第三章 儲(chǔ)集層和蓋層

石油和天然氣地質(zhì)學(xué)主講人：杜振川能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層大量油氣勘探及開(kāi)發(fā)實(shí)踐，已證實(shí)地下油氣是儲(chǔ)存在那些具有互相連通的孔隙、裂隙的巖層內(nèi)，好像水充滿(mǎn)于海綿里一樣。具有一定儲(chǔ)集空間，能夠儲(chǔ)存和滲濾流體的巖石均稱(chēng)為儲(chǔ)集巖。由儲(chǔ)集巖所構(gòu)成的地層稱(chēng)為儲(chǔ)集層，簡(jiǎn)稱(chēng)儲(chǔ)層。

若儲(chǔ)集層中含有工業(yè)價(jià)值的油、氣流，則稱(chēng)為油層、氣層或油氣層。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層蓋層：覆蓋在儲(chǔ)集層之上能夠阻止油氣向上運(yùn)動(dòng)的細(xì)粒、致密巖層。它之所以能夠封蓋油氣，是由于它們具備相對(duì)低的孔隙度和滲透率。最重要的蓋層是蒸發(fā)巖類(lèi)、泥頁(yè)巖類(lèi)等能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層儲(chǔ)集巖必備的兩個(gè)特性為孔隙性和滲透性?？紫缎约磶r石具備由各種孔隙、孔洞、裂隙及各種成巖裂縫所形成的儲(chǔ)集空間，能儲(chǔ)存流體。滲透性即在一定壓差下流體可在其中流動(dòng)的能力。巖石孔隙性的好壞直接決定了巖層儲(chǔ)存油氣的數(shù)量滲透性的好壞則控制了儲(chǔ)集層內(nèi)所含油氣的產(chǎn)能巖石的孔隙性和滲透性是反映巖石儲(chǔ)存流體和運(yùn)輸流體能力的重要參數(shù)，通常把它們稱(chēng)為儲(chǔ)油物性。第一節(jié)儲(chǔ)集層的巖石物性參數(shù)(巖石的孔隙性和滲透性)能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第一節(jié)儲(chǔ)集層的巖石物性參數(shù)(巖石的孔隙性和滲透性)廣義的孔隙：是指巖石中未被固體物質(zhì)所充填的空間，有人亦稱(chēng)之為空隙，包括狹義的孔隙、洞穴和裂縫（裂隙）。狹義的孔隙：是指巖石中顆粒(晶粒)間、顆粒(晶粒)內(nèi)（指晶格間的空隙）和充填物內(nèi)的空隙。一、孔隙性根據(jù)巖石中的孔隙大小、及其對(duì)流體作用的不同，可將孔隙劃分為：超毛細(xì)管孔隙毛細(xì)管孔隙微毛細(xì)管孔隙

能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第一節(jié)儲(chǔ)集層的巖石物性參數(shù)(巖石的孔隙性和滲透性)一、孔隙性

管形孔隙直徑大于0.5mm，裂縫寬度大于0.25mm。在自然條件下，流體在其中可以自由流動(dòng)，服從靜水力學(xué)的一般規(guī)律。巖石中一些大的裂縫、溶洞及未膠結(jié)或膠結(jié)疏松的砂層孔隙大部分屬于此種類(lèi)型。1）超毛細(xì)管孔隙：

能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第一節(jié)儲(chǔ)集層的巖石物性參數(shù)(巖石的孔隙性和滲透性)一、孔隙性管形孔隙直徑介于0．5～0．0002mm之間，裂縫寬度介于0.25—0.0001mm之間。流體在這種孔隙中，由于受毛細(xì)管阻力的作用，已不能自由流動(dòng)，只有在外力大于毛細(xì)管阻力的情況下，流體才能在其中流動(dòng)。微裂縫和一般砂巖中的孔隙多屬于這種類(lèi)型。2)毛細(xì)管孔隙：

能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第一節(jié)儲(chǔ)集層的巖石物性參數(shù)(巖石的孔隙性和滲透性)一、孔隙性

管形孔隙直徑小于0．0002mm，裂縫寬度小于0．000lmm。在這種孔隙中，在通常溫度和壓力條件下，流體不能流動(dòng)；增加溫度和壓力，也只能引起流體呈分子或分子團(tuán)狀態(tài)擴(kuò)散。粘土、致密頁(yè)巖中的一些孔隙即屬此類(lèi)型。3)微毛細(xì)管孔隙：

能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第一節(jié)儲(chǔ)集層的巖石物性參數(shù)(巖石的孔隙性和滲透性)一、孔隙性巖石的孔隙性可用孔隙度來(lái)描述孔隙度反映巖石中孔隙的發(fā)育程度，是指孔隙體積與儲(chǔ)集層巖石體積之比，它是一個(gè)無(wú)量綱的值，用百分?jǐn)?shù)表示。

孔隙度根據(jù)孔隙的大小和連通情況，孔隙度分為總孔隙度和有效孔隙度兩類(lèi)。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第一節(jié)儲(chǔ)集層的巖石物性參數(shù)(巖石的孔隙性和滲透性)一、孔隙性巖石的總孔隙度：巖樣中所有孔隙空間體積之和與該巖樣總體積的比值，以百分?jǐn)?shù)表示。式中：—孔隙度；

—巖樣中所有孔隙體積之和；

Vr—巖樣總體積。儲(chǔ)集巖的孔隙度越大，說(shuō)明巖石中孔隙空間越大。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第一節(jié)儲(chǔ)集層的巖石物性參數(shù)(巖石的孔隙性和滲透性)一、孔隙性

