第六章储层特征与评价
储层评价
经分析 ,油气指示参数 OID 和反映物性的胶结指数 m 是影响储集层产能的关键参数。 通过对岩石的四性关系研究 ,结合测试产能与储层参数之间的关系进行对比 ,可以发 现 ,油气指数 OID (其值相当于单位厚度的初产油量)与深侧向电阻率( Rt ) 、 孔隙 度(Φ)和泥质含量(V sh )关系最密切。通过非线性拟合回归 ,得出油气指数 OID 与深 侧向、 孔隙度、 泥质含量的关系为
致密碎屑岩储层评价方法 研究
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背景介绍
碎屑岩储层是我国非常重要的一类储层，其油气储量约占总 储量的90%以上，碎屑岩储层的基本属性和碎屑岩评价技术与 方法，包括储层岩石学研究、储层沉积相分析、储层成岩作用 研究、储层空间和物性评价、含油性评价、综合评价几个方面。 在我国碎屑岩油气储量约占总储量的90%以上。因此，对碎屑 岩储层进行评价具有重要的意义。
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百色盆地东部拗陷中央凹陷带那读组为陆相碎屑岩沉积地层 ,储集层 的特点是岩性致密 ,孔隙结构复杂 ,非均质性较强 ,横向可对比性较差 ,用传 统解释方法对其储层进行正确评价比较困难。综合岩心分析、 储层电性特 征对该区储层进行系统研究 ,初步形成了一套用常规测井资料综合评价致密 碎屑岩储层评价技术 ,包括流体性质判别、 孔隙结构评价、 储层非均质性 评价、 储层分类、 产量预测等方法 ,并通过实例进行了效果评价 ,证实该技 术的应用可有效地促进中央凹陷带的勘探开发。
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储 层 岩 石 学 研究
百色盆地东部拗陷中央凹陷带是百色盆地的沉 积中心,也是盆地的生油中心。该区油气资源丰富 , 第三系那读组为主要含油层系。几十年的油气勘探 开发表明 ,该区储集物性条件差、 岩性致密、 非均质 性极强,储层横向可对比性较差 ,流体性质判别比较 困难 ,运用传统的测井解释技术难以对流体识别、 孔 隙结构、 储层非均质性、 产量预测以及储层参数进行准确的定量评价。为此针 对该区致密碎屑岩储层的特点 ,结合区内其他实际资料 ,综合岩心的分析和电性特 征对该地区的致密碎屑岩储层进行了系统研 究 ,总结出一套利用常规测井综合评价致密碎屑岩 储层的方法。
第六章海相碎屑岩储层沉积学特征(1)
第六章 海相碎屑岩储层沉积学特征
5、潮汐三角洲沉积
由于潮汐的涨落，在潮汐口内侧、外侧形成的三角形沉 积体。 位置：潮道口 组成：砂 沉积构造：交错层理
第六章 海相碎屑岩储层沉积学特征
第六章 海相碎屑岩储层沉积学特征
6、冲越扇沉积 位置：障壁向陆一侧 （潟湖一侧） 组成：细砂和中粒砂为主， 也可有粗砂和细砾 沉积构造：平行层理
第六章 海相碎屑岩储层沉积学特征
第六章 海相碎屑岩储层沉积学特征
Байду номын сангаас 第六章 海相碎屑岩储层沉积学特征
①障壁岛沉积 A 障壁岛亚环境
障壁岛沉积环境可细分为岛滩、障壁坪和风成 沙丘： a 岛滩 是障壁向海一侧的狭长地带、即广海的滩砂。 b 障壁坪 向陆一侧的宽缓斜坡带。逐渐向泻湖过渡。 c风成砂丘 位于障壁岛的中央，系海滩砂经风的改造而成
剖面 A 发育于图里河成本沟西山，探 坑及残破积，自下而上由石英砂岩、岩 屑石英砂岩、粉砂岩、凝灰岩组成，指 示滨浅海沉积环境。
沿集材道挖出的石英砂岩
图里河－西尼气C1L剖面（张昱等，2003）沉积相解释（本次野外观察）
第六章 海相碎屑岩储层沉积学特征
剖面 B 发育于图里河成本沟西山，探 坑及残破积，自下而上由石英杂砂岩、 长石砂岩、粉砂质泥岩、粉砂岩组成， 指示滨浅海沉积环境。
海岸带指的滨海地带，滨海一般系指从平均浪基 面以上至最高浪潮面之间的地带。
第六章 海相碎屑岩储层沉积学特征
1、地质特征
特征 深度范围 宽度 沉积特点 通常为20－30m 数十米到数千米 影响因素 波浪与潮汐、坡度 坡度、地貌
主要为砂质沉积物，其次为砾石 地形、母岩 （范围、规模小）
环境特征
海水反复进退 日光充足 生物繁多 温度和盐度变化大 生物群变化迅速
测井资料解释(煤田测井解释)
对比泥质砂岩体积模型和煤的体积模型： 泥质砂岩的岩石骨架相当于碳分， 泥质相当于灰分， 而孔隙水则相当于水分。
煤的声波测井、密度测井及中子测井解释公式与泥质砂岩的测井解释公式具有相 同的形式：
t 1 Vatc Vata t f b 1 Vac Vaa f N 1 Vac Vaa f
上式中Va’=V0/V为灰分的相对体积含量;Δtc、Δta、Δtf分别为碳、灰、水的声波时差； δc、δa、δf分别为碳、灰、水的体积密度；Φc、Φa、Φf分别为碳、灰、水的含氢指 数；为水分的相对体积含量。
