页数：51页文件大小：1.85 MB来源： 石油地质勘探概论ppt课件
本课件介绍储集层与盖层的基本概念，讲解岩石的孔隙类型、孔隙度与渗透率及其相互关系，分析碎屑岩、碳酸盐岩与火山岩储集层的储集空间类型及影响因素，并说明盖层的类型、封闭机理与影响盖层有效性的主要因素。
第十章储集层和盖层
三节碎屑岩储集层第五节其它岩类储集层第二节岩石的孔隙性和渗透性第四节碳酸盐岩储集层第六节盖层
第一节概述
一、储集层的概念
第二节岩石的孔隙性和渗透性
石都具有大小不等的孔隙和渗透性能。孔隙性的好坏直接决定岩层储存油气的数量；渗透性的好坏则控制了储集层内所含油气的产能；因此，岩石的孔渗性是反映岩石储存流体和运输流体的能力的重要参数，通常把它们称为储油物性。
指岩石中未被固体物质所充填的空间，有人亦称之为空隙，包括：狭义的孔隙、洞穴和裂缝。狭义的孔隙：指岩石中颗粒(晶粒)间、颗粒(晶粒)内和充填物内的空隙。1、孔隙的分类⑴根据岩石中的孔隙大小及其对流体作用进行分类根据岩石中的孔隙大小及其对流体作用的不同，可将孔隙划分为三种类型：超毛细管孔隙、毛细管孔隙、微毛细管孔隙。
管形孔隙直径＞0.5
在通常温度和压力条件下
表示岩石孔隙的发育程度，提出了孔隙度的概念。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，以%表示，该孔隙度又称绝对孔隙度、总孔隙度。孔隙度岩样中孔隙总体积（VP）100%岩样总体积（Vr）2、孔隙度有效孔隙度：指那些互相连通的、在一般压力条件下允许流体在其中流动的孔隙体积之和与岩样总体积的比值，以%表示。
100%ree岩样总体积V相互连通并参与渗流的孔隙总体积V有效孔隙度
有效孔隙度＜绝对(总)孔隙度。目前，生产单位所说的孔隙度，都是指有效孔隙度，但在习惯上常简称为孔隙度。注意两点：
岩石能使流体通过的能力。严格地讲，自然界的一切岩石在足够大的压力差下都具有一定的渗透性。通常我们所称的渗透性岩石与非渗透性岩石，是指在地层压力条件下流体能否通过岩石而言。
因此，从绝对意义讲，渗透性岩石与非渗透性岩石之间没有明显的界限，是一个相对的概念。就沉积岩而言，一般情况下，砂岩、砾岩、多孔的石灰岩、白云岩等储集层为渗透性岩层，而泥岩、石膏、硬石膏、泥灰岩等为非渗透性岩层。二、岩石的渗透性及渗透率1、岩石的渗透性
以渗透率的数值大小来表示。当单相流体通过孔隙介质呈层状流动时，服从于达西直线渗滤定律：单位时间内通过岩石截面积(F)的液体流量(Q)与压力差（P1-P2）和截面积的大小成正比，而与液体通过岩石的长度(L)以及液体的粘度(μ)成反比：QLKp1p2FP1P2FL2、渗透率—绝对渗透率
Fp1p2KQLQ---单位时间内流体通过岩石的流量，厘米3/秒（cm3/s）F----液体通过岩石的截面积，厘米2；μ----液体的粘度，厘泊（10-2Pa·S）L----岩石的长度，厘米（cm）P1-P2----为液体通过岩石前后的压差，MPa；K----比例系数，为岩石的绝对渗透率，达西，国际标准计量单位为μｍ2，1达西=0.987μm2LQKp1p2F
