油層物理34-2004

1、3.1 3.1 油藏流體的界面張力油藏流體的界面張力第三章第三章 飽和多相流體油藏巖石飽和多相流體油藏巖石的滲流特性的滲流特性3.2 3.2 油藏巖石的潤濕性和油水分布油藏巖石的潤濕性和油水分布3.3 3.3 油藏巖石的毛管力油藏巖石的毛管力3.4 3.4 儲層巖石的相對滲透率儲層巖石的相對滲透率3.5 3.5 微觀滲流機理微觀滲流機理1 有效滲透率和相對滲透率 當巖石孔隙為一種流體完全飽和時測得的滲透當巖石孔隙為一種流體完全飽和時測得的滲透率稱為絕對滲透率。率稱為絕對滲透率。3.4 3.4 儲層巖石的相對滲透率儲層巖石的相對滲透率1.1 1.1 絕對滲透率絕對滲透率1.1.2 1.1.2 計

2、算公式計算公式1.1.1 1.1.1 定義定義PALQk1.1.3 1.1.3 例題例題P198P198 3.43.4 巖石的絕對滲透率是巖石自身的一種屬性，與所巖石的絕對滲透率是巖石自身的一種屬性，與所通過的流體性質無關。通過的流體性質無關。 1.2 1.2 有效滲透率有效滲透率 當巖石孔隙中飽和兩種或兩種以上流體時，巖當巖石孔隙中飽和兩種或兩種以上流體時，巖石允許其中一種流體通過的能力，稱為該相流體的石允許其中一種流體通過的能力，稱為該相流體的有效滲透率或相滲透率。有效滲透率或相滲透率。 1.2.1 定義定義 油、氣、水各相的有效滲透率通常用油、氣、水各相的有效滲透率通常用K Ko o、K

3、 Kg g、K Kw w表示。表示。 1.2.2 例題例題P198 1.2.3 1.2.3 說明說明 3.43.4(1).有效滲透率既和巖石自身的屬性有關，又和流體飽有效滲透率既和巖石自身的屬性有關，又和流體飽和度及其在孔隙中的分布有關。和度及其在孔隙中的分布有關。 (2).(2).巖石的有效滲透率之和總是小于該巖石的絕對滲透巖石的有效滲透率之和總是小于該巖石的絕對滲透率。率。 1.3 1.3 相對滲透率相對滲透率 1.3.1 1.3.1 相對滲透率相對滲透率 相對滲透率是指多相流體共存時，每一相的有效滲透率與絕相對滲透率是指多相流體共存時，每一相的有效滲透率與絕對滲透率的比值。對滲透率的比值

4、。 作為分母的絕對滲透率可以是空氣的絕對滲透率、作為分母的絕對滲透率可以是空氣的絕對滲透率、鹽水的絕對滲透率，也可以是在儲層的共存水飽和度下鹽水的絕對滲透率，也可以是在儲層的共存水飽和度下油的滲透率。油的滲透率。 1.3.2 1.3.2 說明說明 3.43.4 同一巖石的相對滲透率之和總是小于同一巖石的相對滲透率之和總是小于1 1或小于或小于100%100%。 2 相對滲透率曲線的特征及其影響因素相對滲透率曲線的特征及其影響因素 2.1 2.1 相對滲透率曲線相對滲透率曲線 表示相對滲透率和飽和度之間關系的曲線，稱為相表示相對滲透率和飽和度之間關系的曲線，稱為相對滲透率曲線。對滲透率曲線。 2

5、.2 2.2 兩相相對滲透率曲線的特征兩相相對滲透率曲線的特征 三個區(qū)三個區(qū) A區(qū)：區(qū)：單相油流區(qū)單相油流區(qū) B區(qū)：區(qū)：油水同流區(qū)油水同流區(qū) C區(qū)：區(qū)：單相水流區(qū)單相水流區(qū) 等滲點：等滲點：油水相對滲透率曲線的交叉點油水相對滲透率曲線的交叉點 2.3 2.3 三相相對滲透率三相相對滲透率 2.4 相對滲透率的影響因素相對滲透率的影響因素 .1 2.4.1 潤濕性的影響潤濕性的影響 當巖石潤濕性從親水向親油轉化時，油的相對滲透當巖石潤濕性從親水向親油轉化時，油的相對滲透率趨于降低，而水的相對滲透率趨于升高。率趨于降低，而水的相對滲透率趨于升高。 潤濕性潤濕性