煤层的井径曲线受钻井工艺和钻井液性能影响，煤层会发生垮塌，使井径扩大。 煤层的声反射系数比其它地层都小，声波井周成像是记录声波在井壁处反射波的 能量，由于煤层反射系数小，声波透过地层的能量多，而反射的能量少，因此图像 颜色深。
煤储层孔渗特征
1. 煤储层孔隙结构 属裂缝—孔隙型结构，煤基质被天然裂缝（割理）网分隔成许多方块，每个方块 由煤粒和微孔隙组成。基质是储气空间，甲烷被吸附在微孔的表面，渗透率很低， 一般为（10-2～10-6）×10-3μm2。在浓度差的作用下，甲烷透过基质扩散到裂缝中， 裂缝在煤的总孔隙体积中占次要地位，储气功能很低，可有少量游离气储存其中， 但裂缝的渗透率高，是甲烷渗流的主要通道。 煤中的天然裂缝(割理)是煤化作用和构造应力影响的结果。成大致相互垂直的两 组，主要的、延伸较大的一组叫面割理，次要的、与面割理大致垂直的一组叫端割 理。割理是煤中流体运移的主要通道，并且有方向性，因而它是控制煤层气方向渗 透的主要因素，割理间距是煤储层模拟中的一个重要参数。
储层地质学.doc
第六章储层非均质性第一节储层非均质性的概念及分类一、储层非均质性的概念油气储集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不均匀的变化，这种变化就称为储层非均质性。
储层非均质性是影响地下油、气、水运动及油气采收率的主要因素。
储层的均质性是相对的，而非均质性是绝对的。
在一个测量单元内(如岩心塞规模)，由于只能把握储层的平均特性(如测定岩心孔隙度)，可以认为储层在同一测量单元内是相对均质的，但从一个测量单元到另一个测量单元，储层性质就发生了变化，如两个岩心塞之间的孔隙度差异，这就是储层非均质的表现。
测量单元具有规模和层次性，储层非均质性也具有规模和层次性。
一个层次的非均质规模包含若干低一级层次的测量单元(如小层单元包括若干个岩心测量单元)。
另一方面，储层性质本身可以是各向同性的，也可以是各向异性的。
有的储层参数是标量(如孔隙度、含油饱和度)，其数值测量不存在方向性问题，即在同一测量单元内，沿三维空间任一方向测量，其数值大小相等，换句话说，对于呈标量性质的储层参数，非均质性仅是由参数数值空间分布的差异程度表现出来的，而与测量方向无关。
有的储层参数为矢量(如渗透率)，其数值测量涉及方向问题，即在同一测量单元内，沿三维空间任一方向测量，其数值大小不等，如垂直渗透率与水平渗透率的差别。
因此，具有矢量性质的储层参数，其非均质性的表现不仅与参数值的空间分布有关，而且与测量方向有关。
由此可见，矢量参数的非均质性表现得更为复杂。
二、储层非均质性的分类1.Pettijohn (1973)的分类Pettijohn (1973)对河流沉积储层按非均质性规模的大小提出了一个由大到小的非均质性分类谱图，划分了五种规模的储层非均质性(图6—1)，即层系规模(100m级)、砂体规模(10m级)、层理规模(1～10m级)、纹层规模(10～100mm级)、孔隙规模(10～100μm级)。
2.Weber (1986)的分类Weber(1986)根据Pettijohn 的思路，也提出了一种储层非均质性的分类体系(图6－2)。
第六章储层特征与评价
㈡ 构造裂缝发育控制因素
1. 岩性因素（脆性） ⑴岩石成分：脆性由大到小：
白云岩、泥质白云岩→石灰岩、白云质灰岩→泥灰岩→盐岩 →石膏
随着泥质含量增加，岩石脆性减弱，塑性增加； 硅质含量增加，岩石脆性增加，塑性减弱。 ⑵岩石结构 质纯粒粗的碳酸盐岩脆性大，易产生裂缝。 ⑶厚度及组合
A.粗而杂, 由砂岩、砾岩、泥岩混杂堆积. B.粒度粗, 分选差, 磨园差. C.成分复杂, 物性变化大。扇中最好，扇缘泥为主，扇顶 砾为主，分选差。
5.规模大小：最大的可达几百公里，厚度几千米 6.油田实例：克拉玛依 T（三叠） 克拉玛依组油层
洪积扇 砂砾岩体
㈡ 河流砂岩体（Fluvial sandstone）
㈡ 孔隙发育控制因素
1．原生孔隙发育的控制因素 浅水、高能沉积环境，结构较粗，原生孔发育。相反
则差 2．溶蚀孔隙发育的控制因素 ⑴ 岩石溶解度
影响因素较多，岩石矿物成分不同；岩石结构构造 一般情况：石灰岩>白云岩>泥灰岩 ⑵ 地下水的溶解能力
CO2含量高者溶解能力强 ⑶地貌、气候、构造因素的影响
三、碳酸盐岩的裂缝
分选好：1—2.5； 分选中：2.5—4， 分选差： ＞4.0。
㈢ 碎屑颗粒的排列方式和磨园度 1. 排列方式
最紧密排列： Ф理＝25.9%； 中等排列： Ф理：25.9%～47.6％； 最不紧密的排列： Ф理＝47.6。 说明：排列越疏松，孔隙半径越大，连通性越好，渗 透率越大。
2. 磨园度 概念：碎屑颗粒的原始棱角被磨园的程度。 等级：圆状、次圆状、次棱角状、棱角状 一般地：磨园度越好，岩石储集物性越好。
