1.4 储层岩石的渗透率
2020(技术规范标准)中国石油天然气集团公司钻井液技术规范
中国石油天然气集团公司钻井液技术规范第一章总则第一条钻井液技术是钻井技术的重要组成部分，直接关系到钻探工程的成败和效益。
为提高钻井液技术和管理水平，保障钻井工程的安全和质量，满足勘探开发需要，特制定本规范。
第二条本规范主要内容包括：钻井液设计，现场作业，油气储层保护，钻井液循环、固控和除气设备，泡沫钻井流体，井下复杂的预防和处理，钻井液废弃物处理与环境保护，钻井液原材料和处理剂的质量控制与管理，钻井液资料管理等。
第三条本规范适用于中国石油天然气集团公司所属相关单位的钻井液技术管理。
第二章钻井液设计第一节设计的主要依据和内容第四条钻井液设计是钻井工程设计的重要组成部分，主要依据包括但不限于以下几方面：1. 以钻井地质设计、钻井工程设计及其它相关资料为基础，依据有关技术规范、规定和标准进行钻井液设计。
2. 钻井液设计应在分析影响钻探作业安全、质量和效益等因素的基础上，制定相应的钻井液技术措施。
主要有：地层岩性、地层应力、地层岩石理化性能、地层流体、地层压力剖面（孔隙压力、坍塌压力与破裂压力）、地温梯度等信息；储层保护要求；本区块或相邻区块已完成井的井下复杂情况和钻井液应用情况；地质目的和钻井工程对钻井液作业的要求；适用的钻井液新技术、新工艺；国家和施工地区有关环保方面的规定和要求。
第五条钻井液设计内容主要包括：邻井复杂情况分析与本井复杂情况预测；分段钻井液类型及主要性能参数；分段钻井液基本配方、钻井液消耗量预测、配制与维护处理；储层保护对钻井液的要求；固控设备配置与使用要求；钻井液仪器、设备配置要求；分段钻井液材料计划及成本预测；井场应急材料和压井液储备要求；井下复杂情况的预防和处理；钻井液HSE管理要求。
第二节钻井液体系选择第六条钻井液体系选择应遵循以下原则：满足地质目的和钻井工程需要；具有较好的储层保护效果；具有较好的经济性；低毒低腐蚀性。
第七条不同地层钻井液类型选择1. 在表层钻进时，宜选用较高粘度和切力的钻井液。
低渗透油藏开发方法
02 低渗透油藏的渗流特征
2.低渗透储层岩石比表面积大
岩石的比表面积是度量岩石颗粒分散程度的物理参数。 一般岩石颗粒越细、越分散，比表面积就越大;反过来说，比表面积越大，颗粒越细、 越分散，渗透率就越低。
3.低渗透储层毛细管力对渗透影响显著
低渗透储层是由无数小颗粒和无数小孔道组成，这些小孔道可以看作众多直径不同的 毛细管。当油水在这些毛细管中流动时，由于油水对毛细管壁润湿性不同，在油水界 面上产生毛细管力，毛细管力表达式为: pc 2 cos
03
低渗透油藏开发特征
低渗透油藏的储层物性差、岩性变变化大、孔隙结构复杂、非 均质性严重、天然能量低等特点，决定了低渗透油藏在开发过程中 具有与中、高渗透油藏不同的开发特征。
03 低渗透油藏的开发特征
低渗透油藏天然能量开发阶段压力、产量统计表
产量年递减率：在25%~45%之间，平均最高可达60% 每采1%储量压降：3.2~4.0MPa
04 低渗透油藏开发对策
1
主要问题：暴性水淹 解决方法：采用沿裂缝注水的线状面积注水方式, 井距适当加大,排距适当缩小。为了沿裂缝先形成 水线,注水井要先间隔地排液拉水线，排液井水淹 后转注,形成线状注水方式。排液井转注后，采油 井要逐题：渗流阻力大、能量消耗快、 压力产量不断下降。 解决方案：早期注水或超前注水保持 地层压力开采
