孔隙结构特征-自动保存的

孔隙结构特征汇报人：周洋

第一节储集岩的孔隙和喉道类型1.孔隙结构概念孔隙结构(porestructure):是指岩石内的孔隙和喉道类型、大小、分布及其相互连通关系。岩石的孔隙系统由孔隙和喉道两部分组成。孔隙为系统中的膨大部分，连通孔隙的细小部分称为喉道。孔隙:是流体赋存于岩石中的基本储集空间，而喉道则是控制流体在岩石中渗流的重要通道。流体在自然界复杂的孔隙系统中流动时，都要经历一系列的交替着的孔隙和喉道。图1储集岩孔隙网络系统（a据陈碧珏，1987；b据邸世祥，1991；c据陈作全，1987）2.研究现状研究储层孔隙结构，深入揭示油气储层的内部结构，对油气田勘探和开发有着重要的意义。储层孔隙结构研究主要集中于储层孔隙结构成因分析、储层孔隙结构的定量表征和分类评价、基于储层孔隙结构研究进行储层评价、储层孔隙结构对流体活动的影响、储层孔隙结构对开发的影响、油气田开发对储层孔隙结构的影响和储层孔隙结构研究方法手段的改进等几个方面。3.孔隙及喉道类型①孔隙类型成因分类1.原生裂隙①颗粒支撑的原生粒间孔隙②粒间基质充填不满所遗留下来的孔隙③基质内部有杂基支撑的孔隙④原始岩屑粒内孔隙2.次生孔隙①溶蚀孔隙（包括颗粒、基质、胶结物、交代物溶孔）②破裂孔隙（一些层理缝和矿物解理缝也属此类）③收缩孔隙（砂岩中某些矿物如海绿石、赤铁矿、粘土矿物等发生脱水或重结晶收缩而产生的裂缝）④晶间孔隙（重结晶作用和胶结作用产生的晶体之间的孔隙）3.混合孔隙图2次生孔隙类型及形成模式图（据罗明高，1998）注：A—砂岩中溶蚀作用前的主要孔隙特征，包括粒间孔、收缩孔和裂缝；B—砂岩中溶蚀作用后的主要孔隙特征，包括扩大的粒间孔、特大孔、粒内按孔隙产状及溶蚀作用分类1.粒间孔隙（共同特点是不论颗粒填隙物或孔隙均看不到溶蚀现象）①完整粒间孔隙②剩余粒间孔隙③缝状粒间孔隙是指粒间孔隙基本被填隙物充填，只剩余一些缝隙2.粒内孔隙3.填隙物内孔隙4.裂缝孔隙5.溶蚀粒间孔隙①部分溶蚀粒间孔隙②印模溶蚀粒间孔隙是指一些碎屑颗粒或（和）填隙物晶粒被溶去而残留的印模孔隙③港湾状溶蚀粒间孔隙④长条状溶蚀粒间孔隙是指相邻粒间孔隙之间的喉道同时受到溶蚀，致使两个甚至多个粒间孔隙成长条状孔隙者⑤特大溶蚀粒间孔隙是指岩石受到了强烈的溶蚀作用，致使一个甚至几个碎屑颗粒与周围的填隙物都被溶掉而形成的超粒特大孔隙⑥溶蚀粒内孔隙特点是孔隙不仅处于颗粒内部，而且数量众多，往往呈蜂窝状或者串珠状⑦溶蚀填隙物内孔隙⑧溶蚀裂缝孔隙按孔隙直径大小分类1.超毛管孔隙流体可以在其中自由流动，服从静水力学的一般规律。管形孔隙直径大于500um，裂缝大于250um。2.毛管孔隙微裂缝和一般砂岩中的孔隙属此类。管形0.2um-500um，裂缝0.1um-250um。3.微毛管孔隙管形＜0.2um，裂缝＜0.1um。粘土、致密岩中的一些孔隙属于此类型。因流体与周围介质分子之间的巨大引力，在通常温压下流体在这种孔隙中不能流动，增大温度和压力也只能引起流体呈分子或分子团状态扩散。碎屑岩孔隙结构

