计高度，mm ； C —与压力有关的常数。 测出C （或 P 1、P 2）、h w 、 r Q 0 及岩样尺寸，即可求出渗透率。 三．实验流程
（a）流程图 (b)控制面板 图1 GD-1型气体渗透率仪 四．实验步骤 1.测量岩样的长度和直径，将岩样装入岩心夹持器，把换向阀指向环亚，关闭环压放空阀，缓慢打开气源阀，使环压表指针达1.2~1.4Mpa。 2.低渗岩心渗透率的测定 低渗样品需要较高压力，C值由C表的刻度读取。 （1）关闭汞柱阀及中间水柱阀，打开孔板放空阀，控制供气压力为0.2-0.3Mpa。
岩石渗透率 岩石渗透性的好坏，以渗透率的数值大小来表示，有绝对渗透率、有效渗透率和相对渗透率三种表示方式。 在一定压差下，岩石允许流体通过的性质称为岩石的渗透性。在一定压差下，岩石允许流体通过的能力叫岩石渗透率（k），是表征岩石本身传导液体能力的参数，是用来表示岩石渗透性的大小。物理意义是：压力梯度为1时，动力黏滞系数为l的液体在介质中的渗透速度。其大小与孔隙度、液体渗透方向上空隙的几何形状、颗粒大小以及排列方向等因素有关，而与在介质中运动的液体性质无关。 1、绝对渗透率 岩石的绝对渗透率是岩石孔隙中只有一种流体(单相)存在，流体不与岩石起任何物理和化学反应，且流体的流动符合达西直线渗滤定律时，所测得的渗透率。 2、有效渗透率（相渗透率） 多相流体在多孔介质中渗流时，其中某一相流体的渗透率叫该相流体的有效渗透率，又叫相渗透率。 相渗透率不是岩石本身的固有性质，它受岩石孔隙结构、流体性质、流体饱和度等因素的影响，因此它不是一个定值。在不同的条件下，相渗透率千变万化。为了找到它们的规律，也便于与绝对渗透率相比较，因此引入了相对渗透率的概念。 3、相对渗透率
多相流体在多孔介质中渗流时，其中某一相流体在该饱和度下的渗透率与岩石绝对渗透率的比值叫相对渗透率，是无量纲量。与有效渗透率一样,相对渗透率的大小与液体饱和度有关。同一多孔介质中不同流体在某一饱和度下的相对渗透率之和永远小于1。 相对渗透率虽然也受诸多因素的影响，但在岩石孔隙结构、流体性质一定时，它主要是流体饱和度的函数，因此通常用相对渗透率曲线来表示它。 4、相对渗透率曲线 根据测得的不同饱和度下的相对渗透率值绘制的相对渗透率与饱和度的关系曲线,称相对渗透率曲线。
文章编号:1000-2634(2001)04-0005-04 砂岩储层渗透率与压汞曲线特征参数间的关系Ξ 廖明光1,李士伦1,谈德辉2 (1.西南石油学院石油工程学院,四川南充637001;21西南石油学院成人教育学院) 摘要:通过对大量岩样毛管压力数据的分析研究发现,在双对数坐标下储层岩石毛管压力曲线呈现明显的双曲线特征,且可用双曲线的两条渐近线P d和S b及孔喉几何因子F g三个参数唯一确定,双曲线的顶点代表了非润湿相在岩石系统中完全占据能有效控制流体流动的那部分有效孔隙空间时的状态。且双曲线的位置形状参数或顶点参数决定了岩石绝对渗透率的大小。分别用位置形状参数和顶点参数成功建立了岩石绝对渗透率的估算模型,并用大量实测数据验证了估算模型的可靠性。 关键词:绝对渗透率;砂岩;储层;压汞试验;双曲线;估算模型 中图分类号:TE122.33 文献标识码:A 引 言 压汞测试一直是储层孔隙结构研究的重要手段,由此得到的毛管压力曲线表征了岩石孔喉大小和分布[1]。用毛管压力曲线或孔隙结构特征参数来估算绝对渗透率历来是许多学者的研究课题,也是搞清孔隙结构参数对绝对渗透率影响因素的不可缺少的工作。因为各方面孔隙结构特征综合起来最终体现岩石的孔隙度和绝对渗透率的大小。建立一个有效的渗透率估算模型,其根本意义不完全在于利用该模型来估算绝对渗透率的大小,而在于弄清孔隙结构特征中控制和影响流体在孔隙性岩石中流动的重要特征参数,同时也给这些参数的理论意义和应用价值带来前景。本文在双对数坐标下研究毛管压力曲线的双曲线特征及其顶点意义的基础上,用双曲线的位置形状参数及顶点有关参数建立岩样的绝对渗透率的估算模型,并用来自我国吐哈油田、辽河油田、胜利油田等地区油气田的不同层位的砂岩储层的大量压汞测试资料,分析验证了模型的可靠性。 1 毛管压力曲线的双曲线特征 在毛管压力曲线图上,毛管压力曲线的形状和位置差异无疑反映岩样中一些包括孔隙几何学特征的基本性质[2]。当把实测压汞数据的p c和S Hg绘在双对数坐标下,最佳拟合数据点的平滑曲线近似于一条双曲线。