石油地質(zhì)學(xué)- 第三四章(講課)

第三章儲集層和蓋層第三章儲集層與蓋層儲層與蓋層研究的意義

1.儲層是油氣運(yùn)移聚集的通道

2.儲層是油氣聚集的空間條件。然而，儲層為什么能儲存油氣，它都受哪些同素的控制？它的分布規(guī)律如何，它的微觀特點(diǎn)怎樣？是如何控制油氣的儲集的，勘探工作的一項(xiàng)極其重要的研究任務(wù)。

3.油氣為什么在儲層內(nèi)運(yùn)聚而不能逸散掉，蓋層是被子，蓋層對天然氣，對油氣田都重要，如松遼盆地兩套蓋層等。第三章儲集層與蓋層幾個(gè)概念

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。第三章儲集層與蓋層第三章儲集層與蓋層

按巖類分為：

碎屑巖儲層、碳酸鹽巖儲層、特殊巖類儲層（巖漿巖、變質(zhì)巖、泥質(zhì)巖等）

按儲集空間類型分為：孔隙型儲層、裂縫型儲層、孔縫型儲層、縫洞型儲層、孔洞型儲層、孔縫洞復(fù)合型儲層按滲透率的大小分為：高滲儲層、中滲儲層、低滲儲層§1

儲集層的物性參數(shù)

儲集層的基本特征是具孔隙性和滲透性，其孔隙滲透性的好壞、分布規(guī)律是控制地下油氣分布狀況、油氣儲量及產(chǎn)量的主要因素。第三章儲集層與蓋層一、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該巖樣總體積的比值。是衡量巖石孔隙的發(fā)育程度。

Pt=Vp/Vt*100%

按巖石孔隙大小，有超毛細(xì)管孔隙、毛細(xì)管孔隙和微毛細(xì)管孔隙三類。

1.超毛細(xì)管孔隙：直徑>0.5mm，相應(yīng)裂縫寬度>0.25mm，液體在重力作用下自由流動。

2.毛細(xì)管孔隙：直徑0.5～0.0002mm，裂縫寬度0.25～0.0001mm，由于毛細(xì)管力的作用，液體不能自由流動。

3.微毛細(xì)管孔隙：直徑<0.0002mm，裂縫寬度<0.0001mm，液體在非常高的剩余流體壓力梯度下流動。

第三章儲集層與蓋層

有效孔隙度：指彼此連通的，且在一般壓力條件下，可以允許液體在其中流動的超毛細(xì)管孔隙和毛細(xì)管孔隙體積之和與巖石總體積的比值。

Pe=Ve/Vt*100%第三章儲集層與蓋層根據(jù)孔隙度的大小儲集層分級表級別砂巖孔隙度（%）評價(jià)1234520-3015-2010-155-100-5很好好中等差無價(jià)值

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)。對于儲集層而言，指在地層壓力條件下，流體的流動能力。其大小遵循達(dá)西定律。

F·ΔPQ=K·

μ·L

K即為巖石的滲透率，國際單位為μm2，常用單位為達(dá)西（D）。

二、滲透性第三章儲集層與蓋層第三章儲集層與蓋層儲層類型滲透率（10-3μm2）評價(jià)碳酸鹽巖儲層>10010-1001-10<1高滲中滲低滲特低滲儲層類型滲透率（10-3μm2）評價(jià)碎屑巖儲層>2000500-200050-50010-501-10<1特高滲高滲中滲低滲特低滲超低滲

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(xué)反應(yīng)，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(shí)，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(shí)的有效滲透率與全部飽和時(shí)的絕對滲透率之比值，稱為該相流體的相對滲透率。

第三章儲集層與蓋層

某相有效滲透率的大小與該相流體的飽和度（流體體積與孔隙體積之比）成正相關(guān)系。飽和度增加，其有效滲透率和相對滲透率均增加，直到全部為某一相流體飽和，其有效滲透率等于絕對滲透率，即相對滲透率等于1。第三章儲集層與蓋層油—?dú)怙柡投扰c相對滲透率的關(guān)系曲線孔隙度與滲透率之間的關(guān)系

碎屑巖儲集層：滲透率與有效孔隙度有很好的正相關(guān)關(guān)系。滲透率的變化幅度要比孔隙度的變化幅度大很多。碳酸鹽巖儲集層：兩者無明顯的關(guān)系?？紫洞笮≈饕绊懫淇紫度莘e。因?yàn)樘妓猁}巖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，不一定以原生孔隙為主，有時(shí)可以是次生孔隙占主要。第三章儲集層與蓋層滲透率與孔隙度的關(guān)系圖三、儲集層的孔隙結(jié)構(gòu)

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。

孔隙：是孔隙系統(tǒng)中的膨大部分。決定了孔隙度大小。

喉道：是孔隙系統(tǒng)中的細(xì)小部分。決定了儲集層儲集能力和滲透特征。第三章儲集層與蓋層巖石孔隙系統(tǒng)示意圖1、概念①孔隙鑄體薄片法：把巖石切片，孔隙注入紅顏色的膠體，作成薄片，在鏡下觀察其孔隙及喉道的類型、形狀、大小等特征。②掃描電鏡：放大倍數(shù)增大。③壓汞曲線法第三章儲集層與蓋層2、研究方法壓汞曲線法

