《石油與天然氣地質(zhì)學》第三章 儲集層和蓋層

1、第三章 儲集層和蓋層(Chapter3 reservoir bed and cap formation)學時：6 學時基本內(nèi)容： 儲集層的物性參數(shù)及常規(guī)的研究方法。 碎屑巖儲集層的儲集空間類型及影響儲集特征的因素、分布特征。 碳酸鹽巖儲集層的空間類型及影響儲集特征的因素、分布特征。 蓋層的類型及封閉機理。教學重點與難點：碎屑巖和碳酸鹽巖儲集層的儲集空間類型及影響儲集特征的因素。教學內(nèi)容提要：第一節(jié) 儲集層的物性參數(shù)儲集層：凡具有一定的連通孔隙，能使液體儲存，并在其中滲濾的巖層，稱為儲集層。儲集層中儲集了油氣稱含油氣層。投入開采后稱產(chǎn)層。一、儲集層的孔隙性絕對孔隙度：巖樣中所有孔隙空間體積之和與

2、該巖樣總體積的比值。 Pt=Vp/Vt*100%有效孔隙度：指彼此連通的，且在一般壓力條件下，可以允許液化在其中流動的超毛細管孔隙和毛細管孔隙體積之和與巖石總體積的比值。 Pe=Ve/Vt*100% 二、儲集層的滲透性滲透性：指在一定的壓差下，巖石允許流體通過其連通孔隙的性質(zhì)。達西定律： K：為巖石的滲透率，其大小與巖石本身的性質(zhì)有關(guān)。絕對滲透率：單相液體充滿巖石孔隙，液體不與巖石發(fā)生任何物理化學反應，測得的滲透率稱為絕對滲透率。有效滲透率：儲集層中有多相流體共存時，巖石對每一單相流體的滲透率稱該相流體的有效滲透率。油氣水分別用Ko、Kg、Kw表示。相對滲透率：對每一相流體局部飽和時的有效滲透

3、率與全部飽和時的絕對滲透率之比值，稱為該相流體的相對滲透率。油氣水分別表示為Ko/K、Kg/K、Kw/K。三、儲集層的孔隙結(jié)構(gòu)1. 概念孔隙結(jié)構(gòu)：指巖石所具有的孔隙和喉道的幾何形狀、大小、分布以及相互關(guān)系。2. 研究方法 孔隙鑄體薄片法：把巖石切片，孔隙注入紅顏色的膠體，制成薄片，在鏡下觀察其孔隙及喉道的類型、形狀、大小等特征。 掃描電鏡：放大倍數(shù)增大。 壓汞曲線法四、流體飽和度流體飽和度：油、氣、水在儲集巖孔隙中的含量分別占總孔隙體積的百分數(shù)稱為油、氣、水的飽和度。第二節(jié) 碎屑巖儲集層碎屑巖儲集層的巖類包括：礫巖，含礫砂巖，中、粗砂巖，細砂巖及粉砂巖，其中物性最好的是中細砂巖和粗粉砂巖。一、

4、碎屑巖儲集層的孔隙類型粒間孔隙特大孔隙鑄模孔隙組分內(nèi)孔隙裂縫二、影響碎屑巖儲集層儲集性的因素 （本節(jié)重點）1沉積作用是影響砂巖儲層原生孔隙發(fā)育的因素礦物成分：礦物的潤濕性強和抗風化能力弱，其物性差。巖石結(jié)構(gòu)：包括大小、分選、磨圓、排列方式。當分選系數(shù)一定時，粒度越大，有效空隙度和滲透率越大；粒度一定時，分選好，孔滲增高 立方體排列，孔隙度最大，滲透率最高。雜基含量：含量高，多為雜基支撐，孔隙結(jié)構(gòu)差；以泥質(zhì)、鈣泥質(zhì)膠結(jié)的巖石，物性好。2成巖后生作用是對砂巖儲層原生孔隙的改造及次生孔隙形成的因素壓實作用結(jié)果使原生孔隙度降低；膠結(jié)作用使物性變差；溶解作用的結(jié)果，改善儲層物性。三、碎屑巖儲集層的形成環(huán)

5、境及分布（難點）砂巖體：是指在一定的地質(zhì)時期，某一沉積環(huán)境下形成的，具有一定形態(tài)、巖性和分布特征，并以砂質(zhì)為主的沉積巖體。碎屑巖儲集層多分布在陸相沉積環(huán)境，從剝蝕區(qū)開始的沖積扇環(huán)境到深湖中的濁積扇環(huán)境均有良好的儲集砂體。1沖積扇砂礫巖體：孔隙結(jié)構(gòu)中等，各亞相帶的巖性特征有差別，因此其滲透性和儲油潛能也有變化。以扇中的辮狀河道砂礫巖體物性較好。2河流砂巖體：邊灘砂巖體中部儲油物性較好，向上、向兩側(cè)逐漸變差。河床砂礫巖體平面呈狹長不規(guī)則條帶狀，剖面上呈透鏡狀，頂平底凸，物性一般中部好，向頂、向兩側(cè)變差。3三角洲砂巖體：有三角洲平原的分流河道砂巖體，三角洲前緣的水下分流河道、河口砂壩、遠砂壩，前三角

