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第二章储集层和盖层

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石油地质学 第二章 储集层及盖层之一

石油地质学 第二章 储集层及盖层之一
0.01 0 5 10 15 20 25
1000
渗透率（10-3 μm2 ）
孔隙度（%）
100 10 1 0.1
陕北斜坡某油田长6油层组孔—渗关系
0.01 0.001 0 5 10 15 20 25 30
孔隙度（%）
陕北斜坡某油田延9油层组孔—渗关系
四、孔隙度与渗透率的关系
一般地，孔隙度相同时，孔、喉小的比孔喉大的渗透率 低，孔喉形态简单的比复杂的渗透率高。 从孔隙和喉道的不 同配置关系，可使储层呈现不同的性质，主要有： ①孔隙较大，喉道较粗，一般表现为孔隙度大，渗透率高； ②孔隙较大，喉道较细，一般表现为孔隙度中等，渗透率低； ③孔隙较小，喉道较粗，一般表现为孔隙度低～中等，渗透 率中等一偏低；
主要与岩石本身有关。
2、绝对渗透率（absolute permeability）：K
从理论上讲，岩石的绝对渗透率只反映岩石本身的 特性，而与测定所用流体性质及测定条件无关。一般来 说，孔隙直径小的岩石比孔隙直径大的岩石渗透率低， 孔隙形状复杂的岩石比形状简单的岩石渗透率低。这是 因为孔隙直径越小，形状越复杂，单位面积孔隙空间的 表面积越大，则对流体的吸附力、毛细管阻力和流动摩 擦力也越大。
第二章 储集层和盖层
刚才我们讲到油储存在储层中，由于油气的密度较小， 会受到浮力的作用，有向上流动的趋势，这时候如果没有 岩层阻止其向上流动，我们可以想象一下会发生什么情况？ 会一直逸散到地表，所以，要想让油能储集在储集层中， 必要要有能够阻止其向上逸散的岩层，这就是接下来要介 绍的盖层所行使的职能。 所谓的盖层就是位于储集层的上方、能够阻止油气向 上逸散的细粒、致密岩层叫做盖岩，也习惯地叫做（封） 盖层。通常会见到那些岩石能作为盖层呢？一般一些致密 的粉砂质泥岩、泥岩、盐岩、膏岩等常常作为盖层。

石油地质原理

石油地质原理

（一）聚集型天然气
1、气顶气：与石油共存于油气藏中呈游离气顶状态产出的天然气。 以烃类为主，除大量的甲烷外，还有重 烃气体和轻组分的液态烃，少量氮气和二氧化碳凝析气
2、气藏气：单独聚集的天然气。可分为干气气藏和湿气气藏。
干气气藏：甲烷含量大于95%，重烃气体含量少，采到地表也是气体。 湿气气藏：含较多的甲烷，还有乙、丙、丁烷液态烃等，重烃含量大于5%，采到地表除含较多气体外， 还凝结出许多液态气体。 3、凝析气：当地下温度、压力超过临界条件后，由液态烃 逆蒸发而形成的气体。开采出来后，由于地表压 力、温度较低，按照逆凝结规压差下，岩石允许流体通过其连通 孔隙 的性质。对于储集层而言，指在地层压力条件下，流体 的流动能力。其大小遵循达西定律。
三、孔隙度与渗透率之间的关系
储集层的孔隙度与渗透率之间没有严格的函数关系，一 般情况 下渗透率随有效孔隙度的增大而增大。
勘探开发研究院
第二章 储集层和盖层
四、储集层的孔隙结构 孔隙结构：指岩石所具有的孔隙和喉 道的几何形状、大小、分布以及相互关 系。 孔隙：是孔隙系统中的膨大部分。决 定了孔隙度大小。 喉道：是孔隙系统中的细小部分。决 定了储集层储集能力和渗透特征。 五、流体饱和度 流体饱和度：油、气、水在储集岩孔 隙中的含量分别占总孔隙体积的百分数 称为油、气、水的饱和度。在油藏的不 同高度上的油、气、水的饱和度是变化 的。
根据成因和大小分为：粒内、粒间、晶间、岩溶溶孔。
4、裂缝 依成因可分为： ①构造裂缝：边缘平直，延伸远，成组出现， 具有明显的方向性、穿层。 ②非构造裂缝：包括：成岩裂缝、 风化裂缝、 压溶裂缝、
勘探开发研究院
第二章 储集层和盖层
第四节 其它类型储集层 火山岩储集层：包括火山喷发岩和火山碎屑岩。主 要储集空间为构造裂缝或受溶解的构造裂缝，因此， 在构造裂缝发育的小型断陷盆地边缘与隆起过度带， 有火山岩储层。它往往发育于生油层之中或邻近的火 山岩，对含油有利。 结晶岩储集层：包括各种变质岩，储集空间主要 为风化孔、缝及构造缝。多发育在不整合带、盆地边 缘斜坡及盆地古突起，以此为储集层的油气藏属称基 岩油气藏。 泥质岩储集层：储集空间主要为构造裂缝或泥岩 中含有易溶成分石膏、盐岩等，经地下水溶蚀形成溶 孔、溶洞等。

第二章 储集层和盖层

第二章 储集层和盖层

第二章储集层和盖层储集层和盖层是形成油气藏的必要条件。

石油、天然气和油田水都是储存在岩石孔隙中的。

凡具有一定的连通孔隙，能使液体储存，并在其中渗滤的岩层，称为储集层。

储集层中储集了油气称含油气层。

投入开采后称产层。

盖层是位于储集层的上方，能够阻止油气向上逸散的岩层。

第一节储集层的物性参数第二节碎屑岩储集层第三节碳酸盐岩储集层第四节其它类型储集层第五节盖层第一节储集层的物性参数储集层的基本特征是具孔隙性和渗透性，其孔隙渗透性的好坏、分布规律是控制地下油气分布状况、油气储量及产量的主要因素。

