課件油藏工程石油儲(chǔ)存于地下巖石之中的但不是所有都能夠

第一節(jié)有那些具備了一定的物性條件和構(gòu)造條件的巖石才可能在特定的時(shí)期內(nèi)石有些巖石二維延展特征明顯，表現(xiàn)為層狀特征，如沉積巖；而有些巖三維延展特征明顯，表現(xiàn)為塊狀特征，如巖漿巖(1.1.1)。圖1.1. 地層剖面砂巖(圖1.1.2)；而有些巖相對(duì)較致密，組成巖石的骨架顆粒細(xì)小，顆粒之為非儲(chǔ)集巖，如泥巖(1.1.3)。 圖1.1.2儲(chǔ)集巖內(nèi)部結(jié) 圖 非儲(chǔ)集巖內(nèi)部結(jié)構(gòu)造稱為圈閉圈閉實(shí)際上就是一個(gè)特殊的儲(chǔ)集容器它有時(shí)候儲(chǔ)油(氣)，一般說來，水平儲(chǔ)集層和單斜儲(chǔ)集層是不能油氣的，因?yàn)檫@樣的儲(chǔ)集層缺少圈閉條件，油氣可以在浮力的作用走。一個(gè)圈閉有3個(gè)構(gòu)成要素：儲(chǔ)集層、蓋層和遮擋物(圖1.1.4)。儲(chǔ)集層是油氣的巖石層，蓋層是油氣向上運(yùn)移的巖石層，而遮擋物則是油氣側(cè)向運(yùn)移的巖石層。3個(gè)要素。圖 圈閉構(gòu)成要素3個(gè)：溢出點(diǎn)、閉合高度和閉合面積(1.1.5)圖 圈閉度量參數(shù)閉合高度ht)是圈閉的最高點(diǎn)與溢出點(diǎn)之間的垂向距離。(若儲(chǔ)集層的厚度為h，儲(chǔ)集層巖石的孔隙度為，則圈閉的容積(Vct)

式中Swc兩部分組成若圈閉中的是液態(tài)石油則為油藏若圈閉中的是天然氣，者在上，重者在下，這是由于流體的重力分異作用所致（1.1.6圖 油藏度量參3個(gè)：油水界面、油柱高度和含油面積(1.1.6)。油水界面為圈閉中油與水的分界面，一般用符號(hào)WOC號(hào)WGCGOC（含油或油柱（ho）油面積（Ao）為油水界面所對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)集層頂面構(gòu)造上的等高線所包圍的面積。油藏的容積，即油藏可以盛裝石油的孔隙體積（Vc

容積與圈閉容積的比值，并用符號(hào)來表示，計(jì)算為

0～1若=0，表明圈閉沒有油氣，為一個(gè)空圈閉若0，表明圈閉中了油氣，同時(shí)也表明油氣是從儲(chǔ)集層的下傾方向運(yùn)移過來的，在儲(chǔ)集層下傾方向的上一個(gè)圈閉中必定充滿了油氣（1.1.7圖 油氣重力分異和差異沿著儲(chǔ)集層的上傾方向繼續(xù)運(yùn)移，在儲(chǔ)集層上傾方向的下一個(gè)圈閉中起來，形成另外一個(gè)油氣藏(1.1.7)。因此，石油勘探過程中，找到了一個(gè)油氣藏，往概率大于發(fā)現(xiàn)油的概率，與油氣的重力分異和差異現(xiàn)象有關(guān)。油氣在浮力的作用下沿儲(chǔ)集層上傾方向運(yùn)移，圈閉將油氣的運(yùn)移，并使其起來形成油氣藏。圈閉是油氣的地質(zhì)場所。因此，石油勘探的方向之一，就是尋找圈閉，然后進(jìn)行鉆探。當(dāng)然，并非每一個(gè)圈閉都了油氣。圖1.1.8中的1號(hào)圈T1井鉆探證實(shí)有油，但2號(hào)圈T2井鉆探卻證實(shí)無圖 勘探區(qū)域構(gòu)造第二節(jié)油氣不是在任何地方都可以起來形成油氣藏的油氣藏只有在特定儲(chǔ)集層是能夠油氣的巖石層。層否則源巖生成的油氣無處，

圖 油氣運(yùn)移示意可見，一個(gè)油氣藏的形成，條件是苛刻。盡管在圖中剖面上兩個(gè)油層之間并不連通，但在其他位置上一定是連通的。圖31.2.2（b）中存在兩個(gè)油氣藏。 圖 油藏剖面示意（a（等效） 圖 油藏壓力系統(tǒng) 1.2.4第三節(jié)5個(gè)方面進(jìn)行。1.3.（a漿巖和細(xì)粒碎屑泥巖的原生孔隙開度較小因而一般情況下都沒有油氣的能力。但是，如果巖石中發(fā)育了開度較大的次生孔隙（裂縫、溶洞等1.3.1（b（a）砂 （b）碳酸鹽圖 儲(chǔ)集層巖石類按油氣藏所在圈閉的類型對(duì)油氣藏進(jìn)行分類是目前礦場上常用的法。3大類。1.1.61.1.4（1.3.2圈閉中了油氣之后，則稱做巖性油氣藏。1.3.3圖 巖性圈 圖 地層不整合圈潛山圈閉是由古山峰沉降掩埋之后形成的圈閉類型古山峰長期于大氣，并風(fēng)化、淋洗等地質(zhì)作用，山體表面的風(fēng)化殼發(fā)育有大量的溶蝕孔洞而成為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層。若圈閉中了油氣，則成為潛山油氣藏（圖1.3.4可形成圈閉。若圈閉中了油氣，即為地層超覆油氣藏（圖1.3.5。 圖 潛山圈 圖 地層超覆圈儲(chǔ)集層巖石的孔隙，因而又常常稱做多孔介質(zhì)。儲(chǔ)集層巖石的孔隙1.3.1中的各種級(jí)別。若按孔隙所處的位置，可以將孔隙分為粒間孔和粒內(nèi)孔(1.3.6)，粒間3大類。 圖1.3.6 3種孔隙中的任意一種組成，則儲(chǔ)集3種孔隙中的任意兩種3種孔隙組成，則儲(chǔ)集層稱做三重(三孔)介質(zhì)，如裂縫—孔隙—溶洞1.3.1Ao表示。邊界之間的區(qū)域?yàn)橛退^渡區(qū)（帶（1.3.7。1.3.8做邊水油藏（1.3.7。圖1.3.7邊水油藏剖面和平面 圖1.3.8底水油藏剖面5，背斜邊水稠油油藏，油藏名稱清晰地反映出了油氣藏的主要特征。當(dāng)然時(shí)，圖 氣頂?shù)姿?圖 底油氣1.3.11第四節(jié)ERN表示，它表示地層條件下的原油換算到地面條石油地質(zhì)儲(chǔ)量的容積法計(jì) N=式中N

VoiBoiVci——原始條件下的油藏容積，m3。

式中AoSwc——油藏束縛水（原生水）h——儲(chǔ)集層平均厚度，m，計(jì)算h=式中Ajj

hj——j區(qū)塊的含油層段厚度，m孔隙度和束縛水飽和度也可以按照式（1.4.3）的形式進(jìn)行平均圖1.4.1 式中Ngcm3

Gs

式中GsRm3m3地質(zhì)儲(chǔ)量的計(jì)算十分簡單，但計(jì)算參數(shù)的確定卻十分以確定的儲(chǔ)量計(jì)算中的巖石孔隙度應(yīng)采 孔隙度但根據(jù) 過地層流體的高壓物性（PVT）分析資料加以確定。1.4.2 NVtj

式中Vtjjtm3。，1.4.3，N

式中c1——有機(jī)質(zhì)含量，小數(shù)c4——烴類系數(shù)，小數(shù)圖 潛在資源量計(jì)算 圖 遠(yuǎn)景資源量計(jì)算顯然，用式（1.4.6）和式（1.4.7）計(jì)算的儲(chǔ)量都是證實(shí)的地質(zhì)儲(chǔ)量，計(jì)1.4.4預(yù)測地質(zhì)儲(chǔ)量采用式（1.4.4）和式（1.4.5）層巖石物性等其他參數(shù)得到了進(jìn)一步的雖然油藏的確切含油面積還不完全圖 預(yù)測地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì) 圖 控制地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)控制地質(zhì)儲(chǔ)量采用式（1.4.4）和式（1.4.5）1.4.6探明地質(zhì)儲(chǔ)量采用式（1.4.4）和式（1.4.5）.4.7圖1.4.6探明地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)算 圖1.4.7開發(fā)地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)算石油地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果不斷趨于準(zhǔn)確。圖1.4.8為計(jì)算地質(zhì)儲(chǔ)量的變化趨勢圖。N為油藏的質(zhì)儲(chǔ)量，計(jì)算地質(zhì)儲(chǔ)量的樂觀估計(jì)值往往高于質(zhì)儲(chǔ)量， 圖1.4.8 儲(chǔ)量豐度定義為單位含油面積上的石油地質(zhì)儲(chǔ)量，一般用符號(hào)o算oNh1Swco

可以采出的原油，即油藏的開發(fā)效益也就越好。o為oN1Swco

天然氣在原始地層條件下的體積（Vgi）用下面的容積法進(jìn)行計(jì)

式中Ag——?dú)獠睾瑲饷娣e，m2GVgs氣體體積系數(shù)的計(jì)

