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储层和盖层

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第三章 储集层和盖层

第三章 储集层和盖层

能源地质学课件
第三章 储集层和盖层
第二节 碎屑岩储集层
碎屑岩储集层主要包括各种砂岩、砂砾岩、砾岩、粉砂岩等碎屑 沉积岩。它们是世界油气田的主要储集层类型之一，也是我国目前最 重要的储集层类型。
能源地质学课件
第三章 储集层和盖层
第二节 碎屑岩储集层 一、碎屑岩储集层的孔隙结构与孔隙类型 1、孔隙结构 孔隙结构：指孔隙和喉道的几
能源地质学课件
第三章 储集层和盖层
第一节 储集层的岩石物性参数 (岩石的孔隙性和渗透性)
一、孔隙性
广义的孔隙：是指岩石中未被固体物质所充填的空间，有人亦称之 为空隙，包括狭义的孔隙、洞穴和裂缝（裂隙）。 狭义的孔隙：是指岩石中颗粒(晶粒)间、颗粒(晶粒)内（指晶格间 的空隙）和充填物内的空隙。
根据岩石中的孔隙 大小、及其对流体 作用的不同，可将
增高而加大，直到该相流体在岩石孔隙中含量达到100％时，该
相流体的有效渗透率等于绝对渗透率。 相反，随着该相流体在岩石孔隙中的含量逐渐减少，有效渗透率 则逐渐降低，直到某一极限含量，该相流体停止流动。
能源地质学课件
第三章 储集层和盖层
第一节 储集层的岩石物性参数 (岩石的孔隙性和渗透性)
二、渗透性
渗透率高； 2）以喉道较粗，孔隙较上类偏小为特征的储集层，一般表现为孔隙度低 一中等，渗透率偏低一中等；
能源地质学Leabharlann 件第三章 储集层和盖层第二节 碎屑岩储集层
一、碎屑岩储集层的孔隙结构与孔隙类型
1、孔隙结构 喉道与孔隙的不同配置关系，可以使储集层呈现不同的性质。
3）以喉道较上两类细小，孔隙粗大为特征的储集层，一般表现为孔隙度
孔隙性即岩石具备由各种孔隙、孔洞、裂隙及各种成岩裂缝所形成的储

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。

储集层盖层

储集层盖层

对储集层有各种分类方案。

按岩类分为：碎屑岩储层、碳酸盐岩储层、特殊岩类储层（包括岩浆岩、变质岩、泥质岩等）按储集空间类型分为：孔隙型储层、裂缝型储层、孔缝型储层、缝洞型储层、孔洞型储层、孔缝洞复合型储层按渗透率的大小分为：高渗储层、中渗储层、低渗储层陆源碎屑岩砾岩(＞2mm)砂岩(2-0.05)粉砂岩(0.05-0.005)泥质岩(＜0.005)碳酸盐岩灰岩内碎屑灰岩生物碎屑灰岩鲕状灰岩生物灰岩白云岩火山碎屑岩集块岩(＞64mm) 火山角砾岩(64-2) 凝灰岩(＜2)其它沉积岩硅质岩磷质岩铁质岩绝对渗透率：若岩石中仅有一种流体存在，而且这种流体不与岩石起任何物理、化学反应，这种条件下所反映的渗透率称为岩石的绝对渗透率。

单相渗透率：指单相流体通过岩体孔、裂隙时的渗透率。

有效渗透率：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。

相对渗透率：有效渗透率与绝对渗透率的比值油水气饱和度油、气、水在储层孔隙中的体积分别占总孔隙体积的百分数分别称为油、气、水的饱和度。

束缚水：被吸附在颗粒表面或孔隙内，不能自由流动，在油气排采中，不能驱除的那部分水分。

微细毛管孔道中的毛管滞水，亲水岩石颗粒表面的薄膜滞水束缚水饱和度：含油岩层中不可驱替水的体积与岩石总孔隙体积之比。

影响束缚水饱和度的主要因素：孔隙结构泥质含量流体性质残余油饱和度：当被工作剂驱洗过或油藏能量枯竭，不能够继续产出工业油流的时候，油层中仍滞留的石油体积占油层孔隙总体积的百分数，称残余油饱和度。

