水石油石油储层储层页岩页岩盖层盖层油气藏构成的地质要素油气藏构成的地质要素 储集层和盖层储集层和盖层(reservoir and caprock)第三章第三章 q储集层：能够储存流体，储集层：能够储存流体，q 并且能渗滤流体的岩层称为储集层并且能渗滤流体的岩层称为储集层q盖层：覆盖在储集层之上，盖层：覆盖在储集层之上，q 能够阻止油气向上运动的细粒、致密的岩层能够阻止油气向上运动的细粒、致密的岩层一、岩石的孔隙性和渗透性1、储集层和盖层的概念、储集层和盖层的概念孔隙性决定着岩层储存油气的能力孔隙性决定着岩层储存油气的能力渗透性控制岩层内油气流动的能力渗透性控制岩层内油气流动的能力储集物性储集物性 2 2、孔隙性、孔隙性 q广义孔隙：岩石中未被固体物质充填的空间：广义孔隙：岩石中未被固体物质充填的空间：q 包括狭义的孔隙、裂痕、洞包括狭义的孔隙、裂痕、洞穴穴 q狭义孔隙：沉积物中颗粒间、颗粒内和狭义孔隙：沉积物中颗粒间、颗粒内和q 充填物内的空充填物内的空隙隙 （（1 1）） 孔隙孔隙 石003井,3517.25m, J1b13 ,中粗砂岩,粒间孔发育,长石溶孔,石英加大,砂岩干净，φ:12.05%,K:6.00md，×50 石西石西2 2井井,3207.96m,J1s21,,3207.96m,J1s21,中粗砂岩中粗砂岩, ,粒间孔发育粒间孔发育, ,石英自形加大石英自形加大,φ:15.51%,K:53.60md,φ:15.51%,K:53.60md，，××5050 石007井,3505.22m, J1b13 ,含砾粗砂岩,粒间孔发育, φ:14.33%,K:41.38md，×50 石石003003井井,3517.25m, J1b13 ,,3517.25m, J1b13 ,中粗砂岩中粗砂岩, ,粒间孔发育粒间孔发育, ,长石溶孔长石溶孔, ,石英加大石英加大, φ:12.05%,K:6.00md, φ:12.05%,K:6.00md，，××5050 盆参盆参2 2井井,4440.31m,J1s,,4440.31m,J1s,粗中砂岩粗中砂岩, ,粒间孔发育粒间孔发育, ,石英、石英、长石自形加大长石自形加大,φ:15.82%,K:134.0md,φ:15.82%,K:134.0md，，××5050 拐拐8 8井井,3215.62m, J1b ,,3215.62m, J1b ,中砂岩中砂岩, ,长石溶蚀残晶长石溶蚀残晶, ,自生高岭石伴生，岩屑粒内溶孔自生高岭石伴生，岩屑粒内溶孔, φ:16.90%, , φ:16.90%, K:2.82mdK:2.82md，，××5050 永永1 1井，井，5882m5882m，，J2xJ2x，长石溶蚀残余，长石溶蚀残余10X2010X20，单偏光，单偏光 22/30a-1井 4665.8m22/30a-1井 4657.2m 溶孔粉溶孔粉-细晶鲕粒白云岩，粒间和粒内溶孔均较发育，细晶鲕粒白云岩，粒间和粒内溶孔均较发育，孔内普遍充填有沥青。
普光孔内普遍充填有沥青普光2井，井，36〔〔66/88），），5×10，（－），井深，（－），井深5121.03m 溶孔粉溶孔粉-细晶鲕粒白云岩，具残余泥细晶鲕粒白云岩，具残余泥-微晶结构，微晶结构，粒间和粒内溶孔非常发育普光粒间和粒内溶孔非常发育普光2井，井，41〔〔8/67），），5×10，（－），井深，（－），井深5182.92m 溶孔粉溶孔粉-细晶鲕粒白云岩，具残余泥细晶鲕粒白云岩，具残余泥-微晶结构，微晶结构，以发育粒内溶孔为主，次为粒间溶孔普光以发育粒内溶孔为主，次为粒间溶孔普光2井，井，39（（22/75），），5×10，（－），井深，（－），井深5164.99m 溶孔粉溶孔粉-细晶鲕粒白云岩，具残余泥细晶鲕粒白云岩，具残余泥-微晶结构，微晶结构，以发育粒内溶孔为主，次为粒间溶孔普光以发育粒内溶孔为主，次为粒间溶孔普光2井，井，37（（50/71），），5×10，（－），井深，（－），井深5125.10m 