孔隙結(jié)構(gòu)特征-自動(dòng)保存的

孔隙結(jié)構(gòu)特征匯報(bào)人：周洋

第一節(jié)儲(chǔ)集巖的孔隙和喉道類(lèi)型1.孔隙結(jié)構(gòu)概念孔隙結(jié)構(gòu)(porestructure):是指巖石內(nèi)的孔隙和喉道類(lèi)型、大小、分布及其相互連通關(guān)系。巖石的孔隙系統(tǒng)由孔隙和喉道兩部分組成?？紫稙橄到y(tǒng)中的膨大部分，連通孔隙的細(xì)小部分稱(chēng)為喉道?？紫?是流體賦存于巖石中的基本儲(chǔ)集空間，而喉道則是控制流體在巖石中滲流的重要通道。流體在自然界復(fù)雜的孔隙系統(tǒng)中流動(dòng)時(shí)，都要經(jīng)歷一系列的交替著的孔隙和喉道。圖1儲(chǔ)集巖孔隙網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（a據(jù)陳碧玨，1987；b據(jù)邸世祥，1991；c據(jù)陳作全，1987）2.研究現(xiàn)狀研究?jī)?chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)，深入揭示油氣儲(chǔ)層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對(duì)油氣田勘探和開(kāi)發(fā)有著重要的意義。儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)研究主要集中于儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)成因分析、儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的定量表征和分類(lèi)評(píng)價(jià)、基于儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)研究進(jìn)行儲(chǔ)層評(píng)價(jià)、儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)流體活動(dòng)的影響、儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)開(kāi)發(fā)的影響、油氣田開(kāi)發(fā)對(duì)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的影響和儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)研究方法手段的改進(jìn)等幾個(gè)方面。3.孔隙及喉道類(lèi)型①孔隙類(lèi)型成因分類(lèi)1.原生裂隙①顆粒支撐的原生粒間孔隙②粒間基質(zhì)充填不滿所遺留下來(lái)的孔隙③基質(zhì)內(nèi)部有雜基支撐的孔隙④原始巖屑粒內(nèi)孔隙2.次生孔隙①溶蝕孔隙（包括顆粒、基質(zhì)、膠結(jié)物、交代物溶孔）②破裂孔隙（一些層理縫和礦物解理縫也屬此類(lèi)）③收縮孔隙（砂巖中某些礦物如海綠石、赤鐵礦、粘土礦物等發(fā)生脫水或重結(jié)晶收縮而產(chǎn)生的裂縫）④晶間孔隙（重結(jié)晶作用和膠結(jié)作用產(chǎn)生的晶體之間的孔隙）3.混合孔隙圖2次生孔隙類(lèi)型及形成模式圖（據(jù)羅明高，1998）注：A—砂巖中溶蝕作用前的主要孔隙特征，包括粒間孔、收縮孔和裂縫；B—砂巖中溶蝕作用后的主要孔隙特征，包括擴(kuò)大的粒間孔、特大孔、粒內(nèi)按孔隙產(chǎn)狀及溶蝕作用分類(lèi)1.