岩石流体饱和度的测定
岩样流体饱和度测定
中国石油大学油层物理实验报告实验日期： 2012/12/20 成绩：班级： 资源09-5班 学号： 09011508 姓名： 王旭辉 教师： 张丽丽 同组者： 卢宁宁 刘光泽 程鑫 刘敬寿 马冰山 张世淼 郎超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⨯=p o o V V S %100⨯=pw w V VS 三.实验流程四.实验步骤1.精确称量饱和油水岩样的质量（100～175g ）,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出液口的下面；3.然后打开电源开关，设定初始温度为120℃，当量筒中水的体积不再增加时（约30min ），把温度设定为300℃，继续加热30min 左右，直至量筒中液体体积不再增加，关上电源，5min 后关掉循环水，记录水的体积V w 和油的体积V o 。
4.从电炉中取出温度传感器及岩心筒，冷水冷却，稍微凉后打开上盖，倒出其中的干岩样，称重并记录W 。
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.数据处理与计算按以下公式计算岩心油水饱和度：%100⨯⨯=fo o m V S ρφ%100⨯⨯=f w w m VS ρφ其中，S o —含油饱和度，%；S w —含水饱和度，%；V o —校正后的油量，ml ；V w —干馏出的水量，ml ； φ—岩样孔隙度，小数；ρf —岩样视密度，g/cm 3； m —干馏后岩样重量，g 。
岩石裂隙毛管压力-饱和度关系曲线的试验研究-水科学进展
第9卷第2期 1998年6月 水科学进展A DVANCES IN WA TER SCIENCE Vo l.9,N o.2 Jun.,1998 岩石裂隙毛管压力-饱和度关系曲线的试验研究叶自桐 韩 冰 杨金忠 周创兵(武汉水利电力大学水利系 武汉430072)摘 要 介绍了三峡花岗岩体裂隙毛管压力-饱和度试验。
试验采用互不溶混驱替法。
试验结果表明,在渗流基本特征方面,裂隙非饱和渗流毛管压力-饱和度关系曲线与空隙介质水分特征曲线具有相似性,如毛管压力-饱和度关系曲线的滞后现象;湿润流体(水)的排泄曲线具有进气压和束缚水饱和度;非湿润流体的吸湿曲线具有残余饱和度。
这种相似性表明,孔隙介质非饱和渗流的研究成果可用于裂隙非饱和渗流,孔隙介质水分特征曲线的解析模型,可用于研究裂隙毛管压力-饱和度关系曲线和拟合毛管压力-饱和度排泄曲线的试验数据。
关键词 岩石裂隙 毛管压力 饱和度 试验分类号 P641.135岩体渗流补给主要来源于降雨入渗和/或因降雨形成的地面水体的入渗,因此,岩体裂隙渗流状况具有明显的季节性。
由于导水和持水特性的差异,在某一入渗补给强度下,风化岩体自上而下形成饱和—非饱和带交替分布渗流场;在非降雨入渗季节,风化岩体中主要是饱和—非饱和渗流状态交替分布的孔隙—裂隙渗流。
除在降雨季节及其饱和滞后期外,岩体裂隙系统处于非饱和渗流状态。
在非饱和状态下,渗透不均匀性、各向异性,以及渗流与变形间的耦合效应更加显著。
孔隙和裂隙介质中水分运动,是既相类似、又有显著差异的两类渗流现象。
它们基本渗流规律均服从达西定理。
由于岩体裂隙的空隙系统与孔隙介质的孔隙系统,在空隙和孔隙结构的几何特征、空间分布等方面的差异,使得裂隙和孔隙系统中渗流的基本特性具有很大差异。
对孔隙介质可通过引入表征单元体(REV)概念[1],将其孔隙尺度上固体颗粒——孔隙非连续体,概化为宏观尺度(远大于孔隙尺度)上的孔隙连续体,孔隙介质渗流的基本物理和水力参数比较易于测定和确定。
岩石饱和度
岩石饱和度什么是岩石饱和度岩石饱和度是指岩石中孔隙的一部分是否被水或其他流体填充的程度。
