第七讲 储集层与盖层

第三章储集层和盖层第二章油气成因与烃源岩思考题：

1．评价生油岩质量的主要指标。

2.干酪根成烃演化机制？有机质丰度、有机质类型、有机质的成熟度。一、生物化学生气阶段二、热催化生油气阶段三、热裂解生凝析气阶段四、深部高温生气阶段教学目的与教学思路

掌握储集层的孔隙性及渗透性等

教学重点难点分析储集层的孔隙性和渗透性第三章储集层和盖层（重点）第一节储集层的岩石物性参数（重点）第二节碎屑岩储集层（重点）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第一节储集层的基本特征一、孔隙性（重点）二、渗透性（重点）三、储集层的孔隙结构

四、压汞法研究储集岩的孔隙结构（重点）五、流体饱和度第三章储集层与盖层

储集层：凡具有一定的连通孔隙，能使流体储存，并在其中渗滤的岩层（石），称为储集层（岩）。储集层中储集了油气称含油气层。投入开采后称产（油气）层。

盖层是位于储层上方，能够阻止油气向上逸散的岩层，主要起遮挡或封闭作用。油气在地下是储存在一些岩石的孔、洞、缝之中的，其储集方式与水充满在海绵里有一定相似之处。第一节

储集层的岩石物性参数

储集层的基本特征是具孔隙性和渗透性，其孔隙渗透性的好坏、分布规律是控制地下油气分布状况、油气储量及产量的主要因素。第三章储集层与盖层

两个基本特征:

孔隙性-渗透性-具有能够储存油气的孔隙空间的性质在有压差存在的条件下,岩石本身容许流体通过的性能

度量参数:孔隙性渗透性孔隙度渗透率一、孔隙度

孔隙度反映岩石中孔隙的发育程度，是指孔隙体积与储层岩石体积之比，它是一个无量纲的值，可用小数或百分数表示。

广义的孔隙是指岩石中的空隙空间，即未被固体物质所充填的空间。它包括孔隙（狭义）、溶洞、裂缝。狭义的孔隙是指岩石中颗粒（晶粒）间、颗粒（晶粒）内和填隙物内的空隙。岩石中的孔隙1.分选良好，排列疏松的砂2.分选良好排列紧密的砂3.分选不良的，含泥、砂的砾石4.经过部分胶结的砂岩5.具有结构性孔隙的粘土6.经过压缩的粘土7.具有裂缝的岩石8.具有溶隙及溶穴的可溶岩1.孔隙的类型按成因分为原生孔隙和次生孔隙；按孔隙相互之间的关系分为相互连通的孔隙和孤立的孔隙。一、孔隙度

绝对孔隙度：岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样总体积的比值。是衡量岩石孔隙的发育程度。

Φt=（∑Vp）/Vt×100%

按岩石孔隙大小，有超毛细管孔隙、毛细管孔隙和微毛细管孔隙三类。

1.超毛细管孔隙：直径>0.5mm，相应裂缝宽度>0.25mm，液体在重力作用下自由流动。

2.毛细管孔隙：直径0.5～0.0002mm，裂缝宽度0.25～0.0001mm，由于毛细管力的作用，液体不能自由流动。

3.微毛细管孔隙：直径<0.0002mm，裂缝宽度<0.0001mm，液体在非常高的剩余流体压力梯度下流动。

束缚孔隙第三章储集层与盖层指储集层中孔隙空间的形状、大小、连通性与发育程度。总孔隙度

有效孔隙度：指彼此连通的，且在一般压力条件下，可以允许液体在其中流动的超毛细管孔隙和毛细管孔隙体积之和与岩石总体积的比值。

Φe=（∑Ve）/Vt×100%第三章储集层与盖层根据孔隙度的大小储集层分级表级别砂岩孔隙度（%）评价1234520-3015-2010-155-100-5很好好中等差无价值碳酸盐岩，φe＜5%常简称为“孔隙度”

