儲(chǔ)集層和蓋層

第三章儲(chǔ)集層和蓋層?back儲(chǔ)集層的基本特征碎屑巖儲(chǔ)集層碳酸巖鹽儲(chǔ)集層其它類型儲(chǔ)集層蓋層人們之所以提出“石油”這一概念，就是因?yàn)檫@種物質(zhì)產(chǎn)出于巖石中。巖石何以能夠產(chǎn)出油氣呢？那就是因?yàn)樗哂杏蜌饪梢匀萆碛趦?nèi)的“孔、洞、縫”，人們把這種主要以層狀形式分布、可供油氣儲(chǔ)集的巖石稱為“儲(chǔ)集巖”或“儲(chǔ)集層”。為了不讓油氣從儲(chǔ)集巖中溜走，還必須有床被子把它蓋起來(lái)，這就是“蓋層”。儲(chǔ)集層和蓋層具有那些特征和類型？地質(zhì)學(xué)家應(yīng)該如何去研究它們？上述問(wèn)題就是本章要介紹的內(nèi)容。一、儲(chǔ)集層的基本特征儲(chǔ)集層儲(chǔ)集層的物理性質(zhì)儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性儲(chǔ)集層的類型儲(chǔ)集層的研究I、儲(chǔ)集層

嚴(yán)格地說(shuō)，地殼上各種不同類型的巖石均具有一定的孔隙?？紫妒菐r石中未被固體物質(zhì)占據(jù)，而被流體充滿的空間。孔隙包括孔洞和裂隙。巖石中有彼此連通的孔隙，也有孤立的彼此不連通的孔隙。地下的石油和天然氣就儲(chǔ)存在巖層的連通孔隙空間之中，它們的儲(chǔ)集方式就好象水充滿在海綿里一樣。儲(chǔ)集巖和儲(chǔ)集層凡是具有一定的連通孔隙，能使流體儲(chǔ)存并在其中滲濾的巖石（層）稱為儲(chǔ)集巖（層）。儲(chǔ)集層（或稱儲(chǔ)層）是地下石油和天然氣儲(chǔ)存的場(chǎng)所，是構(gòu)成油氣藏的基本要素之一。但并非所有的儲(chǔ)集層都儲(chǔ)存了油氣，它只是具備儲(chǔ)存油氣和允許油氣滲濾的能力。儲(chǔ)存了油氣的儲(chǔ)集層稱為含油氣層，業(yè)已開(kāi)采的含油氣層稱為產(chǎn)層。世界上絕大多數(shù)油氣藏的含油氣層是沉積巖，特別是砂巖、石灰?guī)r和白云巖，只有少數(shù)油氣藏的含油氣層是巖漿巖和變質(zhì)巖。儲(chǔ)集層的特性是控制地下油氣分布狀況，油氣儲(chǔ)量及產(chǎn)能的重要因素，是油氣田勘探、開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)資料之一。因而，了解儲(chǔ)集層的特征、分析不同類型儲(chǔ)集層之間的差異，乃是石油地質(zhì)學(xué)的一項(xiàng)重要任務(wù)。II、儲(chǔ)集層的物理性質(zhì)儲(chǔ)集層的物理性質(zhì)通常包括其孔隙性、滲透性、孔隙結(jié)構(gòu)以及非均質(zhì)性等。其中孔隙性和滲透性是儲(chǔ)集層的兩大基本特性，也是衡量?jī)?chǔ)集層儲(chǔ)集性能好壞的基本參數(shù)?？紫缎裕褐缚紫缎螤睢⒋笮?、連通性與發(fā)育程度?？紫犊砂葱螒B(tài)、大小、成因、實(shí)用性進(jìn)行分類研究。（1）按形態(tài)：孔隙：三維發(fā)育裂縫：二維延展1、儲(chǔ)層的孔隙性巖石中的各種孔隙裂縫系統(tǒng)超毛細(xì)管孔隙：孔徑＞0.5mm

縫寬＞0.25mm毛細(xì)管孔隙：孔徑0.0002～0.5mm

縫寬0.0001～0.25mm微毛細(xì)管孔隙：孔徑＜0.0002mm

縫寬＜0.0001mm（2）按大小原生孔隙：與碎屑物質(zhì)同時(shí)形成或與巖石本身同時(shí)形成的孔隙。次生孔隙：巖石形成后，經(jīng)過(guò)淋濾、溶解或交代、重結(jié)晶等次生改造作用形成。（3）按成因（4）按實(shí)用性有用孔隙(連通孔隙)無(wú)用孔隙(孤立孔隙)有效孔隙：巖石中，彼此連通的超毛細(xì)管孔隙和毛細(xì)管孔隙。無(wú)效孔隙：巖石中弧立的、彼此不連通的孔隙，形成死孔隙。形成原因有二種：①孔隙喉道被膠結(jié)堵塞；②孔隙喉道被壓實(shí)堵塞。（5）按孔隙連通性巖石孔隙的發(fā)育程度用孔隙度表示?？紫抖瓤煞郑?/p>

絕對(duì)孔隙度(總孔隙度)有效孔隙度有用孔隙度2、孔隙度（1）絕對(duì)孔隙度巖石中全部孔隙的體積稱為總孔隙或絕對(duì)孔隙?？偪紫叮╒p）和巖石總體積（Vt）之比（以百分?jǐn)?shù)表示）就叫做巖石的總孔隙度或絕對(duì)孔隙度（Φt）?？捎霉奖硎救缦拢害祎=Vp/Vt×100%

孔隙度反映儲(chǔ)集層儲(chǔ)集流體的能力。儲(chǔ)集巖的總孔隙度越大，說(shuō)明巖石中孔隙空間越多，但是它不能說(shuō)明流體是否能在其中流動(dòng)。巖石中不同大小的孔隙對(duì)流體的儲(chǔ)存和流動(dòng)所起的作用是完全不同的。根據(jù)巖石中孔隙大?。讖交蛄芽p的寬度）及其對(duì)流體作用的不同，可將孔隙劃分為三種類型：

1）超毛細(xì)管孔隙：管形孔隙直徑大于0.5mm或裂縫寬度大于0.25mm者。在此類孔隙中，流體可在重力作用下自由流動(dòng)，也可以出現(xiàn)較高的流速，甚至出現(xiàn)渦流。巖石中的大裂縫、溶洞及未膠結(jié)的或膠結(jié)疏松的砂巖的孔隙大多屬于此類。2）毛細(xì)管孔隙：管形孔隙直徑介于0.5-0.0002mm之間，裂縫寬度介于0.25-0.0001mm之間者。在此類孔隙中，無(wú)論是在液體質(zhì)點(diǎn)之間，還是液體和孔隙壁之間均處于分子引力作用之下，由于毛細(xì)管力的作用，流體不能自由流動(dòng)。只有在外力大于毛細(xì)管阻力的情況下，液體才能在其中流動(dòng)。微裂縫和一般砂巖的孔隙多屬此類。3）微毛細(xì)管孔隙：管形孔隙直徑小于0.0002mm，裂縫寬度小于0.0001mm者。在此類孔隙中，流體與周圍介質(zhì)分子之間的引力往往很大，要使流體移動(dòng)需要非常高的壓力梯度，這在油層條件下一般是達(dá)不到的。液體實(shí)際上是不能沿微毛細(xì)管孔隙移動(dòng)的。泥頁(yè)巖中的孔隙一般屬于此類型。但近年來(lái)許多學(xué)者研究表明，微孔隙孔徑≥0.0001mm時(shí)，也可作為儲(chǔ)集油氣的場(chǎng)所（陳榮書(shū)，1994）。因此，從實(shí)用的角度出發(fā)，只有那些彼此連通的超毛細(xì)管孔隙和毛細(xì)管孔隙才是有效的油氣儲(chǔ)集空間，即有效孔隙。因?yàn)樗鼈儾粌H能儲(chǔ)存油氣，而且可以允許油氣滲濾；而那些孤立的互不連通的孔隙和微毛細(xì)管孔隙，即使其中儲(chǔ)存有油和氣，在現(xiàn)代工藝條件下，也不能開(kāi)采出來(lái)，所以這些孔隙是沒(méi)有什么實(shí)際意義的。為了研究孔隙對(duì)油、氣儲(chǔ)存的有效性，在生產(chǎn)實(shí)踐中，人們又提出有效孔隙度（率）的概念。（2）有效孔隙度有效孔隙度（Φe）是指巖石中參與滲流的連通孔隙總體積（Ve）與巖石總體積（Vt）的比值（%）?？捎孟率奖硎荆害礶=Ve/Vt×100%顯然，同一巖石的絕對(duì)孔隙度大于其有效孔隙度，即Φt>Φe。對(duì)未膠結(jié)的砂層和膠結(jié)不甚致密的砂巖，二者相差不大；而對(duì)于膠結(jié)致密的砂巖和碳酸鹽巖，二者可有很大的差異。一般有效孔隙度占總孔隙度的40%~75%（F.K.諾斯，1984）。在含油氣層工業(yè)評(píng)價(jià)時(shí)，只有有效孔隙度才有真正的意義，因此目前生產(chǎn)單位一般所用的都是有效孔隙度。習(xí)慣上把有效孔隙度簡(jiǎn)稱為孔隙度。

