下载文档原格式
第一章储层地质学的形成、发展与趋势一、储层地质学1、储层地质学（又称油藏地质学），是指应用地质与地球物理、以及各种分析化验资料，研究和解释油气储集地质体的成因、演化及分布,描述并表征储层的主要特征（几何特性和物理特征）与信息,应用定性与定量方法来分析和评价储层不同层次的非均质在油气勘探与开发中的影响，采用先进的建模技术预测其空间展布的一门综合性应用学科。
2、油藏描述是以沉积学、构造地质学和石油地质学的理论为指导，用地质、地震、测井及计算机手段，定性分析和定量描述油藏在三维空间中特征的一种综合研究方法。
3、储层表征：定量地确定储层的性质、识别地质信息及空间变化的不确定过程。
其中储层地质信息包括:物理特性——Φ、Κ和S O的非均质性空间特性——储层建模过程中的各异向性第二章油气储层的基本特征碎屑岩储层与碳酸盐岩和其它岩类储层相比具有四个优点:①孔隙以粒间孔为主，而碳酸盐岩多为粒内孔；②沉积作用控制强；③粒度的粗细对孔、渗的影响通常具有较好的规律性；④压实过程比较清楚,并易进行定量分析.第一节储层的物理特性——孔隙度、渗透率、饱和度一、孔隙性：指岩石中颗粒间、颗粒内和填隙物内的空隙—-—属原生孔———属次生孔（二）孔隙度1、绝对孔隙度：岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样总体积的比值。
2、有效孔隙度：是指那些互相连通的、且在一定压差下允许流体在其中流动的孔隙度的影响因素:1、岩石的矿物成分2、颗粒的排列方式及分选性3、埋藏深度4、成岩作用二渗透率储集岩的渗透性是指在一定的压差下，岩石本身允许流体通过的性能.1、分类：绝对渗透率、有效渗透率(相渗透率）和相对渗透率A、绝对渗透率的影响因素1）岩石特征的影响2）孔隙结构的影响3）压力和温度的影响B、相对渗透率的影响因素1）润湿性的影响2）孔隙结构的影响3)温度的影响 4）优势流体相饱和度的影响三饱和度:所饱和油、气、水含量占总孔隙体积的百分比四、储层（一）储层的概念：凡是能够储存油气并在其中渗滤流体的岩石称为储集岩。
第六章储层非均质性第一节储层非均质性的概念及分类一、储层非均质性的概念油气储集层由于在形成过程中受沉积环境、成岩作用及构造作用的影响，在空间分布及内部各种属性上都存在不均匀的变化，这种变化就称为储层非均质性。
储层非均质性是影响地下油、气、水运动及油气采收率的主要因素。
储层的均质性是相对的，而非均质性是绝对的。
在一个测量单元内(如岩心塞规模)，由于只能把握储层的平均特性(如测定岩心孔隙度)，可以认为储层在同一测量单元内是相对均质的，但从一个测量单元到另一个测量单元，储层性质就发生了变化，如两个岩心塞之间的孔隙度差异，这就是储层非均质的表现。
测量单元具有规模和层次性，储层非均质性也具有规模和层次性。
一个层次的非均质规模包含若干低一级层次的测量单元(如小层单元包括若干个岩心测量单元)。
另一方面，储层性质本身可以是各向同性的，也可以是各向异性的。
有的储层参数是标量(如孔隙度、含油饱和度)，其数值测量不存在方向性问题，即在同一测量单元内，沿三维空间任一方向测量，其数值大小相等，换句话说，对于呈标量性质的储层参数，非均质性仅是由参数数值空间分布的差异程度表现出来的，而与测量方向无关。
有的储层参数为矢量(如渗透率)，其数值测量涉及方向问题，即在同一测量单元内，沿三维空间任一方向测量，其数值大小不等，如垂直渗透率与水平渗透率的差别。
因此，具有矢量性质的储层参数，其非均质性的表现不仅与参数值的空间分布有关，而且与测量方向有关。
由此可见，矢量参数的非均质性表现得更为复杂。