有效孔隙度：是指那些互相連通的，在一般壓力條件下，可以允許流體在其中流動(dòng)的孔隙體積之和與巖樣總體積的比值，以百分?jǐn)?shù)表示。式中：—有效孔隙度；

—巖樣中彼此連通、流體能夠通過(guò)的孔隙體積之和；

Vr—巖樣總體積。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第一節(jié)儲(chǔ)集層的巖石物性參數(shù)(巖石的孔隙性和滲透性)二、滲透性巖石的滲透性：是指在一定壓力差下，巖石使流體通過(guò)的能力。

一般情況下，砂巖、礫巖、多孔的石灰?guī)r、白云巖等儲(chǔ)集層為滲透性巖層；泥巖、石膏、硬石膏、泥灰?guī)r等為非滲透性巖層。

能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第一節(jié)儲(chǔ)集層的巖石物性參數(shù)(巖石的孔隙性和滲透性)二、滲透性巖石滲透性的好壞，是以滲透率的數(shù)值大小來(lái)表示的。實(shí)驗(yàn)室測(cè)量滲透率的實(shí)驗(yàn)裝置能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第一節(jié)儲(chǔ)集層的巖石物性參數(shù)(巖石的孔隙性和滲透性)二、滲透性式中Q——單位時(shí)間內(nèi)液體通過(guò)巖石的流量，cm3／s；

F——液體通過(guò)巖石的截面積，cm2；

u——液體的粘度，10—3pa·s；

L——巖石的長(zhǎng)度，cm(P1－p2)——液體通過(guò)巖石前后的壓差，Mpa；

K——巖石的滲透率，um2。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第一節(jié)儲(chǔ)集層的巖石物性參數(shù)(巖石的孔隙性和滲透性)二、滲透性單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)巖石截面積的液體流量與壓力差和截面積的大小成正比，而與液體通過(guò)巖石的長(zhǎng)度以及液體的粘度成反比。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第一節(jié)儲(chǔ)集層的巖石物性參數(shù)(巖石的孔隙性和滲透性)二、滲透性滲透率計(jì)算公式為：能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第一節(jié)儲(chǔ)集層的巖石物性參數(shù)(巖石的孔隙性和滲透性)二、滲透性

在自然界實(shí)際油層內(nèi)，孔隙中流體往往不是單相，而是呈油、水兩相或油、氣、水三相并存。這時(shí)，流體的滲透各相之間彼此干擾，巖石對(duì)其中每相的滲濾作用將與單相流體有很大差別。

為了與巖石的絕對(duì)滲透率相區(qū)別，在多相流體存在時(shí)，巖石對(duì)其中每相流體的滲透率稱(chēng)為相滲透率或有效滲透率，并分別用符號(hào)Ko、Kg、Kw來(lái)表示油、氣、水的相滲透率。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第一節(jié)儲(chǔ)集層的巖石物性參數(shù)(巖石的孔隙性和滲透性)二、滲透性在實(shí)際應(yīng)用上，常采用有效滲透率與絕對(duì)滲透率之比值，稱(chēng)相對(duì)滲透率。相對(duì)滲透率二有效滲透率/絕對(duì)滲透率實(shí)驗(yàn)證明：某種相的有效滲透率隨該相流體在巖石孔隙中含量的增高而加大，直到該相流體在巖石孔隙中含量達(dá)到100％時(shí)，該相流體的有效滲透率等于絕對(duì)滲透率。相反，隨著該相流體在巖石孔隙中的含量逐漸減少，有效滲透率則逐漸降低，直到某一極限含量，該相流體停止流動(dòng)。

能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第一節(jié)儲(chǔ)集層的巖石物性參數(shù)(巖石的孔隙性和滲透性)二、滲透性油—?dú)怙柡投扰c相對(duì)滲透率的關(guān)系曲線油一水飽和度與相對(duì)滲透率的關(guān)系曲線能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第一節(jié)儲(chǔ)集層的巖石物性參數(shù)(巖石的孔隙性和滲透性)二、滲透性總體說(shuō)來(lái)，巖石的孔隙度與滲透率沒(méi)有嚴(yán)格的函數(shù)關(guān)系，但二者之間還是有一定的內(nèi)在聯(lián)系。一般來(lái)說(shuō)，有效孔隙度大，則絕對(duì)滲透率也高，可以利用孔隙度和滲透率對(duì)儲(chǔ)集層進(jìn)行分類(lèi)評(píng)價(jià)。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第一節(jié)儲(chǔ)集層的巖石物性參數(shù)(巖石的孔隙性和滲透性)三、流體飽和度儲(chǔ)集層巖石孔隙空間中，一般為水和烴類(lèi)等流體所占據(jù)。油、氣、水在儲(chǔ)集層孔隙中的含量分別占總孔隙體積的百分?jǐn)?shù)稱(chēng)為油、氣、水的飽和度。式中S。、Sw、Sg——分別為油、水、氣的飽和度，％。Vo、Vw、Vg——分別為油、水、氣在儲(chǔ)集空間中所占的體積，cm3Vr、Vp——分別為巖樣和巖樣中儲(chǔ)集空間的體積，cm3φt——巖石的總孔隙度，％能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第二節(jié)碎屑巖儲(chǔ)集層碎屑巖儲(chǔ)集層主要包括各種砂巖、砂礫巖、礫巖、粉砂巖等碎屑沉積巖。它們是世界油氣田的主要儲(chǔ)集層類(lèi)型之一，也是我國(guó)目前最重要的儲(chǔ)集層類(lèi)型。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第二節(jié)碎屑巖儲(chǔ)集層一、碎屑巖儲(chǔ)集層的孔隙結(jié)構(gòu)與孔隙類(lèi)型1、孔隙結(jié)構(gòu)孔隙結(jié)構(gòu)：指孔隙和喉道的幾何形狀、大小、分布及其相互連通的關(guān)系。

