渗透率、孔隙度计算公式

孔隙度渗透率关系

1 孔隙度和渗透率的定义

孔隙度是指岩石或土壤中所有孔隙体积与其总体积所占比例，通

常用百分数表示。渗透率是指液体或气体在固体介质中流动的速度和

透过介质的能力。

2 孔隙度和渗透率的关系

孔隙度和渗透率是密切相关的。孔隙度越高，介质中的孔隙越多，

液体或气体在其中流动的空间也越大，渗透率也就越高。反之，孔隙

度越低，渗透率也越低。这是因为介质中的岩石或土壤颗粒会阻碍液

体或气体的流动，同时还会引起摩擦力和阻力，从而影响渗透率。

3 孔隙度和渗透率的影响因素

孔隙度和渗透率的大小不仅与介质本身的性质有关，还和渗透液

体或气体的性质有关。介质中颗粒大小的分布、形状、排列方式以及

颗粒表面的粗糙度等因素均会影响孔隙度和渗透率的大小。同时，渗

透液体或气体的黏度、密度、酸碱度等性质也会影响渗透率。在采矿、

勘探、环境保护等领域，对介质的孔隙度和渗透率进行评估和调控，

可以提高工程或保护效果。

4 孔隙度和渗透率在地质勘探中的应用

孔隙度和渗透率在地质勘探中也具有广泛的应用。在石油勘探和

开发中，孔隙度和渗透率是评估储层含油气量和流动性的重要指标；在地下水资源调查和管理中，孔隙度和渗透率则是判定地下水水文地

质条件的重要依据。此外，孔隙度和渗透率也常用于岩石类型、成因

和演化等方面的研究。

5 小结

孔隙度是介质中的孔隙体积与总体积的比例，渗透率是液体或气

体在介质中流动的速度和透过介质的能力。孔隙度和渗透率是密切相

关的，介质中颗粒大小、排列方式和液体或气体的性质等都会影响它

们的大小。在勘探、采矿、环境保护和地下水资源调查等领域中，孔

隙度和渗透率具有重要的应用。

基于核磁共振测井的储层渗透率计算方法综述

摘要：储层渗透率是储层评价的重要参数之一，在油气勘探中发挥着重要的作用，是不可或缺的储层物性参数。页岩储层由于储集空间多样复杂，使得页岩储层评价和渗透率定量计算变得困难。而核磁共振测井突破传统测井技术，可以不受岩性影响，直接测量获得地层中的流体体积，能够较为便捷地获取储层渗透率，目前广泛应用于逐步特殊化、复杂化的储层中，成为了众多学者关注研究的焦点。本文阐述了页岩孔隙结构现状，梳理基于核磁共振计算储层渗透率的研究进展情况，归纳总结核磁共振测井计算渗透率的模型，以期为页岩油储层渗透率评价提供思路。

关键词：核磁共振测井；储层渗透率；孔隙结构

引言

近年来，我国油气安全形势日益严峻，对外依存度持续攀升，油气勘探开发领域面临着重大挑战。为此，国家多次作出大力提升油气勘探开发力度、保障国家能源安全的重要指示。这一重要指示不仅改变了当前我国各大油企的既定目标与整体方向，也将对以后数年的发展战略产生深刻的影响。中国页岩油气资源丰富，将是未来油气勘探突破和增储上产的重点。近年来我国页岩油气勘探开发取得了许多突破，尤其在地质认识上取得一些重要的进展。然而，由于页岩储层地质条件复杂，页岩油气储层甜点评价技术依然存在不足。作为储层静态特征评价参数，孔隙度、渗透率和饱和度的准确求取，有助于寻找产油气优势层位,推动页岩油气效益开发。测井技术是实现储层孔、渗、饱三参数精细计算的主要手段，能够根据储层岩石物理响应机理实现井内连续深度的储层参数计算。作为唯一可以直接探测储层流体信号的测井技术，核磁共振测井已经广泛应用到多种类型的储集层，而且在储层参数计算中取得了较好的成果。 1核磁测井原理

核磁共振是指原子核对磁场的响应。核磁共振信号大小取决于核的数量、核角动量、磁矩及所在的环境。地层所含有的所有元素中，氢核的旋磁比最大，具有很高的丰度，因此检测氢核的核磁共振信号比较容易。核磁共振测井就是利用氢核的自身磁性与外加磁场在特定条件下发生共振作用，排除了骨架的影响，能够获取孔隙流体和孔隙结构的相关特征参数，与常规测井相比，可直接提供地层孔隙度、孔隙结构、孔隙流体等信息（图1为核磁共振测井原理图）。