B

式 psc——地面壓力piZscZi（1.4.11GAh1

氣藏地質(zhì)儲(chǔ)量豐度的計(jì)

h1

氣藏單儲(chǔ)系數(shù)的計(jì)

1

面條件下的氣體體積用式（1.4.13）天然氣的地質(zhì)儲(chǔ)量（Gc）Gc

式 fg——天然氣的摩爾分?jǐn)?shù)，小數(shù)凝析油的地質(zhì)儲(chǔ)量（Nc）Nc

c式中g(shù)m3cfg

1 1000M

式中Mo——凝析油的平均千摩爾質(zhì)量，kg穩(wěn)定生產(chǎn)條件下的生產(chǎn)汽油比（Rgo）可以用下式計(jì)算o式中qogqg

=qgdd

氣井每天采出的油氣總摩爾數(shù)（nt）n=n

qg1000qo

o o式中ngnoosgcm3。fg

ngno

1Mo

106cc

凝析油千摩爾質(zhì)量，可用下面的經(jīng) 計(jì)M 1.03

N10108tN=1～10108t時(shí)，為大G1000108m3G=100～1000108m3時(shí)，為中型氣田；當(dāng)G100108m3300104tkm2=100～300104t 時(shí)，為中豐度；當(dāng)=50～100104tkm2時(shí)，為低豐度；當(dāng)50104t o10108oo時(shí)，為中豐度；當(dāng)2108o

km2=2～10108okm2o

D2000mD=2000～4000m時(shí)，為中等深度；當(dāng)D=4000～6000m時(shí)，為；當(dāng)D6000m時(shí)，為超當(dāng)p20MPa時(shí)，為低壓；當(dāng)

p=20～40MPa時(shí)，為中等壓力；當(dāng)p=40～60MPa時(shí)，為高壓；當(dāng)p60MPa時(shí)，為壓當(dāng)0.8時(shí)，為異常低壓；當(dāng)=0.8～1.2時(shí)，為正常壓力；當(dāng)1.2時(shí)，為Jom

dMPamJom

dMPamJom

dMPamJom

dMPam當(dāng)80mDmPas時(shí)，為高流度；當(dāng)30~80mDmPas流度；當(dāng)10~30mDmPas時(shí)，為低流度；當(dāng)10mDmPas時(shí)，為特低30%時(shí)，為特高孔隙度；當(dāng)=20%～30%時(shí)，為高孔隙度；當(dāng)=10%～20=1%～10%1當(dāng)k1000mD時(shí)，為特高滲透率；當(dāng)k=100～1000mD時(shí)，為高滲透率；當(dāng)k=10～100mDk=1～10mDk1mD時(shí)，千米產(chǎn)

D

D

dkm產(chǎn)；當(dāng)

D

dkm時(shí)，為低產(chǎn)；當(dāng)

D

dkm對(duì)于氣井，當(dāng)

D10104

時(shí)，為高產(chǎn)；當(dāng)gg D=3～10104gg

dkm時(shí)，為中產(chǎn)；當(dāng)

D3104

dkmos0.85gcm3os0.85~0.95gcm3os=0.95～1.0gcm3os1.0gcm3當(dāng)os10mPasos=10～100mPas（稠油c20gm3c

c=20～200gm3cc200gm3c 簡述重力分異和差異的物理意義簡述并圖示“裂縫—孔隙型碳酸鹽巖潛山底水異常高壓氣頂油藏”ⅠⅡⅢ束縛水飽和度為0.25，地面脫氣原油密度為0.85g/cm3，原始溶解汽油比為1000元/t，問開采油藏的銷售收入為多少？第一節(jié)。天然氣包括自由氣和溶解氣（伴生氣）兩種形態(tài)的氣體天然氣中往往。（C2H6（N2（CO2表 天然氣樣品組成數(shù)據(jù)（摩爾分?jǐn)?shù)，小數(shù)2.1.1pV 式 p——?dú)怏w壓力VTnRR=0.008315MPam3kmolKZZZ值，Z圖 油氣樣品取樣位置2.1.2中的Standing—Katz圖版進(jìn)行確定。Standing—KatzM.B.StandingD.L.Katz1942（（ppr（Tprppr和TprZ值。圖 Standing—Katz圖擬對(duì)比壓力（ppr）和擬對(duì)比溫度（Tpr）的計(jì)算分別pppr=

T

式 ppc——?dú)怏w的擬臨界壓力Tpc——?dú)怏w的擬臨界溫度，K氣體的擬臨界壓力（ppc）和擬臨界溫度（Tpc）ppcxjpcjTpcxjTcj

式 pcj——第j種組分的臨界壓力Tcjjxjj2.1.2 沸冰K------------------—-—-—--------0根據(jù)式（2.1.4）和式（2.1.5）2.1.1中的天然氣樣品的擬臨界壓力為ppc4.618MPa，擬臨界溫度為Tpc=198.39K。如果氣藏壓力p20MPa，氣藏溫度T333K，則氣藏的擬對(duì)比壓力為ppr=4.33，擬對(duì)比溫度Tpr=1.68Standing—Katz圖版查得天然氣的偏差因子Z0.85。若按Z115%。2.1.3中的曲線，查出氣體的擬臨界壓力（ppc）和擬臨界溫度（Tpc圖 天然氣相對(duì)密度與擬臨界參數(shù)關(guān)系曲1—天然氣；2密度，并用符號(hào)g表示，計(jì)算

式中kgm3 kgm3 pVpscVsc

式 psc——地面標(biāo)準(zhǔn)壓力VscZsc——地面標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體偏差因子，無量綱。pV m

Mscsc M式中Mgm——?dú)怏w的質(zhì)量，kg m

Zscair

Zsc

式中Mair——空氣的千摩爾質(zhì)量，kg（2.1.6gMgg

氣千摩爾質(zhì)量是按氣體摩爾組成進(jìn) 之后的平均千摩爾質(zhì)量，計(jì)算式MgxjM式中Mjj

xjj由式（2.1.12）計(jì)算的表2.1.1中天然氣樣品的平均千摩爾質(zhì)量為：（2.1.1130.07kg，C3H844.097kg，CO244.01kg，N2N2CH4的千摩爾質(zhì)量比空氣小之外，其他組分的千摩爾質(zhì)量全部大于空氣的千摩爾質(zhì)量。千摩爾質(zhì)量最小的是CH4，只有16.043kgC3H844.097kg。若氣體全部1。條件下的體積的比值，并用符號(hào)Bg表示，計(jì)算為B

式中VgVgs——?dú)怏w在地面條件下的體積，m3（2.1.1V

p

（2.1.13式gB g

ZscTsc1（2.1.4圖 氣體體積系數(shù)變化曲原始地層條件下的氣體體積系數(shù)用符號(hào)Bgi表示，計(jì)算B

式中TipiZi——原始地層條件下的氣體偏差因子，無量綱。Bg

pscTTsc

gEZscTscg

天然氣的壓縮系數(shù)定義為恒溫條件下單位壓力的體積變化率（CggCg

把天然氣的狀態(tài)方程式（2.1.1）C1

C

（2.1.22×10-1之間。天然氣的熱膨脹系數(shù)定義為恒壓條件下單位溫度的體積變化率 表為g

把天然氣的狀態(tài)方程式（2.1.1）1

對(duì)于理想氣體，式（2.1.24）

(50～500)×10-4℃-1之間。計(jì)算為 104KexpXY

T

K 116.111110.5556Mg

X0.0135054777.78M

g Y0.212X

1010 air

式中g(shù)——天然氣粘度，mPa·s第二節(jié) C7+C7+稱做原油的特征組分。2.2.1為一個(gè)2.2.1原油樣品組成數(shù)據(jù)表（摩爾分?jǐn)?shù)，小數(shù)2.1.1密度，并用符o表示，計(jì)算為

式中g(shù)cm3 gcm3由于地面標(biāo)準(zhǔn)條件下水的密度為 1.0gcm3，因此在數(shù)值上，原油的，根據(jù)相對(duì)密度或地面脫氣原油密度的大?。?005）給出的原油分類o0.85時(shí)，為輕質(zhì)原油；當(dāng)o=0.85～0.95時(shí)，為中質(zhì)原油；當(dāng)，API標(biāo)準(zhǔn)對(duì)原油進(jìn)行分類，API相對(duì)密度用符號(hào)API表示，單位為°APIAPI與o的換算關(guān)系為o

由式（2.2.2）可以看出，API相對(duì)密度的數(shù)值越小，表明原油就越.重。2.2.（a2.2.（b2.2.（c2.2.（d圖 原油溶解與脫氣過2.2.（d2.2.（c2.2.（b2.2.1（apbPVT筒中進(jìn)行，PVT2.2.1所示的高溫高 oBVoo

式中VoVosBoBoi1。2.2.2圖 原油體積系數(shù)變化曲BoBob—泡點(diǎn)壓Boi—原始條件Bti—原始條件下的原油兩相（總）Bt—原油兩相（總）pbMPapi積之和（兩相體積或總體積）與地面脫氣原油體積的比值，計(jì)算為tBVot

式中Vg2.2.2Boi～1Rsi2.2.1所示，只要記錄下每個(gè)壓力下的原1的，表明地層原油被采到地（2005）1.51.5符號(hào)S表示，計(jì)算為SBoi

