孔隙度

孔隙度是指岩樣中所有孔隙空間體積之和與該岩樣體積的比值，稱為該岩石的總孔隙度，以百分數表示。儲集層的總孔隙度越大，說明岩石中孔隙空間越大。從實用出發，只有那些互相連通的孔隙才有實際意義，因為它們不僅能儲存油氣，而且可以允許油氣在其中滲濾。因此在生產實踐中，提出看了有效孔隙度的概念。有效孔隙度是指那些互相連通的，在一般壓力條件下，允許流體在其中流動的孔隙體積之和與岩樣總體積的比值，以百分數表示。顯然，同一岩石有效孔隙度小於其總孔隙度。

基本介紹

• 中文名：孔隙度
• 外文名： Porosity
• 套用學科：環境工程
• 適用領域範圍：環境生態
• 屬性：基質中通氣孔隙與持水孔隙的總和
• 性質：定義

定義

孔隙度是指基質中通氣孔隙與持水孔隙的總和，以孔隙體積占基質總體積的百分比來表示。孔隙度反映了基質的孔隙狀況，總孔隙度大（如岩棉、蛭石的總孔隙度都在95%以上），說明基質較輕、較疏鬆，容納空氣和水的量大，有利於根系生長，但植物易漂浮，錨定植物的效果較差；反之，則基質較重、較堅實，水分和空氣的容納量小，不利於根系伸展，需增加供液次數。

孔隙度的研究

陸相層序地層與被動大陸邊緣海相層序地層之間存在較大的差異.陸相盆地沉積受多種因素控制,而且不同類型盆地的主要控制因素又各不相同,造就了陸相盆地沉積類型多、相變快、橫向連續性差、縱向上層序厚度變化大,頻繁的湖侵湖退使湖盆沉積垂向上韻律變化快;因此陸相層序地層的形成、結構和模式更為複雜,研究更為困難.在研究與實踐中,中國學者根據陸相盆地的邊界特徵、體系域邊界特徵、初始湖泛面和最大湖泛面、是否有坡折帶等因素,建立了符合中國盆地沉積實際的坳陷型盆地和斷陷型盆地層序地層格架和模式.控制陸相地層層序發育的因素主要是湖平面的變化、構造、氣候、基準面的變化和物源的供給,特別是構造和氣候顯得十分重要,它們直接控制了湖平面的變化.陸相地層層序研究的方法體系主要包括露頭層序研究方法、實驗觀測和分析方法、測井層序地層分析、地震層序地層分析和層序地層的數值模擬方法.在油氣勘探中的區帶勘探階段、目標勘探階段和開發階段,層序地層學都能發揮不可替代的作用.

有效孔隙度

在自然狀態下材料中的的孔隙體積與材料體積之比，叫材料的孔隙度。它包括材料中所有的孔隙，不管它們是否連通。但在研究油貯的孔隙度時，所測量的孔隙度為連通的孔隙空間與岩石的總體積之比，即有效孔隙度。在一般情況下，有效孔隙度要比總孔隙度少5~10%。　多數油貯的孔隙度，變化在5~30%之間，最普通的是10~20%範圍之內。孔隙度不到5%的油貯，一般認為是沒有開採價值的，除非裡面存在有取出的岩芯或岩屑中所沒有看到的斷裂、裂縫及孔穴之類。。

分類

根據現場經驗中粗略的孔隙度估計，儲集岩可以分為：

孔隙度 0~5% 無價值

孔隙度 5~10% 不好

孔隙度 10~15% 中常

孔隙度 15~20% 好

孔隙度 20~25% 極好

儲層評價

孔隙度是儲層評價的重要參數之一．核磁共振（NMR）孔隙度只對孔隙流體有回響，在確定地層孔隙度方面具有其他測井方法無法比擬的優勢．但是，在中國陸相複雜地層的套用中常常發現NMR孔隙度與地層實際孔隙度存在差異，有時差異甚至很明顯，影響了NMR測井的套用效果．介紹了NMR孔隙度的理論基礎，在對NMR孔隙度影響因素分析的基礎上，重點考察了國內現有的NMR孔隙度測井方法對測量結果的影響，通過對大量人造岩樣和不同：占性的天然岩樣的實驗測量，提出了適合中國陸相地層的孔隙度測井方法，改善了NMR孔隙度的測量效果．針對中國陸相地層的複雜性，建議不同地區應根據；具體情況進行岩心分析，確定恰當的NMR測井方法，以獲得比較準確的NMR孔隙度．

