1、,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、岩石的孔隙性和渗透性,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，孔隙度和渗透率之间具有一定的关系。储集层的物性参数还包括孔隙结构和含油气饱和度。,第三章 储集层和盖层,(一) 岩石孔隙大小分类,1.超毛细管孔隙：管形直径0.5mm，相应裂缝宽度0
2、.25mm，液体在重力作用下自由流动。2.毛细管孔隙：管形直径0.50.0002mm，裂缝宽度0.250.0001mm，由于毛细管力的作用，液体不能自由流动。3. 微毛细管孔隙：管形直径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。,第一节、岩石的孔隙性和渗透性,一、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。按岩石孔隙大小，有超毛细 管孔隙、毛细管孔隙和微毛细 根据孔隙度的大小可将砂岩储集层进行分级 管孔隙三类。有效孔隙度：指彼此连通的，在一般压力条件下，可以允许 液体在其中流动的孔隙体积之和与岩石总
3、体积的比值。,第一节、岩石的孔隙性和渗透性,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m2，常用单位为达西（D）。渗透率有绝对渗透率、有效渗透 按绝对渗透率的大小将储集层分为7级 率、相对渗透率。,第一节、岩石的孔隙性和渗透性,(一)渗透率的单位,国际单位：=1Pa.s P=1Pa F=1 m2 L=1m Q=1cm3/s 则：K=1m2 常用单位：=1厘泊 P=1大气压 F=1cm2 L=1cm Q=1cm3/s 则：K=1D=1000md 1D=0.
4、987m2 1D=987*10-6m2,第一节、岩石的孔隙性和渗透性,(二) 几种渗透率,绝对渗透率：当岩石为某 单相液饱和，液体不与岩石不发 生任何物理化学反应，测得的 渗透率称为绝对渗透率K。有效渗透率：储集层中有 多相流体共存时，岩石对其中 每一单相流体的渗透率称该相 流体的有效渗透率。油气水分别用 Ko、Kg、Kw表示。相对渗透率：多相流体共存时 对每一相流体有效渗透率与绝对渗透率 之比，称为该相流体的相对渗透率。,第一节、岩石的孔隙性和渗透性,油气饱和度与相对渗透率的关系曲线,油气水分别表示为Ko/K、Kg/K、Kw/K。相对渗透率变化范围在：01之间。某相有效渗透率的大小与该相流体
5、的饱和度（流体体积与孔隙体积之比）成正相关系。饱和度增加，其有效渗透率和相对渗透率均增加，直到全部为某一相流体饱和，其有效渗透率等于绝对渗透率，即相对渗透率等于1为止。,第三章 储集层和盖层,三、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。 孔隙结构实质上是岩石的微观 物理性质，对于低渗透性岩石来说， 仅用和K还不能正确地评价其储 集性质，必须研究其孔隙结构。研究孔隙结构的方法常见的有：孔隙铸体薄片法、扫描电镜、压汞曲线法,第一节、岩石的孔
6、隙性和渗透性,岩石孔隙系统示意图,四、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，但亦不是无限的，而且 也要视岩性不同而不同。 碎屑岩储集层：渗透率与总 孔隙度之间没有明显的关系，与 有效孔隙度有很好的正相关关系 （菲希特鲍尔对砂岩大量统计得 出）。渗透率的变化幅度要比孔 隙度的变化幅度大很多。渗透率与孔隙度的关系图,第一节、岩石的孔隙性和渗透性,孔隙度与渗透率之间的关系,碳酸盐岩储集层：孔隙度与渗透率无明显的关系。孔隙大小主要影响其孔隙容积。因为碳酸盐岩储集空间的分布与岩石结构特征之间的关系变化很大，不一定以原生孔隙
7、为主，有时可以是次生孔隙占主要的。,第一节、岩石的孔隙性和渗透性,第二节 碎屑岩储集层,99%以上的储集层为沉积岩，其中又以碎屑岩和碳酸盐岩为主，1%为其它岩类储集层。所以按岩类可分以下三种类型储集层。 碎屑岩储集层的岩类包括：砾岩，含砾砂岩，中、粗砂岩，细砂岩及粉砂岩，其中物性最好的是中-细砂岩和粗粉砂岩。,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。,原生孔隙,(一) 碎屑岩孔隙类型,粒内孔隙,粒间孔隙,次生孔洞,传统的观念认为砂岩储集层的孔隙类型