毛管压力p c与饱和度S Hg间的双曲线关系可用如下数学模型来表达: (lg p c-lg p d)(lg S Hg-lg S b)=-F g/2.303 (1)式中 S Hg—进汞压力为p c时的累计汞饱和度(连通孔隙体积百分数,%); S b—无限大压力时可能的汞饱和度(总连通孔隙体积百分数,%); p c—汞/空气系统的毛管压力,MPa; p d—汞/空气系统外推排驱压力,MPa; F g—孔喉几何因子。 毛管压力曲线的位置和形状可由式(1)中的总连通孔隙体积百分数S b、外推排驱压力p d和孔喉几何因子F g三个参数确定。曲线相对于p c和S Hg轴的位置可由双曲线的两条渐近线确定。垂直渐近线表示在无限大压力下的总进汞饱和度,或称“总连通孔隙体积百分数”;水平渐近线表示“外推排驱压力”。曲线的形状由参数F g确定,它反映了岩石样品中的孔隙喉道的分选性和连通性。毛管压力曲线平台段 第23卷 第4期 西南石油学院学报 Vol.23 No.4 2001年 8月 Journal of S outhwest Petroleum Institute Aug 2001 Ξ收稿日期:2001-01-09 基金项目:“油气藏地质及开发工程国家重点实验室”开放基金项目(PLN9730);原地矿部“沉积盆地与流体动力学开放研究实验室”开放基金项目(97005)部分研究成果。 作者简介:廖明光(1967-),男(汉族),四川绵竹人,博士,主要从事储层地质学研究和教学工作。
第三节储层岩石的渗透性 一、名词解释。 1.绝对渗透率(absolute permeability)： 2.有效渗透率(effective permeability)： 3.气体滑脱效应（gas slip effect）： 4.克氏渗透率Kg（Klinkenberg permeability）： 5.渗透性（permeability）： 6.渗透率非均质系数： 二．判断题。 1.平行于层理面的渗透率小于垂直于层理面的渗透率。（） 2.岩石比面愈大，则岩石的绝对渗透率愈小。（） 3.平均孔道半径愈小，则滑动效应愈显著。（） 4.平均压力愈大，则滑动效应愈显著。（） 5.绝对渗透率在数值上低于克氏渗透率。（） 6.同一岩石，其气测渗透率必定大于其液测渗透率。（） 7.裂缝对储集层岩的改造作用主要体现在其提高储集岩的储集能力这个方面。 （） 8.岩石的相对渗透率是没有单位的。（） 9.储层埋藏深度越大，渗透率越大。（） 10.孔隙度越大，则渗透率越大。（） 三．选择题。 1.气体滑动效应随平均孔道半径增加而，随平均流动压力增加而。 A.增强，增强 B.增强，减弱
C.减弱，增强 D.减弱，减弱 ( ) 2.岩石绝对渗透率与岩石的孔隙结构 ，与通过岩石的流体性质 。 A.有关，有关 B.有关，无关 C.无关，有关 D.无关，无关 ( ) 3.若K ,l K ,g K 为同一岩石的绝对渗透率，液测渗透率和气测渗透率，则三者关 系为 A. K ＞l K ＞g K B. l K ＞g K ＞K C. g K ＞K ＞l K D. K ＞g K ＞l K ( ) 4.岩石空隙结构的分选性愈 ，迂回度愈 ，则岩石的绝对渗透率愈低。 A.好，大 B.差，大 C.好，小 D.差，小 ( ) 5.砂岩储集岩的渗滤能力主要受__________的形状和大小控制。 A.孔隙 B. 裂隙 C.喉道 D.孔隙空间 ( ) 6.于同一种流体而言，岩石允许其通过的绝对渗透率K 与有效渗透率Ke 之间的 关系是 。 A.K=Ke B.K ＞Ke C.K ＜Ke D.不能确定 ( ) 7.岩石比面愈 ，平均孔道半径愈 ，则岩石绝对渗透率愈大。 A.大，大 B.大，小 C.小，大， D.小，小 ( )
开题报告 一、课题任务与目的 有压力差时岩石允许液体及气体通过的性质称为岩石的渗透性，渗透率是岩石渗透性的数量表示。它表征了油气通过地层岩石流向井底的能力，单位是平方米（或平方微米）。这是储层岩石最基本的宏观参数，为开发油、气田所必需。受地质条件的影响，低渗透率不仅随油层的部位而异（非均质性），而且随油田开采的进展而发生变化。这个参数主要是在实验室内用专门的仪器测试岩心取得的，并用测井和试井等间接方法进行校核。本系统设计一种岩石低渗透率测量系统，用于测量岩石中的低渗透率。原理为测量通过岩石内部的液体的流速，即测量液体流过一定的距离所用的时间，从而得到岩石的低渗透率。 本项目主要设计岩石渗透率的系统结构框架，对测量渗透率的实现测量方法进行研究，完成测量数据的采集及存储，完成测量结果的显示，完成部分实验。 任务内容： (1) 设计岩石渗透率的系统结构框架； (2) 完成测量渗透率的实现测量方法研究； (3) 完成测量数据的采集及存储； (4) 完成测量结果的显示； (5) 完成部分实验； (6 )撰写毕业设计论文，答辩。 二、调研资料情况 1、单片机调研 本系统选用ATMEL公司的AT89C51作为控制芯片，AT89C51是一种带4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。主要特性：（1）与MCS-51 兼容，（2）4K字节可编程闪烁存储器，（3）可以1000写/擦循环，（4）数据可保留10年，（5）0Hz-24Hz全静态工作，（6）三级程序存储器锁定，（7）128*8位内部RAM，（8）32可编程
