第三章 3.3 其它岩类储层及盖层
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储集层盖层
对储集层有各种分类方案。
按岩类分为：碎屑岩储层、碳酸盐岩储层、特殊岩类储层（包括岩浆岩、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、低渗储层陆源碎屑岩砾岩(＞2mm)砂岩(2-0.05)粉砂岩(0.05-0.005)泥质岩(＜0.005)碳酸盐岩灰岩内碎屑灰岩生物碎屑灰岩鲕状灰岩生物灰岩白云岩火山碎屑岩集块岩(＞64mm) 火山角砾岩(64-2) 凝灰岩(＜2)其它沉积岩硅质岩磷质岩铁质岩绝对渗透率：若岩石中仅有一种流体存在，而且这种流体不与岩石起任何物理、化学反应，这种条件下所反映的渗透率称为岩石的绝对渗透率。
单相渗透率：指单相流体通过岩体孔、裂隙时的渗透率。
有效渗透率：岩石孔隙中多相流体共存时，岩石对其中每相流体的渗透率，称相渗透率。
Ko、Kg、Kw。
相对渗透率：有效渗透率与绝对渗透率的比值油水气饱和度油、气、水在储层孔隙中的体积分别占总孔隙体积的百分数分别称为油、气、水的饱和度。
束缚水：被吸附在颗粒表面或孔隙内，不能自由流动，在油气排采中，不能驱除的那部分水分。
微细毛管孔道中的毛管滞水，亲水岩石颗粒表面的薄膜滞水束缚水饱和度：含油岩层中不可驱替水的体积与岩石总孔隙体积之比。
影响束缚水饱和度的主要因素：孔隙结构泥质含量流体性质残余油饱和度：当被工作剂驱洗过或油藏能量枯竭，不能够继续产出工业油流的时候，油层中仍滞留的石油体积占油层孔隙总体积的百分数，称残余油饱和度。
剩余油：目前尚未采出、并且尚未经工作剂驱洗或波及到的，通过加深对地下储层的认识、改善开发方案或开采工艺水平等措施可以采出的油，称剩余油。
剩余油饱和度：剩余油占油层孔隙总体积的百分数，为剩余油饱和度孔隙结构的测试：压汞法，毛细管压力曲线排驱压力的物理意义：润湿相被非润湿相流体排替所需要的最小压力。
在毛管压力曲线上,就是沿着曲线的平坦部分作切线与纵轴相交的压力值。
3储层的成岩演化(给学生)PPT课件
在酸性介质条件下，长石等不稳定组分的溶解可产生 大量的SiO2：
2K[AlSi3O8]+16H2O+H+
钾长石
2K++2Al3++8(OH)-+6H4SiO4
Al2[SiO5](OH)4+4SiO2+2(OH)-+13H2O
高岭石
2NaAlSi3O8 CaAl2Si2O8+4H++2H2O
斜长石
2Al2Si2O5(OH)4+4SiO2+2Na++Ca172++
膏、蒸发盐矿物也可以成为胶结物。较年轻的砂岩多为碳酸盐 胶结，而较老的砂岩多为氧化硅胶结。
胶结作用的主要类型有碳酸盐胶结、硅质胶结、粘 土胶结、沸石类胶结和一些其它类型的胶结作用。
9
碳酸盐胶结作用
碳酸盐胶结物中最普遍的是方解石，也有白云石、 铁白云石和菱铁矿。碳酸盐可呈均一组分和混合物充
于孔隙中，呈交代物、结核状或存在于薄的纹层当中。 方解石常见糖粒状，形成粒状结构、镶嵌结构或
8
胶结作用
胶结作用是指矿物质在碎屑沉积物孔隙中沉淀，并使沉积物 固结为岩石的作用，是碎屑岩主要的成岩作用。
胶结物可由多种矿物组成，在各种石英砂岩中，大部分胶结物 是碳酸盐和氧化硅。而在一些岩屑砂岩、杂砂岩、和火山碎屑岩中， 其主要胶结物是蚀变了的杂基和化学沉淀的混合物，其成份有粘土 矿物、沸石和其它硅酸盐矿物和铝硅酸盐类矿物。有时氧化铁和石
高岭石 绿泥石 伊利石
长石在地层水酸性介质中溶蚀可
形成大量的高岭石。 自生绿泥石的形成条件要求孔隙溶液含有
较多的Fe2＋、Mg2＋，pH值>7，
第四节 其他岩类储集层
具有一定生烃能力的地层，以较高烃浓度阻
止下伏油气向上扩散运移。所以烃源岩作为盖层
时，封闭效果更好。
a
三、盖层的相对性
盖层形成的条件是其本身具有较大的排替压力。 实际上，盖层形成是在油气运移的动力(水动力+浮力) 小于盖层排替压力，而又大于储层的毛细管力的动态 情况下发生的。
概况起来，盖层的相对性可以包括三种： 1.构成盖层的岩层不具绝对性，在一定条件下 可成为盖层，在另一条件下，可不起盖层作用；
1.火成岩储集层
—主要是指火山喷发、岩浆侵入等形成的储集层。
玄武岩、安山岩、 粗面岩、流纹岩、 火山碎屑岩
日本吉井气 田剖面图
1.火山岩储集层岩石类型
火山碎屑岩类储集层主要包括集块岩、 火山角砾岩和凝灰岩等
火山熔岩类储集层主要包括玄武岩、 安山岩、粗面岩、流纹岩等等
2.火山岩储集层的储集空间
1500—2500到4000m具有最佳封闭能力。
6.粘土矿物组合