6、對相對滲透率影響的規(guī)律：對相對滲透率影響的規(guī)律： 3.43.4(a).(a).在同一含水飽和度下，隨著巖石親油性的增強，油的相對在同一含水飽和度下，隨著巖石親油性的增強，油的相對滲透率逐漸降低，而水的相對滲透率逐漸增加。在相對滲透率滲透率逐漸降低，而水的相對滲透率逐漸增加。在相對滲透率曲線上表現為曲線上表現為K Krwrw=0=0的位置及曲線的交叉點左移；的位置及曲線的交叉點左移； (b).(b).強親水巖石相對滲透率曲線的交叉點強親水巖石相對滲透率曲線的交叉點( (等滲點等滲點) )的飽和度的飽和度大于大于50%50%，而強親油者小于，而強親油者小于50%50%； . .親水巖石的束縛水飽和

7、度一般大于親油巖石的束縛水飽親水巖石的束縛水飽和度一般大于親油巖石的束縛水飽和度；和度； 2.4.2 2.4.2 飽和順序的影響飽和順序的影響 (1).對于濕相，其相對滲透對于濕相，其相對滲透率只是它自身飽和度的函數率只是它自身飽和度的函數 (2).(2).對于非濕相，任何飽和對于非濕相，任何飽和度下吸吮過程的相對滲透率總度下吸吮過程的相對滲透率總是低于驅替過程的相對滲透率是低于驅替過程的相對滲透率 2.4.3 2.4.3 巖石孔隙結構的影響巖石孔隙結構的影響 3.43.4 高滲大孔隙連通性好的巖心，兩相滲流區(qū)范圍較大，高滲大孔隙連通性好的巖心，兩相滲流區(qū)范圍較大，束縛水飽和度低，端點束縛水飽

8、和度低，端點( (束縛水飽和度及殘余油飽和度點束縛水飽和度及殘余油飽和度點) )相對滲透率高；而低滲小孔隙巖心及大孔隙連通性不好相對滲透率高；而低滲小孔隙巖心及大孔隙連通性不好的巖心剛好與此相反。的巖心剛好與此相反。 2.4.4 2.4.4 溫度的影響溫度的影響 3.43.4 溫度升高，束縛水飽和度增加，油相相對滲透率溫度升高，束縛水飽和度增加，油相相對滲透率增加，水相相對滲透率降低，整個增加，水相相對滲透率降低，整個X X形曲線右移是溫度形曲線右移是溫度對相對滲透率影響的基本特征。對相對滲透率影響的基本特征。 2.4.5 2.4.5 其它因素的影響其它因素的影響 3.43.4(1).(1).

9、毛管力的影響毛管力的影響 (2).(2).流體粘度的影響流體粘度的影響 3.43.43 3 相對滲透率曲線的測定和計算方法相對滲透率曲線的測定和計算方法 直接測定法直接測定法 間接計算法間接計算法 毛管力資料計算法毛管力資料計算法 經驗公式法經驗公式法 礦場資料法礦場資料法 穩(wěn)定法穩(wěn)定法 不穩(wěn)定法不穩(wěn)定法 3.1 3.1 穩(wěn)定法測油水相對滲透率穩(wěn)定法測油水相對滲透率 .1 3.1.1 基本原理與方法基本原理與方法 基本原理：達西公式基本原理：達西公式 使用標準：使用標準：SY5835-97 3.1.2 3.1.2 巖心中流體飽和度的確定方法巖心中流體飽和度的確定方法 3.43

10、.4(1).(1).物質平衡法物質平衡法(2).(2).稱重法稱重法(3).(3).其它方法其它方法 3.1.3 3.1.3 末端效應末端效應(end effect) (end effect) (1).定義：定義： 末端效應實質是多孔介質中兩相流動在出口末端末端效應實質是多孔介質中兩相流動在出口末端的一種毛管效應，其特點是：的一種毛管效應，其特點是：(a)(a)距離多孔介質出口末距離多孔介質出口末端端面一定距離內濕相飽和度過高；端端面一定距離內濕相飽和度過高；(b)(b)出口端見濕相出口端見濕相出現短暫的滯后。出現短暫的滯后。 試驗和理論都已證明，出口末端效應的范圍一般試驗和理論都已證明，出口

