油層物理第一章相滲及應(yīng)用

1、一、有效滲透率和相對滲透率的概念一、有效滲透率和相對滲透率的概念1 1、絕對滲透率絕對滲透率(absolute permeability) 當(dāng)巖石孔隙為一種流體當(dāng)巖石孔隙為一種流體100100飽和時測得的滲透飽和時測得的滲透率。率。 絕對滲透率只是絕對滲透率只是巖石本身巖石本身的一種屬性的一種屬性, ,與通與通過巖石的流體性質(zhì)無關(guān)。過巖石的流體性質(zhì)無關(guān)。達西公式三個假設(shè)條件？達西公式三個假設(shè)條件？pALQk達西公式：達西公式：飽和多相流體巖石的滲流特征飽和多相流體巖石的滲流特征一、有效滲透率和相對滲透率的概念一、有效滲透率和相對滲透率的概念2m304. 0101 . 09 . 431497.

2、0pALQk解：解：1 1、絕對滲透率絕對滲透率(absolute permeability)(absolute permeability)2m304. 0101 . 09 . 4399. 2166. 0pALQk例例1 1：已知：已知： 柱狀巖心柱狀巖心A A4.9cm4.9cm2 2, L, L3cm,3cm,P=0.1MPaP=0.1MPa (1)100% (1)100%飽和鹽水，飽和鹽水，Q Qw w=0.497cm=0.497cm3 3/s/s (2)100% (2)100%飽和油，飽和油，Q Qo o=0.166cm=0.166cm3 3/s. /s. u uo o=2.99mPa

3、.s u=2.99mPa.s uw w=1mPa.s =1mPa.s 求該巖樣的絕對滲透率。求該巖樣的絕對滲透率。用水測用水測用油測用油測飽和多相流體巖石的滲流特征飽和多相流體巖石的滲流特征一、有效滲透率和相對滲透率的概念一、有效滲透率和相對滲透率的概念2 2、有效滲透率有效滲透率(effective permeability)(effective permeability) 當(dāng)巖石孔隙中飽和兩種或兩種以上流體時，巖石讓當(dāng)巖石孔隙中飽和兩種或兩種以上流體時，巖石讓其中一種流體的通過能力稱為有效滲透率或稱為相滲其中一種流體的通過能力稱為有效滲透率或稱為相滲透率。透率。QwQoLPAKQoooLP

4、AKQwww飽和多相流體巖石的滲流特征飽和多相流體巖石的滲流特征Ko Ko 油相滲透率：油相滲透率：oil phase permeabilityoil phase permeabilityKw Kw 水相滲透率：水相滲透率：water phase permeabilitywater phase permeabilityKg Kg 氣相滲透率：氣相滲透率：gas phase permeabilitygas phase permeability一、有效滲透率和相對滲透率的概念一、有效滲透率和相對滲透率的概念例例3 3: : 設(shè)有一柱狀巖樣，設(shè)有一柱狀巖樣，L= 3 cm, A=4.9 cmL= 3

5、 cm, A=4.9 cm2 2. . 巖心中飽和巖心中飽和70%70%的鹽水的鹽水（w w= =1mPa1mPas s）和）和30%30%的油的油（o o=2.99 mPas)=2.99 mPas)。當(dāng)巖心兩端壓差為。當(dāng)巖心兩端壓差為 p=0.1MPa,p=0.1MPa,鹽水流量為鹽水流量為0.3cm0.3cm3 3/s/s，油的流量為，油的流量為0.02cm0.02cm3 3/s./s.計算鹽水和計算鹽水和油的有效滲透率。油的有效滲透率。2wwwm1837. 0101 . 09 . 4313 . 0pALQk2ooom0366. 0101 . 09 . 4399. 202. 0pALQk解

6、：解：kw + ko =0.1837+0.0366=0.2203m2k=0.304m2 2 2、有效滲透率有效滲透率(effective permeability)(effective permeability)飽和多相流體巖石的滲流特征飽和多相流體巖石的滲流特征一、有效滲透率和相對滲透率的概念一、有效滲透率和相對滲透率的概念例例4 4: : 設(shè)有一柱狀巖樣，設(shè)有一柱狀巖樣，L= 3 cm, A=4.9 cmL= 3 cm, A=4.9 cm2 2. . 巖心中飽和巖心中飽和50%50%的鹽水的鹽水（w w= =1mPa1mPas s）和）和50%50%的油的油（o o=2.99 mPas)=