•以高岭石、伊利石为主的泥岩吸水性、膨胀性、 可塑性较强，具有较高的封闭能力； •绿泥石含量高，性脆，封闭能力差。
7.韧性
韧性岩石为主的盖层具有较高的封闭能力，
包括：
岩石类型、粘土矿物组合、温度及压力条件等
3.火山岩储集性质的影响因素
（1）岩相控制
（2）构造运动
（3）溶蚀作用
（4）表生风化作用
此外，火山期后的热液作用，重结晶作用，交
代作用等都对火山岩的储集性质产生影响。
美国得克萨斯州里顿泉油田：石油聚集于岩浆岩 顶部的裂隙性储集层中。
美国里顿泉油田剖面图
惠民凹陷夏38井沙三中辉绿岩南北向油藏剖面图
考虑：油气通过盖层所需油、气柱临界高度(最低高度)
石油地质学10-第三章-3-碳酸岩储层
在水动力能量较低的环境下形成的微晶或隐晶石灰岩， 不仅沉积时期，就是在成岩早期阶段也很难形成较发育的 孔隙。
（二）溶蚀作用
碳酸盐岩溶蚀孔隙的发育程度主要取决于3方面： ①岩石本身的抗溶能力、②地下水的溶解能力、③热动 力条件等因素。
①岩石本身的抗溶能力：不同岩性特征，溶解能力 不同。一般石灰岩比白云岩易溶，而泥灰岩比石灰岩和 白云岩难溶。粗晶结构比细晶结构的碳酸盐易溶，厚层 灰岩比薄层灰岩易溶（因质纯、晶粗）。
⑵溶蚀孔隙：系指碳酸盐矿物或伴生的其它易溶矿物被 水溶解后形成的孔隙。主要包括：粒间溶孔、粒内溶孔、晶 间溶孔、溶模孔。
一般，孔径小于5mm者称溶孔，大于5mm者称溶洞。
（二） 碳酸盐岩储集层的裂缝：
碳酸盐岩储集层的裂缝既是储集空间，又是渗滤通道， 对碳酸盐岩中油气的储集有重要的作用。按成因可将其分 为：构造裂缝，非构造裂缝。
二、影响碳酸盐岩储集层物性的主要因素：
影响碳酸盐岩储集层物性的主要因素有三方面：沉积 环境、溶蚀作用和成岩后生作用。
(一) 沉积环境
沉积环境主要影响碳酸盐岩原生孔隙的发育。
水动力能量比较强的沉积环境是发育粒间孔隙的有利 地带；有利于造礁生物繁殖的沉积环境是生物骨架孔隙较 发育的地带，因此，有利于原生孔隙发育的沉积环境是： 前缘台地斜坡相、生物礁相、浅滩相等。
第三节 碳酸盐岩储集层
碳酸盐岩为含油气层的油气储量占世界总储量的一半， 产量已达到总产量的60%以上。
其油气田储量大、产量高。世界有9口日产万吨以上的 高产井，其中8口为碳酸盐岩储集层的储存空间。
一、碳酸盐岩储集层的储集空间：
碳酸盐岩储集层的主要岩石类型为石灰岩、白云岩、 礁灰岩等。
其储集空间通常包括孔隙、溶洞和裂隙三类，其中前 两者是储集空间，而后者是主要的渗滤通道。
（二）溶蚀作用
碳酸盐岩溶蚀孔隙的发育程度主要取决于3方面： ①岩石本身的抗溶能力、②地下水的溶解能力、③热动 力条件等因素。
①岩石本身的抗溶能力：不同岩性特征，溶解能力 不同。一般石灰岩比白云岩易溶，而泥灰岩比石灰岩和 白云岩难溶。粗晶结构比细晶结构的碳酸盐易溶，厚层 灰岩比薄层灰岩易溶（因质纯、晶粗）。
⑵溶蚀孔隙：系指碳酸盐矿物或伴生的其它易溶矿物被 水溶解后形成的孔隙。主要包括：粒间溶孔、粒内溶孔、晶 间溶孔、溶模孔。
一般，孔径小于5mm者称溶孔，大于5mm者称溶洞。
（二） 碳酸盐岩储集层的裂缝：
碳酸盐岩储集层的裂缝既是储集空间，又是渗滤通道， 对碳酸盐岩中油气的储集有重要的作用。按成因可将其分 为：构造裂缝，非构造裂缝。
二、影响碳酸盐岩储集层物性的主要因素：
影响碳酸盐岩储集层物性的主要因素有三方面：沉积 环境、溶蚀作用和成岩后生作用。
(一) 沉积环境
沉积环境主要影响碳酸盐岩原生孔隙的发育。
水动力能量比较强的沉积环境是发育粒间孔隙的有利 地带；有利于造礁生物繁殖的沉积环境是生物骨架孔隙较 发育的地带，因此，有利于原生孔隙发育的沉积环境是： 前缘台地斜坡相、生物礁相、浅滩相等。
第三节 碳酸盐岩储集层
碳酸盐岩为含油气层的油气储量占世界总储量的一半， 产量已达到总产量的60%以上。
其油气田储量大、产量高。世界有9口日产万吨以上的 高产井，其中8口为碳酸盐岩储集层的储存空间。
一、碳酸盐岩储集层的储集空间：
碳酸盐岩储集层的主要岩石类型为石灰岩、白云岩、 礁灰岩等。
其储集空间通常包括孔隙、溶洞和裂隙三类，其中前 两者是储集空间，而后者是主要的渗滤通道。
第三章 3.2 碎屑岩、碳酸盐储集层
4.浊积砂岩体 重力分异的反常现象,深水中粗粒沉积体。 浊积砂岩体的成因：应具备静水条件，以 保证未固结沉积物的保存；有物质来源,(浅海 地区、大陆斜坡地区)、触发机制（地震、断 裂活动），水下滑坡的存在。 形态：平面上为同心状，剖面上为底平 顶凸的透镜状。
岩性：鲍玛序列 A——下部粒序递变层段，砾，粗砂 B——下部平行纹层段，粗-中砂 C——流水波纹层段，细砂 D——上部水平纹层段，粉砂 E——泥岩层段，水平层理，泥 化石：浅水动，植物化石 物性：B、C段较好，分选差一中。 与油气的关系：B、C为较好的储层 发育段，以上及较深水沉积为有利 的生油层发育区。 特点：近水楼台。
