油层物理26储层岩石渗透率的测定与计算

严谨治学见贤思齐授课章节第二章第六节授课方式理论课 实践课□理实课□其他□授课时间第8周第1,2节授课内容储层岩石渗透率的测定和计算计划课时2课时教学目标与要求知识目标：①掌握水平渗透率、垂直渗透率和径向渗透率的概念及测定方法；②掌握渗透率的计算方法；能力目标：能够区分三个不同方向的渗透率。

素质目标：能够掌握参数计算的基本技能。

教学重点与难点重点：水平渗透率、垂直渗透率和径向渗透率的概念及测定方法及渗透率的计算方法。

难点：水平渗透率、垂直渗透率和径向渗透率的概念及测定方法。

处理方法：利用多媒体展示一些关于油层物理的图片。

教学资源教材、教案、PPT、参考书教学过程主题/任务/活动教学方法/教具时间分配导课讨论/PPT 5’室内测定岩石的渗透率讲授/PPT 35’渗透率的计算方法讲授/PPT 35’总结讨论15’作业/技能训练P116—10；P116—13 教学评估教学设计导课：通过回顾岩石渗透率的定义及性质引出本堂课的内容一、室内测定岩石的渗透率1.常规小岩心渗透率的测定前面对这部分内容已经讲过，在这用提问的方法或者讨论的方法回顾一下这部分内容，同时导出全直径岩心渗透率的测定2.全直径岩心渗透率的测定首先介绍全直径岩心渗透率是对非均质地层来讲的，然后说明对于全直径岩心可以分别测定出同一岩样的水平渗透率、垂向渗透率和径向渗透率。

1）水平渗透率的测定（结合a图讲解原理）2）垂向渗透率的测定（结合b图讲解原理）3）径向渗透率的测定（结合下图讲解原理）四、平均渗透率的计算方法首先解释为什么要算平均渗透率，然后导出下面的计算方法。

1. 算术平均 2. 加权平均3. 其他计算平均渗透率的方法4. 补充方法：利用等效渗流阻力原理计算平均渗透率 五、总结重点：水平渗透率、垂直渗透率和径向渗透率的概念及测定方法及渗透率的计算方法二、应用测井资料估算岩石渗透率 三、按孔隙度和孔道半径计算岩石的渗透率这两部分内容重点讲清楚在什么情况下需要用到这两种方法来测渗透率，不用详细导公式课后小 结。

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：3222122100(10)()o o P Q LK m A P P μμ-=⨯-令22122000()oP C P P μ=-，200or w Q h Q o =，则： 200or w CQ h LK A=式中：g k —气体渗透率，2m μ;A —岩样截面积，2cmL —岩样长度，cm ;12,P P —岩心入口及出口压力，0.1MPa ； 0 P —大气压力，0.1MPa ;μ—气体的粘度0Q —大气压力下气体的流量,2/cm s ; or Q —孔板流量计常数，3/cm s w h —孔板压差计高度，mm;C —与压力1P 有关的常数；三、实验流程图1 测试流程图四、实验操作步骤1.测量岩样的长度和直径，将岩样装入岩心夹持器，把转向阀指向环压，关闭放空阀，缓慢打开气源阀，使环压表指针到达1.2-1.4MPa;2.低渗透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0.2MPa ；（2）选取数值最大的孔板，插入岩心出口端的胶皮管上。

（3）缓慢调节供压阀，建立适当的C 值（15-6最佳），缓慢关闭孔板放空阀，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100-200 mm 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。

中国石油大学油层物理实验报告实验日期： 2013.11.08 成绩：班级： 石工11-05 学号： 11021217 姓名： 曹士文 教师： 张丽丽 同组者：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：100)(22221⨯-=P P A LQ P K o o)10(23m μ-令 )(20002221P P P C o -=μ；200w or o h Q Q =，则A Lh CQ K w or 200=式中 K －气体渗透率，mD ； A －岩样截面积，㎝²； L －岩样长度，cm; P 1、P 2－岩心入口及出口压力，0.1MPa ； P 0－大气压力，0.1MPa ； μ－气体的粘度，mPa •s;Q 0－大气压力下的流量，㎝³／s; Q or －孔板流量计常数，㎝³／s; hw －孔板压差计高度，mm; C －与压力P 1有关的常数； 测出C （或P 1、P 2）、hw 、Q or －及岩样尺寸即可求出渗透率。

三.实验流程四.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，把转向阀指向环压，关闭放空阀，缓慢打开气源阀，使环压表指针到达1.2-1.4MPa;2.低渗透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0.2-0.3 MPa ；（2）选取数值最大的孔板，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100-200 mm 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。