（3）流動(dòng)孔隙度巖石中的連通孔隙雖然彼此相互連通，但是連通的孔隙未必都是有效的。有些孔隙，喉道半徑極小，在通常的開(kāi)采壓差下，仍然難以使液體滲過(guò)；親水的巖石，其孔壁表面常存在水膜，致使孔隙通道縮小。為此，從油氣田開(kāi)發(fā)實(shí)踐出發(fā)，又提出了流動(dòng)孔隙度的概念。流動(dòng)孔隙度（φf(shuō)）是指在一定壓差下，流體可以在其中流動(dòng)的孔隙體積（Vf）與巖石總體積（Vt）的比值（以百分?jǐn)?shù)表示）。用公式表示為：φf(shuō)=Vf/Vt×100%

流動(dòng)孔隙度在概念上不同于連通孔隙度。它不僅不考慮無(wú)效孔隙，亦不考慮那些被毛細(xì)管所俘留的束縛液體所占據(jù)的毛細(xì)管孔隙，以及巖石顆粒表面上液體薄膜的體積。此外，流動(dòng)孔隙度還隨地層中的壓力梯度和液體的物理-化學(xué)性質(zhì)變化而變化。

顯然，同一巖石的流動(dòng)孔隙度在數(shù)據(jù)上是不確定的。盡管如此，流動(dòng)孔隙度在油氣田開(kāi)發(fā)工程分析中卻具有十分重要的實(shí)用價(jià)值。同一巖石的絕對(duì)孔隙度>有效孔隙度>流動(dòng)孔隙度。砂巖儲(chǔ)集層的有效孔隙度變化在5-30%之間，一般為10-20%；碳酸鹽巖儲(chǔ)集層的孔隙度一般小于5%。萊復(fù)生按孔隙度的大小將砂巖儲(chǔ)集巖分為五級(jí)。按孔隙度對(duì)儲(chǔ)集層的評(píng)價(jià)孔隙度%評(píng)價(jià)孔隙度%評(píng)價(jià)20-25極好5-10差15-20好10-15中等0-5無(wú)價(jià)值需要指出的是，孔隙度的大小與孔隙個(gè)體的大小是兩個(gè)截然不同的概念?？紫抖戎徽f(shuō)明巖石中孔隙或有效孔隙在巖石中所占的比例，并不涉及孔隙個(gè)體本身的大小。兩塊具有相似孔隙度的巖石，其孔隙個(gè)體大小可以很不相同。孔隙個(gè)體大小不僅直接影響著儲(chǔ)集巖中油氣儲(chǔ)存的集中程度，而且對(duì)儲(chǔ)集巖的滲透性也有著重要的影響。（4）有用孔隙度

油氣能通過(guò)的孔隙(半徑＞0.1μm)體積與巖石總體積之比稱為有用孔隙度(水膜的厚度為0.1μm)。（5）裂縫孔隙度巖石的裂縫發(fā)育程度用裂縫孔隙度表示。裂縫孔隙度又稱裂隙率（φc），它是指巖石中裂縫體積與巖石總體積之比值（以百分?jǐn)?shù)表示）。裂縫性儲(chǔ)集層的裂隙率可用裂縫寬度和裂縫間距表示，可表示如下：φc=e/(d+e)×100%d為平行裂縫之間的平均間距e為裂縫的平均有效寬度對(duì)于以構(gòu)造成因?yàn)橹鞯牧芽p，可根據(jù)地層曲率半徑和地層厚度來(lái)計(jì)算其裂隙率（VanGolf-Racht,T.D.,1982）。裂縫孔隙度的值一般小于0.5%，最大值不超過(guò)2%。溶蝕裂縫孔隙度可大于2%。裂縫孔隙度雖然不大，但它對(duì)巖石滲透率的貢獻(xiàn)是十分重要的。3、儲(chǔ)集層的滲透率滲透性是指在一定的壓差下，巖石允許流體通過(guò)其連通孔隙的性質(zhì)，亦即巖石的滲濾傳導(dǎo)性。巖石滲透性的好壞用滲透率表示。換言之，滲透性是指巖石對(duì)流體的傳導(dǎo)性能。嚴(yán)格地講，自然界的一切巖石均具有相互連通的孔隙，在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代里，在足夠大的壓差條件下都具有一定的滲透性。通常我們所稱的滲透性巖石與非滲透性巖石是相對(duì)的。滲透性巖石是指在地層壓力條件下，流體能較快地通過(guò)其連通孔隙的巖石，如砂巖、礫巖、裂縫灰?guī)r、白云巖等等。如果流體通過(guò)的速度很慢，通過(guò)的數(shù)量有限，那就叫非滲透性巖石，如泥頁(yè)巖、石膏、巖鹽、致密灰?guī)r等等。儲(chǔ)集層的滲透性決定了油氣在其中滲濾的難易程度。它是評(píng)價(jià)儲(chǔ)層產(chǎn)能的主要參數(shù)之一。實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)單相流體通過(guò)多孔介質(zhì)沿孔隙通道呈層狀流動(dòng)時(shí)，遵循直線滲透定律,即達(dá)西定律。用公式表示如下(SI制)：

Q=K（P1-

P2）S/μL式中：Q—體積流量(cm3/s)；K—滲透率(μm2)；S—巖樣截面積(cm2)

；L—巖樣長(zhǎng)度(cm)；μ—流體粘度(10-3Pa·s)；（P1-

P2）—巖樣兩端壓差；即：K=QμL/（P1-

P2）S對(duì)氣體：K=2(P2Q2μgL)/（P12-P22）Sμg——?dú)怏w粘度；Q2——?dú)怏w體積流量在以往常用的非法定量單位(C.G.S制)有達(dá)西(d)和毫達(dá)西(md)；現(xiàn)運(yùn)用國(guó)際計(jì)算單位(SI制)兩者換算公式：1md≈1×10-3μm2實(shí)際上，1D=0.987μm2

，1md=987×10-6μm2C.G.S制中：當(dāng)液體的粘度為1厘泊，壓力為1個(gè)大氣壓，巖樣截面積為1厘米2，1秒種內(nèi)流體流過(guò)的距離為1厘米時(shí)，該孔隙介質(zhì)的滲透率定義為1達(dá)西(d)，常用千分之一達(dá)西(md)表示。上述是單相流體充滿孔隙且流體不與巖石發(fā)生任何物理或化學(xué)反應(yīng)所測(cè)得的滲透率，稱巖石的絕對(duì)滲透率。目前主要采用空氣或氦氣測(cè)定絕對(duì)滲透率，又稱氣體滲透率(一般情況，都指氣體滲透率)。自然界經(jīng)常有兩相(油～水，氣～水)甚至三相(氣～油～水)同時(shí)存于孔隙中。各相流體之間存在著相互干擾。在多相流動(dòng)中，提出了有效滲透率和相對(duì)滲透率的概念：有效滲透率：多相流體共存時(shí)，巖石對(duì)其中每一相流體的滲透率，用Ko、Kw、Kg表示；相對(duì)滲透率：多相流體共存時(shí)，某一相流體的有效(相)滲透率與巖石絕對(duì)滲透率之比值，常用Ko/K，Kw/K，Kg/K表示；實(shí)驗(yàn)表明：①任一相流體相對(duì)滲透率均小于絕對(duì)滲透率；②某相滲透率的增加程度與該相在介質(zhì)中飽和度成正比。4、儲(chǔ)集層的孔隙結(jié)構(gòu)(1)孔隙和喉道：上面討論的孔隙度和滲透率，對(duì)于評(píng)價(jià)滲透率較高的儲(chǔ)集層是適用的。而對(duì)于低滲透性儲(chǔ)集層（滲透率小于0.987×10-3μm2），僅利用孔隙度和滲透率就無(wú)法正確評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層的性質(zhì)，必須研究巖石的孔隙結(jié)構(gòu)。儲(chǔ)集層的孔隙結(jié)構(gòu)是指巖石所具有的孔隙和喉道的幾何形狀、大小、分布及其相互連通關(guān)系。巖石的孔隙系統(tǒng)由孔隙和喉道兩部分組成?？紫稙橄到y(tǒng)中的膨大部分，連通孔隙的細(xì)小部分稱為喉道。油氣水在儲(chǔ)集層復(fù)雜的孔隙系統(tǒng)中滲流時(shí)，將要經(jīng)過(guò)一系列交替著的孔隙和喉道?？紫逗淼罒o(wú)論在二次運(yùn)移過(guò)程中石油驅(qū)替巖石中的水，還是在開(kāi)采過(guò)程中石油從孔隙介質(zhì)中被驅(qū)替出來(lái)，其滲流均受到流體通道中斷面最小的部分（即喉道）所控制。顯然，喉道的大小和分布，以及它們的幾何形態(tài)是影響儲(chǔ)集巖的儲(chǔ)集能力和滲透特征的主要因素。孔隙結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是巖石的微觀物理性質(zhì)。它能較深入而細(xì)致地揭示巖石的儲(chǔ)滲特征。確定喉道的大小和分布是研究巖石孔隙結(jié)構(gòu)的中心問(wèn)題。(2)測(cè)定巖石孔隙結(jié)構(gòu)的方法測(cè)定巖石孔隙結(jié)構(gòu)的方法很多，有壓汞法、孔隙鑄體法、半滲透隔板法、離心機(jī)法、蒸氣壓力法等等。目前我國(guó)主要采用壓汞法，并取得了較好的效果。

