石油工程 第五章储层特征

第五章储层特征描述一、岩石学特征描述二、成岩作用四、孔隙类型与孔隙结构五、储层非均质性六、储层分类及评价三、储层物性特征一、岩石学特征描述（1）岩石组分和结构岩石骨架的成分及相对含量填隙物的成分及相对含量，以及胶结物的胶结类型及胶结程度描述粒度分布特征描述粒度、圆度、球度描述颗粒接触关系（2）岩石类型碎屑岩：主要依据碎屑岩的碎屑颗粒大小和矿物成分来定①岩石定名粒级划分颗粒直径(mm)砾石≥2巨砂2～1粗砂1～0.5中砂0.5～0.25细砂0.25～0.125极细砂0.125～0.0625粗粉砂0.0625～0.0313细粉砂、泥0.0313碎屑颗粒粒度分级表（行业标准）主要粒径区间为0.54-0.43mm，如何定名？粗—中砂A.碎屑颗粒大小分类图位置岩类石英+燧石(%)长石/岩屑比I石英砂岩≥90II长石石英砂岩75-90≥1III岩屑石英砂岩75-901IV长石砂岩75≥3V岩屑长石砂岩1-3VI长石岩屑砂岩1/3-1VII岩屑砂岩1/3砂岩分类三角图石英+燧石，%长石，%岩屑+云母、绿泥石，%B.矿物成分以石英、长石、岩屑三者的相对比例为分类依据岩石薄片22、23、24如何定名？课堂思考：中～细粒岩屑砂岩细粒长石岩屑砂岩中粒岩屑长石砂岩②岩石主要类型岩石类型以岩屑砂岩和长石岩屑砂岩为主，次为长石石英砂岩。油藏地质研究§4储层特征描述二、成岩作用1.基本概念沉积岩沉积埋藏后直到变质作用以前的漫长地质历史中所经历的物理、化学和生物作用统称为成岩作用。2.研究目的了解岩石孔隙及孔隙结构的变化，揭示储层的成岩作用类型和特征、成岩强度、成岩序列、成岩阶段等。3.碎屑岩的主要成岩作用机械压实作用化学压实作用胶结作用交代作用溶解作用重结晶作用破裂作用充填作用油藏地质研究§4储层特征描述（1）机械压实作用在上覆重力及静水压力下，碎屑颗粒紧密排列，软主分挤入孔隙，水分排出，孔渗变差。压实定向组构；紧密接触；塑性颗粒变形；脆性变形油藏地质研究§4储层特征描述由初始的点接触变为线接触识别标志：胶结物基质(粘土等)点接触缝合接触线接触凹凸接触砂岩颗粒的填集(据Blatt,1982,修改)本例:填集近度=40%填集密度=0.84种颗粒接触类型填集近度填集密度对沉积物颗粒与其相邻颗粒接近程度的度量对沉积物颗粒占据岩石体积程度的度量（2）化学压实作用引起颗粒接触点上晶格变形和溶解，在颗粒的局部边缘形成压溶加大边。石英次生加大颗粒与加大边间具不连续“尘线”X400,正交光油藏地质研究§4储层特征描述压溶造成的硅质胶结•造成颗粒镶嵌接触或缝合接触,使粒间孔变小•溶解物质的再沉淀,进一步使Ø、K降低（3）胶结作用矿物质在碎屑沉积物孔隙中沉淀，并使沉积物固结成岩的作用。方解石胶结硬石膏胶结油藏地质研究§4储层特征描述•胶结物的含量是影响储集物性重要因素胶结物含量％孔隙度％渗透率md5－1320－10800－100015－206－3100－50020－302－110－50（西西伯利亚地区砂岩）岩石渗透性：泥质胶结＞钙质胶结＞硅、铁质胶结•胶结物的成分不同，影响程度不同（4）交代作用一种矿物被另一种矿物所置换，两者没有相同的化学成分颗粒边缘交代方解石大面积交代粘土油藏地质研究§4储层特征描述（5）重结晶作用矿物的晶体形状和大小发生变化而主要矿物成分不改变的作用油藏地质研究§4储层特征描述（6）溶解作用流体对岩石矿物进行溶解，是次生孔隙形成的主要作用粒间溶孔发育，铸体薄片，×40油藏地质研究§4储层特征描述（7）破裂作用岩石在外力作用下发生破碎、破裂露头剖面裂缝油藏地质研究§4储层特征描述•对孔隙度的影响很小，但在特定情况下对渗透率的改善有重要意义（碎屑岩）岩心裂缝（8）充填作用岩石孔隙中充填有细粒岩石的现象油藏地质研究§4储层特征描述孔渗降低４.