碳酸岩和碎屑岩差异(6)

来源：网络收集时间：2026-04-21

导读： GS?Dm ?Y(Sp)式中 Dm——为孔隙分布均值； Sp——为孔隙分选系数； φr——表示大于有效孔隙喉道的连通孔隙的百分数。M油层的有效孔隙喉道下限定为0.691μm。张芳洲等认为，孔隙结构参数(GS)是评价储层孔隙

GS?Dm

?Y(Sp)式中 Dm——为孔隙分布均值；

Sp——为孔隙分选系数；

φr——表示大于有效孔隙喉道的连通孔隙的百分数。M油层的有效孔隙喉道下限定

为0.691μm。

张芳洲等认为，孔隙结构参数(GS)是评价储层孔隙结构的首要参数。它与岩石的物性参数(孔隙度和渗透率的乘积)成反比。在玉门油田M油层，当孔隙结构系数等于10时，相应储层的含水饱和度小于60%，为采出油气的储层下限。

在玉门油田M层，可以利用孔隙度和渗透率资料预测孔隙结构系数，它们之间的回归方程为：

GS＝28.4604-0.025908-0.0090045φ

-32

式中 K——为渗透率，×10μm；

φ——孔隙度,(%)。

影响孔隙结构系数的主要因素是胶结物的成分、含量和分布方式。

研究表明，孔隙结构系数与驱油效率呈反比关系。即孔隙结构系数越小，其孔隙结构越好，驱出油量越多。

(4)结构难度指数与三次采油石油采收率

Dullien(1972)提出了孔隙空间的结构难度指数，他认为三次表面活性剂驱油时，岩石孔隙的结构难度指数D和石油采收率之间具有相当好的相关关系。

三次采油的目的是将二次采油之后的残余油驱替出来。当水驱后再用表面活性剂排驱捕集在孔隙中的油滴时，要使油滴通过喉道，将要克服毛管阻力和粘滞力。

图6-27 在不等径孔隙中滞留油滴的毛管压力分析

对于单一的不等径孔隙来说

(图6-28)，要使滞留在孔隙中的油滴(曲面半径设为r1)通过较小的喉道(半径为r2)，所要克服的毛管阻力为：

?p?p2?p1?2?cos?(11?) r2r1式中 P2－P1——为图6-23中1点和2点压差；

σ——为表面张力；

θ——为润湿接触角。在上式中，为简化计算，假设油滴两侧的界面为轴对称，两

侧的接触角(图6-30中θ1和θ2)也相等，即θ1＝θ2＝θ；

r1、r2——油滴在孔隙和喉道两端的曲面半径。上述分析的是单一孔隙。对于岩石中复杂的孔隙系统来说，驱动孔隙中滞留油滴所要克服的毛管阻力平均值(Δp)为：

?p?2?cos?c?式中 σ——为界面张力；

??00?re?(r'e,re)(11?)dr'edre r'ere?c?——为在水中的接触角；

r'e——为喉道半径(用压汞法求取)；

re——为孔隙半径(用铸体法求取)；

?(r'e,re)——为储层中孔隙和喉道大小的分布函数。

公式中的双重积分代表一种平均的、对采出或捕集残余油的系数，它仅仅与孔隙结构有关。由于它只涉及到喉道半径和孔隙半径，所以实际上它表示油滴在这种孔隙空间系统中排出的困难程度。为此，定义该双重积分为石油采收率的“结构难度指数(D)”。可表示为：

D?使用平均值定理:

??00?re?(r'e,re)(11?)dr'edre r'ereD?(1100?)???(r'e,re)dr'edre r'ere?re式中 r'e——是样品的平均孔隙喉道半径；

re——是受r'e所控制而不能自由进入的孔隙空间的平均半径，相当于比喉道大的

所有孔隙的平均半径；双重积分则表示受到半径为r'e的喉道所控制的孔隙空间(大体相当于比喉道大的孔隙空间)体积占总孔隙空间体积的比例，具体计算可通过编绘喉道分布曲线(据压汞法)与孔隙分布曲线(据孔隙铸体法)来完成，据此可判定岩石中孔隙和喉道大小的相对分布特征。当D＝0时，则表示一种均匀的毛细管束。

Batra和Dullien(1973)研究了十五种不同的砂岩，统计结果表明，孔隙结构难度指数(D)和平均喉道直径的倒数与三次采油表面活性剂水驱的石油采收率有很好的相关关系(图6-28和6-29)。

