油气田地下地质学 第五章 储层特征研究

(一) Pettijohn分类(1973) (二) Weber分类(1986) (三) 裘亦楠的分类(1987，1989)
油气田地下地质学
(一) Pettijohn分类(1973)
-- Pettijohn对河流储层， 按非均质性规模的大小，提出 的五种规模储层非均质性：
层系规模 1～10km×100m 砂体规模 100m×10m 层理系规模 1～10m2 纹层规模 10～100mm2 孔隙规模 10～100μm2
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⑵ 层间差异
① 沉积旋回性--储层层间非均质性的沉积成因。
② 相关参数计算：分层系数(An)，垂向砂岩密度(Kn)，
渗透率变异系数、级差、单层突进系数、均质系数 等
③ 主力油层与非主力油层的识别及垂向配置关系： 识别--在平面及层内非均质性研究后，通过各砂层的分布
面积、厚度、储油物性、产能等指标比较后而确定。
一级：砂体延伸＞2000m， 三级：砂体延伸600～1600m， 四级：砂体延伸300～600m， 五级：砂体延伸＜300m， 连续性极好 连续性中等 连续性差 连续性极差
二级：砂体延伸1600～2000m， 连续性好
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实际研究中，往往用钻遇率来表示砂体规模或连续
性。钻遇率反映在一定井网下对砂体的控制程度。
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2、 层间渗透率突进系数(TK)
最高渗砂层最大渗透率与各砂层平均渗透率的比值。
K max TK K
当TK＜2时 当TK为2～3时
TK –层间渗透率突进系数 Kmax—最大单层渗透率值 为非均质程度弱 为非均质程度中等
当TK＞3时
为非均质程度强
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3、层间渗透率级差（JK） --为砂层间最大渗透率与最小渗透率的比值。
层 内 非 均 质 性
● ●
砂体韵律性； 层内渗透率非均质程度；
●
●
层内夹层；
渗透率各向异性
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(一)砂体韵律性
1、粒度韵律 粒度韵律--指单砂层内碎屑颗粒的粒度大小在垂向 上的变化←受沉积环境和沉积方式的控制，分4种类型。 正韵律、反韵律、复合韵律、均质韵律
砂岩总厚度 Kn 100% 地层总厚度
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(二)砂层间渗透率的非均质程度
砂层沉积和成岩条件不同，各层渗透率差异
1、层间渗透率变异系数(VK)
所统计的若干数值相对于其平均值的分散程度和变化 程度。 ★★
VK
(K i K )2 /n
i 1
n
K
Ki--层间某样品的渗透率值，i＝l，2，…，n K --层间所有样品渗透率的平均值 n—砂层总层数
Pettijohn储层非均质性分类
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(二) Weber分类(1986)
Weber根据Pettijohn的 思路，不仅考虑非均质性 规模，同时考虑非均质性 对流体渗流的影响，将储 层的非均质性分为7类。 非均质性规模＋对渗流影响
Weber的储层非均质分类
(1986)
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⑴ 封闭、半封闭、未封闭断层
连通体
多边式连通
多层式连通
孤立式
连通体及连通方式示意图
连通体内成因单元个数、连通体的长度、宽度、面积和厚 度
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4、砂体内孔隙度、渗透率的平面变化及方向性
编制孔隙度、渗透率及其非均质程度的平面等值 线图，表征其平面变化。研究的重点是渗透率的方 向性。
一般来说，顺古水流的方向，储层渗透率较高， 而垂直古水流的方向，储层渗透率相对较低。 此外，还应注意由于裂缝大量存在所造成的渗 透率方向性。沿裂缝的走向。渗透率高
K max JK K min
● ●
JK越大--渗透率的非均质性越强 JK越小--渗透率的非均质性越弱
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占 总 井 数 的 百 分 比 渗透率
胜利油田某地区不同油层 的渗透率分布曲线
横坐标为渗透率厚度权衡平均值 纵坐标为占总井数的百分比
油层渗透率 垂向统计分布
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(三)层间隔层 隔层—分隔垂向上不同砂体间非渗透性岩层。 ★