剩余油：目前尚未采出、并且尚未经工作剂驱洗或波及到的，通过加深对地下储层的认识、改善开发方案或开采工艺水平等措施可以采出的油，称剩余油。

剩余油饱和度：剩余油占油层孔隙总体积的百分数，为剩余油饱和度孔隙结构的测试：压汞法，毛细管压力曲线排驱压力的物理意义：润湿相被非润湿相流体排替所需要的最小压力。

在毛管压力曲线上,就是沿着曲线的平坦部分作切线与纵轴相交的压力值。

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）。

第九讲储集层与盖层优秀课件 (2)

第九讲储集层与盖层优秀课件 (2)

管压力曲线呈水平平台 表明分选好，分选差则 呈斜线（右图）。
不同分选及歪度的典型毛细管压力曲线图
（据Chlingar，G.V.，1972） a.未分选；b. 分选好；c. 分选好，偏粗；d. 分 选好，偏细；e. 分选不好，略偏细；f. 分选不 好，略偏粗
第一节 储集层的基本特征
一、储集层的孔隙性 二、渗透性 三、储集层的孔隙结构 四、流体饱和度
第三章 储集层与盖层
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。
F ·ΔP Q = K·
μ ·L
F－液体通过岩石的截面积 ΔP－液体通过岩石前后的压差 μ－液体的粘度 L－岩石的长度
一般情况下，砂岩、砾岩、多孔的石灰岩、 白云岩等都是渗透性岩石；而泥岩、膏盐、 泥灰岩等则属于非渗透性岩石。(相对的)
毛细管压Байду номын сангаас曲线图
孔喉等效半径分布图
第三章 储集层与盖层
③饱和度中值压力：非润 湿相饱和度为50%时对应的毛 细管压力（Pc50），与之对应 的喉道半径称为饱和度中值喉 道半径(R50）。 Pc50越低， R50越大，则孔隙结构好。
④最小非饱和的孔隙体积 百分数（Smin%）：当注入 汞的压力达到仪器的最高压力 时，仍没有被汞侵入的孔隙体 积百分数。一般将小于0.04μm 的孔隙称为 束缚孔隙。束缚 孔隙含量愈大，储集层渗透性 能越差。
此时由于外加压力小非润湿相尚不能进入岩石的最大孔隙非润湿相饱和度的增加是由于岩样表面凹凸不平的表面孔或较大的缝隙等引压汞曲线2退汞曲线中间平缓段bc是主要的进液段大部分非润湿相在该压力区间进入岩石的主要孔隙

第三章 储集层和盖层

第三章 储集层和盖层
一般地，次生孔隙以裂缝和溶蚀孔隙为主。
(5)按孔隙直径大小分: 三类
1）超毛细管孔隙：管形孔径>500μ m，裂缝宽度>250μ m，在 自然条件（即重力作用）下，流体在其中可以自由流动， 服从达西直线渗流定律。 2）毛细管孔隙：管形孔径为500~0.2μ m，裂缝宽度 250~0.1μ m，流体不能在其中自由流动，只有在外力作用 下，流体才能在其中流动。 3）微毛细管孔隙：管形孔径<0.2μ m，裂缝宽度<0.1μ m。在 通常条件下，流体不能流动。
基质：随碎屑颗粒同时沉积的粘土级（d<μ ）颗粒（也叫 杂集）。
受沉积期水动力条件控制：水动力较强时，基质不易沉淀 下来，岩石中基质含量少。 基质含量与砂岩物性的关系
基质含量（%）
基质含量越高，物性越差。
主要黏土矿物
（二）碎屑岩沉积环境对物性的影响
碎屑岩储集层多分布在陆相沉积环境，从剥蚀区开始
b)粒内溶孔: 矿物颗粒内可溶性矿物被溶解所留下的孔隙;
c) 印模孔隙: 矿物颗粒被全部溶解掉，留下与原颗粒大小、 形状完全一致的孔隙。
(4)根据成因分: 原生孔隙和次生孔隙;
原生孔隙：岩石中至今保存下来的、在沉积期形成或业已 存在的孔隙。 一般地，原生孔隙以粒间孔隙为主。
次生孔隙：形成于沉积期后﹙包括成岩后生期、表生期﹚ 的一切孔隙。
的冲积扇环境到深湖中的浊积扇，不同沉积环境中发育的
不同储集砂体，其物性差别较大。
砂岩体：是指在一定的地质时期，某一沉积环境下形成
的，具有一定形态、岩性和分布特征，并以砂质为主的沉积
公式说明，理论上，孔隙度与颗粒大小无关。
颗粒粒度大小和分选性相关：
二者常密切联系：都取决于沉积介质的能量条件和搬运距离 -随着搬运距离加长，粒度变细、分选变好 -沉积介质的强烈扰动有助于提高分选性 当岩石中矿物颗粒大小不等，粒度对物性有较大影响。一般 地，随粒径加大，总孔隙度减小，而渗透率则增大。

