石油3-3碳酸盐岩储集层

1、原生孔隙——发育主要受沉积条件的控制
原生孔隙分布
碳酸盐岩原生孔隙发育程度与岩性关系 密切，分布受沉积环境控制。
平面分布上，多为粗结构的岩石； 剖面分布上，多处于高能环境沉积层序中。
2、次生孔隙：——溶孔
包括溶蚀孔隙和溶洞、重结晶孔隙、白云岩化孔
隙等，其中以溶蚀孔隙和溶洞最发育。
溶蚀孔隙：碳酸盐矿物或伴生的其它易溶矿物被
生物骨架孔隙： 由原地生长的造礁生物（如群体珊瑚、
鸟眼孔隙：是一种透镜状或不规则状孔隙，常成群出现，
生物骨架孔隙
1、原生孔隙——发育主要受沉积条件的控制
晶间孔隙：碳酸盐岩矿物晶体之间的孔隙。晶间孔隙可
以是沉积时期形成的，更多是在成岩后生阶段由于重结晶 作用、白云岩作用等形成的。
晶间孔
碳 酸 盐 岩 孔 隙 类 型 示 意 图 黑 色 为 孔 隙
（4）裂缝－溶洞型储层
溶洞是主要的储集空间，裂缝为渗流通道。
——常分布于不整合面及大断裂附近。
（5）孔洞缝复合型储层
储集空间为各种成因的孔隙、溶蚀洞穴和裂缝。孔隙、 溶洞为主要的油气储集空间，裂缝主要发挥渗流通道作
用，构成统一的孔隙－溶洞－裂缝系统。
（ 四 ） 碳 酸 盐 岩 与 砂 岩 储 集 性 质 的 比 较
地下水、地表水溶解后形成的孔隙，包括粒内溶孔、
铸模孔隙、粒间溶孔、溶沟、溶洞。 溶洞是指溶解作用超出了原来颗粒的范围，不再 受原来组构的控制，形成一些大小不等、形状不规则 的洞穴。在溶孔或溶洞的内壁上，常沉淀有晶簇状的
方解石或其它矿物的晶体，因此又称为晶洞孔隙。
粒间溶蚀孔、粒内溶蚀孔
晶间溶孔
铸模孔
石油天然气地质与勘探
任课人：逄 雯 山东胜利职业学院
第三章
储集层和盖层
第一节 储集层的岩石物性参数
第二节 碎屑岩储集层
第三节 碳酸盐岩储集层
第四节 特殊岩类储集层 第五节 盖层的类型及其封盖机制
第三章