在碎屑巖孔隙與孔隙間的狹窄部分的這部分孔隙稱(chēng)為喉道

能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第二節(jié)碎屑巖儲(chǔ)集層一、碎屑巖儲(chǔ)集層的孔隙結(jié)構(gòu)與孔隙類(lèi)型1、孔隙結(jié)構(gòu)喉道與孔隙的不同配置關(guān)系，可以使儲(chǔ)集層呈現(xiàn)不同的性質(zhì)。1）以喉道較粗和孔隙直徑較大為特征的儲(chǔ)集層，一般表現(xiàn)為孔隙度大，滲透率高；2）以喉道較粗，孔隙較上類(lèi)偏小為特征的儲(chǔ)集層，一般表現(xiàn)為孔隙度低一中等，滲透率偏低一中等；能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第二節(jié)碎屑巖儲(chǔ)集層一、碎屑巖儲(chǔ)集層的孔隙結(jié)構(gòu)與孔隙類(lèi)型1、孔隙結(jié)構(gòu)喉道與孔隙的不同配置關(guān)系，可以使儲(chǔ)集層呈現(xiàn)不同的性質(zhì)。3）以喉道較上兩類(lèi)細(xì)小，孔隙粗大為特征的儲(chǔ)集層，一般表現(xiàn)為孔隙度中等，滲透率低；4）以喉道細(xì)小，孔隙亦細(xì)小為特征的儲(chǔ)集層，一般孔隙度及滲透率均低。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第二節(jié)碎屑巖儲(chǔ)集層一、碎屑巖儲(chǔ)集層的孔隙結(jié)構(gòu)與孔隙類(lèi)型2、孔隙類(lèi)型

碎屑巖儲(chǔ)集層：是由成分復(fù)雜的礦物碎屑、巖石碎屑和一定數(shù)量的膠結(jié)物所組成。其儲(chǔ)集空間主要是碎屑顆粒之間的粒間孔隙，它是在沉積和成巖過(guò)程中逐漸形成的，屬于原生孔隙。居主要地位。

在碎屑巖成巖以后，受后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，可以形成一些裂縫、節(jié)理，屬于次生孔隙。居次要地位。

能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第二節(jié)碎屑巖儲(chǔ)集層一、碎屑巖儲(chǔ)集層的孔隙結(jié)構(gòu)與孔隙類(lèi)型2、孔隙類(lèi)型能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第二節(jié)碎屑巖儲(chǔ)集層一、碎屑巖儲(chǔ)集層的孔隙結(jié)構(gòu)與孔隙類(lèi)型3、影響原生孔隙儲(chǔ)集性質(zhì)好壞的因素1）碎屑顆粒的礦物成分影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：其一，礦物顆粒的耐風(fēng)化性，即性質(zhì)堅(jiān)硬程度和遇水溶解及膨脹程度；其二，礦物顆粒與流體的吸附力大小，即憎油性和憎水性。一般性質(zhì)堅(jiān)硬、遇水不溶解不膨脹、遇油不吸附的碎屑顆粒組成的砂巖，儲(chǔ)油物性好；反之則差。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第二節(jié)碎屑巖儲(chǔ)集層一、碎屑巖儲(chǔ)集層的孔隙結(jié)構(gòu)與孔隙類(lèi)型3、影響原生孔隙儲(chǔ)集性質(zhì)好壞的因素1）碎屑顆粒的礦物成分另外，碎屑巖顆粒最常見(jiàn)的礦物有石英、長(zhǎng)石、云母及重礦物，還有一些巖屑。其中，石英、長(zhǎng)石在碎屑巖中占95％以上，因此，石英和長(zhǎng)石的含量多少對(duì)儲(chǔ)集性質(zhì)的影響最顯著。

一般石英砂巖比長(zhǎng)石砂巖的儲(chǔ)油物性好。

能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第二節(jié)碎屑巖儲(chǔ)集層一、碎屑巖儲(chǔ)集層的孔隙結(jié)構(gòu)與孔隙類(lèi)型3、影響原生孔隙儲(chǔ)集性質(zhì)好壞的因素2）碎屑顆粒的粒度和分選程度

如果有一種巖石是由均等小球體顆粒組成，且呈立方體排列，這時(shí)每個(gè)小球體周?chē)目紫扼w積，等于包圍這個(gè)小球體的立方體體積減去小球體體積。若小球體之半徑為r，則孔隙體積：能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第二節(jié)碎屑巖儲(chǔ)集層一、碎屑巖儲(chǔ)集層的孔隙結(jié)構(gòu)與孔隙類(lèi)型3、影響原生孔隙儲(chǔ)集性質(zhì)好壞的因素2）碎屑顆粒的粒度和分選程度其理論孔隙度：