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。

第3章储层和盖层

第3章储层和盖层

我国同类碎屑岩砂体产油状况表
砂体类型 河流 三角洲 扇三角洲 水下扇 滩、坝 冲(洪)积扇 湖底扇 油田名称 陕甘宁(J1)、东营孤东(N)、黄骅大港(N)、 冀东南堡 (N)、东濮文留(Es) 辽河(Es)、东营胜坨(Es)、松辽大庆(Kl)、 柴达木朵斯库勒(E) 辽河西部(Es)、南阳双河(Eh)、东濮濮城(Es) 储量规模 千万吨级 亿吨级 千万吨级
第三章
储集层与盖层
储集层的物理性质 常见的储集层类型 盖层
§1 储集层的物理性质
油气在地下是储存在一些岩石的孔、 油气在地下是储存在一些岩石的孔、洞、缝之中的， 缝之中的， 其储集方式就象水充满在海绵里一样。 其储集方式就象水充满在海绵里一样。 凡是能够存储和渗滤流体（ 凡是能够存储和渗滤流体（油、气 、水）的岩层都可 以称之为储集层 储集层。 以称之为储集层。 储层之所以能够储集油气，是因为具备了两个特征： 储层之所以能够储集油气，是因为具备了两个特征： 孔隙性——直接决定岩层储集油气的数量； 直接决定岩层储集油气的数量 孔隙性 直接决定岩层储集油气的数量； 渗透性——控制了储层内所含油气的产能。 控制了储层内所含油气的产能 渗透性 控制了储层内所含油气的产能。 而决定孔、渗性好坏的基本因素是岩石的孔隙结构 孔隙结构， 而决定孔、渗性好坏的基本因素是岩石的孔隙结构， 这些构成了储层物性分析的主要内容。 这些构成了储层物性分析的主要内容。
铸体薄片法：将液体有机玻璃（红、蓝）单体在常温下 铸体薄片法 注入岩样，经高温聚合成有机玻璃，磨片后在镜下观察， 可分辨岩石中的孔、喉分布。 铸体法：在注入有机玻 铸体法 璃后，将岩样在HF中浸 泡，溶掉岩石骨架部分 后，可观察孔隙的空间 展布、立体构架。 评价指标： 评价指标
1、排驱压力（Pd） 排驱压力（ 饱和度中值压力（ 2、饱和度中值压力（Pc50） 3、最小非饱和的孔隙体积百 分数（ 分数（Smin%） 4、孔喉半径集中范围和频数

储集层和盖层

储集层和盖层

4.2 储集层的物理性质
储集层的孔隙性在石油与天然气地质学中是 指储集层中孔隙空间的形状、大小、连通性与发 育程度。地壳中不存在没有孔隙的岩石，可是不 同的岩石，其孔隙大小、形状和发育程度是不同 的。石油和天然气在地下是储存在岩石的孔隙中 的。因此，岩石的孔隙发育程度将直接影响岩石 中储存油气的数量。 为了度量岩石孔隙的发育程度，提出了孔隙 度（率）的概念。孔隙度是指岩石孔隙体积与岩 石体积之比值（以百分数表示）。根据研究目的 不同，孔隙度又可分为绝对孔隙度、有效孔隙度 及流动孔隙度。
1）超毛细管孔隙：管形孔隙直径大于0.5mm或裂缝宽度大于 0.25mm。流体可在重力作用下自由流动，也可以出现较高的 流速，甚至出现涡流。岩石中的大裂缝、溶洞及未胶结的或胶 结疏松的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0.5-0.0002mm之间，裂 缝宽度介于0.25-0.0001mm之间。液体质点之间，液体和孔隙 壁之间均处于分子引力作用之下，由于毛细管力的作用，流体 不能自由流动。只有在外力大于毛细管阻力的情况下，液体才 能在其中流动。微裂缝和一般砂岩的孔隙多属此类。 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。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。
式中，P1 为岩样进口处压力；P2 为岩样出口处压力 ；Q2 为通过岩样后，在出口压力（P2）下，气体的体积 流量；μg为气体的粘度；F和L同上。
在法定计量(SI)单位中，渗透率的单位为二次方微米 (μm2)。按照K=Q·μ·L/F·ΔP定义，Q（流量）=1m3/s，μ （粘度）=1Pa· S，L（长度）=1m，F（截面积）=1m2， ΔP（压力差）=1Pa时，K=1m2=1012μm2。 在标准制（C· S）单位中，渗透率的单位是达西 G· （D），并规定：粘度为1厘泊的均质液体，在压力差为1 个大气压下，通过横截面积为1平方厘米，长度为1厘米的 孔隙介质，液体流量为1立方厘米/秒时，这种孔隙介质的 渗透率就是1达西（D）。由于用达西作为含油气层岩石渗 透率的单位有时太大，故一般取其千分之一作单位，称为 毫达西（MD）。 1达西（D）=0.987μm2； 1毫达西（MD）=0.987×10-3μm2。

