第四节 储层岩石流体饱和度
第四节 储层岩石流体饱和度（1学时）
一、教学目的
掌握流体饱和度的定义，表示方法，几种常见的饱和度，饱和度的测量方法和影响因素。
二、教学重点、难点
教学重点
1、饱和度的测量及计算方法.
教学难点
1、饱和度的测量及计算方法.
三、教法说明
课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表
四、教学内容
本节主要介绍四个方面的问题：
一、 流体饱和度的定义和表示方法
二、 几种常见的饱和度
三、 饱和度的测定方法
四、 影响饱和度的因素
主要内容
1、流体饱和度的定义:
单位孔隙体积中某相流体所占的分数。常用百分数表示。
2、表示方法: P
g g P w w P o o V V S V V S V V S ===
3、几种常见的饱和度
1、原始含水饱和度(束缚水饱和度)Swi
2、原始含油饱和度Soi
3、当前油、气、水饱和度So 、 Sg 、 Sw
4、残余油饱和度Sor
5、剩余油饱和度Sor
4、饱和度的测定方法
1 、油层物理法(干溜、蒸馏、色谱、CT技术)
2 、测井法
3 、经验统计法
5、影响饱和度的因素
1、储层岩石的孔隙结构及表面性质的影响
这是影响油气饱和度的关键因素。一般来说,岩石颗粒较粗，则比面小．孔隙、喉道半径大，孔隙连通性好，孔隙内避光滑，那么渗透性好，油气排驱水阻力小，油气饱和度就高，束缚水饱和度就低。
2、油气性质的影响
油气密度不同，油气的饱和度就不同。粘度较高的油,排水动力小,油气不易进入孔隙,残余水含量高,油气饱和度就低，反之亦然。此外，油藏形成时，如油气排驱水动力大(如压力高)，即排驱能量高，排出的水多,油气饱和度就高。
五、教学后记
通过本节课的学习，绝大多数同学们掌握了流体饱和度的定义，表示方法，几种常见的饱和度，饱和度的测量方法和影响因素。六、教学参考书
1．何更生编．油层物理．石油工业出版社
2．洪世铎编．油藏物理基础．石油工业出版社
3．秦积瞬、李爱芬主编．油层物理学．石油大学出版社
4．罗挚谭编．油层物理．地质出版社
5．威廉.麦凯恩编．石油流体性质. 石油工业出版社
6．霍纳波编．油藏相对渗透率. 石油工业出版社
七、复习思考题
1、影响饱和度的因素有哪些？常用测定饱和度的方法有哪些？对于含有结晶水矿物的岩心测定其饱和度时应采用什么方法？为什
么？
2、试简述使实验室用蒸馏法测定储层流体饱和度的基本原理和数据处理方法，并画出实验仪器的流程图。
岩石流体饱和度的测定
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： 实验三 岩心流体饱和度的测定 一、 实验目的 1、 巩固和加深油、水饱和度的概念; 2、 掌握干馏仪测定岩心中油、水饱和度的原理及方法。 二、 实验原理 把含有油、水的岩样放入钢制的岩心筒内加热，通过电炉的高温将岩心中的油、水变为油、水蒸汽蒸出，通过冷凝后变为流体收集于量筒中，读出油、水体积，查原油体积校正曲线，得到校正后的油体积，计算油水饱和度： %100?= p a a V V S %100?=p w a V V S 三、 实验流程 BD-I 型饱和 度干馏仪 温度控制器 显示灯 电源 温度传感器 电炉 出水孔 进水口
四、 实验步骤 1、 将饱和油水的岩样放入干净的岩心筒内，拧紧上盖 2、 将岩心筒放入管状立式电炉中，使冷水循环，将温度传感器插杆装入温 度传感器插孔中，把干净的量身放在食品出液口下面。 3、 打开开关，设定初始温度120度 4、 当量筒中水的体积不再增加时(约20分钟)；把温度设定为300℃，继续 加热 20～30分钟，直至量筒中油的体积不再增加，关上电源开关，5分钟后关掉循环水，记录量筒中油水的体积。 5、 .从电炉中取出温度传感器及岩心筒，待稍凉一段时间后打开上盖，倒出 其中的干岩样称重并记录 为了补偿在干馏中因蒸发、结焦或裂解所导致的原油体积读值的减少，应通过原油体积校正曲线对蒸发的原油体积进行校正。 五、 数据处理 解：油的饱和度So= f W Vo ρΦ?×100%= 241.35%10085.132.0417.575.3=??% 水的饱和度Sw= f W Vw ρΦ?×100%= %179.26%10085 .132.0417.576.2=?? 六．实验总结
中国石油大学(华东)岩心流体饱和度的测定
岩心流体饱和度的测定 一、实验目的 1. 巩固和加深油、水饱和度的概念； 2. 掌握干馏仪测定岩心中油、水饱和度的原理及方法。 二、实验原理 把含有油、水的岩样放入钢岩心筒内加热，通过电炉的高温将岩心中的油、水变为油、水蒸气蒸出，通过冷凝后变为液体收集于量筒中，读出油、水体积，查原油体积校正曲线，得到校正后的油体积，求出岩样孔隙体积，计算油、水饱和度： 100%100%o o p o y V S V V m φ= ??=?， 100%100% w w p w y V S V V m φ=??=? 式中： o S —含油饱和度，%； o V —校正后的油量，mL ； φ—岩样孔隙度，小数； m —干馏后岩样的重量，g 。 w S —含水饱和度，%； w V —干馏出的水量，mL ； y γ—岩样视密度，g/cm 3； 三、实验流程
（a）控制面板（b）筒式电炉 （c）干馏仪的水循环 1—温度传感器插孔；2—岩心筒盖；3—测温管；4—岩心筒；5—岩心筒加热炉； 6—管式加热炉托架；7—冷凝水出水孔；8—冷凝水进水孔；9—冷凝器。 图1BD-型饱和度干馏仪 四、实验步骤