由上式可見(jiàn)，表示顆粒大小的r消去了：這說(shuō)明當(dāng)巖石由均等小球體顆粒組成時(shí)，其孔隙度與顆粒大小無(wú)關(guān)。在一般情況下，顆粒的分選程度愈好，孔隙度和滲透率也愈大。第三章儲(chǔ)集層和蓋層能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第二節(jié)碎屑巖儲(chǔ)集層一、碎屑巖儲(chǔ)集層的孔隙結(jié)構(gòu)與孔隙類(lèi)型3、影響原生孔隙儲(chǔ)集性質(zhì)好壞的因素3）碎屑顆粒的排列方式和圓球度排列方式：假設(shè)顆粒為均等小球體，則可排列成三種理想的形式(a)最緊密排列型式，(b)中等緊密排列型式；(c)最不緊密排列型式能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第二節(jié)碎屑巖儲(chǔ)集層一、碎屑巖儲(chǔ)集層的孔隙結(jié)構(gòu)與孔隙類(lèi)型3、影響原生孔隙儲(chǔ)集性質(zhì)好壞的因素3）碎屑顆粒的排列方式和圓球度

(a)型排列最緊密，孔隙度最小，理論孔隙度為25.9％；

(c)立方體排列，堆積最疏松，孔隙度最大，理論孔隙度為47.6％；孔隙半徑大，連通性好，滲透率也大；

(b)斜方體排列；

排列的緊密程度介于(a)與(c)之間，其孔隙度介于25.9％－47.6％之間。所以（a）（b）型排列的孔隙半徑都較小，連通性也較差，滲透率較低。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第二節(jié)碎屑巖儲(chǔ)集層一、碎屑巖儲(chǔ)集層的孔隙結(jié)構(gòu)與孔隙類(lèi)型3、影響原生孔隙儲(chǔ)集性質(zhì)好壞的因素3）碎屑顆粒的排列方式和圓球度顆粒圓球度：一般顆粒圓球度愈好，其孔隙度、滲透率愈大。在實(shí)際的自然條件下，組成巖石的碎屑顆粒不可能是理想的球體，往往凹凸不平，形狀極不規(guī)則，常發(fā)生鑲嵌現(xiàn)象，相互填充孔隙空間，致使孔隙體積和孔隙直徑減小，孔隙之間的連通性變差，結(jié)果使孔隙度、滲透率降低。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第二節(jié)碎屑巖儲(chǔ)集層一、碎屑巖儲(chǔ)集層的孔隙結(jié)構(gòu)與孔隙類(lèi)型3、影響原生孔隙儲(chǔ)集性質(zhì)好壞的因素4）膠結(jié)物的性質(zhì)及類(lèi)型

我國(guó)油田碎屑巖儲(chǔ)集層的膠結(jié)物成分，以泥質(zhì)為主，而鈣質(zhì)較少，至于硅質(zhì)、鐵質(zhì)等則更少。比較起來(lái)，泥質(zhì)膠結(jié)的砂巖較為疏松，滲透性較好；而鈣質(zhì)、硅質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)則較差。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第二節(jié)碎屑巖儲(chǔ)集層碎屑巖膠結(jié)類(lèi)型

①基底膠結(jié)：填隙物含量較多，碎屑顆粒在其中互不接觸呈漂浮狀，填隙物主要為雜基，代表高密度流快速堆積的特征；②孔隙膠結(jié)：碎屑顆粒構(gòu)成支架狀，顆粒之間多呈點(diǎn)狀接觸，膠結(jié)物含量少，只充填在碎屑顆粒之間的孔隙中；③接觸膠結(jié)：顆粒之間呈點(diǎn)狀接觸或線接觸，膠結(jié)物含量很少，分布于碎屑顆粒相互接觸的地方；④雜亂式膠結(jié)：雜基支撐，大小混雜。4）膠結(jié)物的性質(zhì)及類(lèi)型

膠結(jié)類(lèi)型：在碎屑巖中，膠結(jié)物與碎屑顆粒的接觸關(guān)系能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第二節(jié)碎屑巖儲(chǔ)集層一、碎屑巖儲(chǔ)集層的孔隙結(jié)構(gòu)與孔隙類(lèi)型3、影響原生孔隙儲(chǔ)集性質(zhì)好壞的因素4）膠結(jié)物的性質(zhì)

膠結(jié)類(lèi)型：在碎屑巖中，膠結(jié)物與碎屑顆粒的接觸關(guān)系(a)基底式膠結(jié)；(b)孔隙式膠結(jié)；(c)接接觸式膠結(jié)；(d)雜亂式膠結(jié)能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第二節(jié)碎屑巖儲(chǔ)集層二、碎屑巖儲(chǔ)集體類(lèi)型及其沉積環(huán)境世界各地的碎屑巖儲(chǔ)集層，以砂巖為主，其次為礫巖。它們可以在許多環(huán)境中發(fā)育，形成各種類(lèi)型的儲(chǔ)集體。

碎屑巖儲(chǔ)集體主要有沖積扇砂礫巖體河流砂巖體三角洲砂巖體濱淺湖砂巖體濱海砂巖體淺海砂巖體深水濁積砂巖體風(fēng)成砂巖體等類(lèi)型能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第二節(jié)碎屑巖儲(chǔ)集層二、碎屑巖儲(chǔ)集體類(lèi)型及其沉積環(huán)境砂巖儲(chǔ)集體形成環(huán)境與基本特征能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第二節(jié)碎屑巖儲(chǔ)集層三、碎屑巖儲(chǔ)集體次生孔隙碎屑巖儲(chǔ)集體的次生孔隙主要是其非硅酸鹽組分(以碳酸鹽礦物為主)溶解的產(chǎn)物。巖石組分的破裂和收縮也可使砂巖產(chǎn)生重要的次生孔隙，不過(guò)，通常在數(shù)量上都是居于次要地位。