孔隙度的定性方法

孔隙度的測定是在實驗室中進行的，用的是小塊的岩芯或岩屑。此外，還有幾種估計孔隙度的定性方法：

電測

測量岩石的自然電位（SP），計算單位為mv（毫伏）。對非滲透層，電位低；對孔隙岩層，電位較高。

放射性測井

伽瑪射線測井是測量岩石中放出的自然伽瑪射線，中子測井是測量由於中子的作用而從岩層中感應出來的伽瑪射線。中子測井曲線主要是受了氫的影響，也就是因為岩石中有氣、油及水等流體的反映；而流體的存在就證明岩石中有孔隙。這兩類測井曲線已廣泛的用來證明石灰岩及白雲岩儲集層的孔隙性。

其他測井

微電極測井及聲波測井對確定孔隙度是非常有用的。井徑測井也可以對孔隙帶給予定性的指示，並且對於有其他測井定量的孔隙度的確定也可提供數據。

鑽井岩屑的顯微鏡檢查

微小裂縫中的油可以從它在紫外線下發出螢光而檢查出來對其相對數量用：緊、密、晶洞、針點、孔隙、多孔、晶間孔隙、粒間孔隙等術語進行區別。

鑽井時間錄井

鑽時記錄上進尺突然增加，表示鑽遇的是孔隙岩石。孔隙越多，就越不緻密，就越容易鑽穿。

岩芯的短缺

岩芯短缺是因為儲集層不堅實、有斷裂和孔隙，而這些掉失的部分無法由岩芯筒取出，只能作為鑽井岩屑由泥漿帶出。

計算公式

基質的總孔隙度過大或過小均不利於植物的正常生長發育。生產中常將粒徑不同的基質混合使用，以改善基質的物理性能。育苗基質的總孔隙度一般要求在54%～96%範圍內。總孔隙度計算公式為：

總孔隙度（%） = （1-容重/密度）×100%

由於基質的密度測定較為麻煩，可按下列方法進行粗略估測：取一個已知體積（V）的容器，稱其重量（W₁），在此容器中加滿待測的基質，再稱重（W₂），然後將裝有基質的容器放在水中浸泡一晝夜，再稱重（W₃）。注意加水浸泡時要讓水位高於容器頂部，如果基質較輕，可在容器頂部用一塊紗布包紮好，稱重時把紗布去掉。然後通過下式計算這種基質的總孔隙度。重量單位為克，體積單位為厘米。

總孔隙度（%）= [（W₃-W₁）-（W₂-W₁）]/V×100%

特性

多數地球物質的孔隙度在0～60%之間。因為黏土中不規則顆粒的堆積不緊密，加上黏土礦物表面的靜電荷導致顆粒間的相互排斥，所以它的總孔隙度較高。大部分未固結（疏鬆）的沉積物都有較高的總孔隙度，且隨分選度（顆粒大小的相似程度）增加而增加。在分選較差的沉積物中，較小顆粒傾向於填充較大顆粒間的孔隙，從而降低總孔隙度。圓潤的顆粒比有稜角的顆粒堆積更為緊密，因此孔隙度更低。

總的來看，由於顆粒間的孔隙部分或全部被膠結物填充，沉積岩的總孔隙度很低。此外，由於在許多火成岩和變質岩形成時發生的礦物結晶作用，它們的總孔隙度也極低。

總孔隙度大，容納水分和空氣的能力強，這種基質較輕，有利於根系發育，總孔隙度小，水氣容納量少，要增加供液次數。一般認為基質總孔隙度50%～60%，通氣孔隙占25%～30%，毛管孔隙占25%～30%，毛管孔隙和空氣孔隙比為1:1時，有利於水分和空氣的協調。

測定方法

原則上，我們可以用量筒向一個裝有乾的含水層樣品的容器中倒水來估計總孔隙度。樣品達到飽和所需的水量近似於其中孔隙的體積。將這個體積除以樣品的總體積便得到一個估計的總孔隙度。然而，有些孔隙是水難以進入的，而有些則是其中的空氣阻止了水的進入。因此，這種方法僅是一個總孔隙度的最小估計。再者，用這樣的方法使細密的沉積物和大多數岩石飽和可能需要數天或數星期。