1.将饱和油水的岩样放入干净的岩心筒内，拧紧上盖； 2.将岩心筒放入管状立式电炉中，打开冷水循环；将温度传感器插杆装入温度传感器插孔中，把干净的量筒放在仪器出液口的下方； 3.打开电源开关，设定初始温度为120℃； 4.当量筒中水的体积不再增加时（约半小时以后），再把温度设为300℃，继续加热20～30分钟，直至量筒中油的体积不再增加，关上电源开关，5分钟后关掉循环水，记录量筒中油、水的体积； 5.从电炉中取出温度传感器及岩心筒，用水自上而下冲洗，避免水进入筒内，然后打开上盖，倒出其中的干岩样称重并记录。 为了补偿在干馏中因蒸发、结焦或裂解所导致的原油体积读值的减少，应通过原油体积校正曲线对蒸发的原油体积进行校正。 图 2油水矫正曲线 五、数据处理与计算 实验所得的数据如表1所示。 由表1可知，岩样的视密度31.85g/cm y γ=，孔隙度32%φ=，干馏后的岩样质量52.g 718m =。由以上数据求取： （1）岩样的含油饱和度o S ： 由于干馏校正后的油量 3.2mL o V =，则有：
储层岩石力学概述
储层岩石力学概述 发表时间：2019-09-11T14:30:47.063Z 来源：《基层建设》2019年第11期作者：王祥程 [导读] 摘要：岩石力学是一门边缘交叉学科，它与工程实践密切联系而得到发展。 成都理工大学能源学院 610059 摘要：岩石力学是一门边缘交叉学科，它与工程实践密切联系而得到发展。深入了解研究岩石力学的性质和相关参数对于工程上的开发具有十分重要的作用。 关键词：岩石力学；石油工程；研究方法 1. 岩石力学的概述 岩石包括组成岩石的固体骨架、孔隙、裂缝以及其中的流体，因此岩石力学往往会应用到弹性力学、塑性力学、流体力学、渗流力学等力学学科的诸多理论方法。岩石的性质几乎牵涉到所有力学分支，岩石力学的研究是各种力学理论的综合运用。不同岩石力学问题的研究，可能包括瞬时变形运动，也可能包含与地质演化时间相关的长期变形运动。 岩石力学是力学的一部分。岩石材料赋存于地下，其力学性质难于直接测试和观察，而若将其取至地面进行测试则岩石的力学性质往往发生了较大的变化，加之岩石中的流体存在于裂隙或孔隙之中，与岩石骨架相互作用，使岩石的受力情况更加复杂。 2.岩石力学的研究方法 岩石力学是一门边缘交叉学科，它与工程实践密切联系而得到发展。岩石具有特殊的固体介质力学特性，这个特殊的力学性质与它所处的环境有关，如天然岩石所处应力状态一般称为岩石的初始应力状态。在岩石受到工程活动扰动后，岩体的应力出现了变化，这时岩石所处的应力状态称为次生应力状态。此时将岩石力学和工程地质相结合进行研究是十分重要和必要的。对于节理岩体，特别需要了解岩体结构面的分布、网络特性、岩体结构类型，才能进行岩体的数值模拟和分析。 一般而言，岩石力学的研究方法可分为如下四大类： (1)地质研究方法：对岩体进行地质方面的研究始终是岩石力学研究的基础，在整个岩石工程过程中，地质性质的研究应当列在第一位。①岩石岩相、盐层特征的研究，如软弱岩体的成分、可溶盐类、含水蚀变矿物、不抗风化岩体成分以及原生结构。②岩体结构的地质特性研究，如断续结构面的几何特征、岩体力学特征、软弱面的充填物及地质特性。③赋存地质环境的研究，如地应力的成因、地下水分布与化学特征以及地质构造对环境的影响。 (2)物理力学研究方法：①岩体结构的探测，应用地球物理化学方法和技术来探查各种结构面的力学特征和化学特征。②地质环境的物理性质分析与测量，如地应力的形成机制及分布、地质环境中热力与水力存在的性状、水化学的分布特征，应用大规模地质构造层析技术、地质雷达探测技术确定岩体构造。③岩体物理力学性质的测定，如岩块力学特性的室内试验、原位岩体的力学性质测试、钻孔测试、工程变形监测、位移反分析等。主要运用的手段是基于震动的动态测试，如超声波测试、地震波测试、电磁波测试、计算机层析方法(CT)测试。这些测试利用岩体的波动特性，来研究岩体的力学特性。 (3)数学力学分析方法：岩石力学的研究，除了以上地质方法、物理力学方法的研究外，还要进行数学力学方法研究，从而构成岩石力学的理论基础，包括：①岩石本构关系的研究-对岩石进行宏观到细观甚至微观的力学特性研究。②数值分析方法。由于计算机计算性能的发展，岩石力学的数值分析方法得到了大力发展。在数值分析方法方面，由岩体连续力学发展到非连续力学，出现了离散元法(DEN)和不连续变形分析法(DDA)、流形法(BEM)、无单元法(EFM)和快速拉格朗日法(FLAC)。③多元统计和随机分析。这两种方法可以深人地研究因岩体介质的随机分布特性而造成传统方法难以解决的问题。④物理和数值模拟仿真分析。 (4)整体综合分析法：就整个工程进行多种分析的方法，并以系统工程为基础的综合分析。 3.石油工程岩石力学研究对象及特点 石油工程岩石力学所研究的，所涉及的地层深度大多在8000m范围内，研究对象主要是沉积岩层，岩石处于较高的围压、温度和孔院压力作用下其性质已完全不同于浅部地层，它可能经过脆-塑性转变成塑性，也可能由于高孔院压力的作用呈现脆性破坏。 (1)石油工程岩石力学所涉及的围压可达200MPa。非均匀的原地应力场形成了地层之间的围压，若垂向应力源于地层自重，那么应力梯度平均为0.023MPa/m，多数地区最大水平应力往往大于垂向应力，且两个水平地应力梯度的比值通常达到1.4~1.5以上。在山前构造带地区，不但地应力梯度高，最大和最小水平地应力的比值也很大。因此在研究地应力分布规律(包括数值大小及主方向)时，主要依靠水力压裂、岩石剩磁分析、地震和构造资料反演、测井资料解释等间接方法。 (2)石油工程岩石力学所涉及的温度可达250℃。一般的地温梯度是3℃/100m，高的可超过4℃/100m，具体的地温梯度往往需要实际测定。当温度超过150℃后，温度对岩石性质的影响将变得十分明显。 (3)石油工程岩石力学中所涉及到的孔隙和裂隙中的高压流体的孔隙压力可高达200MPa.