渗透率的定义

渗透率的定义

用于表示孔隙介质中流体在其孔隙中流动难易程度的量称为该介质的渗透率。孔隙介质中单相稳定流的流量，原则上可以由达西公式（H.Darcy，1856）描述：

储层岩石物理学

储层岩石物理学

式中：Q是通过介质的流体流量，m³/s；μ为流体的黏度，Pa·s；A为垂直于流体运动方向的介质横截面，m²；L为流体穿过介质的厚度，m；ΔP为流体两端的压力差，Pa；K为渗透率，它具有面积量纲，m²，但是显得过大，通常以μm²作为单位，过去采用达西（D）或毫达西（mD）作为单位。因渗透率具有面积的量纲，可以将其理解为介质中孔隙通道面积的大小。多孔介质孔道面积越大，渗流越容易，渗透率越高。

当岩心全部孔隙为单相液体所充满并在岩心中流动，岩石与液体不发生化学和物理化学作用的条件下，对同一岩心，比例系数值K的大小是与液体性质无关的常数。对不同孔隙结构的岩心，K值不同。因此，在上述条件下，由式（1－22）定义的渗透率K是仅仅取决于岩石孔隙结构的参数，我们把这一系数称为岩石的绝对渗透率。

需要注意的是，达西定律是有一定的适用条件的，当渗流速度增大到一定程度之后，除产生黏滞阻力外，还会产生惯性阻力。此时流量与压差不再呈线性关系，达西定律不再适用。如已知岩石和流体的物性参数如岩石孔隙度φ、渗透率K及流体密度ρ、黏度μ，可根据卡佳霍夫提出的雷诺数Re表达式（说明：雷诺数是判断流体流动是层流或是湍流的标准），确定出一个保持线性渗流的最高渗滤速度，对于一般储层岩石和流体物性参数，其形式如下：

储层岩石物理学

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式中：vc为渗流符合达西定律的临界流速。

当岩石中含有多相流体时，每相流体的渗透率称为该相流体的有效渗透率。例如在孔隙中存在油和水两相液体时，对于油或水的渗透率。

有效渗透率与绝对渗透率的比值称为相对渗透率。在多相液体同时存在时，通常用相对渗透率来衡量某种流体通过岩石的难易程度。图1－6是油水、气水和气油两相流体情况下的相对渗透率的示意图。

图1－6 相对渗透率与饱和度的关系

图1－6 相对渗透率与饱和度的关系

此外，由于气体与液体的性质不同，如可压缩性和微小孔隙中的滑动现象等，使同一岩石的气体渗透率与液体渗透率出现差异，因此需要专门在下面加以讨论。