立方体排列，堆积越疏松，K大； 菱面体排列，堆积越紧密，K小；
碎屑颗粒磨圆度越好，碎屑岩储集物性越好。
4.胶结物的性质与多少
（1）泥——钙——铁、硅质。 物性 变差 （2）多者差，少者好。 (3）泥质胶结物的矿物成分：蒙、伊、高、绿。 蒙多，膨胀性强，物性差。
Authigenic Kaolinite
第三节 碳酸盐岩储集层
一、储集空间类型 二、 碳酸盐岩储集物性的影响因素 三、碳酸盐岩储层类型
岩性：灰岩、白云岩、生物碎屑灰岩、 鲕状灰岩、礁灰岩等。 结构：颗粒——主要为内碎屑（碎屑、 生屑、鲕粒、晶粒） 灰泥——碎屑小于0.01mm的颗粒 亮晶——化学沉淀物质 孔隙——孔隙、溶洞、裂隙
碳酸盐岩储集岩特点 1.储集空间的大小、形状变化大。 原因：主要受后生作用和构造运动的影响， 如次生孔隙受地下水溶蚀作用，重结晶、 交代等作用的影响较大，裂缝的发育受构 造运动的影响。 2.储集空间的分布与岩石结构（骨架） 特征之间的关系变化大，可由完全依属关 系（如粒间、晶间、生物骨架孔等）到毫 无关系，如溶解孔洞，构造裂缝等。
第三章 储集层与盖层
第三章 储集层与盖层
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% 根
级 别 1 2 3 4 5 砂岩孔隙度（%） 20-30 15-20 10-15 5-10 0-5 评 价 很好 好 中等 差 无价值
第三章 储集层与盖层
国际单位：μ=1Pa.s △P=1Pa A=1 m2 L=1m Q=1cm3/s 则：K=1μm2 常用单位：μ=1厘泊 △P=1大气压 A=1cm2 L=1cm Q=1cm3/s 则：K = 1D = 1000md 1D = 0.987μm2 1md = 987*10-6μm2
据 孔 隙 度 的 大 小 储 集 层 分 级 表
第三章 储集层与盖层
二、渗透性
渗透性：压力 条件下，流体的流动能力。其大小遵循达西定律。
A· ΔP
Q = K· μ· L
K即为岩石的渗透率，国际单位为μm2，常用单位 为达西（D）。
舌状砂岩体平面、剖面分布特征图
第三章 储集层与盖层 1、冲积扇砂砾岩体
在干旱、半干旱气候区， 山地河流进入平原，在山的出 口堆积而形成的扇形砂砾沉积 体。岩性为砾、砂和泥质组成 的混杂堆积，粒度粗，分选差， 成份复杂，圆度不好。 物性特征：孔隙结构中等， 各亚相带的岩性特征有差别， 因此其渗透性和储油潜能也有 变化。其中以扇中的辫状河道 砂砾岩体物性较好，若邻近油 源，可形成油气藏。
压实作用：包括早期的机械压实和晚期的化学压溶作用。 压实作用结果使原生孔隙度降低。 胶结作用：胶结物的含量、成份、类型对储集性有影响。 含量高，粒间孔隙被充填，减少原生孔隙，连通性变差，物性 变差。泥质、钙-泥质胶结的岩石较松，物性较好；纯钙质、硅 质或铁质胶结的岩石致密，物性差。胶结类型由接触式→接触 →孔隙式→孔隙→基底式→基底式物性逐渐变差。 溶解作用：粗粒、孔隙水多或含有有机酸的砂岩，能溶解 孔喉中的碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐，改善储层物性。 交代作用和重结晶作用：物性的改变要视被交代物和重结 晶结果而定。
石油地质学第3章储层和盖层
形状，规模可大可小。
河流相
2．三角洲砂岩体 三角洲平原：分 流河道砂岩体；
三角洲前缘：水
下分流河道、河口坝、 远坝、前缘席状砂等 砂岩体； 前三角洲：以泥
岩为主。
3．海岸砂岩体 主要有海 滩砂、砂坝、 堤岛、风成砂 丘等砂岩体，
一般呈带状或
串珠状沿岸线
分布，分选好。
4．浊积砂岩体 平面呈扇形，成因有海底扇、深海扇、湖底 扇等。扇中部分一般有分选较好的砂质沉积，可 构成良好储层。
岩石中的孔隙 （红色）
一．孔隙性
储集层中的孔隙： Vp 总孔隙度/绝对孔隙度（φ t）： t 100 % Vt 孔隙通常可分为三类： ① 超毛细管孔隙（d＞500m） 连通孔隙/有效孔隙 ② 毛细管孔隙（500～ 2 m） ③ 微毛细管孔隙（d＜2 m）
有效孔隙度 （φ e）：
评价指标：
1、排驱压力（Pd） 2、饱和度中值压 力（Pc50） 3、最小非饱和的 孔隙体积百分数 （Smin%） 4、孔喉半径集中 范围和频数
我国部分油区砂岩储集层的物性特征
