《石油地质学》课件第二章 储集层和盖层

1、储集层和盖层(reservoir and caprock)第三章储集层和盖层是一对性质相反,功能相对,在油气运移和聚集中具有重要作用的要素储集层是渗透层孔隙大，渗透能力强，起输送和储集油气作用盖层是致密层致密少孔，渗透能力差，起限制和遮挡油气运移的作用第三章 储集层和盖层第一节 岩石的孔隙性和渗透性第二节 碎屑岩储集层第三节 碳酸盐岩储集层第四节 其它岩类储集层第五节 盖层岩石的孔渗性是表征岩石储集性能的基本参数第一节 岩石的孔隙性和渗透性孔隙性反映地层储存流体的能力渗透性反映流体在岩层内的流动能力一、孔隙性 空隙：岩石中未被固体物质充填的空间： 包括狭义的孔隙、洞穴、裂缝1. 孔隙类型孔隙溶

2、蚀孔、洞构造裂缝2、孔隙的成因分类原生孔隙次生孔隙孔原生次生洞缝原生次生次生超毛细管孔隙：孔隙直径0.5mm，裂缝宽度0.25mm 流体可在其中自由流动毛细管孔隙：孔隙:0.5-0.0002mm，裂缝:0.25-0.0001mm， 具有毛细管力的影响，流体不能自由流动微毛细管孔隙：孔隙直径0.0002mm，裂缝2mm 多与表生淋滤作用有关缝（fracture）： 原生、次生原生粒间孔隙铸模孔 方解石胶结物被溶解，形成次生粒间溶孔平落二井须二段储层中的裂缝溶蚀裂缝孔隙二、影响碎屑岩储层储集空间发育的主要因素 1)沉积相的影响 原生孔隙：主要受沉积相的控制 原生孔隙的破坏和次生孔隙形成：主要受 成

3、岩作用的控制 2)成岩作用的影响 1、沉积相对储层储集物性的控制我国不同沉积相的砂体探明储量比例沉积环境不仅决定储层孔隙度和渗透率的发育，而且决定储层厚度和储层的分布范围。沉积相是控制储集层孔隙发育和物性好坏最基本的因素(1)矿物成分(2)岩石结构：颗粒大小、分选程度、磨圆度、排列方式沉积相对碎屑岩储层物性的影响因素：不同沉积相水动力条件、物源供给条件不同(3)杂基含量储集物性好：三角洲、滨岸相 较好：扇三角洲， 水下扇、重力流中等：河流差：冲积扇150-1100-10500-100渗透率20孔隙度(%)河流冲积扇游动性滨浅湖三角洲分流河道、扇三角洲大型河流三角洲、滨浅湖沉积相储层类型松辽盆地

4、白垩系储层类型及物性2成岩后生作用对储集空间的影响 成岩作用对碎屑岩储层储集空间的作用具有多重性，一些作用是导致孔渗性变差，而有些作用则能新生孔隙，形成次生孔隙。破坏或消灭砂岩孔隙的主要成岩后生作用： 压实作用胶结作用溶解作用裂缝化作用新生孔隙的成岩后生作用（1）压实作用颗粒间点接触为主颗粒间线接触为主颗粒间凹凸接触为主颗粒间缝合线接触 ：孔隙度，%； 0：原始孔隙度，%； D：埋深，m； c：与压实速率、沉积物粒度等有关的常数。岩石的孔隙度随埋深的加大呈指数形式的下降埋藏越深，孔隙度和渗透率越小 急剧压实稳定压实压实影响小压实作用对孔隙的影响0-cD（2）胶结作用岩性：质纯，杂基少、成分和结

5、构成熟度高的砂岩影响大胶结物的含量 胶结物的成分：硅质和钙质胶结的砂岩孔渗性较差泥质胶结的砂岩孔渗性较好。 丝状伊利石搭桥石英次生加大连晶方解石胶结方解石石英（3）溶解作用 可以形成次生孔隙可发生于 地层内环境 近地表环境有机酸和二氧化碳酸性水的溶解作用 有机酸来源于有机质生烃 中成岩期晚成岩期碳酸盐岩矿物的分解 表生淋滤作用古地表附近，大气淡水的溶解小结：影响碎屑岩储集空间发育的因素沉积相类型和砂体的成因成岩后生作用的类型及强弱碳酸盐岩油气田往往储量大，单井产能高。世界最大油田沙特阿拉伯的加瓦尔油田，产自碳酸盐岩，可采储量104.7亿吨。世界上的8口万吨井都产自碳酸盐岩储层，我国任丘、四川盆

