碳酸鹽儲層儲集層孔隙結(jié)構(gòu)

碳酸鹽儲層儲集層孔隙結(jié)構(gòu)第1頁/共80頁2孔隙類型按形態(tài)和成因類型空隙可分為孔、洞、縫3大類，再根據(jù)影響孔隙發(fā)育的因素、形態(tài)和大小分為14個亞類。單因素的空隙類型可以組合成多成因的復(fù)合型空隙類型。碳酸鹽儲集巖中的孔隙空間和喉道變化甚大，在同一油藏的不同部位和層段，可發(fā)育不同形式的空隙和喉道，組成不同的儲集空間組合型式。在特殊情況下，同一油氣藏的不同構(gòu)造部位，其儲集類型會有差異。1.0碳酸鹽巖儲層孔隙類型－－CNPC標(biāo)準(zhǔn)第2頁/共80頁3

成因類型空間大小特征類亞類孔粒間<2mm粒間孔，粒間殘留孔，粒間溶蝕孔粒內(nèi)各種顆粒內(nèi)被溶蝕成孔礫間裂縫切割，巖石破碎形成角礫礫間溶孔晶間晶體、晶間殘留孔或溶蝕孔鑄模粒模各種顆粒被溶蝕無余，但保留其可辨外形晶模各種晶體被溶蝕無余，但保留其可辨外形生物模生物貝殼被溶無余，但保留其貝殼形態(tài)骨架原地群體生物生長時留下的孔隙體腔有機(jī)體腐爛，但生物體壁完整，留下殼體空腔溶孔無選擇性溶蝕成孔第3頁/共80頁4成因類型空間大小mm）特征類亞類洞溶蝕擴(kuò)大孔隙大洞>500微小孔隙，溶蝕成大洞裂縫微細(xì)裂縫強(qiáng)烈溶蝕坍塌溶蝕成洞鹽類小洞2~500易溶鹽類溶解坍塌物理或化學(xué)作用的破碎坍塌溶蝕成洞縫層間大縫>1沉積作用形成，受沉積物及環(huán)境控制古風(fēng)化物理風(fēng)化作用的破碎，天水淋濾的破壞溶溝小縫0.01~1無方向性，縫壁不平整構(gòu)造應(yīng)力控制，組系分明，平整延伸，切割力強(qiáng)第4頁/共80頁51.0碳酸鹽巖儲層孔隙類型－－國外分類方案第5頁/共80頁61.1.1．原生孔隙

原生孔隙可分為粒間孔隙、粒內(nèi)孔隙、晶間孔隙、殼體掩蔽孔隙和生物骨架孔隙五種。（1）粒間孔隙：系指顆粒含量在巖石中占主要地位時（大于50一60%），它可形成顆粒支撐，其空間未被灰泥或膠結(jié)物充填部分即為粒間孔隙。（2）粒內(nèi)孔隙：是由于生物死亡后，軟體部分腐爛分解后所出現(xiàn)的空間。（3）晶間孔隙是碳酸鹽晶體之間形成的孔隙。主要是重結(jié)晶作用所形成，因而孔隙都比較規(guī)則。1.1.碳酸鹽巖儲層孔隙類型第6頁/共80頁7

（4）殼體掩蔽孔隙：是由于殼體或殼體碎片沉積后起了掩蔽作用，阻止了較小顆粒、膠結(jié)物及灰泥進(jìn)人掩蔽空間，從而形成的孔隙。（5）生物骨架孔隙：是由于生物造礁活動而形成的骨架空間。這種空間在沒有或局部充填的情況下，往往形成大量孔隙。世界上生物礁大油田很多，油氣主要儲集在生物骨架孔隙之中。如美國二疊紀(jì)盆地的馬蹄環(huán)礁油區(qū)克勒一富德油田產(chǎn)油礁巖厚約70米，最大油柱高230米。地質(zhì)儲量4億噸，是一個大型的生物礁油田；估計其采收率可達(dá)51．7%。1.1.1．原生孔隙第7頁/共80頁8組成基質(zhì)的晶?；蝾w粒大小可按下述等級來描述：晶粒及（或）顆粒大小符號大（粗）>0.5毫米L

