储层岩石的物理性质
- 格式:ppt
- 大小:552.05 KB
- 文档页数:37
页岩气储层岩石物理性质董丙响;程远方;刘钰川;易新斌;杨柳;吴玲妍;王蓓【摘要】在查阅国内外文献的基础上,介绍了页岩气储层评价标准,概括了页岩矿物组成研究方法及测井响应特征,详细分析了页岩气储层岩石物理性质,给出了页岩孔隙度计算公式,提出了页岩气赋存流动新模型及运动机理,并给出了页岩脆性计算方法,将页岩划分为脆性页岩和塑性页岩,为水力压裂设计提供依据.%On the basis of studying the literatures at home and abroad,the concept and the evaluation criterion of shale gas reservoirs are introduced according to research methods of conventional reservoirs, and the petrophysical properties of shale gas reservoirs are studied deeply. The formulas to calculate the porosity of shale gas reservoirs and a new shale gas storage and movement model are presented. The method for calculating the brittleness of shale gas reservoirs is also presented, and the shale gas reservoirs are divided into brittle shale and ductile shale,which can provide the foundation for the hydraulic fracturing design of shale gas reservoirs.【期刊名称】《西安石油大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2013(028)001【总页数】5页(P25-28,36)【关键词】页岩气储层;岩石物理性质;孔隙度;脆性;水力压裂【作者】董丙响;程远方;刘钰川;易新斌;杨柳;吴玲妍;王蓓【作者单位】中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛 266580;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛 266580;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580;中国石油勘探开发研究院廊坊分院,河北廊坊 065007;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛 266580;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580;长庆油田分公司油气工艺研究院,陕西西安 710018【正文语种】中文【中图分类】TE348自1821年美国第一口页岩气井商业开采以来,页岩气开发已有190 a的历史[1].特别是近些年来由于水平井钻井技术及水平井多级压裂技术的突破,页岩气开发在北美地区取得了巨大成功.美国能源署(EIA)[2-3]数据显示,2011年美国页岩气产量达1 800×108 m3,占其天然气总产量的34%,深刻地改变了美国的能源结构.我国页岩气资源非常丰富,初步估计可采资源量约为(15 ~30)×1012 m3[4],但对页岩气的勘探开发正处于起步阶段.与常规油气藏相比,页岩气赋存状态独特,国内对页岩气储层性质研究相对较少,还无法做到对储层性质的精确评估.为加深对页岩气储层性质及气体赋存流动状态的认识,笔者在查阅国内外文献的基础上,从常规储层研究思路入手,介绍了页岩气储层评价标准,概括了页岩矿物组成及研究方法,对页岩气储层岩石物理性质进行了详细分析.1 页岩气储层评价1.1 页岩气藏基本概念非常规油气藏与常规油气藏类似,具有非常复杂的地质特征、岩石物理性质和很强的非均质性.