8、以原生的粒间孔隙为主，只有很小一部分是次生的，并且都把次生孔隙（除了裂缝以外）解释为是地层出露地表时大气水淋滤的结果。直到1979年，自从施密特麦克唐纳（Schmidt）发表了“砂岩成岩过程中的次生储集孔隙”之后。人们对次生孔隙的概念、类型、识别标志、形成机制及意义才有了较明确的认识。,裂缝（层理缝、解理缝）,第二节 碎屑岩储集层,砂岩中裂缝较为次要，但如果沿裂缝发生较强烈的溶蚀作用时，它的作用就十分重要。,(二)影响碎屑岩储集层储集性的因素,碎屑岩储集层储集性的影响因素随着人们对孔隙类型认识的改变而改变。传统观念认为砂岩储层的孔隙类型以原生孔隙为主，因此影响其储集性的因素关键是沉积作用；而随
9、着次生孔隙类型的提出，那么成岩后生作用对砂岩储集性的影响也不容忽视。,第一节、储集层的物理性质,1、沉积作用对砂岩储层原生孔隙发育的影响,沉积作用对砂岩储集层的矿物成分、岩石结构、填集的杂基含量都起着明显的控制作用，这些因素对储集性都起着程度不等的影响。 矿物成分对原生孔隙的影响 矿物成份主要以石英、长石、云母。矿物成份对储集物性的影响主要视以下两个方面： 矿物的润湿性：润湿性强，亲水的矿物，表面束缚薄膜较厚，缩小孔隙空间，渗透性变差。 矿物的抗风化能力：抗风化能力弱，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。除长石外，其它颗粒矿物成份对物性影响不
10、大。,第二节 碎屑岩储集层,（一）岩石结构对原生孔隙的影响,粒度和分选系数的影响粒度：总孔隙度随粒径加大 而减小。因为粒度小，分选差， 磨圆差，较松散，比圆度好的较 粗砂岩孔隙度大。渗透率则随粒 径的增大而增大。因为粒径小， 孔喉小，比表面积小，毛细管压 力大。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。,第二节 碎屑岩储集层,岩石结构对原生孔隙的影响,分选：粒度中值一定时：分选差的岩石，小颗粒充填大孔隙， 使孔隙度、渗透率降低；分选好的岩石，孔渗增高。孔隙度、渗 透率随着分选系数趋于1而增加，分选系数So2时，中细粒 砂岩，孔隙度随So增大而缓慢下降；粗粒和极细粒砂岩，So增加
11、 时，孔隙度基本不变。 立方体排列：堆积最松，孔隙度最大，渗透率最高；斜方体 排列：孔隙直径较小，渗透率低。磨圆度增高，储集物性变好。,第二节 碎屑岩储集层,（二）杂基和胶结物含量对原生孔隙的影响,杂基：指颗粒直径小于0.0315mm的非化学沉淀颗粒。代表沉积环境能量，在沉积作用的影响因素中最重要的因素是杂基含量。 杂基含量高，一般代表分选差，平均粒径也较小，喉道小，多为杂基支撑，孔隙结构差，其孔隙、渗透性也差。 胶结物：含量高，孔隙度变小，孔隙之间连通性变差，储集性变差。胶结物的胶结方式也与孔隙度密切相关。,第二节 碎屑岩储集层,2、成岩后生作用对砂岩储层物性的影响,砂岩在沉积之后，经历了漫
12、长的地质时期中，随着埋深增加，各种条件的变化，将发生一系列的成岩作用，使其对储集层的原生孔隙产生改造及形成次生孔隙，储集物性产生重大的影响。成岩作用包括以下几个方面：压实作用：包括早期的机械压实和晚期的化学压溶作用。压实作用结果使原生孔隙度降低。胶结作用：胶结物的含量、成份、类型对储集性有影响。含量高，粒间孔隙被充填，减少原生孔隙，连通性变差，物性变差。泥质、钙-泥质胶结的岩石较松，物性较好；纯钙质、硅质或铁质胶结的岩石致密，物性差。胶结类型由接触式接触孔隙式孔隙基底式基底式物性逐渐变差。,第二节 碎屑岩储集层,二、碎屑岩储集体类型及其沉积环境,碎屑岩储集层多分布在陆相沉积环境，从剥蚀区到深湖