一、储集层的孔隙性绝对孔隙度：岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样总体积的比值。

是衡量岩石孔隙的发育程度。

Pt=V p/V t*100%按岩石孔隙大小，有超毛细管孔隙、毛细管孔隙和微毛细管孔隙三类。

1.超毛细管孔隙：直径>0.5mm，相应裂缝宽度>0.25mm，液体在重力作用下自由流动。

2.毛细管孔隙：直径0.5～0.0002mm，裂缝宽度0.25～0.0001mm，由于毛细管力的作用，液体不能自由流动。

3. 微毛细管孔隙：直径<0.0002mm，裂缝宽度<0.0001mm，液体在非常高的剩余流体压力梯度下流动。

有效孔隙度：指彼此连通的，且在一般压力条件下，可以允许液体在其中流动的超毛细管孔隙和毛细管孔隙体积之和与岩石总体积的比值。

Pe=V e/V t*100%二、渗透性渗透性：指在一定的压差下，岩石允许流体通过其连通孔隙的性质。

对于储集层而言，指在地层压力条件下，流体的流动能力。

其大小遵循达西定律。

K即为岩石的渗透率，国际单位为μm2，常用单位为达西（D）。

国际单位：μ=1Pa.s △P=1Pa F=1m2 L=1m Q=1cm3/s则：K=1μm2常用单位：μ=1厘泊△P=1大气压 F=1cm2 L=1cm Q=1cm3/s则：K=1D=1000md1D=0.987μm21D=987*10-6μm2绝对渗透率：单相液体充满岩石孔隙，液体不与岩石发生任何物理化学反应，测得的渗透率称为绝对渗透率。

3.储集层与盖层(11级)

3.储集层与盖层(11级)

岩石孔隙中多相流体共存时，岩石对其中每相流体
的渗透率，称相渗透率。 Ko、Kg、Kw。
有效渗透率不仅与岩石孔隙有关，且与流体饱和度大小有关； 流体的有效渗透率之和总是小于绝对渗透率
4.相对渗透率：Ko/K、Kg/K、Kw/K
有效渗透率与绝对渗透率的比值即相对渗透率，其变 相对渗透率 化值在0～1之间。
Smin
100 S饱 50
Smax 0
汞注入量,%
75
Pc50: 是指在SHg=50%时相应的注入曲线的毛细管压力。反应当孔隙 中存在油、水两相时，用以衡量油的产能大小。 一般说来，排驱压力Pd越小，P50也越低； P50越大，则表明岩石致密程度越高（偏向于细歪度），虽然仍 能出油，但生产能力很小； P50越小，则表明岩石渗滤性能越好，具有高的生产能力。
四、流体饱和度
五、储集岩（层）的孔隙结构表征
一、储集岩（层）的孔隙性
（一）孔隙性 1.岩石中的孔隙 ：岩石中未被固体物质充满的空间
①成因上：原生孔隙 和 次生孔隙。
②根据其不同部位在流体储存和流动过程所起作用的差异:
孔隙 和 喉道
喉道：孔隙和孔隙之间连接的 窄细部分。
岩石孔隙系统示意图
③根据孔隙大小及其对流体作用的不同
置定为排驱压力。
与排驱压力值相对应的就是最大连通孔隙喉道半径（rd）。 歪度：指孔隙大小分布偏于粗孔径还是细孔径的状况。偏于粗 孔径称为粗歪度，偏于细孔径称为细歪度. 因此，也叫毛管压力曲线形态的偏斜度。
Pc
毛细管压力曲线图
0.075 Pb
最小非饱和的孔隙体积 百分数 Smin % 排驱压力 Pd 孔隙等效半径 r 饱和度中值压力 Pc50 Pc50对应的孔喉半径≈ 平均喉道半径

碎屑岩储集层

碎屑岩储集层
据郑俊茂
二、影响碎屑岩储层孔隙空间发育及储集物性的主要因素
碎屑岩储集层孔隙空间是否发育
沉积相和砂体的类型 成岩作用的强弱（胶结作用、埋藏深度） 次生孔隙是否发育
2．成岩阶段原生孔隙的损失
破坏或消灭砂岩孔隙 的主要成岩作用有：
（1）压实作用
岩石的孔隙度随埋深的加 大呈指数形式的下降，埋 藏越深，孔隙度和渗透率 越小
二、影响碎屑岩储层孔隙空间发育及储集物性的主要因素
（2）胶结作用
①岩性：质纯、杂基少、成分和 结构成熟度高的砂岩易被胶结 ②胶结物的含量：胶结类型 ③胶结物的成分： 硅质和钙质胶结的砂岩孔渗性较 差,泥质胶结的砂岩孔渗性较好。
粒间孔
Hale Waihona Puke 为颗粒原生或其残留孔隙杂基孔
粘土杂基间孔隙
颗粒及粒内溶孔
如长石和岩屑等颗粒的大部、局部 或粒内溶解
胶结物及其晶内
粒间
局部溶解
溶孔
杂基溶解
<2mm
如方解石等胶结物或其晶体内的局 部溶解
粘土杂基的局部溶解
超大孔
由胶结物及颗粒一起被溶解所致
铸模 孔
粒模 晶模 生物模
颗粒溶解而保留外形 晶体溶解而保留外形 生物溶解而保留外形
晶间孔
如在晚期形成的高岭石、白云石等 晶体间的孔隙
溶洞
>2mm 多与表生淋滤作用有关
层间缝、收缩缝
沉积作用形成
成岩缝及其溶蚀
无方向性，缝细，延伸范围小，有 >0.01mm 的可见溶解现象
构造缝
受应力控制，组系分明，平整延 伸，切割力强，有的可见溶蚀现象
二、影响碎屑岩储层孔隙空间发育及储集物性的主要因素
Ⅰ
大型河流三角 洲、滨浅湖

