定量储层地质学讲稿课件

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1、储层地质学,西南石油学院 资源与环境学院 2006年4月,罗明高 电话：83032275 手机：13980769756,主要内容,主要内容及特点 主要内容 储层形成、储层演化、储层评价、储层应用 特点 定量研究、多观点介绍、勘探开发应用 基本要求及参考文献 基本要求 有储层地质的基础 参考文献 方少仙 侯方浩 石油天然气储层地质学 石油工业出版社 强子同 碳酸盐岩储层地质学导论 石油工业出版社 罗蛰潭 油气储层孔屑结构 科学出版社,定量储层地质学第一章储层形成的定量评价,西南石油学院 2006年3月,罗明高,主要内容,成岩作用的定量评价 交代作用的定量评价 成岩作用顺序的定量评价,第一节 成岩

2、作用的定量评价,一、成岩作用的基本类型 压实作用 概念 也称为机械压实作用，是指在上覆压力作用下，除骨架颗粒溶解以外，所引起岩石总体积减少的所有作用过程。是由岩石压力和上覆沉积物的重量引起的。 特征 在碎屑岩中，压实作用的结果使岩石产生明显的可识别的特征，常见的有：定向排列、破裂和劈理的产生、塑性变形,第一节 成岩作用的定量评价压实作用特征,压实作用,泥绕石英流动 白云母片弯曲 绿泥石变形,斜长石被压裂 石英部分破裂 石英大规模破裂,第一节 成岩作用的定量评价压实作用意义,减少岩石总体积 减少孔隙空间 由以上特征可见，在主要以刚性颗粒组成的沉积物(岩)中，主要是以减少孔隙空间的方式来减少岩石总

3、体积，而骨架颗粒的体积没有明显的减少。 减少骨架体积和孔隙空间 在具有塑性和脆性物质时，不仅要减少孔隙体积，而且也将减少骨架体积。,第一节 成岩作用的定量评价压实作用因素,压力 随着埋深的增加，上覆地层岩石和流体的压力都增加，岩石的静压和流体的静压在正常情况下与深度线性正相关： P地H.岩/10 P流H.流/10 正常压实 通常流P流，这时的压力主要是地静压力，而地静压力是作用在岩石颗粒骨架上的，将大大降低孔隙度。 异常压实 相反在异常的压力下，P流可能等于甚至大于P地，此时，上覆压力作用的结果是在岩石骨架和孔隙流体上，从而使孔隙度的降低减缓，孔隙梯度较小。,第一节 成岩作用的定量评价碳酸盐岩

4、压实,碳酸盐岩压实作用特征,更多,第一节 成岩作用的定量评价碳酸盐岩压实特征,碳酸盐岩压实作用特征 接触 (1)颗粒的点接触;(2)颗粒间线状接触;(3)颗粒的嵌入接触 压裂 (5)颗粒压折（板状、片状颗粒及介壳化石中）;(6)颗粒错断;(7)颗粒表皮撕裂(常见于鲕粒灰岩中）;(8)颗粒表皮剥离;(9)颗粒碎裂;(10)颗粒表部放射性破裂;(11)颗粒变形;(12)颗粒畸变 ;(14)颗粒表部揉皱(多发育于鲕粒灰岩)。 生物 (13)潜穴的压扁 早期硬物体（结核、石化层等）之间或之上的纹层变薄 生物碎片：由于压实作用使易碎的生物介壳等被压碎 各种原生孔隙的变形：由于压实作用可使垂直于层面的泥裂

5、变形为皱纹状；使各种光滑的生物钻孔弯曲变形 球形颗粒的变形：常见的为鲕粒的变形 原生孔隙的破坏：压实作用使其它松散的物质在泥裂和鸟眼构造口起封闭作用，而使之遭到破坏（变小）甚至消失。,第一节 成岩作用的定量评价不同类型碳酸盐岩压实1,不同类型碳酸盐岩压实作用 影响 主要与胶结作用发生的时期有关 化学沉淀形成的结晶碳酸盐岩 颗粒特征 颗粒较细、相互之间为较疏松的堆积、粒间富含孔隙水、颗粒的抗压强度较差 压力特征 正如碎屑岩中的泥岩类，其孔隙度随压力的增加而减少的幅度比较大 胶结期 由于这类岩石的沉积物形成环境为碳酸盐岩类的过饱和环境，大量的自生方解石将不断产生，因此胶结作用发生较早，这样便阻止了