第2章岩体的渗透特性 学习指导：本章讲述岩土体的渗透性，冻胀过程中土中水分的迁移与积聚，渗流方程及流网的概念，渗透变形产生的条件，坝基渗透稳定性分析，渗透变形的防治措施等内容。 重点：掌握岩土体的渗透性，渗透变形破坏的类型，渗透变形破坏的条件，动水压力的概念，临界水力坡降，渗透水力坡降的试验确定方法及坝基渗透稳定性分析等。了解冻胀过程中土中水分的迁移与积聚及渗透变形破坏的防治措施等内容。 2.1 概述 水在岩土 体孔隙中的流 动过程称为渗 透。岩土体具有 渗透的性质称 为岩土体的渗 透性。图2-1(a) 土石坝渗流的 例子，图2-1（b） 为隧洞开挖时，地下水的渗流。由水的渗透引起岩土体边坡失稳、边坡变形、地基变形、岩溶渗透塌陷等均属于岩土体的渗透稳定问题。水在孔隙介质中的渗透问题，目前的研究在试验及理论上都有一定的水平，在解决实际问题方面也能够较好地反映土在孔隙介质中的渗流的运动规律。孔隙介质中的渗流场理论，基本上描述了水在孔隙介质中的渗透特性。水在裂隙介质中的渗透，目前的研究还很不完善。由于裂隙介质的复杂性，水在裂隙介质中的渗透无论在理论上或是试验方面都存在很多问题，在解决工程实际问题方面还很不成熟。岩土体的渗透性对工程设计、施工和安全运行都有重要的影响。 本章主要介绍岩土体的渗透性的基本概念及土体渗透变形破坏的类型、渗透变形破坏产生的条件及坝基渗透稳定性分析，其它内容请参考有关书籍。 2.2 岩土体的渗透性 2.2.2 岩石的透水性 在一定的水力梯度或压力作用下，岩石能被水透过的性质，称为透水性。对孔隙介质岩体，一般认为，水在岩石中的流动，如同水在土中流动一样，也服从于线性渗流规律——达西定律，(见2-1式)。 渗透系数是表征岩石透水性的重要指标，其大小取决于岩石中空隙、裂隙的数量、规模及连通情况等，并可在室内根据达西定律测定。某些岩石的渗透系数如表2-2，由表可知，岩石的渗透性一般都很小，远小于相应岩体的透水性，新鲜致密岩石的渗透系数一般均小于10-7cm/s量级。同一种岩石，有裂隙发育时，渗透系数急剧增大，一般比新鲜岩石大4～6个数量级，甚至更大，说明空隙性对岩石透水性的影响是很大的。
第39卷第2期2017年3 月 石 油 钻 采 工 艺 OIL DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGY Vol. 39 No. 2 Mar. 2017 文章编号：1000 – 7393（2017 ） 02 – 0125 – 05 DOI:10.13639/j.odpt.2017.02.001 致密油储层岩石孔喉比与渗透率、孔隙度的关系 李伟峰1，2 刘云1 于小龙3 魏浩光4 1.延长油田股份有限公司勘探开发研究中心； 2.西北大学地质系； 3.延长石油集团研究院钻采所； 4.中国石化石油工程技术研究院 引用格式：李伟峰，刘云，于小龙，魏浩光. 致密油储层岩石孔喉比与渗透率、孔隙度的关系［J］ .石油钻采工艺，2017，39（2）：125-129. 摘要：孔喉比是致密油储层岩石最重要的微观物性之一，对储层的剩余油分布与驱替压力影响很大。利用复合毛细管模型，考虑储层岩石的孔喉比、配位数、孔隙半径和喉道半径等孔隙结构参数，建立了致密油储层岩石的微观物性与宏观物性孔隙度、渗透率之间的理论关系式。并用44组板桥地区长6油层组致密油储层岩心的恒速压汞实验数据进行拟合。结果表明：致密油储层岩石孔隙度φ主要受孔隙半径影响，喉道半径控制岩石的渗透率k，孔喉比与φ0.5/k0.25间具有确定的函数关系。利用2组渗透率接近、孔隙度差异较大的岩心驱油实验，证实φ0.5/k0.25值大的致密砂岩，水驱油阻力大。 