粒間孔隙（共同特點(diǎn)是不論顆粒填隙物或孔隙均看不到溶蝕現(xiàn)象）①完整粒間孔隙②剩余粒間孔隙③縫狀粒間孔隙是指粒間孔隙基本被填隙物充填，只剩余一些縫隙2.粒內(nèi)孔隙3.填隙物內(nèi)孔隙4.裂縫孔隙5.溶蝕粒間孔隙①部分溶蝕粒間孔隙②印模溶蝕粒間孔隙是指一些碎屑顆?；颍ê停┨钕段锞Я１蝗苋ザ鴼埩舻挠∧？紫盯鄹蹫碃钊芪g粒間孔隙④長(zhǎng)條狀溶蝕粒間孔隙是指相鄰粒間孔隙之間的喉道同時(shí)受到溶蝕，致使兩個(gè)甚至多個(gè)粒間孔隙成長(zhǎng)條狀孔隙者⑤特大溶蝕粒間孔隙是指巖石受到了強(qiáng)烈的溶蝕作用，致使一個(gè)甚至幾個(gè)碎屑顆粒與周?chē)奶钕段锒急蝗艿舳纬傻某Ｌ卮罂紫盯奕芪g粒內(nèi)孔隙特點(diǎn)是孔隙不僅處于顆粒內(nèi)部，而且數(shù)量眾多，往往呈蜂窩狀或者串珠狀⑦溶蝕填隙物內(nèi)孔隙⑧溶蝕裂縫孔隙按孔隙直徑大小分類(lèi)1.超毛管孔隙流體可以在其中自由流動(dòng)，服從靜水力學(xué)的一般規(guī)律。管形孔隙直徑大于500um，裂縫大于250um。2.毛管孔隙微裂縫和一般砂巖中的孔隙屬此類(lèi)。管形0.2um-500um，裂縫0.1um-250um。3.微毛管孔隙管形＜0.2um，裂縫＜0.1um。粘土、致密巖中的一些孔隙屬于此類(lèi)型。因流體與周?chē)橘|(zhì)分子之間的巨大引力，在通常溫壓下流體在這種孔隙中不能流動(dòng)，增大溫度和壓力也只能引起流體呈分子或分子團(tuán)狀態(tài)擴(kuò)散。碎屑巖孔隙結(jié)構(gòu)

對(duì)于碎屑巖，可將空隙分為兩大類(lèi)，即狹義的孔隙和裂縫。進(jìn)一步分為四小類(lèi)：粒間孔隙、粒內(nèi)孔隙、填隙物內(nèi)孔隙和裂縫。按成因?qū)⑵浞譃樵紫逗痛紊紫秲纱箢?lèi)，然后按產(chǎn)狀和幾何形狀進(jìn)一步分類(lèi)。粒間孔隙：顧名思義，粒間孔隙就是碎屑顆粒之間的孔隙，這些孔隙可以是原生粒間孔隙、粒間溶孔、鑄?？谆虺？椎?，也可以是次生的溶蝕粒間孔。所謂的溶蝕是指地表水和地下水相結(jié)合，對(duì)以碳酸鹽為主的可溶性巖石產(chǎn)生化學(xué)溶解和侵蝕作用。這種溶孔，形態(tài)多種多樣，有港灣狀、伸長(zhǎng)狀等。粒間溶孔往往是在原生粒間孔隙或其他孔隙的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。粒內(nèi)孔隙:顆粒內(nèi)部的孔隙包括原生粒內(nèi)孔、礦物解理縫和粒內(nèi)溶孔。原生粒內(nèi)孔主要是巖屑內(nèi)的粒間微孔或噴出巖屑內(nèi)的氣孔。常沿解理縫發(fā)生溶解作用。填隙物內(nèi)孔隙:填隙物內(nèi)孔隙包括雜基內(nèi)微孔隙、膠結(jié)物內(nèi)溶孔(圖2.4)和晶間孔等。雜基內(nèi)微孔隙通常是在黏土雜基和碳酸鹽泥中所存在的微孔隙。這種孔隙極為細(xì)小在所有的碎屑巖儲(chǔ)集巖中都或多或少存在這種微孔隙。這種孔除雖可形成百分之幾十的孔隙度，但由于孔隙半徑小，滲透率往往很低。膠結(jié)物內(nèi)溶孔為膠結(jié)物內(nèi)發(fā)生溶解作用形成的溶孔。晶間孔為膠結(jié)物晶體之間的殘留孔隙。裂縫:裂縫包括沉積成因的層面縫以及成巖和構(gòu)造作用等形成的裂縫。碳酸鹽巖空隙結(jié)構(gòu)與碎屑巖相比堿酸巖鹽的儲(chǔ)集空間更為復(fù)雜，不僅有狹義的孔隙，而且還有裂縫和溶洞，儲(chǔ)集空間的大小和變化很大，下面分別介紹。