地区 层系 孔隙度 ％ 20 —30 20 —25 17 —20 10 —17 20 —30 10 —20 16 —23 7 —16 渗透率 毫达西 100 —300 30 —100 10 —30 0.5 —10 20 —400 0.3 —20 60 —1000 0.3 —40 排驱压力( 汞) 大气压 0.1—1.5 1—4 4—8 10—20 0.2 —4 3—15 0.2 —1 2—7 7—10 5—9 ＜0.1 —5 9—14 15—45 1—5 9 —15 15 —25 15 —25 ＜0.1 0.1—5 5 —300 2 —500 ＞20 3—30 ＜l 一 4 0.2 —6 饱和度中值 毛管压力 ( 汞)大气压 0.7—3 3 —10 0 —80 ＞100 1—6 6 —40 1—6 15 —50 30 —50 40 —90 ＞100 ＞70 10 一＞50 8 —20 2 —25 如裂缝发 育可产气 无自然产能 中 中一高 晶间孔 杂基内微孔隙 杂基内微孔隙、拉间孔 粒间孔、杂基内微孔隙 产微气 晶间孔 高 中 中一低 低 中 低 中 无自然产能 粒间孔隙 充填未满孔、胶结物晶间 孔，粒间孔、构造裂缝 充填未满孔、杂基内微孔隙 杂基内微孔隙、晶间隙 粒间孔、溶蚀孔隙 杂基内微孔隙 粒间孔、杂基内微孔隙 杂基内微孔隙 产能 主要孔隙类型
第三章 储集层和盖层
达到100％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。
能源地质学课件
第三章 储集层和盖层
第一节 储集层的岩石物性参数 (岩石的孔隙性和渗透性)
二、渗透性
能源地质学课件
第三章 储集层和盖层
第一节 储集层的岩石物性参数 (岩石的孔隙性和渗透性)
一、孔隙性 有效孔隙度：是指那些互相连通的，在一般压力条件下，可以
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，以百分
数表示。
e Ve / Vr 100%
e
式中： e —有效孔隙度；
部分属于此种类型。
能源地质学课件
第三章 储集层和盖层
第一节 储集层的岩石物性参数 (岩石的孔隙性和渗透性)
一、孔隙性
2)毛细管孔隙： 管形孔隙直径介于0．5～0．0002mm之间，裂缝宽度介于
0.25—0.0001mm之间。流体在这种孔隙中，由于受毛细管阻力 的作用，已不能自由流动，只有在外力大于毛细管阻力的情况下， 流体才能在其中流动。 微裂缝和一般砂岩中的孔隙多属于这种类型。
能源地质学课件
第三章 储集层和盖层
第一节 储集层的岩石物性参数 (岩石的孔隙性和渗透性)
一、孔隙性 岩石的总孔隙度：岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样总体 积的比值，以百分数表示。
V / Vr 100%
式中： —孔隙度；
V
—岩样中所有孔隙体积之和；
Vr—岩样总体积。 储集岩的孔隙度越大，说明岩石中孔隙空间越大。
能源地质学课件
第三章 储集层和盖层
第一节 储集层的岩石物性参数 (岩石的孔隙性和渗透性)
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。
能源地质学课件
第三章 储集层和盖层
第一节 储集层的岩石物性参数 (岩石的孔隙性和渗透性)
二、渗透性
能源地质学课件
第三章 储集层和盖层
第一节 储集层的岩石物性参数 (岩石的孔隙性和渗透性)
一、孔隙性 有效孔隙度：是指那些互相连通的，在一般压力条件下，可以
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，以百分
数表示。
e Ve / Vr 100%
e
式中： e —有效孔隙度；
部分属于此种类型。
能源地质学课件
第三章 储集层和盖层
第一节 储集层的岩石物性参数 (岩石的孔隙性和渗透性)
一、孔隙性
2)毛细管孔隙： 管形孔隙直径介于0．5～0．0002mm之间，裂缝宽度介于
0.25—0.0001mm之间。流体在这种孔隙中，由于受毛细管阻力 的作用，已不能自由流动，只有在外力大于毛细管阻力的情况下， 流体才能在其中流动。 微裂缝和一般砂岩中的孔隙多属于这种类型。
能源地质学课件
第三章 储集层和盖层
第一节 储集层的岩石物性参数 (岩石的孔隙性和渗透性)
一、孔隙性 岩石的总孔隙度：岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样总体 积的比值，以百分数表示。
V / Vr 100%
式中： —孔隙度；
V
—岩样中所有孔隙体积之和；
Vr—岩样总体积。 储集岩的孔隙度越大，说明岩石中孔隙空间越大。
能源地质学课件
第三章 储集层和盖层