7、2.99 mPas)。當(dāng)巖心兩端壓差為。當(dāng)巖心兩端壓差為 p=0.1MPa,p=0.1MPa,鹽水流量為鹽水流量為0.09cm0.09cm3 3/s/s，油的流量為，油的流量為0.05cm0.05cm3 3/s/s，計算鹽水，計算鹽水和油的有效滲透率。和油的有效滲透率。2055. 0101 . 09 . 43109. 0mpALQkwww20915. 0101 . 09 . 4399. 205. 0mpALQkooo解：解：kw + ko =0.0055+0.0915=0.097m2k=0.304m2 2 2、有效滲透率有效滲透率(effective permeability)(effecti

8、ve permeability)飽和多相流體巖石的滲流特征飽和多相流體巖石的滲流特征一、有效滲透率和相對滲透率的概念一、有效滲透率和相對滲透率的概念70%70%鹽水，鹽水，30%30%油油：k kw w=0.1837, k=0.1837, ko o=0.0366, =0.0366, k ko o+k+kw w=0.2203 k=0.304=0.2203 k=0.30450%50%鹽水，鹽水，50%50%油油：k kw w=0.0055, k=0.0055, ko o=0.0915, =0.0915, k ko o+k+kw w=0.097 k=0.304=0.097 k=0.304 有效滲透率

9、不僅與巖石孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且與流有效滲透率不僅與巖石孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且與流體飽和度大小有關(guān)。體飽和度大小有關(guān)。 流體有效滲透之和總是小于巖石的絕對滲透率。流體有效滲透之和總是小于巖石的絕對滲透率。2 2、有效滲透率有效滲透率(effective permeability)(effective permeability)飽和多相流體巖石的滲流特征飽和多相流體巖石的滲流特征一、有效滲透率和相對滲透率的概念一、有效滲透率和相對滲透率的概念 指巖石孔隙中飽和多相流體時指巖石孔隙中飽和多相流體時, ,巖石對每一相流體巖石對每一相流體的有效滲透率與巖石絕對滲透率的比值。的有效滲透率與巖石絕對滲透率的比值。

10、3 3、相對滲透率相對滲透率(relative permeability)(relative permeability)油相的相對滲透率油相的相對滲透率kkkoro氣相的相對滲透率氣相的相對滲透率Kkkgrg水相的相對滲透率水相的相對滲透率kkkwrw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。1rwrgrokkk飽和多相流體巖石的滲流特征飽和多相流體巖石的滲流特征一、有效滲透率和相對滲透率的概念一、有效滲透率和相對滲透率的概念油相的相對滲透率油相的相對滲透率12. 0304. 00366. 0kkkoro水相的相對滲透率水相的相對滲透率604. 0304. 018

11、37. 0kkkwrw70%70%鹽水，鹽水，30%30%油油：k kw w=0.1837, k=0.1837, ko o=0.0366, =0.0366, k ko o+k+kw w=0.2203 k=0.304=0.2203 k=0.3041724. 0604. 012. 0rwrokk3 3、相對滲透率相對滲透率(relative permeability)(relative permeability)飽和多相流體巖石的滲流特征飽和多相流體巖石的滲流特征二、相對滲透率曲線特征二、相對滲透率曲線特征相對滲透率曲線相對滲透率曲線: :相對滲透率與含水飽和度的關(guān)系曲線。相對滲透率與含水飽和度的