⑤ 不规则砂体：形态不规则，一般有1个主要延伸方向
一般用砂体等厚图来表达
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席状砂体
土豆状砂体
条带状砂体
不规则状砂体
常见的砂体平面形态示意图
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桩 4 5 - 1断 块 S 2 砂 岩 厚 度 等 值 线 图
3
桩 45-1断 块 S 23泥 质 含 量 等 值 线 图
20
钻遇率越高，砂体的延伸性越好。
钻遇砂层井数 钻遇率 100% 总井数
3、砂体的连通性 不同砂体间的接触关系
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--指砂体在垂向上和平面上的相互接触连通。
可用砂体配位数、连通程度和连通系数表示。
⑴ 砂体配位数--指与某一砂体连通接触的砂体数。 ⑵ 连通程度--指砂层间的连通面积占砂体总面积
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二、 层间非均质性
--含油层系中多个油 层间的差异性。
多层合采情况下，层位越多、 层间差异越大、单井产液量越 高→层间干扰越严重 ● 高渗油层：水驱启动压力
低
高 中
低，易水驱；
● 较低渗储层：水驱启动压 力高，水驱弱甚至未水驱；
井网控制不住及层间干扰 形成的剩余油示意图
油气田地下地质学
油气田地下地质学
(三)裘亦楠的分类 (油田部门)
根据我国陆相储层特征(规模)及生产实际，裘亦楠提 出了一套较完整且实用的分类方案(国内已普遍采用)。
（1）层间非均质性 多个砂层之间的非均质变化，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 层的分布等。 （2）平面非均质性 储层平面上的非均质变化
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四、 层内非均质性
层内非均质性--指一个单砂层规模内垂向上的 储层性质变化。 ★
油气田地下地质学
三、 层内非均质性
层内非均质性--指一个单砂层规模内垂向上的 储层性质变化。 ★
A) 隔层研究意义：对研究上下油层的非连通性、划分 开发层系及在同一开发层系内阻挡流体的垂向渗流 等均具有重要意义。 B) 隔层的确定条件--两个标准：
▲ ▲
物性：20～70MPa，地层不透水；K一般＜10×10-3μm2 厚度：具备一定厚度，一般＞5m。
C) 常见的良好隔层（特征）：
② 分布：一般大于砂层分布范围； ③ 微裂缝、小断层不发育。 D) 隔层主要研究内容：
是一种大规模的储层非均质属性，断裂的封闭程度对
油区内大范围的流体渗流具有很大影响。
● ●
断层若封闭(隔断两盘间流体的渗流)→起遮挡作用； 断层未封闭→ 则为一个大型的渗流通道。
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⑵ 成因单元边界
成因单元边界为微相砂体边界， →通常是渗透层与非渗透层的分界线 →至少是渗透性差异的分界线
层理构造内部纹层
方向具较大差异，这种 差异对流体渗流有较大 影响→从而影响注水开 发后剩余油的分布。
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⑹ 微观非均质性
--是最小规模的非均质性，即由于岩石结构和矿物特 征差异导致的孔隙规模的储层非均质性。
⑺ 封闭、开启裂缝
储层中若存在裂
缝，裂缝的封闭和开 启性质亦可导致储层 的非均质性。
的百分比--表示储层纵向上的连通性。
⑶ 连通系数--连通的砂体层数占砂体总层数的百分比。
--也可用厚度来计算，称之为厚度连通系数。
⑷ 连通体：各成因单元砂体在垂向上和平面上相互接
触连通所形成的复合体。
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砂体连通后形成的有以下几种形式， ● 多边式--侧向上相互连通为主； ● 多层式--或称叠加式，垂向上相互连通为主； ● 孤立式--未与其它砂体连通者。
主力油层--面积、厚度、he大，φ、K 、So高，Vsh低；
产能大、注入剂量大，生产与研究重点→分层开采；
非主力油层--是开发后期的重要接替资源和挖潜对象。
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三
平面非均质性
平面非均质性---指单一油层的平面差异性，
高渗方向油层吸水 多，水推快，水洗好， 导致 “舌进”。 ● 中、低渗方向，受 注水驱动减小，油层 吸水少，水推慢，水 洗差，降低了水淹面 积系数。
一、 层间非均质性
--含油层系中多个油层间的差异性。
--主要包括2个方面：层间隔层研究、层间差异研究
▲ 各种沉积环境的砂体在剖面分布的复杂性 ▲ 砂层间渗透率的非均质程度， 等等； ★★， ▲ 泥质岩类隔层的发育和分布规律--砂体的层间差异