13、中有冲积扇砂砾岩体、河流砂岩体、三角洲砂岩体、湖泊砂岩体、滨海砂岩体、浊流砂岩体、风成砂岩体。,第二节 碎屑岩储集层,(一) 砂岩体,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岩体。对于大多数盆地来说，碎屑物质主要来自一个或几个方向，碎屑岩储集层以舌状砂岩体的形态出现，可分为四个带：主体：砂岩体近沉积物来源部分。砂岩百分含量高，横向连通性好。核部：砂岩体中部、砂岩最发育的地段。以细砂岩为主，层间连通性好。前缘带：砂岩体最前方和两侧边缘的砂岩体尖灭带。以粉砂岩为主，连通性较差。,第二节 碎屑岩储集层,砂岩体,断续分布带：介于砂岩体沉积区与
14、泥岩沉积区之间的透镜体砂岩，以泥质粉砂岩为主。 舌状砂岩体平面、剖面分布特征图,第二节 碎屑岩储集层,(二) 冲积扇砂砾岩体,在干旱、半干旱气候区，山 地河流进入平原，在山的出口堆 积而形成的扇形砂砾沉积体。岩 性为砾、砂和泥质组成的混杂堆 积，粒度粗，分选差，成份复杂， 圆度不好。物性特征：孔隙结构中等， 各亚相带的岩性特征有差别，因 此其渗透性和储油潜能也有变化。 其中以扇中的辫状河道砂砾岩体 物性较好，若邻近油源，可形成 油气藏。 洪积锥（或冲积扇）沉积模式图,第二节 碎屑岩储集层,(三) 河流砂岩体,岩性由砾、砂、粉砂和粘土组成，以砂质为主，成分复杂，分选差中等。包括： 边滩砂岩体（属
15、称点砂坝）：发育于河流中、下游弯曲河道内 侧（凸岸），为透镜状，由下到上，粒度由粗到细的正粒序。中部储油物性较好，向上、向两侧逐渐变差。 河曲内侧点砂坝的沉积模式图,第二节 碎屑岩储集层,河流砂岩体,河床砂砾岩体（属称 心滩）：沿河道底部沉积。 平面呈狭长不规则条带状， 走向一般与海岸线垂直或 斜交；剖面上呈透镜状， 顶平底凸。物性一般中部 好，向顶、向两侧变差。 渗透率变化较大。,第二节 碎屑岩储集层,(四) 三角洲砂岩体,三角洲是河流入湖或入海口流速降低而形成的扇形沉积体，以砂岩为主，岩性偏细。可分三个亚相带，各亚相带主要的砂体有：三角洲平原：分流河道砂岩体，以粉砂岩、砂岩为主，偏细。三角
16、洲前缘：水下分流河道；河口砂坝：细、粉砂，分选好；远砂坝：粉砂、细砂和少量粘土。三角洲沉积平面及垂相分布带,第二节 碎屑岩储集层,三角洲砂岩体,前三角洲：席状砂：砂质纯， 分选好。以前缘带的砂坝砂岩体和前 三角洲的席状砂岩体，分选好， 粒度适中，为三角洲储集层最发 育的相带。美国两个典型三角洲砂岩体分布图,第二节 碎屑岩储集层,(五) 湖泊砂岩体,平行湖岸成环带状分布滨湖相、浅湖相、深湖相，砂体集中于滨湖区和浅湖区，这两区颗粒受波浪的淘洗，粒度适中，分选、磨圆好，胶结物多为泥质，浅湖区为泥质和钙质混合，相对来讲，浅湖区砂体物性优于滨湖区。 湖泊砂岩体为我国多数油田的储集层类型。,第二节 碎屑岩
17、储集层,(六) 滨海砂岩体,滨海区由于波浪、沿岸流、 潮汐、风的作用，破坏附近的 三角洲可形成沿岸线呈带状、 串珠状分布的砂坝；由于海水 的频繁进退可形成超覆与退覆 砂岩体。超覆和退覆砂岩体：由于 海进海退的频繁交替形成。海 进砂岩体：下覆三角洲平原或 其它海岸沉积物，不利生油。 超覆退覆砂岩体与海滩砂岩体 海退砂岩体：下伏海相页岩， 是很好的生油岩，形成较好的 生储组合。,第二节 碎屑岩储集层,滨海砂岩体,滨海砂洲：平行海岸线分布。 平面上呈狭长带状，形成较好的 生储组合。 剖面上呈底平顶拱的 透镜状，由下到上粒度变粗。向 上物性变好，向海一侧砂岩与页 岩分界明显,渗透性好；向陆一侧 砂岩渐
18、变为页岩和粘土,富含泥质, 渗透性变差。走向谷砂岩体：在海进过程 中的海岸上，沿单面山古地形陡 滨海砂洲地图 崖或断层陡阶走向分布的滨海砂 岩体，岩性以中、细砂为主，分 选磨圆好，松散，物性好。,第二节 碎屑岩储集层,(七) 浊流砂岩体,浊流携带大量的泥砂在大陆斜坡到深海平原形成的扇形堆积体。由根部到前缘，由下部到上部，沉积物由粗变细，分选由差变好，前方和上部是分选较好的砂质沉积，可构成良好的储集层，浊积砂岩体发育在深水泥岩之中，有丰富的油源，构成了油气藏面积不大，但油层厚，储量大。,第二节 碎屑岩储集层,浊流砂岩体沉积环境模拟图,(八) 风成砂岩体,在大陆沙漠区、河岸附近，可形成风成砂丘。由成份纯、圆度好、分选佳、胶结弱的砂粒组成，无泥质夹层，厚度大，孔隙渗透性好，最有利的碎屑岩储集体。在陆相沉积中，湖成（海岸）砂岩体往往同河床、三角洲、冲积扇、风成砂体混在一起，不同时期，不同成因的砂岩体有时连成一片，形成一个历时层状砂岩体。,第二节 碎屑岩储集层,