一般情况下，常规的静水孔隙压力梯度为 0.00981MPa/m,但是异常高压可超过0.02MPa/m。 4.结束语 岩石力学是一门十分重要的，它涉及到了工程领域的各个行业。因此，正确理解学习岩石力学的理论知识以及探究其影响等具有十分重要的意义。 参考文献 [1]王路,徐亮,王瑞琮.岩石力学在石油工程中的应用[J].石化技术,2017, 24(3)：157-157. [2]陈勉.我国深层岩石力学研究及在石油工程中的应用[J].岩石力学与工程学报,2003,23(14)：2455-2462. [3]杨永明,鞠杨,刘红彬,etal.孔隙结构特征及其对岩石力学性能的影响[J].岩石力学与工程学报,2009,28(10)：2031-2038. [4]陈新,杨强,何满潮,etal.考虑深部岩体各向异性强度的井壁稳定分析[J].岩石力学与工程学报,2005(16)：2882-2888. [5]陈德光,田军,王治中,etal.钻井岩石力学特性预测及应用系统的开发[J].石油钻采工艺,1995,17(5)：012-16. [6]王大勋,刘洪,韩松,etal.深部岩石力学与深井钻井技术研究[J].钻采工艺,2006,29(3)：6-10. [7]阎铁.深部井眼岩石力学分析及应用[D].2001. [8]陈新,杨强,何满潮,etal.考虑深部岩体各向异性强度的井壁稳定分析[J].岩石力学与工程学报,2005(16):2882-2888.
煤储层渗透率影响因素
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。
中国石油大学(北京)《油层物理实验指导书》
油层物理实验指导书 第一节岩石孔隙度测定 第二节岩石渗透率的测定 第三节岩石比表面积的测定 第四节岩石碳酸盐含量的测定 第五节界面张力的测定 第六节岩心流体饱和度的测定 第七节液体粘度的测定 第八节地层油高压物性的测定
第一节岩石孔隙度测定 岩石的孔隙度分为有效孔隙度和绝对孔隙度。岩样有效孔隙度的测定一般是测出岩样的骨架体积或孔隙体积，再测出岩样的视体积，即可计算出岩样的有效孔隙度。 常用的孔隙度测定方法有：气体法，煤油法，加蜡法。 一、气体法 （一）实验目的 （1）掌握测定岩石孔隙度、骨架体积及岩石外表体积的原理； （2）学会使用气体法测定岩石孔隙度。 （二）实验原理 气体法孔隙度测定原理是气体玻义耳定律，其原理示意图如图1-1所示。 容器阀门样品室 图1-1 气体法孔隙度测定原理示意图 容器中气体压力为P1，样品室压力为大气压。打开阀门，容器与样品室连通。压力平衡后，整个系统的压力为P2。每次使容器中气体压力保持不变。当样品室中放置不同体积的钢块时，连通后系统的压力不同。可得到钢块体积与系统压力的关系曲线，称为标准曲线。然后将样品室中的钢块换成待测岩心。可得到连通后系统压力。根据此压力从标准曲线上可查到对应的体积，即为岩心的骨架体积。通过其它测量手段，可以测出岩心的视体积，从而求出岩心孔隙度υ。 （三）实验仪器 气体孔隙度测定仪。如图1-2所示。
图1-2 气体孔隙度仪 （四）操作步骤 （1）逆时针旋转气瓶阀门，打开气瓶开关（注意：打开气瓶开关前，除放空阀外，其它阀门均处于关闭状态。 （2）顺时针旋转减压阀开关，气瓶出口压力调至1MPa左右； （3）打开气源阀； （4）顺时针旋转调压阀，将压力调至0.3～0.4MPa； （5）打开供气阀，给容器供气，然后关闭供气阀。 （6）逆时针旋转样品室夹持器把手，取出样品室，装入一标准钢块（样品室有4 个标准钢块，厚度分别为1〃,1／2〃,3／8〃,1／8〃），将样品室装入夹持器，顺时针旋紧夹持器把手。 （7）关闭放空阀，打开样品阀，使容器与样品室连通。记录钢块体积和系统压力。 （8）打开放空阀，关闭样品阀，更换钢块。 （9）重复步骤（5）～（8），得到不同钢块体积所对应的系统压力，绘制钢块体积与系统压力关系曲线。 （10）将待测岩心放入样品室，测量所对应的系统压力P x，然后从标准曲线上查出所对应的横坐标值，即为岩心的骨架体积V x。 （11）利用游标卡尺测量岩心直径和长度，计算岩心视体积。
煤层气储层评价指标及评价方法
煤层气储层评价指标及评价方法 赵胜绪 摘要：本文在总结前人对煤层气储层评价工作的基础上，综述了煤层气储层评价参数组合及获取方法，提出了一套新的煤层气储层评价体系。主要包括以下3大类16项参数: ①煤层气储层地质参数；②煤层气储层物性参数；③煤层气储层封盖参数。进而提出了煤层气储层评价标准。又综合对比分析了目前煤层气储层评价使用的评价方法，本文采用了基于GIS的多层次模糊数学综合判别法。该方法突出了层次分析法的系统性优势，与模糊综合评判法巧妙结合，充分发挥GIS技术展示空间数据在综合评价方面的功能优势。但是该方法不可避免地又涉及到赋权问题，客观性在此表现较差。如果将熵权法的赋权优势与基于GIS的多层次模糊数学综合评价体系相结合，则可创造一种精确度、可信度更高的煤层气储层评价方法。 关键词：煤层气储层评价评价参数获取评价指标体系评价方法选择 1 前言 煤层气产业是近20年在世界上崛起的新型能源产业，我国煤层气的资源量位列世界第三,在深埋2000米以内的