所不同的是,非常规油气储层岩石颗粒和层理结构精细,气体储集流动特征独特:孔隙吼道尺寸分布在纳米级,有机质和黏土成分为气体吸附提供条件,且其各向异性影响力学特征和流动性质.致密气藏孔隙尺寸一般为微米级甚至更大,而页岩气藏孔隙为纳米到微米范围,二者在基质的孔隙中都有游离气存在,不同的是页岩气具有吸附特征,且与吸附表面的有机成分和黏土含量有关.Bustin[5]认为:吸附气与游离气之比反应了有机质含量、孔隙分布、矿物组成、成岩作用、岩石结构以及储藏压力与温度的关系.因此,非常规油气藏指含有吸附气成分的油气藏,包括页岩气、煤层气和天然气水合物,而把致密砂岩气藏划为常规油气藏.页岩气藏作为非常规油气藏的典型代表,具有非常规天然气藏的基本特征.1.2 页岩气储层评价标准页岩气藏开采首先要对其进行评价,充分考虑其储层性质和开采能力.储层性质主要通过储层参数来描述,通过对相关参数的分析评价储层的生产能力,制定相应的增产措施和开采方案.目前国内外对页岩气藏进行评价尚无统一标准,主要通过岩心实验、测井数据和压力测试(微压裂测试)等方法来获得页岩储层物性参数,借鉴煤层气和常规油气藏的评价方法来对页岩气藏进行评价[6-7].笔者结合美国页岩气勘探开发的成功经验和世界各大石油天然气公司对页岩气商业性开采的评价,列举页岩气储层主要评价标准,其中包括储层物性及岩石物理性质参数(表1).表1 页岩气储层评价参数Tab.1 Evaluation parameters of shale gas reservoir?2 页岩矿物组成2.1 矿物组成及测定方法页岩矿物组成非常复杂[8],主要分为石英类、碳酸盐岩类和黏土类3种,除了常见的伊利石、蒙皂石、高岭石等黏土类矿物,还混杂有石英、长石、方解石、白云石、黄铁矿、磷灰石、云母等.由于页岩矿物成分复杂,且富含有机质,对页岩矿物组成的测定非常困难.矿物组成的测定方法主要有以下几种[9]:X—射线衍射、红外光谱分析(FTIR)、通过X射线荧光分析或元素捕获设备获得基本矿物元素丰度来进行矿物重构.实验室常用色谱仪或生油岩评价分析仪来测定有机质含量,而在现场则根据测井数据进行分析. X射线衍射可用于确定主要矿物,但是在黏土含量高时测定的石英含量偏低,因此,需要将黏土成分分离出来;红外光谱分析能够弥补X射线衍射方法的不足,它不需要将黏土分离出来,但需要将有机成分分开单独进行分析.页岩矿物组成和有机质分布决定着岩石物理性质以及天然气赋存和流动性质.矿物组成影响岩石断裂能力和脆性指数;有机含量和热成熟度则对游离气和吸附气含量的分析非常重要.2.2 矿物组成对岩石物理性质的影响页岩矿物组成主要分石英、碳酸盐岩和黏土3类,其相对含量对页岩岩石物理性质(如页岩脆性、酸敏性以及流体敏感性等)影响很大,是进行水力压裂设计的基本资料.根据岩心矿物分析可以确定其脆性指数(Brit),计算方法如下:脆性指数=石英含量/(石英含量+碳酸盐岩含量+黏土含量)×100%.由上式可知,页岩脆性随石英含量增加而增大,随黏土比例上升而减小.因此,石英含量高的地层是页岩气开发的有利选区.2.3 页岩气储层测井响应特征页岩气储层识别所利用的常规测井方法有:自然伽马测井、声波时差测井、体密度测井、中子密度测井、岩性密度测井、电阻率测井、井径测井等[10].根据测井资料可以定量分析页岩储层的岩性,确定孔隙度、渗透率及饱和度等基本物性参数.分析页岩矿物组成及储层性质可得到各种测井方法的页岩气藏测井响应特征(表2). 表2 页岩气藏测井响应特征Tab.2 Logging response attribute of shale gas reservoir?3 页岩气储层岩石物理性质3.1 页岩气藏孔隙度通过岩性密度测井方法能够获取孔隙度,但是由于页岩气储层极为复杂,有机质密度低,页岩密度变化大,流体分布不均,通过密度测井很难准确求取页岩气藏孔隙度.C.H.Sondergeld[11]等提出根据页岩矿物组成来求孔隙度的方法,计算公式如下:将式(2)和式(3)代入式(1)可得页岩总孔隙度计算公式:式中:φTOC为总有机质体积分数;w TOC为有机碳质量分数;ΦT为岩石总孔隙度;ρb为地层条件下岩石密度,g/cm3;ρg为气体密度,g/cm3;S wT为含水饱和度;ρw为地层水密度,g/cm3;ρm为岩石骨架密度,g/cm3;ρTOC为有机质密度,g/cm3;ρfl为流体(水和气体)的密度,g/cm3.