碳酸盐岩储集层

碳酸盐岩储集层
To1y
蓬莱坝组
To
中加里东早期(蓬莱坝组顶)层间岩溶储层
内幕岩溶：顺层岩溶、层间岩溶
二、影响碳酸盐岩储集层储集性能的主要因素 （3）溶蚀孔洞发育带的分布
（据华北油田研究院，1982；转引 自包茨，1988）
潜山岩溶：发育在古潜山（古地形突起）的顶部不整合面以下。
一个不整合面可以发育多期(多层)岩溶孔洞发育带，厚度可达100-200m
二、影响碳酸盐岩储集层储集性能的主要因素 ②由于古地貌和岩溶发生的部位不同：潜山岩溶、顺层岩溶
潜山岩溶（垂直渗流溶蚀为主）
顺层层岩溶
二、影响碳酸盐岩储集层储集性能的主要因素
②由于古地貌和岩溶发生的部位不同：层间岩溶
E 玛南2
鹰山组与蓬莱坝组之间的不整合
TC
鹰山组
面积5万km2
层间岩溶：分布在大套碳酸盐岩地层内部 的不整合面以下，分布范围与不整合面的 分布有关
二、影响碳酸盐岩储集层储集性能的主要因素 3.裂缝发育对碳酸盐岩储集物性的影响 （1）裂缝对碳酸盐岩储集层的重要性 波斯湾盆地、四川盆地裂缝性储集层 （2）裂缝的类型
构造裂缝、 成岩裂缝、 溶蚀裂缝等
二、影响碳酸盐岩储集层储集性能的主要因素
（3）溶蚀孔洞发育带的分布
潜山岩溶
顺层岩溶
顺层岩溶：分布在古潜山的围斜部位，沿特定层位顺层分布
二、影响碳酸盐岩储集层储集性能的主要因素 （3）溶蚀孔洞发育带的分布
山 潜
岩 溶
溶 岩 层 顺
顺层岩溶：分布在古潜山的围斜部位，沿特定层位顺层分布
二、影响碳酸盐岩储集层储集性能的主要因素 （3）溶蚀孔洞发育带的分布
第二章 储集层和盖层
第三节 碳酸盐岩储集层
一、碳酸盐岩储集空间类型

021第2章 储层和盖层(第一节 储集层的物理性质)

021第2章 储层和盖层(第一节 储集层的物理性质)

Kf ≈（T （d2 z/dx2） ）3×D 2 /48 请见右图2-12。
图2-12 圆柱状褶皱裂缝渗流模型
三、储层的孔隙结构 （一）有关基本概念 1、孔隙结构：孔隙的形状、大小、分布及其连通性。 2、孔隙（更狭义的）：矿物或岩石颗粒所围限的膨大空间。 3、喉道：连通孔隙的狭窄空间。 4、流体饱和度 ：岩石内某相流体体积与流体总体积之比，称为该相流体的饱和 度。 5、毛细管压力：毛细管内流体弯曲界面由于表面张力产生的压强。
3、绝对渗透率
绝对渗透率：岩石渗透不与之发生化学反应的、饱和度为100%的单相流体的渗 透率。亦即常称的渗透率。
注：（1）绝对渗透率是岩石孔隙几何学参数，与流体性质无关；（2）因为它常用气体测定，所以也 称气体渗透率。
4、有效相渗透性
有效相渗透性：当岩石被多 相流体同时通过时，其中某相 流体的渗透率，称为该流体的 有效相渗透率。如：油、气、 水的有效相渗透率，常分别用 符号Ko、Kg、Kw。
Vz=—（ e 2 /12）×（ 1/μ）× （dp/dz） ×（e/d） Vy= —（ e 2 /12）×（ 1/μ）× （dp/dy） ×（e/d） Vx=0
则：Kfz = Kfy= e 2 /12 × （e/d） = e 2 /12 × Φf
Kfx =0
注： Φf =e/d
图2-8 板片状裂缝渗流模式图
Φt = Vt / Vb （×100%）。 1
2、有效孔隙度（φe）：岩石内相互连通
2
的孔隙体积（V e ）与岩石总体积（Vb）
之比。即：
3
φ e = V e / Vb （×100%）。（φ e ≤ Φt）
4
有效孔隙度大小反映了储集层物性的好坏 （如：对砂岩孔隙度的评中表2-2）。

石油天然气地质学

石油天然气地质学

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石油天然气地质学
三、馏分、组分和化合物组成三者的关系
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石油天然气地质学
四、石油的分类 石油的分类方法常因目的而异，地球化学家 和地质学家注重原油组成及其与生油岩和演 化作用的关系。代表性的分类方案是Tissot 和Welte(1978)提出的，该分类采用三角图 解，以烷烃、环烷烃、芳烃＋N、S、O化 合物作为三角图解的三个端元。以饱和烃含 量50%为界把三角图分为两大部分，在饱和 烃含量＞50%的区域内，再根据石蜡烃含量 50%、40%处建立次一级分类界线，将饱和 烃＞50%区域分为三种基本类型：石蜡型、 环烷型和石蜡环烷型。在芳烃＋N、S、O 化合物大于50%的区域内，以石蜡烃含量 10%建立分类界线，将石蜡烃含量＞10%的 区域作为芳香-中间型原油，而石蜡烃＜ 10%为重质降解原油。在重质降解原油中， 以环烷烃含量25%处建立分类界线，将环烷 烃含量＞25%的称芳香-环烷型，而＜25% 的称芳-香沥青型。
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石油天然气地质学
3、环烷烃 由许多围成环的多个次甲基（-CH2-）组成。组成环的碳原子数可以是大于3的任何数， 相应称为三员环、四员环、五员环等。石油中的环烷烃多为五员环或六员环。 其含量与成熟度有关：成熟度低→高，由多环→单、双环。一般，单、双环占环烷烃的 50.5%；三环占环烷烃的20%；四、五环占环烷烃的25%。 原油中大于四环的环烷烃一般具有很高的旋光性，所以没成熟的原油旋光性高。多环环 烷烃与四环的甾族化合物和五环的三萜稀类化合物很相似，被作为有机成因的主要证据 之一。 4、芳香烃
根据主峰碳数位置及形态，可将正烷烃分布曲线分为三种基本类型：
A、主峰小于C15，且主峰区较窄，表明低分 子正烷烃高于高分子正烷烃，代表高成熟原油； B、主峰大于C25，主峰区较宽，奇数和偶数 碳原子烃的分布很有规律，二者的相对含量接 近相等，代表未成熟或低成熟的原油； C、主峰区在C15～C25之间，主峰区宽，代 表成熟原油。正烷烃分布特点与成油原始有机 质、成油环境和成熟度有密切关系，因此这些 特征已被广泛用于鉴别生油岩和研究石油的成 熟度。