由于巖石的孔喉細(xì)小，當(dāng)兩種或兩種以上互不相溶的流體同處于巖石孔隙系統(tǒng)中或通過(guò)巖石孔隙系統(tǒng)滲流時(shí)，必然會(huì)發(fā)生毛細(xì)管現(xiàn)象，產(chǎn)生一個(gè)指向非潤(rùn)濕相流體內(nèi)部的毛細(xì)管壓力。毛細(xì)管壓力（Pc）的大小與毛細(xì)管（喉道）半徑（rc）、界面張力（δ）和潤(rùn)濕角（θ）有關(guān)，簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：Pc=2δcosθ/rc壓汞法就是根據(jù)這種毛細(xì)管現(xiàn)象的原理設(shè)計(jì)的。在不同的壓力下，把非潤(rùn)濕相的汞壓入巖石孔隙系統(tǒng)中，根據(jù)所加壓力（相當(dāng)于毛細(xì)管壓力）與注入巖石的汞量，繪出壓力與汞飽和度關(guān)系曲線，這種曲線稱為毛細(xì)管壓力曲線或壓汞曲線。彎液面壓汞曲線壓汞曲線再按上述公式可計(jì)算巖石孔喉等效半徑，結(jié)合事先測(cè)得的巖石總孔隙度資料，就可作出孔喉等效半徑分布圖。運(yùn)用圖可對(duì)巖石的孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類評(píng)價(jià)。定量描述孔隙結(jié)構(gòu)的參數(shù)有以下幾個(gè)：孔喉等效半徑分布圖A，排驅(qū)（替）壓力（Pd）排驅(qū)壓力是指壓汞實(shí)驗(yàn)中汞開(kāi)始大量注入巖樣的壓力。換言之，是非潤(rùn)濕相開(kāi)始注入巖樣中最大的連通喉道的毛細(xì)管壓力。在毛細(xì)管壓力曲線上的拐點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的壓力即為排驅(qū)壓力。巖石排驅(qū)壓力越小，說(shuō)明大孔喉越多，孔隙結(jié)構(gòu)越好；反之，孔隙結(jié)構(gòu)就越差。B，孔喉半徑集中范圍與百分含量利用孔隙等效半徑分布圖，可選取孔喉半徑集中范圍，計(jì)算出它的百分含量。在毛細(xì)管壓力曲線上，曲線平坦段位置越低，說(shuō)明集中的孔喉越粗；平坦段越長(zhǎng)，說(shuō)明集中的孔喉的百分含量越大。孔喉半徑的集中范圍與百分含量反映了孔喉半徑的粗細(xì)程度和分選性。孔喉越粗，分選性越好，其孔隙結(jié)構(gòu)越好?？缀淼刃О霃椒植紙DC，飽和度中值壓力（Pc50）是指非潤(rùn)濕相飽和度為50%時(shí)對(duì)應(yīng)的毛細(xì)管壓力。與（Pc50）相對(duì)應(yīng)的喉道半徑，稱為飽和度中值喉道半徑（r50），簡(jiǎn)稱中值半徑。Pc50越低，r50越大，則巖石孔隙結(jié)構(gòu)越好；反之，則越差。當(dāng)巖樣喉道半徑接近正態(tài)分布時(shí)，r50可粗略地視為平均喉道半徑。D，最小非飽和孔隙體積百分?jǐn)?shù)（Smin%）：當(dāng)注入汞的壓力達(dá)到儀器的最高壓力時(shí)，仍沒(méi)有被汞侵入的孔隙體積百分?jǐn)?shù)，稱為最小非飽和孔隙體積百分?jǐn)?shù)。這個(gè)值與儀器的最高壓力，巖石的潤(rùn)濕性、巖石顆粒大小、均一程度、膠結(jié)類型、孔隙度和滲透率等都有密切關(guān)系，它不總是代表束縛水飽和度。在不同條件下，Smin%的測(cè)試值可在0-100%之間變化。為了便于對(duì)比，一般將小于0.04μm的孔隙都稱為束縛孔隙，束縛孔隙一般為水所占據(jù)。束縛孔隙含量愈大，儲(chǔ)集層的滲流性能就越差。由上述可知：巖石的排驅(qū)（替）壓力越低，孔喉半徑越大，分選性越好，束縛水孔隙度越低，則說(shuō)明巖石的孔隙結(jié)構(gòu)好，有利于油氣的儲(chǔ)存和滲濾；反之，孔隙結(jié)構(gòu)則差，不利于油氣滲濾。III、儲(chǔ)集層的非均質(zhì)性儲(chǔ)層非均質(zhì)性是指儲(chǔ)層的基本性質(zhì)，包括巖性、物性、電性、含油氣性以及微觀孔隙結(jié)構(gòu)等特征在三維空間上分布的不均一性（戴啟德等，1995）。無(wú)論是碎屑巖儲(chǔ)層還是碳酸鹽巖儲(chǔ)層，其非均質(zhì)性都是普遍存在的。研究?jī)?chǔ)層非均質(zhì)性，實(shí)際上就是要研究?jī)?chǔ)層的各向異性，定性定量地描述儲(chǔ)層特征及其空間變化規(guī)律，為油藏模擬研究提供精確的地質(zhì)模型。儲(chǔ)層非均質(zhì)性的研究對(duì)油氣田勘探和開(kāi)發(fā)具有指導(dǎo)作用，尤其是對(duì)弄清油氣水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，提高油田采收率有重要的意義。不同學(xué)者由于研究目的不同，對(duì)儲(chǔ)層非均質(zhì)性的規(guī)模和內(nèi)容的研究也不相同。因而對(duì)其分類方案也就不同。1、儲(chǔ)層非均質(zhì)性的分類常見(jiàn)的儲(chǔ)層非均質(zhì)性的分類方案有：（1）按儲(chǔ)層非均質(zhì)性的內(nèi)容劃分：可分為儲(chǔ)層巖石非均質(zhì)性和流體非均質(zhì)性兩種。這兩者是相互聯(lián)系又相互制約的，但巖石非均質(zhì)性是首要的、主導(dǎo)的因素。（2）按儲(chǔ)層非均質(zhì)性的規(guī)模及成因劃分在前人劃分方案的基礎(chǔ)上，Weber（1986）提出了一個(gè)非均質(zhì)性分類體系，根據(jù)這一體系的順序，可以在油田評(píng)價(jià)和開(kāi)發(fā)期間定量地認(rèn)識(shí)儲(chǔ)層非均質(zhì)性。由大規(guī)模的構(gòu)造體系造成的大規(guī)模非均質(zhì)性比由沉積作用引起的小規(guī)模非均質(zhì)性優(yōu)先發(fā)揮作用。（河流為例）

儲(chǔ)層非均質(zhì)性分類Weber根據(jù)儲(chǔ)層非均質(zhì)性的規(guī)模及成因劃分了八種類型：

①封閉、未封閉、半封閉斷層引起的非均質(zhì)性；②成因單元邊界引起的非均質(zhì)性；③成因單元內(nèi)部滲透帶的變化引起的非均質(zhì)性；④成因單元內(nèi)部隔層的存在引起的非均質(zhì)性；⑤層理的變化引起的非均質(zhì)性；⑥孔隙類型和孔隙間相互關(guān)系引起的微觀非均質(zhì)性；⑦封閉、開(kāi)啟裂縫造成的非均質(zhì)性；⑧原油的粘度變化和瀝青墊引起的非均質(zhì)性。

（3）Haldorsen的分類在河流沉積學(xué)領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)要素分析方法中，采用了界面系列分析法，這種分析法把砂體層內(nèi)非均質(zhì)性和平面非均質(zhì)性分成若干小的級(jí)別，其中各級(jí)別間有界面分開(kāi)。Haldorsen根據(jù)孔隙平均值將儲(chǔ)層分成四個(gè)級(jí)別：微觀非均質(zhì)性：即孔隙和砂顆粒規(guī)模宏觀非均質(zhì)性：即傳統(tǒng)的巖芯規(guī)模大型非均質(zhì)性：即模擬模型中的大型網(wǎng)塊巨型非均質(zhì)性：即整個(gè)巖層或區(qū)域規(guī)模的四級(jí)非均質(zhì)性