原理：由于孔喉細(xì)小，當(dāng)兩種或兩種以上互不相溶的流體同處于巖石孔隙系統(tǒng)中或通過巖石孔隙系統(tǒng)滲流時(shí)，必然發(fā)生毛細(xì)管現(xiàn)象，產(chǎn)生一個(gè)指向非潤濕相流體內(nèi)部的毛細(xì)管壓力Pc。

方法：

在不同壓力下，把非潤濕相的汞壓入巖石孔隙系統(tǒng)中，根據(jù)所加壓力與注入巖石的汞量，繪出壓力與飽和度關(guān)系曲線，稱為毛細(xì)管壓力曲線或壓汞曲線。按公式算出某一壓力下的孔喉等效半徑，結(jié)合巖石的總孔隙度資料，作出孔喉等效半徑分布圖。根據(jù)以上兩圖，可以對巖石的孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量評價(jià)。第三章儲集層與蓋層

評價(jià)孔隙結(jié)構(gòu)的參數(shù)：①排驅(qū)壓力（Pd）：表示非潤濕相開始注入巖樣中最大連通喉道的毛細(xì)管壓力，在曲線壓力最小的拐點(diǎn)。排驅(qū)壓力越小，說明大孔喉越多，孔隙結(jié)構(gòu)越好。第三章儲集層與蓋層毛細(xì)管壓力曲線圖

②孔喉半徑集中范圍與百分含量：反映了孔喉半徑的粗細(xì)和分選性，孔喉粗，分選好，其孔隙結(jié)構(gòu)好。毛細(xì)管壓力曲線上，曲線平坦段位置越低，說明集中的孔喉越粗；平坦段越長，說明孔喉的百分含量越大。第三章儲集層與蓋層毛細(xì)管壓力曲線圖孔喉等效半徑分布圖

③飽和度中值壓力：非潤濕相飽和度為50%時(shí)對應(yīng)的毛細(xì)管壓力（Pc50%），與之對應(yīng)的喉道半徑稱為飽和度中值喉道半徑(R50）。Pc50%越低，R50越大，則孔隙結(jié)構(gòu)好。④最小非飽和的孔隙體積百分?jǐn)?shù)（Smin%）：當(dāng)注入汞的壓力達(dá)到儀器的最高壓力時(shí)，仍沒有被汞侵入的孔隙體積百分?jǐn)?shù)。一般將小于0.04μm的孔隙稱為束縛孔隙。束縛孔隙含量愈大，儲集層滲透性能越差。第三章儲集層與蓋層毛細(xì)管壓力曲線圖四、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?jǐn)?shù)稱為油、氣、水的飽和度。在油藏中的油、水分布反映出毛細(xì)管壓力同油、水兩相壓力差相平衡的結(jié)果，在油藏的不同高度上的油、水飽和度是變化的。第三章儲集層與蓋層第三章儲集層與蓋層21

油氣儲層由于在形成過程中受沉積環(huán)境、成巖作用和構(gòu)造作用的影響，其空間分布與內(nèi)部屬性（如孔隙度、滲透率、孔隙結(jié)構(gòu)等）都存在不均勻的變化，這種變化就稱為儲層非均質(zhì)性。

它是影響地下油氣水運(yùn)動及油氣采收率的重要因素。一、儲層非均質(zhì)的定義五、儲層非均質(zhì)第三章儲集層與蓋層1.規(guī)模分類第三章儲集層與蓋層大規(guī)模儲層非均質(zhì)性控制較大規(guī)模滲流儲層垂向上非均質(zhì)性垂向滲流＋水平滲流開發(fā)后殘余油分布孔隙級儲層非均質(zhì)性Weber，1986成因分類第三章儲集層與蓋層裘亦楠根據(jù)我國陸相儲層特征及生產(chǎn)實(shí)踐，把碎屑巖儲層的非均質(zhì)由小到大分成五級即：（1）微觀孔隙非均質(zhì)性：包括孔隙分布、孔隙類型、粘土基質(zhì)等。（2）基本巖性、物性：粒度及分布、礦物組成、膠結(jié)物；孔隙度、滲透率、飽和度、滲流特征、敏感性。（3）層內(nèi)非均質(zhì)性：包括粒度韻律性，層理構(gòu)造變序列，滲透率差異程度及高滲段位置，層內(nèi)不連續(xù)泥質(zhì)灰層分布頻率和大小，以及其它不滲透隔層特征，全層規(guī)模的水平垂直滲透率比值等。（4）平面非均質(zhì)性：包括砂體成因單元連通程度，平面孔隙度和滲透率的變化及非均質(zhì)程度，滲透率的方向性；（5）層間非均性：包括層系的旋回性，砂層間滲透率的非均質(zhì)程度，隔層分布，特殊類型層的分布，層組和小層劃分等。裘亦南的分類第三章儲集層與蓋層Haldorsen的儲層非均質(zhì)性分類(與孔隙平均值有關(guān)的體積分布)1、微觀非均質(zhì)性(孔隙和砂顆粒規(guī)模）2、宏觀非均質(zhì)性(肉眼可見的，即傳統(tǒng)的巖芯規(guī)模）3、大型非均質(zhì)性(模擬模型中的大型網(wǎng)塊)4、巨型非均質(zhì)性（整個(gè)巖層或區(qū)域規(guī)模）?！?碎屑巖儲集層