的是，岩石孔隙中只有一种流体存在，且流体不与岩石起任何物理和化学反应，此时的渗透率为岩石的绝对渗透率。3、有效渗透率与相对渗透率在自然界实际油层内，孔隙中流体往往不是单相，而是呈油、水两相或油、气、水三相并存。这时，流体的渗透情况要更加复杂些。
在这种情况下，各相之间彼此干扰互相影响，岩石对其中每种相的渗滤作用将与单相流有很大差别。
在多相流体存在时，岩石对其中每种相流体的渗透率称为相渗透率或有效渗透率；ko、kg、kw分别表示油、气、水的相渗透率。有效渗透率不仅与岩石的性质有关，而且与其中流体的性质和它们的数量比例有关。（1）有效渗透率实际应用上，常采用有效渗透率与绝对渗透率之比值，称为相对渗透率：相渗透率有效渗透率绝对渗透率KKKrwrgroKwKKgKKoK（2）相对渗透率
实验证明：某种相的有效渗透率随该相流体在岩石孔隙中含量的增高而加大，直到该相流体在岩石孔隙中含量达到百分之百时，该相流体的有效渗透率等于绝对渗透率。
相反，随着该相流体在岩石孔隙中的含量逐渐减少，有效渗透率则逐渐降低，直到某一极限含量，该相流体停止流动。
石中孔隙与喉道分布示意图颗粒孔隙胶结物孔隙喉道三、岩石的孔隙结构孔隙结构：指孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通的关系。实际上喉道的粗、细特征严重地影响着岩石的渗透率。喉道与孔隙的不同配臵关系，可使储集层呈现不同的性质。
粗喉大孔—高孔高渗；粗喉小孔—中孔中-低渗；细喉大孔—中孔低渗；细喉小孔—低孔低渗。
通常没有严格的函数关系—岩石的渗透率除受孔隙度的影响外，还受孔道截面大小、形状、连通性以及流体性能等因素影响。四、孔隙度与渗透率的关系孔隙度与渗透率之间有一定的内在联系—在于岩石的孔隙度与渗透率一般都取决于岩石本身的结构与组成。凡具渗透性的岩石均具一定的孔隙度，特别是有效孔隙度与渗透率的关系更为密切。
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加。
二、碎屑岩
粉砂岩等。一、碎屑岩储集层的岩石类型例如，我国的大庆、胜利、大港、克拉玛依，科威特的布尔干，荷兰的格罗宁根，美国的普鲁德霍湾等著名油气田的生产层均属于碎屑岩储集层。二、碎屑岩储集层储集空间类型碎屑岩储集层是由成分复杂的矿物碎屑、岩石碎屑和一定数量的胶结物所组成。
碎屑岩储集层的储集空间：指岩石中未被固体物质所充填的部分。按照成因分为：原生孔隙和次生孔隙两大类。
以原生粒间孔隙为主(碎屑颗粒之间的孔隙)，它是在沉积和成岩过程中逐渐形成的。除此之外，还有粒内孔隙、填隙物(胶结物)孔隙、成岩裂隙等。随着埋藏深度的加大，成岩作用加强，原生孔隙将逐渐减少。
粒间孔隙粒内孔隙填隙物孔隙砂岩原生孔隙示意图（据邸世祥，1991）剩余粒间孔隙
由于重结晶、溶解、交代、构造运动、地表风化等作用形成的孔隙(孔隙、溶洞、裂缝)。在碎屑岩储集空间类型中，次生孔隙一般处于次要地位。但是，在特定条件下，如某些胶结致密的碎屑岩，粒间孔隙不发育，孔隙小且连通性差，这种碎屑岩中裂缝的发育程度就成为影响储集性质的主要因素。
2、次生孔隙
粒间孔粒内溶蚀孔隙溶蚀填隙物孔隙溶蚀裂缝孔隙
由于粒间孔隙是碎屑岩储集层的主要储集空