11、末端效應的范圍一般只限于距出口端只限于距出口端2 2厘米左右。它主要取決于流體流動速厘米左右。它主要取決于流體流動速度，流速降低則涉及范圍增加。度，流速降低則涉及范圍增加。 消除末端效應的方法：消除末端效應的方法： 3.43.4(1).(1).提高流速：提高流速：在巖心內保持較高的壓力梯度，在巖心內保持較高的壓力梯度，降低毛管力作用，以減小末端效應降低毛管力作用，以減小末端效應 (2).(2).三段巖心法：三段巖心法：在巖心兩端外加兩段巖心，使在巖心兩端外加兩段巖心，使末端效應不在測試巖心中發(fā)生末端效應不在測試巖心中發(fā)生 3.2 3.2 不穩(wěn)定法測油水相對滲透率不穩(wěn)定法測油水相對滲透率 3.2

12、.1 3.2.1 測試原理和方法測試原理和方法 測試原理：測試原理：貝克萊貝克萊- -列維爾特驅油機理列維爾特驅油機理 使用標準：使用標準：SY5835-97SY5835-973.2.2 3.2.2 計算公式計算公式 3.43.4 tVIdtVdSfSKweowero113.43.4weowewowwerowerwSfSfSKSK tVSftVSSweoowiwe tPKAtLQtPKuLIoo 與穩(wěn)定試驗相比法，不穩(wěn)定試驗法測定速度快得與穩(wěn)定試驗相比法，不穩(wěn)定試驗法測定速度快得多，一不需要穩(wěn)定，二不需要單獨測定巖心中的流體多，一不需要穩(wěn)定，二不需要單獨測定巖心中的流體飽和度，三無需要考慮消除

13、末端效應的措施；而且設飽和度，三無需要考慮消除末端效應的措施；而且設備簡單、操作方便。備簡單、操作方便。 3.3 3.3 根據毛管力曲線計算法根據毛管力曲線計算法 .1 3.3.1 原理原理 巖石孔隙由大小不同的等直徑的毛細管組成，當其中飽和單巖石孔隙由大小不同的等直徑的毛細管組成，當其中飽和單相流體時，根據毛管滲流定律及達西定律，可計算一定壓差下通相流體時，根據毛管滲流定律及達西定律，可計算一定壓差下通過巖樣流體的流量及絕對滲透率；當用非濕相驅替濕相時，隨外過巖樣流體的流量及絕對滲透率；當用非濕相驅替濕相時，隨外加壓力增加，非濕相優(yōu)先進入較大的孔隙并在其中流動，而濕相加壓力

14、增加，非濕相優(yōu)先進入較大的孔隙并在其中流動，而濕相則占據較小的孔隙并在其中流動，用同樣的方法可算出兩者的流則占據較小的孔隙并在其中流動，用同樣的方法可算出兩者的流量及有效滲透率。從而可計算出不同飽和度下的相對滲透率。量及有效滲透率。從而可計算出不同飽和度下的相對滲透率。 .2 3.3.2 巖石絕對滲透率的計算巖石絕對滲透率的計算 3.43.4 假設：巖石孔隙是由一束直徑不同但長度相等的毛假設：巖石孔隙是由一束直徑不同但長度相等的毛管構成管構成 3.43.41022cos5 . 0cPdSK3.3.3 3.3.3 油、水有效滲透率和相對滲透率的計算油、水有效滲透率和相對滲透率的

15、計算 (1).(1).油、水有效滲透率的計算油、水有效滲透率的計算 (2).(2).油、水相對滲透率的計算油、水相對滲透率的計算 wScwPdSK022cos5 . 0122cos5 . 0wScnPdSK10202cScrwPdSPdSKw10212cScrnPdSPdSKw(3).(3).伯丁相對滲透率修正公式伯丁相對滲透率修正公式 3.4 3.4 用經驗統(tǒng)計公式計算相對滲透率用經驗統(tǒng)計公式計算相對滲透率 3.4.1 3.4.1 柯里柯里(Corey,1954)(Corey,1954) 氣驅油的相對滲透率公式氣驅油的相對滲透率公式102022cScrwrwPdSPdSKw102122cSc