99%以上的儲集層為沉積巖，其中又以碎屑巖和碳酸鹽巖為主，1%為其它巖類儲集層。所以按巖類可分以下三種類型儲集層。碎屑巖儲集層的巖類包括：礫巖，含礫砂巖，中、粗砂巖，細(xì)砂巖及粉砂巖，其中物性最好的是中-細(xì)砂巖和粗粉砂巖。第三章儲集層與蓋層一、碎屑巖儲集層的孔隙類型

傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為砂巖儲集層的孔隙類型以原生的粒間孔隙為主，只有很小一部分是次生的，并且都把次生孔隙（除了裂縫以外）解釋為是地層出露地表時(shí)大氣水淋濾的結(jié)果。直到1979年，自從施密特麥克唐納（Schmidt）發(fā)表了“砂巖成巖過程中的次生儲集孔隙”之后。人們對次生孔隙的概念、類型、識別標(biāo)志、形成機(jī)制及意義才有了較明確的認(rèn)識。

第三章儲集層與蓋層Schmidt將碎屑巖孔隙類型分為五類

①粒間孔隙：一般為原生孔隙。其孔隙度隨埋深的增加有所降低，但降低的速度比粘土巖慢得多。②特大孔隙：按Schmidt標(biāo)準(zhǔn)，超過相鄰顆粒直徑1.2倍的孔隙屬特大孔隙。多數(shù)為次生孔隙。③鑄?？紫叮菏侵干皫r中具有一定特征幾何形狀的介殼碎屑、碳酸鹽粒屑、結(jié)晶礦物（鹽、石膏、菱鐵礦）被溶蝕后，保持原組構(gòu)外形的那些孔隙。屬于一種溶蝕的次生孔隙。④組分內(nèi)孔隙：一切組分，如顆粒、雜基、膠結(jié)物內(nèi)出現(xiàn)的孔隙?？梢允窃模ǔ练e的和沉積前），也可以是后生的（成巖過程及其后新生的）。⑤裂縫：砂巖中裂縫較為次要，但如果沿裂縫發(fā)生較強(qiáng)烈的溶蝕作用時(shí)，它的作用就十分重要。第三章儲集層與蓋層第三章儲集層與蓋層第三章儲集層與蓋層二、影響碎屑巖儲集層儲集性的因素

第三章儲集層與蓋層1、沉積作用對砂巖儲層原生孔隙發(fā)育的影響

（１）礦物成分對原生孔隙的影響

礦物成份主要以石英、長石、云母。礦物成份對儲集物性的影響主要視以下兩個(gè)方面：

礦物的潤濕性：潤濕性強(qiáng)，親水的礦物，表面束縛薄膜較厚，縮小孔隙空間，滲透性變差。

礦物的抗風(fēng)化能力：抗風(fēng)化能力弱，易風(fēng)化成粘土礦物充填孔隙或表面形成風(fēng)化層減小孔隙空間。

因此，長石砂巖較石英砂巖物性差。除長石外，其它顆粒礦物成份對物性影響不大。（２）巖石結(jié)構(gòu)對原生孔隙的影響

粒度和分選系數(shù)的影響

粒度：總孔隙度隨粒徑加大而減小。因?yàn)榱６刃?，分選差，磨圓差，較松散，比圓度好的較粗砂巖孔隙度大。滲透率則隨粒徑的增大而增加。因?yàn)榱叫?，孔喉小，比表面積小，毛細(xì)管壓力大。當(dāng)分選系數(shù)一定時(shí)，滲透率的對數(shù)值與粒度中值成線性關(guān)系。第三章儲集層與蓋層

分選：粒度中值一定時(shí)：分選差的巖石，小顆粒充填大孔隙，使孔隙度、滲透率降低；分選好的巖石，孔滲增高?？紫抖?、滲透率隨著分選系數(shù)趨于1而增加，分選系數(shù)So<2時(shí)，各種粒徑的砂巖孔隙度、滲透率都隨So增大而降低；分選系數(shù)So>2時(shí)，中細(xì)粒砂巖，孔隙度隨So增大而緩慢下降；粗粒和極細(xì)粒砂巖，So增加時(shí)，孔隙度基本不變。

立方體排列：堆積最松，孔隙度最大，滲透率最高；斜方體排列：孔隙直徑較小，滲透率低。磨圓度增高，儲集物性變好。第三章儲集層與蓋層（３）雜基含量對原生孔隙的影響

雜基：指顆粒直徑小于0.0315mm的非化學(xué)沉淀顆粒。代表沉積環(huán)境能量，在沉積作用的影響因素中最重要的因素是雜基含量。

雜基含量高，一般代表分選差，平均粒徑也較小，喉道小，多為雜基支撐，孔隙結(jié)構(gòu)差，其孔隙、滲透性也差。第三章儲集層與蓋層2、成巖后生作用對砂巖儲層物性的影響

