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1、第二章 储集层和盖层,第一节 储集层物理性质 第二节 储集层岩石类型 第三节 盖层,世界上绝大多数油气藏储层是沉积岩层， 其中以砂岩和碳酸盐岩最为重要。 按岩石类型，石油地质上把储层分为三大类： 碎屑岩、碳酸盐岩、其它岩类储层。 按储集空间类型，分： 孔隙型、裂缝型、裂缝-孔隙型。 按孔隙度和渗透率大小，分： 常规储集层、低渗储集层、致密储集层。,第二节 储集层的岩石类型,第二节 储集层的岩石类型,目前发现的含有油气的储集层可归为三类：,碎屑岩类储集层：砂岩、砾岩、粉砂岩 碳酸盐岩储集层：灰岩、白云岩、礁灰岩 其他岩类储集层：岩浆岩、变质岩、裂缝性泥岩,据世界546个大中型油气田的统计，碎屑岩
2、类和碳酸盐岩类储集层所储油气占总量99.8%，其中碎屑岩中的储量占57.1%，碳酸盐岩中占42.7%。其中，碎屑岩储集层是我国目前最重要的储集层类型。,一、碎屑岩类储集层,我国各大油气田中，除任丘、四川外，大都为碎屑岩储集层， 最常见的是中、细砂岩储集层，储油物性较好。,1、储集空间：,原生 孔隙,原生孔隙是岩石沉积过程中形成的孔隙，它们形成后没有遭受溶蚀或胶结等重大成岩作用的改造,次生孔隙是岩石经过成岩作用改造后产生的孔隙，最主要的类型是溶蚀孔隙，还有少数的交代作用和胶结作用形成的晶间孔隙。,次生 孔隙,主要是碎屑颗粒之间的原生粒间孔隙；其次是溶孔（粒间溶孔、粒内溶孔、铸模孔等）；另外还有裂
3、缝、解理缝、层理缝和层间缝。,1、储集空间：,碎屑岩储层孔隙类型及其特征（据应凤祥，1994，修改）,原生孔隙 粒间孔隙,粒间孔隙：指碎屑颗粒之间未被杂基、胶结物充填而留下来的孔隙空间，一般有喉道粗，连通性较好等特点，是砂岩储层最主要、最普遍的孔隙类型。,粒内孔隙,粒内孔隙：碎屑颗粒内部原有的空间部分所保留下来的孔隙。,溶蚀孔隙：由长石、碳酸盐、硫酸盐等其 它可溶组分溶蚀形成。,包括：溶蚀粒间孔、溶蚀粒内孔、溶蚀填隙物内孔、溶蚀裂缝等，其最大特点是孔隙不受颗粒边界限制，边缘呈锯齿状、港湾状、形状不规则，可大，可小，差别悬殊，属次生孔隙。,次生孔隙,2、影响碎屑岩储层储集物性的主要因素,地下存在
4、的碎屑岩储集层是在一定的沉积环境中堆积下来的碎屑沉积物经过漫长而复杂的成岩后生变化而最终形成的，因此，其储集物性必然受到物源、沉积环境以及成岩后生作用等方面因素的控制。 物源区母岩风化的产物经过流水、风、冰川、海（湖）水等介质的搬运和沉积作用转变为碎屑沉积物，再经过成岩作用而形成碎屑岩。物源区母岩的岩性控制了碎屑成分和胶结物成分；搬运距离的远近控制了碎屑颗粒的分选程度、磨圆程度；水动力条件及压实程度控制了碎屑颗粒的排列方式，可以说，碎屑沉积物的物源和沉积环境是控制碎屑岩储集空间发育的基本因素。,2、影响碎屑岩储层储集物性的主要因素,1）物源和沉积条件,碎屑颗粒的矿物成分： 相同成岩作用下，石英
5、砂岩 储集性比长石砂岩好。原因： a长石的润湿性比石英强； b长石比石英的抗风化能力弱。,碎屑颗粒的粒度及分选性：,粒度越大，、K大；分选 程度好， 、K大。 a. 粒度一定时，分选越好， 物性越好。 b.分选一定时，K与粒度 呈正比。,微观因素的控制（包括：岩石的成分、结构和构造）,2、影响碎屑岩储层储集物性的主要因素,1）物源和沉积条件,碎屑颗粒的排列方式及磨圆度,a.理论上：以立方体排列，堆积最疏松， 最大；理论孔隙度为47.6%；以菱面体排列，堆积最紧密， 最小，理论孔隙度为25.9%。,b.如果组成岩石的颗粒形状不规则，堆积时常相互咬合镶嵌，使粒间孔隙减小，物性变差。因此碎屑颗粒磨圆