储集层和盖层
世界上绝大多数油气藏的储集层是沉积岩层， 其中又以砂岩和碳酸盐岩最为重要，少数油气藏 的储集层为火山岩、裂缝性泥岩和变质岩。
构造裂缝：成组分布、具一定方向性，可
分为张、压、扭性。
1、原生孔隙——发育主要受沉积条件的控制
粒间孔隙：是鲕粒灰岩、生物碎屑灰岩和内碎屑灰岩等
颗粒石灰岩常具有的孔隙，其特征与砂岩相似，孔隙度的 大小与颗粒大小、分选程度、灰泥基质含量和亮晶胶结物 的含量有密切关系，世界上有相当多的碳酸盐岩油气储集 层是属于这种粒间孔隙类型。
B.去白云石化作用：
含有硫酸钙的地下水进过白云岩发育地区时，将交代白云 石，产生次生方解石，形成去白云石化的次生石灰岩。其 中方解石晶粒变粗，孔隙度增大，但分布比较局限，常呈 树枝状或透镜状出现于白云岩中
2、裂缝发育的影响因素
①裂缝发育的岩性因素： ——内因：岩石的脆性
脆性由大到小顺序：
白云岩或泥质白云岩——石灰岩、白云质灰岩 ——泥灰岩——盐岩——石膏
孔隙类型
1．受组构控制的原生孔隙 ① 粒间孔隙； ② 遮蔽孔隙； ③ 粒内孔隙； ④ 生物骨架孔隙； ⑤ 生物钻孔（潜穴）孔隙； ⑥ 鸟眼孔隙； ⑦ 收缩孔隙； ⑧ 晶间孔隙。
2．溶解作用形成的次生孔隙 ① 粒内溶孔和印模孔；
② 粒间溶孔；
③ 溶孔、溶洞、溶沟； ④ 角砾孔隙。 3．裂隙 成岩裂缝：
储集空间的成因
与沉积环境有关
成岩作用的影响 裂缝作用的影响 孔隙度与渗透率的相关性
影wk.baidu.com较小，压实、胶结作用使 原生孔隙度降低 一般不重要 相对一致，正相关关系
一、储集空间类型
（一） 孔隙类型
碳酸盐岩储集层主要是一些多孔的粒屑
灰岩、生物骨架灰岩和白云岩等。其孔隙类型
可分为：原生孔隙、次生孔隙和裂缝三类。
二、 碳酸盐岩储集物性的影响因素
1、孔隙（洞）发育的主要影响因素 （1）原生孔隙——沉积条件（环境） 发育与岩性有关。岩性受主要沉积环境控制，决 定于沉积环境水动力的高低。
粒间孔隙发育在颗粒石灰岩中，同砂岩相似，其孔渗性 与颗粒大小，分选程度正相关，与基质含量负相关； 晶间孔隙大小与晶粒大小及均匀性关系密切； 各种生物孔隙的大小与生物个体大小和排列状况有关。
孔隙、溶洞（孔径＞5mm）——储集空间 裂缝——渗滤通道
砂岩与碳酸盐岩储集空间比较（据Choquette和Pray，1970 修改）
方面 沉积物中的原始孔隙度 岩石中最终孔隙度 储集空间的类型 储集空间的大小、形状及 分布 储集空间的大小、形状的 影响因素 砂岩 通常25％～40％ 常为原生孔隙度的一半或更 多，一般为15％～30％ 粒间孔隙为主。裂缝较少，一 般没有溶洞。 分布均匀、储集空间以组构选 择性孔隙为主。 与碎屑岩的粒度、分选等有 关，孔隙形状依存于颗粒形状 碳酸盐岩 通常40％～70％ 通常不是原生孔隙，储集岩内一般 为5％～15％ 类型多、变化大，发育大量的溶洞 和裂缝 变化很大，从完全取决于岩石组构 要素（组构选择性），到毫不相关 一般孔隙大小与粒度、分选等无 关；形态变化大，从依存于颗粒形 状到完全不依存于颗粒形状 复杂、多期、多样。受到强烈的成 岩作用和后期构造作用的影响。裂 缝型储层、缝一洞型储层等与环境 没有直接的关系。 影响大，能创造、消除或完全改变 孔隙度，胶结作用和溶蚀作用重要 在储集性质上很重要 变化大，一般相关性差
裂缝面弯曲，形状不规则，有时有分枝现象。
3、裂缝
（３）压溶裂缝：上覆地层静压力下，富CO2的地下
水沿裂缝或层理流动时对成分不均的石灰岩选择性溶
解而成，如缝合线。 其特点是：其中常残留许多泥质、有机质。 （4）风化裂缝：指古风化壳由于受地表水淋滤和地 下水淋滤溶蚀形成。
其特点是：裂缝大小不均一，形态奇特。
特征 沉积物原始 孔隙度 岩石的最终 孔隙度
砂岩 一般 25 ～ 40% 一般为原始孔隙度的 一半或一半以上，储 集层普遍为 15～30%
碳酸盐岩 一般 40～70% 一般是原始孔隙度的很小 一部分或近于零，储集层 中普遍为 5～15% 初始粒间孔隙较多，但由于 沉积以后的改造，溶洞、裂 缝发育，变化很大 与颗粒分选作用和直径关系 较小，受次生作用影响较大 变化很大 影响很大，能够形成、消失 或完全改变孔隙。胶结作用 和溶解作用很重要 影响很大 两者关系变化很大，一般与 颗粒大小、分选情况无关
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。
2、裂缝发育的影响因素
②裂缝发育的构造因素 受构造位置、作用力性质、强弱、受力次数、变 形环境、阶段等影响。受力强、张力大、受力次数 多的构造部位裂缝发育，相反则差。 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。
孔缝联通
3、裂缝
（１）构造裂缝：构造应力超过岩石弹性限度后破裂
而成的裂缝，是最主要的裂缝类型。
其特点是：边缘平直、延伸较远、具有一定的方向
和组系。
（２）成岩裂缝：由于上覆岩层压力和本身失水收缩、 干裂或重结晶等形成的裂缝。分布受层理限制，不穿 层，多平行层面，缝面弯曲，形状不规则。 其特点是：一般受层理限制，平行层面，不切穿层，
1、孔隙（洞）发育的主要影响因素
（2）次生孔隙——成岩后生作用 ①碳酸盐岩溶蚀孔隙
A.碳酸盐岩溶解度：
Ⅰ、富含CO2水中，碳酸盐岩溶解度与Ca2+/Mg2+成正比。即 石灰岩比白云岩易溶解。而在富含SO42—水中则相反。
Ⅱ、质纯者易溶解。
1、孔隙（洞）发育的主要影响因素
①碳酸盐岩溶蚀孔隙 B.地下水溶解能力：
三、碳酸盐岩储层类型
按照储集空间及其组合类型，可将碳酸盐岩储层大体分为 五种基本类型：
（1）孔隙型储层
储集空间以各类原生孔为主。孔隙连通性好；裂缝不 发育。 潮下带－开阔台地、浅滩和生物礁相等。
（2）裂缝型储层
裂缝既为主要的油气储集空间，又是油气渗滤通道。
（3）裂缝－孔隙型储层
储集空间为各类孔隙和裂缝。孔隙为主要的储集空间， 裂缝主要为油气渗滤通道。
（5）溶蚀裂缝：受地下水淋滤溶蚀形成。 其特点是：裂缝形态奇特，有陆源砂、泥或围岩岩 块充填。
4、碳酸盐岩储层的喉道类型
管状喉道
孔隙缩小部分成为喉道
片状喉道
碳酸盐岩储层喉道类型
4、碳酸盐岩储层的喉道类型