第一节 储集层的岩石物性参数 (岩石的孔隙性和渗透性)
储盖层- 技术课件
古地表附近，大气淡水的溶解
（4）构造作用
导致裂缝产生
小结：影响碎屑岩储集空间发育的因素
沉积相类型和砂体的成因 成岩后生作用的类型及强弱
（二）碳酸盐岩储集层
石灰岩储集层 主要包括： 白云岩储集层
碳酸盐岩油气田往往储量大，单井产能高。 世界最大油田沙特阿拉伯的加瓦尔油田，产自碳 酸盐岩，可采储量114.8亿吨。 世界上的9口万吨井有8口都产自碳酸盐岩储层
细粒的机械沉积物，如粘土物质
胶结物：成岩期或后生期的化学
沉淀物，如钙质、硅质
（3）孔隙
3、碎屑岩的储集空间类型
孔隙（pore）：原生孔隙、次生孔隙 洞（cavity）>2mm 多与表生淋滤作用有关 缝（fracture）： 原生、次生
铸 模 孔
原生粒间孔隙 方解石胶结物被溶解， 形成次生粒间溶孔
我国任丘、四川盆地、鄂尔多斯盆地、塔里木盆地
平落二井须二段 储层中的裂缝
溶蚀裂缝孔隙
次生孔隙（secondary porosity）
薄片镜下鉴别砂岩次生孔隙的岩石学标志：
1 部分溶蚀作用；
2 印模；
3 排列不均一性；
4 特大孔隙；
5 伸长状孔隙；
6 溶蚀的颗粒边缘；
7 组分内孔隙；
8 破裂的颗粒；
形成时期：一般后生阶段中期可以形成大量次生孔隙（溶蚀孔隙）
P1
S
P2
达西定律：Q K P1 P2 S
L
Q 为单位时间内流体通过岩石的流量，厘米3/秒；
S 为流体通过岩石的截面积，厘米2；
μ为流体的粘度， 10-3Pa.s ；
L 为岩石的长度，厘米；
(P1-P2) 为流体通过岩石前后的压差，105Pa；
（4）构造作用
导致裂缝产生
小结：影响碎屑岩储集空间发育的因素
沉积相类型和砂体的成因 成岩后生作用的类型及强弱
（二）碳酸盐岩储集层
石灰岩储集层 主要包括： 白云岩储集层
碳酸盐岩油气田往往储量大，单井产能高。 世界最大油田沙特阿拉伯的加瓦尔油田，产自碳 酸盐岩，可采储量114.8亿吨。 世界上的9口万吨井有8口都产自碳酸盐岩储层
细粒的机械沉积物，如粘土物质
胶结物：成岩期或后生期的化学
沉淀物，如钙质、硅质
（3）孔隙
3、碎屑岩的储集空间类型
孔隙（pore）：原生孔隙、次生孔隙 洞（cavity）>2mm 多与表生淋滤作用有关 缝（fracture）： 原生、次生
铸 模 孔
原生粒间孔隙 方解石胶结物被溶解， 形成次生粒间溶孔
我国任丘、四川盆地、鄂尔多斯盆地、塔里木盆地
平落二井须二段 储层中的裂缝
溶蚀裂缝孔隙
次生孔隙（secondary porosity）
薄片镜下鉴别砂岩次生孔隙的岩石学标志：
1 部分溶蚀作用；
2 印模；
3 排列不均一性；
4 特大孔隙；
5 伸长状孔隙；
6 溶蚀的颗粒边缘；
7 组分内孔隙；
8 破裂的颗粒；
形成时期：一般后生阶段中期可以形成大量次生孔隙（溶蚀孔隙）
P1
S
P2
达西定律：Q K P1 P2 S
L
Q 为单位时间内流体通过岩石的流量，厘米3/秒；
S 为流体通过岩石的截面积，厘米2；
μ为流体的粘度， 10-3Pa.s ；
L 为岩石的长度，厘米；
(P1-P2) 为流体通过岩石前后的压差，105Pa；
储集层和盖层
气、油两相时， 随着饱和度的降 低，渗透率降低
基本特征是具有 孔隙度、渗透率
砂岩储层物性级别表 级 别 特高 高 中 低 特低 渗透率 （10-3μm2）
大于2000 2000-500 500-100 100-10 10-1
孔隙度 %
大于30
25- 30
15--25 10--15 小于10
孔隙度与渗透率之间的关系
表面束缚薄膜较厚，缩小孔隙空间，渗 透性变差（长石）。
矿物的抗风化能力：抗风化能力弱的矿物，则 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。
第二节 碎屑岩储集层 —影响储集性能的地质因素集
2、碎屑颗粒的粒度、分选及排列方式 粒度：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。
储集空间类型 影响储集性能的地质因素
砂（砾）岩储集层的成因类型
第二节 碎屑岩储集层 ---砂（砾）岩储集层的成因类型
砂岩体
冲积扇砂砾岩体 河流砂岩体 三角洲砂岩体 沿岸堤坝 湖泊砂岩体 陆棚砂岩体 浊流砂岩体 风成砂岩体
具有一定形态、岩性和分 布特征，并以砂质为主的 沉积岩体。碎屑岩储集层 以舌状砂岩体的形态出现， 可分为四个带：
①
② ③
排驱压力（Pd）：最大连通喉道
孔喉半径集中范围与百分含量： 饱和度中值压力： 50%饱和度时的压力
④
最小非饱和的孔隙体积百分数（Smin%）：