碎裂化溶孔不等晶白云岩，普光2井，34〔32/91），5×10，（－），井深5098.40m 溶孔粗晶白云岩，非常典型的晶间孔，溶孔粗晶白云岩，非常典型的晶间孔，普光普光2井，井，30〔〔36/55），），5×10，，（（-），井深），井深5069.40m 溶孔粗晶白云岩，非常典型的晶间孔，普光溶孔粗晶白云岩，非常典型的晶间孔，普光2井，井，30〔〔29/55），），5×10，（，（-），井深），井深5068.70m ①①超毛细管孔隙：孔隙直径超毛细管孔隙：孔隙直径>0.5mm>0.5mm，， 裂缝宽度裂缝宽度>0.25mm>0.25mm，流体可在其中自，流体可在其中自由流动由流动②②毛细管孔隙：孔隙毛细管孔隙：孔隙:0.5-0.0002mm:0.5-0.0002mm，， 裂痕裂痕:0.25-0.0001mm:0.25-0.0001mm，具有毛细管力，具有毛细管力 的影响，流体不能的影响，流体不能自由流动自由流动③③微毛细管孔隙：孔隙直径微毛细管孔隙：孔隙直径<0.0002mm<0.0002mm，， 裂痕裂痕<0.0001mm<0.0001mm，， 通常压力下流体不通常压力下流体不 能在其中流动能在其中流动 (2) (2) 孔隙度孔隙度(porosity)(porosity)q总孔隙度：岩样中所有孔隙空间的体积之和总孔隙度：岩样中所有孔隙空间的体积之和q （孔隙总体积（孔隙总体积) )与岩样体积的比值与岩样体积的比值qP=[(ΣVp)/Vr]P=[(ΣVp)/Vr]××100%100%q 孔隙度是衡量岩石孔隙发育程度的一个参数孔隙度是衡量岩石孔隙发育程度的一个参数 q有效孔隙度：岩样中互相连通的，流体能够有效孔隙度：岩样中互相连通的，流体能够q 通过的孔隙体积之和与岩样体积的比值通过的孔隙体积之和与岩样体积的比值qPe=[(ΣVe)/Vr]×100% 无价值无价值0-55差差5-104中等中等10-153好好15-202很好很好>201评价评价砂岩孔隙度（砂岩孔隙度（%））级别级别砂岩孔隙度评价砂岩孔隙度评价 3 3、渗透性、渗透性 渗透性是指在一定的压力差下，岩石允许流体通渗透性是指在一定的压力差下，岩石允许流体通过的能力过的能力 。
岩石渗透性与非参透性是相对的：岩石渗透性与非参透性是相对的： q渗透性岩石：砾岩、砂岩、多孔石灰岩、白云岩渗透性岩石：砾岩、砂岩、多孔石灰岩、白云岩q非透性岩石：泥岩、盐岩、石膏非透性岩石：泥岩、盐岩、石膏(1) (1) 渗透性渗透性 渗透率的单位是渗透率的单位是 当粘度为1〔10-3Pa.s〕的液体，在1〔105Pa〕压差下，通过截面积为1cm2，长度为1cm的岩样时，若此时的流量正好是1cm3/s，则该岩样的渗透率即为1(2) (2) 渗透率渗透率(permeability) (permeability) 达西定律：达西定律：当单相液体呈层状流通过孔隙性介质时，在单位时当单相液体呈层状流通过孔隙性介质时，在单位时间内通过岩石截面积的流量与岩样两端的压力差和间内通过岩石截面积的流量与岩样两端的压力差和截面积成正比，而与液体通过岩石的长度和液体的截面积成正比，而与液体通过岩石的长度和液体的粘度成反比粘度成反比 SLP1P2 q绝对渗透率〔绝对渗透率〔absolute permeabilityabsolute permeability）：）： 当岩石中只有单相流体存在，并且流体与岩石不发生当岩石中只有单相流体存在，并且流体与岩石不发生任何的物理和化学反应，此时岩石对流体的渗透率称任何的物理和化学反应，此时岩石对流体的渗透率称为绝对渗透率。