实验二岩石渗透率的测定岩石渗透率是矿业勘探、岩土工程等领域中一个重要的指标，它用以描述岩石介质的渗流性能。

岩石渗透率的高低直接关系到地下水资源的分布和开采、石油、天然气等矿产资源的勘探和开采以及岩土工程的设计和施工等方面。

本实验通过风压法测量岩石渗透率。

实验使用的装置为恒压水源、岩石样品、U型玻璃管、风机以及压力表等设备。

实验步骤如下：1.选取样品并打磨平整：首先，选取均质、无裂缝、无孔洞的岩石样品，并在砂纸上打磨至样品表面平整。

2.制备样品：将打磨好的岩石样品置于密封容器内，用真空泵去除容器内空气，使岩石样品内部充满水。

待压力稳定后记录压强。

3.实验测量：将玻璃管装配在示波器上，并在U型玻璃管过滤器中加入适量压紧处理过的物理风干样品，将铵盐溶液定量加入恒压水源中。

4.记录数据：当水流经物理风干样品时，压力表记录下生命流经样品前后的压力差。

根据Darcy定律，计算出样品的渗透系数。

实验要点：1.根据实验需要选择适当的岩石样品，避免选择表面不平整、具有微观裂隙或孔洞的样品。

2.首先将岩石样品用真空泵泵出空气后放入密封容器中，再注入水以充满样品内部，可以保证实验的结果准确性。

3.在实验过程中要注意水流的流向和速度，确保实验数据的准确性。

4.实验结果应进行多次试验取平均值，以提高实验数据的稳定性。

总的来说，本实验通过使用风压法测量岩石渗透率，可以有效地获得岩石的渗透性能，为后续的岩土工程设计和实验提供重要的参考数据。

在实验过程中需要注意各种细节问题，并注意实验数据的错误来源，以确保实验结果的准确性。

岩石渗透率测定方法岩石渗透率是指岩石内部流体（如水、油气）通过岩石孔隙或缝隙的能力，是评价岩石储层质量的重要指标之一。

下面将介绍常见的岩石渗透率测定方法。

1. 压汞法压汞法是一种常用的岩石渗透率测定方法。

该方法利用汞的表面张力测定孔隙体积和岩石渗透率。

首先将样品置于一个容器中，然后通过双向压力装置使汞进入样品孔隙中，测得样品体积和样品渗透率。

该方法的优点是测量精度高，适用于多种岩石类型。

2. 油水置换法油水置换法是通过测量岩石中水溶液被油置换的速度来确定渗透率。

首先将样品置于一个装有水的容器中，然后在容器的上方加入一层油。

通过渗流计测量岩石中水的置换速度，进而得到渗透率。

这种方法的优点是操作简单，适用于低渗透率的岩石。

3. 封闭式测压法封闭式测压法是利用孔隙压力的变化来确定岩石渗透率的方法。

首先将样品置于一个封闭装置中，然后通过向装置中加压，观测孔隙压力随时间的变化。

利用Darcy定律和经验公式，可以计算出岩石的渗透率。

这种方法需要较长的测试时间，但适用于多种岩石类型。

4. 稳态渗流法稳态渗流法是通过稳态流动的条件来测定岩石渗透率的方法。

首先将样品置于一个测压装置中，施加一定的压力差，然后通过测量单位时间内通过岩石的流体量和有效渗流面积，计算出岩石的渗透率。

这种方法操作简单，适用于高渗透率的岩石。

5. 动态压力法动态压力法是通过测量岩石孔隙中渗透流体的动态压力来确定渗透率的方法。

首先将样品置于一个流动装置中，通过施加一定的流速，测量进口和出口处的压力差。

通过Darcy定律和经验公式，可以计算出岩石的渗透率。

该方法适用于特殊形态的岩石。

除了上述方法外，还有一些辅助方法可用于确定岩石渗透率，如压缩气体法、核磁共振法和CT扫描法等。

这些方法对于不同类型的岩石和不同的实验条件有着不同的适用性。

在实际应用中，通常需要结合多种方法进行岩石渗透率的测定，以得到更准确的结果。

综上所述，岩石渗透率的测定方法有很多种，每种方法都有其优缺点。

中国石油大学油层物理实验报告实验日期：2012/11/25成绩：班级：应用物理10-5班学号：姓名：教师：张老师 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)(2222100⨯-=P P A L Q P K μ)10(33m μ-令ALh CQ K h Q Q P P P c w or w or o 200200)(200022210==-=，则；μ 式中 K —气体渗透率，；2310m μ- A —岩样截面积，2cm ；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 Q0—孔板流量计常数，s cm /3；wh —孔板压差计高度，mm ； C —与压力有关的常数；测出C （或21P P 、）、wh 、rQ 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。

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：LPA KQ μΔ= 由达西公式可知：Q LK A Pμ=Δ （3-1） 式中 K──岩样的绝对渗透率，2m μ； A──岩样的截面积，2cm ； 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。

六、实验数据记录及处理将实验记录数据及计算结果填于表3-1中。

表3-1 岩石渗透率测定数据记录表七、思考题1．测定岩样渗透率时环压要用多大合适?2．液体测定岩样渗透率时，有那些因素会影响到测定结果?3. 用液体测定岩样渗透率时，要满足哪些实验条件?。

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实验二 岩石渗透率的测定
一、实验原理
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测得气体渗透率公式为：
1
2
22110)
(2-⨯--
=p p A L p Q K o o a μ Kg ——气测渗透率，2m μ；
Q 0——绝对大气压时岩样出口端气体体积流量，cm 3／s ； L ——岩样长度，cm ；
A ——岩样横截面积，cm 2； P a ——大气压，Mpa ；
P 1——岩样进口端压力，Mpa ；
P 2——岩样出口端压力(大气压力)，Mpa ；
μ——实验温度和大气压下的氮气粘度，mPa ·s ；
按公式，岩心几何尺寸用游标卡尺直接测量，利用气测渗透率仪测量岩样进口端压力P 1，P 2本实验为大气压力（0.101Mpa ）。

透过气测渗滤仪流量计测量岩心出口端气体体积流量Q 0，为了满足应用Q 0~∆P L ⁄关系曲线直线线段数据代入公式计算Kg ，考虑滑脱效应的影响，再据K g ~1/P 直线外推到纵坐标的截距即求的克氏渗透率（等值液体渗透率）。

二、计算结果数据记录表
三、拟和出Kg~1/P 直线
直线方程为：y =0.0002x +0.0015
四、等值液体渗透率
当x=0 时，y=0.0015
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