最小非饱 和的孔隙 体积百分 数（小于 0.04μm的 孔隙）
饱和度中值喉道半 径（ Pc50%越低， γ50越大，则孔隙结 构好。） 孔喉半径集中范围 与百分含量
岩石孔隙铸体法： 把染色的环氧化树 脂注入到岩石孔隙 中去然后制成薄片 观察。
石油地质-第三章-储集层、盖层
储集层的孔隙度与渗透率之间的关系岩石的孔隙度和渗透率间无严格的函数关系但有一定的内在联系因孔隙度和渗透率取决于岩石本身的结构与组成凡具有渗透性的岩石均具有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碎屑岩储集层来说一般是pe越大k值越高即k值随pe的增加而有规律的增加
第三章 储集层和盖层
第一节 第二节 第三节 第四节 储集层的基本性质 碎屑岩储集层 碳酸盐岩储集层 盖层
20
30
40
50
60
70
80
90
100
含油饱和度（％）
油、气饱和度与相对渗透率的关系曲线
三．储集层的孔隙度与渗透率之间的关系 岩石的孔隙度和渗透率间无严格的函数关系，但有一定的内在 联系，因孔隙度和渗透率取决于岩石本身的结构与组成，凡具有 渗透性的岩石均具有一定的孔隙度，特别是有效孔隙度与渗透率 的关系更为密切，对碎屑岩储集层来说，一般是Pe越大，K值越高， 即K值随Pe的增加而有规律的增加。 有效孔隙相同，直径小的孔隙比直径大的渗透率低。
1.岩石的矿物成分 碎屑岩的矿物成分主要是石英和长石，它们对储油物性的影响 是不同的。一般石英砂岩比长石砂岩的储油物性好。其原因是： ①亲水性不同，长石比石英强，当被水润湿时，长石表面形成 的液体薄膜比石英厚，一般情况下，这些液体不能流动，因此， 减少了孔隙流动的截面积； ②抗风化能力不同，石英抗风化 能力强，颗粒表面光滑，油气易 通过；长石不耐风化，表面常有 次生高岭土和绢云母，它们对油 气有吸附作用，可吸水膨胀，堵 塞原来的孔隙。 2.岩石的结构构造 沉积岩粒间孔隙的大小、形态和 发育程度主要受碎屑岩颗粒的粒 岩石颗粒 孔隙系统 胶结物 径、分选、磨圆度和填充程度的 岩石孔隙结构示意图 控制。
岩石中流体的相对渗透率与油气、油水的饱和度（某一单相流 体体积和孔隙体积之比）成正相关关系。随着该相流体饱和度的 增加，有效渗透率在增加，相对渗透率值也在增加，直到有效渗 透率等于绝对渗透率，相对渗透率值等于1为止。
第三章 储集层和盖层
第一节 第二节 第三节 第四节 储集层的基本性质 碎屑岩储集层 碳酸盐岩储集层 盖层
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含油饱和度（％）
油、气饱和度与相对渗透率的关系曲线
三．储集层的孔隙度与渗透率之间的关系 岩石的孔隙度和渗透率间无严格的函数关系，但有一定的内在 联系，因孔隙度和渗透率取决于岩石本身的结构与组成，凡具有 渗透性的岩石均具有一定的孔隙度，特别是有效孔隙度与渗透率 的关系更为密切，对碎屑岩储集层来说，一般是Pe越大，K值越高， 即K值随Pe的增加而有规律的增加。 有效孔隙相同，直径小的孔隙比直径大的渗透率低。
1.岩石的矿物成分 碎屑岩的矿物成分主要是石英和长石，它们对储油物性的影响 是不同的。一般石英砂岩比长石砂岩的储油物性好。其原因是： ①亲水性不同，长石比石英强，当被水润湿时，长石表面形成 的液体薄膜比石英厚，一般情况下，这些液体不能流动，因此， 减少了孔隙流动的截面积； ②抗风化能力不同，石英抗风化 能力强，颗粒表面光滑，油气易 通过；长石不耐风化，表面常有 次生高岭土和绢云母，它们对油 气有吸附作用，可吸水膨胀，堵 塞原来的孔隙。 2.岩石的结构构造 沉积岩粒间孔隙的大小、形态和 发育程度主要受碎屑岩颗粒的粒 岩石颗粒 孔隙系统 胶结物 径、分选、磨圆度和填充程度的 岩石孔隙结构示意图 控制。
岩石中流体的相对渗透率与油气、油水的饱和度（某一单相流 体体积和孔隙体积之比）成正相关关系。随着该相流体饱和度的 增加，有效渗透率在增加，相对渗透率值也在增加，直到有效渗 透率等于绝对渗透率，相对渗透率值等于1为止。
03--储集层和盖层
03 储集层和盖层一、名词解释：1、孔隙2、绝对孔隙度3、有效孔隙度4、渗透率5、绝对渗透率6、有效渗透率7、原生孔隙8、次生孔隙9、排驱压力10、盖层二、综合思考题：1、盖层应具备哪些条件？通常有利于作盖层的岩层的哪些？2、论述影响碎屑岩储集性的因素。
论述影响碳酸盐岩储集性的因素。
3、分别论述碎屑岩储集岩和碳酸盐岩储集岩的孔隙类型，它们有何差异？三、填空：1、储层孔隙中，地下水存在的三种状态包括、和自由水。
2、和是储集岩所具有的基本特性。
3、有效孔隙度是指岩石中与比值。