能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第二節(jié)碎屑巖儲(chǔ)集層三、碎屑巖儲(chǔ)集體次生孔隙在顯微鏡下利用薄片的一些巖石學(xué)標(biāo)志來(lái)鑒別砂巖孔隙的次生性。1)部分溶解作用2)印模3)排列的不均一性4)特大孔隙圖列能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第二節(jié)碎屑巖儲(chǔ)集層三、碎屑巖儲(chǔ)集體次生孔隙在顯微鏡下利用薄片的一些巖石學(xué)標(biāo)志來(lái)鑒別砂巖孔隙的次生性。5)伸長(zhǎng)狀孔隙6)溶蝕的顆粒邊緣7)組分內(nèi)孔隙峰窩狀8)破裂的顆粒能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第二節(jié)碎屑巖儲(chǔ)集層三、碎屑巖儲(chǔ)集體次生孔隙

具次生孔隙的砂巖，由于次生孔隙性質(zhì)的不同，可以呈現(xiàn)高于或低于具相同原生孔隙體積砂巖的滲透率。當(dāng)次生孔隙的喉道較大，形狀更適于增進(jìn)孔隙的連通性時(shí)，滲透性則較高；相反，假若次生孔隙主要是像顆粒印模和原來(lái)基質(zhì)團(tuán)塊印模等孤立的孔隙，滲透性則較低。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第三節(jié)碳酸鹽巖儲(chǔ)集層

碳酸鹽巖儲(chǔ)集層的物性主要是受孔隙、洞穴及裂縫的控制，孔隙和洞穴是儲(chǔ)存油氣的良好空間，而裂縫的發(fā)育又可將孔隙、洞穴互相溝通起來(lái)，成為統(tǒng)一的孔隙—洞穴—裂縫系統(tǒng)，既可儲(chǔ)存豐富的油氣，又可造成便于油氣流動(dòng)的高滲透帶，因此碳酸鹽巖儲(chǔ)集層構(gòu)成的油氣田常常儲(chǔ)量大、產(chǎn)量高，容易形成大型油氣田。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第三節(jié)碳酸鹽巖儲(chǔ)集層碳酸鹽巖孔隙類(lèi)型示意圖

(黑影部分代表孔隙)能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第三節(jié)碳酸鹽巖儲(chǔ)集層一、碳酸鹽巖的孔隙類(lèi)型孔隙溶洞裂縫

孔隙類(lèi)型能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第三節(jié)碳酸鹽巖儲(chǔ)集層一、碳酸鹽巖的孔隙類(lèi)型1、原生孔隙的類(lèi)型碳酸鹽巖原生孔隙

粒間孔隙粒內(nèi)孔隙(生物體腔孔隙)生物骨架孔隙生物鉆孔孔隙

晶間孔隙等

能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第三節(jié)碳酸鹽巖儲(chǔ)集層一、碳酸鹽巖的孔隙類(lèi)型1、原生孔隙的類(lèi)型粒間孔隙：是指各種碳酸鹽顆粒之間的孔隙。粒內(nèi)孔隙(生物體腔孔隙)：是指碳酸鹽巖顆粒內(nèi)部的孔隙，生物灰?guī)r常具有這種孔隙，故又稱(chēng)為生物體腔孔隙。生物骨架孔隙：是由原地生長(zhǎng)的造礁生物如群體珊瑚、層孔蟲(chóng)、海綿等在生長(zhǎng)時(shí)形成堅(jiān)固骨架，在骨架之間所留下的孔隙。生物鉆孔孔隙：是由某些生物的鉆孔所形成的孔隙。晶間孔隙：是指碳酸鹽巖礦物晶體之間的孔隙。如砂糖狀白云巖具有這種孔隙。

能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第三節(jié)碳酸鹽巖儲(chǔ)集層一、碳酸鹽巖的孔隙類(lèi)型2、次生孔隙的類(lèi)型(1)構(gòu)造裂縫；構(gòu)造應(yīng)力超過(guò)巖石彈性強(qiáng)度后破裂而成的裂縫。特點(diǎn)是：邊緣平直、延伸較遠(yuǎn)、具有一定的方向和組系。(2)成巖收縮裂縫：由于上覆巖層的壓力和本身的失水收縮、干裂或重結(jié)晶等作用形成的裂縫。特點(diǎn)是：分布受層理限制、不穿層、多平行層面、縫面彎曲、形狀不規(guī)則。(3)壓溶裂縫：成分不均勻的石灰?guī)r，在上覆地層靜巖壓力作用下，富含CO2的地下水沿裂縫或?qū)永砹鲃?dòng)，發(fā)生選擇性溶解而成。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第三節(jié)碳酸鹽巖儲(chǔ)集層一、碳酸鹽巖的孔隙類(lèi)型3、碳酸鹽巖溶蝕孔隙

溶蝕孔隙，又稱(chēng)溶孔，是碳酸鹽礦物或伴生的其他易溶礦物被地下水、地表水溶解后形成的孔隙。

溶孔的特點(diǎn)是：形狀不規(guī)則，有的承襲了被溶蝕顆粒的原來(lái)形狀；邊緣圓滑，有時(shí)在邊壁上見(jiàn)有不溶物殘余。

溶孔的類(lèi)型

粒內(nèi)溶孔溶?？紫读ｉg溶孔溶洞

能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第三節(jié)碳酸鹽巖儲(chǔ)集層一、碳酸鹽巖的孔隙類(lèi)型3、碳酸鹽巖溶蝕孔隙影響溶孔和溶洞發(fā)育程度的因素碳酸鹽巖的溶解度