壓實(shí)作用：包括早期的機(jī)械壓實(shí)和晚期的化學(xué)壓溶作用。壓實(shí)作用結(jié)果使原生孔隙度降低。

膠結(jié)作用：膠結(jié)物的含量、成份、類型對儲集性有影響。含量高，粒間孔隙被充填，減少原生孔隙，連通性變差，物性變差。泥質(zhì)、鈣-泥質(zhì)膠結(jié)的巖石較松，物性較好；純鈣質(zhì)、硅質(zhì)或鐵質(zhì)膠結(jié)的巖石致密，物性差。膠結(jié)類型由接觸式→接觸→孔隙式→孔隙→基底式→基底式物性逐漸變差。

溶解作用：粗粒、孔隙水多或含有有機(jī)酸的砂巖，能溶解孔喉中的碳酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽，改善儲層物性。

交代作用和重結(jié)晶作用：物性的改變要視被交代物和重結(jié)晶結(jié)果而定。第三章儲集層與蓋層三、碎屑巖儲集層的形成環(huán)境及分布

碎屑巖儲集層的形成和分布，受古沉積條件及古構(gòu)造條件的控制。一個(gè)沉積盆地內(nèi)碎屑巖儲集層發(fā)育情況，受沉積旋回的控制，一般在一個(gè)完整旋回的中后期所沉積的砂質(zhì)巖，分布廣，厚度大，儲集物性好，常常形成良好的碎屑巖儲集層。

古構(gòu)造條件對碎屑巖儲集層的形成和分布也有影響。一般在盆地的斜坡帶，碎屑物質(zhì)經(jīng)過機(jī)械分異作用，顆粒較均勻，圓度好，膠結(jié)物含量少，儲集物性甚佳。在水下大型古隆起的頂部和翼部，由于湖水的沖洗作用，形成物性良好的碎屑巖儲集層。

第三章儲集層與蓋層

橫向上碎屑巖儲集層的分布主要是受沉積環(huán)境的控制，主要分布于砂巖體中。

砂巖體：是指在一定的地質(zhì)時(shí)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。

第三章儲集層與蓋層舌狀砂巖體平面、剖面分布特征圖舌狀砂巖體可分為四個(gè)帶：主體：近沉積物部分；核部：砂巖體中部、砂巖最發(fā)育的地段；前緣帶：砂巖體最前方和兩側(cè)邊緣的砂巖體尖滅帶，連通性較差。斷續(xù)分布帶：介于砂巖體沉積區(qū)與泥巖沉積區(qū)之間的透鏡體砂巖，以泥質(zhì)粉砂巖為主。1、沖積扇砂礫巖體

在干旱、半干旱氣候區(qū)，山地河流進(jìn)入平原，在山的出口堆積而形成的扇形砂礫沉積體。巖性為礫、砂和泥質(zhì)組成的混雜堆積，粒度粗，分選差，成份復(fù)雜，圓度不好。

物性特征：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。其中以扇中的辮狀河道砂礫巖體物性較好，若鄰近油源，可形成油氣藏。第三章儲集層與蓋層洪積錐（或沖積扇）沉積模式圖2、河流砂巖體

巖性由礫、砂、粉砂和粘土組成，以砂質(zhì)為主，成分復(fù)雜，分選差—中等。

邊灘砂巖體（屬稱點(diǎn)砂壩）：發(fā)育于河流中、下游彎曲河道內(nèi)側(cè)（凸岸），為透鏡狀，由下到上，粒度由粗到細(xì)的正粒序。中部儲油物性較好，向上、向兩側(cè)逐漸變差。第三章儲集層與蓋層河曲內(nèi)側(cè)點(diǎn)砂壩的沉積模式圖

河床砂礫巖體（屬稱心灘）：沿河道底部沉積。平面呈狹長不規(guī)則條帶狀，走向一般與海岸線垂直或斜交；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。滲透率變化較大。第三章儲集層與蓋層3、三角洲砂巖體

三角洲是河流入湖或入海口流速降低而形成的扇形沉積體，以砂巖為主，巖性偏細(xì)?？煞秩齻€(gè)亞相帶，各亞相帶主要的砂體有：

三角洲平原：分流河道砂巖體，以粉砂巖、砂巖為主，偏細(xì)。

三角洲前緣：水下分流河道；河口砂壩：細(xì)、粉砂，分選好；遠(yuǎn)砂壩：粉砂、細(xì)砂和少量粘土。第三章儲集層與蓋層三角洲沉積平面及垂相分布帶

前三角洲：席狀砂：砂質(zhì)純，分選好。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。第三章儲集層與蓋層美國兩個(gè)典型三角洲砂巖體分布圖4、湖泊砂巖體

平行湖岸成環(huán)帶狀分布濱湖相、淺湖相、深湖相，砂體集中于濱湖區(qū)和淺湖區(qū)，這兩區(qū)顆粒受波浪的淘洗，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)。

