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辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程第三章储集层和盖层辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程第三章储集层与盖层辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程储层与盖层研究的意义1.储层是油气运移聚集的通道2.储层是油气聚集的空间条件。然而，储层为什么能储存油气，它都受哪些同素的控制？它的分布规律如何，它的微观特点怎样？是如何控制油气的储集的，勘探工作的一项极其重要的研究任务。3.油气为什么在储层内运聚而不能逸散掉，盖层是被子，盖层对天然气，对油气田都重要，如松辽盆地两套盖层等。第三章储集层与盖层辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程几个概念储集层：凡具有一定的连通孔隙，能使液体储存，并在其中渗滤的岩层，称为储集层。储集层中储集了油气称含油气层。投入开采后称产层。第三章储集层与盖层辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程第三章储集层与盖层按岩类分为：碎屑岩储层、碳酸盐岩储层、特殊岩类储层（岩浆岩、变质岩、泥质岩等）按储集空间类型分为：孔隙型储层、裂缝型储层、孔缝型储层、缝洞型储层、孔洞型储层、孔缝洞复合型储层按渗透率的大小分为：高渗储层、中渗储层、低渗储层辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程§1储集层的物性参数储集层的基本特征是具孔隙性和渗透性，其孔隙渗透性的好坏、分布规律是控制地下油气分布状况、油气储量及产量的主要因素。第三章储集层与盖层辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程一、储集层的孔隙性绝对孔隙度：岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样总体积的比值。是衡量岩石孔隙的发育程度。Pt=Vp/Vt*100%按岩石孔隙大小，有超毛细管孔隙、毛细管孔隙和微毛细管孔隙三类。1.超毛细管孔隙：直径0.5mm，相应裂缝宽度0.25mm，液体在重力作用下自由流动。2.毛细管孔隙：直径0.5～0.0002mm，裂缝宽度0.25～0.0001mm，由于毛细管力的作用，液体不能自由流动。3.微毛细管孔隙：直径0.0002mm，裂缝宽度0.0001mm，液体在非常高的剩余流体压力梯度下流动。第三章储集层与盖层辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程有效孔隙度：指彼此连通的，且在一般压力条件下，可以允许液体在其中流动的超毛细管孔隙和毛细管孔隙体积之和与岩石总体积的比值。Pe=Ve/Vt*100%第三章储集层与盖层根据孔隙度的大小储集层分级表级别砂岩孔隙度（%）评价1234520-3015-2010-155-100-5很好好中等差无价值辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程渗透性：指在一定的压差下，岩石允许流体通过其连通孔隙的性质。对于储集层而言，指在地层压力条件下，流体的流动能力。其大小遵循达西定律。F·ΔPQ=K·μ·LK即为岩石的渗透率，国际单位为μm2，常用单位为达西（D）。二、渗透性第三章储集层与盖层辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程第三章储集层与盖层储层类型渗透率（10-3μm2）评价碳酸盐岩储层10010-1001-101高渗中渗低渗特低渗储层类型渗透率（10-3μm2）评价碎屑岩储层2000500-200050-50010-501-101特高渗高渗中渗低渗特低渗超低渗辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程绝对渗透率：单相液体充满岩石孔隙，液体不与岩石发生任何物理化学反应，测得的渗透率称为绝对渗透率。有效渗透率：储集层中有多相流体共存时，岩石对每一单相流体的渗透率称该相流体的有效渗透率。油气水分别用Ko、Kg、Kw表示。相对渗透率：对每一相流体局部饱和时的有效渗透率与全部饱和时的绝对渗透率之比值，称为该相流体的相对渗透率。第三章储集层与盖层辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程某相有效渗透率的大小与该相流体的饱和度（流体体积与孔隙体积之比）成正相关系。