储集岩的成岩作用鉴定方法铸体薄片：矿物组成、孔隙成因鉴别、孔隙产状描述阴极发光：矿物世代关系、自生矿物识别及成因扫描电镜及能谱测量：孔隙产状、类型、形态、连通性、自生矿物、元素分析、粘土矿物Ｘ衍射：粘土矿物相对含量电子探针：元素组成包裹体测量同位素分析油藏地质研究§4储层特征描述三、储层物性特征描述（１）孔渗分布特征0246810121416182046～810～1214～1618~2022~24孔隙度（％）频率（％）01020304050600.050.1~110~100渗透率（md）频率（％）孔隙度分布频率直方图渗透率分布频率直方图储层分类标准（适用于砂岩）储层类别孔隙度（%）渗透率（10-3μm2）特高孔隙度特高渗透率储层大于30大于2000高孔隙度高渗透率储层25-30500-2000中等孔隙度中等渗透率储层15-25100-500低孔隙度低渗透率储层10-1510-100特低孔隙度特低渗透率储层5-101-10非储集层小于5小于1裂缝性储层或纯气层，标准有所降低王26-1断块岩心孔隙度频率分布图王26-1断块岩心渗透率频率分布图平均φ＝15.87%平均Ｋ＝12.78×10-3um2储层类别？中孔低渗储层（2）孔渗相关关系y=0.017e0.4479xR=0.78720.011100100000510152025孔隙度（％）渗透率（md）LnK=-4.075+0.4479POR相关系数＝0.7872孔渗相关关系图（碎屑岩）嘉四段孔渗关系图0.0010.010.11100246810孔隙度(%)渗透率(10-3um2)n=56孔渗相关关系图（碳酸盐岩）孔渗相关关系差（3）有效储层物性下限的确定①试油与储层物性的关系轮南桑塔木井区奥陶系试油段分层有些孔隙度与裂缝孔隙度交绘图0.010.11101000.0010.010.1110裂缝孔隙度（%）有效孔隙度（%）LN14(5361-5362M)LN14(5454-5555M)LN48(5416-5427M)LN48(5454-5461M)LN14(5490-5502M)JF127(5467-5470M)JF127(5480-5486M)JF126(5203-5204.5M)JF126(5205-5207M)JF126(5216-5217M)JF126(5249-5250.5M)JF126(5320-5323M)JF126(5323-5327M)JF126(5327-5332M)JF126(5332-5356M)JF123(5270-5290M)JF123(5338-5344M)LN44(5293-5300M)LN51(5493-5497M)LN51(5501-5511M)LG12(5513-5520M)LG18(5570-5577M)LG18(5528.5-5531)LG16(5538-5547M)LN54(5450-5454.5M)LN54(5485-4590M)LN54(5497.8-5499M)LN54(5518.-5523M)LN16(5583-5584M)LG17(5470-5471M)LG172(5439-5440M)LG101(5429.5-5449M)LG101(5433.1-5449)LG171(5523.5-5529M)图例说明：圆形表示Ⅰ级储层方形表示Ⅱ级储层三角形表示Ⅲ级储层颜色表示井号1.84.50.30.04LG172JF127LN48LN54JF126LN14LG17LN51LG18LG18Ⅰ级Ⅰ级Ⅱ级Ⅱ级Ⅲ级JF126JF123LG101LN16LN14LN44LG12LN54JF127图3-3-1桑塔木奥陶系试油资料标定测井有效孔隙度和裂缝孔隙度交绘图Ⅰ级Ⅰ级Ⅱ级Ⅱ级工业产能的储层无工业产能的储层或干层改造后能获得工业产能的储层②采油指数法y=50.432Ln(x)+165.920.111010010000.010.11裂缝孔隙度(%)每米采油指数利用本区试油测试资料求出每米采油指数，再分别与测试井段内测井处理的平均孔隙度或渗透率进行交绘当每米采油指数为零时，所对应的孔隙度或渗透率值就是孔隙度或渗透率的下限值。③孔隙度与含水饱和度交会图=2%交会图上油气层呈双曲线变化特征，当孔隙度小于某一界定值时，含水饱和度值迅速增大。