6、度越好，碎屑岩储集物性越好。,2、影响碎屑岩储层储集物性的主要因素,1）物源和沉积条件,基质含量对砂体原始孔渗性的影响,基质含量越多，孔渗性越低。,总的来说，岩石颗粒的粒度适中、分选好、圆球度越高、 杂基含量越低，则孔渗性较好。 而颗粒粒径、分选、圆球度和杂基含量均受控于沉积 环境和沉积作用。,所谓基质是指随砂岩颗粒同时沉积的颗粒直径小于0.0039mm的非化学沉淀颗粒；水动力较强时，基质不易沉淀下来，岩石中基质含量较少；反之，则基质含量多。 基质在砂岩中起了孔隙充填物的作用，同时基质内的微粒间孔也很小，因而对储集物性十分不利。,2、影响碎屑岩储层储集物性的主要因素,1）物源和沉积条件沉积相的
7、影响,原生孔隙：主要受沉积相的控制,（1）陆相储集层主要沉积相类型,河流相砂岩体,三角洲砂岩体,扇三角洲砂岩体,近岸水下扇砂岩体,湖底扇砂岩体(浊积砂体),冲积扇,沉积相是控制储集层孔隙发育和物性好坏最基本的因素,（2）沉积相对物性的控制,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,2、影响碎屑岩储层储集物性的主要因素,沉积相的影响,2、影响碎屑岩储层储集物性的主要因素,2）成岩后生作用,压实、压溶作用：,机械压实是指沉积物在上覆重力及静水压力作用下，发生水分排出，碎屑颗粒紧密排列，软组分挤入孔隙，使孔隙体积缩小，孔隙度降低，渗透性变差的作用。结果引起
8、除骨架颗粒溶解之外的岩石总体积的减小。, 颗粒间接触由点线，随深度加大而变紧密。 塑性变形。火山岩屑、泥质岩屑、云母等柔性组分 变形呈假杂基挤入颗粒空间。 破裂。刚性颗粒发生破裂，出现小裂缝。 颗粒定向排列，石英拉长具优选方位。,定义,表现形式,a 石英自生加大,b 颗粒呈凹凸、缝合接触,压溶作用,压溶是指在压应力作用下，由骨架颗粒在接触点的溶解所引起的岩石总体积的减小过程。,石英自生加大,颗粒呈凹凸、缝合接触,溶解作用： 使物性变好，可产生溶蚀孔隙。特别是有机质热成熟产生的有机酸和CO2可使储集层中的碳酸盐胶结物及铝硅酸盐颗粒大量溶解，从而有助于次生孔隙的形成。,2）成岩后生作用,2、影响碎
9、屑岩储层储集物性的主要因素,2）成岩后生作用,胶结作用：,a. 胶结物成分：泥岩、钙质、铁质、硅质。 泥质、泥钙质胶结的岩石较疏松，储集性好； 纯钙质、铁质、硅质相反。 b. 胶结物数量：较少物性好；多物性差。 c. 胶结类型：基底式、孔隙式、接触式、杂乱式。,胶结作用,硅质胶结,导致孔渗性能降低的成岩作用主要有压实作用和胶结作用,导致孔渗性能改善的成岩作用主要有溶蚀作用,2、影响碎屑岩储层储集物性的主要因素,3）其他因素的影响,除上述外，还有岩层层面、层理面的发育程度等，其重要性一般远比上述因素差。此外，在钻探开发砂岩油气层时，一些人为因素也会对砂岩储集层的物性产生一定的影响。 在不同地区碎
10、屑岩储层储集物性的影响因素有很大的差异，所以不能一概而论，要具体问题具体分析，有些因素在某一地区是主要的影响因素，在别的地区可能就不是主要影响因素。,不同地区上述影响因素不尽相同；一种因素是影响某一地区碎屑岩储层储集物性的主要因素，可能在另一个地区就不是主要影响因素，并不是说上面讲的所有因素对某一地区来说都是主要影响因素。,二、 碳酸盐岩储集层 储量大，单井产量高，是碳酸盐岩储层的特点。 超过万吨以上8口井： 美国 1口，产于洞穴灰岩，14000吨/日； 墨西哥 3口，产于礁灰岩，37140，14000， 11000-20000吨/日 伊朗 3口，产于裂缝性灰岩，13000，10300， 10
11、000-20000吨/日 利比亚 1口，产于礁灰岩中，13000吨/日。 主要储在粒屑、生物骨架灰岩、白云岩等岩类中。 我国主要分布在四川、华北油田等。,岩石学特征 主要为石灰岩、白云岩及其过渡类型。特 点是：成岩快，碎屑颗粒属酸溶性物质。 储集空间特征(孔隙、裂缝、溶洞) 储集空间类型多样； 储集空间的大小、形状及分布变化很大； 储集空间成因复杂。,二、碳酸盐岩储集层,二、碳酸盐岩储集层,1、储集空间和渗滤通道：孔隙、溶孔（洞）、裂缝。 孔隙（包括溶洞孔径5mm）主要储集空间； 裂缝主要渗滤通道。 原生孔隙：包括粒间孔隙、粒内孔隙（生物体腔孔隙）、生物骨架孔隙、鸟眼孔隙、晶间孔隙等。原生孔隙