储盖层- 技术课件

储盖层- 技术课件
古地表附近，大气淡水的溶解
（4）构造作用
导致裂缝产生
小结：影响碎屑岩储集空间发育的因素
沉积相类型和砂体的成因 成岩后生作用的类型及强弱
（二）碳酸盐岩储集层
石灰岩储集层 主要包括： 白云岩储集层
碳酸盐岩油气田往往储量大，单井产能高。 世界最大油田沙特阿拉伯的加瓦尔油田，产自碳 酸盐岩，可采储量114.8亿吨。 世界上的9口万吨井有8口都产自碳酸盐岩储层
细粒的机械沉积物，如粘土物质
胶结物：成岩期或后生期的化学
沉淀物，如钙质、硅质
（3）孔隙
3、碎屑岩的储集空间类型
孔隙（pore）：原生孔隙、次生孔隙 洞（cavity）>2mm 多与表生淋滤作用有关 缝（fracture）： 原生、次生
铸 模 孔
原生粒间孔隙 方解石胶结物被溶解， 形成次生粒间溶孔
我国任丘、四川盆地、鄂尔多斯盆地、塔里木盆地
平落二井须二段 储层中的裂缝
溶蚀裂缝孔隙
次生孔隙（secondary porosity）
薄片镜下鉴别砂岩次生孔隙的岩石学标志：
1 部分溶蚀作用；
2 印模；
3 排列不均一性；
4 特大孔隙；
5 伸长状孔隙；
6 溶蚀的颗粒边缘；
7 组分内孔隙；
8 破裂的颗粒；
形成时期：一般后生阶段中期可以形成大量次生孔隙（溶蚀孔隙）
P1
S
P2
达西定律：Q K P1 P2 S
L
Q 为单位时间内流体通过岩石的流量，厘米3/秒；
S 为流体通过岩石的截面积，厘米2；
μ为流体的粘度， 10-3Pa.s ；
L 为岩石的长度，厘米；
(P1-P2) 为流体通过岩石前后的压差，105Pa；

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。

1204第4章-储层与盖层

1204第4章-储层与盖层

21
22
第2节 碎屑岩储层－分类评价
2、评价方法 1）权重评价法
（1）优选评价参数
第2节 碎屑岩储层－分类评价
（2）评价参数归一化 最大值标准化法 对于参数值越大， 储层性质越好的参数：
对于参数值越小， 储层性质越好的参数：
23
24
第2节 碎屑岩储层－分类评价
（3）确定各项参数的权重系数 根据评价目的赋予权重系数
5
第1节 岩石物理性质－渗透性
实验条件
μ
A L
h1 h2
6
第1节 岩石物理性质－渗透性
第1节 岩石物理性质－渗透性
实验结果 ① Q ∝ Δp
生产参数
通过引入比例常数K
Q
=
K
AΔp μL
Q—通过砂层的渗流流量，cm3/s；
流量，l/min
② Q ∝1/ μ
流体参数
K—砂层渗透率，它反映液体渗过砂层的通过能力，μm2； A—渗流横截面积，cm2；
评价阶段： 储量丰度是首要指标
开发阶段： 储层渗流能力是第一权重
第2节 碎屑岩储层－分类评价
（4）计算综合得分及分类 各项参数经加权计算得总分
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第3节 碳酸盐储层
一、碳酸盐岩储集Βιβλιοθήκη 间类型 主要储集空间类型：原生孔隙：岩石沉积结构构造控制
⑴粒间孔隙 ⑵粒内孔隙 ⑶生物骨架孔隙 ⑷生物钻孔孔隙 ⑸鸟眼孔隙
第四章：储集层和盖层
第1节 岩石物理性质 第2节 碎屑岩储集层 第3节 碳酸盐岩储集层 第4节 其他岩类储集层 第5节 盖层
第1节 岩石物理性质
一、储集层和盖层概念 储集层：能够储存且渗流流体的岩层，称为储集层。