饱和度增加，其有效渗透率和相对渗透率均增加，直到全部为某一相流体饱和，其有效渗透率等于绝对渗透率，即相对渗透率等于1。第三章储集层与盖层油—气饱和度与相对渗透率的关系曲线辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程孔隙度与渗透率之间的关系碎屑岩储集层：渗透率与有效孔隙度有很好的正相关关系。渗透率的变化幅度要比孔隙度的变化幅度大很多。碳酸盐岩储集层：两者无明显的关系。孔隙大小主要影响其孔隙容积。因为碳酸盐岩储集空间的分布与岩石结构特征之间的关系变化很大，不一定以原生孔隙为主，有时可以是次生孔隙占主要。第三章储集层与盖层渗透率与孔隙度的关系图辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程三、储集层的孔隙结构孔隙结构：指岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布以及相互关系。孔隙：是孔隙系统中的膨大部分。决定了孔隙度大小。喉道：是孔隙系统中的细小部分。决定了储集层储集能力和渗透特征。第三章储集层与盖层岩石孔隙系统示意图1、概念辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程①孔隙铸体薄片法：把岩石切片，孔隙注入红颜色的胶体，作成薄片，在镜下观察其孔隙及喉道的类型、形状、大小等特征。②扫描电镜：放大倍数增大。③压汞曲线法第三章储集层与盖层2、研究方法辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程压汞曲线法原理：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Pc。方法：在不同压力下，把非润湿相的汞压入岩石孔隙系统中，根据所加压力与注入岩石的汞量，绘出压力与饱和度关系曲线，称为毛细管压力曲线或压汞曲线。按公式算出某一压力下的孔喉等效半径，结合岩石的总孔隙度资料，作出孔喉等效半径分布图。根据以上两图，可以对岩石的孔隙结构进行定量评价。第三章储集层与盖层辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程评价孔隙结构的参数：①排驱压力（Pd）：表示非润湿相开始注入岩样中最大连通喉道的毛细管压力，在曲线压力最小的拐点。排驱压力越小，说明大孔喉越多，孔隙结构越好。第三章储集层与盖层毛细管压力曲线图辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程②孔喉半径集中范围与百分含量：反映了孔喉半径的粗细和分选性，孔喉粗，分选好，其孔隙结构好。毛细管压力曲线上，曲线平坦段位置越低，说明集中的孔喉越粗；平坦段越长，说明孔喉的百分含量越大。第三章储集层与盖层毛细管压力曲线图孔喉等效半径分布图辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程③饱和度中值压力：非润湿相饱和度为50%时对应的毛细管压力（Pc50%），与之对应的喉道半径称为饱和度中值喉道半径(R50）。Pc50%越低，R50越大，则孔隙结构好。④最小非饱和的孔隙体积百分数（Smin%）：当注入汞的压力达到仪器的最高压力时，仍没有被汞侵入的孔隙体积百分数。一般将小于0.04μm的孔隙称为束缚孔隙。束缚孔隙含量愈大，储集层渗透性能越差。第三章储集层与盖层毛细管压力曲线图辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程四、流体饱和度流体饱和度：油、气、水在储集岩孔隙中的含量分别占总孔隙体积的百分数称为油、气、水的饱和度。在油藏中的油、水分布反映出毛细管压力同油、水两相压力差相平衡的结果，在油藏的不同高度上的油、水饱和度是变化的。第三章储集层与盖层辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程第三章储集层与盖层21油气储层由于在形成过程中受沉积环境、成岩作用和构造作用的影响，其空间分布与内部属性（如孔隙度、渗透率、孔隙结构等）都存在不均匀的变化，这种变化就称为储层非均质性。它是影响地下油气水运动及油气采收率的重要因素。一、储层非均质的定义五、储层非均质辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程第三章储集层与盖层1.规模分类辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程第三章储集层与盖层大规模储层非均质性控制较大规模渗流储层垂向上非均质性垂向渗流＋水平渗流开发后残余油分布孔隙级储层非均质性Weber，1986成因分类辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程第三章储集层与盖层裘亦楠根据我国陆相储层特征及生产实践，把碎屑岩储层的非均质由小到大分成五级即：（1）微观孔隙非均质性：包括孔隙分布、孔隙类型、粘土基质等。