具有裂缝的低渗透油藏吸水能力强裂缝性砂岩油藏注水后,注入水很容易沿裂缝 窜进,使沿裂缝方向的油井很快见水,甚至暴性水淹这是裂缝性砂岩油藏注水开发的普 遍特征。
火烧山油田第三批上返注水井
04
低渗透油藏开发对策
低渗透油藏由于其油层物性和渗流规律的特殊性，需要在开发过 程中从各个方面进行仔细研究，优选出合理的开发策略和对策。
渗透率测定和计算
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。
第六章储层特征与评价
100-500
低孔隙度低渗透率储层
110
1-10
非储集层
小于 5
小于 1
㈣ 储层孔隙度与渗透率的关系－没有严格的函数关系 砂岩孔隙性储层有一定正相关关系。
三、储集层类型
按岩石类型分： 碎屑岩储集层 碳酸盐岩储集层 其它储集层 火山岩储集层 结晶岩储集层 泥质岩储集层
μ－粘度，1Pa·s
达西（D）或毫达西（mD） 两种制式的关系：
1D＝0.987 μm2≈1 μm2 1mD＝987×10-6 μm2 ≈1×10-3 μm2
L－长度，1m F－截面积，1m2 ΔP－压差，1Pa
2.绝对渗透率 指单相流体 ( 油、气 、水 )充满孔隙且液体不与
岩石发生物理化学作用时通过孔隙介质时的渗透率 。
三、碎屑岩储集层的发育分布
砂岩体：指某一沉积环境内形成的,具有一定形态、岩性和 分布特点, 并以砂质为主的沉积岩体.砂岩体是研究和划分碎屑 岩类储集层的基本单元。
㈠洪积--冲积扇砂砾岩体（fan-shaped sandstone）
1.形成条件：干旱、半干旱气候，洪水期 2.分布范围：盆地边缘 老山出口处 与平原交汇处 3.形态：扇状分布 多个扇连接呈裙状 4.岩性特征：
A 矿物颗粒的耐风化性（坚硬程度和遇水溶解及膨胀程度）； B 矿物颗粒与流体的吸附力大小（亲水性和亲油性）。
组成碎屑岩颗粒的矿物：石英、长石、云母及重矿物和岩屑 比较石英砂岩与长石砂岩储集物性？ （1）长石的亲油性或亲水性比石英强，颗粒表面的液膜厚度 大于石英，对渗透率影响较大； （2）石英抗风化力强，颗粒表面较光滑；而长石不耐风化， 颗粒表面常有一层高岭土或绢云母（吸附油气、吸水膨胀，降 低渗透率）。
裂缝宽碳度酸：盐0.岩25储～层0.0的0有01效m孔m 隙度：＜ ③微毛细管5孔%隙。
高渗透岩芯渗透率计算公式
高渗透岩芯渗透率计算公式引言。
在石油勘探和开发过程中，了解储层岩石的渗透率是非常重要的。
渗透率是指岩石对流体（如水、油、气）渗透的能力，它直接影响着油气田的开发效果和产量。
因此，准确计算和预测储层岩石的渗透率对于油气勘探开发具有重要意义。
本文将介绍高渗透岩芯渗透率的计算公式及其应用。
一、渗透率的定义。
渗透率是指单位时间内单位面积上的流体通过岩石的能力，通常用Darcy（达西）为单位。
渗透率的大小取决于岩石的孔隙度、渗透性和流体的黏度等因素。
在实际工程中，为了方便计算和比较，通常使用毫达西（mD）作为单位。
二、高渗透岩芯渗透率计算公式。
高渗透岩芯的渗透率计算公式通常采用以下形式：K = φ C / (μ A)。
其中，K为渗透率（单位，mD），φ为孔隙度，C为渗透系数，μ为流体黏度，A为有效渗透面积。
1. 孔隙度（φ）。
孔隙度是指岩石中孔隙的体积占岩石总体积的比例，通常用百分比表示。