12、關(guān)系曲線。A A區(qū)區(qū)： SwSwiSwSwi；B B區(qū)區(qū)： SwiSw1-SorSwiSw1-Sor；C C區(qū)區(qū)： Sw1-SorSw1-Sor；1rwrokk只有油相流動。只有油相流動。油、水相流動；隨油、水相流動；隨SwSw的增大，的增大，KroKro急劇急劇降低，降低，KrwKrw增大。增大。只有水相流動。只有水相流動。等滲點等滲點束縛水束縛水飽和度飽和度殘余油殘余油飽和度飽和度飽和多相流體巖石的滲流特征飽和多相流體巖石的滲流特征關(guān)鍵點三、影響相對滲透率曲線的因素三、影響相對滲透率曲線的因素1 1、潤濕性潤濕性1 1）當(dāng)巖石潤濕性由親油向親）當(dāng)巖石潤濕性由親油向親水轉(zhuǎn)化時水轉(zhuǎn)化時, ,油

13、的相對滲透率趨油的相對滲透率趨于升高于升高, ,水的相對滲透率趨于水的相對滲透率趨于降低。降低。2 2）當(dāng)巖石潤濕性由親油向親）當(dāng)巖石潤濕性由親油向親水轉(zhuǎn)化時，油水相對滲透率曲水轉(zhuǎn)化時，油水相對滲透率曲線右移。線右移。一般情況下：一般情況下：飽和多相流體巖石的滲流特征飽和多相流體巖石的滲流特征隨某相潤濕程度的增強，其相對滲透率降低。隨某相潤濕程度的增強，其相對滲透率降低。三、影響相對滲透率曲線的因素三、影響相對滲透率曲線的因素(1)(1)束縛水飽和度束縛水飽和度: :親水親水巖石一般巖石一般大于大于20%,20%,親油親油巖石巖石通常小于通常小于15%15%。飽和多相流體巖石的滲流特征飽和多相

14、流體巖石的滲流特征三、影響相對滲透率曲線的因素三、影響相對滲透率曲線的因素(2)(2)等滲點對應(yīng)的含水飽和度等滲點對應(yīng)的含水飽和度: :親水親水巖石巖石大于大于50%,50%,親油親油巖石巖石小于小于50%50%；飽和多相流體巖石的滲流特征飽和多相流體巖石的滲流特征三、影響相對滲透率曲線的因素三、影響相對滲透率曲線的因素(3)(3)水相滲透率最大值水相滲透率最大值: :親水巖石小于親水巖石小于0.30.3，而親油巖石而親油巖石一般大于一般大于0.50.5，有的接近于，有的接近于1.01.0. .飽和多相流體巖石的滲流特征飽和多相流體巖石的滲流特征三、影響相對滲透率曲線的因素三、影響相對滲透率曲

15、線的因素2 2、飽和順序的影響飽和順序的影響非濕相非濕相：任何飽和度：任何飽和度下吸吮的總是低于驅(qū)下吸吮的總是低于驅(qū)替的相對滲透率。替的相對滲透率。濕濕 相相：吸吮時的與：吸吮時的與驅(qū)替時的相對滲透率驅(qū)替時的相對滲透率曲線重合。曲線重合。飽和多相流體巖石的滲流特征飽和多相流體巖石的滲流特征解釋：解釋：在驅(qū)替過程中在驅(qū)替過程中,非濕相首先竄入大孔隙中央非濕相首先竄入大孔隙中央,且非濕相是且非濕相是連續(xù)的連續(xù)的,故其相對滲透率較高；故其相對滲透率較高； 在吸吮過程中在吸吮過程中,濕相沿孔隙壁面流動濕相沿孔隙壁面流動,同時驅(qū)動孔隙中間的非同時驅(qū)動孔隙中間的非濕相濕相,隨濕相飽和度的增加隨濕相飽和度的

16、增加,越來越多的非濕相變?yōu)椴贿B續(xù)相越來越多的非濕相變?yōu)椴贿B續(xù)相,因因此影響了非濕相的相對滲透率。此影響了非濕相的相對滲透率。三、影響相對滲透率曲線的因素三、影響相對滲透率曲線的因素3 3、巖石孔隙結(jié)構(gòu)的影響巖石孔隙結(jié)構(gòu)的影響高滲大孔隙連通性好的巖心高滲大孔隙連通性好的巖心：兩相滲流區(qū)范圍較大：兩相滲流區(qū)范圍較大, ,共共存水飽和度低存水飽和度低, ,端點端點( (共存水飽和度及殘余油飽和度點共存水飽和度及殘余油飽和度點) )相對滲透率高；相對滲透率高；飽和多相流體巖石的滲流特征飽和多相流體巖石的滲流特征三、影響相對滲透率曲線的因素三、影響相對滲透率曲線的因素3 3、巖石孔隙結(jié)構(gòu)的影響巖石孔隙結(jié)