既可以和巖石組構(gòu)有關(guān)，又可以與巖石組構(gòu)無(wú)關(guān)。粒間孔隙。碳酸鹽巖的粒間孔隙是指碳酸巖顆粒之間的孔隙，包括原生粒間孔隙和粒間游孔。原生教間孔隙是指在顆粒含量高，顆粒星支排狀時(shí)粒間未被灰泥和膠結(jié)物填充的部分?；夷?，又稱(chēng)灰泥基質(zhì)，是碳酸鹽巖基本組成成分之.粒間前孔是由于賴(lài)粒之間的灰泥或膠結(jié)物受溶解和顆粒邊緣被選擇性溶解所形成的孔隙。粒內(nèi)孔隙。碳酸鹽巖的粒內(nèi)孔家指碳酸鹽巖顆粒內(nèi)部的原生孔隙和粒內(nèi)溶孔。原生粒內(nèi)孔隙通常指生物體腔孔隙，即生物死亡后，軟體部分腐爛濟(jì)解，體腔未被全部填充而保存下來(lái)的孔隙。張力孔隙連通性差，有效孔隙度不高，但常與生物碎粒間孔除伴生，形成較好的儲(chǔ)層。粒內(nèi)溶孔。粒內(nèi)溶孔是指各種碳酸鹽巖顆粒內(nèi)部由于選擇性溶解，顆粒被局部溶蝕而形成的孔隙。當(dāng)溶蝕作用擴(kuò)展到整個(gè)顆粒，形成與原顆粒形狀、大小完全一致的鑄模時(shí)，可稱(chēng)為顆粒鑄?？紫??；|(zhì)內(nèi)孔隙。所謂基質(zhì)，是指有些巖石的礦物顆粒大小懸殊，大的顆粒散布在小的顆粒之中，地質(zhì)學(xué)中把大的礦物叫斑晶，小的礦物叫基質(zhì)?；|(zhì)內(nèi)孔隙包括灰泥內(nèi)孔隙、膠結(jié)物孔隙等?；夷鄡?nèi)孔隙為碳酸鹽灰泥中存在的微孔隙。這種孔隙極為細(xì)小，由于孔隙半徑小，滲透率往往很低。膠結(jié)物內(nèi)溶孔為膠結(jié)物內(nèi)發(fā)生溶解作用形成的溶孔及膠結(jié)物晶體之間的殘留孔隙。晶間孔隙。晶間孔隙是指碳酸鹽巖礦物晶體之間的孔隙，大部分是由于白云巖成巖作用形成的。由于其孔隙度較大，常為石油或地下水的理想儲(chǔ)層。白云巖中晶間孔隙的發(fā)育主要是白云巖晶體之間未被置換的碳酸鈣或石膏溶解所致。晶內(nèi)溶孔和晶體鑄模孔腺。晶內(nèi)溶孔為晶體內(nèi)部被溶蝕而形成的孔腺。若整個(gè)晶體被溶蝕，形成了與原品粒形狀、大小相同的鑄模時(shí)，則稱(chēng)為品體鑄?？紫?。通道孔隙。通道孔隙是指橫向連續(xù)好且星板狀或扁平狀通道的孔隙，為溶解作用成因。裂縫。裝縫是指碳酸鹽巖中十分重要的一類(lèi)儲(chǔ)集空間，同時(shí)也是溝通碳酸鹽巖中各種孔隙、溶洞的通道。溶洞。溶洞是指不受巖石組構(gòu)控制，由溶解作用形成的較大的儲(chǔ)集空間，這類(lèi)空隙形態(tài)不規(guī)則，大小不一，連通性各異。其直徑一般很大，有些可達(dá)1.5-2m，甚至更大。晶洞。晶洞也稱(chēng)孔洞，為直徑小于1cm的溶洞，小洞為大于1cm但小于1m的溶洞。大洞為大于1m的溶洞。圖3碎屑巖孔隙類(lèi)型示意圖（據(jù)邸世祥1991）圖3碎屑巖孔隙類(lèi)型示意圖（據(jù)邸世祥1991）②喉道類(lèi)型喉道類(lèi)型1.孔隙縮小型喉道多見(jiàn)于顆粒支撐、無(wú)或少膠結(jié)物的砂巖。孔隙、喉道難分，孔大吼粗。2.縮頸型喉道多見(jiàn)于顆粒支撐，點(diǎn)接觸式膠結(jié)的砂巖。具有孔隙較大，喉道細(xì)的特點(diǎn)，因此具有較高的孔隙度、很低的滲透率。3.片狀喉道多見(jiàn)于線接觸式、凹凸接觸式膠結(jié)砂巖。片狀喉道具有孔隙很小、喉道極細(xì)的特點(diǎn)。4.彎片狀喉道強(qiáng)烈的壓實(shí)作用使顆粒呈鑲嵌式接觸，不但孔隙很小、喉道極細(xì)，而且呈彎片狀。該類(lèi)喉道細(xì)小、彎曲、粗糙，容易形成堵塞。5.管束狀喉道多見(jiàn)于雜基支撐、基底式及孔隙式膠結(jié)類(lèi)型的砂巖。