页岩气储层有效孔隙度可根据以下公式得到[12]:式中:ΦTClay为黏土束缚水孔隙度;φcl为黏土体积分数;ρDryCla y为干黏土密度,g/cm3;ρWetClay为湿黏土密度,g/cm3.ρDryClay和ρWetClay可由 X —射线衍射、红外光谱分析以及经典的中子密度交会图得到.3.2 页岩气储层流体储存流动特征页岩气储层基质的渗透率极低,一般小于10—7 μm2,页岩气的赋存和流动受孔隙和裂缝尺寸及连通状态的控制.页岩气的储存形式主要有3种:连通微孔隙裂缝中的游离气、有机质和泥岩黏土表面的吸附气以及固体有机质中的溶解气[13].页岩气储层非常复杂,孔隙裂缝分布在10—6~10—10 m.气体流动状态主要分为2种:在较大的连通孔隙中流动为连续流,符合达西定律;在纳米级孔隙中为非连续流动且有滑脱效应,受表面扩散作用的影响.有学者[14]将页岩气储层空隙结构划分为4级,并将流动状态分为5种类型,提出了页岩气赋存流动模型及运动机理(图1).图1 页岩气赋存和流动模型Fig.1 Model for shale gas storage and flow在低压条件下,气体滑移现象和扩散作用非常明显.室内实验[15]表明:标准状态条件下,当岩样孔隙直径为1μm时,流体主要是瞬变不稳定状态;当采用分子直径更小的气体(如氦气)时不稳定流动更容易发生.且试验使用的气体密度或浓度越小,气体渗透率的变化越大,受滑移流动和扩散作用影响更明显.吸附作用对储层渗透率影响很大,储层条件下若不考虑干酪根和黏土表面吸附的影响,渗透率将会被严重低估[16].干酪根对气体吸附得到了广泛的认可,但黏土吸附气体的研究却不是很多,国外学者基于等温吸附理论,提出了有效吸附孔隙度的概念,考虑了吸附作用对渗透率的影响.通过实验研究表明,压力越低有效吸附孔隙度越大,同时若不考虑吸附作用影响也就越低估了渗透率,相对误差可达60%.因此可以看出,若采用不完整的流动模型或不考虑扩散或吸附的影响,则会产生很大误差.3.3 页岩气储层岩石力学性质掌握页岩气储层的岩石力学性质是对储层进行压裂设计的基础,杨氏模量(E b)和泊松比(P Rb)是2个基本的岩石力学参数.通过岩心矿物分析可以对岩石力学性质进行定性描述,而根据测井资料获得岩石力学参数来分析岩石的力学性质更为普遍.国外学者[17]给出了利用多种常规测井资料计算综合弹性模量E c和泊松比P Rc的方法,该方法可以在缺少偶极子声波测井资料的情况下使用.通过杨氏模量和泊松比可以定量地表征页岩的脆性[18],其计算公式如下:式中:E c为综合测定的杨氏模量,MPa;P Rc为综合测定的泊松比.根据杨氏模量和泊松比可以将页岩划分为脆性页岩和塑性页岩(如图2)[19].脆性页岩有利于天然裂缝发育和水力压裂形成裂缝网络,脆性越强裂缝系统越复杂.塑性页岩不是气体良好的储层,其中含有的天然裂缝或水力裂缝容易闭合,但密封性很好,能将气体封闭在脆性岩层中,可以作为良好的盖层.图2 杨氏模量与泊松比交会图Fig.2 Cross plot of Possion's ratio and Yong's modulus4 结论与认识(1)页岩矿物组成非常复杂,主要分为石英类、碳酸盐岩类和黏土类3类矿物.石英含量越高岩石脆性指数越大,对储层进行压裂改造时越易形成复杂的裂缝网络,有利于开采页岩气.(2)页岩气藏孔隙类型分布广泛,储层中气体赋存流动机理非常复杂.页岩气主要以吸附气、游离气和溶解气存在,从纳米级孔隙到天然微裂缝和人工裂缝系统,气体首先由基质表面解析扩散到孔隙及微裂缝中,又以达西渗流的方式在大尺寸裂缝和水力裂缝中流向井筒.参考文献:[1] Curtis B J.Fractured shale-gas systems[J].AAPG Bulletin,2002,86(11):1921-1938.