與孔隙平均狀況有關(guān)（4）裘亦楠的分類裘亦楠（1987，1989）分類方案與Pettijohn等（1973）的分類方案類似，但是更加詳細(xì)、全面和明確，適合在生產(chǎn)中應(yīng)用。裘亦楠把碎屑巖儲(chǔ)層非均質(zhì)性由小到大分成五級(jí)：①微觀非均質(zhì)性②基本巖性物性非均質(zhì)性③層內(nèi)非均質(zhì)性④平面非均質(zhì)性⑤層間非均質(zhì)性此外，還有宏觀非均質(zhì)性，中觀非均質(zhì)性和微觀非均質(zhì)性；以及大型的、中等的和小型的非均質(zhì)性等分類方案。2、儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究定量描述儲(chǔ)層非均質(zhì)性十分重要而又很難。薛培華（1991）曾對(duì)河流點(diǎn)壩相儲(chǔ)層的非均質(zhì)性及儲(chǔ)層模式作過(guò)詳細(xì)論述。Scheak（1992）認(rèn)為直接測(cè)定孔隙形態(tài)、孔隙度和滲透率及其變化是描述碳酸鹽巖儲(chǔ)層流體流動(dòng)非均質(zhì)性的有效方法。儲(chǔ)層非均質(zhì)性的影響因素主要有沉積因素，成巖因素和構(gòu)造因素等。儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究的內(nèi)容主要有（據(jù)戴居德等，1996）：①層內(nèi)非均質(zhì)性；②層間非均質(zhì)性；③平面非均質(zhì)性和三維非均質(zhì)性等

總之，儲(chǔ)層非均質(zhì)性無(wú)論對(duì)油氣勘探和開(kāi)發(fā)均具有十分重要的影響。特別是陸相河湖相沉積條件，物源區(qū)近而且多，主要類型是巖屑長(zhǎng)石雜砂巖或巖屑長(zhǎng)石砂巖，且砂巖體的非均質(zhì)性比海相砂巖要強(qiáng)（胡見(jiàn)義等，1991）。因此，開(kāi)展儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究，定性定量描述儲(chǔ)層非均質(zhì)性，已是擺在石油地質(zhì)工作者面前十分重要的任務(wù)。IV、儲(chǔ)集層的類型世界上已知油氣儲(chǔ)集層的巖石類型很多，迄今為止，在組成地殼的沉積巖、火成巖和變質(zhì)巖中都發(fā)現(xiàn)有油氣田。但勘探實(shí)踐表明，世界上絕大多數(shù)油氣藏的含油氣層是沉積巖層，其中又以碎屑巖和碳酸鹽巖最為重要，只有少數(shù)油氣儲(chǔ)集在其它巖類中。因此按巖石類型常將儲(chǔ)集層分為：①碎屑儲(chǔ)集層；②碳酸鹽巖儲(chǔ)集層；③其它巖類儲(chǔ)集層。按主要儲(chǔ)集空間類型又可將儲(chǔ)集層分為：①孔隙型儲(chǔ)集層；②裂縫型儲(chǔ)集層；③裂縫-孔隙型儲(chǔ)集層。按孔隙度和滲透率的大小還可劃分出：①常規(guī)儲(chǔ)集層；②低滲透儲(chǔ)集層；③致密儲(chǔ)集層等。V、儲(chǔ)集層的研究?jī)?chǔ)集層是地下油氣儲(chǔ)存的場(chǎng)所，是形成油氣藏的基本要素之一。儲(chǔ)集層的層位、厚度、類型、形態(tài)、分布、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)集物性的變化規(guī)律控制著地下油氣藏的類型、分布和生產(chǎn)能力。因而，深入進(jìn)行儲(chǔ)集層的研究，不僅有利于尋找油氣富集帶，而且還可進(jìn)一步預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的油氣藏類型和分布情況，給油氣勘探工作提供依據(jù)。同時(shí)儲(chǔ)集層的研究成果，又是油氣田開(kāi)發(fā)和油氣層改造的地質(zhì)依據(jù)，所以儲(chǔ)集層研究在油氣勘探和開(kāi)發(fā)工作中具有十分重要的意義。1、儲(chǔ)集層研究的任務(wù)在油氣勘探和開(kāi)發(fā)工作中，對(duì)儲(chǔ)集層的研究歸納起來(lái)主要有兩方面的任務(wù)：（1）評(píng)價(jià)儲(chǔ)層物性，掌握其變化規(guī)律；（2）預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的空間分布。2、儲(chǔ)集層研究的內(nèi)容（1）研究?jī)?chǔ)集層的物性參數(shù)（包括孔滲性和非均質(zhì)性）；（2）研究?jī)?chǔ)集層內(nèi)流體的性質(zhì)及其分布，并對(duì)其含油氣性進(jìn)行評(píng)價(jià)；（3）研究?jī)?chǔ)集層的成因、分布、連續(xù)性及橫向變化；（4）研究?jī)?chǔ)集層的空間位置和頂?shù)酌娴臉?gòu)造形態(tài)，為油氣勘探和開(kāi)發(fā)服務(wù)。3、儲(chǔ)集層研究的方法

為了完成上述研究任務(wù)，在儲(chǔ)集層研究工作中，人們主要采用了以下一些方法，并且這些方法是隨著油氣勘探開(kāi)發(fā)工作的不斷深入而逐步發(fā)展起來(lái)的。（1）儲(chǔ)層儲(chǔ)集物性的研究方法

①常規(guī)物性分析法：它主要是通過(guò)對(duì)儲(chǔ)層樣品進(jìn)行常規(guī)的分析、化驗(yàn)，獲取最基本的孔隙度、滲透率和飽和度等參數(shù)，通過(guò)編制儲(chǔ)層等孔隙度圖、等滲透率圖和各種影響因素變化的圖件，進(jìn)而達(dá)到了解儲(chǔ)層儲(chǔ)集物性，掌握其變化規(guī)律的目的。

②儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)研究法

隨著油氣勘探和開(kāi)發(fā)工作的深入，人們?nèi)找姘l(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)單的孔隙度、滲透率數(shù)值并不能完全反映儲(chǔ)層物性及其中流體的滲濾特征，特別是對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層。于是人們又將儲(chǔ)層物性的研究轉(zhuǎn)向孔隙結(jié)構(gòu)的研究。研究?jī)?chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的方法主要有：壓汞法，鑄體薄片法、掃描電鏡法和圖像分析法等。所有這些方法，其特點(diǎn)都是力圖深入探索儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征，更全面地了解儲(chǔ)層物性及其變化規(guī)律。應(yīng)該承認(rèn)，從一般的孔隙度和滲透率研究過(guò)渡到孔隙結(jié)構(gòu)特征研究，是儲(chǔ)層物性研究的一個(gè)很大的進(jìn)步。

③儲(chǔ)層物性研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

近十多年來(lái)，儲(chǔ)集層的研究無(wú)論在理論上和方法上都有迅速發(fā)展，逐漸形成了“油氣儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)”等新興學(xué)科，儲(chǔ)層物性的研究也已進(jìn)入了多學(xué)科、多信息、多種手段相結(jié)合，從宏觀到微觀、從常規(guī)到特殊，從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)，從定性到定量研究的新階段。在這一階段，儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究、模擬地下地層條件的儲(chǔ)層物性研究等已引起人們的高度重視，地質(zhì)、地震及測(cè)井資料的綜合利用，為儲(chǔ)層物性研究提供了新的信息及技術(shù)手段，地震地層學(xué)及層序地層學(xué)的誕生，使人們?cè)趦?chǔ)層物性的成因預(yù)測(cè)研究方面，又向前邁進(jìn)了一大步。盡管如此，儲(chǔ)層物性研究無(wú)論在理論上，還是在具體技術(shù)方法上都還有需要進(jìn)一步完善的地方。尤其是在儲(chǔ)層非均質(zhì)性的定量描述，以及如何將儲(chǔ)層物性與沉積條件相結(jié)合，與地震資料相結(jié)合，以達(dá)到從沉積條件、利用地震資料預(yù)測(cè)儲(chǔ)層物性好壞及其變化規(guī)律等方面，都是今后尚需深入研究的課題。（2）關(guān)于儲(chǔ)層分布的研究方法砂巖等厚圖法綜合巖相分析法多信息儲(chǔ)層分布綜合預(yù)測(cè)法①砂巖等厚圖法

在油氣勘探工作中，尋找新的儲(chǔ)集層比預(yù)測(cè)已知儲(chǔ)集層的分布范圍更為困難，特別是地下一些孤立的砂巖體。過(guò)去對(duì)它們的發(fā)現(xiàn)往往是靠偶然的機(jī)遇。而對(duì)已知砂巖體分布范圍的預(yù)測(cè)，過(guò)去一般是根據(jù)三種圖件，即地層等厚圖、砂巖等厚圖和砂巖百分含量等值線圖，按照它們的變化趨勢(shì)來(lái)圈定儲(chǔ)集層的分布范圍。對(duì)于碳酸鹽巖地層主要是根據(jù)次生孔隙的發(fā)育分布情況（因最初人們對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層原生孔隙的認(rèn)識(shí)不夠）來(lái)預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的分布范圍。②綜合巖相分析法