石油地质学 第二章 储集层及盖层之二

石油地质学 第二章 储集层及盖层之二

第二节 储集层的岩石类型
目前发现的含有油气的储集层可归为三类：
碎屑岩类储集层：砂岩、砾岩、粉砂岩
碳酸盐岩储集层：灰岩、白云岩、礁灰岩
其他岩类储集层：岩浆岩、变质岩、裂缝性泥岩
据世界546个大中型油气田的统计，碎屑岩类和碳酸盐岩类
储集层所储油气占总量99.8%，其中碎屑岩中的储量占57.1%，碳 酸盐岩中占42.7%。其中，碎屑岩储集层是我国目前最重要的储
孔 次 生 孔 隙
<2mm
铸模 孔
洞 缝
原生孔隙
粒间孔隙
粒间孔隙：指碎屑颗粒 之间未被杂基、胶结物 充填而留下来的孔隙空 间，一般有喉道粗，连 通性较好等特点，是砂 岩储层最主要、最普遍 的孔隙类型。
粒内孔隙
粒内孔隙：碎屑颗 粒内部原有的空间 部分所保留下来的 孔隙。
次生孔隙 溶蚀孔隙：由长石、碳酸盐、硫酸盐等其 它可溶组分溶蚀形成。
集层类型。
一、碎屑岩类储集层
我国各大油气田中，除任丘、四川外，大都为碎屑岩储集层， 最常见的是中、细砂岩储集层，储油物性较好。
1、储集空间：
原生 孔隙
原生孔隙是岩石沉积过程中形成的孔隙， 它们形成后没有遭受溶蚀或胶结等重大成岩 作用的改造
次产生的 孔隙，最主要的类型是溶蚀孔隙，还有少数 的交代作用和胶结作用形成的晶间孔隙。
2、影响碎屑岩储层储集物性的主要因素
1）物源和沉积条件 ③碎屑颗粒的排列方式及磨圆度
a.理论上：以立方体排列，堆积 最疏松， φ最大；理论孔隙度为 47.6%；以菱面体排列，堆积最 紧密， φ最小，理论孔隙度为 25.9%。
b.如果组成岩石的颗粒形状不规则，堆积时常相互咬合镶嵌，
使粒间孔隙减小，物性变差。因此——碎屑颗粒磨圆度越好，

第二章 储层与盖层

第二章 储层与盖层

方解
黑色泥岩中的斜向裂缝，被方解石及黑色沥青充填
利89，3388.5m，沙四上
暗色泥岩中的斜向裂缝，利89，3454.2，沙四上
暗色泥岩中的斜向裂缝和水平裂缝，莱105，2630m
深灰色页岩，水平裂缝发育，王57，3421.21，沙三下
2.5
盖层
一、盖层的基本特征
二、盖层的类型
一、盖层的基本特征
［讲解要点］ ●位于储层上方(基于油气上浮原理) ●
二、
［讲解要点］ ● ● ●
式中 φ ——孔隙度；ΣVφ ——岩样中所有孔隙体积之和； Vr ——岩样总体积。
储集岩的总孔隙度越大，说明岩石中孔隙空间越大。 有效孔隙度是指那些相互连通的，在一般压力条件下，可以 允许流体在其中流动的孔隙体积之和与岩样总体积的比值，以百 分数表示：
式中 φe ——有效孔隙度；ΣVe ——岩样中彼此连通、流体能够通过的孔隙体积之和； Vr ——岩样总体积。
于是，气体渗透率的公式可写成：
式中 μg ——气体的粘度；Q2 ——通过岩石后，在出口压力(p2)下，气体的体积流量。
2.2
碎屑岩储集层
一、孔隙结构
二、储集层类型
一、孔隙结构
［提问与讨论］ ● ［讲解要点］ ●
●填隙物(胶结物、杂基)
● ●孔隙类型 :粒间孔隙、粒内孔隙、填隙物内孔隙、组合孔隙、 裂隙 ●以粒间孔隙为主，物性好；组合孔隙，次之；粒内孔隙、填 隙物内孔隙最差
2.4
非常规储集层
一、岩浆岩储集层 二、变质岩储集层 三、泥质岩储集层
一、
［提问与讨论］
● ［讲解要点］ ● ●
●
● ● ● ［对比分析］
●多是减温减压条件成因，与沉积岩不同

03 第二章 储集层和盖层——【石油地质学 姜福杰】

03 第二章 储集层和盖层——【石油地质学 姜福杰】

的渗透率即为m1 2
第一节 岩石的孔隙性和渗透性
绝对渗透率（absolute permeability）： 当岩石中只有单相流体存在，并且流体与岩石不发生
任何的物理和化学反应，此时岩石对流体的渗透率称
为绝对渗透率。 储集层渗透率分级
级别
渗透率 （10-3μｍ2）
评价
油层
气层
1
>1000
极好
21000-500源自流体自由流动疏松砂岩、大裂缝、溶洞
孔隙
孔
一般常见砂岩、微裂缝
隙
毛细管孔隙
逐
孔隙直径介于0.5～
渐
2×10-4mm，裂缝
减
宽度介于0.25～
小
1×10-4mm之间
外力大于毛管阻力，
流体流动
孔隙
孔隙
致密砂岩、泥岩
微毛细管孔隙
通常温、压下，
孔隙直径＜2×10-4mm， 流体不可流动
裂缝宽度＜1×10-4mm
有效渗透率与绝对渗透率的比值。 相对渗透率无单位 Ko/K、Kg/K、Kw/K
相对渗透率影响因素：
①相对渗透率与绝对 渗透率有关
②相对渗透率与流体性质有关
③相对渗透率的大小与流 体饱和度有关相。只有流 体的饱和度达到一定量时， 才有相对渗透率。 临界饱和度
第一节 岩石的孔隙性和渗透性 三、岩石的孔喉结构 1. 孔隙系统构成
岩石孔隙系统示意图
（1岩石颗粒；2胶结物；3孔隙系统）
第一节 岩石的孔隙性和渗透性
孔隙与喉道的不同配置决定储集层具有不同性质。
储集层特征 好
较好 较差
差
孔隙直径 大
较大 大 低
喉道 大
较粗 较细