煤层气预测总资源量为30万亿至35万亿立方米[1]。中国的煤炭资源和煤层气资源非常丰富，煤层气勘探开发活动空前活跃。但由于煤储层条件差异变化大，煤层作为储气层与常规天然气储层相比有许多显著的差别。要取得煤层气勘探开发的突破，必须提高煤层气勘探开发工作的决策水平，建立一套适合中国的煤层气储层评价指标体系及评价方法。因此，本文在总结前人对煤层气储层评价工作的基础上，综合分析了目前对煤层气储层评价所建立的评价指标体系及使用的评价方法，建立了一套新的煤层气储层评价指标体系，并对现有的评价方法进行分析对比，提出建设性改进建议。 2 煤层气储层评价指标体系的建立 2.1煤层气储层评价参数组合及获取方法 煤层气储层评价是一项复杂的系统工程，在整个评价过程中，需要地质工程、气藏工程、钻井工程和生产工程技术人员互相配合。在实际工作中，对煤层气储层评价参数的大部分或者全部不可能都进行深入的探索和研究，特别是在煤层气勘探开发初期，由于技术、工程手段、实验方法和仪器等方面的限制，仅能获取有限的煤层气储层评价参数。因此，如何集中有限的资金、设备和技术人员，最大限度的获取煤层气储层评价所必须的主要参数，也是我们在煤层气储层评价研究中遇到的一个难题。
岩心流体饱和度测定
中国石油大学油层物理实验报告 实验日期：2014年9月22日成绩： 班级：石工（实验）1202 学号：姓名：教师： 同组者： 岩心流体饱和度的测定 一. 实验目的 1.巩固和加深油、水饱和度的概念； 2.掌握干馏仪测定岩心中油、水饱和度的原理及方法。 二.实验原理 把岩心放入钢制的岩心筒4内，并将其放入管状立式电炉中进行加热，通过电炉高温将岩心中的油和水变为油蒸汽和水蒸气蒸出，再通过下部的冷凝管9冷凝，收集于量筒中，读出油、水的体积，计算油、水饱和度。 三. 实验流程 温度传感器 温 度 电控 炉制 器 冷入出 凝水水 管阀阀 门门出水口 水 源 流程图
四. 实验步骤 1.精确称量饱和油水岩样的质量（100~175克），将其放入干净的岩心筒内，上紧上盖； 2.将岩心筒放入管状立式电炉中，使冷水循环，将温度传感器插杆装入温度传感器插孔中，把干净的量筒放在仪器液口的下面； 3.然后打开电源开关，设定初始温度为120℃，记录不同时间蒸出的水的体积； 4.当量筒中水的体积不再增加时（约30分钟）；把温度设定为300℃，继续加热30分钟，量筒中油的体积不再增加，关上电源开关，5分钟后关掉循环水，记录量筒中油的体积读值。 5.从电炉中取出温度传感器及岩心筒，用冷水从上往下冲，待稍凉一段时间后打开上盖，倒出其中的干岩样称重并记录。 五. 数据处理 查出校正后的V o=3.80ml 。 根据公式 f W V S ρφ ?=00*100% ??=f ρφ W V S w w 100% So=3.8*1.85/43.6/0.32*100%=50.4% Sw=1.6*1.85/43.6/0.32*100%=21.2% 油水饱和度测定原始记录： 孔隙度 % 岩样视密度 f ρ(3cm g ) 干馏后岩样 w (g ) 干馏出的水量 w V (ml) 干馏出的油量 0V (ml) 校正后的油量 0V (ml) 0S w S 32 1.85 43.6 1.60 3.30 3.80 50.4 21.2 六.小结 实验的目的是为了测量岩心流体的饱和度，我们通过测量干馏出的油水的体积来估算出岩心中的油水饱和度，然而误差会比较大，因为岩石中的结晶水会析出，而原油也会裂解，所以造成误差，需要我们严格控制好温度和时间，尽量减少误差。
测井资料综合解释方法4-确定储层含油气饱和度和束缚水饱和度
5）确定储层含油气饱和度 含油气饱和度是评价储层的基本参数，通常用阿尔奇公式来计算。 n t m W W R abR S 1 ?? ????=φ 式中，a 、b ：阿尔奇关系式中的系数；m ：地层胶结指数；n ：饱和度指数；R w ：地层水电阻率；φ：储层孔隙度；R t ：地层真电阻率。 计算储层含油气饱和度时，a 、b 、m 、n 一般根据取地区经验值。R t 直接从深侧向或深感应的测井值中读取。R w 的求取有四种方法，一是直接测量地层水的水样电阻率，然后换算成地层温度下的电阻率；二是分析地层水的矿化度，用图版换算成地层温度下的电阻率；三是选取厚度大，岩性均匀的纯水层，在S w =1情况下用阿尔奇公式计算地层水电阻率，四是根据自然电位的测井原理，用自然电位曲线的异常幅度计算地层水电阻率。 另外，在确定储层含油气饱和度方面，国内外的一些测井理论专家结合不同地质特点研究了较多阿尔奇关系式的改进公式，在实际应用中取得了较好的效果。如考虑泥质影响的阿尔奇关系式的改进公式： m sh sh w m sh sh w m t w R V aR R V aR R aR Sw Φ-???? ??Φ+Φ=222 因此，选择储层含油饱和度的计算公式时，一般需要从本
地区的地质特点出发，在实际应用中优选适合于特定地区或层系的计算公式。 6）确定束缚水饱和度 束缚水饱和度是储层评价中比较重要的一个参数。目前没有一种利用常规测井资料计算束缚水饱和度的理论公式，一般通过岩心分析资料，统计性地找出束缚水饱和度与岩石的粒度中值、孔隙度及润湿性之间的经验关系，建立经验公式计算。 确定储层渗透率 ①砂泥岩地层 确定储层渗透率一般有两种方法，一是以岩心统计资料为基础的回归统计方法，二是以孔隙度和束缚水饱和度为基础的统计方法。前者通过建立渗透率与孔隙度、粒度中值、泥质含量等地质参数的经验关系计算，后者通过建立渗透率与孔隙度、束缚水饱和度的经验关系计算。其关系为： b wirr a S k K Φ= 式中，a 、b 、k 为各地区建立经验关系式的系数，一般根据实验数据确定。 ②碳酸盐岩地层 碳酸盐岩地层的储层为缝洞型储层，其渗透率可分为岩石基块渗透率K b 与裂缝渗透率K f ，储层的总渗透率表示为：K= K b + K f 。其中，基块渗透率K b 的计算方法与砂泥岩地层一致，裂
平顶山煤田煤储层物性特征与煤层气有利区预测