4、储集岩的储集空间按孔径大小可以划分为孔隙、孔隙和孔隙。
5、储集岩的储集空间按成因可以划分为两大类型，即和。
6、储集岩的储集空间按形态可以划分为两大类型，即和。
7、形成碳酸盐次生孔隙最有利成岩后生作用主要是和。
8、一般良好的盖层，地质上除考虑其岩石类型和具有较高的排潜压力之外，还应考虑其和。
四、选择性填空（每题选择一正确答案）：1、对同一岩样来说，其有效孔隙度通常绝对孔隙度。
A、小于；B、等于；C、大于；D、可大于也可小于。
2、当某种流体饱和度为时，其相渗透率等于绝对渗透率。
A、5%；B、50%；C、75%；D、100%。
3、与储层比较，盖层的排替压力储层的排替压力。
A、大于；B、等于；C、小于；D、可小于也可大于。
五、是非判断题：1、岩石孔隙度大，其单个孔隙体积也一定大。
（）2、同一岩样其有效孔隙度不可能大于其绝对孔隙度。
（）3、在流体饱和度相同的条件下，有效渗透率越高，其孔隙愈粗大。
（）4、只要是盖层，其排驱压力就比相邻的储层高。
（）5、除泥质岩外很难找到其它岩石类型的盖层。
（）。
《石油地质学》课程笔记
《石油地质学》课程笔记第一章绪论1.1 石油和天然气在现代社会中的地位石油和天然气是现代社会最重要的化石能源，对于全球经济发展和社会进步具有举足轻重的作用。
它们不仅是能源的主要来源，还是化学工业、农业、医药、制冷和运输等行业不可或缺的原材料。
随着全球经济的快速增长，石油和天然气需求持续增加，导致资源紧张和价格波动。
因此，石油和天然气资源的勘探、开发和利用成为各国政府和企业关注的焦点。
1.2 我国油气地质与勘探发展简史我国石油和天然气的开发利用历史悠久，早在公元前就有关于石油和天然气的记载。
20世纪初，我国开始引进西方的地质理论和勘探技术，开展油气资源的调查和勘探。
新中国成立后，我国油气地质与勘探事业取得了举世瞩目的成就。
1950年代，发现了大庆、胜利等大型油田，使我国成为石油生产大国。
此后，我国在陆地和海域油气勘探不断取得突破，形成了多个重要的油气产区。
1.3 世界油气地质与勘探发展简史世界油气地质与勘探的发展历程与人类对能源的需求密切相关。
19世纪初，人们开始使用煤油作为照明燃料，推动了石油勘探的兴起。
随着内燃机的发明和应用，石油需求激增，促使勘探技术不断进步。
20世纪初，地质学家们提出了油气成因理论，为油气勘探提供了科学依据。
此后，地震勘探、钻井技术、油气藏评价等技术的突破，使得油气勘探领域不断扩大，发现了大量油气田。
第二章石油、天然气、油田水的基本特征2.1 石油的元素组成石油是一种复杂的混合物，主要由碳（C）和氢（H）两种元素组成，碳的含量约占83%至87%，氢的含量约占11%至14%。
此外，石油中还含有少量的硫（S）、氮（N）、氧（O）和微量金属元素等。
2.2 石油的化合物组成石油中的化合物主要包括烷烃、环烷烃和芳香烃。
烷烃是石油中含量最高的化合物，主要包括甲烷、乙烷、丙烷等。
环烷烃包括环戊烷、环己烷等。
芳香烃包括苯、甲苯、二甲苯等。
2.3 石油的馏分组成与组分组成石油可以通过蒸馏分离成不同的馏分，主要包括：轻馏分（液化石油气、汽油）、中馏分（柴油、煤油）、重馏分（润滑油、沥青）和残余油（重油、渣油）。
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四、断层封闭性研究的层段区别
储层段内应研 究断层的侧向 封闭性，盖层 段内应研究断
层的垂向封闭
性。
储层段与盖层段内油气运移方向示意图
3. 时间上断层封闭的差异性
活动期时断层垂向开启，静止期时一般垂向封闭
模型装载完毕后，开 始注人氨气，打开排 气阀
氨 气 沿 底部 石 英砂 层 平行推进
关闭排气阀，向上同 时抽提各胶皮至要求 部位
氨气在压力差作用下迅 速沿断裂空腔向上运移
氨 气 顺 着断 裂 临近 砂 体发生侧向运移
最后，氨气充注到克 拉2构造圈闭中
上压实层
压力
泥
超
压 分布
封闭
岩 层 段 欠压实层
下压实层
毛细管力
欠压实泥岩封闭能力示意图 （郝石生，1995）
能力分 布
4.盖层研究方法 1）盖层宏观分布 利用地震、测井、钻井资料确定盖层 的分布范围，横向连续性，确定区域与局 部盖层及其岩性。
2）盖层微观封闭能力 （1）排替压力研究 ①盖岩样品测试； ②建立排替压力与声波 时差关系，根据声波时差随 深度的变化关系建立排替压 力随深度的变化关系，并根 据各井盖层埋深研究出盖层 排替压力平面分布规律。
2 cos Pd r
Pа——最大连通孔隙毛管压力（排替压力） R——最大连通孔隙半径 σ——气（油）水界面张力 σ——三相界面接触角