这一孔隙度值就是有效储层的孔隙度下限值。④孔隙度与中值喉道半径交会y=0.0322x-0.0265R2=0.56950.00010.0010.010.110123456789101112131415岩心孔隙度(%)中值喉道半径(um)据孔金祥等人研究表明，四川盆地三叠系碳酸盐岩气层的储集喉道下限为0.04um孔隙度下限值为2.0%四、孔隙类型和孔隙结构油藏地质研究§4储层特征描述常规薄片、铸体薄片、扫描电镜孔隙类型和孔隙分布压汞、铸体薄片、图像分析孔隙结构原生粒间孔隙和次生溶蚀孔隙构成主要的储渗空间；裂缝在少数情况下可对渗透性能的改善起重要作用(碎屑岩)。（1）储层孔隙类型1.孔隙类型及特征原生孔隙主要是原生粒间孔隙,它随埋深增加由于压实作用和胶结作用而迅速减少。因此，原生粒间孔隙是指在成岩演化过程中由于正常压实及胶结作用，孔隙空间减少，但骨架颗粒之间未受到明显溶解作用的一种孔隙。次生孔隙是由淋滤作用、溶解作用、交代作用等成岩作用所形成的孔隙及构造作用形成的裂隙。油藏地质研究§4储层特征描述成因产状原生孔隙孔隙原生粒间孔隙（正常粒间孔和残余粒间孔）原生粒内孔隙和矿物解理缝杂基内微孔隙裂缝层面缝、岩石裂缝次生孔隙孔隙粒间溶孔（次生粒间溶孔和混合粒间溶孔）组分内溶孔（粒内溶孔、杂基内溶孔、胶结物溶孔、交代物溶孔）铸模孔特大溶孔贴粒溶孔裂缝岩石裂缝粒内裂缝碎屑岩储层孔隙类型表油藏地质研究§4储层特征描述成因产状原生孔隙粒间孔隙粒内孔隙生物格架孔隙生物钻孔孔隙窗格状孔隙次生孔隙孔隙晶间孔隙晶内孔隙粒间溶孔粒内溶孔铸模孔岩溶角砾孔隙裂缝岩石裂缝粒内裂缝溶洞碳酸盐岩储层孔隙类型表油藏地质研究§4储层特征描述次生孔隙的基本成因类型破裂形成的孔隙：包括所有岩石及其组分受应力作用而形成的裂隙。收缩孔隙：含水矿物在脱水或重结晶过程中形成。沉积物溶解产生的孔隙：可溶性颗粒和可溶性基质的选择溶解而生成的孔隙。自生胶结物溶解产生的孔隙。自生交代矿物溶解产生的孔隙。（2）次生孔隙类型和识别标志油藏地质研究§4储层特征描述次生孔隙成因类型：识别标志：部分溶解作用：碎屑颗粒和胶结物具溶蚀表面；连晶胶结残余物均匀消光；蜂窝状粒内孔隙；胶结物和交代物内孔隙印模：碎屑颗粒或胶结物全部被溶解，保留与岩石组分外形相同的孔隙油藏地质研究§4储层特征描述伸长状孔隙：石英、长石等碎屑颗粒其边缘被溶蚀、形成不规则、跨越多个颗粒的窄长孔隙。次生孔隙的岩石学标志特大孔隙：直径与相邻颗粒大1.2倍以上的孔隙。裂隙：在压实作用或构造力的作用下，岩石或碎屑颗粒破裂。岩石颗粒排列的不均一性：颗粒间紧密接触，而局部地方孔隙十分发育。次生孔隙的岩石学标志2.孔隙结构孔隙结构：是指岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系。研究方法：薄片法压汞法图像分析法油藏地质研究§4储层特征描述(1)薄片法（常规薄片、铸体薄片结合扫描电镜）定量确定面孔率、孔隙大小分布、平均孔隙直径及孔喉比；确定孔喉配位数（连接每一个孔隙的喉道个数）；确定喉道类型。铸体薄片，×40喉道：孔隙的缩小部分，即连通两个孔隙的狭窄部分。是控制流体通过能力的主要通道。油藏地质研究§4储层特征描述孔隙大、喉道粗孔隙大、喉道细孔隙很小、喉道极细微孔隙油藏地质研究§4储层特征描述喉道和孔隙的配置关系：喉道较粗、孔隙直径较大孔隙度高、渗透率高喉道较粗、孔隙较上面偏小孔隙度低-中等、渗透率偏低-中等喉道较上两类细小、孔隙粗大孔隙度中等、渗透率低喉道细小、孔隙亦细小孔隙度、渗透率均低油藏地质研究§4储层特征描述(2)压汞法（mercuryinjection）求取孔隙结构参数油藏地质研究§4储层特征描述A.对岩石而言，水银为非润湿相。欲使水银注入岩石孔隙系统中，则必须克服孔隙喉道所造成的毛细管阻力。因此，当求出与之平衡的毛细管力PC和压入岩样内的汞体积，便能得到毛细管力PC和岩样含汞饱和度的关