第六章储层非均质性研究与储层评价
一般来说，储层综合评价都要选择以下一些参数： ① 油层厚度：如沉积厚度、砂泥岩厚度、砂泥岩比例、 有效厚度等； ② 油层物性：如有效孔隙度、绝对孔隙度、有效渗透率、 粒度中值、分选系数、泥质含量等； ③ 孔隙结构：如孔隙类型及分布状况、平均孔隙直径、孔 喉 比、最大连通喉道半径、最小非饱和体 积孔喉分选系数等； ④ 沉积相带：所属亚相、微相及特征 ⑤ 油层分布状况：如含油面积、油砂体个数、油层连通情况、 砂层钻遇率等； ⑥ 地质储量分布：各砂层储量大小及其占总储量的百分数。 所选用的参数，在不同地区、不同油田、不同任务和不同 的勘探开发阶段是有差别的。因而评价参数的选择范围和参数 的重要程度也有不同。
（4）层间非均质性
三、层内非均质性
层内非均质性是指一个单砂层在垂向上的储渗性质变化。 包括层内渗透率的剖面差异程度、高渗透率段所处的位置、 层内粒度韵律、渗透率韵律及渗透率的非均质程度、层内不 连续的泥质薄夹层的分布等。
正韵律 反韵律 复合韵律 均质韵律 颗粒粒度自下而上由粗变细 颗粒粒度自下而上由细变粗 正、反韵律的组合 粒度在垂向上变化均匀
夹层分布频率越高，层内非均质性就越严重。 ⑵夹层分布密度（ Dk ） 每米储层内非渗透性泥质隔夹层的合计厚度。
H sh Dk H
H sh —层内泥质隔夹层总厚度，
ｍ；Ｈ —层厚，ｍ。
夹层分布密度越大，储层的层内非均质性 就越强。
渗透率差异对水洗油层的影响 油层剖面渗透率的非均质性变化情况复杂，一般可归结为 三种基本类型：渗透率下高上低的正韵律油层，渗透率下低 上高的反韵律油层，渗透率呈正、反韵律交叉变化的复合韵 律油层。这三种油层的剖面水洗特征具有一定的典型意义。 见水 水淹 剖面水 见水后含水 采收率
《储层地质学》期末复习题及答案
《储层地质学》期末复习题第一章绪论一、名词解释1、储集岩2、储层3、储层地质学第二章储层的基本特征一、名词解释1、孔隙度2、有效孔隙度3、流动孔隙度4、绝对渗透率5、相渗透率6、相对渗透率7、原始含油饱和度8、残余油饱和度9、达西定律二、简答题1、简述孔隙度的影响因素。
2、简述渗透率的影响因素。
3、简述孔隙度与渗透率的关系第三章储层的分布特征一、简答题1、简述储层的岩性分类？2、简述碎屑岩储层岩石类型？3、简述碳酸盐岩储层岩石类型？4、简述火山碎屑岩储层岩石类型？5、风化壳储层的结构6、泥质岩储层的形成条件二、论述题1、简述我国中、新生代含油气湖盆中的主要储集砂体成因类型及主要特征。
（要点：重点针对河流相、三角洲、扇三角洲、滩坝、浊积岩等砂体分析其平面及剖面展布特征）第四章储层孔隙成岩演化及其模型一、名词解释1、成岩作用2、同生成岩阶段3、表生成岩阶段二、简答题1、次生孔隙形成的原因主要有哪些？2、碳酸盐岩储层成岩作用类型有哪些？3、如何识别次次生孔隙。
三、论述题1、简述成岩阶段划分依据及各成岩阶段标志2、论述碎屑岩储层的主要成岩作用类型及其对储层发育的影响。
3、论述影响储层发育的主要因素有哪些方面。
第五章储层微观孔隙结构一、名词解释1、孔隙结构2、原生孔隙3、次生孔隙4、喉道5、排驱压力二、简答题1、简述砂岩碎屑岩储层的孔隙与喉道类型。
2、简述碳酸盐岩储层的孔隙与喉道类型。
三、论述题试述毛管压力曲线的作用？并分析下列毛管压力曲线所代表的含义第六章储层非均质性一、名词解释1、储层非均质性2、层内非均质性3、层间非均质性4、平面非均质性二、简答题1、请指出储层非均质性的影响因素。
2、如何表征层内非均质性？三、论述题1、论述裘怿楠（1992）关于储层非均质性的分类及其主要研究内容。
2、论述宏观非均质性对油气采收率的影响(要点：分析层内、层间、平面非均质性对油气采收率的影响)第七章储层敏感性一、名词解释1、储层敏感性2、水敏性3、酸敏性4、速敏性二、简答题1、储层损害的原因？2、储层敏感性类型？《储层地质学》期末复习题参考答案第一章绪论一、名词解释1、储集岩：具有孔隙空间并能储渗流体的岩石。
储层特征研究
储层特征研究x储层研究是油藏研究的核心，只有在科学地、系统地、定量化的储层研究基础上，才能有效地提高勘探、开发效益，才能准确地评价油藏，预测最终采收率。
（1）储层研究方法储层研究的方法主要有以下几种：①地质分析方法是根据钻井取心资料和野外地面露头的观察描述以及实验室分析化验资料，研究储层的沉积特征、成岩作用、成岩序列、微观孔隙结构、粘土矿物及其敏感性以及储层的物性、含油性特征。
②地球物理测井方法在取心关键井研究的基础上，通过建立测井资料数据库，运用数学地质的方法，研究岩性、物性、含油性与测井信息之间的关系，建立研究区的最佳测井解释模型，从而实现储层参数从取心井到非取心井的最佳求取。
这样就可以使储层参数在平面乃至三维空间的变化规律得以表征。
同时可以通过岩电对比进行沉积微相的研究。