孔隙度的大小直接影响着岩石的渗透率，孔隙度越大，渗透率越高。
2. 渗透系数（C）。
渗透系数是表示岩石对流体渗透能力的参数，它与岩石的渗透性密切相关。
渗透系数的大小取决于岩石的孔隙结构和连通性等因素。
3. 流体黏度（μ）。
流体黏度是指流体的黏稠程度，通常用厘泊（cp）为单位。
流体黏度的大小对渗透率有着直接的影响，流体黏度越大，渗透率越低。
4. 有效渗透面积（A）。
有效渗透面积是指流体在岩石中能够通过的有效面积，它受到孔隙连通性和流体分布等因素的影响。
三、高渗透岩芯渗透率计算实例。
假设某高渗透岩芯的孔隙度为20%，渗透系数为200mD，流体黏度为2cp，有效渗透面积为1000平方米，那么该岩芯的渗透率如下计算：K = 0.2 200 / (2 1000) = 0.2mD。
根据计算结果可知，该高渗透岩芯的渗透率为0.2mD。
四、高渗透岩芯渗透率计算公式的应用。
高渗透岩芯渗透率计算公式可以应用于油气勘探开发的多个方面，包括储层评价、产能预测和油藏开发优化等。
岩石渗透率的概念
岩石渗透率岩石渗透性的好坏，以渗透率的数值大小来表示，有绝对渗透率、有效渗透率和相对渗透率三种表示方式。
在一定压差下，岩石允许流体通过的性质称为岩石的渗透性。
在一定压差下，岩石允许流体通过的能力叫岩石渗透率（k），是表征岩石本身传导液体能力的参数，是用来表示岩石渗透性的大小。
物理意义是：压力梯度为1时，动力黏滞系数为l的液体在介质中的渗透速度。
其大小与孔隙度、液体渗透方向上空隙的几何形状、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。
1、绝对渗透率岩石的绝对渗透率是岩石孔隙中只有一种流体(单相)存在，流体不与岩石起任何物理和化学反应，且流体的流动符合达西直线渗滤定律时，所测得的渗透率。
2、有效渗透率（相渗透率）多相流体在多孔介质中渗流时，其中某一相流体的渗透率叫该相流体的有效渗透率，又叫相渗透率。
相渗透率不是岩石本身的固有性质，它受岩石孔隙结构、流体性质、流体饱和度等因素的影响，因此它不是一个定值。
在不同的条件下，相渗透率千变万化。
为了找到它们的规律，也便于与绝对渗透率相比较，因此引入了相对渗透率的概念。
3、相对渗透率多相流体在多孔介质中渗流时，其中某一相流体在该饱和度下的渗透率与岩石绝对渗透率的比值叫相对渗透率，是无量纲量。
与有效渗透率一样,相对渗透率的大小与液体饱和度有关。
同一多孔介质中不同流体在某一饱和度下的相对渗透率之和永远小于1。
相对渗透率虽然也受诸多因素的影响，但在岩石孔隙结构、流体性质一定时，它主要是流体饱和度的函数，因此通常用相对渗透率曲线来表示它。
4、相对渗透率曲线根据测得的不同饱和度下的相对渗透率值绘制的相对渗透率与饱和度的关系曲线,称相对渗透率曲线。
储层地质学(中国石油大学)-3储层的主要物理性质
角砾孔隙：角砾灰岩发育原生沉积的砾间孔隙。
潜穴孔隙：生物掘穴形成的孔隙。 钻孔孔隙：
（三）喉道类型
1、颗粒碳酸盐岩储集岩的喉道类型 与砂岩储集岩的类似。 2、基块中的喉道类型 （1）管状喉道
孔隙间由细而长的管状喉道相连，其断面近于圆形。
（2）孔隙内缩小部分组成喉道 孔喉分界不明显。 （3）片状喉道 白云岩中的晶间孔隙大多为四面体至多面体孔隙，在其
（3）缩小的粒间孔隙
