油层物理

第一章储层岩石的物理特性

Physical Properties of Reservoir Rock

粒度：指构成砂岩的各种大小不同颗粒的直径。

Grain size：The diameter of various size clastic particles forming sandstone.

粒度组成：指构成砂岩的各种大小不同颗粒的重量占岩石总重量的百分数。

Size composition：The proportion by weight of various size particles forming sandstone in total weight of rock, expressed as a weight percent.

粒度主要分析方法（analysis）

（1）直接法：筛析法（主要），沉降法

（2）间接法：岩石薄片显微镜观测法，粒度薄片图像分析法，激光衍射测定法

筛析法

过程：用振动筛分离，称出每份的重量（w i），计算每一份重量占总重的百分比（G i），每一份岩屑所占重量比例都对应一定的平均直径即为粒度组成

优点：设备简单，操作容易，适合大多数岩样的粒度分析，矿物密度对分析结果影响小

缺点：只适合疏松或胶结较差的砂岩，（用橡胶锤）捣碎岩石时可能将颗粒打碎，影响分析粘结果，颗粒的形状对分析结果也有很大影响

沉降法

原理：不同大小的颗粒在液体中具有不同的沉降速度

V—速度，cm/s ρs—颗粒密度，g/cm3ρL—液体密度，g/cm3 γ—液体运动粘度，cm2/s

优点：经常与筛析法配合使用，分析粒径小于37μm的粒度组成，小粒径的颗粒可以被分开

缺点：岩样必须放入液体介质中，其中的矿物可能部分或全部溶解，影响测定结果

筛析法和沉降法所得出的粒径d并不是一个定值，而是一个范围，其平均粒径为

d i’ d i’’—分别为相邻的两层筛子的孔眼直径

粒度组成分布曲线grain size distribution curve

曲线尖峰（hump）越高（shaper），说明该岩石以某一粒径颗粒为主，即岩石粒度组成越均匀（uniform）；曲线尖峰越靠右，说明岩石颗粒越粗

粒度组成积累分布曲线grain size cumulative distribution curve

上升段直线越陡（steeper），则说明岩石越均匀

粒度分布曲线可以定性（qualitatively）描述岩石颗粒的大小和分布

比面：单位外表体积岩石内孔隙总内表面积或单位外表体积岩石内岩石骨架的总表面积。

Specific surface：The total internal surface area of void space divided by volume of rock, or the total surface area of rock matrix divided by volume of rock.

S—cm2/cm3

以颗粒骨架体积V s为基准

以孔隙体积V p为基准

比面可以定量（quantitatively）描述岩石颗粒分散程度

孔隙度：指岩石中孔隙体积V p（或岩石中未被固体物质充填的空间体积）与岩石总体积V b的比值。Porosity：The ratio between pore volume V p in rock and total bulk volume V b of rock.

有效（含烃）孔隙度：岩石中烃类体积V e与岩石总体积V b之比。

Effective porosity：The ratio between hydrocarbon volume V e in rock and total bulk volume V b of rock.

流动孔隙度：在含油岩石中，流体能在其内流动的孔隙体积V ff与岩石外表体积V b之比。

Flowing porosity：The ratio between pore volume V ff in reservoir rock which fluid can flow through and view bulk volume V b of rock.

Φa>φc>=φe>φff绝对孔隙度>连通孔隙度>=有效孔隙度>流动孔隙度

孔隙分类（classification）：粒间孔intergranular pore，溶蚀孔dissolved pore，裂缝fracture

砂岩sandstone：粒间孔，裂缝

碳酸盐岩carbonate rock：粒间孔，溶蚀孔，裂缝

岩石压缩系数（物理意义）：当油层压力每降低单位压力时，单位体积岩石中孔隙体积的缩小值。

Rock compressibility：The reduction of pore volume within unit volume of rock with respect to a unit decrease of reservoir pressure.

C f—MPa-1

孔隙压缩系数

弹性驱油量=岩石孔隙体积的缩小+孔隙中原油的膨胀

ΔV0=ΔV p+ΔV L

=C f V bΔP+C L V bΦΔP

=V bΔP（C f+C LΦ）

地层综合弹性压缩系数：当地层压力每降低单位压力时，单位体积岩石中孔隙及孔隙中流体的总体积的变化值。

Total compressibility of formation：The total change of pore volume and fluid volume within unit volume of rock

with a unit decrease of reservoir pressure.

C*=C f+C LΦ

原始流体饱和度：在油藏开发前储层孔隙体积被某种流体占据的百分比。

Initial saturation of fluid：The percentage of pore volume which has been occupied by some kind of reservoir fluid before oil reservoir being developed.

V o+V w+V g=V p

S o+S w+S g=1

残余油饱和度：残余油在岩石孔隙中所占据的体积百分数。

Saturation of residual oil：The percentage of pore volume which is occupied by residual oil in the pore of reservoir rock.

水波及区（swept region by water）的残余油（微观孔道中），三次采油对象

剩余油饱和度：剩余油在岩石孔隙中所占据的体积百分数。

Saturation of remaining oil：The percentage of pore volume which is occupied by remaining oil in the pore of

reservoir rock.

水未波及区的剩余油（宏观油区、油层），二次采油的对象

饱和度的测定方法：常压干馏法，蒸馏抽提法（常用），真空蒸馏法，色谱法

常压干馏法

原理：在电炉高温（50~650℃）下，将岩心的油水加热，蒸发出来的油、水蒸气经冷凝管冷凝为液体而流入收集量筒中，即可由此直接读出油、水体积，再由其他方法（如气体孔隙度仪）测出岩石孔隙体积V p，就可以算出岩石中的含油、水的饱和度。

优点：方法简单

缺点：由于蒸发损失，结焦或裂解会导致原油体积的减少，其结果总是使干馏出的油量少于实际岩心的油量（可达30％的误差）；如果温度太高，会使岩石矿物中的结晶水损失，造成误差。