2儲(chǔ)集層和蓋層b(張先平)

1、第二節(jié) 儲(chǔ)集層類型三、碳酸鹽巖儲(chǔ)集層1第二節(jié) 儲(chǔ)集層類型三、碳酸鹽巖儲(chǔ)集層(一)碳酸鹽巖孔隙類型 1.按孔隙幾何形態(tài)及大小分：孔（孔隙）、洞（溶蝕大孔及洞）、縫（裂縫）。2.按與組構(gòu)關(guān)系分：（1）由組構(gòu)決定的孔隙（2）與組構(gòu)無關(guān)的孔隙（3）與組構(gòu)有關(guān)或無關(guān)的孔隙碳酸鹽巖孔隙分類（Rochl & Choquctte，1985；據(jù)Choquctte & Pray，1970修改）23456原生鮞粒間孔鮞粒溶孔鑄?？咨汉鞴羌芸?網(wǎng)狀溶縫晶間溶孔基質(zhì)溶孔重結(jié)晶晶間溶孔8第二節(jié) 儲(chǔ)集層類型三、碳酸鹽巖儲(chǔ)集層(一)碳酸鹽巖孔隙類型 3.按成因分：原生孔隙和次生孔隙（1）原生孔隙粒間孔隙：（鮞粒、藻屑間的、砂

2、屑間、生物碎屑及生物遺體間）。粒內(nèi)孔隙：顆粒內(nèi)部孔隙（生物體腔孔隙）等。遮蔽孔隙：由較大的生物殼體或碎片或其它顆粒遮蔽下形成的孔隙。生物骨架孔隙：由原地生長(zhǎng)的造礁生物如群體珊瑚、層孔蟲、海綿等在生長(zhǎng)時(shí)形成的堅(jiān)固骨架，在骨架間所留下的孔隙。生物鉆孔孔隙及生物潛穴孔隙：生物生存過程中鉆孔活動(dòng)形成的孔隙。收縮孔隙：灰泥沉積中由于間歇性的暴露于空氣中，脫水收縮而形成的不規(guī)則裂隙。烏眼孔隙：指沉積物所含的生物遺體經(jīng)腐爛、降解，并放出氣體后所形成的孔隙。晶間孔隙：系碳酸鹽巖礦物晶體之間的孔隙。9第二節(jié) 儲(chǔ)集層類型三、碳酸鹽巖儲(chǔ)集層(一)碳酸鹽巖孔隙類型 3.按成因分：原生孔隙和次生孔隙（2）次生孔隙溶蝕孔

3、隙裂縫性孔隙成巖孔隙 由于重結(jié)晶作用、白云巖化作用而形成的次生晶間孔隙和溶蝕孔隙。10第二節(jié) 儲(chǔ)集層類型三、碳酸鹽巖儲(chǔ)集層(二)影響碳酸鹽巖儲(chǔ)集性的主要因素 1.沉積環(huán)境 水動(dòng)力條件高能帶（如臺(tái)地前緣斜坡、生物礁、邊緣淺灘等濱岸帶）：形成的碳酸鹽巖的原生孔隙和次生孔隙都好，物性好。低能帶（如深水陸棚、廣海陸棚等濱外帶以及潮上帶）：原生孔隙和次生孔隙均不發(fā)育。它們的儲(chǔ)集和滲濾主要是裂縫。陸表海蒸發(fā)潮坪淺灘細(xì)粉晶蟲屑云巖，有孔蟲粒間溶孔 =20.88%，K=2.53mD四川達(dá)縣雷音鋪構(gòu)造石炭系黃龍組11第二節(jié) 儲(chǔ)集層類型三、碳酸鹽巖儲(chǔ)集層(二)影響碳酸鹽巖儲(chǔ)集性的主要因素 2.成巖后生作用（1）機(jī)