湖泊砂巖體為我國多數(shù)油田的儲集層類型。第三章儲集層與蓋層5、濱海砂巖體

濱海區(qū)由于波浪、沿岸流、潮汐、風(fēng)的作用，破壞附近的三角洲可形成沿岸線呈帶狀、串珠狀分布的砂壩；由于海水的頻繁進(jìn)退可形成超覆與退覆砂巖體。

超覆和退覆砂巖體：海進(jìn)海退的頻繁交替形成。海進(jìn)砂巖體：下覆三角洲平原或其它海岸沉積物，不利生油。海退砂巖體：下伏海相頁巖，是很好的生油巖，形成較好的生儲組合。第三章儲集層與蓋層超覆退覆砂巖體與海灘砂巖體

濱海砂洲：平行海岸線分布。平面上呈狹長帶狀，形成較好的生儲組合。剖面上呈底平頂拱的透鏡狀，由下到上粒度變粗。向上物性變好，向海一側(cè)砂巖與頁巖分界明顯,滲透性好；向陸一側(cè)砂巖漸變?yōu)轫搸r和粘土,富含泥質(zhì)，滲透性變差。

走向谷砂巖體：在海進(jìn)過程中的海岸上，沿單面山古地形陡崖或斷層陡階走向分布的濱海砂巖體，巖性以中、細(xì)砂為主，分選磨圓好，松散，物性好。第三章儲集層與蓋層濱海砂洲地圖7、濁流砂巖體

濁流攜帶大量的泥砂在大陸斜坡到深海平原形成的扇形堆積體。由根部到前緣，由下部到上部，沉積物由粗變細(xì)，分選由差變好，前方和上部是分選較好的砂質(zhì)沉積，可構(gòu)成良好的儲集層，濁積砂巖體發(fā)育在深水泥巖之中，有豐富的油源，構(gòu)成了油氣藏面積不大，但油層厚，儲量大。第三章儲集層與蓋層濁流砂巖體沉積環(huán)境模擬圖8、風(fēng)成砂巖體

在大陸沙漠區(qū)、河岸附近，可形成風(fēng)成砂丘。由成份純、圓度好、分選佳、膠結(jié)弱的砂粒組成，無泥質(zhì)夾層，厚度大，孔隙滲透性好，最有利的碎屑巖儲集體。在陸相沉積中，湖成（海岸）砂巖體往往同河床、三角洲、沖積扇、風(fēng)成砂體混在一起，不同時(shí)期，不同成因的砂巖體有時(shí)連成一片，形成一個(gè)歷時(shí)層狀砂巖體。第三章儲集層與蓋層§3碳酸巖鹽儲集層

現(xiàn)在，從碳酸鹽巖儲集層中發(fā)現(xiàn)的油氣儲量已接近世界油氣儲量的一半，產(chǎn)量則已達(dá)總產(chǎn)量的60%以上。碳酸鹽巖儲集層的類型很多，巖性以粒屑灰?guī)r、生物骨架灰?guī)r和白云巖為主。第三章儲集層與蓋層一、碳酸鹽巖儲集層的孔隙類型

（一）原生孔隙

1、粒間孔隙多存在于粒屑灰?guī)r，特征與砂巖的相似，不同之處是，易受成巖后生作用的改變，常具有較高的孔隙度。

另外，有的由較大的生物殼體、碎片或其它顆粒遮蔽之下形成的孔隙，稱遮蔽孔隙，也屬粒間孔隙。第三章儲集層與蓋層孔隙類型示意圖（黑影部分代表孔隙）

2、粒內(nèi)孔隙

是顆粒內(nèi)部的孔隙，沉積前顆粒在生長過程中形成的，有兩種：

生物體腔孔隙：生物死亡之后生物體內(nèi)的軟體腐爛分解，體腔內(nèi)未被灰泥充填或部分充填而保留下來的空間。多存在于生物灰?guī)r，孔隙度很高，但必須有粒間或其它孔隙使它相通才有效。

鮞內(nèi)孔隙：原始鮞的核心為氣泡而形成。第三章儲集層與蓋層孔隙類型示意圖（黑影部分代表孔隙）3、生物骨架孔隙4、生物鉆孔孔隙5、鳥眼孔隙第三章儲集層與蓋層孔隙類型示意圖（黑影部分代表孔隙）（二）次生孔隙

1、晶間孔隙

2、溶蝕孔隙

3、裂縫第三章儲集層與蓋層孔隙類型示意圖（黑影部分代表孔隙）3、溶蝕孔隙

根據(jù)成因和大小，包括以下幾種：

粒內(nèi)溶孔或溶?？祝河捎谶x擇性溶解作用而部分被溶解掉所形成的孔隙，稱粒內(nèi)溶孔。整個(gè)顆粒被溶掉而保留原顆粒形態(tài)的孔隙稱溶?？住?/p>