33.3333.33%。50% sRs

式中VosVgs——原油溶解的氣體體積（地面條件，m3；sRm3m3sRsbRsi02.2.30～Rsb圖 原油溶解氣油比變化曲面）體積原油中溶解的天然氣體積（地面，一般用符號(hào)表示。容積系數(shù)近似2.2.1中測量了泡點(diǎn)及以上壓力的溶解氣油比，要測量泡點(diǎn)以下壓力的（2.2.6

BtBoRsiRs

2.2.4圖 地層原油密度變化曲oosgsRso式中g(shù)cm3ogcm3

sRm3m3sgcm3地層原油的壓縮系數(shù)，定義為單位壓力的體積變化率，計(jì) oCo

oCo

2.2.2以把式（2.2.9）

oCdo

2.2.4 ooi1Coppi oob1Coppb 在（1～100）×MPa-1之間。o

。剪切應(yīng)變速率的響應(yīng)值與原油的粘度有關(guān)。圖2.2.5為 。式中

2.2.6，s-

圖 原油流變曲 圖 流體速度分大多數(shù)輕質(zhì)原油都屬于原油，而一些稠油則往往屬于非原油。非牛變化很大。（2005）根據(jù)地面脫氣原油的粘度大小，把原油分成了4類s當(dāng)os 時(shí)，為低粘原油；當(dāng)os=10～100mPas時(shí)，為中粘原油；sos=100～1000mPasos1000mPas（稠油2.2.7o式中Toa、b

2.2.82.2.8圖 原油粘溫曲 圖 原油粘壓曲oo

（p

式 p——原油壓力a、boc式中c、d

（ppb 原油粘度可以用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)進(jìn)量但多數(shù)情況下采用落球粘度計(jì)進(jìn)2.2.9中的物系存在油、氣兩（c圖2.2.9油氣兩相平衡 圖2.2.10單組分相圖 高溫高壓單組分相2.2.l2p—T相圖。當(dāng)把兩個(gè)組分混合成一個(gè)物系之后，c11的臨界點(diǎn)和氣液平衡線，c22的臨界點(diǎn)，2.2.13相體積占物系總體積的百分?jǐn)?shù)。氣相區(qū)與兩相區(qū)的分界線為線（液量分?jǐn)?shù)為01.0，點(diǎn)為臨界點(diǎn)線與泡點(diǎn)線合稱為相包絡(luò)線。包絡(luò)線外側(cè)為單相區(qū)，包絡(luò)線內(nèi)，圖 兩組分系統(tǒng)相 圖 多組分系統(tǒng)相則為中質(zhì)油藏；如果位于液相區(qū)的右側(cè)，則為輕質(zhì)油藏（2.2.142.2.14相圖是在PVT筒中通過實(shí)驗(yàn)測得的，但由于實(shí)驗(yàn)工作極其，目前一般第三節(jié)查相關(guān)手冊用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行計(jì)算（圖2.3.1為地層水的粘溫曲線。地層水的圖 地層水粘溫曲gm3和mgL，1gm31mgL度（Sc102～105mgL建立了地層原生水的礦物質(zhì)組成之后通過油井產(chǎn)出水的礦物質(zhì)組成分Sulim194644種沉積環(huán)境Cl-含量相對(duì)較多，而陸Cl-Cl-Na+（K+）Na+Cl-的當(dāng)量摩爾濃度，多余的-<聯(lián)系，Na2SO4即被稱做陸地環(huán)境的地表水型。NaHCO3SO42-含量相對(duì)較少，也表明地層水與地表沒有聯(lián)系，NaHCO3即被稱做陸地環(huán)境的水型。Na+Cl-的當(dāng)量摩爾濃度，多余的+<Mg2+Mg2+含量相對(duì)較多，也表明地層水與地表有一定的聯(lián)系，MgCl2即被稱做海洋環(huán)境的地表水型。+做海洋環(huán)境的水型。從上面的分析可以看出，Sulim是按照各種礦物質(zhì)在水中的溶解能力以及彼地表水型表明地層水是一種開放的水體而水型則表明地層水是一種封閉的水體。圖2.3.2中的1號(hào)地層很可能為水型，2號(hào)地層很可能為地表水圖 地層封閉性示意2.3.1樣品中Mg2+的質(zhì)量濃度為500gm3（mgL，則Mg2+的摩爾濃度為molm3，Mg2+41.152molm3 1122121范疇。地層水的pH值對(duì)鉆和注入水的設(shè)計(jì)，有一定的指導(dǎo)意義。習(xí)CH4（0.90C3H8（0.04試導(dǎo)出天然氣的體積系數(shù)計(jì)算p—Tmg

第一節(jié)3.1.1Vp+Vs

圖 巖石物質(zhì)構(gòu) 圖 二巖石體積構(gòu)并用符號(hào)vol表示，計(jì)算

VVb3.1.3（Ab（As）和孔隙面積（Ap）

=

圖 巖石剖面度用lp標(biāo)記；線段的剩余部分將落在固體骨架之上，其長度用ls長度（lb）為lp和ls兩部分之和（圖3.1.3。把孔隙線段長度與線段總長度的比值，定義為巖石的線孔隙度，并用符號(hào)line表示，計(jì)算

=

3volarealine

統(tǒng)一用符表示。圖 巖石孔隙連通

巖石中的孔隙，有些是相互連通（無效（盲端孔隙。盲端孔隙在某些情況下為有效孔隙，而在另外的一些情況下則為3.1.4為各種孔隙的連通狀況圖。有孔隙體積（孔隙（Vb

VVb式中Vpt——巖石的總孔隙體積，m3觀體積的比值，并用符號(hào)eff表示，計(jì)算為

=

式中Vpeff——巖石的有效孔隙體積，m3有效孔隙度，并統(tǒng)一用符號(hào)表示，而不加任何區(qū)別?？紫抖葦?shù)值。由式（3.1.1）可知，巖石的3積并不是完全獨(dú)立的，只要測出法、壓法和氣測法等體積方法。具體的測量方法和操作步驟可參閱相關(guān)書籍孔隙度范疇；孔隙度介于20%～30%的地層，屬于高孔隙度范疇；孔隙度介于1%的地層，屬于特低孔隙度范疇。（∑粒的排列方式（，即=f

,

其他影響因素，都是通過改變∑和25.95%3.1.5在粒度分布一定的情況下，排列方式3.1.6顯示了粒度的分布（不等徑顆粒雜排列）對(duì)孔隙度的影響，粒度分圖 等粒度球形顆粒典型排圖 不等徑顆粒雜排3.1.7為油井實(shí)際測量到的孔隙度變化趨勢線。50%～80%以上（3.1.7a點(diǎn)。3.1.7中從a點(diǎn)到b點(diǎn)的第Ⅰ曲線段所示。該過程被（2005）稱做壓實(shí)oeo式中oD——壓實(shí)系數(shù)，km-1

圖 巖石壓實(shí)與壓縮曲積Vp和外觀體積Vb）3.1.7中的第Ⅱ曲線段所示。該過程被李

3.1.7中的壓實(shí)和壓縮兩個(gè)階段。

e

3.1.7中的光滑曲線，但總的趨勢是孔隙度不斷減小，并且埋藏越深，減巖石的壓實(shí)程度（壓實(shí)率，co

當(dāng)把巖石從取到地面時(shí)，巖石受到的應(yīng)力卸除，巖石體積（包括骨架體3.1.7c點(diǎn)的巖石取到地面時(shí)，其孔隙度不是2003巖石本體變形過程中的孔隙度不變性原則應(yīng)用該原則，3.1.8一個(gè)缺憾，中巖心的應(yīng)力作過程不是壓實(shí)作用，而是壓 圖3.1.8孔隙度的應(yīng)力變化曲3.1.8中的孔隙度變化曲線是基于一個(gè)錯(cuò)誤的假設(shè)而測得的，測量過程中3.1.9圖 致密介質(zhì)的壓縮變形（可逆圖 致密介質(zhì)的體積變化（可逆3.1.8所示的孔隙度變化曲線，是因?yàn)闇y試時(shí)錯(cuò)誤地n圍為min~max，則可以采用下面的方法計(jì)算平均孔隙度。

ln

11

（3.1.13 wj

式中wj——孔隙度j異系數(shù)（V）的計(jì)算V

式中2——孔隙的分布的均方差，而習(xí)慣上卻將2jn

一般情況下，變異系數(shù)（V）0～1之間。V隙度分均；V的數(shù)值越大，表明孔隙度分不均勻。非均質(zhì)情況下V1V=0V時(shí)，孔隙度分布為弱非均質(zhì)；當(dāng)V=0.3～0.7V=0.7～1V1.0若n塊巖心分析樣品中，孔隙度大小在j~j1之間的分析樣品為njnj為孔隙的在j~j1j~j1之間的分布頻率由下式P

j~j

n

孔隙度的分布頻率曲線如圖3.1.13所示。

njnj1j

e2

圖 孔隙度分布頻圖 孔隙度分布密lnln

另外兩個(gè)反映孔隙度分布均勻程度的參數(shù)為孔隙度極差和孔隙度比把算為

把孔隙

第二節(jié)把滲透率定義為巖石允許流體通過的能力。當(dāng)流體在巖石中的流動(dòng)符合Darcyq∝A

式中A——巖石滲流截面積——流體粘度L——巖石長度p——流動(dòng)壓差q——流量，m3/ks把方程（3.2.1）DarcyqKA

1D=1m23.2.1為滲透率的測量裝置圖。讓一定流量的流體，穩(wěn)定通過一定長度和對(duì)滲透率的測量，要求流動(dòng)一定在Darcy（3.2.2）線性關(guān)系的流動(dòng)。當(dāng)滲流不符合Darcy方程（即偏離線性關(guān)系）時(shí)，就變成非3.2.2rK 式中rm圖 滲透率測量圖 滲流指示曲般取m為單位，因此，滲透率的單位為m2D。2Kf2