关键词：致密油；孔喉比；孔隙度；渗透率；驱油阻力；恒速压汞实验 中图分类号：TE311 文献标识码：A Relationship of pore-throat ratio vs. permeability and porosity of tight oil reservoir rock LI Weifeng1,2, LIU Yun1, YU Xiaolong3, WEI Haoguang4 1. Exploration and Development Research Center, Yanchang Oil Field Co., Ltd., Yan’an 716000, Shaanxi, China; 2. Department of Geology, Northwest University, Xi’an 710069, Shaanxi, China; 3. Drilling and Production Department of Research Institute, Shaanxi Yanchang Petroleum (Group) Co., Ltd., Xi’an 710075, Shaanxi, China; 4. Research Institute of Petroleum Engineering, SINOPEC,Beijing 100101, China Citation: LI Weifeng, LIU Yun, YU Xiaolong, WEI Haoguang. Relationship of pore-throat ratio vs. permeability and porosity of tight oil reservoir rock［J］. Oil Drilling & Production Technology, 2017, 39(2): 125-129. Abstract: Pore-throat ratio is one of the most important microscopic physical properties of tight oil reservoir rocks and it has great effect on the remaining oil distribution and displacement pressure of reservoirs. After pore structure parameters of reservoir rocks were analyzed, such as pore-throat ratio, coordinate number, pore radius and throat radius, the theoretical relation between microscopic physi-cal properties and macroscopic physical properties (porosity and permeability) of tight oil reservoir rocks was established by using the composite capillary model. Then, constant-rate mercury injection experiment data of 44 suites of cores taken from Chang 6 oil formation in Banqiao area were used for fitting. It is indicated that the porosity (φ) and permeability (k) of tight oil reservoir rocks are controlled by pore radius and throat radius, respectively. There is a good mathematical relationship between pore-throat ratio and φ0.5/k0.25. Oil dis-placement experiment was performed on two suites of cores whose permeabilities are close and porosities are more different. It is verified that the water displacing oil resistance in tight sandstones with higher φ0.5/k0.25 is higher. Key words: tight oil; pore-throat ratio; porosity; permeability; oil displacement resistance; constant-rate mercury injection experi-ment 基金项目：国家科技重大专项“高压低渗油气藏固井完井技术”（编号：2016ZX05021-005）。 