中等0.25—0.5毫米M

細(xì)0.125—0.25毫米F

很細(xì)0.0625—0.125毫米VF

極細(xì)<0.0625毫米XF

白云巖合量多少對孔隙度影響很大。一般來說，當(dāng)白云巖含量高于50%甚至達(dá)到80%時，孔隙率是逐步增高的。但白云巖含量高于80%以后，孔隙度往往反而減少，并通常形成非工業(yè)性的儲集層。1.1.1．原生孔隙第8頁/共80頁91.1.2.溶蝕孔隙

溶蝕孔隙有以下幾種類型，粒間及晶間溶蝕孔隙、鑄模孔隙、窗格孔隙、溝道、晶洞、洞穴和角礫孔隙。（1）粒間及晶間溶蝕孔隙：是由于顆粒之間和晶間的膠結(jié)物或灰泥被溶解所形成的孔隙。它與晶洞區(qū)別之處在于顆粒和晶體本身受到溶蝕作用較少。（2）鑄?？紫叮菏堑叵滤畬㈩w粒組分部分或全部移去所形成的孔隙。這種選擇性溶蝕是由于顆?；瘜W(xué)組分所決定?；瘜印⑸锝?、鮞粒及球粒碳酸鹽巖易于形成這種孔隙。

第9頁/共80頁10（3）窗格孔隙：它的形成主要取決于巖石組構(gòu)情況。孔隙一般多呈扁平狀平行于巖石的紋層或?qū)用娣植?。但有時亦呈球形、鳥眼狀或不規(guī)則狀，有時亦作垂向延伸。因而，一些分隔的窗格孔隙往往形成連通性很好的儲集層，尤其在裂縫發(fā)育的層系中，這種現(xiàn)象更為明顯。此外，這種選擇性溶蝕作用主要是沿高孔隙帶進(jìn)行，因而粗粒碳酸鹽巖就具有形成窗格孔隙的良好條件。1.1.2.溶蝕孔隙第10頁/共80頁11

（4）溝道：由于地下水活動而形成的聯(lián)通水道。大多沿層理分布，有時被后生沉淀物所充填或部分充填。它在儲集層中雖然對孔隙度的貢獻(xiàn)是次要的，但對滲透率的貢獻(xiàn)往往可以很大。（5）晶洞：其溶蝕作用不受巖石組構(gòu)所控制，一般直徑為十六分之一毫米到十米，其連通情況決定了這種孔隙的重要性。（6）洞穴：其成因與晶洞相同，一般直徑為十厘米以上，這種空間在喀斯特區(qū)發(fā)育。在溶蝕型油氣田鉆探過程中，有時可發(fā)生“放空”現(xiàn)象，這種現(xiàn)象一般與洞穴有關(guān)?！胺趴铡爆F(xiàn)象的出現(xiàn)，經(jīng)常伴隨著有高產(chǎn)層的局部存在。洞穴有時很大，可達(dá)1．5—2米，甚至更大。（7）角礫孔隙：是由斷裂作用形成角礫狀破裂而造成孔隙。其成因不一，所形成的角礫孔隙形狀和大小均各不相同，差異很大。1.1.2.溶蝕孔隙第11頁/共80頁121.1.3．生物鉆孔和潛穴孔隙

這種孔隙多在沉積時至成巖過程中形成，它對油氣儲集的意義是次要的。1.1.4．收縮孔隙

由于沉積物的收縮作用而形成的孔隙。這種孔隙在大氣或水體條件下皆可形成。1.1.5．裂縫

裂縫一般是由于構(gòu)造作用或成巖作用形成。裂縫的長度不一，由幾厘米至幾公里不等。寬度也可由幾毫米到幾十厘米（甚至更寬），但微裂縫的寬度僅數(shù)十微米。一般說來，大的裂縫延伸遠(yuǎn)，方向穩(wěn)定，與油氣儲集的關(guān)系更為密切。1.1.碳酸鹽巖儲層孔隙類型第12頁/共80頁13孔隙大小按下述范圍分為四類：A．肉眼或放在10倍下看不見的孔隙（＜0.1毫米的直徑）B．放大10倍可以看見的孔隙（0.01—0.1毫米）C．肉眼可見，但小于刀刻痕大小（0.1—1毫米）D．孔隙比大部分刀刻痕大，通常在碎屑面顯示有次生結(jié)晶生長（1毫米以上）