第32卷第2期 地球科学———中国地质大学学报 Vol.32 No.22007年3月 Earth Science —Journal of China University of G eosciences Mar. 2007 基金项目:国家自然科学基金项目(No.40572091);国家重点基础研究发展计划课题(No.2002CB211702);中国地质调查局资助项目(No. 20021010004);国家重点基础研究发展计划课题(No.2006CB202202). 作者简介:姚艳斌(1978-),男,博士研究生,从事油气及煤层气地质研究工作.E 2mail :yaoyanbin @https://www.360docs.net/doc/7e15408005.html, 平顶山煤田煤储层物性特征与煤层气有利区预测 姚艳斌1,刘大锰1,汤达祯1,唐书恒1,黄文辉1,胡宝林2,车 遥1 1.中国地质大学能源学院,北京100083 2.安徽理工大学资源和环境系,安徽淮南232000 摘要:通过对平顶山煤田采集煤样的煤质、煤岩显微组分、煤相、煤岩显微裂隙分析,低温氮比表面及孔隙结构和压汞孔隙 结构测试,研究了该区的煤层气赋存地质条件、煤层气生气地质条件和煤储层物性特征.并采用基于GIS 的多层次模糊数学评价方法计算了该区的煤层气资源量,预测了煤层气资源分布的有利区.研究结果表明,该区煤层气总资源量为786.8×108m 3,煤层气资源丰度平均为1.05×108m 3/km 2,具有很好的煤层气资源开发潜力.其中,位于煤田中部的八矿深部预测区和十矿深部预测区周边地区,煤层累计有效厚度大,煤层气资源丰度高,煤层埋深适中,同时由于该受挤压构造应力影响,煤储层孔裂隙系统发育、渗透性高,是该区煤层气勘探、开发的最有利目标区.关键词:煤层气;平顶山煤田;储层物性;有利目标区.中图分类号:P618.130.2+1 文章编号:1000-2383(2007)02-0285-06 收稿日期:2006-05-20 Coal R eservoir Physical Characteristics and Prospective Areas for CBM Exploitation in Pingdingshan Coalf ield YAO Yan 2bin 1,L IU Da 2meng 1,TAN G Da 2zhen 1,TAN G Shu 2heng 1,HUAN G Wen 2hui 1,HU Bao 2lin 2,C H E Yao 1 1.Facult y of Energ y Resources ,China Universit y of Geosciences ,Bei j ing 100083,China 2.Department of Resources and Environmental Engineering ,A nhui Universit y of Science and T echnology ,Huainan 232000,China Abstract :Based on the elemental ,maceral ,micro 2fracture ,coal facies ,liquid nitrogen adsorption/desorption and mercury injection analyses ,the coalbed methane (CBM )geological characteristics ,coal reservoir physical characteristics ,CBM re 2sources and its exploration and exploitation prospect in Pingdingshan coalfield were systematically studied.The in 2place CBM resource was calculated using the f uzzy mathematics and stacking analysis of GIS (geographic information system )method.The results show that the in 2place CBM resources and the resources abundance in Pingdingshan coalfield are about 786.8×108m 3and 1.05×108m 3/km 2respectively ,which are very favorable for CBM exploration and development.The optimum target areas in this coalfield are the deep prediction districts of No.8and No.10coal districts ,where the coal reser 2voirs have higher coal thickness and CBM resource abundance ,good burial depth ,well connected pore 2cleat systems ,and higher permeability resulting f rom the tectonic stress. K ey w ords :coalbed methane ;Pingdingshan coalfield ;coal reservoir characteristics ;prospective and target area. 平顶山煤田位于河南省平顶山市,横跨宝、叶、襄、郏4县.东起洛岗正断层,西北至韩梁矿区,东北到襄郏正断层,南至煤层露头,整个煤田的勘探矿区和预测区面积约980km 2,煤炭探明储量和预测储量共计92亿t ,煤层气资源量786.8×108m 3,资源丰度平均为1.05×108m 3/km 2,具备良好的煤层气资源潜力.同时该区也是我国煤与瓦斯突发事故严重矿区,开发利用该区的煤层气具有充分利用资源、保