上述研究虽然仅限于水湿油层以及中等流体粘度比的条件，但是他们所提出的结构难度指数的概念并不仅仅局限于研究三次采油石油采收率。结构难度指数与储集岩的渗透

图6-28 结构难度指数D同三次采油石油采

收率的关系(Batra和Dullien,1973)

率并不密切相关。

因此，要研究储集岩中的石油采收率必须要从孔隙结构入手。



2.碳酸盐岩储集岩的孔隙结构对石油采收率的影响

对碳酸盐岩储集岩来说，非均质性比砂岩储集岩严重得多。虽然砂岩的石油采收率可以根据岩样测得的相对渗透率结果估算出来，但对绝大多数面积大而且不均质的碳酸盐岩油藏来说，少量的试验数据能否完全代表整个油藏就很成问题了。故有必要设计一种较简便的用以估算储集岩中原油采收率的方法(Wardlaw,1978)。

石油采收率既受流体性质的影响，也受孔隙系统的影响。孔隙系统内流体的粘度、界面张力、密度、润湿性和驱替速度都可能影响石油采收率。对确定的油藏来说，上述性质都是已知的，此时，研究孔隙系统对石油采收率的影响就显得格外重要了。

在储集岩中出现强润湿相的情况下，以下几个因素是毛细管捕集及影响驱油效率的主要因素，即：(1)孔隙大小与喉道大小的比值；(2)喉道与孔隙的配位数；(3)非均质性的类型和程度。

研究表明，当孔隙与喉道的直径比和体积比增高时，石油采收率降低，也就是说，增加了非润湿相的毛细管捕集作用(图6-30)。对已知孔隙与喉道的直径比，当孔隙与喉道的绝对大小降低时，石油采收率也会相应降低。

图6-29 平均喉道直径de的倒数同三配位数定义为连接每一个孔隙的喉道数量，它是孔

次采油石油采收率之间的关系隙系统连通性的一种量度。例如在单一六边形网络中，

(据Batra和Dullien，1973) 配位数为3；而在三重六边形网络中，其配位数就等于6(图6-30)。Fatt(1956)曾指出，对具有无限大的网络来说，随着配位数的增加其采收率也增加(模拟实验结果)。这对于由单一大小的管子和各种各样管径大小的管子所组成的网络也是适用的。根据用于随机非均质孔隙介质中的残余相的渗滤理论，已证实随着配位数减少，非润湿相的残余饱和度相应增加，亦即石油采收率降低，这对三维网络和两维网络都适用。

图

6-30 孔隙与喉道大小的比值和配合数及其对非润湿相采收率的影响(Wardlaw,1978)

Wardlaw (1978)提出了孔隙网络与石油采收率的关系模型，其中基本的孔隙网络有四种(图4-34)。碳酸盐岩储层的实际孔隙网络即是由这些基本网络的一种或其中几种组成的。每个基本网络具有相应的油气采收率。因此，对于一个实际的碳酸盐岩油藏来说，掌握其孔隙网络的组合，使可预测其油气采收率。

1.高晶间孔隙网络

在图6-31中以三重六边形网络和数码XH(高晶间孔隙度)符号表示。孔隙度约为20%或者更大些。这种孔隙具有较低的孔喉比，且由较规则粒径的孔隙组成。高晶间孔隙度的白云岩往往具有这种孔隙网络，其采收率为55%或更高。

2.低晶间孔隙网络

在图6-31中以单一六边形网络和数码XL(低晶间孔隙度)表示。特征是孔隙度为5%或更低，主要由片状或层状的晶间界面空间组成。这些空间的宽度通常小于3微米，而另外二个方向的大小与其伴生的晶体有关。这是较粗结晶的石灰岩和白云岩常见的孔隙类型，但也见于微晶灰岩和其它低孔隙的细晶质岩石中。裂缝孔隙也属此种类型。采收率低于20%，这可能是由于总孔隙度低而造成的低的有效配位数所致。

3.高粒间孔隙网络

在图6-31中以各种粒径组成的三重六边形网群和数码XH(粒间孔隙度高)符号表示。孔隙度一般为15%或更高。孔隙大小和形状与晶间孔隙相比不大规则。这种不规则性用不同大小网格的六边形符号表示。此种系统的平均采收率为45%。 …… 此处隐藏：2221字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……

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