第3章 储集层及盖层概论

第3章 储集层及盖层概论
56
储集层的渗透性
2、有效渗透率*
当岩石中有多相流体通过时，岩石对每一相流体的
渗透率，又称相渗透率。Ko、Kg、Kw < K
3、相对渗透率
相对渗透率（Kro, Krg, Krw） 有效绝渗对透渗率透(K率o,（KKg,）Kw)（0～1）
两条曲线、三个区域、四个特征点
影响因素：①岩石本身性质；②流体性质、相对含量。
57
五、孔隙性与渗透性的关系
1、碎屑岩储层
有效孔隙度φe与渗 透率K 有较好的正相关 关系，φe↑，K ↑。
58
储集层的孔隙性与渗透性
2、碳酸盐岩储层
孔隙度与渗透率相关性总 体上不明显。
缝洞不发育者（如颗粒灰 岩、晶粒白云岩），以粒 间孔隙为主，φe↑，K ↑；
裂缝发育者(如致密石灰 岩)，裂缝比孔隙对K的影 响大。
裂缝 构造缝：受应力控制，组系分明，延伸平整，常切穿颗粒。 61
粒间溶孔
长石溶蚀孔
b.细粒砂岩 长石被溶蚀后呈残 骸状，粒间溶孔发育， Φ＝14.6％， K＝37.5×10-3μm2，红色铸体， 单偏光×80。
下第三系新沟咀组，江苏油田 拖18井3330.3～3339.3m。
61
颗
粒
细粒长石砂岩（油浸）
渗透性的好坏决定储层产出流体的能力，也即开采 流体的难易程度，衡量储层渗透性的好坏，可用渗透率 来表示的，有三种表达方式：
——绝对渗透率、有效渗透率、相对渗透率
56
储集层的渗透性
1、绝对渗透率（K）
当单相流体通过横截面积为F、长度为L、压力差为（P1-P2）
的一段孔隙介质呈层状流动时，假设流体粘度为μ，则单位时间 内通过这段岩石孔隙的流体量Q为：

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

石油地质学-第三讲储集层和盖层

石油地质学-第三讲储集层和盖层
厚层裂缝密度小但规模较大以立缝和高角度斜缝为主砂岩与碳酸盐岩储集性质比较孔隙大小与颗粒直径和分选好坏关系较少受次生作用影响与颗粒直径分选好坏等有密切关系由于经受沉积后的各种改造溶洞裂缝发育变化极大虽受成岩后生变化影响但几乎仍为粒间孔隙最终孔隙类型原始孔隙类型粒间孔隙较多但其他孔隙类型也很重要几乎全为粒间孔隙一般为原始孔隙度的一半或一半以上储层普遍为1530一般只有原始孔隙度很小一部分或接近于零储层中通常为515沉积物中的原始孔一般为4070一般为2540碳酸盐岩砂岩岩石类型特征孔隙形状主要取决于颗粒形态胶结情况和溶蚀程度的大小变化极大孔隙大小形状和分布的一致性在均匀的砂岩体内一般有好的一致性即使在单一类型的岩体内变化也很大从具有好的一致性到极不均一成岩作用的影响由于压实作用和胶结作用孔隙有所减小但溶蚀作用也会扩大孔隙影响很大能够形成消失甚至完全改变原有孔隙裂隙的影响质的影响一般不重要对储层性质影响很大孔隙度与渗透率的目估情况能大体进行估量从能大体进行目估到不能目估而需要仪器测量岩心分析对储集层估价的作用适合作岩心分析大直径的岩心也难于对储层进行评价孔隙度与渗透率之间的关系有一定相关关系从有一定相关关系到不相关1
好；反之，孔隙结
构就越差
四、流体饱和度
束缚水饱和度：油于流体对岩石的润湿性差异和毛细 管力的作用,运移的油气不可能把孔隙中的水完全驱替 出去,残留在岩石颗粒接触处和微细孔隙中或吸附在岩 石骨架颗粒表面,几乎不能流动的水的饱和度。
可动油、气、水饱和度：油田开发所具有的压差下,孔 隙中可以流动的油气水占孔隙体积百分数。
一个沉积盆地内碎屑岩储集层发育情况，受沉积旋回的控制， 一般在一个完整旋回的中后期所沉积的砂质岩，分布广，厚度 大，储古集构物造性条好件，对常碎常屑形岩成储良集好层的碎形屑成岩和储分集布层也。有影响。一般 在盆地的斜坡带，碎屑物质经过机械分异作用，颗粒较均匀， 圆度好，胶结物含量少，储集物性甚佳。在水下大型古隆起的 顶部和翼部，由于湖水的冲洗作用，形成物性良好的碎屑岩储 集层。