因为颗粒变形、化学压实作用、粒间基质的收缩作用、 粒间未充填满的胶结作用，以及上述次生加大胶结作用等原因 造成。 （4）扩大的粒间孔隙
碎屑颗粒边缘的溶蚀，早期胶结物、次生加大胶结物及
其交代矿物的局部溶蚀，以及颗粒骨架的收缩作用形成的孔隙。 （5）胶结物晶间微孔隙 胶结物晶体之间的孔隙。 （6）贴粒缝
（二）碳酸盐岩储集岩的主要孔隙类型
1、原生孔隙 （1）受组构控制的原生孔隙 粒间孔隙：颗粒支撑的岩石 粒内孔隙：沉积前或沉积时
粒（晶）间孔隙：
纹理及层理缝： 解理缝： 遮蔽孔隙：长形生物壳或壳体碎片或长条形砾屑沉积后，对 其下覆沉积物起遮蔽作用。
生物骨架孔隙：
（2）非组构控制的原生孔隙
窗格孔隙或鸟眼孔隙：一般呈扁平状平行文理或层理分布。 收缩孔（裂）隙：沉积物失水收缩而形成。
随粒径增大，渗透率有增大的趋势。
（四）孔隙度与渗透率的关系 1、不同储集岩类型中孔隙度与渗透率的关系 （1）碎屑岩中，两者有很好的相关性。
POR-PERM 14 12 10 8 6 4 2 0 0
0.4319x
perm(md)
y = 0.0081e 2 R = 0.6687 0.8177
5
10 por(%)
结物的颗粒 之间发育， 孔隙大部分 反映了颗粒 外形（粒间 孔隙）。
（完整版）第三章储层岩石的物理性质
（完整版）第三章储层岩⽯的物理性质第三章储层岩⽯的物理性质3-0 简介⽯油储集岩可能由粒散的疏松砂岩构成，也可能由⾮常致密坚硬的砂岩、⽯灰岩或⽩云岩构成。
岩⽯颗粒可能与⼤量的各种物质结合在⼀起，最常见的是硅⽯、⽅解⽯或粘⼟。
认识岩⽯的物理性质以及与烃类流体的相互关系，对于正确和评价油藏的动态是⼗分必要的。
岩⽯实验分析是确定油藏岩⽯性质的主要⽅法。
岩⼼是从油藏条件下采集的，这会引起相应的岩⼼体积、孔隙度和流体饱和度的变化。
有时候还会引起地层的润湿性的变化。
这些变化对岩⽯物性的影响可能很⼤，也可能很⼩。
主要取决于油层的特性和所研究物性参数，在实验⽅案中应考虑到这些变化。
有两⼤类岩⼼分析⽅法可以确定储集层岩⽯的物理性质。
⼀、常规岩⼼实验1、孔隙度2、渗透率3、饱和度⼆、特殊实验1、上覆岩⽯压⼒，2、⽑管压⼒，3、相对渗透率，4、润湿性，5、表⾯与界⾯张⼒。
上述岩⽯的物性参数对油藏⼯程计算必不可少，因为他们直接影响这烃类物质的数量和分布。
⽽且，当与流体性质结合起来后，还可以研究某⼀油藏流体的流动状态。
3-1 岩⽯的孔隙度岩⽯的孔隙度是衡量岩⽯孔隙储集流体（油⽓⽔）能⼒的重要参数。
⼀、孔隙度定义岩⽯的孔隙体积与岩⽯的总体积之⽐。
绝对孔隙度和有效孔隙度。
特征体元和孔隙度：对多孔介质进⾏数学描述的基础定义是孔隙度。
定义多孔介质中某⼀点的孔隙度⾸先必须选取体元，这个体元不能太⼩，应当包括⾜够的有效孔隙数，⼜不能太⼤，以便能够代表介质的局部性质。
ii p U U U U M i ??=?→?)(lim)(0φ，)(lim )(M M M M '='→φφ称体积△U 0为多孔介质在数学点M 处的特征体元—多孔介质的质点。
这样的定义结果，使得多孔介质成为在每个点上均有孔隙度的连续函数。
若这样定义的孔隙度与空间位置⽆关，则称这种介质对孔隙度⽽⾔是均匀介质。
对于均匀介质，孔隙度的简单定义为：绝对孔隙度：V V V V V GP a -==φ有效孔隙度：VV V V V V nG eP --==φ孔隙度是标量，有线孔隙度、⾯孔隙度、绝对孔隙度、有效孔隙度之分。