式中bmfKf——巖石的裂縫滲透率，D滲透率，一般都在0～1D之間，情況下可以超過1D。K10~100mDK1~10mDK1mDKmin~Kmax，則滲透率均值為K

滲透率變異系數(shù)（VK）VKK

KjKjn2

當(dāng)VK0時(shí)，滲透率分布為完全均質(zhì)；當(dāng)VK0～0.3時(shí)，滲透率分布為弱非分布為強(qiáng)非均質(zhì)；當(dāng)VK1.0 方法求得的滲透率均值KwjKjwj

地層的最高滲透率與平均滲透率的比值俗稱單層突進(jìn)系數(shù)并用符號(hào)Kaa表示，

=K

。質(zhì)程度就越強(qiáng)比的大小與地層的水驅(qū)油過程有著直接關(guān)系。滲透率高的地層，注入水驅(qū)替的距離就遠(yuǎn)（3.2.33.2.4。。圖 地層滲透率分圖 地層驅(qū)替過把滲透率極差定義為最高滲透率與最低滲透率的比值，計(jì)算

K

地層，每個(gè)小層的厚度為hjKjhhj。Darcyqj式中BL——地層長度，m

BhjKj

圖3.2.5 qqj

BhjKj

qBhK

（3.2.13KhjK

等，式（3.2.14）則變成簡單算術(shù)平均的滲透率計(jì)算式（3.2.5）3.2.53.2.6圖 一維平面非均質(zhì)地nLjKjLLj。3.2.6可以看出，每個(gè)小層的流量與整個(gè)地層的流量是完全相等的。根Darcy定律、每個(gè)小層兩端的壓差為

qA

jppj

pq

（3.2.17L

式（3.2.18）即為長度的調(diào)和平均計(jì)算 ，但對(duì)地層的孔隙度卻只能采用下面形式的長 算術(shù)平均計(jì)Lj

式 a、b——統(tǒng)計(jì)常數(shù)

abln

（3.2.20fx,y,z地層也可以在某個(gè)方向上是（孔隙度）均質(zhì)的，如fx。

=fx,y,z地層也可以在某個(gè)方向上是（孔隙度）非均質(zhì)的，如=fx

法面已介紹。對(duì)儲(chǔ)集層非均質(zhì)程度的研究可以在三上進(jìn)行，也可以在某種規(guī)律設(shè)計(jì)的（5塊/m，但巖石樣品的提取一定要遵守“代表性”原則：3.2.7為一個(gè)油藏的孔隙度平面分布圖。由圖中取樣點(diǎn)取樣，統(tǒng)計(jì)得到的孔隙度變異系數(shù)為0.301。按照變異系數(shù)的評(píng)價(jià)1.0km2，0.301的10.0km2，0.301的變異系圖 油藏孔隙度分布等值（非均質(zhì)矢量）進(jìn)行表征?？紫抖鹊姆蔷|(zhì)矢量（）用孔隙度的變化率梯度 1

式中矢量（）x方向，式（3.2.23）則可以寫成1

（3.2.24）計(jì)算的xx方向是不斷增大的，的xxxy方向的孔隙度非均質(zhì)特性，式（3.2.23）1

1

1

1

1

1

1

平面上孔隙度非均質(zhì)矢量的單位取%/kmkm-1。垂向上孔隙度非均質(zhì)矢量的單位取%/DmDm-1。=0km-1時(shí)，為強(qiáng)非均質(zhì)；當(dāng)0.50km-1時(shí)，為超強(qiáng)非均質(zhì)。垂向上，當(dāng)=0為完全均質(zhì)；當(dāng)

中等非均質(zhì)；當(dāng)=0.30～0.50

Dm-1時(shí)，為強(qiáng)非均質(zhì)；當(dāng)

3.2.71：100000，則x

KxKyKzKKx 0yK 0y

Kz式中KxKyKz3KI3.2.8中的兩種地質(zhì)情形下，儲(chǔ)集層巖石的滲透率才可能出現(xiàn)各向3.2.（a3.2.8（b圖 各向同性地層巖石內(nèi)部結(jié)各向同性地層僅是一種理想狀況層都是各向異性的所謂各向異性，KxKyKzKx 00yK 0y

Kz3.2.9圖 各向異性地層巖石內(nèi)部結(jié)3個(gè)主值的平均值，即KKxKy3

3K K K K222xyz3最后，由下式求出各向異性程度系數(shù)（K

當(dāng)0時(shí)，表明地層為各向同性地層；當(dāng)0～0.3時(shí)，表明地層的各向異性程度較弱；當(dāng)0.3～0.7時(shí)，表明地層的各向異性程度中等；當(dāng)0.7～1.01.03.2.103.2.11即流體正向流動(dòng)的滲透率（Kx）和反向流動(dòng)的滲透率（Kx-。yz圖 雙重各向異性地層巖石內(nèi)部結(jié) 圖 雙重滲透Kx

0K 0

和

KzKx

0K 0

KzKx

0K 0

KzKxKx（或/KyKy，KzKzKx=Kx，Ky=Ky，Kz=Kz雙重各向異性介質(zhì)是由于1997年發(fā)現(xiàn)的第三節(jié)夾角，定義為潤濕角，一般用符號(hào)表示，潤濕角的大小從密度大的流體一側(cè)算3.3.1為油水兩相流體在巖石表面的潤濕圖。當(dāng)<90°時(shí)，表明水比油更油）的或水濕的，越小，巖石的親水特性就越強(qiáng)。當(dāng)=0°時(shí)，則認(rèn)為巖石是完全水濕的。當(dāng)>90°時(shí)，表明油比水更易于親和巖石，因此，把水稱做非潤濕相，把油稱做潤濕相，把巖石稱做親油（疏水）的或油濕的，越大，巖石的親油特性就越強(qiáng)。當(dāng)=180°，則認(rèn)為巖石是完全油濕的。當(dāng)=0°～30°時(shí)，巖石為強(qiáng)親水；當(dāng)=30°～60°時(shí)，為中等親水；當(dāng)=60°～90°時(shí)，則為弱=90°～120°=120°～3.3.13.3.2三相共存時(shí)表現(xiàn)出來的優(yōu)先潤濕性質(zhì)。油氣藏巖石深埋，地層水的長時(shí)間浸圖 油水兩相潤濕 圖 油氣兩相潤濕圖3.3.1中的巖石靜態(tài)上表現(xiàn)為親水特征，但在水驅(qū)油的動(dòng)態(tài)過程中，巖石卻表現(xiàn)為親油特征（圖3.3.3)。因此，不能把測得的靜態(tài)結(jié)果，用于油藏開采圖3.3.4圖 水驅(qū)油過程潤濕 圖 毛細(xì)管中油水兩p11

R 2式中Nm把主曲率半徑換算成毛管半徑，式（3.3.1）式中rm

p2

如果不是毛細(xì)管，而是微裂縫，式（3.3.1）式中bm

b

3.3.5所示。3.3.6圖3.3.5 圖3.3.6 Sw

Sw+So 3.3.63.3.7如壓力、壓力、力、門檻壓力、閾壓等。排驅(qū)壓力的大小反映了飽和度中值壓力是毛管壓力曲線上飽和度為50%時(shí)所對(duì)應(yīng)的毛管壓力，并3.3.8圖 排驅(qū)壓 圖 飽和度中值壓Swmin3.3.9；體積百分?jǐn)?shù)，并用符號(hào)Smin3.3.10pct表示。轉(zhuǎn)析壓力的大小，反映了非濕相流體 圖 最小濕相流體飽和 圖 轉(zhuǎn)折壓低斜直線段在Sw1（3.3.11掉（3.3.12。（r隙的總體分布曲線（3.3.13圖 傾 圖 表皮效圖 孔隙分地面條件下測定的毛管壓力（pclab） lab——條件。

p

2labr2res

式

（3.3.6 res

clab

lab式（3.3.7）

labpcres

式中3.3.14件下毛管壓力轉(zhuǎn)換系數(shù)的部分參數(shù)。 N0空氣—00，常用。實(shí)際上，式（3.3.7）在把地 ，resres lab

圖 毛管壓力曲線轉(zhuǎn)目前毛管壓力曲線的測定方法主要有3種：半滲隔板法、壓法和離心法。3.3.15壓法曾大量用于毛管壓力曲線的測定工作由于該方法對(duì)巖石樣品的形狀3.3.163.3.173.3.19圖 半滲隔板 圖 壓圖 —巖石潤濕 圖 毛管壓力曲線對(duì)圖 毛管壓力曲線對(duì)比和度與壓曲線確定的最小不可入孔隙體積百分?jǐn)?shù)的比值?？梢钥闯觯瑔胃艿拿軌阂?.3.20圖3.3.20 Leverettp2