12、的发育主要受沉积条件的控制。 次生孔隙：包括溶蚀孔隙和溶洞、重结晶孔隙、白云岩化孔隙等，其中以溶蚀孔隙和溶洞最发育。 裂缝：主要为构造裂缝，其次为成岩裂缝、沉积构造裂缝、压溶裂缝、溶蚀裂缝等。,粒间孔隙,指粒屑碳酸盐岩粒屑之间未被基质填积和胶结物充填的原始孔隙空间。粒间孔隙只有在粒屑含量很高（一般大于50%）形成颗粒支撑格架时才能出现。粒间孔隙的发育程度与粒屑的含量、大小、形状、分选程度以及粒屑的堆积方式、胶结物含量等因素有关。,鲕粒间孔,生物碎屑间孔,生物体腔孔隙,指生物死亡后生物壳体内的软体腐烂分解，体腔内未被灰泥等充填或部分充填而保留下来的空间。总孔隙度大，但有效孔隙度不大。,生物格架孔
13、隙,它是原地固着向上生长的造礁生物（珊瑚、海棉、藻类等）群体骨架间的孔隙。孔隙形状随生物生长方式而异，在骨架之间构成疏松多孔的结构，这类岩石具有很高的孔隙度和渗透率。,生物屑粒内孔,次生孔洞,是指在沉积期后发生的，受成岩后生作用控制的孔隙，它包括晶间孔隙、溶孔和溶洞。是碳酸盐岩储集层重要的储集空间。,1、晶间孔隙,它是指碳酸盐矿物晶体之间的孔隙，一般呈棱角状，其孔隙大小除与晶粒大小及其均匀性有关外，还受排列方式的影响。 晶间孔隙主要是白云化作用、重结晶作用等成岩作用形成的，尤以白云化作用形成的晶间孔隙最为重要。,重结晶作用是指碳酸盐岩被埋深之后，随着温度、压力的升高，岩石矿物成分变为粗粒结构的
14、、疏松、多晶间孔隙的岩石。,粒间溶蚀孔、粒内溶蚀孔,溶蚀孔隙,2,裂缝,构造裂缝：岩石在构造应力的作用下，超过其弹性极限后破裂而形成的裂缝。 成岩裂缝：在成岩阶段，由于上覆岩层的压力或本身失水收缩，干裂或重结晶等作用形成的裂缝。 风化裂缝：又称溶蚀裂缝，它是指古风化壳由于地表水淋滤和地下水溶蚀所形成或所改造的裂缝。 压溶裂缝：压溶作用形成的裂缝。,成因分：,2、碳酸盐岩储集层物性的影响因素 储集物性主要取决于储集空间和渗滤通道的发育程度,（1）粒间晶间孔隙的影响因素,粒间、粒内、生物骨架及晶间孔隙多发育在颗粒粗大的碳酸盐岩中，粒屑灰岩、粗晶灰岩、生物灰岩等，其孔隙度及渗透率的大小与颗粒大小、分
15、选程度呈正比，与灰泥基质含量呈反比，与颗粒排列状况有关。总之其影响因素与碎屑岩是一致的。 其它成岩作用对晶间孔隙的影响。 a白云岩化作用：溶解作用大于沉淀作用，灰岩被白云岩化作用后，晶粒增大，岩性变疏松，孔渗性变好。(不总是孔隙发育带、与计算结果不一致、本身有溶蚀的痕迹） b重结晶作用：晶粒变粗，晶间孔隙变大。 c去白云岩化作用：当含CaSO4的地下水经过白云岩发育区时，将交代白云岩，产生次生方解石，使方解石晶粒变粗大，孔隙度增大，但分布局限，常呈树枝状。 d方解石化、硫酸化、硅化及盐化等作用:对储集空间一般产生反效果，即堵塞孔隙和裂缝，降低储集层的孔隙度和渗透率。,碳酸盐岩岩溶地貌,（2）溶
16、洞溶孔影响因素,碳酸盐岩岩溶地貌,（2）溶洞溶孔影响因素,岩石本身的性质,岩石成份：由于富含CO2的地下水，对碳酸盐岩的溶解度通常与Ca/Mg比值成正比，即灰岩比白云岩易溶解。如果不溶残余物（主要为粘土）含量增多时会导致其溶解度的降低。因此，岩石的溶解度顺序为灰岩白云质灰岩灰质白云岩白云岩含泥灰岩泥灰岩。,岩石结构及构造影响,一般说颗粒越小，溶解速度越慢。这是因为：一，颗粒小的岩石中粘土含量高，且往往包裹了细小方解石或白云石颗粒，使溶液不易接触；另一方面，粗粒碳酸盐岩粒间、晶间孔隙发育，水溶液可较容易地通过，易进行溶解作用。,主要取决于CO2含量及其运动性。地下水含CO2较多，且水能流动时，则溶蚀作用加快；当水中CO2较少，压力降低，使CO2从水中逸出，则会使碳酸盐矿物被沉淀出来，堵塞孔隙或胶结岩石。地下温度也与岩石的溶蚀程度有关。一般认为地温每升10，溶蚀作用可能增加两倍。,地下水的溶解能力影响,在地貌上，溶蚀带多发育在河谷、湖岸附近。 在气候上，温暖、潮湿的地区，溶蚀作用最为活跃。 从构造角度观察，在不整合古风化壳