Archie用以上基質(zhì)結(jié)構(gòu)、顆粒大小和孔隙大小來綜合對巖石命名。1.1.碳酸鹽巖儲層孔隙類型第13頁/共80頁14在碳酸鹽巖基塊中常見的喉道類型有三種：（1）管狀喉道：孔隙與孔隙之間由細(xì)而長的管子相連，其斷面接近圓形。例如，負(fù)鮞灰?guī)r鮞粒內(nèi)空間的相互連通通道即為此種類型。

（2）孔隙縮小部分成為喉道：孔隙與喉道無明顯界限，擴(kuò)大部分為孔隙，縮小的狹窄部分即為喉道?？紫犊s小部分是由于孔隙內(nèi)晶體生長，或其它充填物等各種原因形成。喉道與孔隙相比較，其直徑（等效）相差不大。

1.2孔隙喉道及孔隙結(jié)構(gòu)類型－喉道類型第14頁/共80頁15（3）片狀喉道：在白云巖中孔隙的發(fā)育是經(jīng)由四面體孔到多面體孔，最后在晶粒之間形成片狀喉道。因此，片狀喉道連通著多面體或四面體孔隙。片狀喉道一般很窄，只有幾微米到十幾微米、這是碳酸鹽巖中最常見的喉道類型。

串珠狀溶蝕孔之間的溶蝕縫，其形狀也是片狀的，但由于縫面不規(guī)則，且粗細(xì)不等，所以其喉道寬度應(yīng)采用縫的最窄處來計量。此外，具有粒間孔的碳酸鹽巖，有的和砂巖的儲集性相類似，其孔隙和喉道的結(jié)構(gòu)也與砂巖近似。

1.2孔隙喉道及孔隙結(jié)構(gòu)類型－喉道類型第15頁/共80頁16

1.2孔隙喉道及孔隙結(jié)構(gòu)類型－喉道類型第16頁/共80頁17

1.2孔隙喉道及孔隙結(jié)構(gòu)類型－孔隙結(jié)構(gòu)

Teodorovich(1943)曾根據(jù)孔隙空間的大小和形狀以及其相互的連通性對碳酸鹽儲集巖進(jìn)行了詳細(xì)的研究。它將碳酸鹽儲集巖的孔隙結(jié)構(gòu)劃分為六種類型：（1）孔隙空間由孔隙及相當(dāng)孤立的近乎狹窄的連通喉道組成。這種孔喉的等效直徑為5微米到10微米，在鏡下薄片內(nèi)通常是看不到的，只有當(dāng)孔喉直徑較大時，才可在鏡下發(fā)現(xiàn)。（2）孔隙空間的連通喉道僅由孔隙空間的縮小部分組成，喉道逐步變寬即為孔隙空間本身。這種孔隙結(jié)構(gòu)類型的孔喉比較小，所需排驅(qū)壓力較低，常可形成較好的儲集巖。第17頁/共80頁18（3）孔隙由細(xì)粒孔隙性連通帶所連通，在薄片中可見到連通支脈。有時連通帶由較粗孔隙帶組成，此時巖石將具有較大的滲透率。這類孔隙結(jié)構(gòu)在白云巖中及白云巖化灰?guī)r中經(jīng)常見到。（4）孔隙系統(tǒng)在白云巖的主體或膠結(jié)物的顆粒之間發(fā)育。這些孔隙大部分反映了顆粒的外型（粒間孔隙）。白云巖中的菱面體孔隙可以作為這種孔隙結(jié)構(gòu)的最好例子。

具有二種亞類：（1）具有滲透率良好的大孔隙；（2）細(xì)孔隙，可能具有中等甚至較高的孔隙度，但滲透率都很低。這種亞類雖然為油所飽和，但大多數(shù)情況下，這種細(xì)孔隙性碳酸鹽巖油層沒有工業(yè)價值。

1.2孔隙喉道及孔隙結(jié)構(gòu)類型－孔隙結(jié)構(gòu)第18頁/共80頁19（5）第五類孔隙結(jié)構(gòu)適用于裂縫性油藏，孔隙主要是由裂縫構(gòu)成?；鶋K孔隙度很小（＜5%），滲透率大都小于0．1毫達(dá)西，它們既無儲集能力，又無滲濾能力。

（6）第六種孔隙結(jié)構(gòu)類型的特征是具有兩種或兩種以上的基本孔隙結(jié)構(gòu)類型所構(gòu)成?？梢杂脧?fù)合名詞來表示，如“孔隙一裂縫”或“裂縫一孔隙”，后一名稱表明孔隙空間的主要類型。