对于碎屑岩，可将空隙分为两大类，即狭义的孔隙和裂缝。进一步分为四小类：粒间孔隙、粒内孔隙、填隙物内孔隙和裂缝。按成因将其分为原生孔隙和次生孔隙两大类，然后按产状和几何形状进一步分类。粒间孔隙：顾名思义，粒间孔隙就是碎屑颗粒之间的孔隙，这些孔隙可以是原生粒间孔隙、粒间溶孔、铸模孔或超粒孔等，也可以是次生的溶蚀粒间孔。所谓的溶蚀是指地表水和地下水相结合，对以碳酸盐为主的可溶性岩石产生化学溶解和侵蚀作用。这种溶孔，形态多种多样，有港湾状、伸长状等。粒间溶孔往往是在原生粒间孔隙或其他孔隙的基础上发展起来的。粒内孔隙:颗粒内部的孔隙包括原生粒内孔、矿物解理缝和粒内溶孔。原生粒内孔主要是岩屑内的粒间微孔或喷出岩屑内的气孔。常沿解理缝发生溶解作用。填隙物内孔隙:填隙物内孔隙包括杂基内微孔隙、胶结物内溶孔(图2.4)和晶间孔等。杂基内微孔隙通常是在黏土杂基和碳酸盐泥中所存在的微孔隙。这种孔隙极为细小在所有的碎屑岩储集岩中都或多或少存在这种微孔隙。这种孔除虽可形成百分之几十的孔隙度，但由于孔隙半径小，渗透率往往很低。胶结物内溶孔为胶结物内发生溶解作用形成的溶孔。晶间孔为胶结物晶体之间的残留孔隙。裂缝:裂缝包括沉积成因的层面缝以及成岩和构造作用等形成的裂缝。碳酸盐岩空隙结构与碎屑岩相比碱酸岩盐的储集空间更为复杂，不仅有狭义的孔隙，而且还有裂缝和溶洞，储集空间的大小和变化很大，下面分别介绍。既可以和岩石组构有关，又可以与岩石组构无关。粒间孔隙。碳酸盐岩的粒间孔隙是指碳酸岩颗粒之间的孔隙，包括原生粒间孔隙和粒间游孔。原生教间孔隙是指在颗粒含量高，颗粒星支排状时粒间未被灰泥和胶结物填充的部分。灰泥，又称灰泥基质，是碳酸盐岩基本组成成分之.粒间前孔是由于赖粒之间的灰泥或胶结物受溶解和颗粒边缘被选择性溶解所形成的孔隙。粒内孔隙。碳酸盐岩的粒内孔家指碳酸盐岩颗粒内部的原生孔隙和粒内溶孔。原生粒内孔隙通常指生物体腔孔隙，即生物死亡后，软体部分腐烂济解，体腔未被全部填充而保存下来的孔隙。张力孔隙连通性差，有效孔隙度不高，但常与生物碎粒间孔除伴生，形成较好的储层。粒内溶孔。粒内溶孔是指各种碳酸盐岩颗粒内部由于选择性溶解，颗粒被局部溶蚀而形成的孔隙。当溶蚀作用扩展到整个颗粒，形成与原颗粒形状、大小完全一致的铸模时，可称为颗粒铸模孔隙。基质内孔隙。所谓基质，是指有些岩石的矿物颗粒大小悬殊，大的颗粒散布在小的颗粒之中，地质学中把大的矿物叫斑晶，小的矿物叫基质。基质内孔隙包括灰泥内孔隙、胶结物孔隙等。灰泥内孔隙为碳酸盐灰泥中存在的微孔隙。这种孔隙极为细小，由于孔隙半径小，滲透率往往很低。胶结物内溶孔为胶结物内发生溶解作用形成的溶孔及胶结物晶体之间的残留孔隙。晶间孔隙。晶间孔隙是指碳酸盐岩矿物晶体之间的孔隙，大部分是由于白云岩成岩作用形成的。由于其孔隙度较大，常为石油或地下水的理想储层。白云岩中晶间孔隙的发育主要是白云岩晶体之间未被置换的碳酸钙或石膏溶解所致。晶内溶孔和晶体铸模孔腺。晶内溶孔为晶体内部被溶蚀而形成的孔腺。若整个晶体被溶蚀，形成了与原品粒形状、大小相同的铸模时，则称为品体铸模孔隙。通道孔隙。通道孔隙是指横向连续好且星板状或扁平状通道的孔隙，为溶解作用成因。裂缝。装缝是指碳酸盐岩中十分重要的一类储集空间，同时也是沟通碳酸盐岩中各种孔隙、溶洞的通道。溶洞。溶洞是指不受岩石组构控制，由溶解作用形成的较大的储集空间，这类空隙形态不规则，大小不一，连通性各异。其直径一般很大，有些可达1.5-2m，甚至更大。晶洞。晶洞也称孔洞，为直径小于1cm的溶洞，小洞为大于1cm但小于1m的溶洞。大洞为大于1m的溶洞。图3碎屑岩孔隙类型示意图（据邸世祥1991）图3碎屑岩孔隙类型示意图（据邸世祥1991）②喉道类型喉道类型1.孔隙缩小型喉道多见于颗粒支撑、无或少胶结物的砂岩。孔隙、喉道难分，孔大吼粗。2.缩颈型喉道多见于颗粒支撑，点接触式胶结的砂岩。具有孔隙较大，喉道细的特点，因此具有较高的孔隙度、很低的渗透率。3.片状喉道多见于线接触式、凹凸接触式胶结砂岩。片状喉道具有孔隙很小、喉道极细的特点。4.弯片状喉道强烈的压实作用使颗粒呈镶嵌式接触，不但孔隙很小、喉道极细，而且呈弯片状。该类喉道细小、弯曲、粗糙，容易形成堵塞。5.管束状喉道多见于杂基支撑、基底式及孔隙式胶结类型的砂岩。