物性封闭的实质——高排替压力逸制游 离烃通过盖层的散失。 排替压力的大小取决 于盖层岩石的粒度和压实程度。 只有当气藏（油藏）剩余压力大于盖层 排替压力时，盖层最大连通孔隙流体被排替， 油气开始逸散，当压力降到盖层排替压力时， 逸失停止，直到下次油气藏压力积蓄到高于 盖层排替压力。
（3）建立声波时差与深度之间关系，研究 盖层的压力封闭能力。
3）盖层封闭有效性研究 通过恢复盖层封闭性演化史、源岩 排烃史，研究二者匹配关系，只有在源 岩排烃以前，或早期阶段形成的盖层， 才具较高的有效性，在排烃之后形成的 盖层，不具有效性，尽管有时此类盖层 封闭能力很强，但不封闭油气，如青山 口组对侏罗系气源气的封闭。
2. 烃浓度封闭（低扩散系数） 实质：高烃浓度盖层抑制油气的扩散逸失。 在浓度差的作用下流体扩散是一种普遍现象，尤其 轻烃（甲烷）最重要，取决于岩石的致密程度和烃 浓度差；烃类通过盖层的扩散量可由下式表示
Q——扩散量 H——盖层厚度 C0——初始浓度 C1——盖层上部浓度 S——扩散面积 T——扩散时间 D——扩散系数
第五节 盖层的类型及其封盖机制
一、 盖层的概念及类型 二、盖层的封闭机理 三、影响盖层有效性的因素
一、 盖层的概念及类型（Cap rock）
概念：指位于储集层上方，能阻 止油气向上逸散的非渗透岩层。 细粒、致密、孔渗性差。
1.按岩性分类
① 膏盐类盖层
最佳盖层。石膏、硬石膏和岩盐 ② 泥质岩类盖层 最常见盖层。分布最广、数量最多 ③ 碳酸盐岩类盖层 泥灰岩、致密灰岩 ，较差
石油密度与盖层厚度的关系
石油溶解气组分与盖层的厚度关系
3、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。
4、成岩程度
成岩早期：泥质岩孔隙大、渗透 率高，排替压力低，封闭能力弱；随 成岩程度增加，封闭能力增强；成岩 作用晚期岩石变脆，易产生裂缝，使 封闭能力变差。
3 根据盖层与油气藏的位置关系: ①直接盖层:指紧邻储层之上的封闭岩 层。可以是局部性盖层,也可以是区域性盖 层。 ②上覆盖层:指储集岩上覆直接盖层之 上的所有非渗透性岩层。 一般是指区域性盖层,对区域性的油气聚集 和保存起重要作用。
二、盖层的封闭机理
1. 物性封闭
排替压力：岩石中非润湿相流体被润湿相统 体排替所需要的最低压力，即是岩石中最大连通 孔隙的毛管压力，大小可由下式表示：
D Q C0 C1 S t H
D取抉于岩石性 质，成岩程度。岩性 越细，越致密，D越 小。
扩散系数与岩石参透率K一样，是表征岩石 本身抑制扩散能力的参数，与扩散流体性质有 关系， 岩石扩散系数越小，盖层封闭能力越强， 反之越弱；也与盖层中烃浓度有关.
模式Ⅰ
含气 浓度ຫໍສະໝຸດ 模式Ⅱ含气 浓度大厚度盖层封闭能力强的主要原因： （1）盖层厚度大，说明沉积环境稳定，沉 积物的均质性好。可减少或堵截较大孔隙在垂 向上的连通性，增强封闭能力。 （2）盖层厚度大，可在横向上保持岩性的 相对稳定。即使发生断裂破坏，也不易被断裂 错开，保持其分布的稳定性。 （3）泥质岩盖层厚度越大，形成欠压实的 可能性越大，有利于形成超压封闭。
模式Ⅲ
含气 浓度
盖层 气层 深度
盖层 气层 深度
盖层 气层 深度
气藏 盖层 为非 生烃 岩
气藏 盖层 为生 烃岩 ， 已进 入生 烃门 限， 但 不存 在欠 压实 超压
气藏 盖层 为生 烃岩 ， 已进 入生 烃门 限， 且存 在欠 压实 超压
3.超压封闭 较高的盖层 孔隙流体超压， 抑制水溶烃和 游离烃逸失。
排替压力/MPa
0 0 5 10 15 20 25
1000
2000
埋深/m
3000 4000 5000
库车坳陷英买9井盖岩排 替压力随埋深变化关系图
（2）扩散系数及烃浓度研究 ①实测； ②建立实测扩散系数与声波时差关系，通 过声波时差求取扩散系数。 ③建立烃浓度与深度之间关系曲线，研究 各深度处烃浓度封闭能力；
第六节 生储盖组合
概念：地层剖面中紧密相邻的包括生油 层、储集 层、盖层的一套有规律的组合类型。 按时代分：古生新储、新生古储、自生自储自盖
按组合方式分： 正常式，从上到下依次为盖层，储层，生层。 侧变式，生储同层，侧向变化。 顶生式，生盖同层。
第六节 断层封闭机理
对置盘地层或断层带与目的层之间存在排替压力差
一、断层侧向封闭机理 1.目的盘储层与对置盘非渗透层相对接； 2.断裂充填物比储层有更高的排替压力。 二、断层垂向封闭机理 1.断层面紧闭； 2.断裂充填物比储层有更高的排替压力。
三、断层封闭的差异性
1. 断层封闭能力的差异性
莲花油藏剖面图
2. 空间上断层封闭的差异性
断层侧向封闭性评价的Allen图解