粒間溶孔：膠結(jié)物或雜基被溶解而形成。

晶間溶孔：碳酸鹽晶體間的物質(zhì)選擇性溶解而形成。

巖溶溶孔洞：上述溶蝕進(jìn)一步擴(kuò)大或與不整合面淋濾溶解有關(guān)的巖溶帶所形成的較大或大規(guī)模溶洞?？讖?lt;5mm或1cm為溶孔；>5mm或1cm為溶洞。第三章儲集層與蓋層4、裂縫

依成因可分為：

①構(gòu)造裂縫：邊緣平直，延伸遠(yuǎn)，成組出現(xiàn)，具有明顯的方向性、穿層。

②非構(gòu)造裂縫：包括：成巖裂縫：壓實(shí)、失水收縮、重結(jié)晶而形成。不穿層，平行層面，裂縫面彎曲，形狀不規(guī)則，延伸短。風(fēng)化裂縫：地表水淋濾和地下水滲濾溶蝕改造形成。大小不均，形態(tài)奇特，邊緣具明顯的氧化暈圈。壓溶裂縫：壓溶作用，選擇性溶解而形成的頭蓋骨接縫似的縫合線。

在實(shí)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。第三章儲集層與蓋層二、碳酸鹽巖儲集層的類型

根據(jù)碳酸鹽巖儲集層儲集空間的類型來劃分，可將儲集層類型分為：

1.孔隙型儲集層（包括孔隙-裂縫性）巖性：主要為顆粒石灰?guī)r：鮞粒、碎屑、生物碎屑、粒晶灰?guī)r及白云巖等。儲集空間：原生和次生的粒間、粒內(nèi)、晶間孔隙發(fā)育；裂縫次之。

2.溶蝕型儲集層儲集空間：以溶蝕孔隙、洞，連成一個(gè)洞穴系統(tǒng)。分布：不整合面及大斷裂帶附近。特別是古風(fēng)化殼、古巖溶帶。第三章儲集層與蓋層

3.裂縫型儲集層巖性：主要為白云巖、白云巖化灰?guī)r。儲集空間：裂縫為主，尤其縱橫交錯(cuò)構(gòu)成的裂縫網(wǎng)。其特征是：巖性測定其物性極低，與油氣實(shí)際產(chǎn)能不適應(yīng)。

4.復(fù)合型儲集層儲集空間：孔、洞、縫同時(shí)或出現(xiàn)兩種。有利于形成儲量大、產(chǎn)量高的大型油氣田。第三章儲集層與蓋層三、影響碳酸鹽巖儲集層的因素

由于碳酸鹽巖儲集層儲集空間多樣，尤其是次生改造作用，使得其物性的影響因素及分布規(guī)律較為復(fù)雜，要視不同的儲集層類型而不同。

1、孔隙型儲集層發(fā)育的影響因素

孔隙型儲集層儲集空間多以原生粒間-晶間孔隙為主，影響其發(fā)育的因素取決于原來巖石的沉積特征（沉積環(huán)境），即類似于碎屑巖儲集層，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。第三章儲集層與蓋層

分布：孔隙型儲集層其物性受沉積環(huán)境的控制，因此，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，是此類儲集層分布的主要相帶。平面上主要分布在臺地前緣斜坡相、淺灘相、盆地邊緣生物礁相、潮坪相；剖面上儲集層處于兩次海進(jìn)之間的海退層序，其下海進(jìn)的細(xì)粒碳酸鹽巖作為生油層，其上海進(jìn)的細(xì)粒碳酸鹽巖作為生油層和蓋層。第三章儲集層與蓋層2、溶蝕型儲集層發(fā)育的影響因素

碳酸鹽巖溶解度：其它條件相同時(shí)，成分越純正，易溶，溶解度從大到小是石灰?guī)r>白云巖>泥灰?guī)r（即與Ca/mg比成正比）；從結(jié)構(gòu)構(gòu)造來看，粗晶、厚層石灰?guī)r比細(xì)晶、薄層灰?guī)r易溶。

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。水中含CO2及有機(jī)酸時(shí)，水呈酸性，PH值下降，碳酸鹽巖溶解度增大。第三章儲集層與蓋層在不同因素影響下方解石和白云石溶解度的變化示意圖第三章儲集層與蓋層

水中CaSO4含量增加時(shí)，白云巖溶解度增加，而方解石的溶解度下降，所以富含SO42-的地區(qū)，白云巖中的溶孔比石灰?guī)r更為發(fā)育。溫度、壓力的影響是：開放體系中，溫度升高導(dǎo)致CO2釋放，壓力降低，PH值增加，使碳酸鹽巖的溶解度降低，不利于溶蝕孔隙的形成；封閉體系中，溶解度隨溫度增加而增加（不是自然條件）。

分布：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。發(fā)育于富含CO2的地下水活動地帶，主要在古風(fēng)化殼帶，巖石遭受風(fēng)化剝蝕，孔隙發(fā)育，地下水沿裂縫滲流地下，形成巖溶帶。分三帶：