由于上述方法主要是根據(jù)砂巖體的外部特征來(lái)進(jìn)行儲(chǔ)層分布范圍的預(yù)測(cè)，難免會(huì)帶有一定的盲目性，其預(yù)測(cè)結(jié)果也往往與地下實(shí)際情況不大符合，于是人們?cè)趯?shí)踐中又逐步提出了綜合巖相分析預(yù)測(cè)法。該方法是從巖相分析入手，再造各種砂、礫巖體和碳酸鹽巖儲(chǔ)集層的沉積環(huán)境和古地理?xiàng)l件，用以預(yù)測(cè)儲(chǔ)集層的分布范圍。因?yàn)槌练e環(huán)境直接控制著不同沉積物的特征、分布及發(fā)育程度，所以在油氣勘探工作中，我們不但需要?jiǎng)澐趾Ｏ唷㈥懴?、海陸過(guò)渡相等大的沉積相類型，而且還要進(jìn)行詳細(xì)的微相劃分，再造各種砂、礫巖體和碳酸鹽巖儲(chǔ)集層的沉積環(huán)境和古地理?xiàng)l件，從而推測(cè)儲(chǔ)層的成因類型，預(yù)測(cè)其變化特征及分布范圍，指出有利的油氣儲(chǔ)集地帶。

對(duì)碎屑巖儲(chǔ)層分布的研究，要詳細(xì)收集露頭和井下巖芯的礦物成分、顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、生物化石及厚度等資料，結(jié)合地震相和沉積相研究，編制地層等厚圖、砂巖等厚圖、砂巖百分含量等值線圖及輕、重礦物百分含量圖，以及其他有關(guān)結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、化石等方面的基礎(chǔ)圖件，進(jìn)行綜合研究，分析物源方向，確定砂巖體的位置、類型及分布范圍。

對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層來(lái)說(shuō)，由于其儲(chǔ)集空間類型、成巖后生變化及其控制因素等都比碎屑巖儲(chǔ)層復(fù)雜得多，所以，預(yù)測(cè)碳酸鹽巖儲(chǔ)層的分布，一方面同碎屑巖相似，要收集各項(xiàng)資料和數(shù)據(jù)，編制各種基礎(chǔ)圖件，進(jìn)行沉積環(huán)境和古地理研究，預(yù)測(cè)孔隙型碳酸鹽巖儲(chǔ)層的類型、變化特征及分布范圍；另一方面還要加強(qiáng)構(gòu)造力學(xué)和古巖溶學(xué)的研究，分析構(gòu)造裂縫的成因類型、組系方向及發(fā)育部位，探討古巖溶帶的特征、層數(shù)、厚度及分布范圍，從而預(yù)測(cè)裂隙型碳酸鹽巖儲(chǔ)層的類型、變化特征及分布范圍。③多信息儲(chǔ)層分布綜合預(yù)測(cè)法

在現(xiàn)有的技術(shù)水平和資料條件下，任何單一信息的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法，由于受多種因素（包括客觀的和人為的）干擾，必然存在較大的不確定性。而多信息、多學(xué)科和多種手段相結(jié)合的儲(chǔ)層綜合預(yù)測(cè)方法，則可最大限度地降低這種不確定性，提高儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，這也是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外油氣儲(chǔ)層研究發(fā)展的新趨勢(shì)。多信息儲(chǔ)層綜合預(yù)測(cè)的基本思路（據(jù)孫家振等，1997）是：“以綜合分析為主導(dǎo)，在充分利用鉆井、測(cè)井、地震和油氣等資料的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)地震與地質(zhì)、構(gòu)造與沉積、儲(chǔ)層和油氣預(yù)測(cè)與圈閉評(píng)價(jià)密切結(jié)合，通過(guò)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析和綜合評(píng)價(jià)從而獲得最終的預(yù)測(cè)結(jié)果”。

近年來(lái)，以預(yù)測(cè)儲(chǔ)層分布為主要目的發(fā)展起來(lái)的層序地層學(xué)和高分辨率層序地層學(xué)，就是多信息儲(chǔ)層分布綜合預(yù)測(cè)方法的典型代表。它以地層的等時(shí)對(duì)比追蹤為前提，綜合應(yīng)用地震、鉆井、測(cè)井和露頭資料，力圖將地層的沉積規(guī)律、分布模式與地震反射剖面和測(cè)井資料更緊密地結(jié)合起來(lái)，從而得出更精確的地層學(xué)解釋和預(yù)測(cè)更小單元的儲(chǔ)層。在預(yù)測(cè)方法上除注重速度分析外，則更加強(qiáng)調(diào)地震分辨率的提高和各種新技術(shù)、新方法的綜合應(yīng)用。實(shí)踐證明：在層序地層學(xué)理論指導(dǎo)下，三維高分辨率地震資料的應(yīng)用和準(zhǔn)確的層位標(biāo)定，可大大地提高儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的精度（據(jù)孫家振等，1997）。

最后還應(yīng)指出的是：由于受物探資料條件（主要是分辨率和多解性）和地下復(fù)雜地質(zhì)條件的限制，目前用于儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的各項(xiàng)技術(shù)方法均存在一定程度的局限性和不確定性，迄今為止，尚沒(méi)有一種十分成熟的勘探方法和技術(shù)能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)儲(chǔ)集層的橫向變化和流體性質(zhì)（Neal，1995），所以，儲(chǔ)集層研究仍將是今后油氣勘探和開(kāi)發(fā)研究工作中一個(gè)十分重要的研究課題。二、碎屑巖儲(chǔ)集層碎屑巖儲(chǔ)集層是目前世界上各主要含油氣區(qū)的重要儲(chǔ)集層之一。許多特大油氣田，例如前蘇聯(lián)西西伯利亞盆地的各大油田、科威特的布爾甘油田、委內(nèi)瑞拉的波利瓦爾湖岸油田、美國(guó)的普魯?shù)禄魹秤吞?、荷蘭的格羅寧根氣田等，它們的儲(chǔ)集層都是碎屑巖儲(chǔ)集層。我國(guó)的大慶、勝利、大港、克拉瑪依、吐哈油田等，它們的儲(chǔ)集層也都是碎屑巖儲(chǔ)集層。碎屑巖儲(chǔ)集層是最常見(jiàn)的儲(chǔ)層，其中以中、細(xì)砂巖和粗粉砂巖分布最廣、物性較好。不同學(xué)者、不同地區(qū)、劃分類別不同基本類型：原生孔隙和溶蝕孔隙粒間孔隙溶蝕粒間孔隙粒內(nèi)孔隙溶蝕粒內(nèi)孔隙微孔隙填隙物內(nèi)孔隙溶蝕填隙物內(nèi)孔隙晶間孔隙裂縫孔隙溶蝕裂縫孔隙I、砂巖孔隙類型—基本類型原生孔隙：指在砂巖沉積時(shí)期或成巖過(guò)程中形成的孔隙。包括粒間孔隙、粒內(nèi)孔隙、微孔隙、裂縫空隙等，其中粒間空隙最為重要。粒間孔隙：指碎屑顆粒之間未被雜基、膠結(jié)物充填而留下來(lái)的孔隙空間，一般有喉道粗，連通性較好等特點(diǎn)，是砂巖儲(chǔ)層最主要、最普遍的孔隙類型。粒內(nèi)孔隙：碎屑顆粒內(nèi)部原有的空間部分所保留下來(lái)的孔隙。填隙物內(nèi)孔隙：①晶間孔隙，膠結(jié)物晶體之間的孔隙空間，一般細(xì)小；②微孔隙，填隙物因收縮而留下的孔隙空間，一般細(xì)小，不規(guī)則。裂縫孔隙：受外力作用，碎屑顆粒間膠結(jié)物沿某一方向發(fā)生錯(cuò)斷，位移，形成某一方向滲透性好的空間通道，對(duì)改善滲透率有重要作用(小的為裂隙)。原生粒間孔隙原生粒內(nèi)孔隙填隙物內(nèi)孔隙裂縫孔隙