③地震方法把地震资料同测井、地质及油藏工程等资料结合起来，并利用高分辨率地震技术、声阻抗反演技术、井间地震层析成像技术及多波、多分量地震技术，来圈定储层的横向展布，确定厚度变化，估算孔隙度，预测岩性变化、含油气性变化，监测热采前缘等。
④储层动态测试方法主要包括在注水井测吸水剖面、在自喷井上测产液剖面、在抽油井上进行环空测试，以及进行示踪剂测试、压力监测等方面，用以研究储层的生产动态。
（2）储层研究内容储层的研究内容主要包括如下个方面:①储层非均质研究储层非均质性是指储层的空间分布及内部的各种属性都存在及不均匀的变化。
它分为宏观非均质性和微观非均质性两个方面。
宏观非均质性包含层间非均质性、平面非均质性、层内非均质性三个方面。
层间非均质性是指一个单砂层规模内垂向上的储层性质变化，包括层内垂向上渗透率的差异程度、最高渗透率段所处的位置、层内粒度韵律、渗透率韵律及渗透率的非均质程度、层内不连续的泥质薄夹层的分布；层间非均质性是对一套砂泥间互的含油层系的总体研究，属层系规模上的储层描述，包括各种沉积环境的砂体在剖面上交互出现的规律性、作为隔层的泥质岩类的发育和分布规律及砂体的层间差异；平面非均质性是指一个储层砂体的几何形态、规模、连续性，以及砂体内孔隙度、渗透率的平面变化所引起的非均质性。
第6章-储集层评价
因为侵入地层中的钻井液滤液和地层水具有不同的电阻
率，因此，可以利用地层电阻率和冲洗带电阻率的差异来研
究地层的含油性。由Archie公式可得地层含水饱和度表达式
为：
S
2 w
F Rw Rt
冲洗带地层的含水饱和度表达式为：
S
2 xo
F Rmf Rxo
二、快速直观显示油、气、水层（重叠法）
（5）径向电阻率比值法
(Sw )c
Rw Rt
假设地层只含束缚水，对应于束缚水饱和度Swi，地层电阻率为
Rti，则上式可写成：
(Swi )c
Rw Rti
（2）孔隙度一饱和度交会图
(S缚水时，Φ与Swi的乘积将趋于一个常数，因 此，在Φ一Sw交会图中，如果交会点呈近似双曲线分布，则表 明储集层只含束缚水，为油气层；如果交会点不呈近双曲线
9 ．1
光电吸收截 面指数 （Pe）
5 ．08
0一2。5
8 ．7
3 ．14
一1
8 ．4
5 ．05
50
6 ．8
3 ．99
-2
7 .9～8.4
4 ．65
一、储集层划分(Reservoir division)
2、碳酸盐岩剖面（Carbonate profile）储集层划分
碳酸盐岩剖面中的储集层具有“三低一高”的规律, 即低电阻率、低自然伽马、低中子伽马和高时差。
一、储集层划分(Reservoir division)
1、砂泥岩剖面(sand-shale profile)储集层划分
(4)井径曲线：在砂泥岩剖面中，在渗透性地层处由于泥饼 的存在，实测井径值一般小于钻头直径，且井径曲线较平直， 因此，可参考井径曲线来划分渗透层。
储层微观特征及分类评价
4.储层微观特征及分类评价4.1孔隙类型本次孔隙分类采用以孔隙产状为主，并考虑溶蚀作用，结合本区实际，将孔隙分类如下：1. 粒间孔隙粒间孔隙是指位于碎屑颗粒之间的孔隙。
它可以是原生粒间孔隙或残余原生粒间孔隙，即原生粒间孔隙在遭受机械压实作用、胶结作用等一系列成岩作用破坏后而保留下来的那一部分孔隙。
多呈三角形，无溶蚀标志。
另一方面它也可以是粒间溶蚀孔隙，即原生粒间孔隙经溶蚀作用强烈改造而成，或者是颗粒间由于强烈溶蚀作用的结果。
粒间空隙一般个体较大，连通性较好。
粒间孔隙是本区主要的孔隙类型。
2. 粒内（晶内）孔隙这类孔隙主要是砂岩中的长石、岩屑等非稳定组分的深部溶蚀形成的，在研究区深层砂岩中普遍存在。
长石等非稳定组分的溶蚀空隙可以进一步分为粒内溶孔和晶溶孔。
晶内溶孔是指长石颗粒内的溶孔，而粒内溶孔是指岩屑等碎屑内部的易溶组分在深部酸性流体作用下形成。
常常沿长石的解理缝、双晶纹和岩屑内矿物之间的接触部位等薄弱带进行溶蚀并逐渐扩展，因而常见沿解理缝和双晶结合面溶蚀形成的栅状溶孔。
长石、岩屑等非稳定组分的溶蚀孔的发育常常使彼此孤立的、或很少有喉管项链的次生加大晶间孔的连通性大为改进，而且，这类孔隙的孔径相对较大，从而优化了深部储层的储集性能。
3. 填隙物孔隙填隙物孔隙包括杂基内孔隙、自生矿物晶间孔和晶内溶孔。
杂基内孔隙多发育与杂基含量较高的（＞10%）砂岩中，孔隙数量多，个体细小，连通性差。
自生矿物晶间孔隙发育在深埋条件下自生矿物，如石英、方解石、沸石、碳酸岩小晶体以及石盐晶体之间，个体小，数量多随埋深有增加之趋势。
但由于常生长于粒间孔隙中，连通性较好，又由于其晶体小，比表面积大，孔隙结构复杂，影响流体渗流。
因此在埋深3500米以下，孔隙度降低较慢，而渗透率降低很快。
这类晶间孔隙在徐东-唐庄地区相对发育。
另外，杜桥白地区深层还可见到丰富的碳酸盐晶内溶孔和石盐晶内溶孔。
4. 裂隙裂缝在黄河南地区较不发育，在桥24井沙三段3547.5米砂岩中见一构造裂缝，此外多见泥质粉砂岩或细砂岩中泥质细条带收缩缝。