矿物颗粒的抗(耐)风化性，即性质坚硬程度和遇水溶解及膨胀程度；其二，矿物颗粒对流体的吸附力大小，即憎油性和憎水性。1、碎屑颗粒的矿物成分一般性质坚硬、遇水不溶解不膨胀、遇油不吸附的碎屑颗粒组成的砂岩，储油物性好；反之则物性差。碎屑岩中，最常见的颗粒有石英、长石、云母、重矿物、岩屑。
其中，石英和长石占95%以上，两者对储集性质的影响最显著。一般石英砂岩比长石砂岩的储油物性好。
实际上组成岩石的颗粒往往大小不等。
其理论孔隙度47.6%rVp2r343r32r3100%V1粒度越大，φ、K大；
分选程度好，φ、K大。
粒度一定时，分选越好，物性越好。
2分选一定时：K与粒度中值成正比。
碎屑颗粒的排列方式很复杂
胶结物含量高，粒间孔隙多被它们充填，孔隙体积和孔隙半径都会变小，孔隙之间的连通性变差，导致储集性质变坏。
4、胶结物的性质和多少胶结物的成分、含量及胶结类型对储集性质的影响也较大。
⑴胶结物的成分：比较起来，泥质胶结的砂岩较为疏松，渗透性较好；
而钙质、硅质、铁质胶结则较差。
状况，并结合颗粒的接触型式，可将碎屑岩胶结类型区分为四种：胶结类型示意图(a)基底式胶结；(b)孔隙式胶结；(c)接触式胶结；(d)杂乱式胶结
5、成岩作用
砂岩体：指在某一沉积环境下形成的具有一定形态、岩性和分布特征，并以砂质为主的沉积岩体。
A、以平面形态为主要依据的砂岩体分类：——席状、树枝状、带状、豆荚状B、以沉积环境为主要依据的砂岩体成因分类：——冲积扇砂砾岩体、河流砂岩体、三角洲砂岩体、海岸砂岩体、滨浅湖砂岩体、浊积砂岩体
二、碳酸盐岩
碳酸盐储集层储集空间类型多、次生变化大，具有更大的复杂性和多样性。通常分为原生孔隙、溶蚀孔隙、裂缝三类。一、碳酸盐岩储集层的储集空间裂缝：主要为构造裂缝，其次还有成岩裂缝、沉积—构造裂缝、压溶裂缝、溶蚀裂缝等。
原生孔隙：包括粒间孔隙、粒内孔隙（生物体腔孔隙）、生物骨架孔隙、鸟眼孔隙、晶间孔隙等。溶蚀孔隙：又称溶孔，是碳酸盐矿物或伴生的其它易溶矿物被地下水、地表水溶解后形成的孔隙。包括粒内溶孔、溶模孔隙、粒间溶孔和溶洞。
二、碳酸盐岩
发育的内因主要决定于岩石的脆性。岩石脆性是受岩石的成分、结构、层厚及其组合、成岩后生变化等因素的影响。⑴裂缝发育的岩性因素A、泥质含量高者脆性小，硅质含量高者脆性大；B、质纯粒粗者更易产生裂缝；C、层厚者裂缝密度小但规模大，层薄者相反。
各类碳酸盐岩和化学岩的脆性由大到小的顺序：白云岩或泥质白云岩→石灰岩、白云质灰岩→泥灰岩→盐岩→石膏
控制裂缝的构造因素，主要是作用力的强弱、性质、受力次数、变形环境和变形阶段等。一般情况是受力强、张力大、受力次数多的构造部位裂缝发育，相反则差；同一碳酸盐岩中，在常温常压的应力环境下裂缝发育，在高温高压环境下则发育较差；在一次受力变形的后期阶段，裂缝的密度大、组系多，前期阶段则相应的较小或少。
二、结晶岩
火山岩储集层主要是指火山喷发岩形成的储
安山岩岩心裂缝素描图
第六节盖层
盖层：指位于储集层之上
指遍布在含油气盆地或坳陷的大部分地区，厚度大、面积广且分布较稳定的盖层。区域性盖层对盆地或坳陷的油气聚集起重要作用。2、按分布范围分类②局部性盖层：指分布在一个或数个油气保存单元内,或在某些局部构造、或局部构造某些部位上的盖层。
