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1、第五节 油藏岩石的渗透性,一、达西定律,1856年、法国人、享利达西,未胶结砂充填模型,水流渗滤试验,达西实验装置,通用达西公式,粘度为1mPas的流体,在0.1MPa的压差下,通过截面积为1cm2,长为1cm的岩石,当流量为1cm3/s时,该岩石的渗透率为1m2。,渗透率单位的物理意义为：,渗透率,达西实验的条件：,与所通过的流体性质无关,（1）水平线性稳定渗流的达西公式,分离变量并积分得：,（2）垂直线性稳定渗流的达西公式,关键：确定 p1-p2,（3）平面径向渗流的达西公式：,在距井轴半径为r，宽度为dr，厚度为h的微元上，由定义得：,边界条件,二、气测渗透率,在岩石长度L的每一断面的压
2、力不同，气体体积流量在岩石内各点上是变化的，是沿着压力下降的方向不断膨胀。,分离变量并积分，则：,玻义尔马略特定律,则：,气测渗透率的计算公式,Klinkenbeger实验结果,(1)不同平均压力下测得的气体渗透率不同；,(2)不同气体测得的渗透率不同；,(3)不同气体测得渗透率和平均压力呈直线关系，当平均压力趋于无穷大时，交纵坐标于一点。,三、克林肯柏格效应,Klinkenberg渗透率：,气体渗透率大于液体渗透率的根本原因,四、储层岩石渗透率的求取,式中 C称“C值”,为该仪器上读数；,五、渗透率的影响因素,1.沉积作用,(1)岩石结构和构造特征,砂岩的粒度分布范围越广,颗粒分选性越差,胶
3、结物质含量越多,其渗透率就越低。,C 常系数,具体数值与岩石粒度有关；d 岩石平均颗粒直径,m；a 岩石颗粒的标准偏差；K 岩石渗透率,10-3m2。,岩石渗透率与平均颗粒直径的平方成正比，与颗粒的标准偏差成反比。,岩石结构,构造特征,一般正韵律沉积的砂岩其渗透率明显上低下高，而反韵律沉积刚好与之相反。,层理和纹理的发育程度,沉积旋回、韵律等。,层理的方向性、递变性等构造,导致砂岩渗透率的方向性。,渗透率方向性是指岩石渗透率在水平方向上和垂直方向上的差异。,沉积旋回、韵律特征导致岩石渗透率在纵向上的差异。,(2)岩石孔隙结构,岩石的孔隙可分成孔隙和喉道两部分。,主要作用,岩石孔隙度,小数；r
4、孔喉半径,m；迂曲度,表示孔道的曲折程度,=1.55.5。,意义：孔喉的大小和孔隙结构的复杂程度对渗透率的影响远远大于孔隙度的影响。,Carman-Kozeny公式,孔隙内表面粗糙程度不同,当流体经过时对流体的滞留和拖曳作用不同,流体所受的阻力也不同。,岩石孔隙内表面的粗糙度：,包含在Carman-Kozeny公式中的系数中,2.成岩作用,压实作用 胶结作用 溶蚀作用,压实作用,k 渗透率变化系数。,渗透率随上覆压力增加而降低。,胶结作用,岩石渗透率显著降低,胶结物质的沉淀和胶结作用,岩石的孔隙通道变小喉道变细孔隙曲折性增加孔隙内表面粗糙度增大,溶蚀作用,溶蚀作用,岩石孔隙度增大,溶蚀对岩石渗
5、透率的影响不太显著一般使其变大,3.构造(地应力)作用,储层岩石在地下应力场的作用下,会形成断裂和微裂缝。,低渗,特低渗储层,4.流体岩石系统的相互作用,淡水或低矿化度水,粘土矿物膨胀,流体中的悬浮物,滞留在孔隙系统中,原油中的胶质、沥青质和石蜡等成分,吸附在岩石孔隙表面,液体的吸附膜厚度,微毛细管对液体渗透率的贡献为零,流体的渗流速度过高,孔隙表面的微粒剥落沉积或滞留在孔喉部位,六、油藏岩石渗透率的评价,七、非均质储层渗透率的计算,纵向非均质储层,横向非均质储层,1.纵向非均质储层,（1）平面线性渗流,设有三个渗透率不等的地层,流体作平面线性渗流,求地层平均渗透率。,若各层流体性质相同,由达西公式：,纵向非均质储层平面线性渗流平均渗透率计算公式,（2）平面径向渗流,若地层厚度、流体流量、流体性质等与平面线性流相同,驱动压差为Pe-Pw,Re、Rw分别为供给边缘半径和井筒半径。,由径向流达西公式知：,2.横向非均质储层,（1）平面线性渗流,设地层横向不均匀,有三个不同渗透率地层带。,若各层流体性质相同,由达西公式：,（2）平面径向渗流,若地层厚度、流体流量、流体性质等与平面线性流相同,井径为Rw,从井中心到各带的半径分别为R1、R2、Re。,径向流达西公式：,