二、储层非均质性的分类1.Pettijohn (1973)的分类Pettijohn (1973)对河流沉积储层按非均质性规模的大小提出了一个由大到小的非均质性分类谱图，划分了五种规模的储层非均质性(图6—1)，即层系规模(100m级)、砂体规模(10m级)、层理规模(1～10m级)、纹层规模(10～100mm级)、孔隙规模(10～100μm级)。
2.Weber (1986)的分类Weber(1986)根据Pettijohn 的思路，也提出了一种储层非均质性的分类体系(图6－2)。
5 储层描述5.1 沉积微相描述5.1.1 沉积特征沉积特征是划分沉积相的主要依据。
以下主要从颜色特征、砂岩成分、粒度、CM 图、重矿物、沉积构造、砂岩厚度及砂岩百分比等方面来描述该区沉积特征。
5.1.1.1 颜色特征t砂岩颜色主要为灰色、褐色、浅灰色、灰褐色。
该区陆9井区侏罗系头屯河组J2泥岩颜色为深灰色，指示沉积环境以还原为主，见附图5-1。
5.1.1.2 砂岩成分t砂岩类型主要为长石岩屑砂岩和岩屑砂岩。
石英据岩矿薄片统计,该区头屯河组J2含量为20.92%~31.87%，平均27.39%；长石含量为17.24%~24.88%，平均19.96%；岩屑(R)成分复杂，包括凝灰岩、霏细岩、千枚岩、硅质岩、花岗岩等岩屑，岩屑平均含量为45.86%，其中凝灰岩平均31.37%，霏细岩平均3.87%，千枚岩平均2.7%，花岗岩平均1.42%，硅质片岩,此外还含有少量安山岩、菱铁矿团粒等岩屑；填隙物含量较少，平均5.32%，胶结物以方解石胶结为主，杂基以水云母化泥质为主。
该区头屯河组Jt储集层稳定矿物石英含量仅为27.39%，而不稳定矿物长石与岩屑2含量之和为65.82%，显然目的层矿物以非稳定矿物为主，如果用成份成熟度指标石英/(长石+岩屑)之比来衡量，该区储集层为为0.28~0.52，平均0.42，砂岩成份成熟度偏低，反映了母岩成分复杂、物源频繁变化的沉积特点。
另外，该区岩石颗粒磨园度主要以次园状为主，结构成熟度较高，表明沉积物受水流冲刷作用较强，具有一定的搬运距离。
5.1.1.3 粒度特征陆9井区侏罗系头屯河组砂层组粒度概率曲线主要分为两种：一种为两段式，只含有悬浮和跳跃较细组分，斜率较陡，说明颗粒的分选较好；另一种为三段式，既含有悬浮和跳跃较细组分，又含有滚动搬运的粗组分，斜率较第一种缓，分选相对较差。
在66块样品中，28块为两段式，38块为三段式，说明水动力总体上比较强的，滚动总体发育。
见附图5-2。
第二节构造地貌的形成一、地质构造与地貌1．褶皱与地貌读地质构造剖面图，回答下列问题。
(1)写出A、B、C三处的地质构造名称，并说明理由。
名称判断理由A背斜岩层向上拱起，中间岩层老，两翼岩层新B向斜岩层向下弯曲，中间岩层新，两翼岩层老C断层岩层不连续并有明显位移(2)图中岩层1～6的新老关系，依次为1、2、3、4、5、6(由老到新)。
(3)A的地貌类型是背斜谷，其形成原因是背斜顶部受张力作用，岩石破碎，受外力侵蚀作用形成谷地；B的地貌类型是向斜山，其形成原因是向斜槽部受挤压力，因岩石致密，不易被侵蚀而形成山岭。
(4)良好的储水构造是B；良好的储油气构造是A；有泉水出露的是C；适合开挖隧道的是A。
(填字母)2．断层与地貌(1)断层：在过强的压力或张力作用下，岩体发生断裂，两侧岩体沿断裂面发生明显位移。
(2)类型与地貌：水平位移和垂直位移产生的地貌各不相同。
地质构造岩层运动方向示意地表形态实例地垒相对上升的岩体发育成山岭或高地华山、庐山、泰山地堑相对下降的岩体形成谷地或低地渭河平原、汾河谷地、东非大裂谷1．板块构造学说阅读图1、图2，完成以下问题。
(1)在图1中补全板块名称。
(2)板块之间有哪两类边界类型？图2中，海沟、海岭分别属于哪一类边界？提示：生长边界和消亡边界。
海沟属于消亡边界，海岭属于生长边界。
(3)板块上覆于熔融的软流层之上，一直处于缓慢的、不断的运动之中。