4、械壓實(shí)作用：主要發(fā)生在尚未巖化的顆?；?guī)r中，與碎屑巖一樣，孔隙度受埋深嚴(yán)重影響：塑性顆粒變形；脆性顆粒變形；固體顆粒的重新排列。壓實(shí)作用，鮞粒有被壓扁的現(xiàn)象（2）壓溶作用：一般埋藏到500m以后發(fā)生，出現(xiàn)在顆粒支撐及灰泥支撐的組構(gòu)中，可使顆?；?guī)r中的原生孔隙完全破壞，地層厚度大幅度降低。12第二節(jié) 儲(chǔ)集層類型三、碳酸鹽巖儲(chǔ)集層(二)影響碳酸鹽巖儲(chǔ)集性的主要因素 2.成巖后生作用（3）膠結(jié)作用：以各種膠結(jié)物的孔壁附著和基質(zhì)微孔隙充填的形式出現(xiàn)，膠結(jié)物成分包括方解石、白云石、石膏和硬石膏、硅質(zhì)等。一般埋藏環(huán)境不同，膠結(jié)物形式不同，海底沉積環(huán)境多細(xì)粒葉片狀，大氣淡水滲流帶多新月型。一方面破壞孔隙，另

5、一方面可抵抗壓實(shí)壓溶作用，保護(hù)孔隙。膠結(jié)作用，成分方解石，有幾期膠結(jié)現(xiàn)象13第二節(jié) 儲(chǔ)集層類型三、碳酸鹽巖儲(chǔ)集層(二)影響碳酸鹽巖儲(chǔ)集性的主要因素 2.成巖后生作用（4）溶蝕（解）作用：溶蝕作用對(duì)碳酸鹽巖物性影響較碎屑巖大，成因機(jī)理復(fù)雜，貫穿于整個(gè)沉積、埋藏和抬升剝蝕階段。地下水CO2含量增加或因其它原因酸性增強(qiáng)時(shí)，碳酸鹽巖易發(fā)生溶解，從而加大孔隙度。在近地表，由于溶蝕作用形成巖溶帶，孔洞特別發(fā)育；溶蝕作用強(qiáng)弱還受碳酸鹽巖雜質(zhì)含量和碳酸鹽巖顆粒大小以及溫度等影響。溶解作用14第二節(jié) 儲(chǔ)集層類型三、碳酸鹽巖儲(chǔ)集層(二)影響碳酸鹽巖儲(chǔ)集性的主要因素 2.成巖后生作用（5）白云石化作用：白云石取代方

6、解石等礦物的作用，包括準(zhǔn)同生白云石化作用和成巖后生白云石化作用，遍布于整個(gè)地質(zhì)歷史時(shí)期，由于灰?guī)r經(jīng)白云石化后，巖石的物理化學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)構(gòu)造發(fā)生變化，巖石的物性特征得到明顯改善，碳酸鹽巖的孔滲性增加，白云巖在許多盆地中成為一種重要的油氣儲(chǔ)層。白云石化作用15第二節(jié) 儲(chǔ)集層類型三、碳酸鹽巖儲(chǔ)集層(二)影響碳酸鹽巖儲(chǔ)集性的主要因素 2.成巖后生作用（6）重結(jié)晶作用：在碳酸鹽地層中，由于早期礦物的熱力學(xué)不穩(wěn)定性，在埋藏過程中隨溫壓條件的改變導(dǎo)致晶體發(fā)生溶解-再沉淀的過程，逐漸變得穩(wěn)定。一般來講，重結(jié)晶作用對(duì)石灰?guī)r儲(chǔ)層沒有明顯改善，相反可能降低儲(chǔ)層的孔滲性；對(duì)白云巖來講，重結(jié)晶作用可以增加白云巖的晶徑和

7、孔徑，使微孔變成大孔隙，改善儲(chǔ)層物性。重結(jié)晶作用16第二節(jié) 儲(chǔ)集層類型三、碳酸鹽巖儲(chǔ)集層(二)影響碳酸鹽巖儲(chǔ)集性的主要因素 2.成巖后生作用（7）破裂作用：由于構(gòu)造應(yīng)力作用引起巖石破裂的作用，主要對(duì)儲(chǔ)層的滲透性起改善作用，是碳酸鹽儲(chǔ)層不同類型孔隙之間相互聯(lián)通的重要介質(zhì)。（8）去白云石化作用：方解石交代白云石的作用，交代完全可形成交代石灰?guī)r。有時(shí)降低滲透率，有時(shí)產(chǎn)生溶解孔隙度，改善物性。去白云石化作用17第二節(jié) 儲(chǔ)集層類型三、碳酸鹽巖儲(chǔ)集層(二)影響碳酸鹽巖儲(chǔ)集性的主要因素 2.成巖后生作用（9）膏化作用：石膏和硬石膏交代碳酸鹽礦物的作用。反之，石膏和硬石膏被碳酸鹽礦物交代就是去膏化作用。膏化作