1.2孔隙喉道及孔隙結(jié)構(gòu)類型－孔隙結(jié)構(gòu)第19頁/共80頁20

與砂巖相比較，碳酸鹽巖的儲集空間比較復(fù)雜、次生變化非常明顯，裂縫常常很發(fā)育，使碳酸鹽巖儲集層具有巖性變化大、孔隙類型多、物性參數(shù)無規(guī)則以及孔隙多次變化等特點(diǎn)。

碳酸鹽巖儲集層的儲集性能主要受孔隙和裂縫兩個因素的控制。2.0碳酸鹽巖的儲集性與砂巖的比較第20頁/共80頁21

與砂巖相比較碳酸鹽巖儲集層的孔隙有很大差異，并可歸納為以下幾點(diǎn)：（1）砂巖幾乎全為原生孔隙和各種微孔隙。而碳酸鹽巖除原生孔隙外，次生溶蝕孔隙有時很發(fā)育，也能成為主要儲集類型。（2）砂巖孔隙形狀與顆粒形態(tài)有關(guān)，但碳酸鹽巖孔隙變化因素很多。（3）砂巖雖然具有一定的后生作用，但碳酸鹽巖的后生作用影響更大，能夠形成、消失或完全改變孔隙，膠結(jié)作用和溶解作用都很重要。（4）裂縫對砂巖僅起有限的作用，但碳酸鹽巖中裂縫發(fā)育與否則對儲集性影響很大。有許多碳酸鹽巖儲集層幾乎全部是裂縫孔隙——裂縫型。2.0碳酸鹽巖的儲集性與砂巖的比較第21頁/共80頁22

（5）砂巖的孔隙度和滲透率具有明顯的相關(guān)關(guān)系，但碳酸鹽巖一般不能建立關(guān)系式。（6）碳酸鹽巖的孔隙成因是一個比較復(fù)雜的問題，由于地下水活動可以引起溶蝕及白云巖化作用，而構(gòu)造作用又可形成一系列裂縫。地下水的活動可使孔隙增加或減少，裂縫可使儲集條件發(fā)生變化。（7）碳酸鹽巖的孔隙發(fā)育情況和程度與沉積相有重要關(guān)系。這與碎屑巖有一致之處。2.0碳酸鹽巖的儲集性與砂巖的比較第22頁/共80頁232.0碳酸鹽巖的儲集性與砂巖的比較第23頁/共80頁24原生鮞間孔，青海臺南氣田，第四系碳酸鹽巖儲層孔洞類型第24頁/共80頁25原生鮞間孔，青海臺南氣田，第四系碳酸鹽巖儲層孔洞類型第25頁/共80頁26原生鮞間孔，青海臺南氣田，第四系碳酸鹽巖儲層孔洞類型第26頁/共80頁27粒間粒內(nèi)溶孔：鮞粒、腹足類生物堆積成骨架巖下第三系沙河街組，河北省西2井潛山西14井碳酸鹽巖儲層孔洞類型第27頁/共80頁28粒間粒內(nèi)溶孔：鮞粒、腹足類生物堆積成骨架巖下第三系沙河街組，河北省西2井潛山西14井碳酸鹽巖儲層孔洞類型第28頁/共80頁29腹足瓣鰓類灰?guī)r，腹足體壁和粒屑內(nèi)被溶蝕，膠結(jié)物未溶，下第三系沙河街組，河北黃驊官954井碳酸鹽巖儲層孔洞類型第29頁/共80頁30有孔蟲殼壁孔，長興組，板東4井碳酸鹽巖儲層孔洞類型第30頁/共80頁31介形蟲，腹足類殼壁孔，其壁殼內(nèi)多被溶蝕成空殼，下第三系沙河街組，大港油田官965井碳酸鹽巖儲層孔洞類型第31頁/共80頁32腹足內(nèi)體腔孔：螺化石體腔內(nèi)和殼壁中均有強(qiáng)烈的溶蝕作用，但是粒間無溶蝕碳酸鹽巖儲層孔洞類型第32頁/共80頁33生物屑粒內(nèi)孔，巖石中含有大量瓣鰓碎屑、介形蟲碎片以及腹足類螺環(huán)碳酸鹽巖儲層孔洞類型第33頁/共80頁34亮晶生屑、砂屑灰?guī)r中的砂屑粒內(nèi)孔碳酸鹽巖儲層孔洞類型第34頁/共80頁35砂礫屑粒內(nèi)孔碳酸鹽巖儲層孔洞類型第35頁/共80頁36網(wǎng)狀溶縫：干化角礫云巖，孔逢相連，粗大溶孔、狹小溶縫均發(fā)育碳酸鹽巖儲層孔洞類型第36頁/共80頁37縫中溶縫：層紋云巖，網(wǎng)狀溶縫，白云巖中的干裂紋被方解石充填，方解石再經(jīng)溶解作用，使干裂縫中產(chǎn)生溶縫碳酸鹽巖儲層孔洞類型第37頁/共80頁38晶間溶孔：殘余藻團(tuán)粒云巖，原始結(jié)構(gòu)為藻團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，經(jīng)重結(jié)晶作用，形成局部粗、巨晶晶粒，溶孔發(fā)育，孔壁呈多邊形。碳酸鹽巖儲層孔洞類型第38頁/共80頁39第39頁/共80頁40基質(zhì)溶孔碳酸鹽巖儲層孔洞類型第40頁/共80頁41重結(jié)晶晶間溶孔碳酸鹽巖儲層孔洞類型第41頁/共80頁42粒?？祝簬r石由多種生物碎屑組成，有珊瑚、有孔蟲、棘皮類等。碳酸鹽巖儲層孔洞類型第42頁/共80頁43