储层评价PPT课件
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2 那读组储层特征
那读组储集层以三角洲前缘亚相砂体为主 ,埋 深在 2100～2600m 之间 ,储集层的岩性、 物性及厚 度在纵、 横向上的分布不均 ,差异较大。 那读组储集层物性普遍较差 ,有效储集层平均 孔隙度为 1016 % ,渗透率主要分布范围为 0106～ 319mD ,平均值为 0193mD ,属典型的低孔、 低渗致 密砂岩储集层。但是那读组储集层岩屑或岩心录井 资料普遍有良好的油气显示 ,且层薄 ,产量低(大部 分油层日产油量低于 1t) 。
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储 层 岩 石 学 研究
百色盆地东部拗陷中央凹陷带是百色盆地的沉 积中心,也是盆地的生油中心。该区油气资源丰富 , 第三系那读组为主要含油层系。几十年的油气勘探 开发表明 ,该区储集物性条件差、 岩性致密、 非均质 性极强,储层横向可对比性较差 ,流体性质判别比较 困难 ,运用传统的测井解释技术难以对流体识别、 孔 隙结构、 储层非均质性、 产量预测以及储层参数进行准确的定量评价。为此针 对该区致密碎屑岩储层的特点 ,结合区内其他实际资料 ,综合岩心的分析和电性特 征对该地区的致密碎屑岩储层进行了系统研 究 ,总结出一套利用常规测井综合评价致密碎屑岩 储层的方法。
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若定义 KPOR = K/Φ,则依据 KPOR值大小判断孔隙结构的复杂性 ,进而可以定性 地判别储层的产液能力。研究结果表明 ,在中央凹陷带 ,中、 粗喉道储层所占比例 仅为 1/ 5 (此类不需改造即可获得较好产能) ,大部分储层为细微储层(需进行大规 模的储层改造才能取得较好效果) ,在此基础上再结合其他地质资料对储层进行精 细评价。
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在综合考虑传统指标评价标准的基础上 ,可根 据综合系数的大小,将研究区储层非均质性分强、中和弱三个等级(表 2) 。
页岩气储层的基本特征及其评价_蒋裕强
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页岩气储层的基本特征及其评价
蒋裕强1 董大忠2 漆 麟1 沈妍斐1 蒋 婵1 何溥为3
1.西南石油大学资源与环境学院 2.中国石油勘探开发研究院 3 .延长油田股份有限公司子长采油厂
1 页岩气储层基本特征
1 .1 有机质特征 页岩气储层中含有大量的有机质 , 其丰度与成熟
度对页岩气资源量有重要影响 。页岩气吸附实验结果 也表明 , 页岩中有机碳含量与页岩气的生气率具较好 的正相关性[ 1-3] 。 在相同温压条件下 , 富有机质的页岩 较贫有机质的页岩具有更多的微孔隙空间 , 能吸附更 多的天然气 , 影响吸附气多寡的关键因素是有机碳含 量的高低 。 美国 5 大含气页 岩的有机 碳含量均 较高 , 其中 Barnett 页岩有机碳含量介于 2 .0 %～ 7 .0 %, 平均为 4 .5 %, Ant ri m 页岩和 New Albany 页岩有机碳含量 部分超过 20 %, 吸附 气含 量最 低为 13 %, 最高 可达 70 %(表 1)。 笔者依据四川盆地最新浅井及露头分析 资料 , 对该区下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组
Hay nesville 0 .5 ～ 4.0 0 .4 ～ 0.6
基金项 目 :国 土 资 源 部 全 国 油 气 资 源 战 略 选 区 调 查 与 评 价 专 项 课 题 (编 号 :XQ-2009-14)、国 家 科 技 重 大 专 项 (编 号 : 2008Z X05001-001)。 作者简介 :蒋裕强 , 1963 年生 , 副教授 ;从事储层地质 、油 气藏地质 、沉积学研究工作 。 地址 :(610500)四川省成都 市新都区新 都 大道 8 号西南石油大学 。 电话 :13981828815。 E-mail :xnsy jy q3055 @
第六章 储层
第六章油气储层储层是油气赋存的场所，也是油气勘探开发的直接目的层。
储层研究是制定油田勘探、开发方案的基础，是油藏评价及提高油气采收率的重要依据。
本章从储集岩类型入手，系统介绍储层非均质性、裂缝性储层、储层建模及综合分类评价等内容。
第一节储集岩类型在自然界中，把具有一定储集空间并能使储存在其中的流体在一定压差下可流动的岩石称为储集岩。
由储集岩所构成的地层称为储集层，简称储层。
按照不同的分类依据，可进行不同的储层分类。