（1）管状喉道：孔隙与孔隙之间由细而长的管子 相连，其断面接近圆形。 （2）孔隙缩小部分成为喉道：孔隙与喉道无明显 界限，扩大部分为孔隙，缩小的狭窄部分即为喉 道。孔隙缩小部分是由于孔隙内晶体生长，或其 他充填物等各种原因形成。喉道与孔隙相比较， 其直径（等效）相差不大。 （3）片状喉道：在白云石或方解石晶体之间的缝 隙一般为片状喉道。片状喉道连通着多面体孔隙 或四面体孔隙。片状喉道一般很窄，只有几微米 到十几微米，这是碳酸盐岩中最常见的喉道类型。
粒内孔隙(生物体腔孔隙 )：碳酸盐颗粒内部的孔隙，
生物灰岩常具有这种孔隙，故又称为生物体腔孔隙，如腹 足类介壳的体腔孔隙。个别鲕粒内部也有这类孔隙。
生物钻孔孔隙： 由某些生物的钻孔所形成的孔隙，较
为少见，孔隙常被充填。
粒间孔隙
鲕粒间孔
生屑间孔
砂屑间孔
生物体腔孔隙
生物屑粒内孔
1、原生孔隙——发育主要受沉积条件的控制


世界许多重要产油气区的储集层都是以碳酸 盐岩为主的。在我国，碳酸盐岩储集层分布也极 为广泛。
第三节 碳酸盐岩储集层
主要的渗 滤通道 一、储集空间类型 主要的 储集空 间 碳酸盐岩的储集空间，分为孔隙、溶孔（洞）、 裂缝。与砂岩储集层相比，碳酸盐岩储集层储集空 间类型多、次生变化大，具有更大的复杂性和多样 性。
特点：储集空间类型多样；储集空间的大
小、形状及分布变化很大；储集空间成因复杂。
碳酸盐岩储层孔隙类型表
类 孔 缝 孔 次生 孔隙 洞 缝 受组构控制的 非组构控制的 受组构控制的 受组构控制的 非组构控制的 非组构控制的 亚 类
原生 孔隙
粒间孔、粒内孔、壳体掩蔽孔隙、生 物骨架孔隙、晶间孔 生物钻孔、砾间孔、鸟眼孔隙 矿物解理缝、收缩缝 粒间或晶间溶孔、粒内溶孔、晶间孔 铸模孔（粒模、晶模、生物模）、窗 格孔隙、岩溶角砾孔隙 溶沟、溶洞、洞穴 古风化缝、成岩收缩缝、压溶缝、构 造缝、区域裂缝

按组成储集层的岩石类型可将其分为三 大类：
1、碎屑岩储集层 2、碳酸盐岩储集层 3、其它岩类储集层
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
第三节 碳酸盐岩储集层

碳酸盐岩油气储层在世界油气分布中占有重要 地位，油气储量约占全世界油气总储量的40％， 油气产量达全世界油气总产量的60％以上。 碳酸盐岩储集层构成的油气田常常储量大、 单井产量高，容易形成大型油气田，世界上共有 九口日产量曾达万吨以上的高产井，其中八口属 碳酸盐岩储集层。
孔隙类型
几乎全为粒间孔隙
孔隙大小与 沉积的关系 孔隙形状 成岩作用对 物性的影响 裂隙的影响对储集 层性质的影响 孔隙性与渗透 性之间的关系
与颗粒直径和分选 作用密切有关 主要取决于颗粒形状 由于压实作用和胶结作用， 原始孔隙有所减小
一般不重要 比较一致，一般决定于 颗粒大小和分选情况
层孔冲、海绵等）在生长时形成的坚固骨架，在骨架之间 所留下的孔隙，孔隙形状随生物生长方式而异，在骨架之 间构成疏松多孔的结构，如各种生物礁灰岩，常具有高的 孔隙度和渗透率。
平行于纹层或层面分布。鸟眼构造留下的孔隙，常比粒间 孔隙直径大，多发育在潮上或潮间带，在成岩后期，由于 气泡、干缩或藻席溶解而成，是网格状或窗孔状孔隙的一 种类型。
水中富含CO2、或温度升高时，地下水的溶解能力增大。
C.气候、地貌、构造条件：
碳酸盐岩出露于气候温暖的河谷近湖（海）岸、剥蚀区、 多裂缝或断层区时，更易被溶蚀。
1、孔隙（洞）发育的主要影响因素
②其它成岩作用－白云岩化、重结晶作用 A.重结晶作用：
在成岩后生作用阶段，温度和压力不断增加，发生重结晶 作用，结果晶体变粗，孔径增大，使晶间孔隙变大，有利 于形成溶蚀孔隙。