板块间的相互运动主要有相向、相离等形式。
(4)板块内部相对稳定，两个板块之间的交界处是地壳比较活跃的地带。
2．板块运动与地貌(用板块构造理论解释下列现象)(1)为什么地中海面积在缩小，而红海面积在扩大？提示：地中海面积在缩小是因为其位于亚欧板块与非洲板块的消亡边界；红海面积在扩大是因为其位于印度洋板块与非洲板块的生长边界。
(2)为什么环太平洋和地中海—喜马拉雅一带多火山、地震？提示：处于板块交界处，地壳比较活跃，多火山、地震。
(3)为什么非洲大陆地势起伏较小，而美洲大陆西海岸地势起伏大？提示：非洲大陆位于非洲板块内部，地壳比较稳定；美洲大陆西海岸位于美洲板块与太平洋板块和南极洲板块的挤压碰撞地带，地壳比较活跃。
第六章油气储层储层是油气赋存的场所，也是油气勘探开发的直接目的层。
储层研究是制定油田勘探、开发方案的基础，是油藏评价及提高油气采收率的重要依据。
本章从储集岩类型入手，系统介绍储层非均质性、裂缝性储层、储层建模及综合分类评价等内容。
第一节储集岩类型在自然界中，把具有一定储集空间并能使储存在其中的流体在一定压差下可流动的岩石称为储集岩。
由储集岩所构成的地层称为储集层，简称储层。
按照不同的分类依据，可进行不同的储层分类。
一、按岩石类型的储层分类根据岩石类型，可将储层分为碎屑岩储层、碳酸盐岩储层和其它岩类储层。
其中，前二者亦可称为常规储层，后者可称为特殊储层，意为在特殊情况下才能形成真正意义上的储层。
《石油地质学》[56]已系统阐述了各种岩类储层的基本特征和控制因素，在此仅简要介绍。
1.碎屑岩储层主要包括砂岩、粉砂岩、砾岩、砂砾岩等碎屑沉积岩。
储集空间以孔隙为主，在部分较细的碎屑岩中可发育裂缝。
储层的分布主要受沉积环境的控制，储集空间的发育则受控于岩石结构和成岩作用，部分受构造作用的影响。
2.碳酸盐岩储层主要为石灰岩和白云岩。
储集空间包括孔隙、裂缝和溶洞。
与碎屑岩储层相比，碳酸盐岩储层储集空间类型多，具有更大的复杂性和多样性。
储层的形成和发育受到沉积环境、成岩作用和构造作用的综合控制。
3.其它岩类储层包括泥岩、火山碎屑岩、火山岩、侵入岩、变质岩等。
泥岩的孔隙很小，属微毛细管孔隙，流体在地层压力下不能流动，因此，一般不能成为储集层。
但是，在泥岩中发育裂缝，或者泥岩中含有的膏盐发生溶解而形成晶洞时，泥岩中具有连通的储集空间，可成为储集岩。
火山碎屑岩包括各种成分的集块岩、火山角砾岩、凝灰岩。
其特征与碎屑岩相似，但胶结物主要为火山灰和熔岩。
储集空间主要为孔隙，其次为裂缝。
火山岩储集岩主要指岩浆喷出地表而形成的喷出岩，包括玄武岩、安山岩、粗面岩、流纹岩等。
储集空间主要为气孔、收缩缝及构造裂缝。
岩浆侵入岩和变质岩都有不同程度的结晶，故亦称结晶岩。
往往构成含油气盆地沉积盖层的基底。
当结晶岩受到长期风化作用和构造作用时，其内可形成风化孔隙、风化裂缝及构造裂缝等储集空间，从而形成储集岩。
这类储集岩一般发育于不整合带。
二、按储集空间的储层分类储层的储集空间包括三种基本类型，即孔隙、裂缝和溶洞。
在自然界中，这三种储集空间可有不同的组合，因而可形成不同的储层类型，如孔隙型、孔隙－裂缝型、裂缝型、裂缝179－溶洞型、孔隙－裂缝－溶洞复合型。
1.孔隙型储层储层储集空间及渗流通道均为孔隙，部分含微裂缝。
大部分碎屑岩储层及滩礁相碳酸盐岩即属此类。
储层的形成和发育主要受控于沉积和成岩作用。
2.孔缝型储层（双重介质储层）储层中既有孔隙，又有裂缝，即所谓双重介质。
其中，孔隙为主要储集空间，裂缝为主要的渗流通道。
储层的发育受控于沉积、成岩和构造的综合作用。
这类储层还可分为两类：（1）裂缝–孔隙型储层基质岩块为常规储层，同时本身具有渗流能力，即具有产能；裂缝的作用仅是加大了储层的渗流能力，增加基质岩块本身已具有的产能,同时使渗透率具有方向性。