油层物理最新习题 有答案 第一章
1第一章油层物理判断题 1．不均匀系数愈大，则粒度组成愈均匀。（错） 2．三种不同基准体积的比面之间的关系S p >S s >S b 。（正确） 3．三种不同孔隙度之间的关系应为 流动< 有效 < 绝对 。 4．平均压力愈大，则滑动效应愈显著。（错） 5．平均孔道半径愈小，则对滑动效应愈显著。（正确） 6．储层埋藏愈深，则孔隙度愈大。（错） 7．粒度组成分布曲线尖峰愈高，则粒度组成愈均匀。（正） 8．地层水矿化度愈高，则粘土膨胀能力愈强。（错） 9．颗粒平均直径愈大，则岩石比面愈大。（错） 10．胶结物含量愈大，则岩石比面愈大。（错） 11．粒度组成愈均匀，则岩石孔隙度愈大。（正确） 12．离心法测出的岩石孔隙度是有效孔隙度。（错） 13．饱和煤油法测出的岩石孔隙度是流动孔隙度。（错） 14．岩石比面愈大，则岩石的绝对渗透率愈小。（正确） 15．平行于层理面的渗透率小于垂直于层理面的渗透率。（错） 16．同一岩样的气测渗透率必定大于其液测渗透率。（正确） 17．分选系数愈大，则粒度组成愈均匀。（错） 18．绝对渗透率在数值上等于克氏渗透率。（正确） 19．粘土矿物中蒙脱石的膨胀能力是最强的。（正确） 20．油藏总弹性能量中流体弹性能量一定大于岩石骨架的弹性能量。（错） 2 第一章油层物理选择题 1-1 若某岩样的颗粒分布愈均匀，即意味着不均匀系数愈，或者说其分选系数愈 。 A、大，大； B、大，小； C、小，大； D、小，小 答案为D 1-2 岩石比面愈大，则岩石的平均颗粒直径愈，岩石对流体的吸附阻力愈。 A、大，大； B、大，小； C、小，大； D、小，小 答案为C 1-3 若S f 、S p 、S s 分别为以岩石的外表体积、孔隙体积、骨架体积为基准面的比 面，则三 者的关系为。 A、S f >S p >S s B、S s >S p >S f C、S p >S s >S f D、S f >S s >S p 答案为C 1-4 若 a 、 e 、 d 分别为岩石的绝对孔隙度、有效孔隙度、流动孔隙度，则三 者的关系 为。 A、 a > e > d B、 e > d > a C、 d > a > e D、 a > d > e 答案为A 1-5 饱和煤油法测得的孔隙体积为，离心法测得的孔隙体积
第四节 储层岩石流体饱和度
第四节 储层岩石流体饱和度（1学时） 一、教学目的 掌握流体饱和度的定义，表示方法，几种常见的饱和度，饱和度的测量方法和影响因素。 二、教学重点、难点 教学重点 1、饱和度的测量及计算方法. 教学难点 1、饱和度的测量及计算方法. 三、教法说明 课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表 四、教学内容 本节主要介绍四个方面的问题： 一、 流体饱和度的定义和表示方法 二、 几种常见的饱和度 三、 饱和度的测定方法 四、 影响饱和度的因素 主要内容 1、流体饱和度的定义: 单位孔隙体积中某相流体所占的分数。常用百分数表示。 2、表示方法: P g g P w w P o o V V S V V S V V S ===
3、几种常见的饱和度 1、原始含水饱和度(束缚水饱和度)Swi 2、原始含油饱和度Soi 3、当前油、气、水饱和度So 、 Sg 、 Sw 4、残余油饱和度Sor 5、剩余油饱和度Sor 4、饱和度的测定方法 1 、油层物理法(干溜、蒸馏、色谱、CT技术) 2 、测井法 3 、经验统计法 5、影响饱和度的因素
1、储层岩石的孔隙结构及表面性质的影响 这是影响油气饱和度的关键因素。一般来说,岩石颗粒较粗，则比面小．孔隙、喉道半径大，孔隙连通性好，孔隙内避光滑，那么渗透性好，油气排驱水阻力小，油气饱和度就高，束缚水饱和度就低。 2、油气性质的影响 油气密度不同，油气的饱和度就不同。粘度较高的油,排水动力小,油气不易进入孔隙,残余水含量高,油气饱和度就低，反之亦然。此外，油藏形成时，如油气排驱水动力大(如压力高)，即排驱能量高，排出的水多,油气饱和度就高。 五、教学后记 通过本节课的学习，绝大多数同学们掌握了流体饱和度的定义，表示方法，几种常见的饱和度，饱和度的测量方法和影响因素。六、教学参考书 1．何更生编．油层物理．石油工业出版社 2．洪世铎编．油藏物理基础．石油工业出版社 3．秦积瞬、李爱芬主编．油层物理学．石油大学出版社 4．罗挚谭编．油层物理．地质出版社 5．威廉.麦凯恩编．石油流体性质. 石油工业出版社 6．霍纳波编．油藏相对渗透率. 石油工业出版社 七、复习思考题 1、影响饱和度的因素有哪些？常用测定饱和度的方法有哪些？对于含有结晶水矿物的岩心测定其饱和度时应采用什么方法？为什
煤储层及其基本物理性质