6、洲的席狀砂。以前緣帶的砂壩砂巖體和前三角洲的席狀砂巖體，分選好，粒度適中，為三角洲儲集層最發(fā)育的相帶。4湖泊砂巖體：集中于濱湖區(qū)和淺湖區(qū)，粒度適中，分選、磨圓好，膠結(jié)物多為泥質(zhì)，淺湖區(qū)為泥質(zhì)和鈣質(zhì)混合，相對來講，淺湖區(qū)砂體物性優(yōu)于濱湖區(qū)。5濱海砂巖體：有超覆和退覆砂巖體、濱海砂洲、走向谷砂巖體，濱海砂巖體，巖性以中、細砂為主，分選磨圓好，松散，物性好。6濁流砂巖體：由根部前緣，由下部上部，物性變好，前方和上部可構(gòu)成良好的儲集層。7風成砂巖體：由成份純，圓度好，分選佳，膠結(jié)弱的砂粒組成，孔隙滲透性好，最有利的碎屑巖儲集體。第三節(jié) 碳酸鹽巖儲集層一、碳酸鹽巖儲集層的孔隙類型1. 原生孔隙：粒間孔隙

7、，包括遮蔽孔隙；粒內(nèi)孔隙：生物體腔孔隙，鮞內(nèi)孔隙；生物骨架孔隙；生物鉆孔孔隙；鳥眼孔隙。2. 次生孔隙：晶間孔隙；角礫孔隙；溶蝕孔隙：粒內(nèi)溶孔或溶?？祝ｉg溶孔，晶間溶孔，巖溶溶孔洞；裂縫：構(gòu)造裂縫，非構(gòu)造裂縫：成巖裂縫，風化裂縫，壓溶裂縫。在實際工作中，常把裂縫性碳酸鹽巖儲層的孔隙空間系統(tǒng)分為：裂縫孔隙系統(tǒng)：油氣滲流通道，是成為高產(chǎn)井的重要條件之一?；鶋K孔隙系統(tǒng)：是油氣的主要儲集空間，也是獲得穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵。二、 碳酸鹽巖儲集層的類型1. 孔隙型儲集層（包括孔隙裂縫性）2. 溶蝕型儲集層3. 裂縫型儲集層4. 復合型儲集層三、影響碳酸鹽巖儲集層的因素及分布規(guī)律（本節(jié)重點）1影響孔隙型儲集層發(fā)育的

8、因素及分布規(guī)律影響因素：沉積特征（沉積環(huán)境），即其孔隙度、滲透率大小與粒度、分選、磨圓、雜基含量以及造礁生物發(fā)育程度。分布規(guī)律：分布在高能環(huán)境或有利生物礁形成的環(huán)境，能形成好的粒間晶間孔隙。 2影響溶蝕型儲集層發(fā)育的因素及分布規(guī)律影響因素：碳酸鹽巖溶解度：與成分、結(jié)構(gòu)有關(guān)。地下水的溶蝕能力：取決于地下水的PH值、CO2含量、SO42含量、溫度、壓力。分布規(guī)律： 受巖性因素控制：主要分布在厚層、質(zhì)純、粗結(jié)構(gòu)的碳酸鹽巖層段，特別是白云巖； 受地下水活動的控制：發(fā)育于富含CO2的地下水活動地帶，主要在古風化殼帶（古巖溶帶）； 受構(gòu)造因素控制：在構(gòu)造裂縫發(fā)育的部位，為溶蝕裂縫的主要分布區(qū)。3影響裂縫型

9、儲集層發(fā)育的因素及分布規(guī)律影響因素： 巖性控制因素； 構(gòu)造的控制作用； 地下水的控制作用。分布規(guī)律：在質(zhì)純、脆性大，構(gòu)造強烈的部位，以及地下水活躍的地區(qū)。四、碳酸鹽巖與碎屑巖儲層的區(qū)別1. 碳酸鹽巖儲集層儲集空間的大小、形狀變化很大，其原始孔隙度很大而最終孔隙度卻較低。因易產(chǎn)生次生變化所決定。2. 碳酸鹽巖儲集層儲集空間的分布與巖石結(jié)構(gòu)特征之間的關(guān)系變化很大。以粒間孔等原生孔隙為主的碳酸鹽巖儲層其空間分布受巖石結(jié)構(gòu)控制，而以次生孔隙為主的碳酸鹽巖儲層其儲集空間分布與巖石結(jié)構(gòu)特征無關(guān)系或關(guān)系不密切。3. 碳酸鹽巖儲集層儲集空間多樣，且后生作用復雜。構(gòu)成孔、洞、縫復合的孔隙空間系統(tǒng)。4. 碳酸鹽巖

10、儲集層孔隙度與滲透率無明顯關(guān)系?？紫洞笮≈饕绊懣紫度莘e。總之，碳酸鹽巖儲層的主要特點：儲集空間發(fā)育具不均一性或突變性，也稱各向異性。第四節(jié) 其它巖類儲集層（簡介）一、火山巖儲集層二、結(jié)晶巖儲集層：三、泥質(zhì)巖儲集層第五節(jié) 蓋層一、蓋層的概念蓋層：指在儲集層的上方，能夠阻止油氣向上逸散的巖層。常見的蓋層： 石膏、鹽巖 占33%泥巖、頁巖 占65%致密灰?guī)r 占2%二、蓋層的封閉機制1. 蓋層較致密：巖石孔徑小，滲透性差。2. 無或少開啟裂縫：即使產(chǎn)生裂縫，由于其可朔性較好，也容易彌合成為閉合裂縫。3. 蓋層具較高的排替壓力排替壓力：是指某一巖樣中的潤濕相流體被非潤濕相流體開始排替所需的最低壓力。 4. 異常壓力帶阻止油氣向上逸散而成為蓋層三、蓋層的研究方法 氣體吸附法：測定微孔隙結(jié)構(gòu)特征。 壓汞法 蓋層擴散系數(shù)的測定 生儲蓋組合的研究主要參考書或建議閱讀的書籍:1、柳廣弟主編石油地質(zhì)學（第四版）第二章石油工業(yè)出版社2009年