K（3.2.3Kr2

式中KKrm。巖心的參考孔隙半徑（rref）取作K

=cosr2cos

KK

J函數(shù) JSwn 式中Swn

Sw1

0

式中Swc3.3.21JS

式 a——巖心的J函數(shù)排驅(qū)壓力，無量綱nJanJ圖 巖心J函數(shù)曲KpS JK

SwSwc1Swc式

Swcpc——油氣藏的平均毛管壓力，MPaBrooks—Corey S

式中Swn——式（3.3.16）（3.3.20（3.3.16可以把實(shí)測的巖心毛管壓力曲線處理成無（3.3.22R.BrookCorey（1964）選擇下面的冪函數(shù)

式中m——巖心的無因此毛管壓力

圖 無因次毛管壓力曲pcSwpcdpcDSwn

式 pcd——油氣藏的平均排驅(qū)壓力，MPa式變化（3.3.23。圖 油藏毛管壓力曲

第四節(jié)相流體通過的能力，定義為該相的相滲透率。圖3.4.1為相滲透率測量裝置圖。油水兩相同時(shí)流動(dòng)的滲流本構(gòu)方程有兩個(gè)，油相的滲流本構(gòu)方水相的滲流本構(gòu)方

qKoooqKw

w w式中q、qm3ks o、wKoKw——分別為油、水相滲透率，D圖 相滲透率測Ko表示；通過式（3.4.2）計(jì)算出Kw表示。由于兩相同時(shí)滲流時(shí)，每一相KoKKwKKr表示。由1，Kr1油相的相對(duì)滲透率用符號(hào)Kro表示，計(jì)算

K

水相的相對(duì)滲透率用符號(hào)Krw表示，計(jì)算

K

圖 相對(duì)滲透率曲

對(duì)于特定的巖石來說，絕對(duì)滲透圖3.4.2為油水兩相的相對(duì)滲透率曲滲透率（Krw）隨水相飽和度（Sw）的（Kro）（Sw隨油相飽和度（So）的增大而增大。3.4.2（或原生水飽和度SwcSor表示。這些名詞都是模仿水驅(qū)開采原油的過程而得名。束縛水飽和度和殘余油飽和度都是相滲曲線的兩個(gè)端點(diǎn)飽和度（3.4.3圖 相滲曲線特當(dāng)SwcSor是水親的；相反，巖是油親的SorE=1Swc 1

該點(diǎn)的飽和度稱做等滲點(diǎn)飽和度，通常用水相的飽和度Swx表示（3.4.3。等滲點(diǎn)飽和度是相滲曲線的第三個(gè)特征參數(shù)。如果Swx0.5力，表明巖石是親水的；否則，巖是親油的。KoKwKKroKrw11

Krx0.5（KrxKrx的數(shù)值越高，表明兩相滲流的能力越強(qiáng)（Swc（Sor左端點(diǎn)飽和度（Swc）Kro=1Krw=0；右端點(diǎn)飽和度（Sor）處相滲值：Kro=0Krw=KrwSorKrwSor是相滲曲線的第五個(gè)特征參數(shù)，KrwSor5滲區(qū)1SwcSorKroKrw10

圖 混相和裂縫相滲曲3.4.2巖心的標(biāo)準(zhǔn)化含水飽和度（Swn） Sw

0

1

wc式中SwcSorKronSwn

0Kron

式中KroKrwnSwn

KrwSor

0

式中KrwKrwSor圖 標(biāo)準(zhǔn)化相滲曲 S 1

S

式中mn KS1

KSKS

SwSwc1SwcSor

式中SwcSorKrwSor——油氣藏的平均右端點(diǎn)水相相對(duì)滲透率，無量綱。第五節(jié)3.5.1骨架應(yīng)力決定巖石的本體變形，若用p表示巖石的本體應(yīng)變，用s表示骨架應(yīng)力（3.5.5，則應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系為pfs

3.5.3應(yīng)力決定巖石的結(jié)構(gòu)變形，若用s表示巖石的結(jié)構(gòu)應(yīng)變，用c3.5.5sfc

圖 巖石本體變3.5.2圖 巖石結(jié)構(gòu)變3.5.4巖石的總應(yīng)變?yōu)閹r石的本體應(yīng)變與結(jié)構(gòu)應(yīng)變的代數(shù)和，即ps3.5.5），3.5.1）3.5.6圖 巖石受力巖石除受到外應(yīng)力（）和內(nèi)應(yīng)力（p）的作用之外，在連續(xù)介質(zhì)意義上，巖石中任意一點(diǎn)還存在骨架應(yīng)力（s。但是，骨架應(yīng)力（s）并不是單獨(dú)存在（3.5.1巖石是否產(chǎn)生本體變形，取決于s的數(shù)值，與p的數(shù)值大小沒有直接的關(guān)系。因此，只要知道了ss是不可測量的，必須通過一定的進(jìn)行計(jì)算A，因此，巖石受到的總外力為A。3.5.7巖石應(yīng)力關(guān)系圖OO面下方的骨架應(yīng)力為s，骨架應(yīng)力的作用面積為1A，骨架對(duì)面的總作用力為s1AOOpA根據(jù)靜力平衡原理OO面的上、用力應(yīng)相等，即滿足方As1Ap把方程（3.5.3）1s式（3.5.4）就 巖石應(yīng)力關(guān)系方程

橫截面之上，得巖石的本體有效應(yīng)力計(jì)算

pff

（3.5.2通過一定的進(jìn)行計(jì)算。A，因此，巖石受到的總外力為A。3.5.8巖石應(yīng)力關(guān)系圖 骨架顆粒接觸點(diǎn)的曲面QQ面下方的垂向接觸應(yīng)力為c，垂向接觸應(yīng)力的作用面積為1cA，垂向接觸應(yīng)力對(duì)QQ面的總作用力QQp，孔隙壓力的作用面積為cA令QQ面趨于OO面，根據(jù)靜力平衡原理，OO面的上方作用于QQ面的下Ac1cApc把方程（3.5.7）1ccc

s

fs

中的c是由 11

式中AcQQAQQAcA的比值——巖石骨架的膠結(jié)程度系數(shù)，并用符號(hào)c本體有效應(yīng)力計(jì)算的孔隙度被1999）稱做巖石的本體孔隙度。1，即c1。當(dāng)c0時(shí)，03.5.93.5.9也趨于巖石的外應(yīng)力（3.5.9當(dāng)c1時(shí)，表明巖石趨于疏松介質(zhì)，此時(shí)，結(jié)構(gòu)有效應(yīng)力T

由式（3.5.12）定義的有效應(yīng)力，為外應(yīng)力與內(nèi)應(yīng)力的簡單差值，稱做土介質(zhì)，并為土力學(xué)的誕生奠定了基礎(chǔ)，Terzaghi也因此為土力學(xué)的發(fā)Terzaghi有效應(yīng)力在工程應(yīng)用中的不適應(yīng)性可以通過（1999）設(shè)計(jì)3.5.10的高壓（100MPa）時(shí)，巖石產(chǎn)生了明顯的本體變形。但圖3.5.10（a）中巖石3.5.10Terzaghi（3.5.5，3.5.10本體有效應(yīng)力和結(jié)構(gòu)有效應(yīng)力是由于1999年兩個(gè)有效應(yīng)力概計(jì)算（包括觸點(diǎn)孔隙度Terzaghi與普通固體材料不同巖石存在3積骨架體（Vs孔隙體（Vp和總（外觀）體積（Vb。巖石受內(nèi)、外兩個(gè)獨(dú)立應(yīng)力的作用。當(dāng)巖石任一應(yīng)力3積都將發(fā)生變化，因此巖石存在6

1

Cp

sCs

s式中C——固體物質(zhì)的壓縮系數(shù)，MPa-s算Cs

式中Es——固體物質(zhì)的彈性模量，MPa0.3（1～10）×（3.5.164MPa-13.5.11所示，巖石的應(yīng)力構(gòu)成如圖3.5.12所示，巖石的應(yīng)力關(guān)系方（3.5.4力通常保持不變，因而巖石的骨架應(yīng)力（s）就會(huì)增大。s（Cppp

=

圖 巖石體積構(gòu)成3.5.12在外應(yīng)力為常數(shù)的情況下，對(duì)式（3.5.4）dp1

把式（3.5.18）代人式(3.5.17)，C

p（3.5.15C

1Vsd

1 式（3.5.20）就是由（2003）巖石壓縮系數(shù)計(jì)算3.5.133.5.14圖 硬礦物巖石壓縮系數(shù)曲線（Es10104s圖 軟礦物巖石壓縮系數(shù)曲線（E1104s以求出巖石骨架的平均彈性模量（EsEs

1

一般情況下，固體物質(zhì)的壓縮系數(shù)在（0～1）×10-4MPa-1之間，液體的壓縮系數(shù)在（1～100）×10-4MPa-1之間，氣體的壓縮系數(shù)在（100～∞）×10-4MPa-1（3.5.20（3.5.203.5.15Hall版。Hall圖版曲線的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算為Cp

圖 Hall圖Ha11是，HallHall該越大。另外，HallHall3.5.15HallHallHall此可以推斷，所有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也都是錯(cuò)誤的數(shù)值。巖石壓縮系數(shù)是巖石彈和油藏工程分析所帶來的影響也是顯而易見的根據(jù)Hall圖版曲線低孔、低滲油藏的壓縮系數(shù)特別高表明油藏的彈十分充足油藏十分容易開采； VVp

p式中V——介質(zhì)的孔隙體積變化量ppVp——介質(zhì)因本體變形導(dǎo)致的孔隙體積變化量ppp由式（3.5.23）可以得出疏松介質(zhì)的巖石壓縮系數(shù)計(jì) CCp

p式中C——介質(zhì)孔隙體積的（總）壓縮系數(shù)，MPa-ppppCs——介質(zhì)孔隙體積的結(jié)構(gòu)壓縮系數(shù)，MPa-1pp系數(shù)兩部分組成。疏松介質(zhì)的本體壓縮系數(shù)（Cp）p（Cp，依然可以采用式（3.5.20）Cs