第二章煤储层及其基本物理性质 煤储层是指在地层条件下储集煤层气的煤层。煤储层具有双重孔隙介质、渗透性较低、孔隙比表面积较大、吸附能力极强、储气能力大等特点。 第一节主要内容： 煤储层是由固态、气态、液态三相物质所构成。 固态物质：是煤基质 液态物质：一般是煤层中的水（有时也含有液态烃类物质） 气态物质：即煤层气 一、煤储层固态物质组成： 1、宏观煤岩组成 煤是一种有机岩类，包括三种成因类型： ①主要来源于高等植物的腐植煤 ②主要有低等生物形成的腐泥煤 ③介于前两者之间的腐植腐泥煤 （自然界中以腐植煤为主，也是煤层气赋集的主要煤储层类型） 2、显微煤岩组成 显微煤岩组成包括显微组分和矿物质。 显微组分是在光学显微镜下能够识别的煤的基本有机成分，其鉴别标志包括：颜色，突起，反射力，光学各向异性，结构，形态等。 矿物质是煤及煤储层中含有数量不等的无机成分，主要为黏土类和硫化类矿物，其次为碳酸盐类、氧化硅类矿物以颗粒状。团块状散布于煤中，常见显微条带状产出的黏土矿物。 3、煤的大分子结构 煤中有机质大分子结构基本结构单元（BSU）的骨架结构由缩合芳香体系组成，其基本化学结构为芳香环。 煤中有机质大分子结构基本结构单元的缩聚过程主要起源于三种反应机制：芳构化作用、环缩合作用和拼叠作用。 芳构化作用是指：非芳香化合物经由脱氢生成芳香化合物的作用，可通过碳数不低于六个的链烃的闭环、五圆或六圆脂环和杂环的脱氢等方式实现，是煤中有机质生气的主要机理。 环缩合作用通过单个芳香环间联结、稠环芳香分子间或分子内联结、自由基分子间重新结合等方式得以实现，是中~高级无烟煤阶段芳香体系缩聚的主要机理。 拼叠作用是指基本结构单元之间相互联结而使煤中有机质化学结构短程有序化范围（有序畴）增大的作用，与自由基反应密切相关，是高级无烟煤阶段基本结构单元增大和秩理化程度增高的主要机理。 二、煤储层液态物质组成 煤储层中液态物质包括裂隙、大孔隙中的自由水（油）及煤基质中的束缚水。 在煤化学中，将煤中水划分为三类，即外在水分、内在水分和化合水。外在
煤层气勘探开发中的煤储层评价_王生维
*本文受 国家973计划 中国煤层气成藏机制及经济开采基础研究 项目 资助。 作者简介:王生维,1956年生,博士;已发表煤储层研究论文31篇,出版专著1部。地址:(430074)湖北省武汉中国地质大学。E mail:sww ang@https://www.360docs.net/doc/7e15408005.html, 煤层气勘探开发中的煤储层评价* 王生维 段连秀 陈钟惠 张明 (中国地质大学资源学院) 王生维等.煤层气勘探开发中的煤储层评价.天然气工业,2004;24(5):82~84 摘 要 煤储层评价参数的获取可以大致分为宏观煤储层、煤岩类型、普通显微镜下测试和电镜等超显微孔隙测试四个层次。煤层气井煤心和煤储层露头的煤岩类型系统测量是获取煤储层评价参数的关键环节。建立煤储层描述参数与规范,积累系统的煤储层评价资料,以满足煤层气勘探开发的需要。煤储层评价的重点内容包括煤体几何形态与内部结构特征、煤储层顶板和底板岩石与裂隙发育特征、煤储层孔裂隙系统发育特征和煤储层渗透率、煤岩组成和煤质特征、煤的机械力学性质、煤层气的解吸特征、煤储层的可改造性,以及煤变质作用类型和煤级分带特征等。煤储层评价的基本原则包括乘积原则、加权平均原则、 木桶效应 原则、类比评价原则和综合评价原则。 主题词 煤储层 描述参数与规范 评价内容 评价原则 煤储层评价的资料基础和评价原则是科学评价煤储层的关键。目前煤层气地质工作者公认的科学评价煤储层的重要内容是煤储层的孔裂隙系统和煤储层渗透性、煤储层的机械力学性质、煤岩和煤质特征、煤层气的解吸特征等。 原有的煤田地质勘探和矿井生产规范中并没有考虑煤层气勘探开发中煤储层评价的要求。 关于煤储层评价的原则,目前比较有代表性的有两种倾向:一种是罗列煤储层的若干特性,强调若干有利方面,以此来得出肯定结论;另一种是比较重视煤储层的关键不利参数,以此来得出否定结论。 煤储层描述关键尺度的确定 煤储层岩石本身的强非均质性造成煤储层评价原始参数获取具有相当的随意性和难度。为满足煤层气勘探开发对煤储层评价的客观要求,要求评价参数尽可能量化和系统化、观测方法科学、观测重点突出。 对某一地区而言,控制煤储层内孔隙、裂隙系统特征的主导因素是煤岩成分。可以从煤层的宏观角度把握大裂隙系统的总体特征。这就为煤储层描述参数的定量或半定量表达提供了先决条件。 从我国华北、东北、华南、西北等几大煤区的煤储层描述初步实践看,建立煤储层描述参数与规范的客观条件已具备。其重点是现场描述与室内微观 描述的有机结合。煤储层矿井露头观测与描述,其描述对象是整个煤储层,描述的主要内容包括煤层内部夹矸、宏观煤岩类型、煤储层中的外生节理系统、煤储层的内生裂隙系统等,并获取代表性煤样,以便进一步在显微尺度或更小的尺度上进行对应观测。值得指出的是,由于煤岩成分的复杂性,对矿井或煤芯样品进行煤的工业分析是一种切实可行的常规测试指标。 显微观测与测试,其样品来源是矿井煤储层井下标本、露头标本、钻井煤心标本等,观测尺度是毫米级的,观测重点是煤岩组分、孔隙和部分微裂隙等。 由于煤储层中孔隙的多级性和煤岩成分的复杂性,必要时需采用其他特殊观测与测试手段加以研究,常用的如扫描电镜观测煤中的微裂隙和孔隙。如有必要还可进行更为精细观测与测试。 综合考虑煤储层描述的基本要求,结合煤储层的非均质性特征,工作量大小和可操作性,参考国内外的成功做法,将各种尺度的描述有机结合,围绕煤岩类型尺度部署各种实物工作量,对于煤储层的科学评价至关重要。 煤储层评价的主要内容 煤储层评价的内容和参数必须全面,参数要量化。煤层气地质评价的核心内容之一是对煤储层中 82 开发试采 天 然 气 工 业 2004年5月
第二节 储层岩石的孔隙度
第二节 储层岩石的孔隙性（3学时） 一、教学目的 掌握孔隙的分类、定义、 测量方法和影响因素。 二、教学重点、难点 教学重点 1、孔隙的分类和定义 教学难点 1、孔隙的分类和定义 三、教法说明 课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表 四、教学内容 本节主要介绍四个方面的问题： 一、孔隙度的定义和分类 二、孔隙度的测量 三、影响孔隙度的因素 （一）、孔隙度的定义和分类 1、孔隙度的定义 岩石的孔隙度是指岩石的孔隙体积与岩石外观体积的比值，常用百分数表示，记为φ 式中： Vr——岩石的骨架体积，米3，cm3 Vp——岩石的孔隙体积，米3，cm3 V f——岩石的视体积，米3，cm3 φ——岩石的孔隙度，% 2、孔隙度的分类 我们已知讲过，孔隙空间可以分为有效孔隙和无效孔隙，所以相应地，孔隙度也可以分为： A、绝对孔隙度，φa 绝对孔隙度是指岩石所有孔隙体积（有效+无效）与岩石视体积之比。 Vap——总孔隙体积，=V有效+V无效 V f——岩石的视体积 φa——岩石的绝对孔隙度