这类储层的油藏开发特征与孔隙型储层油藏类似,只是裂缝起增加产能的作用。
（2）孔隙－裂缝型储层基质岩块提供了基本的储能，但渗透率低，一般无产能；裂缝提供了基本的渗流能力，同时提供了部分储能。
储层的产能主要依据裂缝的连通作用。
3.裂缝型储层裂缝既作为储集空间，又作为渗流通道，因此裂缝既提供储能，又提供产能。
基质岩块既无储能，又无产能。
常见于碳酸盐岩、泥岩储层、结晶岩储层中，储层的发育主要受控于构造作用、收缩作用、风化作用等。
4.缝洞型储层储集空间及渗流通道为裂缝及溶洞,特点是孔隙度低而渗透率高,其生产特征是高产而递减极快,基质岩块基本上不渗透。
这类储层岩性主要为碳酸盐岩、火山岩、侵入岩、变质岩等，主要形成于古潜山中。
5.孔缝洞复合型储层储层内同时发育孔隙、裂缝和溶洞。
储集空间主要为基质岩块的孔隙及溶洞，裂缝作为渗流通道。
这类储层岩性亦主要为碳酸盐岩、火山岩、侵入岩、变质岩等，主要形成于古潜山中。
三、按岩石物性的储层分类根据岩石物性，主要是孔隙度和渗透率特别是渗透率，可将储层（主要是孔隙型储层）分为不同的类型。
按储层孔隙度大小，将储层分为五类，其中碎屑岩和非碎屑岩储层的孔隙度标准略有差别（表6−1）；按渗透率大小，亦将储层分为五类，其中，油藏储层和气藏储层的渗透率标准略有差别（表6−2），主要依据是天然气对储层渗透率的要求比石油要低。
表6-1 油（气）藏的储层孔隙度分类 (据吕鸣岗等，2005)180181表6-2 油（气）藏的储层渗透率分类 (据吕鸣岗等，2005)第二节 储层非均质性一、储层非均质性的概念及分类（一）储层非均质性的概念油气储集层由于在形成过程中受沉积环境、成岩作用及构造作用的影响，在空间分布及内部各种属性上都存在不均匀的变化，这种变化就称为储层非均质性。
储层非均质性是影响储层作为一个复杂系统，具有层次性和结构性。
一套储层包含多个层次，不同层次具有各自不同的构成单元，较高一级层次的构成单元包含若干个较低一级层次的构成单元，同一层次的若干构成单元在空间上表现为不均一的变化。
如Pettijohn(1973)曾将河流沉积储层划分为五个层次(图6—1)，即层系规模(100ｍ级)、砂体规模(10ｍ级)、层理系规模(1-10图6—1 Pettijohn (1973)(以河流沉积储层为例)182ｍ级)、纹层规模(10-100ｍｍ级)、孔隙规模(10-100μｍ级)。
从图可以看出，一个层系包含若干个非均一分布的砂体，一个砂体包含若干个非均一分布的成因单元（河道及溢岸砂），一个成因单元包含若干非均一分布的层理系，一个层理系包含若干非均一分布的纹层，一个纹层包含若干非均一分布的颗粒、孔隙、喉道等。
显然，不同层次之间以及同一层次的构成单元之间均表现为非均质性。
储层非均质性是绝对的，而均质性则是相对的。
一个层次的某一个构成单元，对于高一级层次而言，可视为相对均质体，但对于低一级层次则是非均质体。
如对于单一河道砂体，在研究某一层系内不同河道与溢岸砂体的层间渗透率差异时，可将该河道砂体作为一个相对均质体，只考虑该砂体的平均渗透率；而在研究该河道砂体内的垂向渗透率差异时，则视为非均质体，需要测量该砂体内垂向上不同部位的的渗透率值，此时，将每一个小测量单位（如岩心塞）视为均质体。
实际上，岩心塞也不是均质体，它由不同的颗粒和孔隙组成。
另一方面，储层非均质性还表现为储层矢量参数的各向异性。
对于矢量参数，如储层渗透率，其数值测量涉及方向问题，即在同一测量单元内，沿三维空间任一方向测量，其数值大小不等，如垂直渗透率与水平渗透率的差别，即为各向异性特征；而对于标量参数，如孔隙度、含油饱和度，其数值测量不存在方向性问题，即在同一测量单元内，沿三维空间任一方向测量，其数值大小相等，非均质性仅是由参数数值空间分布的差异程度表现出来的，而与测量方向无关。