02第二章：储集层和盖层

02第二章：储集层和盖层

第二章储集层和盖层§2.0储集层和盖层我们时常从书本里或新闻节目中了解到，油田开采过程中发生井喷、喷出黑色的油柱或长舌状的火焰（人工点燃气体后），我们还知道，我国大庆油田自1959年被发现（松基3井）至今已有近五十年的历史，累计采油近20亿吨，而大庆油田仍通过磕头机源源不断地采出石油，保持较高产量的连续多年稳产，人们不禁要问，难道地下真有“油湖”或“油河”？人类历经两千多年来对油气的利用和探索，特别是经过近代150年来的油气勘探、开发实践，始终没有发现地下的“油湖”或“油河”的存在，却证实地下的石油、天然气都是储存在岩石的空隙中。

我们把凡是具有连通空隙、能使流体储存并在其中渗滤的岩石(层)，称为储集岩(层)。

并非所有的储集层中都储存了油气，如果储集层中储存了油气，就称为含油气层，业已开采的含油气层称为产油气层。

储集层是油气聚集成藏的基本要素，其物理性质及其分布、发育特征直接影响甚至控制着地下油气分布状况、储量和产能。

§2.1.1储集层的物理性质储集层的物理性质通常包括其孔隙性、渗透性、孔隙结构，含油气层还包括其含油气饱和度等。

一、储集层的孔隙性储集层的孔隙性是指空隙形状、大小、连通性与发育程度。

岩石中的空隙按其形状可分为孔隙和裂缝两大类。

孔隙是三维发育的，裂缝主要是二维延展的。

较大的孔隙则笼统地称为孔洞或洞穴，“孔”与“洞”没有严格界限，一般界限为1-4mm。

按照孔隙大小可分为三种类型：超毛细管孔隙、毛细管孔隙和微毛细管孔隙（表2-1）。

表2-1 孔隙/裂缝大小分类表（1）超毛细管孔隙：管形孔隙直径大于0.5mm，裂缝宽度大于0.25mm者。

在超毛细管孔中液体能在重力作用下自由流动。

岩石中的大裂缝、溶洞及胶结疏松砂岩的孔隙大多属于此类；（2）毛细管孔隙：管形孔隙直径介于0.0002mm-0.5mm之间、缝宽介于0.0001mm-0.25mm之间者。

在毛细管孔中，由于液体质点之间及液体与孔隙壁之间均处于分子引力的作用下，故其中的液体在重力作用下不能自由流动。

储集层和盖层

储集层和盖层

气、油两相时， 随着饱和度的降 低，渗透率降低
基本特征是具有 孔隙度、渗透率
砂岩储层物性级别表 级 别 特高 高 中 低 特低 渗透率 （10-3μm2）
大于2000 2000-500 500-100 100-10 10-1
孔隙度 %
大于30
25- 30
15--25 10--15 小于10
孔隙度与渗透率之间的关系
表面束缚薄膜较厚，缩小孔隙空间，渗 透性变差（长石）。
矿物的抗风化能力：抗风化能力弱的矿物，则 易风化成粘土矿物，充填孔隙或表面形成风化 层减小孔隙空间。因此，长石砂岩较石英砂岩 物性差。
第二节 碎屑岩储集层 —影响储集性能的地质因素集
2、碎屑颗粒的粒度、分选及排列方式 粒度：当分选系数
一定时，渗透率的对 数值与粒度中值成线 性关系。
储集空间类型 影响储集性能的地质因素
砂（砾）岩储集层的成因类型
第二节 碎屑岩储集层 ---砂（砾）岩储集层的成因类型
砂岩体
冲积扇砂砾岩体 河流砂岩体 三角洲砂岩体 沿岸堤坝 湖泊砂岩体 陆棚砂岩体 浊流砂岩体 风成砂岩体
具有一定形态、岩性和分 布特征，并以砂质为主的 沉积岩体。碎屑岩储集层 以舌状砂岩体的形态出现， 可分为四个带：
①
② ③
排驱压力（Pd）：最大连通喉道
孔喉半径集中范围与百分含量： 饱和度中值压力： 50%饱和度时的压力
④
最小非饱和的孔隙体积百分数（Smin%）：
最小非饱 和的孔隙 体积百分 数（小于 0.04μm的 孔隙）
饱和度中值喉道半 径（ Pc50%越低， γ50越大，则孔隙结 构好。） 孔喉半径集中范围 与百分含量
岩石孔隙铸体法： 把染色的环氧化树 脂注入到岩石孔隙 中去然后制成薄片 观察。

024第二章 储层和盖层(第四节 盖 层)

024第二章 储层和盖层(第四节 盖 层)

泥岩、粉砂质泥岩、泥质 粉砂岩、粉砂质
泥岩、泥质粉砂岩
同上
泥质粉、细砂岩
泥质细砂岩
3、盖层厚度和连续性 厚度：越大越好。对于粘土岩，理论上要一米厚度以上，但实际上一般要
几米厚度为好。 连续性：越连续越好。
4、埋深：一般埋深越大，越好。
以上各种评价参数，本质上是孔隙大小。
思考题
1、解释下列名词：区域盖层、盖层、隔层。
等岩盐类岩石。
3、致密碳酸盐岩（灰岩）：
如：亮晶灰岩。
4、其他岩类：如：火山岩。 注：盖层和储层在岩石类型
上不是一成不变的。如：泥
质岩可以成为储集层，致密 砂岩也可成为盖层（如图2-30）。
图2-30美国阿巴拉契亚地区百英尺砂岩中油气 藏示意图 (转引自Βрод，1956) 斜线部分为 油藏，圆圈为气藏
2、简述盖层的类型。
3、简述盖层封闭机制
对的。 盖层自封闭：在油气渗漏过程中形成的次生矿物堵住盖层显微孔隙的渗漏作用。 盖层的显微孔隙如图3-19。
图2-26 盖层显微结构空间类型图 (据傅家谟，1992)
三、盖层评价参数 评价盖层封闭性主要从以下方面进行： 1、孔隙大小
孔隙直径小于5×10 —6 cm：好盖层，既能封闭油，也能封闭气。 孔隙直径5×10 —6 —2×10 —4cm，只能作为油藏盖层。 孔隙直径大于2×10 —4cm ：不能作为盖层。 2、盖层渗透性和排驱压力 显然，渗透率小和排驱压力大的盖层是好的盖层（见表型
（一）按产状和作用分
1、区域盖层：稳定覆盖在油田上方的区域性的非渗透层。 2、局部盖层（圈闭盖层，狭义的盖层）：直接覆盖在圈闭上方的非渗透层。
3、隔层：存在于圈闭内部、对油气有封隔作用的非渗透层。