一、按岩石类型的储层分类根据岩石类型，可将储层分为碎屑岩储层、碳酸盐岩储层和其它岩类储层。
其中，前二者亦可称为常规储层，后者可称为特殊储层，意为在特殊情况下才能形成真正意义上的储层。
《石油地质学》[56]已系统阐述了各种岩类储层的基本特征和控制因素，在此仅简要介绍。
1.碎屑岩储层主要包括砂岩、粉砂岩、砾岩、砂砾岩等碎屑沉积岩。
储集空间以孔隙为主，在部分较细的碎屑岩中可发育裂缝。
储层的分布主要受沉积环境的控制，储集空间的发育则受控于岩石结构和成岩作用，部分受构造作用的影响。
2.碳酸盐岩储层主要为石灰岩和白云岩。
储集空间包括孔隙、裂缝和溶洞。
与碎屑岩储层相比，碳酸盐岩储层储集空间类型多，具有更大的复杂性和多样性。
储层的形成和发育受到沉积环境、成岩作用和构造作用的综合控制。
3.其它岩类储层包括泥岩、火山碎屑岩、火山岩、侵入岩、变质岩等。
泥岩的孔隙很小，属微毛细管孔隙，流体在地层压力下不能流动，因此，一般不能成为储集层。
但是，在泥岩中发育裂缝，或者泥岩中含有的膏盐发生溶解而形成晶洞时，泥岩中具有连通的储集空间，可成为储集岩。
火山碎屑岩包括各种成分的集块岩、火山角砾岩、凝灰岩。
其特征与碎屑岩相似，但胶结物主要为火山灰和熔岩。
储集空间主要为孔隙，其次为裂缝。
火山岩储集岩主要指岩浆喷出地表而形成的喷出岩，包括玄武岩、安山岩、粗面岩、流纹岩等。
储集空间主要为气孔、收缩缝及构造裂缝。
岩浆侵入岩和变质岩都有不同程度的结晶，故亦称结晶岩。
6.储层实验测试技术
鳞片状、板片 状、羽毛状
薄片、鳞片状
粘土
产状
孔隙充填 孔隙衬边 孔隙桥塞 孔隙充填 孔隙衬边 孔隙桥塞 孔隙充填 孔隙衬边 孔隙充填
扫描电镜：仪器设备－扫描电子显微镜
五、电子探针及能谱分析
基本原理： 不同元素产生的X射线的波长和能量不同→测定矿物的化学成分→高灵敏度地 鉴别细小的疑难矿物-沸石类、粘土类。 电子探针―测量X射线波长；能谱仪―测定X射线能量。
研究目的：
了解晶体生长史，→岩石成岩中流体化学性质变化，→推断成岩 环境。
石英发光特征表（陈丽华，1990）
发光颜色 温度(℃) 结晶条件
产状
蓝紫色石英 ＞573 快冷却 火山岩、深成岩、接触变质岩
棕色石英 ＞573 慢冷却
高级区域变质
＜573
低级变质岩
不发光石英 ＜300
自生石英
（3）恢复岩石原始结构、构造
三、阴极发光显微镜观察
阴极发光―电子束轰击样品产生的可见光。 不同矿物含激活剂元素不同→阴极发光不同。
（1）鉴定矿物―有效鉴定：碳酸盐类、不同成因石英和长石 ①碳酸盐类
方解石：发橙黄色、桔红色光，少数发蓝色光； 铁方解石：基本同方解石，但发光较暗，甚至近于不发光；
白云石：发橙红色、淡紫红色光； 铁白云石：不发光。 ②石英 •棕色光：高温石英且冷却较慢―高温区域变质石英；
九、其它方法
稳定同位素分析 对自生矿物―尤其是碳酸盐胶结物进行碳、氧同位素测定，可判断当时的成岩 温度、成岩介质盐度以及成岩流体来源。
热变指数 (TAI)
＜2.5 2.5～4.5 4.5～5
Ⅰ类 ＜437 437～460 450～465
Tmax(℃)
储层地质学(中国石油大学)-5储层评价内容
A型微观结构参数分布直方图
五、储层温度、压力评价 （一）评价内容 1．储层温度 （1）现在地温环境：主要用地温梯度（GT，ºC/100m） 的变化规律来表示。影响因素有：岩石的 导热性、地下流体的导热性、地下水循环、水化学作 用等 （2）储层古地温：对自生石英、自生长石和自生粘土 矿物等一系列成岩事件影响很大。前苏联，具有最大 储量的地层温度为115ºC。 （3）储层温度的性质：根据地温梯度的大小确定储层 温度的性质。
四、储层孔隙类型及孔隙结构 1．孔隙成因类型
根据成因分为原生孔隙和次生孔隙。 （1）原生孔隙：主要指粒间孔隙、层间纹理缝、 碳酸盐岩的骨架孔隙和遮蔽孔隙。 （2）次生孔隙：主要指各类溶蚀孔、缝及交代成 因孔隙。
2．次生孔隙的类型及识别标志 （1）类型：破裂孔隙、收缩孔隙、 各类溶蚀孔缝，以及碳酸盐岩中的白 云化晶间孔隙，还有裂隙。 （2）识别：胶结物部分溶解、印模、 颗粒的不均匀排列、特大孔隙、漂浮 颗粒、伸长状孔隙、颗粒部分溶解、 晶内孔隙、粒内孔隙等。 3．储层孔隙结构 定义：岩石所具有的孔隙和喉道的几 何形状、大小、分布及其连通状况。 研究方法：主要应用毛管压力曲线和 孔隙铸体。
实例： 广利油田沙四段储层孔隙类型及孔隙结构
1 孔隙类型 （1）粒间孔隙：最发育的一种孔隙类型，约占孔隙总量的85％。 （2）粒内溶孔：在长石中最为常见。 （3）铸模孔隙：碎屑颗粒被全部溶蚀而且保存了其原有外形的孔隙。 （4）微孔隙：填隙物内或颗粒内的微细孔隙及颗粒内的微裂缝。
