相滲透率

當岩層中有兩種以上流體共流時，其中某一相流體在岩石中的通過能力的大小，就稱為該相流體的相滲透率或有效滲透率。它既反映了油層岩石本身的屬性，還反映了流體性質及其在岩石中的分布。

基本介紹

• 中文名：相滲透率
• 外文名：effective permeability
• 別稱：有效滲透率
• 作用：反映演示本身屬性
• 測定方法：穩態法
• 測定依據：達西公式

定義

當岩層中有兩種以上流體共流時，其中某一相流體在岩石中的通過能力的大小，就稱為該相流體的相滲透率或有效滲透率。

相滲透率測定

實驗室內用穩態法進行測定。

測定原理

水以一定的流速同時注入岩心，在岩心兩端產生壓差，當油水流速恆定以後，岩心中的油水飽和度不再變化，根據達西定律，計算某一飽和度下油水相的滲透率，改變油水流速比，可計算不同飽和度下油水相的滲透率。

穩態法測定油水相對滲透率是將油水按一定流量比例同時恆速注入岩樣，當進口、出口壓力及油、水流量穩定時，岩樣含水飽和度分布也已穩定，此時油、水在岩樣孔隙內的分布是平衡的，岩樣對油田水的有效滲透率值是常數。因此，可利用測定岩樣進口、出口壓力及油、水流量，由達西定律直接計算出岩樣的油、水有效滲透率及相對滲透率值，用稱重法或物質平衡法計算出岩樣相應的平均飽和度值，改變油水注入流量比例，就可得到—系列不同含水飽和度時的油，水相對滲透率值，並可繪製岩樣的油、水相對滲透率曲線。

測定步驟

1、實驗準備

（1）岩樣的清洗

根據油藏的原始潤濕性，選擇清洗溶劑。如果油藏原始潤濕性為水濕，則用苯加酒精清洗岩樣；如果油藏原始潤濕性為油濕，則用四氯化碳、高標號(120號)溶劑汽油清洗岩樣。使用這些溶劑清洗後的岩樣不用再恢復潤濕性。

（2）實驗用油水配製

實驗用油採用精製油或用新鮮脫氣原油加中性煤油配製的模擬油。對新鮮岩樣採用精製油，對非新鮮岩樣(恢復潤濕性岩樣)採用模擬油。

實驗用的注入水或地層水(束縛水)均使用實際注入水、地層水或人工配製的注入水，地層水。

2、束縛水狀態下的油相滲透率的測定。

（1）新鮮岩樣：

a）將浸泡在原油中或煤油中的岩樣在試驗強度下恆溫2h並抽空1h後．裝入岩心興持器中，並在試驗溫度下恆溫4h。

b）用精製油驅替達10倍孔隙體積後，測油相有效滲透率。

（2）非新鮮岩樣：

a) 將建立了束縛水飽和度（或經過恢復潤濕)的岩樣裝入岩心夾持器中用實驗油驅替達10倍孔隙體積後，測油相有效滲透率。其計算公式和測量次數及偏差要求同新鮮岩樣。

b) 將油、水按設定的比例注入岩樣，等到流動穩定時記錄岩樣進口、出口壓力和油、水流量，稱量岩樣質量(用稱重法時)或計量油水分離器中的油、水量變化(用物質平衡法時)。

3、計算公式

原油的相滲透率計算公式：

式中：

——油相有效滲透率， ；

——原油流量，mL/s；

——在測定溫度下油的粘度，mPa·s；

——岩樣長度，cm；

——岩樣截面積,cm²;

——岩樣進口壓力，MPa；

——岩樣出口壓力，MPa。

水的相滲透率計算公式：

式中：

——油相有效滲透率， ；

——原油流量，mL/s；

——在測定溫度下油的粘度，mPa·s；

——岩樣長度，cm；

——岩樣截面積，cm;

——岩樣進口壓力，MPa；

——岩樣出口壓力，MPa。

影響相滲透率的因素

1、自身特性

油氣層岩石滲透率的影響因素與岩石孔隙度的影響因素一樣，並且受控於油氣層的地質作用——沉積作用、成岩作用和構造作用。

（1）沉積作用

沉積作用對滲透率的影響主要體現在岩石結構、構造上。岩石的結構、構造主要是指岩石的粒度、分選和層理，它們對滲透率都有影響，但影響程度並不同。實驗發現，疏鬆砂的粒度越細，分選越差，其滲透率就越低。

（2）成岩作用

成岩作用對滲透率的影響主要體現在壓實、膠結和溶蝕作用上。 隨著上覆負荷的增加，壓實作用對相滲透率影響巨大。壓實作用包括機械壓實和化學壓實兩種。機械壓實主要發生在成岩作用早期，此時沉積物埋藏較淺，主要是排除水分，減小孔隙體積以及孔隙度。隨著埋藏加深，溫度升高，壓力加大，機械壓實逐漸轉化為化學壓實。

（3）構造作用

構造作用形成的斷裂和裂隙無論對於油氣層孔隙度還是滲透率都起一個良好的作用，但對於滲透率影響尤為突出，特別是碳酸鹽儲層，有時使非滲透岩層變為高滲透岩層。

2、外部條件

油氣層的滲透率還會隨著介質的變形，受到包括上覆岩層壓力、水平應力和孔隙流體壓力等因素的影響。完整岩石的透滲率與岩石所處的應力狀態有密切關係。

（1）上覆岩層壓力

一般情況下，油氣層埋藏深度都達到了幾千米， 承受著很高的上覆岩層壓力， 而且埋藏越深，上覆岩層壓力也就越大。在上覆岩層壓力的作用下，儲層會發生壓實變形，並使儲層的滲透率降低。從圖中可以看出，隨著上覆岩層壓力的增加，儲層岩石的滲透率是逐漸降低的：在上覆岩層壓力變化的初期階段，滲透率的降低最大； 而隨著上覆岩層壓力的繼續增加，滲透率的降低趨向平緩。

（2 ）水平壓力

埋藏在幾千米深的油氣儲層， 不但受到上覆岩層壓力的影響， 同時也受到周圍的水平應力的影響。從圖中看出，隨著水平應力的增加， 相滲透率也是降低的， 並且降低趨勢與上覆岩層壓力趨勢基本相同。

（3 ）流體壓力

儲層除受到上覆岩層壓力和水平應力外， 還受到孔隙中的流體壓力， 並且在儲層被打開以前， 三者之間保持應力平衡狀態。當對儲層進行開採時， 由於隙中流體的流出， 孔隙流體壓力就會降低， 從而使儲層的應力平衡狀態被打破， 並使儲層岩石發生變形並影響到儲層滲透率的變化。岩石的滲透率是隨著流體壓力的增大而逐漸升高的。由於上覆岩層壓力、水平應力以及孔隙流體壓力是共同作用於儲層岩石骨架上的， 因此， 通常用有效應力來衡量岩石骨架所受到的應力。