8、用18第二節(jié) 儲(chǔ)集層類型三、碳酸鹽巖儲(chǔ)集層(二)影響碳酸鹽巖儲(chǔ)集性的主要因素 2.成巖后生作用（10）硅化作用：碳酸鹽礦物被硅質(zhì)交代的作用。硅化作用19第二節(jié) 儲(chǔ)集層類型三、碳酸鹽巖儲(chǔ)集層(三) 碳酸鹽巖儲(chǔ)集體沉積環(huán)境 碳酸鹽巖沉積模式圖2021海相生物礁體沉積模式圖22障壁島礁、點(diǎn)礁和塔礁沉積模式圖23第二節(jié) 儲(chǔ)集層類型四、其它巖類儲(chǔ)集層1、礫巖、火山角礫巖：屬于廣義的碎屑巖。與碎屑巖孔、滲特點(diǎn)類似。2、泥質(zhì)巖和部分煤層：主要是裂縫發(fā)育使其產(chǎn)生孔滲條件。3、結(jié)晶巖：包括巖漿巖和變質(zhì)巖。主要是裂縫發(fā)育使其產(chǎn)生孔滲條件。4、古風(fēng)化殼：各類巖石經(jīng)地表的風(fēng)化作用均可增加孔隙度。24成巖裂隙裂縫和氣孔

9、玄武巖晶內(nèi)孔杏仁內(nèi)孔25較寬的裂隙,均質(zhì)混合巖網(wǎng)狀裂隙,眼球狀混合巖溶蝕晶內(nèi)孔,條帶狀混合巖黑云母沿其邊緣和解理縫溶蝕,混合巖26兩種儲(chǔ)層的比較27第三節(jié) 儲(chǔ)集層的模式一、儲(chǔ)集層非均質(zhì)性（一）基本概念1、儲(chǔ)層非均質(zhì)性：儲(chǔ)集層的地質(zhì)特征和物性特征以及流體特征隨空間變化的性質(zhì)。包括宏觀非均質(zhì)性和微觀非均質(zhì)性。2、儲(chǔ)集層宏觀非均質(zhì)性：儲(chǔ)集層的巖石類型和組合及其所反映的巖相非均勻性質(zhì)。3、儲(chǔ)層微觀非均質(zhì)性：儲(chǔ)集層孔隙的結(jié)構(gòu)非均勻性質(zhì)。注：儲(chǔ)集層非均質(zhì)性可用數(shù)學(xué)模型來描述。例如：砂巖顆粒粒度變化（微觀非均質(zhì)性）導(dǎo)致的儲(chǔ)層滲透率非均質(zhì)性用下面滲透率參數(shù)（G）及其變異系數(shù)（VG）公式描述： G=dm2e-1

10、.3106 VG=S/Gm式中：dm平均顆粒粒徑； 平均顆粒粒徑（ ）的標(biāo)準(zhǔn)偏差（ =（im）2/n）1/2， i 顆粒粒徑（-Log2di），dm顆粒粒徑的平均值； SG的標(biāo)準(zhǔn)偏差；GmG的平均值。28研究沉積體系儲(chǔ)層連續(xù)性非均質(zhì)性模型小層對(duì)比隔夾層研究砂體規(guī)模流動(dòng)單元微觀物性研究大尺度-盆地級(jí)中尺度-砂組級(jí)和砂層級(jí)小尺度-砂體級(jí)和層理級(jí)微尺度-孔隙級(jí)和吼道級(jí)29第三節(jié) 儲(chǔ)集層的模式一、儲(chǔ)集層非均質(zhì)性（二）儲(chǔ)集層非均質(zhì)性研究的內(nèi)容和程序（薛培華，1991）30第三節(jié) 儲(chǔ)集層的模式二、儲(chǔ)集層模式（二）儲(chǔ)集層非均質(zhì)性研究的內(nèi)容和程序儲(chǔ)集層模式：儲(chǔ)層的地質(zhì)特征和物性特征以及流體特征在空間和時(shí)間上變