它是地球科学和石油工程领域中的一个重要概念，对于岩石的物理性质、地下水和油藏的开发具有重要意义。
岩石饱和度的测量方法测量岩石饱和度有多种方法，其中一种常用的方法是通过核磁共振技术。
该方法利用岩石中的水分子与核磁共振的相互作用，通过测量共振信号的强度来判断岩石中的饱和度。
岩石饱和度对于地球科学的意义岩石饱和度对于地球科学研究具有重要意义。
它可以帮助科学家了解地下水资源的分布和运移规律。
在地质灾害研究中，岩石饱和度的变化可以作为预测地质灾害的重要指标。
此外，岩石饱和度还与岩石的力学性质和电性质密切相关，研究岩石饱和度可以揭示岩石的物理特性。
岩石饱和度在石油工程中的应用岩石饱和度在石油工程中起到至关重要的作用。
在勘探阶段，研究岩石饱和度可以帮助确定油气藏的存在和规模。
在油藏开发过程中，了解岩石饱和度可以帮助优化油井的位置和生产方法，提高油气的开采效率。
此外，岩石饱和度的测量还有助于预测油藏的水驱过程和油气开采后的储层变化。
岩石饱和度的影响因素岩石饱和度的大小不仅受到地质因素的影响，还受到温度、压力、孔隙结构和流体特性等因素的影响。
不同的岩石类型和沉积环境也对岩石饱和度产生影响。
岩石饱和度的数学模型为了描述和分析岩石饱和度的变化，研究者提出了多种数学模型。
其中比较经典的模型有Archie模型、Waxman-Smits模型和Dual-Water模型。
这些模型通过描述岩石中流体的导电性来计算岩石饱和度。
Archie模型Archie模型是最早提出的用于计算岩石饱和度的模型。
它假设岩石中的孔隙是均匀分布的，岩石饱和度与孔隙度之间存在一种幂律关系。
通过该模型可以估计岩石中的含水量。
Waxman-Smits模型Waxman-Smits模型是一种改进的岩石饱和度模型，它考虑了非均匀分布的孔隙和孔隙连接性对岩石饱和度的影响。
该模型通过描述电导率与孔隙度的关系来计算岩石中的饱和度。
岩石物性测定
岩石物性测定引言：岩石是地壳中的主要构成部分，其物性参数的测定对于地质勘探、工程建设、矿产资源开发等具有重要的意义。
岩石物性参数包括密度、孔隙度、饱和度、渗透率、抗压强度、抗拉强度、弹性模量等。
本文将介绍常见的岩石物性测定方法及其原理和应用。
一、密度测定：密度是岩石物性中的一个重要参数，通常分为体积密度和真实密度两种。
体积密度可以通过测量岩石的质量和体积来确定，真实密度则是指岩石矿物各个组成部分的密度。
常用的密度测定方法有测重法、气浮法、全自动水浸法等。
测重法需要用到天平、测量容器等设备。
首先，我们将岩石样品放入干燥容器中，并称量其质量。
然后，将容器降入装满水的水槽中，记录水面的变化。
根据浸入前后的体积差和质量差，可以计算出岩石样品的体积密度。
气浮法是通过比较岩石样品在气体和液体中的浮力来测定岩石的密度。
首先，将干燥的岩石样品置于量筒中，注入一定量的液体和气体，测量液位和压强的变化。
通过计算浸没物体的浮力和物体的体积，可以得到岩石样品的密度。
全自动水浸法是一种相对较新的测定方法。
它通过测量岩石样品在液体中的浸入力和浸没力的差异，计算岩石的体积密度。
这种方法具有自动化程度高、操作简单等特点，广泛应用于实际生产和科学研究中。
二、孔隙度测定：孔隙度是岩石中孔隙（包括微孔隙和裂隙）所占的比例。
它是表征岩石透水性和储集性等重要指标。
常用的孔隙度测定方法有曲线法、质量法和气体法。
曲线法是通过岩石样品的吸入曲线或排出曲线来测定孔隙度。
这种方法可以通过测量曲线的上升段或下降段，来计算样品的孔隙度。
曲线法简单易行，非常适用于现场测试。
质量法是利用岩石样品在称重前后的质量差异来测定孔隙度。
首先，将干燥的岩石样品放入烘箱中加热，使其中的水分全部挥发。
然后，将样品放入测量容器中，称量质量，并记录浸泡前后的质量变化。