储量计算的重要参数储集层大多在10－20％第一节储集层孔隙度的实验室测定抽提烘干称重量取总体积(Vt)饱和煤油(Wa)在煤油中称重(Wk)根据阿基米德原理,有:Vm*dk=Wa

–Wk即Vm=(Wa

–Wk)/dk

(Vm为岩样的颗粒骨架体积,Vm*dk为岩样在煤油中所受到的浮力)则岩样的孔隙度为:=(Vt

–

Vm)/Vt饱和煤油法

渗透性：指在一定的压差下，岩石允许流体通过其连通孔隙的性质。对于储集层而言，指在地层压力条件下，流体的流动能力。其大小遵循达西定律。

F·ΔPQ=K·

μ·L

二、渗透性第三章储集层与盖层一般情况下，砂岩、砾岩、多孔的石灰岩、白云岩等都是渗透性岩石；而泥岩、膏盐、泥灰岩等则属于非渗透性岩石。(相对的)F－液体通过岩石的截面积ΔP－液体通过岩石前后的压差μ－液体的粘度L－岩石的长度第一节储集层渗透率的单位：

m2(平方微米)以往的文献中常以达西（D）或毫达西（md）为单位。三者的关系为：1D＝0.986923

m21

m2

1D＝1000md1md110-3

m2

其他条件给定时，流体的流量（Q）只与孔隙介质对流体的传道性能（用渗透率K

表示）有关。K只反映孔隙介质固有的特性，与流体性质无关。故也常称为固有渗透率（intrinsicpermeability）K＝(P1－P2)FQLN2/HeQP1P2渗透率的测定K＝2g*P2*Q*L(P12-p22)*F第三章储集层与盖层级别渗透率（10-3μm2）评价油层气层1>1000极好常规储层21000-500好3500-100中等4100-10较差510-1差-可能低渗透储层61-0.1不渗透7<0.1致密储层储集层渗透率分级(据Калинко,1983;转引自陈荣书，1993)

绝对渗透率：单相液体充满岩石孔隙，液体不与岩石发生任何物理化学反应，测得的渗透率称为绝对渗透率。

有效渗透率：储集层中有多相流体共存时，岩石对每一单相流体的渗透率称该相流体的有效渗透率/相渗透率。油气水分别用Ko、Kg、Kw表示。

相对渗透率：对每一相流体局部饱和时的有效渗透率与全部饱和时的绝对渗透率之比值，称为该相流体的相对渗透率。油气水分别用Ko/K、Kg/K、Kw/K表示。

第三章储集层与盖层

某相有效渗透率的大小与该相流体的饱和度（流体体积与孔隙体积之比）成正相关系。饱和度增加，其有效渗透率和相对渗透率均增加，直到全部为某一相流体饱和，其有效渗透率等于绝对渗透率，即相对渗透率等于1。第三章储集层与盖层油—气饱和度与相对渗透率的关系曲线2.孔隙度与渗透率之间的关系一般情况下，绝对渗透率随有效孔隙度的增大而增大。碎屑岩：绝对渗透率与有效孔隙度有较好的正相关关系。渗透率随孔隙度的增加而增加，大体上呈指数关系。碳酸盐岩：储集层的孔隙度与渗透率无明显的关系。三、储集层的孔隙结构

孔隙结构：指岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布以及相互关系。

第三章储集层与盖层岩石孔隙系统示意图1、概念三、储集层的孔隙结构

第三章储集层与盖层1、概念岩石的孔隙结构由孔隙和喉道组成。孔隙主要起储存流体的作用，而喉道主要影响岩石的渗透性。

孔隙（pore）：是孔隙系统中的膨大部分。决定了孔隙度大小。

喉道（porethroat）：连通孔隙中的细小部分。决定了储集层储集能力和渗透特征。①孔隙铸体薄片法：把岩石切片，孔隙注入红颜色的胶体，作成薄片，在镜下观察其孔隙及喉道的类型、形状、大小等特征。②扫描电镜：放大倍数增大。