第二章 储层与盖层

第二章 储层与盖层

μ ——液体的粘度，10-3Pa· s ；L——岩石的长度，cm；(p1-p2) ——液体通过岩石前后的压 差，MPa ；K——岩石的渗透率，μm2 。
因此，渗透率表示在一定压差下，液体通过岩石的能力：
对于气体来说，由于它与液体性质不同，受压力影响十分明显， 当气体沿岩石由p1 （高压力）流向p2 （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都是变数，故达西公式中的体 积流量应是通过沿的平理) ●
二、
［讲解要点］ ● ● ●
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
二、
［讲解要点］ ●
三、
［讲解要点］
●
四、煤岩储集层
［讲解要点］ ●煤岩裂缝
暗色泥岩中的垂向裂缝，裂缝与裂缝近于平行裂缝被 石充填，利89井，3435m，沙四上
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
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。
显然，同一岩石的有效孔隙度总小于其总孔隙度，对于未胶 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 密的砂岩或碳酸岩，二者可能有很大差别。目前在生产单位所说 的孔隙度，都是指有效孔隙度，但在习惯上简称为孔隙度。
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Q k F P
L
k QL
F P
渗透率的单位： •SI制：μm2 •CGS制：达西(D)和毫达西(mD) •换算关系为：
1mD=987×10-6μm2=0.987×10-3μm2。
根据渗透率大小可将石油储集层分为6级：
级别 Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级 Ⅳ级 Ⅴ级
Ⅵ级
渗透率（mD） ＞1000
1000－100 100－50 50－10 10－1 ＜1
砂岩孔隙度（％） ＞20
15－20 10－15 5－10
＜5
评价等级 很好 好 中等 差
无价值
二．渗透性
•岩石的渗透性是指在一定压力差下，岩石允许流 体通过的能力。
•岩石渗透性的好坏用渗透率表示。 •当单相流体通过孔隙介质并沿孔隙通道呈层状流 动时，服从达西直线渗透定律(H. Darcy,1856)：
（1－0.3）
渗透性评价 极好 好 中等
一般低渗 特低渗 超低渗
（可开发）
•绝对渗透率—单相流体 •有效渗透率/相渗透率—两相以上流体
ko、kg、kw •相对渗透率：kro、krg、krw
kro
ko k
•kro = 0～1。
•有效渗透率和相对渗透率取决于：岩石性质（润湿 性）、流体性质（可吸附性、黏度）及其数量比例 （饱和度）。
➢储层之所以能够储集油气，是因具备了两个特征： 孔隙性——直接决定岩层储集油气的数量； 渗透性——控制了储层内所含油气的产能。
➢决定孔、渗性好坏的根本因素是岩石的孔隙结构。
岩石中的各类孔隙 （红色部分）
1-分选良好、排列疏松的砂； 2-分选良好、排列紧密的砂； 3-分选不良，含泥、砂的砾石； 4-经过部分胶结的砂岩； 5-具结构性孔隙的黏土； 6-经过压实的黏土； 7-发育裂隙的岩石； 8-具有溶隙和溶穴的可溶岩石。
•不同孔隙结构的毛细 管压力曲线/压汞曲线
进汞饱和度SHg%=
某一阶段进汞量/总进汞量
反映：孔隙－喉道的分选性
•不同类型孔隙结构的毛细管压力曲线
孔隙－喉道的 分选性
Capillary pressure curves for various reservoirs: (1)a clean, well-sorted with uniform pore diameters, (2)an intermediate quality reservior, (3)a poor quality reservior with a wide range of pore diameters.