17、構(gòu)的影響低滲小孔隙或大孔隙但連通性不好的巖心低滲小孔隙或大孔隙但連通性不好的巖心：兩相滲流：兩相滲流區(qū)范圍較小區(qū)范圍較小, ,共存水飽和度高共存水飽和度高, ,端點相對滲透率低；端點相對滲透率低；飽和多相流體巖石的滲流特征飽和多相流體巖石的滲流特征三、影響相對滲透率曲線的因素三、影響相對滲透率曲線的因素4 4、溫度的影響、溫度的影響飽和多相流體巖石的滲流特征飽和多相流體巖石的滲流特征溫度升高溫度升高, ,束縛束縛水飽和度增加水飽和度增加, ,油相相對滲透率油相相對滲透率增加增加, ,水相相對水相相對滲透率降低；溫滲透率降低；溫度對相對滲透率度對相對滲透率影響的基本特征影響的基本特征是整個是整個

18、X X形曲線形曲線右移。右移。四、相對滲透率曲線的測定四、相對滲透率曲線的測定1 1、穩(wěn)定法、穩(wěn)定法2 2、不穩(wěn)定法、不穩(wěn)定法3 3、經(jīng)驗統(tǒng)計公式計算、經(jīng)驗統(tǒng)計公式計算4 4、用毛管力曲線計算、用毛管力曲線計算5 5、采用礦場資料計算、采用礦場資料計算飽和多相流體巖石的滲流特征飽和多相流體巖石的滲流特征1. 1. 預(yù)測水驅(qū)油藏的最終采收率預(yù)測水驅(qū)油藏的最終采收率最終采收率最終采收率地質(zhì)儲量可采儲量oioroiSSS 2. 2. 計算產(chǎn)水率計算產(chǎn)水率owwwQQQf=LPAkLPAkLPAkoowwwwrwroowkk11=orowrwwrwkkk六、相對滲透率曲線的應(yīng)用六、相對滲透率曲線的應(yīng)用

19、產(chǎn)水率產(chǎn)水率：油水同產(chǎn)：油水同產(chǎn)時產(chǎn)水量在總產(chǎn)液時產(chǎn)水量在總產(chǎn)液量中所占的比例。量中所占的比例。飽和多相流體巖石的滲流特征飽和多相流體巖石的滲流特征2. 2. 計算產(chǎn)水率計算產(chǎn)水率rwroowwKKf11六、相對滲透率曲線的應(yīng)用六、相對滲透率曲線的應(yīng)用wbSrwroaekkwbSowwaef11則：飽和多相流體巖石的滲流特征飽和多相流體巖石的滲流特征2. 2. 計算產(chǎn)水率計算產(chǎn)水率六、相對滲透率曲線的應(yīng)用六、相對滲透率曲線的應(yīng)用21wwbSowbSowwwaebaeSf產(chǎn)水率變化速度wbSowwaef11飽和多相流體巖石的滲流特征飽和多相流體巖石的滲流特征（1）含水及含水上升率評價）含水及含水上升率評價在在開發(fā)初期及低速開發(fā)階段開發(fā)初期及低速開發(fā)階段，由于注采井網(wǎng)的完善程度低，且處于滾動開發(fā)階段，由于注采井網(wǎng)的完善程度低，且處于滾動開發(fā)階段，含水波動幅度較大含水波動幅度較大；1988年年綜合調(diào)整后綜合調(diào)整后，由于大批新井的投產(chǎn)和注采系統(tǒng)的完善，由于大批新井的投產(chǎn)和注采系統(tǒng)的完善，開發(fā)效果明顯改善開發(fā)效果明顯改善；隨開發(fā)歷史的增長，油水井井況逐漸變差，注采系統(tǒng)受到破壞，隨開發(fā)歷史的增長，油水