碳酸鹽儲層儲集層孔隙結(jié)構(gòu)_第1頁
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關(guān)于碳酸鹽儲層儲集層孔隙結(jié)構(gòu)12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76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天4成因類型空間大小mm)特征類亞類洞溶蝕擴大孔隙大洞>500微小孔隙,溶蝕成大洞裂縫微細(xì)裂縫強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,切割力強第4頁,共76頁,2024年2月25日,星期天51.0碳酸鹽巖儲層孔隙類型--國外分類方案第5頁,共76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天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??紫?、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)鑄模孔隙:是地下水將顆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?、生物礁、鮞粒及球粒碳酸鹽巖易于形成這種孔隙。

第9頁,共76頁,2024年2月25日,星期天10(3)窗格孔隙:它的形成主要取決于巖石組構(gòu)情況??紫兑话愣喑时馄綘钇叫杏趲r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76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天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?。?.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76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天16

1.2孔隙喉道及孔隙結(jié)構(gòu)類型-喉道類型第16頁,共76頁,2024年2月25日,星期天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,??尚纬奢^好的儲集巖。第17頁,共76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天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。

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76頁,2024年2月25日,星期天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:(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76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天232.0碳酸鹽巖的儲集性與砂巖的比較第23頁,共76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天32腹足內(nèi)體腔孔:螺化石體腔內(nèi)和殼壁中均有強烈的溶蝕作用,但是粒間無溶蝕碳酸鹽巖儲層孔洞類型第32頁,共76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天35砂礫屑粒內(nèi)孔碳酸鹽巖儲層孔洞類型第35頁,共76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天38晶間溶孔:殘余藻團粒云巖,原始結(jié)構(gòu)為藻團粒結(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76頁,2024年2月25日,星期天39第39頁,共76頁,2024年2月25日,星期天40基質(zhì)溶孔碳酸鹽巖儲層孔洞類型第40頁,共76頁,2024年2月25日,星期天41重結(jié)晶晶間溶孔碳酸鹽巖儲層孔洞類型第41頁,共76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天44鮞???,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76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天47海綿體腔孔碳酸鹽巖儲層孔洞類型第47頁,共76頁,2024年2月25日,星期天48珊瑚體腔孔碳酸鹽巖儲層孔洞類型第48頁,共76頁,2024年2月25日,星期天49軟舌螺體腔孔碳酸鹽巖儲層孔洞類型第49頁,共76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天51串珠狀構(gòu)造逢碳酸鹽巖儲層孔洞類型第51頁,共76頁,2024年2月25日,星期天52網(wǎng)狀構(gòu)造逢碳酸鹽巖儲層孔洞類型第52頁,共76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天55第55頁,共76頁,2024年2月25日,星期天56第56頁,共76頁,2024年2月25日,星期天57網(wǎng)狀構(gòu)造縫碳酸鹽巖儲層孔洞類型第57頁,共76頁,2024年2月25日,星期天58構(gòu)造縫、礫間溶孔碳酸鹽巖儲層孔洞類型第58頁,共76頁,2024年2月25日,星期天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76頁,2024年2月25日,星期天60硬石膏結(jié)核溶??椎撞坑袧B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76頁,2024年2月25日,星期天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)洞壁有細(xì)晶自形白云石沉淀。單偏光×20鑄體片第61頁,共76頁,2024年2月25日,星期天62細(xì)

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