022第二章 储层和盖层(第二节 储集层类型)

022第二章 储层和盖层(第二节 储集层类型)
孔（孔隙）、洞（大孔隙，大于14mm）和缝。其中裂缝在碳酸盐岩物 性中特别重要，常常是重要的储集空 间和渗滤通道。
2、按与组构关系分（如： Choquette&Pray(1970)分类，图2-27)
由组构决定的孔隙：粒间孔（BP）、 粒内孔（WP）、遮掩孔（SH）、生 长骨架孔（GF）、铸模孔（MO）、 晶间孔（BC）。
Φ=25.96%。
（3）颗粒粒度和分选系数
粒度越大，即便孔隙度不变，渗透率也越大。为了更好地说明此问题， 以裂缝为例.
分选系数一定时，颗粒粒度的越大，渗透率越大（图2-19）。
颗粒粒度中值一定时，分选系数越大，渗透率越小（图2-20）。
注： （a）颗粒粒度：φ=|—lg2（d）（d = 颗粒粒径）。 （b）分选系数：颗粒粒径累计曲线上25%粒径（q1）与75%的粒径（q3）之比（或平方根之
表2-4砂岩孔隙类型分类（据Selly,1976)
类 原生的或沉积的
次生的 或 沉积后的
型 粒间孔
铸模孔、粒内孔 裂缝
成因 沉积作用 溶解作用 岩石破裂
注： 并非所有的粒间孔都是原生的。
Schmidt（1977）分类： （1）粒间孔隙：矿物或岩石颗粒之间的孔隙。 （2）特大孔隙：孔隙直径大于1.2倍相邻颗粒直径的孔隙。 （3）铸模孔隙：颗粒被溶蚀后，留下的与原颗粒形态相同或相似的孔隙。 （4）裂缝：
3、简述碳酸盐岩储层物性影响因素。
三、其他岩类储层 1、砾岩、火山角砾岩：属于广义的碎屑岩。与碎屑岩储渗特点类似。 2、泥质岩和部分煤层：主要是裂缝发育使其产生储渗空间。 3、结晶岩：包括岩浆岩和变质岩。主要是裂缝发育使其产生储渗空间。 4、风化壳：各类岩石经地表的风化作用均可增加孔隙度。
思考题

储集层和盖层

储集层和盖层
100－10 10－1 1－0.1 <0.1
评价
油层
气层
极好
常
好
规
中等
储
较差
层
差－可能 低渗透储
不渗透
层
致密储层
有效渗透率和相对渗透率
以上我们讨论了岩石孔隙中只有单相流体充 满时岩石的渗透率的情况。但在自然界，储集层 孔隙中的流体往往不是呈单相的，而是两相（油气）、油-水、气-水，甚至三相（油-气-水）同 时存在。各相流体之间存在着互相干扰和影响， 因而岩石对其中每一相流体的渗流作用，与单相 流体饱和时的渗流作用有很大区别。为此，又提 出了有效渗透率和相对渗透率的概念。
3）微毛细管孔隙：管形孔隙直径小于0.0002mm，裂缝宽 度小于0.0001mm者。在此类孔隙中，流体与周围介质分子之 间的引力往往很大，要使流体移动需要非常高的压力梯度，这 在油层条件下一般是达不到的。因此，实际上液体是不能沿微 毛细管孔隙移动的。泥页岩中的孔隙一般属于此类型。但近年 来许多学者研究表明，微孔隙孔径≥0.0001mm时，也可作为储 集油气的场所（据陈荣书，1994）。
有效孔隙度
有效孔隙度（Φ e）是指岩石中参与渗流的连通 孔隙总体积（Ve）与岩石总体积（Vt）的比值（以 百分数表示）。可用下式表示：
Φ e=Ve/Vt×100% 显然，同一岩石的绝对孔隙度大于其有效孔隙 度，即Φt>Φe。对未胶结的砂层和胶结不甚致密的 砂岩，二者相差不大；而对于胶结致密的砂岩和碳 酸盐岩，二者可有很大的差异。一般有效孔隙度占 总孔隙度的40%~75%（据F.K. 诺斯，1984）。 在含油气层工业评价时，只有有效孔隙度才有 真正的意义，因此目前生产单位一般所用的都是有 效孔隙度。习惯上把有效孔隙度简称为孔隙度。

石油工程概论 储集层和盖层PPT课件

石油工程概论 储集层和盖层PPT课件

风化，在表层出现一个风化孔隙带，使孔、渗
增加，便成为油气储集层。
储集空间
主要是风化孔隙、裂隙，以及构造裂缝，
多发育在不整合带及古地形突起上，构造条件
可使裂隙形成有一定方向性和连通性的裂隙密
集带。
第55页/共76页
三、泥质岩储集层 •比较致密性脆的泥质岩产生较密集的裂缝； •泥质岩中含有易溶成分如石膏、盐岩等，经地 下水溶蚀形成溶孔、溶洞，成为储集层； •泥质岩能在一定条件下成为储层，主要是次生 作用(风化、溶蚀、构造)形成孔、缝、洞系统的 结果； •岩性致密，形成条件较复杂，物性变化大；
原生孔隙
粒间孔隙
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粒内孔隙
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填隙物内孔隙
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裂缝（隙）孔隙
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•粒间孔隙，指碎屑颗粒之间未被杂基、 胶结物充填而留下来的孔隙空间，一般有 喉道粗，连通性较好等特点，是砂岩储层 最主要、最普遍的孔隙类型。 •粒内孔隙，碎屑颗粒内部原有的空间部 分所保留下来的孔隙。
5、孔隙度与渗透率的关系
岩石的孔隙度和 渗透率之间有一定的 内在联系，但没严格 的函数关系，碎屑岩 储层、孔隙度和渗透 率一般有一定相关关 系。碳酸岩储层、孔 隙度和渗透率一般没 有相关关系。
第21页/共76页
一般地，孔隙度相同时，孔、喉小的比孔 喉大的渗透率低，孔喉形态简单的比复杂的渗 透率高。 从孔隙和喉道的不同配置关系，可使 储层呈现不同的性质，主要有：
第56页/共76页
以上大量储层形成特点说明，形成储层的 岩石类型并不重要，关键在于是否具有孔隙和 渗透性。任何岩类只要在一定的孔隙性和渗透 性，都有可能形成储集层。
因此，储集层的研究，应该多方面进行， 既注意一些已知储集层岩类，也不能完全忽视 一些具有孔隙性和渗透性的未知储集层岩类， 扩大找油、找气领域。