溶蝕孔隙：由長(zhǎng)石、碳酸鹽、硫酸鹽等其它可溶組分溶蝕形成。包括：溶蝕粒間孔、溶蝕粒內(nèi)孔、溶蝕填隙物內(nèi)孔、溶蝕裂縫等，其最大特點(diǎn)是孔隙不受顆粒邊界限制，邊緣呈鋸齒狀、港灣狀、形狀不規(guī)則，可大，可小，差別懸殊，屬次生孔隙。溶蝕粒間孔隙溶蝕粒內(nèi)孔隙（晶間孔隙）溶蝕填隙物內(nèi)孔隙—溶蝕裂縫孔隙溶蝕填隙物內(nèi)孔隙II、影響碎屑巖(砂巖)儲(chǔ)集物性因素1.沉積作用對(duì)儲(chǔ)集層儲(chǔ)集物性的影響①巖石礦物成分：長(zhǎng)石、石英，抗風(fēng)化、親油性、親水性；②碎屑顆粒排列方式：立方體排列(理論孔隙度，47.6%)水介質(zhì)、水動(dòng)力條件平靜下形成；菱面體排列(理論孔隙度，25.9%)水動(dòng)力條件活動(dòng)性大下形成。③顆粒粒度、分選、磨園、雜基含量等。①壓實(shí)作用：機(jī)械壓實(shí)、壓溶作用；②膠結(jié)作用：膠結(jié)物成分、含量、膠結(jié)類型粘土礦物的組成、含量、產(chǎn)狀（分散質(zhì)點(diǎn)式、薄膜式、搭橋式）；③溶解作用：可溶性物質(zhì)含量、粒度、流體的帶入帶出，酸性水多少、快慢。2、成巖作用對(duì)儲(chǔ)層集物性的影響導(dǎo)致孔滲性能降低的成巖作用主要是壓實(shí)作用和膠結(jié)作用；導(dǎo)致孔滲性能改善的成巖作用主要有溶蝕作用。壓實(shí)作用壓實(shí)作用壓實(shí)作用膠結(jié)作用膠結(jié)作用膠結(jié)作用膠結(jié)作用粘土礦物產(chǎn)狀類型溶蝕作用溶蝕作用溶蝕作用III、碎屑巖儲(chǔ)集體類型及沉積環(huán)境1、儲(chǔ)層類型①孔隙型儲(chǔ)層②裂縫～孔隙型儲(chǔ)層③裂縫型2、按沉積環(huán)境，大體分八類砂體：①?zèng)_積扇砂礫巖體②河流砂體③湖泊砂體④風(fēng)成砂體⑤海岸砂體⑥海洋三角洲砂體⑦陸棚砂體⑧濁積砂體沖積扇砂巖體河流砂巖體河流砂巖體河流砂巖體河流砂巖體湖泊沉積湖泊三角洲沉積河口砂壩砂巖儲(chǔ)集層形成環(huán)境與基本特征我國(guó)含油氣盆地碎屑巖儲(chǔ)層巖相特征IV、砂巖次生孔隙的形成機(jī)理1、酸溶性物質(zhì)的存在；2、酸性溶液產(chǎn)生的條件：富含成熟有機(jī)質(zhì)的烴源巖分布是酸性溶液產(chǎn)生的基礎(chǔ)；3、次生孔隙的形成機(jī)理：碳酸成因(無(wú)機(jī)作用，斯密特提出，1979)；羧酸成因(有機(jī)—無(wú)機(jī)作用，薩達(dá)姆提出，1989)。4、次生孔隙的成因碎屑巖中次生孔隙從成因上講包括三大類：①由溶解作用形成的次生溶孔；②由成巖收縮作用形成的收縮裂縫；③由構(gòu)造應(yīng)力作用形成的構(gòu)造裂縫。溶解作用是地下深部碎屑巖次生孔隙發(fā)育最重要的因素。碎屑巖中各種碎屑組分、膠結(jié)物及雜基，在特定的成巖環(huán)境下都有可能發(fā)生溶解作用而形成次生孔隙。砂巖次生孔隙及其成因類型三、碳酸鹽巖儲(chǔ)集層碳酸鹽巖儲(chǔ)集層是又一類重要的油氣儲(chǔ)集層。碳酸鹽巖儲(chǔ)層中的油氣儲(chǔ)量占世界油氣總儲(chǔ)量的一半，產(chǎn)量已達(dá)到總產(chǎn)量的60%以上。碳酸鹽巖油氣田一般比砂巖油氣田儲(chǔ)量大，單井產(chǎn)量高。據(jù)世界上198個(gè)大油田統(tǒng)計(jì)表明，碳酸鹽巖大油田平均可采儲(chǔ)量為5.6×108噸，砂巖大油田的平均可采儲(chǔ)量為2.9×108噸。儲(chǔ)量大、單井產(chǎn)量高是碳酸鹽巖儲(chǔ)層的特點(diǎn)。世界上共有9口日產(chǎn)量曾達(dá)萬(wàn)噸以上的高產(chǎn)井，其中有8口屬碳酸鹽巖儲(chǔ)集層:美國(guó)1口，產(chǎn)于洞穴灰?guī)r，14000噸/日；墨西哥3口，產(chǎn)于礁灰?guī)r，37140，14000，11000-20000噸/日；伊朗3口，產(chǎn)于裂縫性灰?guī)r，13000，10300，10000-20000噸/日；利比亞1口，產(chǎn)于礁灰?guī)r中，13000噸/日。波斯灣盆地是世界上碳酸鹽巖油氣田分布最集中的地區(qū)，其中沙特阿拉伯的加瓦爾油田是世界特大型的碳酸鹽巖油田，其可采儲(chǔ)量高達(dá)107億噸，也是目前世界上可采儲(chǔ)量最大的油田。我國(guó)碳酸鹽巖地層分布極為廣泛，層位多，厚度大，油氣顯示豐富，并已找到了工業(yè)性油氣藏。川南在碳酸鹽巖地層中采氣已有2000多年的歷史。80年代中期華北任丘古潛山（碳酸鹽巖）油田的發(fā)現(xiàn)，為我國(guó)尋找碳酸鹽巖油氣田打開(kāi)了新局面。加強(qiáng)碳酸鹽巖油氣儲(chǔ)集層的研究，具有十分重要的意義。巖性主要為石灰?guī)r、白云巖及其過(guò)渡類型。特點(diǎn)是：成巖快，碎屑顆粒屬酸溶性物質(zhì)。I、巖石學(xué)特征II、儲(chǔ)集空間特征碳酸鹽巖的儲(chǔ)集空間包括孔隙、裂縫和溶洞等，其中孔隙和溶洞是主要的儲(chǔ)集空間；裂縫是主要的滲濾通道。碳酸鹽巖儲(chǔ)集空間的特征是：