[2] EIA.Annual energy outlook 2009-with projections to 2030,DOE/EIA-0383[R].2009:221.[3]赵靖舟,方朝强,张洁,等.由北美页岩气勘探开发看我国页岩气选区评价[J].西安石油大学学报:自然科学版,2011,26(2):1-7.ZHAO Jing-zhou,FANG Chao-qiang,ZHANG Jie,et al.Evaluation of China shale gas from the exploration and development of North America shale gas[J].Journal of Xi'an Shiyou University:Natural Science Edition,2011,26(2):1-7.[4]胡文瑞,翟光明,李景明.中国非常规油气的潜力和发展[J].中国工程科学,2010,1(5):25-29.HU Wen-rui,ZHAI Guang-ming,LI Jing-ming.Potential and development of unconventional hydrocarbon resources in China[J].Engineering Science,2010,1(5):25-29.[5] Bustin M R,Bustin A,Ross D,et al.Shale gas opportunities and challenges[C]//San Antonio.Search and DiscoveryArticles#40382(2009).Adapted from oral presentation at AAPG Annual Convention.Texas:2008:20-23.[6] Bustin A M M,Bustin R M,Cui X.Importance of Fabric on Production of Gas Shale[C].SPE 114167,2008.[7]李延钧,刘欢,刘家霞,等.页岩气地质选区及资源潜力评价方法[J].西南石油大学学报:自然科学版,2011,33(2):28-34.LI Yan-jun,LIU Huan,LIU Jia-xia,et al.Geological regional slection and an evaluation method of resource potential of shale gas[J].Journal of Southwest Petroleum Institute:Science Technolog Edition,2011,33(2):28-34.[8]蒋裕强,董大忠,漆麟,等.页岩气储层的基本特征及其评价[J].天然气工业,2010,30(10):7-12.JIANG Yu-qiang,DONG Da-zhong,QI Lin,et al.Basic features and evaluation of shale gas reservoirs[J].Natural Gas Industry,2010,30(10):7-12.[9] Ballard B D.Quantitative Mineralogy of Reservoir Rocks Using Fourier Transform Infrared Spectroscopy[C].SPE 113023,2007. [10]Fertl W H,Chilingar G V.Total Organic Carbon Content DeterminedFrom Well logs[C].SPE 15812,1988.[11]Sondergeld C H,Newsham K E,Rice M C,et al.Petrophysical Considerations in Evaluating and Producing Shale Gas Resources[C].SPE 131768,2010.