地下水的溶解能力

地貌、氣候和構(gòu)造的影響

其他成巖后生作用的影響

能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第三節(jié)碳酸鹽巖儲(chǔ)集層一、碳酸鹽巖的孔隙類(lèi)型4、碳酸鹽巖的裂縫裂縫的成因類(lèi)型

構(gòu)造裂縫；成巖裂縫；沉積一構(gòu)造裂縫；壓溶裂縫；溶蝕裂縫。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第三節(jié)碳酸鹽巖儲(chǔ)集層一、碳酸鹽巖的孔隙類(lèi)型4、碳酸鹽巖的裂縫構(gòu)造裂縫系指巖石受構(gòu)造應(yīng)力的作用，超過(guò)其彈性限度后破裂而成的裂縫壓性裂縫；張性裂縫；扭性裂縫；壓扭性裂縫；張扭性裂縫。

特點(diǎn)是：邊緣平直，延伸較遠(yuǎn)，具有一定的方向和組系。

能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第三節(jié)碳酸鹽巖儲(chǔ)集層一、碳酸鹽巖的孔隙類(lèi)型4、碳酸鹽巖的裂縫成巖裂縫：指在成巖階段，由于上覆巖層的壓力和本身的失水收縮、干裂或重結(jié)晶等作用形成的裂縫。特點(diǎn)是：分布受層理限制，不穿層，多平行層面，縫面彎曲，形狀不規(guī)則，有時(shí)有分枝現(xiàn)象。沉積一構(gòu)造裂縫：指在層理和成巖裂縫的基礎(chǔ)上，再經(jīng)構(gòu)造力形成的裂縫，如層間縫、層間脫空等。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第三節(jié)碳酸鹽巖儲(chǔ)集層一、碳酸鹽巖的孔隙類(lèi)型4、碳酸鹽巖的裂縫壓溶裂縫：由于成分不太均勻的石灰?guī)r，在上覆地層靜壓力下，富含CO2的地下水沿裂縫或?qū)永砹鲃?dòng)，發(fā)生選擇性溶解而成，如縫合線。溶蝕裂縫：由于地下水的溶蝕作用而形成。特點(diǎn)是：形狀奇特，可呈漏斗狀、蛇曲狀、腸狀、樹(shù)枝狀等。

能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第三節(jié)碳酸鹽巖儲(chǔ)集層一、碳酸鹽巖的孔隙類(lèi)型4、碳酸鹽巖的裂縫巖性因素→構(gòu)造因素→

裂縫發(fā)育的因素裂縫發(fā)育的內(nèi)因主要決定于巖石的脆性。巖性不同，脆性不一樣，裂縫發(fā)育程度也不一樣，脆性大的巖層裂縫發(fā)育。脆性由大到小有這樣的順序：白云巖或泥質(zhì)白云巖→石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r→泥灰?guī)r→鹽巖→石膏?？刂屏芽p的構(gòu)造因素，主要是作用力的強(qiáng)弱、性質(zhì)、受力次數(shù)、變形環(huán)境和變形階段等。一般情況是受力強(qiáng)、張力大、受力次數(shù)多的構(gòu)造部位裂縫發(fā)育，相反則差。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第三節(jié)碳酸鹽巖儲(chǔ)集層二、碳酸鹽巖儲(chǔ)集層的喉道類(lèi)型

在碳酸鹽巖儲(chǔ)集層中常見(jiàn)的喉道類(lèi)型有3種能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第三節(jié)碳酸鹽巖儲(chǔ)集層二、碳酸鹽巖儲(chǔ)集層的喉道類(lèi)型

1)管狀喉道：孔隙與孔隙之間由細(xì)而長(zhǎng)的管子相連，其斷面接近圓形，如負(fù)鮞灰?guī)r鮞粒內(nèi)空間的相互連通通道即為此種類(lèi)型。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第三節(jié)碳酸鹽巖儲(chǔ)集層二、碳酸鹽巖儲(chǔ)集層的喉道類(lèi)型

2)孔隙縮小部分成為喉道：孔隙與喉道無(wú)明顯界限，擴(kuò)大部分為孔隙，縮小的狹窄部分即為喉道?？紫犊s小部分是由于孔隙內(nèi)晶體生長(zhǎng)，或其他充填物等各種原因形成。喉道與孔隙相比較，其直徑(等效)相差不大。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第三節(jié)碳酸鹽巖儲(chǔ)集層二、碳酸鹽巖儲(chǔ)集層的喉道類(lèi)型