局部盖层只对一个地区油气的局部聚集起控制作用。
①直接盖层：指紧邻储层之上的封闭岩层
根据盖层阻止油气运移的方式，可把盖层的封闭机理分为：物性封闭、超压封闭和烃浓度封闭。物性封闭：指依靠盖层岩石的毛细管力对油气运移的阻止作用，也称为毛细管压力封闭或薄膜封闭。排替压力：指岩样中湿润相流体被非湿润相流体开始排驱时所需的最小压力。
1、物性封闭毛细管压力封闭是盖层封油气最普遍的机理。一般情况下，它只能阻止游离相油气的进一步运移，难以封堵水溶相及扩散方式运移的油气。
这种依靠盖层异常高孔隙压力而封闭油气的机理称之为流体压力封闭，简称超压封闭。
超压盖层实际上是一种流体高势层，它能阻止包括油气水在内的任何流体的体积流动，因此，它不仅能阻止游离相的油气运动，也能阻止溶有油气的水流动，是一种更有效的盖层。
PfZ(m)PHSPPf偏大孔隙度先下降孔隙度偏大孔隙度先下降
这种封闭主要是对以扩散方式向上运移的油气起作用。
油气扩散的原因是浓度差，即由高浓度处向低浓度处扩散，以求达到浓度平衡。
如果岩层具有一定的生烃能力，则岩层出现油气的高浓度，它们也会向上、下扩散，向下扩散的油气会阻滞下伏储层油气的向上扩散作用，从而起到一定的封闭作用。
显然，盖层的烃浓度越高，其封闭扩散的能力越强。
大量油气田勘探结果表明，最常见的盖层是页岩、泥岩、盐岩、石膏和无水石膏等类型。
Grunau(1987)汇编了世界上25个最大油田和25个最大气田的盖层岩性都是泥页岩和蒸发岩。
1、盖层的岩性页岩、泥岩盖层常与碎屑岩储集层并存；
盐岩、石膏盖层则多发育在碳酸盐岩剖面中；
在构造变动微弱的地区，裂缝不发育，致密的泥灰岩及石灰岩也可充当盖层。
韧性岩石构成的盖层与脆性岩石相比不易产生断裂和裂缝。不同的岩石具有不同的韧性，在通常的地质条件下，韧性的顺序是盐岩>硬石膏>富含有机质页岩>页岩>粉砂质页岩>钙质页岩>燧石岩。影响泥岩韧性的主要因素是粘土矿物种类和含量。
常见粘土矿物的韧性顺序是：蒙脱石>高岭石>伊利石>绿泥石。粘土矿物含量越高，韧性越好。蒸发岩的韧性最大，因此，蒸发岩发育的含油气盆地多形成大型油气田。
3、盖层的厚度理论上，盖层厚度对封闭能力没有直接影响，如经过计算发现几英寸厚的粘土岩就足以封住915米高的油柱。盖层的排替压力或剩余压力不够大时，加大厚度能够弥补这一不足。从保存油气的角度，盖层越厚越有利。
另外，厚度大，不易被小断层错断，不易形成连通的微裂缝；厚度大的泥岩，其中的流体不易排出，从而可形成异常压力，导致封闭能力增加。4、盖层的连续性盖层的大范围连续稳定分布对于油气聚集有十分重要的意义。最有利的含气区至少要有一个区域性盖层。
面积只有大于油气藏分布范围才能形成有效封闭。盖层面积越大，越有利于形成大油气田。
下载地址：{{downurl}}
{{{a}}}
{{#b}}{{{b}}}
{{/b}} {{/title}} {{#nolog}}登陆注册
{{/nolog}} {{#djsx}}点我刷新
{{/djsx}} {{#gocz}} {{/gocz}} {{#ffqr}} {{/ffqr}}