当前位置 »  网络教程 »  第二章  第一节 储集层的物理性质

二、储集层的渗透性

储集层的渗透性是指在一定的压差下，岩石允许流体通过其连通孔隙的性质。换言之，渗透性是指岩石对流体的传导性能。由于任何岩石都具有一定的连通孔隙，因此均具有一定的渗透性。通常所谓的渗透性岩石是指在地层条件下，流体能较快地通过其连通孔隙的岩石，如砂岩、砂砾岩、粉砂岩、裂缝灰岩、白云岩等。如果流体通过的速度很慢，通过的数量有限，就称非渗透性岩石，如泥页岩、石膏、岩盐、致密灰岩等。所以，这里所渭的渗透性与非渗透性是相对的。储集层的渗透性决定着油气在其中渗滤的难易程度，它是评价储层产能的主要参数之一。

渗透性好坏用渗透率表示。实验表明，当单相流体通过多孔介质沿孔隙通道呈层状流动时，遵循直线渗透定律。可用达西定律来描述，其简单表达式如下：

式中

K――岩石的渗透率，国际单位 m²、cm²、μm²，或实用单位d、md，其中

1md≈1×10^-3μm²；

――为单位时间的体积流量，cm³/s；

为岩样两端压差，MPa；

――液体的粘度，10－3Pa·s；

――液体通过岩石的截面积，cm²；

L――岩样的长度，cm。

因此，渗透率表示在一定压差下，液体通过岩石的能力

由于比例系数K，是一个二阶张量。流体流速（ V ）方向的渗透率为：

上式中，p为压力(压强)，l为流体流速方向线度。需要特别指出的是，Vl是岩石中流体的（平均）渗滤速度，通常不是流体的真实流速。 Kl是岩石中流体的（平均）渗透率。

单相流体充满孔隙并且流体不与岩石发生任何物理或化学反应时所测得的岩石渗透率称为绝对渗透率。绝对渗透率与流体的性质无关，只反映岩石本身的特性。由于目前主要采用空气或氦气测定储层的绝对渗透率，故又称气体（空气或氦气）渗透率。

储集层的渗透率值一般变化在0.001－1μm²之间，最高可达几μm²。калинко(1983)按渗透率大小将储集层分为7级(表2-3)。对石油和天然气储集层评价的标准是不一样的。

 表2-3  储集层渗透率分级

自然界储集层孔隙中的油、气和水往往不是呈单相的，而是两相甚至三相同时存在的。各相流体之间存在着互相干扰，因而在多相流体共存时，岩石对其中每一相流体单独渗流作用与该相流体单相存在时的渗流作用有很大区别。为此提出有效相渗透率和相对渗透率的概念。在多相流体共存时，岩石对其中某一相流体的渗透率叫做该相流体的有效相渗透率。油、气、水的有效相渗透率分别用K_o、K_c、K_w表示。相对渗透率是指多相流体共存时某一相流体的有效相渗透率与岩石绝对渗透率之比，通常用K_o/K、K_c/K、K_w/K分别表示油、气、水相的相对渗透率。岩石对某一相流体的有效相渗透率总是小于其绝对渗透率，所以相对渗透率变化在0-1之间。

有效相渗透率和相对渗透率不仅与岩石的结构有关，而且还与流体的性质和饱和度有密切关系。一般地说，每一相流体发生渗流时都有一个临界饱和度值，当其饱和度低于其临界饱和度时，不发生渗流，有效相渗透率和相对渗透率为零；饱和度达到临界值时，才能渗流，而且随着饱和度的增加，其有效相渗透率和相对渗透率增加，直至全部被它饱和时，其有效相渗透率等于绝对渗透率，相对渗透率等于1为止。图2-4、图2-5是在实验室里用松散砂子测得的油、气、水相对渗透率与它们的饱和度的关系曲线。

图2-4 油气饱和度与相对渗透率的关系曲线图
(转引自Levorsen，1954)

图2-5 油水饱和度与相对渗透率的关系曲线图
（转引自Levorsen，1954)

    不同的裂缝模型，裂缝渗透率有不同的计算公式（见式2-13至式2-18）。