[12]Juhasz I.Normalized qv-the key to shaly sand evaluation using the waxman-smits equation in the absence of core data[C].Paper Z presented at the SPWLA Twenty Second Annual Logging Symposium,23-26 June,1981.[13]薛会,张金川,刘丽芳,等.天然气机理类型及其分布[J].地球科学与环境学报,2006,28(2):53-57.XUE Hui,ZHANG Jin-chuan,LIU Li-fang,et al.Distribution and mechanic classification of gas[J].Journal of Earth Sciences and Environment,2006,28(2):53-57.[14]Javadpour F.Nanopores and apparent permeability of gas flow in mudrocks(shales and siltstone)[J].Journal of Canadian Petroleum Technology,2009,48(8):16-21.[15]Ambrose R J,Hartman R C,Diaz-Campos M,et al.New Considerations for Shale Gas in Place Calculations[C].SPE 131772,2010. [16]Cui X,Bustin M M,Bustin R M.Measurements of gas permeability and diffusivity of tight reservoir rocks:different approaches and their applications[J].Geofluids,2009(9):208-223.[17]Mullen M,Roundtree R,Barree R,et al.A Composite Determination of Mechanical Rock Properties for Stimulation Design(What to Do When You Don't Have a Sonic Log)[C].SPE 108139,2007.[18]Rick Rickman,Mike Mullen,Erik Petre,et al.A Practical Use of Shale Petrophysics for Stimulation Design Optimization:All Shale Plays Are Not Clones of the Barnett Shale[C].SPE 115258,2008.[19]Bill Grieser,Jim Bray.Identification of Production Potential in Unconventional Reservoirs[C].SPE 106623,2007.。
页岩气储层岩石力学特性及井壁稳定性分析页岩气是一种非常有前景的能源资源,其储层岩石力学特性和井壁稳定性对于开发和生产页岩气十分重要。
本文将详细分析页岩气储层岩石力学特性和井壁稳定性,并探讨其影响因素和解决方法。
1. 页岩气储层岩石力学特性页岩气储层岩石具有以下几个主要的力学特性:1.1 低渗透性:由于页岩中孔隙度低、连通性差,储层渗透率低,导致气体难以流通和开采。
1.2 脆性:页岩岩石易于破裂和碎裂,在压力作用下容易萌生裂缝,但裂缝的扩展能力有限,对气体渗透性的改善作用有限。
1.3 维持力弱:页岩岩石强度较低,常常呈现脆性破裂,难以在高温高压环境下维持稳定。
1.4 孔隙结构复杂:页岩储层的孔隙结构相对于传统储层来说较复杂,主要包括纳米孔隙和裂缝孔隙,这对储层渗流特性和岩石力学性质产生影响。
2. 井壁稳定性分析井壁稳定性是指井壁在钻井和生产过程中不发生塌陷、裂缝和滑移等现象的能力。
