2-5岩石渗透率详解

岩石中两相流体相对渗透率测定方法1 范围本文件描述了岩石中两相流体相对渗透率测定方法的基本原理、规定了测定步骤与技术要求、计算方法及计量仪器的技术指标。

本文件适用于砂岩岩样中两相流体相对渗透率的测定，其他类型多孔介质参照执行。

文件中包括稳态和非稳态两种测定相对渗透率方法，稳态法油-水相对渗透率测定适用于空气渗透率大于50mD的岩样，稳态法水-气相对渗透率测定适用于空气渗透率大于0.5mD的岩样。

非稳态法油-水相对渗透率测定适用于空气渗透率大于5mD的岩样，非稳态法气-油相对渗透率测定适用于空气渗透率大于1mD的岩样，非稳态法气-水相对渗透率测定适用于空气渗透率大于0.01mD的岩样。

2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。

其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 29172 岩心分析方法SY/T 5153 油藏岩石润湿性测定方法SY/T 6490 岩样核磁共振参数实验室测量规范3 术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。

4 油-水相对渗透率测定稳态法油-水相对渗透率测定4.1.1 原理稳态法测定油-水相对渗透率的基本理论依据是一维达西渗流理论，假设两相流体不互溶、不可压缩，并且忽略毛管压力和重力作用。

试验时在总流量不变的条件下，将油水按一定流量比例同时恒速注入岩样。

当进口、出口压力及油、水流量稳定时，岩样含水饱和度不再变化，此时油、水在岩样孔隙内的分布是均匀的，达到稳定状态，油和水的有效渗透率值是常数。

因此利用测定岩样进口、出口压力及油、水流量，由达西定律直接计算出岩样的油、水有效渗透率及相对渗透率值。

用称重法、物质平衡法或CT法计算出岩样相应的平均含水饱和度。

改变油水注入流量比例，就能够得到一系列不同含水饱和度时的油、水相对渗透率值，并由此绘制出岩样的油-水相对渗透率曲线。

第三章岩石密度、孔隙度和渗透率3.1岩石的密度密度是岩石的一种固有性质。

岩石密度是决定重力场的一个基本物理参数。

密度又对岩石的其它许多物性有着重要影响，如弹性波速度、岩石强度、导电性和孔隙度等。

岩石密度是重力法勘探和地震勘探中一个主要参数。

在地壳中由于所经历的地质作用不同，所形成的岩石，其密度也具有相应变化。

因此岩石密度不但是地球物理学研究的基本参数，也是研究地质问题的很重要信息。

3.1.1密度的有关定义有关岩石密度的术语和定义，由于测试方法的不同，在不同的文献中的表述有所不同，所定义密度概念不一样。

有一些密度定义在测量时容易实现，而且也能表示岩石密度特征。

常见的概念如下：1）真密度岩石的质量/（岩石体积-孔隙度体积），即单位体积岩石的质量，体积中不包含任何孔隙体积。

其量纲为g/cm3,T/m3。

2）真比重岩石的质量/（同体积蒸馏水的质量），即岩石质量与同等体积水质量的比值，岩石体积中不包含任何孔隙体积。

3）视密度岩石在空气中的重量/（岩石体积-孔隙体积），即单位体积岩石的重量，体积中不包含任何孔隙体积。

其量纲为g/cm3,T/m3。

4）视比重岩石在空气中的重量/同体积蒸馏水的重量（空气中干重-浸在水中的重量），即岩石重量与同等体积水重量的比值，岩石体积中不包含任何孔隙体积。

5）体密度岩石在空气中的重量/（包括全部空隙在内的体积），即单位体积岩石的重量，此时的单位体积中包含各种孔隙的体积。

6）体比重岩石在空气中重量/同体积水的重量（饱和重量-浸在水中重量），即岩石重量与同等体积水重量的比值，岩石此时的体积中包含各种孔隙的体积。

7）粒密度对于粒状结构的岩石，可用粒密度来定义，即单位体积颗粒的质量，颗粒的总质量/颗粒的总体积，如下式表示：∑==ni ii v1ρρ8）堆密度对于松散堆积物可用堆密度来定义，即岩石（或矿物）颗粒自然堆积后单位体积的质量。

3.1.2岩石密度的主要影响因素1）岩石中矿物成分岩石中矿物种类及含量是影响岩石密度的重要因素。

渗透率及其测定渗透率：英文：intrinsic permeability释文：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。

量纲为[[L2]。

是表征土或岩石本身传导液体能力的参数。

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。

渗透率（k）用来表示渗透性的大小。

在一定压差下,岩石允许流体通过的性质称为渗透性；在一定压差下，岩石允许流体通过的能力叫渗透率。

分类：油藏空气渗透率/(m D) 气藏空气渗透率/(m D)特高≥1 000 ≥500高≥500～＜1 000 ≥100～＜500中≥50～＜500 ≥10～＜100低≥5～＜50 ≥1.0～＜10特低＜5 ＜1.0绝对渗透率用空气测定的介质渗透率叫绝对渗透率，也叫空气渗透率。