（a）（b）（c）（d）（e）顆粒雜基微孔隙喉道孔隙圖4孔隙喉道的類(lèi)型示意圖（據(jù)羅蟄潭、王允誠(chéng)，1986）（a）喉道是孔隙的縮小部分；（b）可變斷面收縮部分是喉道；（c）片狀喉道；（d）彎片狀喉道；（e）管束狀喉道；第二節(jié)孔隙結(jié)構(gòu)的研究方法目前研究孔隙結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室方法很多、發(fā)展較快，總體上分為三大類(lèi)。a.間接測(cè)定法：如毛細(xì)管壓力法，包括壓汞法、半滲透隔板法、離心機(jī)法、動(dòng)力驅(qū)替法、蒸氣壓力法等。，如毛細(xì)管壓力法，包括壓汞法、半滲透隔板法、離心機(jī)法、動(dòng)力驅(qū)替法、蒸氣壓力法等。b.直接觀測(cè)法:包括鑄體薄片法、圖像分析法、各種熒光顯示劑注入法、掃描電鏡法等。包括鑄體薄片法、圖像分析法、各種熒光顯示劑注入法、掃描電鏡法等。c.數(shù)字巖芯法:包括鑄體模型法、孔隙結(jié)構(gòu)三維模型重構(gòu)技術(shù)，這是當(dāng)前及今后發(fā)展方向。分類(lèi)方法間接測(cè)定法毛細(xì)管壓力法，包括壓汞法、半滲透隔板法、離心機(jī)法、動(dòng)力驅(qū)替法、蒸氣壓力法等直接觀測(cè)法鑄體薄片法、圖像分析法、各種熒光顯示劑注入法、掃描電鏡法等數(shù)字巖芯法鑄體模型法、數(shù)字巖芯孔隙結(jié)構(gòu)三維模型重構(gòu)技術(shù)表4孔隙結(jié)構(gòu)研究方法和分類(lèi)1壓汞法1.1原理采用壓汞法注入水銀時(shí)，因?yàn)樗y是非潤(rùn)濕相液體，欲進(jìn)入孔隙系統(tǒng)，需要克服表面張力所產(chǎn)生的毛細(xì)管阻力?？刂扑y進(jìn)入孔隙系統(tǒng)的是喉道大小而不是孔隙大小，所以在測(cè)量過(guò)程中求得與毛細(xì)管阻力平衡的外力的大小，以及壓入巖樣內(nèi)的水銀體積，就能求出與注入量對(duì)應(yīng)的喉道大小。計(jì)算孔隙喉道半徑公式：（1）當(dāng)給一定的外加壓力而將水銀注入巖樣，則可根據(jù)平衡壓力計(jì)算出相應(yīng)的孔隙吼道半徑值。（2）在這個(gè)平衡壓力下進(jìn)入巖樣孔隙系統(tǒng)中的水銀體積，是這個(gè)壓力下的相應(yīng)孔隙喉道的孔隙體積。（3）孔隙喉道越大，毛管阻力將越小，注入水銀的壓力也小。因此，再注入水銀時(shí)，隨注入壓力的增高，水銀將由大到小逐次進(jìn)入其相應(yīng)喉道的孔隙體系中去。Pc—毛細(xì)血管壓力，達(dá)因/cm2（1達(dá)因/cm2=0.1pa)；—表面張力，達(dá)因/cm2；Φ—水銀的潤(rùn)濕接觸角；r—喉道半徑，cm。1.2毛細(xì)管曲線特征

壓汞曲線形態(tài)主要受孔隙分布的歪度及分選性?xún)蓚€(gè)因素控制。歪度：指孔、喉大小分布偏于粗孔喉或細(xì)孔喉，偏于粗孔喉的稱(chēng)粗歪度，反之稱(chēng)為細(xì)歪度。分選：指孔喉大小、分布的均一程度。大小、分布愈集中，表明分選性愈好，毛管曲線上就會(huì)出現(xiàn)一平臺(tái)；當(dāng)孔喉分選差時(shí)，毛管曲線是傾斜的。具體測(cè)量時(shí)是在每個(gè)壓力只待巖樣中達(dá)到毛細(xì)管壓力平衡時(shí)，記錄下壓力值和注入水銀量，將水銀進(jìn)入體積除以巖樣的總體積，即為進(jìn)入巖樣的水銀飽和度。將若干壓力點(diǎn)的壓力值作為縱坐標(biāo)，再將測(cè)得的各點(diǎn)水銀飽和度值作為橫坐標(biāo)，繪成毛細(xì)管壓力-飽和度圖，就可以得到水銀注入該巖樣的毛細(xì)管壓力曲線。1.3毛細(xì)管壓力曲線的形態(tài)分析1.4毛管壓力曲線的定量特征①入口壓力Pd