11、化規(guī)律的概括（模型）。1、概念模型-應(yīng)用于開發(fā)早期2、靜態(tài)模型-針對(duì)某一開發(fā)區(qū)內(nèi)的一個(gè)或一套儲(chǔ)層3、預(yù)測(cè)模型-精度比靜態(tài)模型更高PETREL軟件建模（薛培華，1991）31第四節(jié) 蓋層一、蓋層的類型（一）按產(chǎn)狀和作用分類1、區(qū)域蓋層：穩(wěn)定覆蓋在油田上方的區(qū)域性非滲透層。2、局部蓋層（圈閉蓋層）：直接位于圈閉儲(chǔ)集層上面的非滲透層。3、隔層：存在于圈閉內(nèi)部，對(duì)油氣有封隔作用的非滲透層。（二）按巖石特征分類1、泥巖蓋層：各種粘土巖（泥巖和頁(yè)巖）。2、蒸發(fā)巖蓋層：石膏和硬石膏、鹽巖等類巖石。3、致密碳酸鹽巖蓋層（灰?guī)r）：如亮晶灰?guī)r。4、其它巖類蓋層：如火山巖。3233蓋層和儲(chǔ)集層在巖石類型上不是一成不

12、變的。如：泥質(zhì)巖可以成為儲(chǔ)集層，致密砂巖也可成為蓋層。美國(guó)阿巴拉契亞地區(qū)百英尺砂巖中油氣藏剖面圖（轉(zhuǎn)引自，1956）斜線部分為油藏，圓圈部分為氣藏34第四節(jié) 蓋層二、蓋層的封閉機(jī)制1、直接封閉 蓋層孔隙直徑小于或等于烴類分子直徑所產(chǎn)生的封閉。 此種封閉是最完全的封閉。2、異常高壓封閉 高壓形成機(jī)制： 欠壓實(shí)快速沉積的厚層泥質(zhì)巖 正常壓實(shí)水熱增壓；粘土礦物轉(zhuǎn)化；構(gòu)造擠壓；深部有機(jī)質(zhì)熱生烴 當(dāng)油氣上方存在異常高的流體壓力時(shí)，對(duì)其下方的油氣或許能起封閉作用。 如果超壓在烴類聚集之中或之下，對(duì)油氣的運(yùn)移起促進(jìn)作用，無法封閉。35第四節(jié) 蓋層二、蓋層的封閉機(jī)制3、毛細(xì)管壓力封閉油或氣是許多蓋層巖石的非潤(rùn)

13、濕相，由于蓋層孔隙半徑（rc）較儲(chǔ)層孔隙半徑（rr）小，毛細(xì)管壓力將阻止油或氣向上運(yùn)移。蓋層和儲(chǔ)層毛細(xì)管壓力差（Pd）大小：另一方面，油（或氣）在孔隙水中有浮力，浮力大小（F）為：上式中：w為水的比重，hc為烴類比重，z為烴類柱體高度。如果浮力大于毛細(xì)管阻力（Pd），則油（或氣）將會(huì)穿過蓋層逸散。即滿足下面條件，蓋層將不能起封閉作用： 因此，在毛細(xì)管壓力機(jī)制封閉時(shí)，油或氣柱臨界高度Zc為：36第四節(jié) 蓋層二、蓋層的封閉機(jī)制4、蓋層的微滲漏與自封閉蓋層微滲漏：油氣通過蓋層中的顯微孔隙緩慢滲漏的現(xiàn)象。 蓋層的封閉不是絕對(duì)的蓋層自封閉：在油氣滲漏過程中形成的次生礦物堵住蓋層顯微孔隙的滲漏作用。（傅家

14、謨，1992）蓋層顯微結(jié)構(gòu)空間類型37第四節(jié) 蓋層三、蓋層的評(píng)價(jià)1、孔隙大小孔隙直徑小于510-6 cm：好蓋層，既能封閉油，也能封閉氣?？紫吨睆?10-6 210-4cm，只能作為油藏蓋層?？紫吨睆酱笥?10-4cm ，毛細(xì)管孔隙，不能作為蓋層。2、蓋層的滲透性和排驅(qū)壓力等級(jí)封閉能力絕對(duì)（空氣）滲透率(m2)排驅(qū)壓力（105Pa）主要巖性空氣煤油水最好10-947170750泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖好10-82090380較好10-7627200同上一般10-6112100泥質(zhì)粉、細(xì)砂巖差10-515350泥質(zhì)細(xì)砂巖泥質(zhì)巖和泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖封蓋能力評(píng)價(jià)等級(jí)表（據(jù)王少昌等，1987簡(jiǎn)化，引自陳榮書，1989）38以上各種評(píng)價(jià)參數(shù)，本質(zhì)上是孔隙大小。第