（2）基本岩性、物性：粒度及分布、矿物组成、胶结物；孔隙度、渗透率、饱和度、渗流特征、敏感性。（3）层内非均质性：包括粒度韵律性，层理构造变序列，渗透率差异程度及高渗段位置，层内不连续泥质灰层分布频率和大小，以及其它不渗透隔层特征，全层规模的水平垂直渗透率比值等。（4）平面非均质性：包括砂体成因单元连通程度，平面孔隙度和渗透率的变化及非均质程度，渗透率的方向性；（5）层间非均性：包括层系的旋回性，砂层间渗透率的非均质程度，隔层分布，特殊类型层的分布，层组和小层划分等。裘亦南的分类辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程第三章储集层与盖层Haldorsen的储层非均质性分类(与孔隙平均值有关的体积分布)1、微观非均质性(孔隙和砂颗粒规模）2、宏观非均质性(肉眼可见的，即传统的岩芯规模）3、大型非均质性(模拟模型中的大型网块)4、巨型非均质性（整个岩层或区域规模）。辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程§2碎屑岩储集层99%以上的储集层为沉积岩，其中又以碎屑岩和碳酸盐岩为主，1%为其它岩类储集层。所以按岩类可分以下三种类型储集层。碎屑岩储集层的岩类包括：砾岩，含砾砂岩，中、粗砂岩，细砂岩及粉砂岩，其中物性最好的是中-细砂岩和粗粉砂岩。第三章储集层与盖层辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程一、碎屑岩储集层的孔隙类型传统的观念认为砂岩储集层的孔隙类型以原生的粒间孔隙为主，只有很小一部分是次生的，并且都把次生孔隙（除了裂缝以外）解释为是地层出露地表时大气水淋滤的结果。直到1979年，自从施密特麦克唐纳（Schmidt）发表了“砂岩成岩过程中的次生储集孔隙”之后。人们对次生孔隙的概念、类型、识别标志、形成机制及意义才有了较明确的认识。第三章储集层与盖层辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程Schmidt将碎屑岩孔隙类型分为五类①粒间孔隙：一般为原生孔隙。其孔隙度随埋深的增加有所降低，但降低的速度比粘土岩慢得多。②特大孔隙：按Schmidt标准，超过相邻颗粒直径1.2倍的孔隙属特大孔隙。多数为次生孔隙。③铸模孔隙：是指砂岩中具有一定特征几何形状的介壳碎屑、碳酸盐粒屑、结晶矿物（盐、石膏、菱铁矿）被溶蚀后，保持原组构外形的那些孔隙。属于一种溶蚀的次生孔隙。④组分内孔隙：一切组分，如颗粒、杂基、胶结物内出现的孔隙。可以是原生的（沉积的和沉积前），也可以是后生的（成岩过程及其后新生的）。⑤裂缝：砂岩中裂缝较为次要，但如果沿裂缝发生较强烈的溶蚀作用时，它的作用就十分重要。第三章储集层与盖层辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程第三章储集层与盖层辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程第三章储集层与盖层辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程二、影响碎屑岩储集层储集性的因素第三章储集层与盖层1、沉积作用对砂岩储层原生孔隙发育的影响（１）矿物成分对原生孔隙的影响矿物成份主要以石英、长石、云母。矿物成份对储集物性的影响主要视以下两个方面：矿物的润湿性：润湿性强，亲水的矿物，表面束缚薄膜较厚，缩小孔隙空间，渗透性变差。矿物的抗风化能力：抗风化能力弱，易风化成粘土矿物充填孔隙或表面形成风化层减小孔隙空间。因此，长石砂岩较石英砂岩物性差。除长石外，其它颗粒矿物成份对物性影响不大。辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程（２）岩石结构对原生孔隙的影响粒度和分选系数的影响粒度：总孔隙度随粒径加大而减小。因为粒度小，分选差，磨圆差，较松散，比圆度好的较粗砂岩孔隙度大。渗透率则随粒径的增大而增加。因为粒径小，孔喉小，比表面积小，毛细管压力大。当分选系数一定时，渗透率的对数值与粒度中值成线性关系。第三章储集层与盖层辽宁石油化工大学石油工程系石油地质学课程分选：粒度中值一定时：分选差的岩石，小颗粒充填大孔隙，使孔隙度、渗透率降低；分选好的岩石，孔渗增高。孔隙度、渗透率随着分选系数趋于1而增加，分选系数So2时，各种粒径的砂岩孔隙度、渗透率都随So增大而降低；分选系数So2时，中细粒砂岩，孔隙度随So增大而缓慢下降；