對(duì)于疏松介質(zhì)，式（3.5.25）Cs 1

d g 式中 ——地層巖石與水的密度差，gcm rgcm3rwgcm3wD——地層埋深——地層巖石的壓實(shí)系數(shù)，km-1地層巖石的壓實(shí)曲線，即巖石孔隙度隨埋藏深度的變化曲線，一般如圖3.5.16oeo式中oD03.5.16

（3.5.26（3.5.24若地層巖石與地層水的密度差為 1.65

，巖石的壓實(shí)系數(shù)為石的壓實(shí)系數(shù)為0.1km1，則巖石的結(jié)構(gòu)壓縮系數(shù)為61.810-4MPa1 p

Vp

的熱膨脹系數(shù)（p）以及固體骨架物質(zhì)的熱膨脹系數(shù)（s）

b=p

3.5.173.5.17巖石在彈性變形過程中的應(yīng)力（）與應(yīng)變（）Hooke 式中E——彈性模量，MPa式（3.5.30）d 式（3.5.31）EEEEEE

（3.5.32，得EEEEEE式（3.5.33）

d12 d12 1E12

和y（3.5.18）。3.5.18 p p

p 3

（3.5.32）d

12dp12dp12dp

由式（3.5.37）Cp3

dp1E12

由式（3.5.39）Cp1

1

由式（3.5.38）和式（3.5.40）得三維—一維壓縮系數(shù)的轉(zhuǎn)換12

=0.3Cp1

式中C——一維壓縮系數(shù)，MPa-p ——三維壓縮系數(shù)，MPap式（3.5.42）就是三維—一維壓縮系數(shù)的常用轉(zhuǎn)換，現(xiàn)在看來這種轉(zhuǎn)換是完全錯(cuò)誤的無形之中將巖石壓縮系數(shù)的數(shù)（巖石的彈損失了38.1%。裂縫方式和完井方式下的巖石破裂壓力計(jì)算也不相同。用Terzaghi有效應(yīng)力，提出了第一個(gè)眼完井條件下地層產(chǎn)生垂直裂縫(圖3.5.19)的巖石破裂壓力計(jì)算，后人稱之為Hubbert—Willis（H—W）pb3hHf

式 po——地層巖石的孔隙壓力f——地層巖石的單向拉伸應(yīng)力強(qiáng)度圖 眼完井垂直裂由于非滲透性巖石的孔隙壓力po0，所以，H— 也可以寫pb3hH

有效應(yīng)力，提出了第二個(gè)眼完井條件下地層產(chǎn)生垂直裂縫(圖3.5.19)的巖石破裂壓力計(jì)算，后人稱之為Haimson—Fairhurst(H—F)p3hHf2po 21

式中——地層巖石性質(zhì)參數(shù)，計(jì) 為12

，由于000.500.5當(dāng)巖石由滲透性巖石變?yōu)榉菨B透性巖石時(shí)，0,0，式（3.5.45）趨p3hHf

于2000年應(yīng) p3hHf2

b1cb式中c——巖石的觸點(diǎn)孔隙度，小數(shù)，c1， 眼完井條件下地層產(chǎn)生垂直裂縫的巖石破裂，力，除了與巖石的性質(zhì)參數(shù)c和有關(guān)外，主要受水平地應(yīng)力參數(shù)h和H的影響，而與地層的埋藏條件或上覆地層壓力（pob）無關(guān)。對(duì)于非滲透性巖石，0，c0，0，式（3.5.47）H—W對(duì)于滲透性極高的疏松介質(zhì)，c1，則變成H—F由此可見，式（3.5.47）力的綜合計(jì)算而H—W和H—F則是分別描述非滲透性地層和高滲透性地層兩種極限狀態(tài)下的巖石破裂壓力計(jì)算。用式（3.5.47）可以計(jì)算任何滲透性狀態(tài)的巖石破裂壓力而用H—W和H—F則只能分別計(jì)算兩種H—WH—F最后在式（3.5.47）的基礎(chǔ)上得到了完美的統(tǒng)一。（3.5.47必要。因此，H—W和H—F并沒有直接的應(yīng)用對(duì)象。示。由圖中曲線可以看出，巖石的破裂壓力（pb）與裂縫的延伸壓力（pE）3.5.20對(duì)于污染嚴(yán)重的地層，巖石的破裂壓力往往高于裂縫的延伸壓力（圖3.5.21力壓開近井污染帶，然后，再用式（3.5.47）3.5.21）由（2002眼完井條件下地層產(chǎn)生水平裂縫（圖3.5.22） ）ppobf2

c c式 pob——上覆地層壓力，MPa圖 眼完井水平裂，由式（3.5.48）可以看出眼完井條件下地層產(chǎn)生水平裂縫的巖石破裂壓，力（pob）的影響，而與水平地應(yīng)力參數(shù)h和H巖石壓開。每一個(gè)孔眼就相當(dāng)于眼完井條件下的一個(gè)小井眼。在所有孔眼中，3.5.233.5.24）的巖石破裂壓力計(jì) bp3hpobf2b

1c圖 油井射孔孔眼分3.5.243.5.25力，除了與巖石的性質(zhì)參數(shù)c和有關(guān)外，主要受地應(yīng)力條件參數(shù)hpob響，而與地層的最大水平主應(yīng)力H）由（2002射孔完井條件下地層產(chǎn)生水平裂縫（圖3.5.25） ）bp3pobHf2b

1c（3.5.47（3.5.48統(tǒng)，還可以通過4個(gè)的計(jì)算結(jié)果，判斷出最容易產(chǎn)生的裂縫類型。（3.5.47（3.5.48地應(yīng)力在井壁上形成的最小應(yīng)層中任意一點(diǎn)的應(yīng)力計(jì)算 r2 3r4 h1w h1wcos

r2 r4式中rw——油井半徑r——地層中任意一點(diǎn)的徑向——徑向與最大水平主應(yīng)力——地層中任意一點(diǎn)的應(yīng)力（3.5.26，MPa。圖3.5.26 當(dāng)rrw時(shí)，由式（3.5.51）計(jì)算的應(yīng)力為井壁上的 Hh2Hhcos當(dāng)=0°或180°時(shí)，得井壁上最小應(yīng)

3h當(dāng)=90°或270°時(shí)，得井壁上最大應(yīng)3H

井筒內(nèi)壓在井壁上形成的應(yīng) pr2pr2

p

r2r2

e injwr2r2

er2r2r2

式 pe——厚壁圓筒外邊界壓力，pe=0rerepinj——厚壁圓筒內(nèi)邊界壓力，即井筒注入壓力，MPa當(dāng)re、pe=0及rrw時(shí)，由式（3.5.55）計(jì)算的井壁上的應(yīng)力滲入地層中的流體在井壁上產(chǎn)生的附 應(yīng)

ww

12

1p1

r2

p

rdrpp

r2r2r2 o式 p——地層任意一點(diǎn)的孔隙壓力po——地層原有流體的孔隙壓力，MPa對(duì)于厚壁圓筒，re。當(dāng)rrw時(shí)，ppinj。因此，由式（3.5.57）計(jì)算

p1

井壁上總 應(yīng)

井壁上總的最 應(yīng)力為上述3個(gè)應(yīng)力之和，3

p1

井壁上總的最 結(jié)構(gòu)有效應(yīng)力 3

p12

c當(dāng)結(jié)構(gòu)有效應(yīng)力達(dá)到巖石的拉伸應(yīng)力強(qiáng)度f

3

12p

1

1令12

（3.5.47第六節(jié)（或損失百分?jǐn)?shù)SI表示，而且用上標(biāo)表示巖石物性參數(shù)，用下標(biāo)表示條件參數(shù)，計(jì)算為SIKKi