生屑鑄?？?，殘余生物云巖，彎弓狀的粗大碗足類殼體被溶蝕成為空殼，空內(nèi)有瀝青充填，晶間也有溶孔碳酸鹽巖儲層孔洞類型第43頁/共80頁44鮞模孔，鮞粒均被淡水淋濾溶蝕成空心狀（+）碳酸鹽巖儲層孔洞類型第44頁/共80頁45珊瑚骨架孔：生屑灰?guī)r含有大量珊瑚碎屑，其骨架間和體腔內(nèi)具有大量孔隙。（-）碳酸鹽巖儲層孔洞類型第45頁/共80頁46管藻藻架孔：介形蟲、枝管藻云巖，骨架由中國枝管藻組成，形成礁巖。碳酸鹽巖儲層孔洞類型第46頁/共80頁47海綿體腔孔碳酸鹽巖儲層孔洞類型第47頁/共80頁48珊瑚體腔孔碳酸鹽巖儲層孔洞類型第48頁/共80頁49軟舌螺體腔孔碳酸鹽巖儲層孔洞類型第49頁/共80頁50孔縫連通：亮晶有孔蟲砂屑云巖，絕大多數(shù)溶蝕發(fā)生在粒間。裂縫連通了粒間溶孔和個別粒內(nèi)溶孔碳酸鹽巖儲層孔洞類型第50頁/共80頁51串珠狀構(gòu)造逢碳酸鹽巖儲層孔洞類型第51頁/共80頁52網(wǎng)狀構(gòu)造逢碳酸鹽巖儲層孔洞類型第52頁/共80頁53

核形石層網(wǎng)狀裂縫：核形石白云巖核形石被層層皮殼狀白云石包饒。受動力作用，沿皮殼層破裂碳酸鹽巖儲層孔洞類型第53頁/共80頁54構(gòu)造縫和藻間縫成網(wǎng)碳酸鹽巖儲層孔洞類型第54頁/共80頁55第55頁/共80頁56第56頁/共80頁57網(wǎng)狀構(gòu)造縫碳酸鹽巖儲層孔洞類型第57頁/共80頁58構(gòu)造縫、礫間溶孔碳酸鹽巖儲層孔洞類型第58頁/共80頁59結(jié)核溶?？?。底部為滲流粉砂；向上為細(xì)粉晶白云石半充填；頂部與裂碎縫連接并被滲流粉砂充填滿。上方及右上角巖石內(nèi)有埋藏溶解作用形成次生孔隙。單偏光×20鑄體片第59頁/共80頁60硬石膏結(jié)核溶模孔底部有滲流粉砂，向上被含晶間孔的細(xì)粉晶白云石半充填，上部又被方解石不均勻交代充填。單偏光×50鑄體片第60頁/共80頁61粗粉晶白云巖。左下角可見小的晶間孔，中部為埋藏溶解溶洞，環(huán)洞