《储集层与盖层》课件

《储集层与盖层》课件

实际应用案例分析与总结
通过实际案例分析，总结储集层和盖层在不同行业和场景中的应用和效果。
储集ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的种类
1 关系型数据库
基于表格结构的传统数据库，适用于结构化 数据存储和管理。
2 非关系型数据库
以键值对、文档、图形等形式存储数据的数 据库，适用于半结构化和非结构化数据处理。
3 分布式文件系统
通过多个节点之间共享存储和处理任务，提 供高容错性和可扩展性的文件系统。
4 数据仓库
用于长期存储和分析大型数据集的系统，支 持复杂分析和报表生成。
盖层的种类
1 数据可视化工具
提供丰富的图表和可视化效果，帮助用户直 观地展示和分析数据。
2 大屏展示系统
通过大屏幕展示数据，用于会议、展览和监 控等场景。
3 报表系统
生成可打印和可分享的数据报表，用于业务 分析和决策支持。
4 数据分析工具
提供各种分析功能和算法，帮助用户挖掘数 据背后的见解。
盖层的架构
《储集层与盖层》PPT课 件
储集层与盖层是数据处理和可视化的关键组成部分。本课件将深入介绍储集 层和盖层的定义、种类、架构以及特点，以及它们之间的关系和实际应用案 例分析。
储集层的定义
概念
储集层是指在数据处理流程中负责存储和管理数 据的层级。
作用
储集层通过收集、整理和存储数据，提供数据处 理和分析的基础。
储集层的架构
1
组成
储集层由数据源接入、数据存储、数据处理和数据管理等组件构成。
2
层次结构
储集层可以按照数据处理流程划分为原始数据层、清洗数据层、集成数据层和存 储数据层。
3
特点
储集层的特点包括数据的安全性、可靠性和一致性。