页岩气储层的井壁稳定性主要受到以下几个因素的影响:2.1 初始地应力:页岩气储层通常位于深部地层,初始地应力较高。
高差异性地应力使得井壁容易发生塌陷和滑移。
2.2 井壁液压:钻井液和地层流体与井壁之间的相互作用会改变井壁的力学性质,进而影响井壁稳定性。
2.3 复杂的页岩岩石力学特性:页岩岩石具有复杂的力学特性,对井壁稳定性的影响也较大。
岩石破碎、断裂和固结都会导致井壁的变形和破坏。
2.4 井壁支撑能力:井壁支撑材料的选择和加固对于井壁稳定性至关重要。
针对这些影响因素,可以采取以下措施来提高页岩气储层的井壁稳定性:1. 优化钻井液:选择适当的液相比重、粘度和有效抑制剂,减小与地层的相容性差异,降低井壁液压引起的问题。
2. 加强井壁支撑:选择适当的井壁支撑材料,如钢夹心井壁、钢网井壁等,提高井壁的强度和稳定性。
3. 预防井壁塌陷:通过合理的斜井设计、优化固井技术和有效的井壁支撑材料,减少井壁塌陷的风险。
4. 精确控制钻井参数:合理控制钻井参数,如钻井液性质、钻进速度和饱和度等,减少对井壁的损害。
第一章储层岩石的物理特性油气储层为地下深处多孔岩层,因此油气地下储集空间的特征——储层多孔介质的结构、性质决定了油藏的赋存特点、油气的储存丰度与储量、油气井的产能,也决定了油藏开发的难易程度和最终效果。
研究和掌握储层物性是认识储层、评价储层、保护和改造储层的基础,是从事石油勘探、钻井、油田开发开采及提高油气采收率工作所必需掌握的基础知识。
石油与天然气储层主要为沉积岩储集层,而沉积岩又分为碎屑岩和碳酸盐岩储集层(表5—1)。
世界上主要含油气区的储集层多为碎屑岩储集层,它包括各种类型的砂岩、砾岩、砾砂岩以及泥岩。
碎屑岩储集层分布广、物性好,是主要的储层岩石。
碳酸盐岩储集层是另一类重要的油气储集层。
根据全球资料统计,以碳酸盐岩为储集层的油气储量,约占总储量的一半,油产量达到总产量的50%以上。
波斯湾盆地是世界碳酸盐岩油田分布最集中的地区,我国也发现了一批碳酸盐岩油气藏。
实践向人们展示了在碳酸盐岩中寻找油气资源的广阔前景。
本篇将以碎屑岩(砂岩)、碳酸盐岩为主要研究对象。
表5—1储层岩石的分类与实例砂岩储层是由砂粒沉积并经胶结物胶结而成的多孔介质,颗粒固体物质构成骨架,颗粒之间存在的间隙为空隙或称孔隙。
本篇研究砂岩的粒度组成、比面等骨架性质,以及孔隙性、渗透性、饱和度、压缩性、热学性质、电学性质、放射性、声学特性等各种性质。
这些性质或参数并非一成不变的,而是受钻井、开发开采作业的影响,储层敏感性(速敏、水敏、酸敏等)及其评价问题,也是本篇研究的一个内容。
第一节储层多孔介质的几何特性本章主要介绍储层岩石的颗粒粒度、孔隙性与流体饱和度等,这些都与多孔介质的几何特性有关。
§1 砂岩的构成砂岩是由性质不同、形状各异、大小不等的砂粒经胶结物胶结而成的。
储层性质主要受颗粒的大小、形状、排列方式、胶结物的成分、数量、性质以及胶结方式的影响。
地质师可以根据粒度分布参数和曲线判断沉积环境,油藏工程师可以根据粒度分布参数和曲线评价储层的优劣。
油层物理知识点总结一、油气储层的物理性质1. 储层岩石的物理性质储层岩石的物理性质是指岩石在外部作用下表现出来的物理特征,主要包括孔隙度、渗透率、孔隙结构、孔隙连通性等。
储层岩石的物理性质直接影响着岩石的储集能力和渗流性能。
孔隙度是指储层岩石中孔隙空间所占的比例,其大小直接影响着岩石的储集能力。
渗透率是指流体在岩石中运移的能力,它受孔隙度、孔隙连通性和岩石孔隙结构的影响。
孔隙结构是指储层岩石中孔隙的形态和大小分布特征,它直接影响着岩石对流体的储集和运移能力。
孔隙连通性是指储层岩石孔隙之间的互相连接程度,对于流体的渗流性能具有重要影响。
2. 储层流体的物理性质储层流体的物理性质包括油气的密度、粘度、饱和度、渗透率等。
油气的密度是指油气的质量与体积的比值,它直接影响着油气在地下的运移和驱替过程。
粘度是指液体的内摩擦力,它直接影响着油气在储层中的流动能力。
饱和度是指储层岩石中的孔隙空间中含有流体的比例,它直接影响着储层中的流体储集能力。
渗透率是指储层流体在岩石孔隙中渗流的能力,它受孔隙度、孔隙连通性和流体的物理性质的影响。