①儲(chǔ)集空間類型多樣；②儲(chǔ)集空間的大小、形狀及分布變化很大；③儲(chǔ)集空間成因復(fù)雜。碳酸鹽巖孔隙類型III、碳酸鹽巖原生孔隙類型形成與分布原生孔隙主要指在沉積時(shí)期形成的孔隙，它與巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造有關(guān)。A,主要儲(chǔ)集空間:溶孔、溶洞:主要起儲(chǔ)集作用，也起通道作用；裂縫:主要起連通作用，也起一定儲(chǔ)集作用；B,儲(chǔ)層孔隙的形成特點(diǎn)：巖性具易溶性、不穩(wěn)定性，孔隙類型復(fù)雜、變化快；主要受成巖作用控制。1、碳酸鹽巖原生孔隙類型與成因A,粒間孔隙：類似碎屑巖;B,生物骨架孔隙：具有較高孔隙度、滲透率;C,生物體腔孔隙：生物軟體部分分解保留下來(lái)的空間，絕對(duì)孔隙度大，有效孔隙度不大;D,遮蔽孔隙：遮蔽作用使大顆粒下面孔隙被充填;E,鳥(niǎo)眼孔隙：不規(guī)則狀成群出現(xiàn)，平行層面，常比粒間孔隙大，由氣泡、干縮或藻席溶解而成；F,晶間孔隙：礦物晶體間的孔隙。2、原生孔隙分布碳酸鹽巖原生孔隙發(fā)育程度與巖性關(guān)系密切，分布受沉積環(huán)境控制。平面分布上，多為粗結(jié)構(gòu)的巖石；剖面分布上，多處于高能環(huán)境的沉積層序中。粒間孔隙鮞粒間孔生屑間孔砂屑間孔生物體腔孔隙生物格架孔隙生物屑粒內(nèi)孔IV、碳酸鹽巖次生孔隙類型形成與分布次生孔隙是指沉積后發(fā)生的、受成巖作用控制的孔隙，包括晶間孔隙和溶蝕孔隙。晶間孔隙是指碳酸鹽巖礦物晶體間的孔隙，呈棱角狀。主要是在成巖期或成巖期后由白云石化作用、重結(jié)晶作用形成。溶蝕孔隙是指碳酸鹽礦物及其它易溶性物質(zhì)被酸性溶液溶蝕產(chǎn)生的孔隙。溶蝕孔隙的特點(diǎn)是形狀不規(guī)則。包括粒間溶蝕孔隙、粒內(nèi)溶蝕孔隙、晶間溶蝕孔隙、晶內(nèi)溶蝕孔隙、鑄模孔、巖溶角礫孔隙等。粒間溶蝕孔、粒內(nèi)溶蝕孔晶間溶孔鑄模孔孔縫聯(lián)通V、碳酸鹽巖裂縫孔隙類型形成與分布構(gòu)造裂縫：在構(gòu)造應(yīng)力作用下，脆性巖石破裂而形成。其特點(diǎn)是：邊緣平直，延伸遠(yuǎn)，成組出現(xiàn)，具明顯的方向性。構(gòu)造裂縫的發(fā)育與巖性及構(gòu)造部位密切相關(guān)。成巖裂縫：在成巖過(guò)程中，被壓實(shí)、失水收縮或重結(jié)晶作用形成。其特點(diǎn)是：一般受層理限制，平行層面，不切穿層，裂縫面彎曲，形狀不規(guī)則，有時(shí)有分枝現(xiàn)象。成巖裂縫一般和巖層厚度、巖石強(qiáng)度有關(guān)。風(fēng)化裂縫：指古風(fēng)化殼由于受地表水淋濾和地下水淋濾溶蝕形成。其特點(diǎn)是：裂縫大小不均一，形態(tài)奇特。與巖性及水系的發(fā)育程度有關(guān)。溶蝕裂縫：受地下水淋濾溶蝕形成。其特點(diǎn)是：裂縫形態(tài)奇特，有陸源砂、泥或圍巖巖塊充填。與巖性及水系的發(fā)育程度有關(guān)。壓溶裂縫：常見(jiàn)的是縫合線，它是碳酸鹽巖在上覆地層壓力下，富含CO2的地下水沿裂縫或?qū)永砹鲃?dòng)并選擇性溶解其中物質(zhì)形成的。其特點(diǎn)是：其中常殘留許多泥質(zhì)、有機(jī)質(zhì)。1、沉積環(huán)境(沉積作用)水動(dòng)力條件強(qiáng)弱對(duì)粒屑的大小、分選、膠結(jié)物含量、造礁生物繁殖起著一定控制作用。VI、影響碳酸鹽巖儲(chǔ)集物性的主要因素一般情況下：水動(dòng)力較強(qiáng)的、有利于造礁生物繁殖的環(huán)境常為原生孔隙發(fā)育的地帶；水動(dòng)力條件較弱的環(huán)境形成微晶灰?guī)r，孔隙細(xì)小，生物少，成巖階段也不易于溶蝕孔隙的發(fā)育。VII、碳酸鹽巖儲(chǔ)集層的沉積環(huán)境和地理分布碳酸鹽巖大多是在溫暖的淺水環(huán)境形成的，可以由化學(xué)的、生物的和機(jī)械沉積作用形成，主要發(fā)育在熱帶的海灘和陸架上。在碳酸鹽巖沉積區(qū)，水動(dòng)力較強(qiáng)的環(huán)境是形成碳酸鹽巖儲(chǔ)集層的良好地帶，如生物礁、淺灘及潮坪等環(huán)境。2、成巖(后生)作用(1)溶蝕作用地下水中CO2含量高，溶解度加大；礦物成分：方解石易溶、白云石難溶；晶粒大?。捍蟮囊兹埽徊蝗艿V物雜質(zhì)含量低，易溶；氣候條件潮濕，易溶；地下水活動(dòng)程度強(qiáng)，易溶；(2)重結(jié)晶作用致密、細(xì)粒結(jié)構(gòu)巖石變?yōu)槭杷伞⒍嗑чg孔隙粗粒結(jié)構(gòu)巖石，易溶；巖石強(qiáng)度降低易產(chǎn)生裂縫，利于地下水滲濾，易溶；(3)白云石化作用白云石性脆、易裂、溶蝕作用強(qiáng)烈，易溶；晶粒增大，巖石變疏松，孔喉變粗，易溶；3、構(gòu)造作用碳酸鹽巖性脆，受構(gòu)造作用影響易產(chǎn)生裂縫，進(jìn)一步引起溶蝕。一般高背斜比低背斜上裂縫多；復(fù)雜背斜比簡(jiǎn)單背斜裂縫多；斷層帶附近裂縫多；脆性大的巖石比脆性小的裂縫多；結(jié)晶粗比結(jié)晶細(xì)的巖石脆性大，裂縫多；薄層比厚層易產(chǎn)生裂縫，裂縫多。四、其它類型儲(chǔ)集層其它巖類儲(chǔ)集層是指除碎屑巖和碳酸鹽巖外的各種巖類儲(chǔ)集層，包括巖漿巖、變質(zhì)巖、粘土巖等。這類儲(chǔ)集層的巖石類型雖然很多，但它們擁有的油氣儲(chǔ)量?jī)H占世界油氣總儲(chǔ)量的一小部分，故其意義遠(yuǎn)不如碎屑巖和碳酸鹽巖儲(chǔ)集層。但隨著油氣勘探的深入及常規(guī)儲(chǔ)層的不斷開(kāi)發(fā)，為了尋找石油和天然氣的后備儲(chǔ)量，這類儲(chǔ)集層的研究將會(huì)變得越來(lái)越重要。到目前為止，國(guó)內(nèi)外已在這類儲(chǔ)集層中獲得了一定產(chǎn)量的油氣，我國(guó)也已在火山巖、結(jié)晶基巖和粘土巖中獲得了工業(yè)性油流，并具有一定的生產(chǎn)能力。I、火山巖儲(chǔ)集層主要指火山噴發(fā)巖形成的儲(chǔ)集層，常見(jiàn)的有玄武巖、安山巖、粗面巖及流紋巖。1、油氣儲(chǔ)集空間主要分為兩種類型，即孔隙和裂縫。受噴發(fā)、溢流、冷凝、結(jié)晶和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等因素影響，在熔巖內(nèi)形成發(fā)育的孔隙和裂縫。2、孔、縫結(jié)構(gòu)特征(1)孔隙類型多樣，幾何形態(tài)各異，既有各種類型的縫，又有各種大小不等的孔，形成了火成巖獨(dú)特的儲(chǔ)集空間；(2)孔、洞、縫交織在一起，空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，非均質(zhì)性強(qiáng)，主要表現(xiàn)在：孔、洞大小變化范圍大，從微米級(jí)—厘米級(jí)，不同部位孔隙連通情況有的好，有的差，有的呈弧立狀；孔隙度、滲透率等性質(zhì)往往是呈急劇變化；(3)孔隙分布不均，靠近斷層處裂縫，溶孔發(fā)育，富氣的巖漿，形成多孔的玄武巖；貧氣的巖漿，形成致密的玄武巖；(4)孔隙連通性差，裂縫起重要作用。3、含油性影響因素(1)發(fā)育于生油層系之中或其鄰近的火山巖，含油有利；(2)火山巖物性好壞是決定含油程度的基本條件。II、結(jié)晶巖儲(chǔ)集層巖漿巖和變質(zhì)巖，只要受到長(zhǎng)期而強(qiáng)烈的風(fēng)化，在表層出現(xiàn)一個(gè)風(fēng)化孔隙帶，使孔、滲增加，便成為油氣儲(chǔ)集層。1、儲(chǔ)集空間主要是風(fēng)化孔隙、裂隙，以及構(gòu)造裂縫，多發(fā)育在不整合帶及古地形突起上，構(gòu)造條件可使裂隙形成有一定方向性和連通性的裂隙密集帶。2、控制儲(chǔ)集空間形成及演化因素(1)變質(zhì)作用：變質(zhì)使礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造變化，并有孔隙和縫隙形成；(2)構(gòu)造作用：可形成儲(chǔ)集空間，促進(jìn)其向發(fā)育方向演化；(3)古表生物理風(fēng)化作用：使巖石由致密向具儲(chǔ)集方向演變；(4)礦物充填：儲(chǔ)集空間被充填，對(duì)物性產(chǎn)生不利影響；總之，只要有儲(chǔ)集空間，就可成為儲(chǔ)集層。III、泥質(zhì)巖儲(chǔ)集層比較致密性脆的泥質(zhì)巖產(chǎn)生較密集的裂縫；泥質(zhì)巖中含有易溶成分如石膏、鹽巖等，經(jīng)地下水溶蝕形成溶孔、溶洞，成為儲(chǔ)集層；泥質(zhì)巖能在一定條件下成為儲(chǔ)層，主要是次生作用(風(fēng)化、溶蝕、構(gòu)造)形成孔、縫、洞系統(tǒng)的結(jié)果；巖性致密，形成條件較復(fù)雜，物性變化大；以上大量?jī)?chǔ)層形成特點(diǎn)說(shuō)明，形成儲(chǔ)層的巖石類型并不重要，關(guān)鍵在于是否具有孔隙和滲透性。任何巖類只要在一定的孔隙性和滲透性，都有可能形成儲(chǔ)集層。因此，儲(chǔ)集層的研究，應(yīng)該多方面進(jìn)行，既注意一些已知儲(chǔ)集層巖類，也不能完全忽視一些具有孔隙性和滲透性的未知儲(chǔ)集層巖類，擴(kuò)大找油、找氣領(lǐng)域。