（a）（b）（c）（d）（e）颗粒杂基微孔隙喉道孔隙图4孔隙喉道的类型示意图（据罗蛰潭、王允诚，1986）（a）喉道是孔隙的缩小部分；（b）可变断面收缩部分是喉道；（c）片状喉道；（d）弯片状喉道；（e）管束状喉道；第二节孔隙结构的研究方法目前研究孔隙结构的实验室方法很多、发展较快，总体上分为三大类。a.间接测定法：如毛细管压力法，包括压汞法、半渗透隔板法、离心机法、动力驱替法、蒸气压力法等。，如毛细管压力法，包括压汞法、半渗透隔板法、离心机法、动力驱替法、蒸气压力法等。b.直接观测法:包括铸体薄片法、图像分析法、各种荧光显示剂注入法、扫描电镜法等。包括铸体薄片法、图像分析法、各种荧光显示剂注入法、扫描电镜法等。c.数字岩芯法:包括铸体模型法、孔隙结构三维模型重构技术，这是当前及今后发展方向。分类方法间接测定法毛细管压力法，包括压汞法、半渗透隔板法、离心机法、动力驱替法、蒸气压力法等直接观测法铸体薄片法、图像分析法、各种荧光显示剂注入法、扫描电镜法等数字岩芯法铸体模型法、数字岩芯孔隙结构三维模型重构技术表4孔隙结构研究方法和分类1压汞法1.1原理采用压汞法注入水银时，因为水银是非润湿相液体，欲进入孔隙系统，需要克服表面张力所产生的毛细管阻力。控制水银进入孔隙系统的是喉道大小而不是孔隙大小，所以在测量过程中求得与毛细管阻力平衡的外力的大小，以及压入岩样内的水银体积，就能求出与注入量对应的喉道大小。计算孔隙喉道半径公式：（1）当给一定的外加压力而将水银注入岩样，则可根据平衡压力计算出相应的孔隙吼道半径值。（2）在这个平衡压力下进入岩样孔隙系统中的水银体积，是这个压力下的相应孔隙喉道的孔隙体积。（3）孔隙喉道越大，毛管阻力将越小，注入水银的压力也小。因此，再注入水银时，随注入压力的增高，水银将由大到小逐次进入其相应喉道的孔隙体系中去。Pc—毛细血管压力，达因/cm²（1达因/cm²=0.1pa)；—表面张力，达因/cm²；Φ—水银的润湿接触角；r—喉道半径，cm。1.2毛细管曲线特征