垂直滲流帶：水流特點(diǎn)以向下淋濾作用為主，流速快，溶蝕作用不太充分；溶孔以垂直孔縫為主，儲集層分帶性不明顯，有時(shí)有地表滲入的沉積物所充填。

地下水水位季節(jié)變化帶：水流特點(diǎn)為水平與垂直流動的周期性交替?？卓p具有水平及垂直方向均發(fā)育，形成孔、洞均好的儲層。厚度據(jù)地下滲流條件和巖溶作用不同而不同。

潛流帶：水流為水平方向，上述兩帶補(bǔ)充CO2，水流緩慢與巖石作用時(shí)間長。發(fā)育良好的水平方向溶蝕孔洞，儲層分帶性明顯。厚度與易溶巖層厚度有關(guān)。第三章儲集層與蓋層3、裂縫型儲集層發(fā)育的影響因素

巖性控制因素

成份較純，脆性大，裂縫發(fā)育，泥質(zhì)含量高，裂縫不發(fā)育。結(jié)構(gòu)構(gòu)造上，質(zhì)純粒粗、結(jié)晶粗的裂縫發(fā)育，薄層裂縫密度較大，但規(guī)模較小，易產(chǎn)生層間縫和層間脫空；厚層裂縫密度小，但規(guī)模較大，以立縫和高角度斜縫為主。

構(gòu)造的控制作用

在構(gòu)造強(qiáng)烈部位構(gòu)造裂縫發(fā)育。長期持續(xù)上升的區(qū)域，局部構(gòu)造高點(diǎn)、長軸、傾沒端、斷層及斷裂帶附近裂縫發(fā)育。

地下水的控制作用

地下水活躍的地區(qū)，構(gòu)造裂縫溶解，擴(kuò)大裂縫的作用。

分布：在質(zhì)純、脆性大，構(gòu)造強(qiáng)烈的部位，以及地下水活躍的地區(qū)。第三章儲集層與蓋層四、碳酸鹽巖與碎屑巖儲層的區(qū)別

碳酸鹽巖與碎屑巖相比，由于其化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，容易遭受劇烈的次生變化，通常經(jīng)受更為復(fù)雜的沉積環(huán)境及沉積后的變化。有以下幾點(diǎn)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。第三章儲集層與蓋層

3、碳酸鹽巖儲集層儲集空間多樣，且后生作用復(fù)雜。構(gòu)成孔、洞、縫復(fù)合的孔隙空間系統(tǒng)。

4、碳酸鹽巖儲集層孔隙度與滲透率無明顯關(guān)系。孔隙大小主要影響孔隙容積?？傊?，碳酸鹽巖儲層的主要特點(diǎn)：儲集空間發(fā)育具不均一性或突變性，也稱各向異性。第三章儲集層與蓋層§4其它類型儲集層

火山巖儲集層：包括火山噴發(fā)巖和火山碎屑巖。主要儲集空間為構(gòu)造裂縫或受溶解的構(gòu)造裂縫，因此，在構(gòu)造裂縫發(fā)育的小型斷陷盆地邊緣與隆起過度帶，有火山巖儲層。它往往發(fā)育于生油層之中或鄰近的火山巖，對含油有利。

結(jié)晶巖儲集層：包括各種變質(zhì)巖，儲集空間主要為風(fēng)化孔、縫及構(gòu)造縫。多發(fā)育在不整合帶、盆地邊緣斜坡及盆地古突起，以此為儲集層的油氣藏屬稱基巖油氣藏。

泥質(zhì)巖儲集層：儲集空間主要為構(gòu)造裂縫或泥巖中含有易溶成分石膏、鹽巖等，經(jīng)地下水溶蝕形成溶孔、溶洞等。第三章儲集層與蓋層§5封蓋條件

一、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。常見的蓋層有：石膏和鹽巖占33%，泥巖、頁巖占65%，致密灰?guī)r占2%。第三章儲集層與蓋層二、蓋層的封閉機(jī)制蓋層較致密，巖石孔徑小，滲透性差；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；蓋層具較高的排替壓；異常壓力帶也能阻止油氣向上逸散而成為蓋層。第三章儲集層與蓋層第三章儲集層與蓋層三、蓋層的性質(zhì)蓋層有兩大類：區(qū)域蓋層與局部蓋層。前者覆蓋了油氣運(yùn)移路徑，后者限定了油氣聚集。蓋層可以是任何巖性，唯一的條件是組成蓋層的巖性界面的最小排替壓力要大于下伏油氣聚集油柱的浮壓。對蓋層的分析首先應(yīng)當(dāng)確定生烴、排烴的時(shí)間和位置。只有那些在成熟生油巖之上，分布范圍又大，且有儲蓋組合的蓋層才對特定含油氣系統(tǒng)具有重要意義。只要集中注意那些控制成因上相關(guān)的油氣運(yùn)移與聚集的不滲透面即可。