五、蓋層蓋層的概念蓋層的類型蓋層的封閉機(jī)理蓋層的評(píng)價(jià)生儲(chǔ)蓋組合I、蓋層的概念任何一個(gè)地區(qū)，要形成油氣藏除儲(chǔ)集層是必要的而外，蓋層同樣也是不可缺少的。蓋層是指位于儲(chǔ)集層上方，能夠阻止儲(chǔ)集層中的烴類流體向上逸散的巖層。蓋層的好壞及分布，直接影響著油氣在儲(chǔ)集層中的聚集和保存，決定了含油氣系統(tǒng)的有效范圍，是含油氣系統(tǒng)的重要組成部分。蓋層主要起封閉作用，它對(duì)油氣的封蓋性是相對(duì)于其下伏的儲(chǔ)集層而言的。天然氣藏對(duì)蓋層的要求比油藏更嚴(yán)格。蓋層對(duì)于圈閉的形成具有重要的意義。II、蓋層的類型蓋層的類型因劃分依據(jù)不同而有不同的分類方案。1、產(chǎn)狀和作用分類按照產(chǎn)狀和作用可將蓋層分為3類（據(jù)陳榮書(shū)，1994）：區(qū)域蓋層、圈閉蓋層、隔層。（1）區(qū)域蓋層它是指穩(wěn)定覆蓋在油氣田上方的區(qū)域性非滲透巖層。區(qū)域蓋層可以遍布凹陷或盆地的大部分地區(qū)，具有厚度大、分布面積廣、橫向穩(wěn)定性好，具有塑性巖性等特點(diǎn)。區(qū)域蓋層一般與圈閉儲(chǔ)集層不直接接觸，它的作用是將油氣運(yùn)移限制在一定的地層單元內(nèi)，對(duì)盆地或地區(qū)的油氣聚集起著十分重要的作用，在很大程度上決定著盆地的含油氣豐度與油氣性質(zhì)。（2）圈閉蓋層直接位于圈閉儲(chǔ)集層上面的非滲透巖層稱圈閉蓋層。它對(duì)圈閉中的油氣起著直接的封蓋作用。圈閉蓋層又稱局部蓋層，簡(jiǎn)稱蓋層。是本節(jié)論述的主要對(duì)象。（3）隔層存在于圈閉內(nèi)，對(duì)油氣有封隔作用的非滲透巖層稱隔層。它影響著油氣藏中的油氣以及壓力的分布規(guī)律。2、巖性特征分類按巖性特征蓋層可分為泥頁(yè)巖類、蒸發(fā)巖類和致密灰?guī)r3種。常見(jiàn)蓋層的巖石類型有泥巖、頁(yè)巖、石膏和硬石膏、鹽巖、含膏或含鹽的軟泥巖與泥巖、泥灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)細(xì)粉砂巖以及致密灰?guī)r等。在特殊情況下致密砂巖和粉砂巖也可作為蓋層。但就整體而言，泥頁(yè)巖和蒸發(fā)巖類蓋層最為重要。泥、頁(yè)巖蓋層常與碎屑巖儲(chǔ)集層相伴生，鹽巖、石膏等蒸發(fā)巖類蓋層則多發(fā)育在碳酸鹽巖剖面中。據(jù)克萊姆（H.D.Klemme，1977）對(duì)世界上334個(gè)大油氣田的統(tǒng)計(jì)表明，以泥頁(yè)巖類為蓋層的占65%（儲(chǔ)量），以蒸發(fā)巖為蓋層的占33%，蓋層為致密灰?guī)r的僅占2%。我國(guó)絕大多數(shù)油氣田的蓋層為泥頁(yè)巖。如松遼盆地大慶油田的薩爾圖、葡萄花、高臺(tái)子油層的蓋層；吐-哈盆地鄯善、溫吉桑油氣田的蓋層都是泥頁(yè)巖。其次是蒸發(fā)巖，如川南三疊系以碳酸鹽巖為產(chǎn)層的氣田，蓋層是石膏層。除泥質(zhì)巖和蒸發(fā)巖外，泥質(zhì)粉砂巖、粉砂-細(xì)砂巖在一定條件下也可能成為石油的蓋層。因?yàn)橛蜌饩奂纳w層可以是任意巖性的，唯一的條件是蓋層的最小排驅(qū)壓力要大于下伏聚集油氣柱的浮壓。從排驅(qū)壓力的觀點(diǎn)出發(fā)，蓋層和儲(chǔ)集層之間并不存在確定的界限，只要兩者的孔徑存在一定的差別，足以封閉一定高度的烴柱，就可以起蓋層作用。如美國(guó)阿巴拉契亞區(qū)百呎砂巖中的油氣就是由滲透性差的砂巖所封閉的。我國(guó)鄂爾多斯盆地晚三疊世砂巖中的油氣，也是由低孔滲性砂巖作蓋層的，不過(guò)應(yīng)該承認(rèn)，這種蓋層的保護(hù)能力比其它蓋層要差得多，由它們封蓋的油氣藏大多是小型油氣藏。此外，在極地和高寒地帶形成的永凍層（氣-水合物）也是一種良好的蓋層，特別是對(duì)天然氣。目前在西西伯利亞已發(fā)現(xiàn)了由永凍層作蓋層的氣藏。III、蓋層的封閉機(jī)理蓋層問(wèn)題一直是石油地質(zhì)學(xué)研究的薄弱環(huán)節(jié)。過(guò)去曾單純地認(rèn)為蓋層之所以具有封隔性，是由于蓋層巖性致密、無(wú)裂縫、滲透性差所致?，F(xiàn)在從蓋層的微觀性質(zhì)研究發(fā)現(xiàn)：蓋層能封隔油氣的重要原因之一是蓋層具有較高的排驅(qū)壓力。目前已公認(rèn)蓋層的封閉機(jī)理有物性封閉、超壓封閉及烴濃度封閉（張厚福，1998），但以物性封閉最為常見(jiàn)。1、物性封閉物性封閉又稱毛細(xì)管壓力封閉。從微觀上講，蓋層的物性封閉實(shí)際上是通過(guò)蓋層的毛細(xì)管壓力（或排驅(qū)壓力）來(lái)封閉的。我們知道，地下的巖石大多是被水潤(rùn)濕的，作為蓋層的巖石又大多是巖性致密，顆粒極細(xì)，孔喉半徑很小，滲透性很差的巖石。油氣要通過(guò)蓋層進(jìn)行運(yùn)移，必須首先排驅(qū)其中的水，才能進(jìn)入其中。若驅(qū)使油氣運(yùn)移的動(dòng)力未達(dá)到進(jìn)入蓋層的排驅(qū)壓力，則油氣就被封隔于蓋層之下。巖石排驅(qū)壓力的大小與巖石的孔徑及流體的性質(zhì)有密切關(guān)系。巖石孔喉半徑越大，排驅(qū)壓力越??；反之，排驅(qū)壓力就越大。一般泥頁(yè)巖、蒸發(fā)巖、致密灰?guī)r的孔喉半徑小，因此具有較高的排驅(qū)壓力。排驅(qū)壓力的大小還與流體的性質(zhì)有關(guān)。在親水巖石中，油水界面張力小于氣水界面張力，所以在孔喉半徑相同的情況下，石油比天然氣更易排驅(qū)巖石中所含的水。單從這個(gè)角度來(lái)講，油藏對(duì)蓋層的要求似乎比氣藏更嚴(yán)格。但應(yīng)該注意到，由于氣水之間的密度差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于油水之間的密度差，在油柱與氣柱高度相同的情況下，水對(duì)氣的凈浮力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)油的凈浮力，加之天然氣分子直徑較小，擴(kuò)散能力比石油強(qiáng)，因此，實(shí)際上氣藏對(duì)蓋層的要求比油藏更為嚴(yán)格。2、超壓封閉

與巖石物性封閉相比，超壓封閉是較新而生疏的概念。超壓現(xiàn)象在世界年輕的沉積盆地中分布十分廣泛，它主要與快速沉積的厚層泥質(zhì)巖有關(guān)。我們知道，在正常情況下，泥質(zhì)巖的壓實(shí)程度隨深度的增加而增強(qiáng)。隨著埋深的增加，泥巖中的流體被排出，巖石孔隙度變小，巖石變得致密。但若在壓實(shí)過(guò)程中流體不能有效地排出，泥巖處于欠壓實(shí)狀態(tài)，泥巖中的流體部分地承受上覆巖層的壓力，這樣泥巖中流體壓力就超過(guò)正常的靜水壓力，從而形成異常高壓（超壓）。正是因?yàn)槟鄮r中這種超壓的存在使其下伏油氣層中的油氣不能向上逸散，形成蓋層的超壓封閉。位于儲(chǔ)集層上方的超壓泥巖層是油氣、特別是天然氣的良好蓋層，它能有效地阻止油氣向上方運(yùn)移，但若這種超壓泥巖層僅存在于烴類聚集