2．孔隙结构 六种类型：即A、B、C、D、E、F 型 （1）A型：颗粒分选较好，孔隙大而且连通性好，填隙物少。 （2）B型：颗粒分选不好，大小混杂。 （3）C型：颗粒分选较B型好，但孔隙由于胶结物分布不均匀。 （4）D型：颗粒分选很差，而且杂基很多，不均匀充填孔隙。 （5）E型：颗粒细小，杂基含量相当高，孔隙为杂基内微孔。 （6）F型：胶结物含量很高，且胶结物溶蚀较少，连通极差。
第六章储层非均质性研究和储层评价
⑷ 渗透率均质 系数（Kp）
Kp
K K max
渗透率均质系数是渗透率突进系数的倒数。 其数值在0～1之间变化，K越接近1均质性越 好。
4.泥质夹层 的分布频率 和分布密度
⑴ 夹层分布频率（ pK）
每米储层内非渗透性泥质隔夹层的个数。
Pk
N H
Ｎ—层内非渗透性夹层个数； Ｈ—层厚，ｍ。
夹层分布频率越高，层内非均质性就越严重。
1. 碎屑岩喉道类型及孔隙结构特征 （1）孔隙缩小型喉道－大孔粗喉型 （2）缩颈型喉道－大孔细喉型 （3）片状或弯片状喉道－小孔极细喉型 （4）管束状喉道
2.碳酸盐岩的喉道及孔隙结构特征 ⑴喉道类型
A 构造裂缝型：长、宽、直、片状、 大缝喉＞0.1mm
小缝喉：0.1—0.01 微缝喉＜10μm B晶间隙型：窄、短、平、多种形态 C孔隙缩小型 D管状喉型 E 解理缝型 ⑵孔隙结构特征：指孔洞与缝隙之间的组合关系，形态、大小、数量均 匀程度，排列方式 A 大缝洞型：以缝宽大于0.1mm的裂缝为喉道 B 微缝孔隙型：以微裂缝及晶间隙为喉道 C 裂缝型：储集空间和喉道均为裂缝，孔隙不发育 D 复合型：大洞、大缝，小孔、微缝的组合
1.粒度韵律
２沉积构造
３渗透率韵律
4.泥质夹层的分布 频率和分布密度
正韵律 颗粒粒度自下而上由粗变细 反韵律 颗粒粒度自下而上由细变粗 复合韵律 正、反韵律的组合 均质韵律 粒度在垂向上变化均匀
在碎屑岩储层中，层理是常见的沉积构造
垂直渗透率与水平渗透率的比值
（Ke／KL）
渗透率非均质程 度的定量表征
当0.5≤ Vk ≤0.7为较均匀；当Ｖk＞0.7时为不均匀型。
渗透率非均质程度的定量表征
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㈡ 孔隙发育控制因素
1．原生孔隙发育的控制因素 浅水、高能沉积环境，结构较粗，原生孔发育。相反
则差 2．溶蚀孔隙发育的控制因素 ⑴ 岩石溶解度
影响因素较多，岩石矿物成分不同；岩石结构构造 一般情况：石灰岩>白云岩>泥灰岩 ⑵ 地下水的溶解能力
CO2含量高者溶解能力强 ⑶地貌、气候、构造因素的影响
三、碳酸盐岩的裂缝
μ－粘度，1Pa·s
达西（D）或毫达西（mD） 两种制式的关系：
1D＝0.987 μm2≈1 μm2 1mD＝987×10-6 μm2 ≈1×10-3 μm2
L－长度，1m F－截面积，1m2 ΔP－压差，1Pa
2.绝对渗透率 指单相流体 ( 油、气 、水 )充满孔隙且液体不与
岩石发生物理化学作用时通过孔隙介质时的渗透率 。
美国 堪萨斯州 布什城油田 加拿大 阿尔伯达省 贝尔希油田
点砂坝
河流砂体 （曲流河）
河流砂体 （辫状河）
㈢ 三角洲砂岩体（Delta sandstone）与油气关系密切
1.形成地区：河流入海、入湖处 2. 岩性特征
A 三角洲平原亚相：河道砂岩体、 决口扇砂岩体
B 三角洲前缘亚相：河道砂岩体和河口砂坝、前缘席状砂
岩样中所有孔隙空间总体积与该岩样总体积的比值，以百 分数表示。
孔隙分类（按岩石中孔隙大小和对流体所起的作用）：
①超毛细管孔隙
管形孔隙直有径效＞孔0.5隙m度m；的裂变缝化宽范度围＞0.25mm
②毛细管孔砂隙岩储层的有效孔隙度：5～30％， 管形孔一隙般直为径1：0～0.250～％0；.0002mm
㈣ 胶结情况
1. 胶结物成分 泥质 ＞ 钙质 ＞硅、铁质 2.胶结物含量 ： 愈少愈好。 3.胶结类型 接触胶结＞孔隙胶结＞基底、杂乱胶结
实际岩石大多是混合式胶结，非单一型。
基底胶结： 颗粒呈漂浮状，同沉积充填。
孔隙胶结： 化学沉淀胶结。 接触胶结：为点接触，胶结物含量很少，只分布在接触部位，
可能为干旱气候，毛细管作用或地下水淋滤形成。
分选好：1—2.5； 分选中：2.5—4， 分选差： ＞4.0。
㈢ 碎屑颗粒的排列方式和磨园度 1. 排列方式
最紧密排列： Ф理＝25.9%； 中等排列： Ф理：25.9%～47.6％； 最不紧密的排列： Ф理＝47.6。 说明：排列越疏松，孔隙半径越大，连通性越好，渗 透率越大。
2. 磨园度 概念：碎屑颗粒的原始棱角被磨园的程度。 等级：圆状、次圆状、次棱角状、棱角状 一般地：磨园度越好，岩石储集物性越好。
二、储集层的基本特征
V 储集空间－孔隙性－孔隙度：P 反映储油能力的大小 ＝ 100% 渗透能力－渗透性－渗透率：反映产油能力的大小 Vr ㈠ 岩石的孔隙性（Porosity)
孔隙：指岩石未被固体物质所充填的空间（广义）。 1.总孔隙度：(又称绝对孔隙度，Absolute or total porosity)