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(一)储层在纵向上分布的复杂程度 1、分层系数 An
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1、砂体几何形态
砂体几何形态是砂体各向大小的相对反映，一般以长
宽比进行分类。一般，砂体越不规则，非均质性越强。
砂体几何形态受沉积相控制。 ① 席状砂体： ③ 带状砂体： 长宽比近似于1:1，平面上呈等轴状 长宽比为3:1～20:1
② 土豆状砂体：长宽比小于3:1
④ 鞋带状砂体：长宽比大于20:1
●
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① 岩性：泥岩、泥质粉砂岩、盐岩、膏岩；
隔层的岩石类型：泥岩、粉砂质泥岩、蒸发岩等。
●
●
隔层在剖面上的分布(位置)；
隔层厚度及其在平面上的变化：隔层等厚图 表示。
●
隔层级别：岩性致密、排替压力大、厚度大、平面分
布稳定，则其封隔能力好；否则，反之。 四个级别：油层组间隔层、 砂层组间隔层、 砂层间隔层、 砂层内薄夹层。
控制着较大规 模的流体渗流
⑶ 成因单元内渗透层
在成因单元内部，
具不同渗透性的岩层在 垂向上呈带状分布→因 而导致储层在垂向上的 非均质性。
河流相砂体
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⑷ 成因单元内隔夹层 成因单元内，不同规模的夹层对流体渗流影响很大， →主要影响流体垂向渗流，也影响流体的水平渗流。
⑸ 纹层和交错层理
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5Hale Waihona Puke 20 6 5 4 3 21
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2、砂体规模及各向连续性
重点研究砂体的侧向连续性。 按延伸长度可将砂体分为五级： 砂 体 规 模 增 大 连 续 性 增 强 非 均 质 性 减 弱
● 原始油水界面 注水前缘
高渗带
舌进形成示意图
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三 平面非均质性
平面非均质性---指单一油层的平面差异性，包括砂 体几何形态、各向连续性、连通性，以及砂体内孔隙 度、渗透率的平面变化及方向性。 ★★
1、砂体几何形态
2、砂体规模及各向连续性 3、砂体的连通性 4、砂体内孔隙度、渗透率的平面变化及方向性
储层非均质性：储层由于在形成过程中受沉积环
境、成岩作用及构造作用的影响，在空间分布及 内部各种属性上都存在的不均匀变化 ★★
一、储集层非均质性的分类
二、储层非均质性的研究内容和方法 ★★
油气田地下地质学
一、储集层非均质性的分类
可根据非均质规模大小、成因和对流体的影响程度等 来进行分类。目前，较为流行的分类方法基本上都是按 规模、大小来分。
--指一套层系内砂层的层数(以平均单井钻遇砂层数表示)
An
n
i 1
n
Bi
nBi --某井的砂层层数 N--统计井数
砂岩总厚度一定时，垂向砂层数越多，隔层越多，越 易产生层间差异--分层系数越大，层间非均质性愈严重
n
2、砂岩密度 Kn （砂岩厚度系数） --指垂向剖面中砂岩总厚度与地层总厚度之比。
砂体几何形态、连续性、连通性、平面孔、渗变化 和非均质程度、砂体渗透率的方向性等。
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（3）层内非均质性
指单油层内部垂向上的非均质性 粒度韵律、渗透率韵律、层理构造渗透率各向 差异程度、层内夹层的分布频率和大小，以及全 层的水平渗透率与垂直渗透率的比值等。 （4）微观(孔隙)非均质性 主要指孔隙、颗粒、填隙物的非均质性， 孔隙、喉道大小及均匀程度，以及孔隙与喉道 的配置关系和连通程度。
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第五章
油气储层
储层→圈闭要素之一、油气藏形成条件之一； 油气勘探、开发的目的层； 与油气储量、产量、产能相关。
储层研究：
宏观→微观：几何形态、展布→孔隙结构 静态→动态：岩性、相、成岩、孔隙特点→φ、K、So 变化 定性→定量：描述→建立储层参数及其三维空间展布
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储层非均质性研究
油气田地下地质学
桩 45-1断 块 S 2 孔 隙 度 等 值 线 图
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桩 4 5 - 1断 块 S 2 渗 透 率 分 区 图
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