③压汞曲线法

第三章储集层与盖层2、研究方法压汞曲线法

原理：由于孔喉细小，当两种或两种以上互不相溶的流体同处于岩石孔隙系统中或通过岩石孔隙系统渗流时，必然发生毛细管现象，产生一个指向非润湿相流体内部的毛细管压力Pc。第三章储集层与盖层pc—毛细管压力；θ—水对管壁的润湿角；r—毛管半径；σ—水的表面张力。模拟地层条件下，油气的运移--是非润湿相流体（油气）不断排驱储层孔洞缝中的润湿相流体（水）的过程。

压汞法的方法：对岩石而言，如欲把非润湿相的汞压入岩石孔隙系统中，必须克服孔隙喉道所造成的毛细管阻力。因此，可实测得到不同的毛细管力（pc）以及与之相应的岩样含水银体积（VHg）。压汞曲线：根据实测的水银注入压力（pc）与相应的岩样含水银体积（VHg），经计算求得水银饱和度（SHg）和孔隙喉道半径（r）之后，绘出毛细管压力、孔隙喉道半径与汞饱和度之间的关系曲线。1.压汞法的基本原理及压汞曲线四、压汞法研究储集岩的孔隙结构压汞曲线法

方法：在实验室中，把非润湿相的汞（水银）应用提高压力的方法把汞注入岩样中，排驱岩样中的汞蒸气，测定压汞过程的各种数据，根据根据所加压力与注入岩石的汞量，绘出压力与饱和度关系曲线，称为毛细管压力曲线或压汞曲线。第三章储集层与盖层压力表高压管线真空计真空泵观察孔水银室测微手轮样品室（剖视）测量螺杆(a)(b)(c)水银饱和度可以通过水银体积计算得到：SHg=VHg/фVf毛细管压力方程：

压汞曲线：根据实测的水银注入压力（pc）与相应的岩样含水银体积（VHg），经计算求得水银饱和度（SHg）和孔隙喉道半径（r）之后，绘出毛细管压力、孔隙喉道半径与汞饱和度之间的关系曲线。2.孔隙结构参数：①排驱压力（Pd）与最大连通孔隙喉道半径（Rd）：排驱压力是孔喉系统中最大连通孔隙所对应的毛细管压力。是非润湿相流体开始连续进入岩样驱替孔隙中润湿相流体时的压力。与之相对应的是最大连通孔隙喉道半径（Rd）。一般来说，孔隙度高、渗透率好的岩样，排驱压力值越低。②饱和度中值毛细管压力（Pc50）与孔隙喉道半径中值（R50）：饱和度中值压力是指注入非润湿相流体饱和度为50%时对应的毛细管压力。与之相对应的是孔隙喉道半径中值（R50）。毛细管压力中值（Pc50）越低，孔隙喉道半径中值（R50）越大，孔隙结构越好。③最小非饱和的孔隙体积百分数（Smin%）：当注入水银的压力达到仪器的最高压力时，仍没有被水银侵入的孔隙体积百分数。最小非饱和的孔隙率（Smin%）越小，束缚孔隙越少，孔隙结构越好。3.孔隙喉道的频率分布直方图与孔隙结构孔隙喉道分布直方图可以反映孔喉的大小和分布，孔喉半径越大，分布越集中，说明岩石孔隙结构越好。4.毛细管压力曲线形态毛细管曲线呈多种形态，主要取决于歪度和孔隙喉道的分选性两个因素：歪度是指孔喉分布中以粗孔喉为主还是以细孔喉为主。在储集岩中，粗歪度表明储集性好；孔喉的分选性是指孔喉大小分布的均一程度。岩石的分选性越好，岩石的孔隙结构越均匀，毛细管压力曲线平台就越平越长；分选差则呈斜线。孔喉粗，分选好，其孔隙结构好。毛细管压力曲线上，曲线平坦段位置越低，说明集中的孔喉越粗；平坦段越长，说明岩石的分选性越好，岩石的孔隙结构越均匀。五、流体饱和度1.流体饱和度的概念

油、气、水在储集孔隙中的含量分别占总孔隙体积的百分数称为油、气、水的饱和度（So