储层岩石的相对渗透率

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1、相渗透率和相对渗透率的概念一、达西实验和达西方程1856年，法国水利工程师达西（Darcy）利用人工砂体研究了水的渗滤，达西的试验表明：人工砂体单位面积水流的体积变化率Q/A，与进口和出口两端面间的水头差h1-h2=△H成正比，而与砂本的长度L成反比，即这就是某种名的达西方程。——与多孔介质有关的常数Z=0，基准面。如果用压力P来代替水头h则有代入上式得：——表示某种介质（）对某特定流体（P）的渗透能力，它的大小由介质和流体两者性质而定。由于同时涉及到流体和介质的影响，所以人们总是希望将流体和介质的影响区分开来，于是在1930年，努定（Nutting）提出：将此式代入上式并考虑到水平流动中无

2、重力影响，所以得出了达西定律的最简单形式。在上式中，A、L是岩石的几何尺寸，M为流体的性质，△P为外部条件。当这些条件（即A、L、M、△P）一定时，流体通过量的大小就决定于比例常数K，这个K我们就称它为岩石的绝对渗透率。A——岩石心的截面积，cm2L——岩石长度，cmM——通过流体的粘度，CP△P——岩心两端的压差，atmQ——在△P下，流体通过岩心的流量，cm3/SK——岩石的渗透率，达西值得注意的是：达西定律的假设前提：①流体与岩石之间不发生任何物理——化学反应②渗流介质中只存在一种流体，即岩石要100%的饱和某种流体③流动必须是在层流范围之内岩石的渗透率K为岩石自身的性质，它主要取决于

3、喉道的大小及其形势，而与所通过流体的性质无关。二、相对渗透率的概念为描述多相流体在岩石中的渗流特征，必须引入相渗透率和相对渗透率。相渗透率或称有效渗透率，是岩石-流体相互作用的动态特性参数，也是油藏开发计算中最重要的参数之一。多相流体共存和流动时，岩石对某一相流体的通过能力大小，称为该相流体的相渗透率或者有效渗透率。有效渗透率不仅与岩石本身的性质有关，还与各相流体的饱和度有关。油、气、水各相的有效（相）渗透率分别记作Ko，Kg，Kw。2.1单相流体渗流——绝对渗透率绝对渗透率是岩心中100%被一种流体所饱和时测定的渗透率。绝对渗透率只是岩石本身的一种属性，不随通过其中的流体的性质而变化。例：

4、设有一块砂岩岩心，长度L=3cm，截面积A=2cm2，其中只有粘度为M=1CP的水通过，在压差△P=2atm下通过岩石的流量Q=0.5cm3/S，根据上面所讲的达西定律得达西如果上面这块岩心不是用盐水通过，而是用粘度M=3CP的油通过，在同样压差△P=2atm的条件下它的流量Q=0.167cm3/S，同理达西很显然，岩石的绝对渗透率K并不因为所通过流体的不同而有所改变，即岩石的渗透率是其自身性质的一种量度，通常为一常数，即岩石确定，K值也就确定。2.2多相流体渗流当岩石中有两种以上流体共流时，其中某一相流体的通过能力称为某相的相渗透率或某相的有效渗透率。达西定律是针对单相流动情况而建立的，当

5、岩石中存在多相流动是，只要应用某相流动的参数，仍可采用达西公式计算该相的有效渗透率，这样多相流动中所产生的各种附加阻力都反映在该相流体的有效渗透率的数值上。有效渗透率既和岩石自身的属性有关，又与流体饱和度及其在孔隙中的分布状况有关，而后者又和润湿以及饱和历史有关。因此，相渗透率是岩石流体相互作用的动态特性。多相渗流时，流体之间相互干扰，流动阻力增大，出现如毛管力、附着力和各种液阻现象引起的附加阻力，因此同一岩石的有效渗透率之和总是小于该岩石的绝对渗透率。2.3相对渗透率相对渗透率是多相流体共存时，每一相流体的有效渗透率与一个基准渗透率的比值。相对渗透率实际是将有效渗透率无因次化，从而可以对比

6、各相流动能力相对于单相流动能力的比例。作为分母的基准渗透率通常取三者之一：（1）空气绝对渗透率；（2）100%饱和地层水时的水相渗透率；（3）束缚水饱和度下的油相渗透率。同一岩石的相对渗透率之和总是小于100%。理论与实验表明，相对渗透率与流体饱和度有密切关系，相对渗透率和饱和度之间的关系曲线称为相对渗透率曲线（简称相渗曲线），通常是由实验测出。相对渗透率曲线特征及影响因素一、相对渗透率曲线定义相对渗透率与饱和度之间的关系曲线，称为相对渗透率曲线。二、相对渗透率曲线特征(1)典型的油水相对渗透率曲线为X型交叉曲线。其纵坐标为两相各自的相对渗透率Kri(Kro，Krw)，横坐标为Sw从0®1增

7、加，So从1®0减小。即:Sw:020406080100(%)So:100806040200(%)(2)Kri=Ki/K分母K:A、用气测的岩石绝对渗透率K∞。B、用100%饱和地层水的岩石渗透率。C、用端点渗透率,即在残余油饱和度Sor下,测得的水相渗透率Kw,记为Kw0;在束缚水饱和度Swi下,测得的油相渗透率Ko,记为Ko0。在采用微乳液体驱油时，对于油.水.和微乳液这三相体系,在同一饱和度下，可以对比