第一作者：李伟峰（1983-），毕业于西安石油大学油气田开发工程专业，西北大学在职博士研究生，主要研究方向为复杂结构井钻完井工艺及储层地质研究，工程师。通讯地址：（716000）陕西省延安市枣园路中段。E-mail： liweifeng0913@https://www.doczj.com/doc/ae6375724.html, 万方数据
第三章储层岩石的物理性质 3-0 简介 石油储集岩可能由粒散的疏松砂岩构成，也可能由非常致密坚硬的砂岩、石灰岩或白云岩构成。岩石颗粒可能与大量的各种物质结合在一起，最常见的是硅石、方解石或粘土。认识岩石的物理性质以及与烃类流体的相互关系，对于正确和评价油藏的动态是十分必要的。 岩石实验分析是确定油藏岩石性质的主要方法。岩心是从油藏条件下采集的，这会引起相应的岩心体积、孔隙度和流体饱和度的变化。有时候还会引起地层的润湿性的变化。这些变化对岩石物性的影响可能很大，也可能很小。主要取决于油层的特性和所研究物性参数，在实验方案中应考虑到这些变化。 有两大类岩心分析方法可以确定储集层岩石的物理性质。 一、常规岩心实验 1、孔隙度 2、渗透率 3、饱和度 二、特殊实验 1、上覆岩石压力， 2、毛管压力， 3、相对渗透率， 4、润湿性， 5、表面与界面张力。 上述岩石的物性参数对油藏工程计算必不可少，因为他们直接影响这烃类物质的数量和分布。而且，当与流体性质结合起来后，还可以研究某一油藏流体的流动状态。
3-1 岩石的孔隙度 岩石的孔隙度是衡量岩石孔隙储集流体（油气水）能力的重要参数。 一、孔隙度定义 岩石的孔隙体积与岩石的总体积之比。绝对孔隙度和有效孔隙度。 特征体元和孔隙度：对多孔介质进行数学描述的基础定义是孔隙度。定义多孔介质中某一点的孔隙度首先必须选取体元，这个体元不能太小，应当包括足够的有效孔隙数，又不能太大，以便能够代表介质的局部性质。 i i p U U U U M i ??=?→?)(lim )(0 φ，)(lim )(M M M M '=' →φφ 称体积△U 0为多孔介质在数学点M 处的特征体元—多孔介质的质点。这样的定义结果，使得多孔介质成为在每个点上均有孔隙度的连续函数。若这样定义的孔隙度与空间位置无关，则称这种介质对孔隙度而言是均匀介质。对于均匀介质，孔隙度的简单定义为： 绝对孔隙度：V V V V V G P a -==φ 有效孔隙度：V V V V V V n G eP --= = φ 孔隙度是标量，有线孔隙度、面孔隙度、绝对孔隙度、有效孔隙度之分。区分 U 0多孔介质孔隙度的定义 φ
中国石油大学 油层物理 实验报告 岩石气体渗透率的测定 一．实验目的 1．巩固渗透率的概念和达西定律的应用； 2．掌握气测渗透率的原理、方法及实验流程。 二．实验原理 渗透率的大小表示多孔介质（岩心）传输流体能力的大小，其单位是2m μ(或md)。 粘度为1?mPa s 的液体在0.1MPa(1绝对大气压)压力作用下，通过截面积为1cm 2，长度为 1cm 的岩心时，液体的流量为1cm 3/s 时，其渗透率为12m μ。 根据达西定律，气体在多孔介质中流动时，渗透率的计算公式为： )10(1000) (2232 22100m P P A L Q P K μμ-?-= 令200;) (200022210w or o h Q Q P P P C =-= μ，则 A L h CQ K w or 200= 式中 K —气体渗透率，10-32m μ； A —岩样截面积，cm 2； L —岩样长度，cm ； 21P P 、—岩心入口及出口压力，0.1Mpa ； 0P —大气压力，0.1Mpa ； μ—气体的粘度，?mPa s ； 0Q —大气压力下的流量，cm 3／s ； or Q —孔板流量计常数，cm 3／s ； w h —孔板压差计高度，mm ； C —与压力1P 有关的常数(其中粘度取25℃下空气的粘度，2P =200mm 水柱)。 测出C （或21P P 、）、w h 、or Q 及岩样尺寸即可求出渗透率。
三．仪器设备 （a）流程图 （b）控制面板 图3-1 GD--1型气体渗透率仪 气体渗透率仪如图所示：它主要由三部分组成：气源、岩心夹持器、控制面板。