因此，对于具有矢量性质的储层参数，其非均质性的表现不仅与参数值的（二）储层非均质性的分类储层非均质性的分类方案较多。
如Pettijohn (1973)的分类（前已述及）、Weber(1986)的分类、我国油田部门的分类等。
1．Weber(1986)的分类Weber(1986)根据Pettijohn 的思路，提出了一种储层非均质性的分类体系(图6－2)。
在他的分类中，不仅考虑储层非均质性的规模，同时考虑了非均质性对流体渗流的影响。
他将储层非均质性分为七类：（1这是一种大规模的储层非均质性。
断裂的封闭程度对油田区内大范围的流体渗流具有很大的影响。
如果断层是封闭的，就隔绝了断层两盘之间的流体渗流，实际上为渗流隔板；如 果断层没有封闭，那么断层就成为－大型的渗流通道。
（2成因单元边界实质上是微相砂体的边界，界面上下一般具有岩性变化。
该界面可以是连通的，也可以是封闭或半封闭的，但至少是渗透性差异的分界线。
因此，成因单元边界控制着较大规模的流体渗流。
（3在成因单元内部，具不同渗透性的岩层，它们在垂向上呈带状分布，从而导致了储层的非均质性。
（4为成因单元内渗透层之间的屏障层。
不同规模的隔夹层对流体渗流具有很大的影响，它主要影响流体的垂向渗流，也影响流体的水平渗流。
183图6—2 Weber(1986)的储层非均质性分类 5为渗透层内的层理构造。
层理构造内部纹层方向具有较大的差异，这种差异对流体渗流亦有较大的影响，从而影响注水开发后残余油的分布。
（6）微观非均质性这是最小规模的非均质性，即由于岩石结构和矿物特征差异导致的孔隙规模的非均质性，它影响着微观规模的流体渗流。
（7从上可以看出，Weber 的分类方案在考虑非均质规模的同时，特别注重储层非均质性对流体渗流的影响。
2.我国油田部门的通用分类我国油田部门将碎屑岩的储层非均质性由大到小分为四类：（1层间非均质性反映纵向上多个油层之间的非均质变化，重点突出不同层次油层（或砂组、油组）之间的非均质性，包括层系旋回性导致的储层纵向分布的复杂性、层间渗透率差异程度、层间隔层分布、层间裂缝等。
（2）平面非均质性平面非均质性主要描述单油层在平面上的非均质变化，包括砂体几何形态、各向连续性、184连通性、平面孔隙度、裂缝和断层的平面分布、孔隙度和渗透率的平面变化及方向性等。
（3层内非均质性主要描述单油层在垂向上的非均质变化，包括粒度韵律性、渗透率韵律性(高渗段位置)、层理构造的渗透率各向异性、层内渗透率非均质程度、全层规模的水平／垂直渗透率比值、层内不连续夹层的分布等。
4微观非均质包括孔隙非均质性、颗粒非均质性及填隙物非均质性。
其中，孔隙非均质性指砂体孔隙、喉道大小及其均匀程度，孔隙喉道的配置关系和连通程度；颗粒非均质性主要为岩石碎屑结构（包括砂粒排列的方向性）及岩石矿物学特征；填隙物非均质性为填隙物的含量、矿物组成、产状及其敏感性特征。
储层非均质性的描述规模可以分为若干级次。
裘亦楠（1997）针对碎屑岩储层的描述，从微观的孔隙结构到全油田的一整套含油层系，从小到大分为五个层次，即孔隙规模、样品规模、单层规模、砂体规模及层系规模[57]。
微观非均质性的研究单元在现阶段最大只能达到样品规模，测量单元为一个或几个孔隙大小；层内非均质性和平面非均质性的研究规模均为砂体规模，但侧重点有所差别，其中层内非均质性侧重于单砂体（主要是厚砂体）的垂向变化，垂向测量单元为厘米级至分米级的样品或测井解释的8点/m 的数据，而平面非均质性侧重于砂体的横向变化，垂向测量单元为单砂体；层间非均质性的研究规模为层系规模，但可进一步分为多个层次，包括含油层系规模、油组规模、砂组规模，垂向测量单元为单砂体。
下面，以孔隙型储层为例，按我国油田部门的通用分类，介绍储层非均质的特点及表征方法。