2-储集层和盖层B张先平

2-储集层和盖层B张先平

白云石化作用
第二节 储集层类型
三、碳酸盐岩储集层
(二)影响碳酸盐岩储集性的主要因素
2.成岩后生作用
（ 6 ）重结晶作用：在碳酸盐地层中，由于早期矿物的热力学不稳定性， 在埋藏过程中随温压条件的改变导致晶体发生溶解 - 再沉淀的过程， 逐渐变得稳定。一般来讲，重结晶作用对石灰岩储层没有明显改善， 相反可能降低储层的孔渗性；对白云岩来讲，重结晶作用可以增加 白云岩的晶径和孔径，使微孔变成大孔隙，改善储层物性。
盖层和储集层在岩石类型上不是一成不变的。如： 泥质岩可以成为储集层，致密砂岩也可成为盖层。
美国阿巴拉契亚地区百英尺砂岩中油气藏剖面图
（转引自Брод，1956）
斜线部分为油藏，圆圈部分为气藏
第四节 盖层
二、盖层的封闭机制
1、直接封闭
盖层孔隙直径小于或等于烃类分子直径所产生的封闭。 此种封闭是最完全的封闭。
陆表海蒸发潮坪浅滩 细粉晶虫屑云岩，有孔虫粒间溶孔 ø=20.88%，K=2.53mD 四川达县雷音铺构造石炭系黄龙组
第二节 储集层类型
三、碳酸盐岩储集层
(二)影响碳酸盐岩储集性的主要因素
2.成岩后生作用
（ 1 ）机械压实作用：主要发生在尚未岩化的颗粒灰岩中，与碎屑岩一 样，孔隙度受埋深严重影响：①塑性颗粒变形；②脆性颗粒变形； ③固体颗粒的重新排列。
第二节 储集层类型
三、碳酸盐岩储集层
(一)碳酸盐岩孔隙类型
3.按成因分：原生孔隙和次生孔隙 （2）次生孔隙 ◆溶蚀孔隙 ◆裂缝性孔隙 ◆成岩孔隙 由于重结晶作用、白云岩化作用而形成的次生晶间孔隙和溶蚀孔隙。
第二节 储集层类型
三、碳酸盐岩储集层
(二)影响碳酸盐岩储集性的主要因素
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自然界经常有两相(油～水，气～水)甚至三相(气～ 油～水)同时存于孔隙中。各相流体之间存在着相互干 扰。在多相流动中，提出(相渗透率)有效渗透率和相对 渗透率的概念。
•有效相渗透率，多相流体共存时，岩石对其中
每一相流体的渗透率，用Ko、Kw、Kg表示；
•相对渗透率，多相流体共存时，某一相流体的
有效(相)渗透率与岩石绝对渗透率之比值，常用
分类研究。 按形状： 孔隙 ，三维发育； 裂缝 ，二维延展；
岩石中的孔隙 （红色）
裂缝系统
按大小： 超毛细管， 孔径＞0.5mm ，
缝宽＞0.25mm； 毛细管， 孔径0.0002～0.5mm，
缝宽0.0001～0.25mm； 微毛细管， 孔径＜0.0002mm，
缝宽＜0.0001mm。
按成因： 原生孔隙，和碎屑物质同时形成或与岩石 本身同时形成的孔隙。 次生孔隙，岩石形成后，经过淋滤、溶解 或交代、重结晶等次生改造作用形成。 按实用性： 有用孔隙(连通孔隙) 无用孔隙(孤立孔隙)
体积（Vr）之比。 Φ(总孔隙度)=［〔ΣVφ〕/Vr］×100% 2.有效孔隙度
岩石中相互连通的孔隙体积(Ve)和岩石 体积（ Vr）之比。 Φe= ［〔ΣVe〕/Vr］ ×100%
显然，同一岩石的有效孔隙度小于其 绝对孔隙度。目前，生产单位所用的孔隙 度都是有效孔隙度；所以，一般指的孔隙 度都是指有效孔隙度。 3.有用孔隙度
指向非润湿相流体内部的毛细管力现象
弯液面
定量描述孔隙结构的参数： 1.排驱压力
孔隙系统中最大连通孔隙相应的毛管力； 2.孔隙半经集中范围与百分含量
利用孔喉等效半径分布图选取集中的孔喉 半径范围，计算百分含量； 3.饱和度中值压力(Pc50)
(C.G.S制)中： 定义：当液体的粘度为1厘泊，通过为1个大气 压，岩样截面积为1厘米2，1秒种内流体流过的 距离为1厘米时，该孔隙介质的渗透率为1达西 (d)，常用千分之一达西(md)表示。
上述是单向流体充满孔隙且流体不与岩石 发生任何物理或化学反应所测得的渗透率，称 岩石的绝对渗透率。
目前主要采用空气或氦气测定绝对渗透率， 又称气体渗透率(一般情况，都指气体渗透率)。
决定孔隙度好、坏的主要是孔隙；决定渗 透率好坏的主要是喉道。
研究孔隙结构方法： 1.压汞法(具有快速、准确，根据曲线可定量反 映孔喉的大小分布)； 2.铸体(铸体薄片、铸体骨架，在二维平面上得 到孔喉的形态、分布)； 3.电镜扫描(微观上，得到较可靠的结果)； 4.矿场研究(测井、渗流力学，借助此方法研究 大范围孔喉分布)。
按孔隙连通性：
有效孔隙：岩石中，彼此连通的超毛细管 孔隙和毛细管孔隙。
无效孔隙：岩石中弧立的、彼此不连通的 孔隙，形成死孔隙。 形成原因有二种： ①孔隙喉道被胶结堵塞； ②孔隙喉道被压实堵塞。
岩石孔隙的发育程度用孔隙度表示。
孔隙度可分： 绝对孔隙度(总孔隙度)； 有效孔隙度； 有用孔隙度；
1.绝对孔隙度 岩石中全部孔隙体积（ ΣVφ）与岩石
即：
K=QμL /（P1 - P2）S
对气体： K=2( P2 Q2μg L) /（P12 - P22）S
μg——气体粘度；
Q2——气体体积流量
在以往常用的非法定量单位(C.G.S制)有达
西(d)和毫达西(md)；现运用国际计算单位(SI制)
两者换算公式：1md≈1×10-3μm2
实际上，1D=0.987 μm2 ，1md=987× 10-6μm2
油气能通过的孔隙(半径＞0.1μm)体 积和岩石体积之比(水膜的厚度为0.1μm)。
4.裂缝孔隙度（又称裂隙率） 裂缝体积与岩石体积之比，可用裂缝
宽度和裂缝间距表示。
Φf=［e /（d+e）］×100%
d—平行裂缝之间的平均间距 e—裂缝的平均有效宽度。
二、储集层的渗透性
渗透性，在压力差存在条件下，岩石允许流体，油气在其中渗流时发生毛 细管现象，产生指向非润湿相流体内部的毛细 管力。据毛细管压力方程：
Pc=2δcosθ/ r 可得出与毛细管相当的毛细管半径(孔隙半径)。
压汞法就是根据上述原理设计。把非润湿 相汞压入孔隙系统，据所加压力与注入岩石的 汞量，绘出压力与汞饱和度关系曲线，计算孔 喉等效半径，结合测得的孔隙度资料，作出孔 喉等效半径分布图。
习惯将流体较易通过其连通孔隙的岩石， 称渗透性岩石；把不易通过或通过速度慢的岩 石称为非渗透性岩石。渗透性用渗透率表示。 实验表明：当单相流体通过多孔介质沿孔隙通 道呈层状流动时，遵循直线渗透定律。
用公式表示如下： (SI制) Q=K（P1 - P2）S /μL
式中： Q——体积流量； cm3/s （P1 - P2）岩样两端压差； S——岩样截面积， cm2； μ——流体粘度， 10-3 Pa · s； L——岩样长度，cm； K——渗透率，μm2 ；
第一节 储集层的物理性质
各种不同类型的岩石均具有一定的孔 隙和裂隙。 储集岩：凡是具有连通孔隙，能使流体储 存并在其中渗滤的岩石。 含油气层：储层储存了油气,称含油气层。 产油气层：已开采的含油气层称产油气层。
第一节 岩石的孔隙性和渗透性 一、储层的孔隙性
孔隙性：指孔隙形状、大小、连通性与发育程度。 孔隙按形态，可按大小、成因、实用性进行
第二章 储集层和盖层
基本内容提要：
储集层基本特征是孔隙性和渗透性；而决定 孔隙性和渗透性好坏的根本因素是孔隙结构，与 沉积作用和成岩后生作用改造密切相关。按岩石 类型划分为三大类，各类储层有各自的形成特点。 盖层好坏影响着油气在地下聚集和保存；盖层的 形成机理和相对性是盖层的重要条件，评价盖层 从宏观和微观两方面进行。
Ko/K，Kw/K，Kg/K 表示；
•绝对渗透率；
实验表明： ①任一相流体相渗透率均小于绝对渗透率； ②相渗透率的增加程度与该相在介质中饱 和度成正比(So越小，Sw越大，Ko越小； So越大，Kw越小，Ko越大；当So达100% 时，Ko=K=1， Kw=0)
三、储层的孔隙结构
•孔隙结构，指岩石所具有的孔隙和喉道的几何 形状、大小、分布及其连通关系； •孔隙， 岩石系统中膨大的空间； •喉道，连通孔隙的细小部分；