压汞曲线形态主要受孔隙分布的歪度及分选性两个因素控制。歪度：指孔、喉大小分布偏于粗孔喉或细孔喉，偏于粗孔喉的称粗歪度，反之称为细歪度。分选：指孔喉大小、分布的均一程度。大小、分布愈集中，表明分选性愈好，毛管曲线上就会出现一平台；当孔喉分选差时，毛管曲线是倾斜的。具体测量时是在每个压力只待岩样中达到毛细管压力平衡时，记录下压力值和注入水银量，将水银进入体积除以岩样的总体积，即为进入岩样的水银饱和度。将若干压力点的压力值作为纵坐标，再将测得的各点水银饱和度值作为横坐标，绘成毛细管压力-饱和度图，就可以得到水银注入该岩样的毛细管压力曲线。1.3毛细管压力曲线的形态分析1.4毛管压力曲线的定量特征①入口压力Pd

定义、取法不同

Pd评价储集岩、Pd为二次运移的最小压力。②饱和度中值压力Pc50、中值半径r50及h50r50:可视为岩石的平均喉道半径

h50：相对渗透率曲线时这样计估计，有相对渗透率曲线未必一定是h50，可能为h30、h40，即是临界含水饱和度所对应的油柱高度。1.5最小非饱和孔隙体积百分数Smin%表示最高压力所对应的以及比它更小的喉道半径对应的孔隙体积占整个岩样体积的百分数，Smin值与岩石的润湿性有关。可能代表残余油，也可能代表束缚水。1.6平均毛管压力和“J”函数在毛细管压力曲线上，注入压力从零至最大值可以确定对应的平均毛管压力，用来说明岩样的平均性质。平均毛管压力的表达式：简化表达式1.7平均毛管压力和“J”函数上两式称为J函数；做J函数与Sw的关系曲线称J函数曲线。由于J函数中Pc/σcosθ的存在，使J值不受流体的影响。因而同样品用不同流体测得的J函数曲线应该是一样的。这给Pc资料对比带来很大方便。Leverett认为：同类岩石J函数具有普遍意义，即同—岩层内各岩样可引一条J函数曲线。故可用J曲线来表示某层的平均毛细管压力曲线。1.8应用毛管压力-饱和度曲线确定孔隙、喉道大小和分布（1）孔隙喉道的频率直方图（2）孔隙喉道的频率分布曲线及累计频率分布曲线2铸体薄片法2.1面积法测定孔隙结构所谓面积法是指在显微镜下测定岩石孔隙结构系统时，不单测量孔隙的直径，同时也测量其所占面积的一种统计分析研究方法。参数：最大与最小孔径值。孔径中值：累积频率曲线上50%处的孔径。孔径平均值：孔径分散率：面孔率：薄片中孔隙喉道面积占薄片总面积的百分数。2.2直线法测定孔隙结构直线法测定孔隙是在载物台上安装机械台以使薄片沿侧线而移动，在一定移动过程中用目镜微尺测量侧线通过每个孔隙的交切点的长度（截距）来测量孔径的大小。（1）孔隙线密度：（4）变异系数：（2）孔隙截距平均宽度：（3）分散率：（5）孔隙度：3扫描电子显微镜法石英具次生加大，粒间孔分布绿泥石、自生石英。粒间孔分布伊利石、绿泥石。观察研究砂岩(砾岩也可)储层中孔隙发育和充填情况，深入分析孔隙结构类型（包括次生孔隙）贯面组