定義、取法不同

Pd評(píng)價(jià)儲(chǔ)集巖、Pd為二次運(yùn)移的最小壓力。②飽和度中值壓力Pc50、中值半徑r50及h50r50:可視為巖石的平均喉道半徑

h50：相對(duì)滲透率曲線時(shí)這樣計(jì)估計(jì)，有相對(duì)滲透率曲線未必一定是h50，可能為h30、h40，即是臨界含水飽和度所對(duì)應(yīng)的油柱高度。1.5最小非飽和孔隙體積百分?jǐn)?shù)Smin%表示最高壓力所對(duì)應(yīng)的以及比它更小的喉道半徑對(duì)應(yīng)的孔隙體積占整個(gè)巖樣體積的百分?jǐn)?shù)，Smin值與巖石的潤(rùn)濕性有關(guān)?？赡艽須堄嘤?，也可能代表束縛水。1.6平均毛管壓力和“J”函數(shù)在毛細(xì)管壓力曲線上，注入壓力從零至最大值可以確定對(duì)應(yīng)的平均毛管壓力，用來(lái)說(shuō)明巖樣的平均性質(zhì)。平均毛管壓力的表達(dá)式：簡(jiǎn)化表達(dá)式1.7平均毛管壓力和“J”函數(shù)上兩式稱(chēng)為J函數(shù)；做J函數(shù)與Sw的關(guān)系曲線稱(chēng)J函數(shù)曲線。由于J函數(shù)中Pc/σcosθ的存在，使J值不受流體的影響。因而同樣品用不同流體測(cè)得的J函數(shù)曲線應(yīng)該是一樣的。這給Pc資料對(duì)比帶來(lái)很大方便。Leverett認(rèn)為：同類(lèi)巖石J函數(shù)具有普遍意義，即同—巖層內(nèi)各巖樣可引一條J函數(shù)曲線。故可用J曲線來(lái)表示某層的平均毛細(xì)管壓力曲線。1.8應(yīng)用毛管壓力-飽和度曲線確定孔隙、喉道大小和分布（1）孔隙喉道的頻率直方圖（2）孔隙喉道的頻率分布曲線及累計(jì)頻率分布曲線2鑄體薄片法2.1面積法測(cè)定孔隙結(jié)構(gòu)所謂面積法是指在顯微鏡下測(cè)定巖石孔隙結(jié)構(gòu)系統(tǒng)時(shí)，不單測(cè)量孔隙的直徑，同時(shí)也測(cè)量其所占面積的一種統(tǒng)計(jì)分析研究方法。參數(shù)：最大與最小孔徑值。孔徑中值：累積頻率曲線上50%處的孔徑。孔徑平均值：孔徑分散率：面孔率：薄片中孔隙喉道面積占薄片總面積的百分?jǐn)?shù)。2.2直線法測(cè)定孔隙結(jié)構(gòu)直線法測(cè)定孔隙是在載物臺(tái)上安裝機(jī)械臺(tái)以使薄片沿側(cè)線而移動(dòng)，在一定移動(dòng)過(guò)程中用目鏡微尺測(cè)量側(cè)線通過(guò)每個(gè)孔隙的交切點(diǎn)的長(zhǎng)度（截距）來(lái)測(cè)量孔徑的大小。（1）孔隙線密度：（4）變異系數(shù)：（2）孔隙截距平均寬度：（3）分散率：（5）孔隙度：3掃描電子顯微鏡法石英具次生加大，粒間孔分布綠泥石、自生石英。粒間孔分布伊利石、綠泥石。觀察研究砂巖(礫巖也可)儲(chǔ)層中孔隙發(fā)育和充填情況，深入分析孔隙結(jié)構(gòu)類(lèi)型（包括次生孔隙）貫面組