3)片狀喉道：在白云石或方解石晶體之間的縫隙一般為片狀喉道。片狀喉道連通著多面體孔隙或四面體孔隙。片狀喉道一般很窄只有幾微米到十幾微米，這是碳酸鹽巖中最常見(jiàn)的喉道類(lèi)型。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第三節(jié)碳酸鹽巖儲(chǔ)集層三、碳酸鹽巖儲(chǔ)集層的影響因素1、沉積環(huán)境對(duì)原生孔隙的控制2、成巖作用的影響3、造作用對(duì)裂縫的影響能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第四節(jié)其他巖類(lèi)儲(chǔ)集層其他巖類(lèi)儲(chǔ)集層是指除碎屑巖和碳酸鹽巖外的其他巖類(lèi)儲(chǔ)集層，如巖漿巖、變質(zhì)巖、粘土巖等。這類(lèi)儲(chǔ)集層的巖石類(lèi)型盡管很多，但在世界油氣總儲(chǔ)量中只占很小的比例，故其意義遠(yuǎn)不如碎屑巖和碳酸鹽巖儲(chǔ)集層。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第五節(jié)蓋層的類(lèi)型及其封蓋機(jī)制蓋層：指位于儲(chǔ)集層之上能夠封隔儲(chǔ)集層使其中的油氣免于向上逸散的保護(hù)層。與儲(chǔ)集層作用相反，蓋層的作用是阻礙油氣的逸散。油氣藏蓋層的好壞，直接影響著油氣在儲(chǔ)集層中的聚集效率和保存時(shí)間。蓋層發(fā)育層位和分布范圍直接影響油氣田分布的層位和區(qū)域。

能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第五節(jié)蓋層的類(lèi)型及其封蓋機(jī)制一、蓋層類(lèi)型蓋層類(lèi)型巖性分類(lèi)

泥質(zhì)巖類(lèi)；蒸發(fā)巖類(lèi)；碳酸鹽巖類(lèi)層；其他巖類(lèi)。

分布范圍分類(lèi)

區(qū)域性蓋層；局部性蓋層。蓋層與油氣藏的位置關(guān)系分類(lèi)

直接蓋層；上覆蓋層。特殊蓋層

水合物蓋層；瀝青蓋層。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第五節(jié)蓋層的類(lèi)型及其封蓋機(jī)制一、蓋層類(lèi)型1、巖性蓋層

(1)泥質(zhì)巖類(lèi)蓋層：包括泥巖、頁(yè)巖、含砂泥巖、鈣質(zhì)泥巖等，粒度細(xì)、致密、滲透性低，具有可塑性、吸附性和膨脹性等特性，是良好的蓋層巖性，是油氣田中最常見(jiàn)的一類(lèi)蓋層。(2)蒸發(fā)巖類(lèi)蓋層：主要包括鹽巖和膏巖。維索茨基(1979)認(rèn)為，世界上天然氣儲(chǔ)量約35％與鹽巖和膏巖蓋層有關(guān)。膏巖在很廣的深度范圍內(nèi)都具有良好的封蓋能力，如美國(guó)密執(zhí)安盆地BelleRiverMms氣田(埋深762m)、阿拉巴馬州Chatom油田(埋深4900m等均為膏巖蓋層。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第五節(jié)蓋層的類(lèi)型及其封蓋機(jī)制一、蓋層類(lèi)型1、巖性蓋層

(3)碳酸鹽巖類(lèi)蓋層：主要包括含泥灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r和致密灰?guī)r等，如鄂爾多斯盆地發(fā)育碳酸鹽巖蓋層。由于碳酸鹽巖易被水淋濾、溶蝕形成縫洞，因此碳酸鹽巖能否作蓋層，一直是一個(gè)有爭(zhēng)議的問(wèn)題。(4)其他巖類(lèi)：鋁土巖、火成巖、煤層等也可作為蓋層。如陜甘寧盆地、冀中凹陷發(fā)育鋁土巖蓋層，遼河勒也東部凹陷榮興屯構(gòu)造發(fā)育玄武巖蓋層等。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第五節(jié)蓋層的類(lèi)型及其封蓋機(jī)制一、蓋層類(lèi)型2、依分布范圍(1)區(qū)域性蓋層：指遍布在含油氣盆地或坳陷的大部分地區(qū)，厚度大、面積廣，且分布較穩(wěn)定的蓋層。區(qū)域性蓋層對(duì)盆地或坳陷的油氣聚集起重要作用，控制油氣縱向的展布、烴類(lèi)相帶分布及其油氣豐度。(2)局部性蓋層：直接位于圈閉儲(chǔ)集層的上面，橫向分布不如區(qū)域性蓋層穩(wěn)定，分布面積也相對(duì)要小得多。局部性蓋層控制油氣藏的規(guī)模與豐度。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第五節(jié)蓋層的類(lèi)型及其封蓋機(jī)制一、蓋層類(lèi)型3、特殊蓋層

(1)水合物蓋層：甲烷在低溫高壓下具有與水形成水合物晶體的習(xí)性，它們形成晶體后喪失了全部活動(dòng)能力，從而起到蓋層的作用。

(2)瀝青蓋層：先期油氣藏被破壞，儲(chǔ)集層中的輕質(zhì)油氣逸散，重質(zhì)瀝青滯留在儲(chǔ)集層中，對(duì)以后運(yùn)聚的油氣起到了蓋層作用。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第五節(jié)蓋層的類(lèi)型及其封蓋機(jī)制二、蓋層封閉油氣機(jī)理根據(jù)蓋層阻止油氣運(yùn)移的方式，可把蓋層的封閉機(jī)理分為物性封閉、超壓封閉和烴濃度封閉。

1、物性封閉1）浮壓蓋層巖石，雖孔隙的孔喉小且不連通，但并不像不可滲透的塑料布，而更像是一個(gè)細(xì)孔篩，孔隙的表面被水濕潤(rùn)，下伏油柱的浮力對(duì)水膜施加壓力，試圖通過(guò)該巖石，當(dāng)浮壓不能克服水膜時(shí)、油氣就被阻止。能源地質(zhì)學(xué)課件第五節(jié)蓋層的類(lèi)型及其封蓋機(jī)制二、蓋層封閉油氣機(jī)理1、物性封閉1）浮壓第三章儲(chǔ)集層和蓋層Pb—烴柱的浮壓