So
Vo VP
100%
•油、水两相
•油、气两相
三．孔隙结构
•储集岩的孔隙结构是指岩石所具有的孔隙和喉道的几何 形状、大小、分布及其相互连通关系。 •岩石的孔隙结构由孔隙和喉道组成。孔隙主要起储存流 体的作用，而喉道主要影响岩石的渗透性。
•分析孔隙结构方法：压汞法、铸体法及铸体薄片法 •压汞法：研究孔隙结构的理论根据是毛细管原理
（据迈因策尔修改、补充）
一．储层的孔隙性
•储集层中的孔隙：
•总孔隙度/绝对孔隙度（φt）：
t
Vp Vt
100%
•孔隙通常可分为三类： ① 超毛细管孔隙（d＞500m） ② 毛细管孔隙（500 ～ 2 m） ③ 微毛细管孔隙（d＜2 m）
连通孔隙/ 有效孔隙
•有效孔隙度（φe）：
e
Ve Vt
100%
石油与天然气地质学
第三章 储集层与盖层
Reservoir rock and Caprock
•储集层的物理性质 •常见的储集层类型 •盖层
§1 储集层的物理性质
➢油气储存在地下一些岩石的孔、洞、缝之中， 其储集方式与水充满在海绵里相似。
➢凡是能够存储和渗滤流体（油、气 、水）的岩 层都可以称之为储集层。
2 cos
Pc
rc
•大部分沉积岩亲水，当 油气通过孔隙介质时一般 作为非润湿相，都要面临 毛细管压力的作用。
•实验时，汞作为非润湿相，其属性可近似代表油、 气通过岩石孔隙介质时的情形。(界面张力)
•从外界向岩样注入汞时， 随外界压力由小逐渐增大， 汞最先进入的是一些大的 孔隙，然后才是小的孔隙 和喉道。
评价指标：
1、排驱压力（Pd） 2、饱和度中值压力 （Pc50） 3、最小非饱和的孔隙 体积百分数（Smin%） 4、孔喉半径集中范围 和频数
我国部分油区砂岩储集层的物性特征
地区
层系
孔隙度 ％
饱和度中值 渗透率 排驱压力
压力(汞) mD (汞)atm
atm
产能
主要孔隙类型
100-
松辽 葡Ⅰ-Ⅲ层 20-30
0.1-1.5
0.7-3
高
300
粒间孔隙
华北 沙河街组三段 15-25 2 - 500 0.2-6
2-25
中-高
粒间孔、杂基内微孔隙
鄂尔多斯
延安组 延长组
15-25 5- 300 9- 15 0.1- 5
<l- 4 3- 30
8-20
中
杂基内微孔隙、粒间孔
10 - >50 无自然产能
杂基内微孔隙
川西北 须家河组 1- 5 <0.1 >20
如裂缝发 >70
育可产气
晶间孔
好 玉门 M层
中
20- 25 30-100 1- 4 17- 20 10- 30 4- 8
3- 10 10- 80
中 中-低
充填未满孔、胶结物晶间 孔，粒间孔、构造裂缝 充填未满孔、杂基内微孔隙
差 10- 17 0.5- 10 10- 20
>100
低
杂基内微孔隙、晶间隙
•砂岩：φe=5～30%，一般10～20%； •碳酸盐岩，φe＜5%。
裂缝系统
•裂缝描述参数：产状、延伸长度、 切层深度、宽度、裂缝倾角、裂缝 长度、裂缝线密度、充填性。 •裂缝孔隙度：尚无成熟测试技术， 可通过测井数据（成像测井、双孔 隙度模型）间接计算。
砂岩储层的孔隙度评价分级
级别 1 2 3 4 5
研究孔隙结构的其它方法
•铸体法：将液体有机玻璃（红、蓝、黄）单体在常 温下注入岩样，经高温聚合成有机玻璃，将岩样在HF 中浸泡，溶掉岩石骨架部分后，可见孔隙的空间展布、 立体构架。 •铸体薄片法：在岩石注入有机玻璃后，磨片在显微 镜下观察，可分辨岩石中的孔、喉分布(铸体鲜艳)。 •有机玻璃：环氧树脂，透明、化学稳定，易染色。
（据罗蛰潭、王允诚，1986）
相关术语
• Reservoir rock (bed) 储集岩（层） • Caprock 盖层 • Porosity 孔隙度 • Permability 渗透率 • Porous media 孔隙介质 • Porous structure 孔隙结构