为绝对渗透率致密储层致密储层<0.17不渗透不渗透1-0.16低渗透储层低渗透储层差差-能够能够10-15较差较差100-104中等中等500-1003好好1000-5002常规常规储层储层极好极好>10001气层气层油层油层评价评价渗透率渗透率（（10-3μｍｍ2））级别级别储集层渗透率分级储集层渗透率分级 q相渗透率〔相渗透率〔phase permeability)phase permeability)q有效渗透率有效渗透率(effective permeability(effective permeability））当多相流体并存时，岩石对其中某一相当多相流体并存时，岩石对其中某一相流体的渗透率，称为岩石对该相流体的流体的渗透率，称为岩石对该相流体的相渗透率，也称为有效渗透率相渗透率，也称为有效渗透率 相对渗透率〔相对渗透率〔relative permeabilityrelative permeability）：）： 有效渗透率与绝对渗透率的比值相对渗透率无单位有效渗透率与绝对渗透率的比值相对渗透率无单位 ②②相相对对渗透率渗透率为为零零时时，流体的，流体的饱饱和度不和度不为为零：零：束束缚缚水水饱饱和度和度与临与临界含油界含油饱饱和度和度①①相相对对渗透率的渗透率的大小大小与与流体流体饱饱和和度有度有关关 ③③多相流体相多相流体相对对渗透率之和小于渗透率之和小于1相对渗透率特征：相对渗透率特征： 4 4、孔隙结构〔、孔隙结构〔pore texturepore texture）） q孔隙〔孔隙〔porepore）：岩石颗粒包围着的较大空间。
岩石颗粒包围着的较大空间 q喉道〔喉道〔throatthroat）：连通较大孔隙空间之间的狭窄连通部分连通较大孔隙空间之间的狭窄连通部分 孔隙：控制储层储存流体的能力孔隙：控制储层储存流体的能力喉道：控制储层渗滤流体的能力喉道：控制储层渗滤流体的能力（（1〕孔隙系统构成〕孔隙系统构成 （（2〕孔隙结构〔〕孔隙结构〔pore texture）） :岩石的孔隙结构岩石的孔隙结构是指岩石所具有是指岩石所具有的孔隙和喉道的的孔隙和喉道的几何形状、大小、几何形状、大小、分布及其相互连分布及其相互连通的关系通的关系 岩石孔隙系统示意图 （1岩石颗粒；2胶结物；3孔隙系统） 孔隙与喉道的不同配置决定储集层具有不同性质孔隙与喉道的不同配置决定储集层具有不同性质 孔隙结构实质是岩石的微观物理性质，它能够孔隙结构实质是岩石的微观物理性质，它能够较深入而细致地揭示岩石的特征，特别是对于低渗较深入而细致地揭示岩石的特征，特别是对于低渗透性岩石，仅利用孔隙度和渗透率等宏观参数有时透性岩石，仅利用孔隙度和渗透率等宏观参数有时无法正确评价储集层的性质，必须研究岩石的微观无法正确评价储集层的性质，必须研究岩石的微观孔隙结构。
孔隙结构 储集层特征储集层特征孔隙直径孔隙直径喉道喉道孔隙度孔隙度渗透率渗透率好好大大大大高高高高较好较好较大较大较粗较粗偏低偏低- -中等中等 偏低偏低- -中等中等较差较差大大较细较细中等中等低低差差低低小小低低低低 B.铸体薄片法是把带有颜色的铸体压入储集层的铸体薄片法是把带有颜色的铸体压入储集层的孔隙中，然后磨成薄片在显微镜下直接观察孔隙孔隙中，然后磨成薄片在显微镜下直接观察孔隙结构，此种方法观察到的是孔隙的二维空间结构结构，此种方法观察到的是孔隙的二维空间结构3〕孔隙结构研究方法〕孔隙结构研究方法A. 压汞法又称水银注入法，它是研究压汞法又称水银注入法，它是研究储集层孔储集层孔 隙结构的经典方法隙结构的经典方法 毛细管压力：毛细管压力： 由于孔喉细小，当两种或两种以上互不相溶的流由于孔喉细小，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流体内部的毛细管压力 Pc=2σcosθ/γ Pc：毛细管压力，：毛细管压力，σ：界面张力，：界面张力，θ：润湿角，：润湿角，γ：：毛细管半径。