渗透率
克林贝格提出了对这一现象的解释。按照气体 动力学理论，可以把分子看成是直径约为万分之一 微米的微球，在大气压力下，这些微球之间的距离， 大约是它们自身直径的十倍。这些分子在十分高的 速度下运动(大约是声速)，并且用任意的方式碰撞。 其自由运动的平均长度与压力成反比。对于稀薄气 体，其平均自由行程的数值是很大的。
连通孔隙度是指岩石中相互连通的孔隙体积与岩石总体 积之比。
岩石的有效(含烃)孔隙度是指岩石中烃类体积与岩石总 体积之比。岩石的有效(含烃)孔隙度仅是连通孔隙度中含 烃类的哪一部分。
流动孔隙度是指岩石中能够在一般压差下流动 的哪一部份液体体积与岩石总体积之比。可随压 差不同而改变。
连通孔隙度称为有效孔隙度，这两个名词在一 般情况下是具有相同意义，但对于气层或稠油储 层，“连通”和“有效”则不能相提并论。
Q K A pr
L
上式称为达西公式（1856年，法国），式中各参数及 单位分别为：
Q—通过砂层的渗流流量，cm3/s； K—砂层渗透率，它反映液体渗过砂层的通过能力，m2； A—渗滤横截面积，cm2； △pr—两渗流面截间的折算压力差，物理大气压（注： 在俄文文 献中采用1公斤/厘米，即工程大气压）； µ—液体粘度，mPa·s； △L—两渗流截面间的距离，cm。
（ 2）混合制单位
由于使用CGS制单位时，渗透率的单位是[厘米2]， 对于油气储集岩来说是过大的，为了避免用分数数值， 因而采用比较实用的混合制单位。
在混合制单位中，流量Q的单位是厘米3／秒，粘度 μ的单位是厘泊，面积A的单位是厘米2，长度L的单 位是厘米，压力P的单位是大气压。亦即，渗透率K 等于
2.Purcell方法
式中Ka＝气测渗透率，10-3μm2；φ＝孔隙度， 分数；p＝1/2(p1十p 2)，平均测定压力，0.lMPa； C＝常数。
2-5岩石渗透率讲解
P P
2 1
2 2
0
200
第五节
油藏岩石的渗透性
五、渗透率的影响因素
1.沉积作用
(1)岩石结构和构造特征
岩石结构
C d a K
K Cd e
2 1.35 a
— 常系数,具体数值与岩石粒度有关； — 岩石平均颗粒直径,μm； — 岩石颗粒的标准偏差； — 岩石渗透率, × 10-3μm2。
Klinkenbeger实验结果
等价液体渗透率 或
Klinkenberg渗透率
第五节
油藏岩石的渗透性
Klinkenberg渗透率： K
式中
Kg 1 b / P
b— 与岩石孔隙结构及气体分子平均自由程有关的系数,亦称 Klinkenberg系数。
4c P b r
c— 比例系数； λ— 气体分子平均自由程； r— 岩石孔隙半径； P — 平均气体压力。
流体的渗流速度过高
第五节
油藏岩石的渗透性
六、油藏岩石渗透率的评价
储层渗透率评价
级 别 K × 10 -3μ m 2 储 层 评 价
1
2 3 4 5
>1000
1000 ～ 100 100 ～ 10 10 ～ 1 ＜1
渗透性极好
渗透性好 渗透性一般 渗透性差 渗透性极差
第五节
油藏岩石的渗透性
七、非均质储层渗透率的计算
在距井轴半径为r，宽度 为dr，厚度为h的微元上，由 定义得：
kA dP k 2rh dp Q dr dr
p r rw pw 边界条件 p p r r e e
第五节
2KhPe Pw Q lnre rw