渗透率

渗透率概念介绍

岩石虽然坚硬，但其内部是有孔隙的，因此流体是可以在岩石内部渗透流动的。岩石种类繁多，内部组成物质和孔隙度都不一样，渗透率也不一样。那么什么是岩石的渗透率呢？我们一起来看一下。

渗透率是指在一定压差下，岩石允许流体通过的能力，是表征土或岩石本身传导液体能力的参数。其大小与孔隙度、液体渗透方向上孔隙的几何形状、颗粒大小以及排列方向等因素有关，而与在介质中运动的液体性质无关。渗透率（k）用来表示渗透性的大小。压力梯度为1时，动力黏滞系数为1的液体在介质中的渗透速度。

相对渗透率

多相流体在多孔介质中渗流时，其中某一项流体在该饱和度下的渗透系数与该介质的饱和渗透系数的比值叫相对渗透率，是无量纲量。 [4]  作为基数的渗透率可以是:

1.用空气测定的渗透率;

2. 用水测定的渗透率;

3.在某一储层的共存水饱和度下油的渗透率。

与有效渗透率一样,相对渗透率的大小与液体饱和度有关。同一多孔介质中不同流体在某一饱和度下的相对渗透率之和永远小于1。根据测得的不同饱和度下的相对渗透率值绘制的相对渗透率与饱和度的关系曲线,称相对渗透率曲线。

实验表明，当油层中油水两相同时流动时，其相对渗透率与各自的饱和度有一定的关系，它可用曲线来表示。这种曲线称为油水相对渗透率图。在岩层的孔隙壁和微小孔隙中，水以吸附状态存在，而且是以束缚水的形态存在着，对于油流不太起阻碍作用，所以油层只出油而不出水，且油的相对渗透率很高。当油水饱和超过临界含水饱和度时，油层中的水开始流动，油的相对渗透率迅速下降。

随着含水饱和度进一步增加，油的相对渗透率急剧下降，这是由于孔隙中少量的水参与流动后产生水阻效应的结果。这就说明，当油井见水但含水很少时，油井产量将迅速下降，随着含水饱和度的增加，水滴汇成断续水流，水的流动阻力减小，相对渗透率增加，出现油水混流。当含水饱和度达到某一点时，孔隙中的油完全被分散开，被水隔成油滴或油片，此时油并不出油，只出水，这时的含油饱和度称为临界含油饱和度或者残余油饱和度。

渗透率

当单相流体通过横截面积为A、长度为L、压力差为ΔP的一段孔隙介质呈层状流动时，流体粘度为μ，则单位时间内通过这段岩石孔隙的流体量为：

Q=KΔPA/μL 

当单相流体通过孔隙介质呈层状流动时，单位时间内通过岩石截面积的液体流量与压力差和截面积的大小成正比，而与液体通过岩石的长度以及液体的粘度成反比。

式中：Q——单位时间内流体通过岩石的流量，cm3/s；A——液体通过岩石的截面积，cm2；

μ——液体的粘度，Pa·s；L——岩石的长度，cm；ΔP——液体通过岩石前后的压差，MPa；

岩石的渗透率是岩石孔隙中只有一种流体(单相)存在，流体不与岩石起任何物理和化学反应，且流体的流动符合达西直线渗滤定律时，所测得的渗透率。

由于气体受压力影响十分明显，当气体沿岩石由(高压力)流向(低压力)时，气体体积要发生膨胀，其体积流量通过各处截面积时都是变数，故达西公式中的体积流量应是通过岩石的平均流量。

有效渗透率

在非饱和水流运动条件下的多孔介质的渗透率。

多相流体在多孔介质中渗流时，其中某一项流体的渗透率叫该项流体的有效渗透率，又叫相渗透率。

油层中有油、水或油、气、水等多相共存时,岩石对其中任何一种相(油或气或水)的渗透率称为这个相的有效渗透率(或相渗透率)。其符号一般分别用K o 、K g和K w来表示。有效渗透率除了和岩石本身的特性有关外,还和流体的性质、数量、饱和度有关。研究有效及相对渗透率,对于了解油藏中的驱油机理,控制油水或油气边界的均匀推进,合理开发油气田有重要意义。