它反映介质的物理性质。

有效渗透率（相渗透率）英文：Effective permeability释文：在非饱和水流运动条件下的多孔介质的渗透率。

多相流体在多孔介质中渗流时，其中某一项流体的渗透率叫该项流体的有效渗透率，又叫相渗透率。

相对渗透率多相流体在多孔介质中渗流时，其中某一项流体的相渗透率与该介质的绝对渗透率的比值叫相对渗透率，用百分数表示。

孔隙渗透率是单根孔隙的渗透率,地层渗透率是孔隙渗透率折算到整个地层截面积之上的渗透率。

孔隙渗透率通常很大,但地层渗透率却不大。

地层渗透率是岩石孔隙特性的综合反映。

孔隙半径、孔隙密度和孔喉比对地层渗透率均产生影响。

孔喉比对渗透率的影响很大,喉道大小是制约渗透率的重要因素。

压汞仪是测定岩心孔径分布及计算渗透率等参数最便捷有效的工具。

从压汞仪软件上可以直接得到以下数据：•累积孔体积－压力或孔直径曲线•累积比表面积－压力或孔直径曲线•微分的孔体积－压力或孔直径曲线•孔分数－压力或孔直径：孔径分布图•颗粒大小分布（MS和SS理论）•孔曲率•渗透率•孔喉比•分形维数（表面粗糙度的指标）还可以计算得出以下孔隙结构特征参数：为了对不同类型的岩心的孔隙结构进行定量分析，根据恒速压汞实验结果，结合国内外近十年来恒速压汞的应用成果，我们对相关孔隙结构特征参数的定义如下。

某些岩石的渗透系数值2 渗透率2.1渗透率的定义渗透率:压力差为1pa 时,动力黏滞系数为lpa.s 的渗流液体，渗流通过面积为12m 长度为1m 的多孔介质，体积流量为13m 时，多孔介质的渗透率定义为12m 。

实际中采用2m μ为实用单位。

定义式为=10QL k A p μ∆，其中，各参量与以上的参量相同 2.2渗透率的物理意义及影响因素渗透率是表征土或岩石本身传导液体能力的参数，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。

渗透率（k ）用来表示渗透性的大小。

2.3渗透率的评价渗透率的评价级别平方微米（2m μ） 评价 1>1.0 渗透性极好 20.1—1.0 渗透性好 30.01—0.1 渗透性一般 4 0.001—0.1渗透性差5 测定步骤5．1 试件描述试件干燥前，核对岩石名称和岩样编号，对试件颜色、颗粒、层理、节理、裂隙、风化程度、含水状态以及加工过程中出现的问题等进行描述，并填入附录B。

5．2 测量试件尺寸对试件描述后，应核对编号，并测量尺寸。

在其高度方向的中部两个相互垂直的方向上测量直径，在过端面中心的两个相互垂直的方向上测量高度，将其平均值以及试件编号和试件轴线与层理方向的关系(⊥，//)，填入附录B。

5．3 压力选择5．3．1 入口端渗透气体压力视试件致密程度进行调节，一般为0．06～0．09MPa。

5．3．2 围压一般为0．4～0．5MPa。

5．4 皂膜流量计选择视试件渗透率的大小选用不同直径的皂膜流量计。

预计渗透率大的可选较大直径的皂膜流量计。

5．5 测定系统检验每次测定前用直径25mm、高径比1：1的实心钢柱代替试件，按图1装入试件夹持器，检验测定系统，测定系统如图2。

开动空气压缩机，顺序加围压和渗透压力至选定值，保持5min不漏气，确认系统完好。

图1 试件夹持器示意图1—上端盖；2、7—压片；3—橡胶套；4—夹持器外壳；5—试件(或钢柱)；6—下端盖；8—钢柱图2 渗透率测定系统示意图3 渗透系数与渗透率的区别与联系渗透系数和渗透率是两个完全不同的概念。

油层物理实验报告目录实验一岩石孔隙度的测定 (3)实验二岩石比面的测定 (6)实验三岩心流体饱和度的测定 (9)实验四岩石碳酸盐含量的测定 (12)实验五岩石气体渗透率的测定 (14)实验六压汞毛管力曲线测定 (17)实验一岩石孔隙度的测定一．实验目的1．巩固岩石孔隙度的概念，掌握其测定原理；2．掌握测量岩石孔隙度的流程和操作步骤。

二．实验原理根据玻义尔-马略特定律，在恒定温度下，岩心室体积一定，放入岩心室岩样的固相(颗粒)体积越小，则岩心室中气体所占体积越大，与标准室连通后，平衡压力越低；反之，当放入岩心室内的岩样固相体积越大，平衡压力越高。

绘制标准块的体积（固相体积）与平衡压力的标准曲线，测定待测岩样平衡压力，据标准曲线反求岩样固相体积。

按下式计算岩样孔隙度：式中，Φ－孔隙度，％； Vs－岩样固相体积，cm3；Vf－岩样外表体积，cm3。

三.实验流程与设备（a）流程图（b）控制面板图1 QKY-Ⅱ型气体孔隙度仪仪器由下列不见组成：①气源阀：供给孔隙度仪调节低于10kpa的气体，当供气阀开启时，调节器通过常泄，使压力保持恒定。

②调节阀：将10kpa的气体压力准确的调节到指定压力（小于10kpa）。

③供气阀：连接经调节阀调压后的气体到标准室和压力传感器。

④压力传感器：测量体系中气体压力，用来指示准确标准室的压力，并指示体系的平衡压力。

⑤样品阀：能使标准室内的气体连接到岩心室。

⑥放空阀：使岩心室中的初始压力为大气压，也可使平衡后岩心室与标准室的气体放入大气。

四．实验步骤1．用游标卡尺测量各个钢圆盘和岩样的直径与长度（为了便于区分，将钢圆盘从小到大编号为1、2、3、4），并记录在数据表中；2．将2号钢圆盘装入岩心杯，并把岩心杯放入夹持器中，顺时针转动T形转柄，使之密封。

打开样品阀及放空阀，确保岩心室气体为大气压；3．关样品阀及放空阀，开气源阀和供气阀。

调节调压阀，将标准室气体压力调至某一值，如560kPa。

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。