KpKi式（3.6.1）式中Ki——儲(chǔ)集層巖石在原始地層壓力下的滲透率Kp時(shí)的滲透率，D（0.15（2005）儲(chǔ)集層敏感性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為：當(dāng)SI0時(shí)，為負(fù)敏感當(dāng)SI0~0.1SI0.1~0.3SI0.3~0.5時(shí)，為強(qiáng)敏感；當(dāng)SI0.5時(shí)，為超強(qiáng)敏感。敏感，應(yīng)力敏感指數(shù)用符號(hào)SIp敏感，簡稱熱敏，熱敏指數(shù)用符號(hào)SIT表示。敏感，簡稱速敏，速敏指數(shù)用符號(hào)SIV表示。鹽度敏感，簡稱鹽敏，鹽敏指數(shù)用符號(hào)SIsal表示。酸度敏感，簡稱酸敏，酸敏指數(shù)用符號(hào)SIaci表示。堿度敏感，簡稱堿敏，堿敏指數(shù)用符號(hào)SIalk表示。簡稱，指數(shù)用符號(hào)SIw表示。層的粒度敏感性質(zhì)，簡稱粒度敏感，粒度敏感指數(shù)用符號(hào)SIw表示。3.6.1（a3.6.13.6.2對(duì)采油工程卻產(chǎn)生一定的影響。3.6.23.6.3（a3.6.3當(dāng)粘土含量較低時(shí)，并不會(huì)對(duì)儲(chǔ)集層造成較大的，而較高的粘土含量，則是儲(chǔ)集層的潛在因素一般認(rèn)為當(dāng)粘土含量小于5%時(shí)儲(chǔ)集層受到的可能性較??；當(dāng)粘土含量大于5%時(shí)，儲(chǔ)集層受到的可能性也隨之增大。3.6.43.6.5（p膨脹，孔隙開度因此而增大，儲(chǔ)集層滲透率因此而升高（3.6.63.6.63.6.6臨界條件參數(shù)就可以采取必要的生產(chǎn)措施防止油氣生產(chǎn)過產(chǎn)生敏感現(xiàn)象。3.6.7圖3.6.8透儲(chǔ)集層比中高滲透儲(chǔ)集層更容易產(chǎn)生粒度敏感（堵塞。油田注水開發(fā)過3.6.73.6.8鉆井完井過，應(yīng)選擇大于臨界粒度的固相顆粒，封堵儲(chǔ)集層巖石孔隙， 3.6.9（3.6.93.6.9儲(chǔ)集層的性質(zhì)與儲(chǔ)集層鹽敏的性質(zhì)是聯(lián)系在一起的pH3.6.10pHc3.6.10如果地層水呈弱堿性，相反性質(zhì)的儲(chǔ)集層敏感性即會(huì)發(fā)生，即所謂的。其產(chǎn)生負(fù)敏感（3.6.11。但是，如果酸蝕殘?jiān)芎玫呐懦?，則還可能產(chǎn)生一定的儲(chǔ)集層敏感（3.6.11中虛線。圖3.6.11儲(chǔ)集層測試曲Kf

Kf

f

。式（3.6.1）是油藏應(yīng)力敏感指數(shù)的定義式，但在進(jìn)行應(yīng)力敏感性評(píng)價(jià)時(shí)卻不能直接使用的應(yīng)力敏感性分析是在巖心上進(jìn)行的，一般情況下3.6.12圖3.6.13。oKKo

式中Ko0b——應(yīng)力敏感常數(shù)，MPa-1圖3.6.12巖石應(yīng)力敏感3.6.133.6.14。用本體有效應(yīng)力表示的儲(chǔ)集層應(yīng)力敏感曲線方oKKebo由式（3.6.5）計(jì)算的原始地層壓力（pi）

iKKebpi

3.6.14由式（3.6.5）計(jì)算的任意地層壓力（p） KKebpKebpi

按照儲(chǔ)集層敏感程度的定義，儲(chǔ)集層的應(yīng)力敏感指數(shù)計(jì) 可以寫SI

KiK1ebpiK

iKoKiK3.6.153.6.15式（3.6.8）就是（2005）儲(chǔ)集層應(yīng)力敏感評(píng)價(jià)，用該式于油藏之間的對(duì)比，對(duì)于儲(chǔ)集層巖石的應(yīng)力敏感指數(shù)，統(tǒng)一取地層壓力下降10MPa（3.6.8）可以寫成極其簡單的形式pSI1p

由式（3.6.9）b影響，因此，bbK

然后，再由式（3.6.9）Kf

f

采用Terzaghi有效應(yīng)力，應(yīng)力敏感程度的評(píng) 則由式（3.6.8）變SI

KiK1ebpiK

ipSI1p

Terzaghi（3.5.5（3.6.35%圖中曲線可以K

10MPaSIp32.97，儲(chǔ)集層為應(yīng)力強(qiáng)（3.6.910MPaSIp1.98%3.6.16由于實(shí)驗(yàn)過存在塑性變形因此地層巖石實(shí)際的應(yīng)力敏感程度比3.6.14SI

KiK1ebcpiK

i式（3.6.15）pSI1p

3.6.173.6.17

第七節(jié)PP

Vb0式中VbP點(diǎn)在內(nèi)的巖石單元體（巖心）3.7.1P點(diǎn)的孔隙度，首先定義巖心體積Vb

3.7.23.7.13.7.2置隨機(jī)地落在孔隙之中或骨架顆粒之上的緣故（3.7.3。當(dāng)巖心只包含一個(gè)孔隙時(shí)，P1；當(dāng)巖心只包含一個(gè)骨架顆粒時(shí)，P0圖 巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)差別也就越來越?。?.7.2P（3.7.1）應(yīng)該在孔隙度不隨Vb變化的范圍內(nèi)，選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)腣b（比如VcVc然，用體積小于Vc的巖心測量巖石的孔隙度沒有任何意義，用體積大于Vc的定義了巖石的連續(xù)性特征體積，就可以把孔隙度的定義由式（3.7.1）成P

VbVc由式（3.7.3）P學(xué)上也就有了意義，式（3.7.3）PlimP式中P點(diǎn)——P（3.7.3

根據(jù)圖3.7.2中的孔隙度變化曲線，巖石的連續(xù)性特征體積為Vc。在VbVc的尺度上，巖石有一個(gè)穩(wěn)定的孔隙度，因此，巖石為連續(xù)介質(zhì)。在VbVc質(zhì)。實(shí)際上，這是站在油井的尺度上審視巖石時(shí)得出的必然結(jié)論（3.7.43.7.4圖 介質(zhì)類型定義3.7.5性而成為單一介質(zhì)。分也不是，而是相對(duì)的。（2004）100（面積或長度，定義為物體的連續(xù)性特征體積（連續(xù)性特征面積或連續(xù)性特征長度/m

n

細(xì)砂巖的骨架顆粒和孔隙大小大約都在50m左右，因此孔隙的線密度為的巖石物性參數(shù)，而且還會(huì)增加的操作費(fèi)用。3.7.6100/m1m10/m10m1～10m實(shí)際意義，因此，要想獲得巖石有代表性的物性參數(shù)，必須采用其他的，如續(xù)介質(zhì)理論在油藏工的作用不再是一個(gè)象征性的概念而是成為了一個(gè)對(duì)工習(xí)1234567899K,3.2.73Kx0.2D，Ky0.1D，Kz0.05D試導(dǎo)出計(jì)算毛管壓力的Lace方程試分析壓曲線與半滲隔板曲線之間的差異及形成原因SwKroKrwSw5Sw0005050050.3D0.152.17及Terzaghi有效應(yīng)力的計(jì)算。試導(dǎo)出巖石一維壓縮系數(shù)和三維壓縮系數(shù)的計(jì)算及其轉(zhuǎn)換巖石外觀體積對(duì)外壓的壓縮系數(shù)用符號(hào)Cb符號(hào)Cbp表示；巖石孔隙體積對(duì)外壓的壓縮系數(shù)用符號(hào)Cp系數(shù)用符號(hào)Cpp表示；巖石骨架體積的壓縮系數(shù)用符號(hào)CsCbCbpCs；

CpCs；CbpCppCs

Cb10%，巖石的彈性模量為5104MPa，試計(jì)算巖石的某地層的應(yīng)力條件為：h30MPa,H=40MPapob50MPa石的性質(zhì)參數(shù)為：0.10,c0.50,0.318MPa,的拉伸應(yīng)力強(qiáng)度為3MPa，試分眼和射孔完井兩種情況求出油井未受污染和受某地層的應(yīng)力條件為：h60MPa,H=70MPapob50MPa石的性質(zhì)參數(shù)為：0.10,c0.50,0.318MPa,的拉伸應(yīng)力強(qiáng)度為3MPa，試分眼和射孔完井兩種情況求出油井未受污染和受Terzaghi5K,試根據(jù)連續(xù)介質(zhì)理論，對(duì)礦化度為100mgL和10000mgL地層水的取第四章第一節(jié)動(dòng)態(tài)地層壓力（p。油氣流動(dòng)即生產(chǎn)過測量的井底壓力，稱做井底流pabspabspgau

式 pair——大氣壓力，MPa圖4.1.1力用符號(hào)pw表示，計(jì)算pwpairw式中g(shù)cm3wgms2

圖 巖石剖面（4.1.24.1.2D圖 壓深關(guān)系曲線的斜率。流體壓力的壓力梯度用符號(hào)Gw表示，計(jì)算為Gpw

w（4.1.3w力梯度大約為Gw9.8MPakm

pwpair

圖4.1.1架應(yīng)力一般用符號(hào)ps表示，計(jì)算為pspairss式中g(shù)cm3s

（4.1.54.1.2P—D曲線。骨架應(yīng)力的壓力梯度用符號(hào)Gs表示，計(jì)算Gps

s

s（4.1.6s壓力梯度大約為Gs25.97MPakm。由該壓力梯度可以計(jì)算任意地層深度處的式（4.1.5）

pspairGs

壓力，稱做上覆（地層）壓力（圖4.1.3，并用符號(hào)pob表示，計(jì)算為pobpairrr式中g(shù)cm3r

圖 地層剖面巖石密度為固體骨架與地層水的混合密度，計(jì)算rw1式中

（4.1.84.1.2P—D曲線。上覆壓力的壓力梯度用符號(hào)Gob表示，計(jì)算

r

1.0gcm32.65gcm3 r的孔隙度為0.2（4.1.92.32gcm3（4.1.10r得上覆壓力的壓力梯度大約為Gob22.74MPakm。由該壓力梯度可以計(jì)算任意式（4.1.8）

pobpairGob

4.1.23pobps。3pspwpob3力并不是完全獨(dú)立的，而是滿足（1998）巖石應(yīng)力關(guān)系，pob1ps

（3.5.4（4.1.8，整理后得pob1pairsgDpair

（4.1.12過式（4.1.8）ps無法實(shí)測，只能通過式（4.1.12）進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)=0時(shí)，地層巖石就變成了普通固體物質(zhì)，式（4.1.12）pobpspairs當(dāng)=1時(shí)，地層巖石就變成了普通流體物質(zhì)，式（4.1.12）pobpwpair