B、有效孔隙度 由于储油岩石孔隙的复杂性，所以在岩石孔隙中，并非所有的孔隙都是有用的，比如说函端孔隙和孔道半径很小（r<0.0001mm）的孔隙，这样的孔隙实际上对流体的流动毫无价值，所以人们将流体能在其中流动且相互连通的孔道称为有效孔隙，有效孔隙与岩石视体积的比值称为有效孔隙度。 Vep——岩石有效孔隙体积 V f——岩石的外观体积 φe——岩石的有效孔隙度 大家值得注意的是：由于流体只能在大于0.0001mm半径的孔道中流动，因此，孔道小于0.0001mm的那些孔隙也被看作是死孔隙，同样被这些微小孔道包围的大孔道当然也属于死孔隙之列。 另外，从上面的分析中我们不难看出，还应当存在一种孔隙度。 C、流动孔隙度φm Vmp——流动孔隙度 V f——岩石的外观体积 φm——流动体积 很显然，流动体积是指有效孔隙中，允许流何流动的那一部分孔道体积。它不仅排除了死孔隙，也包括束缚水占据的部分以及岩石表面吸附流体所占据的孔道部分。可见，在相互连通的孔隙中并不是全部孔道都能让流体流动。直得注意的是被吸附流体的厚度有时相当可观，可把原来流动的孔道堵住，或者使渗重能力下降，这一点在三次采油中尤为重要。 综合上述的三种孔隙度不难看出： φa>φe>φm 对于砂岩：φa≈φe>φm 泥质砂岩：φa>>φe>φm 泥岩：φa>>>φe>φm 岩石孔隙度在油田中应用极广，通常在地质储量计算中用有效孔隙度φe，在计算可采储量时要用流动孔隙度，而绝对孔隙度只有岩石学上的意义，应用很少。 利用岩石的孔隙度（有效孔隙度）还可以用来进行油层评价，一般砂岩φe=10～25% φ 评价 5～10% 差
储层岩石流体的饱和度
储层岩石流体的饱和度
储层岩石流体的饱和度 摘要:储层岩石流体的饱和度在油气田开发过程中具有十分重要的意义，例如计算地层的原始地质储量，目前地层的可开采储量，通过观测剩余油饱和度分布图来查看地层剩余油的分布等。本文主要介绍了各流体饱和度的定义，以及测饱和度的三种方法：蒸馏抽提法，常压干馏法，色谱仪法。 关键字：饱和度，蒸馏抽提法，常压干馏法，色谱仪法 1流体饱和度的定义 储层岩石孔隙中充满一种流体时，孔隙中饱含该流体，则称饱和了一种流体。当储层岩石孔隙中同时存在多种流体（原油、底层水、天然气）时，岩石孔隙被多种流体所饱和，某种流体所占的体积百分数称为该种流体的饱和度。 1.1饱和度、含水饱和度、含气饱和度 根据上述定义，储层岩石孔隙中油、水、气的饱和度可以分别表示为： o o o p b V V S V V φ == (1) w w w p b w V V S V V φ== (2) g g g p b V V S V V φ== (3) 式中：o S 、w S 、g S ——含油饱和度、含水饱和度、含气饱和度； o V 、w V 、g V ——油、水、气体在岩石孔隙中所占体积； p V 、b V ——岩石孔隙体积和岩石视体积； φ——岩石的孔隙度，小数。 根据饱和度的概念，o S 、w S 、g S 三者之间有如下关系： 1o w g S S S ++≡ (4) 当岩石中只有油、水两相，即0g S =时，o S 、w S 有如下关系： 1o w S S += (5) 1.2 原始含水饱和度——束缚水饱和度
油藏投入开发前，并非孔隙中100%含油，而是一部分孔隙被水占据。所谓原始含水饱和度(wi S )是油藏投入开发前储层岩石孔隙空间中原始含水体积wi V 和岩石孔隙体积p V 的比值，即： wi wi p V S V = (6) 大量的现场取心分析表明。即使是纯油气藏，其储层内部都会含有一定数量的不流动水，称之为束缚水。束缚水一般存在于砂粒表面、砂粒接触处角隅或微毛管孔道中。束缚水的存在与油藏的形成过程有关；在水相中沉积的砂岩层，起初孔隙中完全充满水；在原油运移、油藏形成过程中，由于毛细管作用和岩石颗粒表面对水的吸附作用，油不可能将水全部驱走，一些水残存下来，从而在油藏中形成束缚水。 不同油藏由于其岩石流体性质不同，油气运移条件有差异，束缚水饱和度的大小差别很大，一般来说在20%—50%之间。粗粒砂岩、粒状孔洞灰岩以及所有大孔隙岩石的束缚水饱和度较低，而粉砂岩、泥质岩较多的低渗砂岩的束缚水饱和度较高。油藏原始含水饱和度的名称较多，又称作共存水饱和度、残余水饱和度、束缚水饱和度、原生水饱和度，封存水饱和度、不可再降低的水饱和度、临界饱和度或平衡饱和度等。 1.3 原始含油饱和度 地层中原始状态下含油体积oi V 与岩石孔隙体积p V 之比称为原始含油饱和度： oi oi p V S V = (7) 此时，含水饱和度称为原始含水饱和度，当已知原始含水饱和度wi S 时，可得： 1oi wi S S =- (8) 原始含油饱和度主要受储层岩石的孔隙结构及表面性质的影响，通常情况下，岩石颗粒越粗，则比面越小，孔隙、吼道半径越大，相应的孔隙连通性好，渗透率高，油气排驱水阻力小，含油饱和度就越高，束缚水饱和度也就越低。 原油性质对饱和度也有影响。对于粘度较高的油，由于排水动力小，原油难以进入到孔隙中，因此残余水饱和度高，含油饱和度低。 1.4 当前油、气、水饱和度 油田开发一段时间后，地层孔隙中含油、气或水饱和度为当前含油、气或水饱和度，简称含油饱和度、含气饱和度或含水饱和度。 1.5 残余油饱和度与剩余油饱和度