6、地、鄂尔多斯盆地、塔里木盆地第三节 碳酸盐岩储集层石灰岩储集层白云岩储集层主要包括：一、碳酸盐岩储集空间类型原生孔隙溶蚀孔隙裂缝第三节 碳酸盐岩储集层有孔虫内的粒内孔隙鲕粒碳酸盐岩的粒间孔隙鲕粒铸模孔隙晶间溶孔古淋溶风化壳溶蚀孔洞网状构造缝一、碳酸盐岩储集空间类型孔隙型储集层溶蚀型储集层裂缝型储集层复合型储集层第三节 碳酸盐岩储集层碳酸盐岩储层按孔隙类型的分类1、沉积环境和岩石类型2、成岩后生作用3、裂缝化程度二、影响碳酸盐岩储集性能的主要因素 1、岩石类型、沉积相和成岩作用的影响（1）岩石类型鲕粒灰岩、生物碎屑灰岩、砂屑灰岩 粒间孔隙生物灰岩等 粒内孔隙 生物礁灰岩 生物格架孔 砂糖状白云岩

7、等 晶间孔隙 （2）沉积环境 滨浅海环境、台地、堤岛环境、局部隆起等 高能环境有利（3）不同成岩作用类型对孔隙形成和减少有不同的影响碳酸盐岩成岩早、成岩快，原生孔隙保存的少上覆地层负荷重量超过一定时,碳酸盐岩会发生岩溶碳酸盐岩深埋岩溶（形成次生孔隙）不同成岩作用对碳酸盐岩孔隙的形成或减少有不同的作用a.压实作用对碳酸岩孔隙影响很小b.胶结作用（空隙减小）c.白云岩化作用（空隙增加）d.重结晶作用（颗粒增大，空隙变大）e.去白云岩化（形成次生石灰岩，空隙增加）2.溶蚀孔隙是碳酸盐岩储层形成的主要原因 溶蚀作用：指地表水和地下水对可溶性岩石的破坏和改造过程。包括溶解、淋滤和岩溶作用溶解作用：地表水

8、或地下水对碳酸盐岩的化学溶解 淋滤作用：是可溶物质被溶解并伴有被溶物 质因渗流而被带出的一种作用 岩溶作用：岩溶作用是一系列地质作用的综合， 如溶解、淋滤、侵蚀、崩塌、搬运等 （1）基本概念（2）溶蚀作用的地质环境及类型岩溶作用 同生岩溶作用 风化壳岩溶作用埋藏岩溶作用 发生在表生环境，与大气淡水的渗流和潜流有关（3）溶蚀作用对储层的改造作用地下水渗流带：位于潜水面以上，以垂直渗流为主；形成垂直分布的孔洞为主，在地壳上升时期发育 地下水潜流带：位于潜水面以下，以水平潜流为主；形成水平管线状孔洞为主，在地壳稳定时期发育 溶蚀孔洞的分布及其发育的多层性和多期性溶蚀孔洞发育带主要分布在不整合面以下，

9、厚度可达100-200m 一个不整合面可以发育多期(多层)岩溶带 影响碳酸盐岩溶洞形成的因素碳酸盐岩的溶解度其成分的Ca/Mg比值其中所含粘土的数量颗粒大小。地下水的溶解能力是由地下水的性质和运动状态决定的CO2含量动水条件容易溶解地下水的温度地貌、气候和构造的影响决定于岩石本身的溶解度和地下水的溶解能力。河谷和海、湖岸附近地区温暖潮湿地区不整合古风化壳地带在断层发育地区易产生构造裂缝的构造部位3.碳酸盐岩裂缝及其发育特征 裂缝型碳酸盐岩是一种重要储层类型如：波斯湾盆地、四川盆地裂缝性储集层（1）裂缝的类型 成岩裂缝、 压溶裂缝、 溶蚀裂缝等构造裂缝、 （2）构造裂缝发育的影响因素 岩性的影响