毛细管半径A. 压汞法压汞法 毛细管压力曲线：毛细管压力曲线：根据实测的水银注根据实测的水银注入压力与相应的岩入压力与相应的岩样含水银体积，并样含水银体积，并经计算求得水银饱经计算求得水银饱和度值和孔隙喉道和度值和孔隙喉道半径之后，所绘制半径之后，所绘制的毛管压力、孔隙的毛管压力、孔隙喉道半径与水银饱喉道半径与水银饱和度的关系曲线和度的关系曲线 排替压力〔排替压力〔Pd）：）：岩石中润湿相流体岩石中润湿相流体被非润湿相流体排被非润湿相流体排替所需要的最小压替所需要的最小压力排替压力实际力排替压力实际上是指非润湿相流上是指非润湿相流体开始注入岩石中体开始注入岩石中最大连通喉道的毛最大连通喉道的毛细管压力细管压力 在压汞实验中是在压汞实验中是指汞开始大量注指汞开始大量注入岩样的压力入岩样的压力在毛细管压力曲在毛细管压力曲线上压力最小的线上压力最小的拐点所对应的压拐点所对应的压力即为排替压力力即为排替压力岩石排替压力越岩石排替压力越小，说明孔喉越小，说明孔喉越大 B.铸体薄片法：把带有颜色的铸体压入储集层的铸体薄片法：把带有颜色的铸体压入储集层的孔隙中，然后磨成薄片在显微镜下直接观察孔隙孔隙中，然后磨成薄片在显微镜下直接观察孔隙结构，此种方法观察到的是孔隙的二维空间结构。
结构，此种方法观察到的是孔隙的二维空间结构砂岩粒间孔鲕粒白云岩，粒内溶孔和粒间溶孔 5、孔隙度与渗透率的关系、孔隙度与渗透率的关系 岩石的孔隙度与渗透率之间通常没有严格的函数岩石的孔隙度与渗透率之间通常没有严格的函数关系，因为影响它们的因素很多，岩石的渗透率除受关系，因为影响它们的因素很多，岩石的渗透率除受孔隙度的影响外，还受孔道截面大小、外形、连通性孔隙度的影响外，还受孔道截面大小、外形、连通性以及流体性能的影响以及流体性能的影响 对于碎屑岩储集层，一般是有效孔隙度越大，其渗透对于碎屑岩储集层，一般是有效孔隙度越大，其渗透率越高，渗透率随着有效孔隙度的增加而有规律地增率越高，渗透率随着有效孔隙度的增加而有规律地增加加 按岩石类型常将储集层分为按岩石类型常将储集层分为 （（1〕碎屑岩储集层〕碎屑岩储集层 （（2〕碳酸盐岩储集层〕碳酸盐岩储集层 （（3〕其他岩类储集层：火山碎屑岩〕其他岩类储集层：火山碎屑岩 火山喷发火山喷发岩岩 岩浆侵入岩浆侵入岩岩 变质岩变质岩 泥质岩泥质岩6、储集层类型 1、碎屑岩的概念、碎屑岩的概念主要由母岩风化作用所形成的碎屑物质主要由母岩风化作用所形成的碎屑物质经过机械搬运和沉积作用、少量化学搬经过机械搬运和沉积作用、少量化学搬运和沉积作用，并经沉积后作用形成的运和沉积作用，并经沉积后作用形成的一类岩石，又叫陆源碎屑岩〔一类岩石，又叫陆源碎屑岩〔Terrigenous Clastic Rocks））复习复习 杂杂基基颗粒颗粒胶结物胶结物孔隙孔隙2、基本组成、基本组成 2、基本组成、基本组成碎屑颗粒〔碎屑颗粒〔grain））碎屑岩的骨架，主要由母岩物理风化作用过程中机碎屑岩的骨架，主要由母岩物理风化作用过程中机械破碎而成的矿物碎屑和岩石碎屑组成。
械破碎而成的矿物碎屑和岩石碎屑组成杂基〔杂基〔matrix））细小的碎屑，与碎屑颗粒同时沉积细小的碎屑，与碎屑颗粒同时沉积胶结物〔胶结物〔cement））化学沉淀物质，成岩期的产物化学沉淀物质，成岩期的产物孔隙孔隙 （（pore）） （（3〕碎屑岩结构分类〔碎屑结构）〕碎屑岩结构分类〔碎屑结构）粒级粒级粒径，粒径，mm砾石砾石>2粗砂粗砂0.5~2中砂中砂0.25~0.5细砂细砂0.1~0.25粉砂粉砂0.03~0.1杂基杂基<0.03〔实际使用将其定位为〔实际使用将其定位为<0.01mm）） （（3〕碎屑岩结构分类〔碎屑结构）〕碎屑岩结构分类〔碎屑结构）A: 砾岩：砾岩：B: 砂岩：砂岩：C: 粉砂岩：粉砂岩：D: 粘土岩：粘土岩： 砾 岩 砾 岩 砾 岩 砂岩 粉砂岩 粉砂岩 (4)砂岩按矿物成分分类砂岩按矿物成分分类 作业：沉积体系、沉积相、岩相概念？作业：沉积体系、沉积相、岩相概念？ 图示某一陆相沉积体系图示某一陆相沉积体系。