16、rnrnPdSPdSKw 4SKro22111SSSKwiorgwioSSS13.4.2 3.4.2 霍納普等油水相對滲透率公式霍納普等油水相對滲透率公式 3.5 3.5 用礦場資料計算相對滲透率用礦場資料計算相對滲透率 3.5.1 3.5.1 油氣相對滲透率的計算油氣相對滲透率的計算110nwiorwiwrwrwSSSSKK2110nwiororwroroSSSSKKrorggogosKKBBRRFRRKKsrorggogoBBFwioioPwiLSBNBNNSS 1LgSS13.5.2 3.5.2 油水相對滲透率的計算油水相對滲透率的計算 3.6 3.6 三相相對滲透率的計算三相相對滲透率

17、的計算 FRKKwrorwwowoBBFoioPwioNBBNNSS 1owSS13.6.1 3.6.1 模型模型1-Stone1-Stone，1970 1970 3.6.2 3.6.2 模型模型2-Stone2-Stone，1973 1973 3.7 3.7 平均相對滲透率曲線的求取方法平均相對滲透率曲線的求取方法 3.43.4 將不同巖心測得的相對滲透率曲線繪在同一坐標將不同巖心測得的相對滲透率曲線繪在同一坐標紙上，連續(xù)固定油水相對滲透率紙上，連續(xù)固定油水相對滲透率( (如如K Kroro=1.0=1.0，0.90.9，0.80.8，0.70.7，0 0；K Krwrw=0=0，0.050

18、.05，0.10.1，0.20.2，)，求出相應的含水飽和度的平均值，從而得到平均油水求出相應的含水飽和度的平均值，從而得到平均油水相對滲透率曲線。相對滲透率曲線。 3.7.1 3.7.1 平均飽和度法平均飽和度法 3.7.2 3.7.2 相關經驗公式法相關經驗公式法 利用有代表性的相關經驗公式，對每塊巖心的相對利用有代表性的相關經驗公式，對每塊巖心的相對滲透率曲線數據進行回歸，求出能反映曲線特征的相關滲透率曲線數據進行回歸，求出能反映曲線特征的相關參數，參數，然后對相關參數進行平均，從而得到該油藏有代然后對相關參數進行平均，從而得到該油藏有代表性的相對滲透率曲線。表性的相對滲透率曲線。 該法

19、簡單易行，是國內外常用的方法之一，但精該法簡單易行，是國內外常用的方法之一，但精度不高。度不高。 對于親水性油藏，油水相對滲透率的經驗公式有：對于親水性油藏，油水相對滲透率的經驗公式有： m,n-m,n-與巖石孔隙結構有關與巖石孔隙結構有關的常數的常數 norwcwcwrwSSSSK)1(morwcorwroSSSSK)11(含水飽和度含水飽和度殘余油殘余油飽和度飽和度束縛水飽束縛水飽和度和度 將上面兩式兩邊取對數，得將上面兩式兩邊取對數，得： 其中，其中，)lg(lgwwDrwSnK)lg(lgowDroSmKorwcwcwwwDSSSSS1orwcorwowDSSSSS114 4 相對滲透

20、率曲線的應用相對滲透率曲線的應用 4.1 計算產水率計算產水率 4.1.1 4.1.1 產水率的定義產水率的定義 指油水同產時產水量占總產液量的比例，以指油水同產時產水量占總產液量的比例，以fw表示表示 4.1.2 4.1.2 分流方程分流方程 owwowwoowwowwwKKKKKQQQf11油的流度油的流度水的流度水的流度wbSowwaef1121wwbSowbSowwwaebaeSfwbSrwroaeKK3.43.4 隨著油藏水淹程度的增加，產水率開始增加得不快，隨著油藏水淹程度的增加，產水率開始增加得不快，以后迅速增加；當油井產水率相當高時以后迅速增加；當油井產水率相當高時( (含水飽和度很含水飽和度很高高) )，產水率增加速度又減慢下來。這就是油井產水變化，產水率增加