10、白云岩白云质灰岩 石灰岩泥灰岩盐岩、石膏层厚的影响局部构造因素的影响薄层比厚层裂缝发育 地层具有最大曲率的地方 易形成裂缝轴部、端部、翼部、挠曲部位 断层附近裂缝发育小结：碳酸盐岩储集空间发育的影响因素岩石类型、沉积环境、成岩作用溶蚀作用的类型和强弱裂缝的发育程度一、岩浆岩储集层 二、变质岩储集层 三、泥质岩储集层 第四节 其它岩类储集层一、岩浆岩储层包括火山喷发岩和岩浆侵入岩火山岩已经成为重要的油气勘探对象。国内较著名的火成岩油气藏有准噶尔盆地克拉玛依玄武岩油气藏，二连盆地阿北安山岩油气藏，渤海湾盆地辽河东部凹陷欧里坨子、黄沙坨粗面岩油气藏，黄骅坳陷风化店粗面英安岩油藏，济阳坳陷的商741、

11、罗151辉绿岩油气藏，四川盆地川西周公山玄武岩气藏等.火山岩存在一定数量的原生孔，多数岩浆岩储层的形成与构造裂缝和风化溶蚀作用有关，松辽盆地徐家围子深层火山岩气田，探明储量上千亿方。徐家围子断陷2006年勘探成果图Discovered the worlds largest volcanic reservoir gas field in the Songliao basin in 2002,with proven gas reserve of 101.8 bcm徐深6-徐深1井气藏剖面图 徐深1徐深6芳深701火山岩的岩相类型与储集性能岩相类型侵出相喷溢相爆发相火山通道相外带亚相中带亚相内带亚相

12、上部亚相中部亚相下部亚相热碎屑流亚相热基浪亚相空落亚相隐爆角砾岩亚相次火山岩亚相火山颈亚相火山-沉积相凝灰岩夹煤沉积 再搬运火山碎屑沉积岩 含外碎屑火山碎屑沉积 Volcanic rock facies Model孔隙类型1.溶蚀裂缝2.构造缝 1.溶蚀孔隙 次生孔隙1. 冷凝收缩裂缝、隐爆裂缝或炸裂缝2. 砾内、砾间缝3. 微裂缝 1. 气孔2. 砾间、砾内孔3. 微孔隙 原生孔隙储集空间类型分 类 爆发相的热碎屑流亚相，喷溢相的上部亚相为储层较好的岩相，物性较好。4.538.0112.914.263.211.593.152.54二、变质岩储层 由变质岩类构成，并由其中的表生风化或构造破裂形

13、成的裂缝作为主要的储集空间和渗滤通道的储集层。 变质岩储层储集空间类型几乎无原生孔隙储集空间主要为裂缝有的还有溶蚀孔、洞及微孔隙，但数量较少变质岩储层常发育于不整合带和断裂带。分别为溶蚀和裂缝储层。JZ25-1S-5井片麻岩孔缝特征辽河兴隆台太古界基岩潜山实例辽河兴隆台变质岩潜山储层浅色矿物构成的变质岩比深色矿物构成的变质岩更容易成为储层三、泥质岩储层 致密性脆的泥质岩（页岩、钙质泥岩、硅质泥岩），在构造应力作用下形成裂缝；也存在成岩过程的收缩缝 如柴达木盆地第三系钙质泥岩裂缝性储层 泥质岩中含石膏、盐岩，经地下水溶蚀形成溶孔、溶洞泥质岩储层化的原因火山岩、侵入岩、变质岩等成为储层，多与溶蚀作

14、用或构造裂缝化作用有关，多伴随于不整合面、断裂带附近分布。小结：其他岩类储集层第五节 盖层盖层：覆盖在储集层之上， 能够阻止油气向上运动的细粒、低渗岩层。盖层是油气藏形成的基本要素一个富油气盆地都要存在区域盖层海拉尔盆地悟乌尔逊盆地油气分布盖层类型盖层的封闭机制盖层的评价主要内容一、盖层的类型1按岩性划分膏盐类盖层：石膏、硬石膏、盐岩泥质岩类盖层：泥岩、页岩；碳酸盐岩类盖层：泥灰岩、泥质灰岩、 纯的致密石灰岩特殊盖层：固体水合物、沥青盖2按分布范围划分区域性盖层：指遍布在盆地或拗陷大部分地区， 厚度大、面积广且分布稳定的盖层。局部性盖层：指分布在盆地的某一部分， 或某些局部构造范围的盖层3按与