根据质量差异和岩石的体积，可以计算出孔隙度。
气体法是基于气体在岩石孔隙中扩散的原理来测定孔隙度。
在实验中，我们将岩石样品置于密封的测量装置中，然后注入气体，并测量气体的扩散速率。
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 pw yV 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 =。
油层物理 第四章(饱和度等)
适用于渤海湾下第三系（东营－沙河街组二段）地层的关系式
log S wi 0.36 (1.5 log MD 3.6) log (0.4 0.25)
0.114
适用于大庆油田各主力层系及我国东部地区下第三系中下部 地层的关系式
log S wi 0.36 (1.5 log MD 3.6) log (0.3 0.2)
1
1
Soi Sor 100% Soi
排驱效率的含意可以理解为注水后从孔隙所排驱出的油饱和度占原始油饱和 度的百分数。根据排驱效率的分析，可以判断注水效果，从而针对存在的问 题，制订注水改进措施。
（3）制定开采补充措施：
从油田不同层段或地区所测定的残余油饱和度，经分析就可了解目前油田的 开采现状，对于受开采影响小的所谓“死”油区，增布加密井，以提高石油 的采收率。
S w a log K C a与C为常数， S w含水饱和度， K为渗透率
3、按孔隙度－渗透率－束缚水饱和度的关系计算束缚水饱 和度 对于一个油层，束缚水饱和度，孔隙度与渗透率的变化关 系可用公式
S wi a1 a 2 log K C S wi a1 a 2 2 a3 log K a 4 (log K ) 2 C a1，a 2，a3，a 4，C均为经验常数
第四章
§1
储油（气）岩石流体饱和度和其它物理性质
储油（气）岩石的流体饱和度
一、流体饱和度的概念
某种流体在岩石孔隙中占据空间体积的百分数或小数即为该流体的饱和度。
石油在岩石孔隙中占据空间体积的百分数或小数即为油饱和度（含油饱和度）。 地层水在岩石孔隙中占据空间体积的百分数或小数即为水饱和度（含水饱和度）。 天然气在岩石孔隙中占据空间体积的百分数或小数即为气饱和度（含气饱和度）。
孔隙度渗透率饱和度概念界定
孔隙度渗透率饱和度概念界定孔隙度是指岩石或土壤中的孔隙空间所占的比例，通常以百分比表示。
孔隙度反映了岩石或土壤的孔隙性质，对水分、气体、矿物质等的运移和储存具有重要影响。
渗透率是指岩石或土壤中流体（如水或气体）通过孔隙的能力。
它是流体流动的重要参数，反映了岩石或土壤对流体流动的阻力大小。
饱和度是指岩石或土壤中孔隙被水或其他流体填充的程度，通常用百分比表示。
饱和度的大小决定了岩石或土壤对流体的储存和传输的能力。
当孔隙被完全填充时，称为饱和状态。
综上所述，孔隙度是岩石或土壤中的孔隙空间占总体积的比例，渗透率是流体通过孔隙的能力，而饱和度是孔隙被流体填充的程度。
这些概念主要用于描述岩石或土壤的物理性质和水文地质特征。
孔隙度的测定方法有多种，常用的包括直接测定法和间接测定法。
直接测定法：直接测定法通过对岩石或土壤样品进行实验室测试来确定孔隙度。
常见的直接测定方法包括压汞法、油浸法和气体排空法等。
其中，压汞法是最常用的方法之一，通过测量岩石或土壤中孔隙被汞填充的体积来计算孔隙度。
间接测定法：间接测定法则是通过测量岩石或土壤的物理性质来推断孔隙度。
常用的间接测定方法包括密度测定法、声速法和电容法等。
例如，密度测定法通过测量岩石或土壤的体积和质量，然后计算出有效体积来推算孔隙度。
渗透率的测定方法也有多种，常用的包括渗透试验和渗透计算方法。
渗透试验：渗透试验通常通过将一定压力下的流体分为样品进行实验来测定渗透率。
常见的渗透试验方法包括恒定压力试验和恒定流量试验等。