—水的密度

—烴類(lèi)的密度g—重力加速度h—烴柱的高度能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第五節(jié)蓋層的類(lèi)型及其封蓋機(jī)制二、蓋層封閉油氣機(jī)理1、物性封閉2）毛管壓力與薄膜封閉式中Pd——毛細(xì)管壓力；

r——巖石孔喉半徑；

θ——固液相接觸角；

——兩相界面張力（可查表）毛細(xì)管壓力與孔喉半徑、烴類(lèi)性質(zhì)和介質(zhì)溫壓條件有關(guān)。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第五節(jié)蓋層的類(lèi)型及其封蓋機(jī)制二、蓋層封閉油氣機(jī)理1、物性封閉3）最大烴拄的理論高度當(dāng)浮壓＝排替壓力(即Pb=Pd)時(shí)，蓋層下面聚集的烴柱高度達(dá)到最大值。如果浮壓(pb)超過(guò)排替壓力(Pd)，烴類(lèi)將通過(guò)蓋層發(fā)生泄漏；如果浮壓(pb)小于排替壓力(Pd)，作為有效蓋層，它還有可能封閉更高的烴柱。所謂排替壓力(pd)就是巖樣中非濕潤(rùn)相流體排驅(qū)潤(rùn)濕相流體所需的最小壓力，也即非潤(rùn)濕相開(kāi)始注入巖樣中最大喉道的毛管壓力。

能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第五節(jié)蓋層的類(lèi)型及其封蓋機(jī)制二、蓋層封閉油氣機(jī)理1、物性封閉3）最大烴拄的理論高度能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第五節(jié)蓋層的類(lèi)型及其封蓋機(jī)制二、蓋層封閉油氣機(jī)理1、物性封閉油氣要通過(guò)蓋層進(jìn)行運(yùn)移，必須首先排替其中的水，克服毛細(xì)管壓力的阻力，才能進(jìn)入其中。如果驅(qū)使油氣運(yùn)移的浮力未能克服該毛細(xì)管壓力的阻力，則油氣就被遮擋于蓋層之下。由此可見(jiàn)，巖石越致密，孔喉半徑越小，巖石所具有的毛細(xì)管壓力越大，封堵油氣能越大，這也不難理解為什么蓋層多是細(xì)粒的巖性。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第五節(jié)蓋層的類(lèi)型及其封蓋機(jī)制二、蓋層封閉油氣機(jī)理1、物性封閉在評(píng)價(jià)毛細(xì)管壓力封閉能力時(shí)常引用排替壓力的概念。

排替壓力：巖樣中非潤(rùn)相流體排驅(qū)潤(rùn)濕相流體所需的最小壓力，也即非潤(rùn)濕相開(kāi)始注入巖樣中最大喉道的毛細(xì)管力。為了便于統(tǒng)一比較，把非潤(rùn)濕相流體飽和度達(dá)到10％時(shí)，所對(duì)應(yīng)的毛細(xì)管壓力規(guī)定為排替壓力。排替壓力可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)求取。

排替壓力是評(píng)價(jià)蓋層性能最常用的參數(shù)。排替壓力與巖石孔隙度、滲透率、巖石密度、顆粒中值半徑以及比表面積等因素有關(guān)，因此，也可以用這些參數(shù)取代排替壓力，來(lái)間接評(píng)價(jià)蓋層的物性封閉能力。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第五節(jié)蓋層的類(lèi)型及其封蓋機(jī)制二、蓋層封閉油氣機(jī)理2、超壓封閉異常高流體壓力：是指地層孔隙流體壓力比其對(duì)應(yīng)的靜水壓力高。依靠蓋層異常高流體壓力而封閉油氣稱(chēng)流體壓力封閉，簡(jiǎn)稱(chēng)超壓封閉。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第五節(jié)蓋層的類(lèi)型及其封蓋機(jī)制二、蓋層封閉油氣機(jī)理2、超壓封閉在壓實(shí)過(guò)程中，泥巖段頂、底孔隙水可以充分排出，形成上、下壓實(shí)段；而中間，由于頂?shù)卓缀碜冃?，而使孔隙流體排出受阻，形成欠壓實(shí)帶。上、下壓實(shí)段的毛管壓力大于中間欠壓實(shí)段的毛管壓力，起著物性封閉作用。中間欠壓實(shí)段內(nèi)部也存在著異常高的孔隙流體壓力，且明顯大于上、下壓實(shí)段的毛管壓力，其封閉能力更強(qiáng)。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第五節(jié)蓋層的類(lèi)型及其封蓋機(jī)制二、蓋層封閉油氣機(jī)理2、超壓封閉超壓蓋層實(shí)際上是一種流體高勢(shì)層，它能阻止包括油氣水在內(nèi)的任何流體的體積流動(dòng)，因此，它不僅能阻止游離相的油氣運(yùn)動(dòng)，也能阻止溶有油氣的水流動(dòng)。超壓蓋層的封蓋能力取決于超壓的大小，超壓越高，其封蓋能力越高。能源地質(zhì)學(xué)課件第三章儲(chǔ)集層和蓋層第五節(jié)蓋層的類(lèi)型及其封蓋機(jī)制二、蓋層封閉油氣機(jī)理3、烴濃度封閉

烴濃度封閉