6、压实作用的继续进行或减缓了压实作用的强度 直接标志 这类岩石中的压实作用标志不明显，因此很难识别 间接标志 这种岩石压实作用的存在是无可非议的，其明显的特征为：现代沉积物的孔隙度很高，而随着埋深的增加岩石的孔隙度迅速降低。这种岩石中的压实作用特征为早期硬物体之间或之上的纹层变薄，各种原生孔隙（生物钻孔、泥裂）变形。,第一节 成岩作用的定量评价不同类型碳酸盐岩压实2,不同类型碳酸盐岩压实作用 影响 主要与胶结作用发生的时期有关 由内碎屑等经改造形成的碳酸盐岩 颗粒特征 由于其碎屑颗粒经固结后比较坚硬，抗压能力比较强 压力特征 正如碎屑岩中的砂砾岩类，其孔隙度随压力的增加而减少的幅度比较小 胶结期

7、 由于颗粒经过搬运后再沉积，因此可能其沉积环境与沉淀环境或生长环境（生物成因岩石被改造的碎屑岩）不同，而胶结作用发生的时期较晚或发生的速度较慢，这给压实作用提供了较长的时间，可能使压实作用比较强烈。 直接标志 压裂的生物碎片；球形或其它规则颗粒的变形，颗粒表面构造遭破坏（表皮撕裂、表皮剥离、表皮揉皱、表部放射状破裂），颗粒之间为线或相嵌状接触。,第一节 成岩作用的定量评价不同类型碳酸盐岩压实3,不同类型碳酸盐岩压实作用 影响 主要与胶结作用发生的时期有关 生物成因的碳酸盐岩 压力特征 压实作用在这类岩石中的强度可能差异较大，但这种生物成因的岩石规模较大时（厚度大且连片性好），其抗压性较好，压实

8、作用比较微弱， 胶结期 由于颗粒经过搬运后再沉积，因此可能其沉积环境与沉淀环境或生长环境（生物成因岩石被改造的碎屑岩）不同，而胶结作用发生的时期较晚或发生的速度较慢，这给压实作用提供了较长的时间，可能使压实作用比较强烈。 直接标志 生物压碎结构（生物骨架压塌、洞穴压扁，骨架压折）；早期阶段使长条状生物碎屑定向排列，而形成线接触（在镜下的二维空间）；压实作用的加强将使其为嵌入接触；然后为压折、甚至压碎。,第一节 成岩作用的定量评价生物的灰岩压实作用特征,不同类型碳酸盐岩压实作用 值得注意的是只有当这种生物残核比较丰富时这些现象才比较明显，如果丰度比较低时将会形成富含生物的灰岩(图1-3)，而颗粒

9、完整无损。这就是在有的生物灰岩中仍保存有完整易碎介壳的原因之一。,图1-3 压实作用形成的富含生物灰岩示意图,第一节 成岩作用的定量评价压溶作用,2.压溶作用 概念 也称化学压实作用，是指由骨架颗粒在接触点的溶解所引起的岩石总体积的减少过程。 成因 由岩石压应力和上覆沉积物的重量引起的 特征 粒间接触点的溶解，从而形成凹凸接触，甚至形成(似)缝合线的接触关系。,第一节 成岩作用的定量评价碎屑岩压溶作用,碎屑岩压溶作用 时期 这种作用通常在压实之后 特征 骨架颗粒的排列方式为紧密排列 关系 很少见胶结物的压溶，因此多在胶结作用之前或同时进行。,第一节 成岩作用的定量评价碎屑岩压溶作用图,石英颗粒

10、线接触,颗粒间缝合线溶解面,第一节 成岩作用的定量评价碳酸盐岩压溶作用,碳酸盐岩压溶作用 时期 这种作用通常在压实之后 规模 压溶作用在碳酸盐岩中是十分常见的，其溶蚀的规模可小到只有几毫米或微米(在镜下才能看见)，大到几米甚至更大范围(在野外露头区即可见到) 特征 垂直于应力方向由于溶蚀的结果产生了溶蚀的痕迹，这种痕迹通常表现为不规则的曲面，在剖面上为一条不规则的曲线，形似缝合线，因此常习惯称之为缝合线。,第一节 成岩作用的定量评价碳酸盐岩压溶作用图,碳酸盐岩压溶作用,第一节 成岩作用的定量评价压溶作用,压溶作用影响因素 影响因素 重力的影响，还受接触物的性质、其间的流体性质影响 介质（水）的

11、性质对压溶作用的影响主要表现为 过饱和状态 当水介质中碳酸盐岩过饱和状态时不利于压溶，反之利于压溶，因此通常酸性水（地表的淡水）和较高的温度有利于碳酸盐岩的压溶作用进行 离子含量 根据一些学者的研究Mg+2和Mg/Ca比的降低有利于压溶的进行，当其介质为油气时，则停止。 岩石的成分也是一个重要因素 主要包括岩石中泥质的含量和碳酸盐岩矿物稳定性两方面 按易压溶递减的序列为文石高Mg方解石方解石白云石。 碳酸盐中泥质的存在有利于压溶的进行，当粘土含量比较高时，产生的缝合线常为未缝合的缝隙，而粘土含量比较低（约10%）则形成缝合的缝合线，无粘土矿物或生物（有机质）的地方很难发现缝合线。,第一节 成岩