第三章儲集層與蓋層

①膏鹽類蓋層

最佳蓋層。石膏、硬石膏和巖鹽

②泥質(zhì)巖類蓋層最常見蓋層。分布最廣、數(shù)量最多

③碳酸鹽巖類蓋層

泥灰?guī)r、致密灰?guī)r，較差1.按巖性分類第三章儲集層與蓋層

區(qū)域性蓋層：指遍布在含油氣盆地或者坳（凹）陷中的大部分地區(qū)，厚度大，面積大，分布廣而穩(wěn)定的蓋層。對整個(gè)盆地或者坳陷油氣聚集起控制作用。局部性蓋層：指分布在一個(gè)或數(shù)個(gè)油氣保存單元內(nèi)或者在某些局部構(gòu)造或者局部構(gòu)造上某些部位的蓋層。在局部地區(qū)分布的蓋層。只對某一地區(qū)局部的油氣聚集起控制作用。

2.按分布范圍大小分類：第三章儲集層與蓋層第三章儲集層與蓋層

3根據(jù)蓋層與油氣藏的位置關(guān)系:

①直接蓋層:指緊鄰儲層之上的封閉巖層?？梢允蔷植啃陨w層,也可以是區(qū)域性蓋層。

②上覆蓋層:指儲集巖上覆直接蓋層之上的所有非滲透性巖層。一般是指區(qū)域性蓋層,對區(qū)域性的油氣聚集和保存起重要作用。第三章儲集層與蓋層

二、蓋層的封閉機(jī)理

1.物性封閉排替壓力：巖石中非潤濕相流體被潤濕相統(tǒng)體排替所需要的最低壓力，即是巖石中最大連通孔隙的毛管壓力，大小可由下式表示：

Pа——最大連通孔隙毛管壓力（排替壓力）R——最大連通孔隙半徑σ——?dú)猓ㄓ停┧缑鎻埩Ζ摇嘟缑娼佑|角第三章儲集層與蓋層

物性封閉的實(shí)質(zhì)——高排替壓力逸制游離烴通過蓋層的散失。

排替壓力的大小取決于蓋層巖石的粒度和壓實(shí)程度。

只有當(dāng)氣藏（油藏）剩余壓力大于蓋層排替壓力時(shí)，蓋層最大連通孔隙流體被排替，油氣開始逸散，當(dāng)壓力降到蓋層排替壓力時(shí)，逸失停止，直到下次油氣藏壓力積蓄到高于蓋層排替壓力。第三章儲集層與蓋層2.烴濃度封閉（低擴(kuò)散系數(shù)）實(shí)質(zhì)：高烴濃度蓋層抑制油氣的擴(kuò)散逸失。在濃度差的作用下流體擴(kuò)散是一種普遍現(xiàn)象，尤其輕烴（甲烷）最重要，取決于巖石的致密程度和烴濃度差；烴類通過蓋層的擴(kuò)散量可由下式表示Q——擴(kuò)散量H——蓋層厚度C0——初始濃度C1——蓋層上部濃度S——擴(kuò)散面積T——擴(kuò)散時(shí)間D——擴(kuò)散系數(shù)

D取抉于巖石性質(zhì)，成巖程度。巖性越細(xì)，越致密，D越小。第三章儲集層與蓋層

擴(kuò)散系數(shù)與巖石參透率K一樣，是表征巖石本身抑制擴(kuò)散能力的參數(shù)，與擴(kuò)散流體性質(zhì)有關(guān)系，

巖石擴(kuò)散系數(shù)越小，蓋層封閉能力越強(qiáng)，反之越弱；也與蓋層中烴濃度有關(guān).第三章儲集層與蓋層

3.超壓封閉較高的蓋層孔隙流體超壓，抑制水溶烴和游離烴逸失。第三章儲集層與蓋層欠壓實(shí)泥巖封閉能力示意圖（郝石生，1995）第三章儲集層與蓋層4.蓋層研究方法

1）蓋層宏觀分布利用地震、測井、鉆井資料確定蓋層的分布范圍，橫向連續(xù)性，確定區(qū)域與局部蓋層及其巖性。第三章儲集層與蓋層

2）蓋層微觀封閉能力（1）排替壓力研究①蓋巖樣品測試；②建立排替壓力與聲波時(shí)差關(guān)系，根據(jù)聲波時(shí)差隨深度的變化關(guān)系建立排替壓力隨深度的變化關(guān)系，并根據(jù)各井蓋層埋深研究出蓋層排替壓力平面分布規(guī)律。

庫車坳陷英買9井蓋巖排替壓力隨埋深變化關(guān)系圖第三章儲集層與蓋層（2）擴(kuò)散系數(shù)及烴濃度研究①實(shí)測；②建立實(shí)測擴(kuò)散系數(shù)與聲波時(shí)差關(guān)系，通過聲波時(shí)差求取擴(kuò)散系數(shù)。③建立烴濃度與深度之間關(guān)系曲線，研究各深度處烴濃度封閉能力；第三章儲集層與蓋層（3）建立聲波時(shí)差與深度之間關(guān)系，研究蓋層的壓力封閉能力。第三章儲集層與蓋層

3）蓋層封閉有效性研究通過恢復(fù)蓋層封閉性演化史、源巖排烴史，研究二者匹配關(guān)系，只有在源巖排烴以前，或早期階段形成的蓋層，才具較高的有效性，在排烴之后形成的蓋層，不具有效性，盡管有時(shí)此類蓋層封閉能力很強(qiáng)