由式（4.1.12）4.1.2中的壓力關(guān)系，僅反映了地層孔隙與地面連通即正常pobps

也有人把式（4.1.16）ps4.1.4為式（4.1.16）（4.1.16）D0（4.1.16ps0D0pspair（4.1.16）圖 錯(cuò)誤的壓深關(guān)系曲圖 靜力平衡式中c地層超壓，MPa

pfpw

當(dāng)c0c0壓力狀態(tài)還包括地層壓力數(shù)值的高低，當(dāng)p20MPa時(shí)，為低壓地層；當(dāng)p=20～40MPa時(shí)，為中等壓力地層；當(dāng)p=40～60MPa時(shí)，為高壓地層；當(dāng)p60MPa時(shí)，為壓地層壓力系數(shù)定義為實(shí)測地層壓力與相同深度處靜水壓力的比值并用符號(hào)表 p

=0.8～1.24.1.6為地層壓力的狀態(tài)判別圖，如果1.20.80.81.2線的中間，則為正常壓力。異常高壓地層的 c

顯然，=1。當(dāng)=0.220%。當(dāng)0.220%世界上絕大多數(shù)的地層都處于正常的壓力狀態(tài)數(shù)的地層才可能出現(xiàn)（h（4.1.7，而深部地層的壓力異常主要是由于地層巖石孔隙與地面失去了連通關(guān)系的原因所致，即那些封閉的地層才有可能產(chǎn)生壓力異常。與地面保持連通關(guān)系的地層，4.1.84.1.9可能為異常壓力地層。圖 地層壓力狀態(tài)判別圖 淺層異常壓力地圖 正常壓力地圖 異常壓力地4.1.104.1.11圖 封閉地層異常高圖 封閉地層異常低圖4.1.124.1.13pipoGp

式 pi——原始地層壓力Gppo——流體余壓，MPa圖 油氣藏壓力測點(diǎn)分圖 油氣藏壓深關(guān)系曲pair方程（4.1.20）GpL

L1.0gcm3L=0.5～1.0gcm3L0.5gcm3，4.1.14壓力（pi。井點(diǎn)處的原始地層壓力已無實(shí)測，只能通過進(jìn)行計(jì)算。為了圖 加密油井位置4.1.1544.1.162條壓深關(guān)系曲線。由此推斷，4口油井并不屬于同一個(gè)壓力系統(tǒng)，圖 油井分布圖 壓深關(guān)系曲線圖 出油層段分析pop0oGo

式 po——油相壓力p0oGo——油相壓力梯度，MPa/km圖 測點(diǎn)分 圖 壓深關(guān)系曲用下部數(shù)據(jù)點(diǎn)確定的水相壓深關(guān)系方pwp0wGw

式 pw——水相壓力p0wGw——水相壓力梯度，MPa/km深度計(jì)算Dc（4.1.23Dp0op0

G 用流體密度表示，式（4.1.24）D p0o

；表示（1993）把毛管壓力pcpct（轉(zhuǎn)折壓力）所對(duì)應(yīng)的深度，稱做油；WOC1表示，在第一油水界面之上層段，由于地層pcpcd（排驅(qū)壓力）圖 油水界面與毛管壓pcpo

圖 油水界面與壓深關(guān)系曲（4.1.26pcp0op0wGoGwDp0op0wow

pc0時(shí)，由式（4.1.27）計(jì)算的深度為自由水面的深度（DFWL p0o

pcpct時(shí)，由式（4.1.27）計(jì)算的深度為第一油水界面的深度（DWOC1即 =p0op0w

wo即 =p0op0w

wo

pctwo

由式（4.1.27）p0op0w

（4.1.29率較低，但排驅(qū)壓力卻較高(4.1.22)4.1.22中的虛線表示古水流方向。圖 古水流方向與巖石物性變當(dāng)巖石中儲(chǔ)集了石油之后，石油的分布受毛管壓力控制(4.1.20)。巖石物斜(4.1.23)。第一油水界面的情形與第二油水界面類似。但自由水面則完全是圖 油水界面與古水流方有人把油水界面的傾斜歸結(jié)為現(xiàn)今水流的作用這是一種純理論上的臆想。若是現(xiàn)今水流的作用，水流的方向必定與古水流方向相反(圖4.1.24)。地質(zhì)構(gòu)造一般具有一定的繼承性因此現(xiàn)今水流作用的地質(zhì)背景很難出現(xiàn)圖 現(xiàn)今水流與油水界面傾若油水界面的傾角為， 水的滲流速度VK

g

水粘度0.5mPas，儲(chǔ)集層滲透率K0.5D 水油密度差0.4gcm3油水界面傾角=0.2°，則由式(4.1.33)計(jì)算 水滲流速為V0.001md。在地層中，要達(dá)到這樣的滲流速度是極其的，這不僅要求地層有一個(gè)地面露頭作為，還要有一個(gè)地面露頭作為出口(圖4.1.25)。如果水的滲流速度V0.001md則1km2地面露頭的日流入量為1000m3要圖4.1.25地層出口和露，，一般情況下水流都發(fā)生在埋藏深度較淺的地層之中，但較淺的地層又常常因?yàn)槿鄙俸玫纳w層而無法油氣較深的地層常常因?yàn)楦鞣N構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和成巖作用把地層切割成半封閉或全封閉的狀態(tài)。全封閉地層的水不可能流動(dòng)；半封閉地層因缺少出口水也流動(dòng)不起來。假如存在水流而又有油氣聚集的話，長期的水洗和氧化作用也早已把起來的油氣破壞殆盡，不可能形成，，十分。下面介紹確定壓深關(guān)系方程的3種方法。4.1.26(b)，用下面的方程表示pipoGp

4.1.26油藏上的第一口油井投人開發(fā)之前，需進(jìn)行一次靜壓梯度測試，見圖4.1.27(b),通過該曲線可以回歸出油藏原始條件下的壓深關(guān)系方程。由于測點(diǎn)方程可靠程度的影響(油井生產(chǎn)過所測壓力梯度曲線稱做流壓梯度曲線，4.1.27油水分界面。通過油段測壓數(shù)據(jù)回歸得到的曲線方pop0oGo

4.1.28地層原油密度參數(shù)也可以通過井體取樣的分析方法加以確定。pwp0wGw

通過方程式(4.1.35)Dopwipoipwi靜壓梯度法和流體密度法都是由(1992)實(shí)用方法DH0

式中H0——井點(diǎn)的補(bǔ)心海拔高度H——地層的海拔高度，m4.1.294.1.29用海拔表示，式(4.1.20)pip0Gp

式

第二節(jié)4.2.1(a)。由于油井處于靜止T—D

式中TiGT4.2.1GT30℃/km，則認(rèn)為地層相對(duì)較冷。D(4.2.1)可以計(jì)算任意井點(diǎn)的地同時(shí)表明該地區(qū)曾有過重大的地質(zhì)歷史發(fā)生。淺表地層的溫度梯度曲線隨測試季節(jié)的變化而變化(圖4.2.3),圖 靜溫梯度曲圖 變溫帶溫度曲

式中T00Tf表示。流溫一般是通過油井的流溫梯度測試獲得的。所謂流溫梯度測試，是指4.2.4),通過該曲線可以回歸出井筒流溫與深度之間的關(guān)系方TfT0fGTf

式中TfT0fGTf——流溫梯度，℃/km出地面，因此，流溫一般比靜(圖4.2.4)。但是，在出油層位以下的井段，圖 出油層位判圖 吸水層位判習(xí)20%。10MPa,0，某地層的剖面如下圖所示地層中了密度為0.6gcm3的石油已某油藏3000m深度處的實(shí)測地層壓力為31MPa，地層原油的密度為0.68gcm3；3300m33MPa，地層水的密度為1gcm3某油端巖心分析的毛管壓力特征數(shù)據(jù)為pct0.2MPa；東端巖心分析的毛管壓力特征數(shù)據(jù)為：

pcd0.1MPapcd0.2MPa

0.4MPa；若地層水的密度為1gcm3，地層原油的密度為0.65gcm32km，D,0003333000D,0 傳亮（2002）3種基本類型：定容氣藏、封閉氣藏和水驅(qū)氣藏。第一節(jié)GGp式中GGp——?dú)獠兀ɡ塾?jì)）Gres——?dú)獠匚幢徊沙觯ㄊＳ啵饬?，m3

Ag，儲(chǔ)集層厚度為hVbAg

的孔隙度為，則氣藏的孔隙體積為VpAg

才可能天然氣。若束縛水飽和度為Swc，則束縛水的體積為VwcAg

積用符號(hào)Vci表示開采過的氣藏容積用符號(hào)Vc表示顯然原始條件下氣容積的計(jì)

對(duì)于定容氣藏，由于開采過氣藏的容積不發(fā)生變化，因此，VcVci。圖5.1.1