3. 储层的物理模型储层的物理模型是指将储层岩石和流体的物理性质用数学模型来描述,以便进行评价和预测储层的性质和行为。
常见的储层物理模型包括孔隙模型、细观模型、孔隙介质模型等。
这些模型可以帮助地质学家和工程师更好地理解和分析储层的物理性质,为油气田的勘探和开发提供科学依据。
二、油层物理测井技术1. 测井装备和工具油层物理测井是研究储层的物理性质和流体性质的一种技术,主要通过在井孔中使用测井装备和工具来获取储层的物理数据。
常见的测井装备和工具包括γ射线测井仪、自感应测井仪、声波测井仪、电阻率测井仪等。
这些测井装备和工具可以在井孔中获取储层的物理数据,并通过数据处理和解释来分析和评价储层的性质。
2. 测井曲线及解释测井曲线是指通过测井仪器在井孔中获取的物理数据所绘制出来的曲线,主要包括γ射线曲线、自感应曲线、声波曲线、电阻率曲线等。
(完整版)第三章储层岩⽯的物理性质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。
ii p U U U U M i ??=?→?)(lim)(0φ,)(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 GP a -==φ有效孔隙度:VV V V V V nG 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。
第一章 储层岩石的物理特性24、下图1-1为两岩样的粒度组成累积分布曲线,请画出与之对应的粒度组成分布曲线,标明坐标并对曲线加以定性分析。
Log d iWWi图1-1 两岩样的粒度组成累积分布曲线答:粒度组成分布曲线表示了各种粒径的颗粒所占的百分数,可用它来确定任一粒级在岩石中的含量。
曲线尖峰越高,说明该岩石以某一粒径颗粒为主,即岩石粒度组成越均匀;曲线尖峰越靠右,说明岩石颗粒越粗。
一般储油砂岩颗粒的大小均在1~0.01mm 之间。
粒度组成累积分布曲线也能较直观地表示出岩石粒度组成的均匀程度。
上升段直线越陡,则说明岩石越均匀。
该曲线最大的用处是可以根据曲线上的一些特征点来求得不同粒度属性的粒度参数,进而可定量描述岩石粒度组成的均匀性。
曲线A 基本成直线型,说明每种直径的颗粒相互持平,岩石颗粒分布不均匀;曲线B 上升段直线叫陡,则可看出曲线B 所代表的岩石颗粒分布较均匀。
30、孔隙度的一般变化范围是多少?常用测定孔隙度的方法有哪些?影响孔隙度大小的因素有哪些?答:1)根据我国各油气田的统计资料,实际储油气层储集岩的孔隙度范围大致为:致密砂岩孔隙度自<1%~10%;致密碳酸盐岩孔隙度自<1%~5%;中等砂岩孔隙度自10%~20%;中等碳酸盐岩孔隙度自5%~10%;好的砂岩孔隙度自20%~35%;好的碳酸盐岩孔隙度自10%~20%。
3)岩石孔隙度的测定方法有实验室内直接测定法和以各种测井方法为基础的间接测定法两类。
间接测定法影响因素多,误差较大。
实验室内通过常规岩心分析法可以较精确地测定岩心的孔隙度。
4)对于一般的碎屑岩 (如砂岩),由于它是由母岩经破碎、搬运、胶结和压实而成,因此碎屑颗粒的矿物成分、排列方式、分选程度、胶结物类型和数量以及成岩后的压实作用(即埋深)就成为影响这类岩石孔隙度的主要因素。
44、试推导含有束缚水的油藏的综合弹性系效计算式)(w w o o f C S C S C C ++=*φ其中:*C ——地层综合弹性压缩系数;fC ——岩石的压缩系效; oC ——原油压缩系效; w C ——地层水压缩系效;oS 、wiS ——分别表示含油饱和度和束缚水饱和度。
储层四性关系:包括岩性、物性、电性和含油气性
储层岩性:指反映岩石特征的一些属性,如岩性、成分、结构、构造、胶结物、交接类型及特殊矿
物等;
储层物性:指储层岩石的物理特性,如岩石骨架粒度组成和比面、骨架颗粒分选和磨圆程度、孔隙
结构和孔隙性、岩石流体饱和度以及储层的渗透率等;
储层电性:指电测曲线特征,电测曲线是测井曲线的总称,并非单一电阻率测井,主要内容一般是
曲线的形状、响应值相对大小等。
含油气性:指储层的所含流体及相应流体特性,如地层水矿化度、油流特征以及气体特征等。