15、油气藏位置的关系划分直接盖层：紧邻油气层之上的封闭性岩层上覆盖层：位于直接盖层之上的所有盖层二、盖层的微观封闭机理 毛细管力封闭压力封闭烃浓度封闭1、毛细管力封闭（capillary sealing）理论上，与厚度无关（薄膜封堵）盖层具有较大的毛细管阻力从而阻止了油气的向上运移。Pc=2cos/R最常见的封闭类型封闭能力由储盖层之间的毛细管力差决定主要取决于盖层的致密性，因此，又称物性封闭（1）作用机理（2）盖层封闭能力的评价参数：排替压力排替压力：岩样中非润湿相流体(油、气)驱替润湿相流体(水)所需要的最小压力。根据排替压力对盖层进行分级：封闭性非常好 2MPa好 2-1MPa 中 1-0.

16、5MPa 差 C2由于盖层具有高的烃浓度而阻挡或减缓了气藏烃类的扩散损失，这样的封闭作用称为烃浓度封闭天然气扩散的动力：浓度差天然气扩散的方向：高浓度区 低浓度区C1C2C1C2C1C2：天然气从盖层向储层（气藏）扩散，气藏中的天然气被封闭烃浓度封闭机理3烃浓度封闭 烃浓度封堵的条件盖层具有生烃能力只适于阻止天然气扩散三、盖层的封闭性宏观评价1盖层的岩性页岩、泥岩：65%泥岩、盐岩、石膏、硬石膏盖层的主要岩性：盐岩、石膏：33%碳酸盐岩 ： 2%2 韧性盐岩硬石膏石膏富含有机质的泥岩 泥岩粉砂质页岩 3厚度大厚度的盖层对封闭油气是有利的:减小孔隙连通机会，增强封闭性能不易被小断层错断而形成连通

17、的裂缝易于形成超压4盖层的连续性 盖层的分布范围:面积大形成有效封闭的可能性越大四、盖层封闭的相对性1）封闭能力的相对性储盖层的相对差异2）封闭油气水的相对性 不同机理封闭效果不同3）封闭性在微观与宏观的差异性 不能以点代面 整体封闭性=min微观局部封闭性木桶效应油气从最薄弱点逸散第三章 复习思考题1、储层孔隙的成因类型2、有效孔隙度、有效渗透率、孔隙结构3、孔隙与喉道对储层孔渗性的影响4、储层有效渗透率的影响因素5、压汞曲线特征与孔隙大小分布的关系6、碎屑岩储层储集空间的影响因素7、碎屑岩沉积环境如何影响储层储集性能8、碎屑岩储层孔隙损失的地质作用因素有哪些9、压实作用对碎屑岩孔隙的作用特

18、点10、碳酸盐岩储层储集空间的影响因素11、哪些碳酸盐岩沉积环境有利形成储层12、碳酸盐岩成岩后生作用中哪些作用有利于孔隙发育13、渗流与潜流环境下孔隙发育与分布的基本特征14、风化壳岩溶（表生作用）对孔隙形成和分布的作用特点15、裂缝发育的有利构造部位16、盖层封闭机理有几种类型17、从排替压力的概念，分析盖层影响物性封闭能力的因素18、泥岩超压对盖层封闭的作用特点19、从哪些方面研究盖层的宏观封闭能力20、比较碎屑岩储层与碳酸盐岩储层形成的差异性21、结晶岩储层形成特征和孔隙类型特点最大连通孔喉半径rd孔隙系统中，水银最先进入的喉道值。即沿毛细管压力曲线的平坦部分作沿线与孔喉半径轴相交所对应的孔喉半径值。排驱压力Pd孔隙系统中最大连通孔喉rd所对应的毛细管压力。(1)最大连通孔喉半径rd、排驱压力Pd物理意义：用非润湿相驱替润湿相时，非润湿相突破岩样最大孔喉而