渗透率单位（渗透率的单位md的换算）

渗透率是指在一定压差下，岩石允许流体通过的能力，是表征土或岩石本身传导液体能力的参数。渗透率是储油（气）岩的物性基础，不论对油气运移聚集，还是油（气）田开发都是基础数据。但其数值在不同的油（气）层中差别是很大的。由几个毫达西（md)到几千个毫达西（md）不等。

渗透率单位：

其大小与孔隙度、液体渗透方向上孔隙的几何形状、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。

压力梯度为1时，动力黏滞系数为1的液体在介质中的渗透速度。量纲为L2。

渗透率单位是长度的平方，即与面积的单位相同。但我们称之为达西（D），常用的单位为毫达西（md）。

渗透率的定义

用于表示孔隙介质中流体在其孔隙中流动难易程度的量称为该介质的渗透率。孔隙介质中单相稳定流的流量，原则上可以由达西公式（H.Darcy，1856）描述：

储层岩石物理学

式中：Q是通过介质的流体流量，m3/s；μ为流体的黏度，Pa·s；A为垂直于流体运动方向的介质横截面，m2；L为流体穿过介质的厚度，m；ΔP为流体两端的压力差，Pa；K为渗透率，它具有面积量纲，m2，但是显得过大，通常以μm2作为单位，过去采用达西（D）或毫达西（mD）作为单位。因渗透率具有面积的量纲，可以将其理解为介质中孔隙通道面积的大小。多孔介质孔道面积越大，渗流越容易，渗透率越高。

当岩心全部孔隙为单相液体所充满并在岩心中流动，岩石与液体不发生化学和物理化学作用的条件下，对同一岩心，比例系数值K的大小是与液体性质无关的常数。对不同孔隙结构的岩心，K值不同。因此，在上述条件下，由式（1－22）定义的渗透率K是仅仅取决于岩石孔隙结构的参数，我们把这一系数称为岩石的绝对渗透率。

需要注意的是，达西定律是有一定的适用条件的，当渗流速度增大到一定程度之后，除产生黏滞阻力外，还会产生惯性阻力。此时流量与压差不再呈线性关系，达西定律不再适用。如已知岩石和流体的物性参数如岩石孔隙度φ、渗透率K及流体密度ρ、黏度μ，可根据卡佳霍夫提出的雷诺数Re表达式（说明：雷诺数是判断流体流动是层流或是湍流的标准），确定出一个保持线性渗流的最高渗滤速度，对于一般储层岩石和流体物性参数，其形式如下：

第一节 储集层的物性参数

储集层的基本特征是具孔隙性和渗透性，其孔隙渗透性的好坏、分布规律是控制地下油气分布状况、油气储量及产量的主要因素。

一、储集层的孔隙性

绝对孔隙度：岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样总体积的比值。是衡量岩石孔隙的发育程度。

Pt=Vp/Vt*100%

按岩石孔隙大小，有超毛细管孔隙、毛细管孔隙和微毛细管孔隙三类。

1.超毛细管孔隙：直径>0.5mm，相应裂缝宽度>0.25mm，液体在重力作用下自由流动。

2.毛细管孔隙：直径0.5～0.0002mm，裂缝宽度0.25～0.0001mm，由于毛细管力的作用，液体不能自由流动。

3. 微毛细管孔隙：直径<0.0002mm，裂缝宽度<0.0001mm，液体在非常高的剩余流体压力梯度下流动。

有效孔隙度：指彼此连通的，且在一般压力条件下，可以允许液体在其中流动的超毛细管孔隙和毛细管孔隙体积之和与岩石总体积的比值。

Pe=Ve/Vt*100%

二、渗透性

渗透性：指在一定的压差下，岩石允许流体通过其连通孔隙的性质。对于储集层而言，指在地层压力条件下，流体的流动能力。其大小遵循达西定律。

K即为岩石的渗透率，国际单位为μm2，常用单位为达西（D）。

国际单位：μ=1Pa.s △P=1Pa F=1m2 L=1m Q=1cm3/s

则：K=1μm2

常用单位：μ=1厘泊 △P=1大气压 F=1cm2 L=1cm Q=1cm3/s

则：K=1D=1000md

1D=0.987μm2

1D=987*10-6μm2

绝对渗透率：单相液体充满岩石孔隙，液体不与岩石发生任何物理化学反应，测得的渗透率称为绝对渗透率。

有效渗透率：储集层中有多相流体共存时，岩石对每一单相流体的渗透率称该相流体的有效渗透率。油气水分别用Ko、Kg、Kw表示。