渗透计算方法：渗透计算方法则是通过岩石或土壤的物理参数来推算渗透率，常见的计算方法包括达西定律、庄氏公式和Einstein方程等。
饱和度的测定方法也有多种，常用的包括测量孔隙水压力、重量法和电阻测定法等。
测量孔隙水压力：通过测量孔隙水的压力来确定饱和度。
常用的方法包括压力传感器测量法和压力解耦法等。
重量法：通过测量样品在初态和饱和态下的重量差来计算饱和度。
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: Pg 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)Swi2、原始含油饱和度Soi3、当前油、气、水饱和度So 、 Sg 、 Sw4、残余油饱和度Sor5、剩余油饱和度Sor4、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。
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中国石油大学 油层物理 实验报告
实验日期： 2012/11/20 成绩：
班级： 学号： 姓名： 教师： 张老师 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，掌握其测定原理;
2、 掌握干馏仪测定岩心中油、水饱和度的流程和实验步骤。
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，通过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 o o V V S %100⨯=p
w o 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、 打开水源阀门，打开如水阀门和出水阀门（使冷水循环）；
2、 用镊子从磨口瓶中夹出饱和好油和水的岩样，放入干净的岩心筒内，上紧上盖，放入管状立式电炉中，将温度传感器插入温度传感器插孔中，把干净的量筒放在仪器排液口下面；
3、 打开电源开关（按住钥匙向右旋转）；
4、 先将温度调至120℃[设置温度时按下SET 键,PV(显示当前温度)，SV （显示调试温度）。
按下<R/S 键调节温度高低，∨为增大，∧为减小]；
5、 当量筒中水的体积不再增加时(约20分钟)，再把温度设定为300℃，继续加热 20～30分钟，直至量筒中油水的体积都不再增加时，关闭电源开关（按住钥匙向左旋转）；
6、 用镊子夹着取出温度传感器，关闭入水阀门和出水阀门，关闭水源阀门，读出量筒中油、水的体积并记录；
7、 用螺丝刀从电炉中取出岩心筒，用凉水从上往下冲（水流要小一些），冲凉后擦干岩心筒外的水，打开上盖，取出岩样称重并记录，同时记录实验室提供的岩样孔隙度Φ和岩样视密度f ρ；
8、 实验结束，清洗量筒、整理实验台并把所有物品放回原处。
注: 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
表1 油水饱和度测定原始记录表
解：油的饱和度So=
f W Vo
ρΦ
⨯×100%=
%49.30%10085.132.0250.5065.2=⨯⨯% 水的饱和度Sw=
f
W Vw
ρΦ
⨯×100%=
%31.25%10085.132.0250.502.2=⨯⨯ 六、 实验总结
通过自己和同组人员的合作，我们顺利完成了岩心流体饱和度测定这个实
验。
通过此次实验，我掌握了干馏仪测定岩心中油、水饱和度的原理及方法，加深了对油、水饱和度的概念的理解。
在和同学的合作基础上测出了油、水的饱和度，锻炼了动手能力自己也得到了一些认识：
最后，感谢老师的教导指正，使我顺利完成本次试验。