12、作用的定量评价压溶作用,压溶作用影响因素 范围 深度范围变化很大，最浅的是在关岛的阿利丰灰岩中发现的微缝合线（14条/10毫米），由于粘土薄膜的存在，在反光下呈红色细线，其埋深不超过90米，而在我国建南气田下三叠统飞仙组中发现的缝合线是晚于第二期方解石胶结作用（其温度为5680），在美国弗吉尼亚州的马斯托赫尔德贝格群的层孔虫补丁礁石灰中的压溶作用晚于棘皮动物上的共轴生长之后 溶蚀物质 压溶的部分可以是颗粒、生物碎屑、鲕粒等原始沉积物的接触点上或接触线上，也可以是固结成岩后的胶结物；缝合线可以是被泥质、生物痕迹充填的也可以是张开的面，缝合线的产状可是水平的；也可以是垂直的和斜交的。,第一节 成岩

13、作用的定量评价压溶作用,缝合线的储层意义 类型 缝合线可分为已缝合和未缝合的两种 意义 对于后者无疑应是增加储层的孔隙度，而更为重要的是大大增加渗透率 对于前者虽然渗透性较后者差，但通常较其临近的岩石好，因此其孔渗性仍起重要的作用，主要表现为延伸范围比较广，可作为碳酸盐岩的交代，溶蚀作用的通道，有利于后期的改造作用;可直接作为油气运移的通道。 实际上常观察到的缝线中的沥青和其附近的溶蚀特征证明了其有利的石油地质意义。 泥岩的关系 缝合线的发育与泥岩密切相关 常形成在泥质较多的渗透性较差的岩性中，这种岩性常不易形成储层，但这种缝合线的发育对后期的改造（溶蚀作用）是有益的 另一方面这种渗透性差的岩

14、类可作为生油层，因此可作为油气生成以后向储集层运移的通道。,第一节 成岩作用的定量评价胶结作用,3.胶结作用 概念 是指自生矿物沉淀在颗粒间，从而将沉积物固结成岩，减少孔隙空间的过程。 机理 是由于粒间液体的地球化学性质变化，使其溶解物质析出的过程。通常岩石的总体积不发生变化。 成因 由于溶液中所含的物质达过饱和状态而发生结晶作用的过程,第一节 成岩作用的定量评价胶结作用,3.胶结作用 因素 物质来源、流体介质的性质（PH和EH） 近物源区 特征 通常含有物源区化学风化的矿物质成分，当物源区为不稳定的岩石成分特征时更为明显，这时的沉积物矿物成熟度很低，且流体介质所含矿物浓度高，易形成早期的胶结

15、作用。 实例 克拉玛依砾岩油藏为山麓洪积相的沉积，其胶结物通常为自生的沸石类，发生的作用较早（埋深约为1000米），这种胶结作用是继碎屑颗粒的交代作用后进行的，因此作用时期早。孔隙的破坏作用主要是胶结作用，而压实作用和压溶作用很小。,第一节 成岩作用的定量评价胶结作用,3.胶结作用 远物源区 流体特征 当其流体介质浓度较高时，沉积物埋深的增加，介质中的PH或EH的变化常引起其溶解度的急剧变化(减少)，使大量自生矿物形成或次生加大产生。 胶结特征 自生矿物常为钙质-亮晶状的方解石相嵌胶结，由于其发生作用的时期较早，流体的离子交换容易，且K性好，故这种胶结常严重破坏储层特征(使9%，K1010-3

16、m2）。 矿物特征 在很多情况下，沉积物经机械压实作用之后，再经压溶作用，压溶作用改变了流体介质的浓度和不同的PH、EH值，常在这种压溶作用之后或同时(在异地）形成大量的自生矿物或次生加大，其成分与岩石颗粒的成分同或相似，这种作用通常在较深的地层中，常见的胶结物成分为石英、长石、方解石等。,第一节 成岩作用的定量评价胶结作用,3.胶结作用 流体介质 在地表条件下为酸性的沉积水体，随埋深的增加、溶解物质的加入，使溶液矿化度增加的同时其性质发生变化，特别是OH-离子的加入，使其由酸性变为碱性，在这种条件下一系列自生矿物形成或次生加大将产生，这些矿物的析出对溶液又发生改变作用，可能又变为酸性，因此这种溶液的性质总是交替出现的。 强碱性条件下(PH9) 碳酸盐岩矿物易生成，常形成各种方解石晶体，特别是当温度增加时这种形成过程更为迅速。 弱碱性或酸性条件下 SiO2的溶解度急剧降低，易形成自生石英和石英的次生加大，在这种条件下，高岭石也易形成，而不利于伊利石的存在。,第一节 成岩作用的定量评价胶结作用,3.胶结作用 矿物特