1.形成条件：长期沉降、气候潮湿，河流发育的冲积平原 2.分布形态：形态极不规则，平面上呈条带状、蛇曲状、 树枝状、网状. B.剖面上，呈顶平底凸的透镜状，底砾顶泥的 二元结构。 3.岩性特征： A 以砂质为主，混有砾、粉砂、粘土碎屑； B 矿物成分复杂； C 砂岩粒度较均匀，分选差－中等； D 底砾顶泥的二元结构。 4.规模大小：细长形，长度可达几十～几百,甚至上千公里。 厚度由几米～几十米。 5. 油田实例： 中国 陕甘宁盆地 马岭油田
A.粗而杂, 由砂岩、砾岩、泥岩混杂堆积. B.粒度粗, 分选差, 磨园差. C.成分复杂, 物性变化大。扇中最好，扇缘泥为主，扇顶 砾为主，分选差。
5.规模大小：最大的可达几百公里，厚度几千米 6.油田实例：克拉玛依 T（三叠） 克拉玛依组油层
洪积扇 砂砾岩体
㈡ 河流砂岩体（Fluvial sandstone）
三、碎屑岩储集层的发育分布
㈠ 冲积－洪积扇砂岩体 ㈡ 河流砂岩体 ㈢ 三角洲砂岩体
㈣ 沿岸堤坝砂岩体 ㈤ 浊流砂岩体
一、 碎屑岩储集层的储集空间
原生孔：粒间孔隙（主要的储渗空间） 次生孔：溶蚀孔隙、晶间孔、裂缝等
二、影响碎屑岩储集物性的因素
㈠ 碎屑颗粒的矿物成分
碎屑岩矿物成分对储集岩孔隙度和渗透率的影响主要表现：
形成原因： A.强裂的构造运动--地震 滑坡形成。 B.岸带陡段沉积物跨塌--泥石流--重力分异--沿斜坡形成扇形
1.形成： 构造运动强烈的湖泊、海洋
2.岩石特征
剖面上：由下向上沉积物由粗变细，层理递变－形成鲍玛序列；
平面上：可分为扇根、扇中和扇缘，扇中亚相是储集油气有利地 带。
3.分布 扇形
4.油田实例 中国 大港油田 沙河街二段 美国 加里福尼亚州文图拉盆地第三系油田，储量达1亿吨
C 前三角洲亚相： 特征：质纯 分选好 磨园好 3.分布：垂直于岸线，呈鸟足状、指状分布 4. 油田实例（易形成大型，特大型油气田）
中国 松辽盆地 大庆长垣 油田（地质储量大于44亿吨） 科威特 布尔干油田（世界第二特大油田） 委内瑞拉 波利瓦尔油田（第三特大油田） 尼日利亚 尼日尔河三角洲 美国 墨西哥湾
厚度小，裂缝发育，但规模小；薄互层也易产生裂缝。 厚层碳酸盐岩缝少，但缝规模大 。
⑷ 白云岩化作用 石灰岩向白云岩变化中，晶粒变粗，脆性增加，裂缝易发育。
2. 构造因素 －受应力作用控制。 四川局：一占（高点）三沿（沿长轴、沿断层、沿扭曲）
四、砂岩储集层与碳酸盐岩储集层比较
五、碳酸盐岩储层类型
㈠ 孔隙型碳酸盐岩储集层
＝
e
Vs Vr
100％
3. 分析孔隙度与解释孔隙度
㈡ 岩石的渗透性 （Permeability）
1. 渗透性
在一定压差下，岩石允许流体通过其连通孔隙的能力。
渗透率：单相流体通过孔隙介质呈层状流体时，遵循达西 定律，
Q=K(P1－P2)F／μL K=QμL／F(P1－P2) 单位：μm2，
SI制式 ：μm2 Q－流量，1m3／s
特点：有裂缝大小不均匀，形态奇特，与溶孔、溶洞伴生， 常有陆源砂岩或围岩岩块充填。
㈡ 构造裂缝发育控制因素
1. 岩性因素（脆性） ⑴岩石成分：脆性由大到小：
白云岩、泥质白云岩→石灰岩、白云质灰岩→泥灰岩→盐岩 →石膏
随着泥质含量增加，岩石脆性减弱，塑性增加； 硅质含量增加，岩石脆性增加，塑性减弱。 ⑵岩石结构 质纯粒粗的碳酸盐岩脆性大，易产生裂缝。 ⑶厚度及组合
＞2.5％
K＞1×10－3 μm2
未定（裂缝影响）
（气藏＞0.1×10－3 μm2）
中国石油天然气总公司储层分类标准（适用于砂岩）
储层类别
孔 隙 度（%）
渗透率（10-3μm2）
特高孔隙度特高渗透率储层
大于 30
大于 2000
高孔隙度高渗透率储层
25-30
500-2000
中等孔隙度中等渗透率储层
15-25
100-500
低孔隙度低渗透率储层
10-15
10-100
特低孔隙度特低渗透率储层
5-10
1-10
非储集层
小于 5
小于 1
㈣ 储层孔隙度与渗透率的关系－没有严格的函数关系 砂岩孔隙性储层有一定正相关关系。
三、储集层类型
按岩石类型分： 碎屑岩储集层 碳酸盐岩储集层 其它储集层 火山岩储集层 结晶岩储集层 泥质岩储集层
A 矿物颗粒的耐风化性（坚硬程度和遇水溶解及膨胀程度）； B 矿物颗粒与流体的吸附力大小（亲水性和亲油性）。
组成碎屑岩颗粒的矿物：石英、长石、云母及重矿物和岩屑 比较石英砂岩与长石砂岩储集物性？ （1）长石的亲油性或亲水性比石英强，颗粒表面的液膜厚度 大于石英，对渗透率影响较大； （2）石英抗风化力强，颗粒表面较光滑；而长石不耐风化， 颗粒表面常有一层高岭土或绢云母（吸附油气、吸水膨胀，降 低渗透率）。
§2 碎屑岩储集层 （Clastic Rocks）
Knebel和Rodriguez-Eraso(1956)对236个主要油 田储量统计：
砂岩油层：59% 碳酸盐岩：40.2% 其它：0.8%
一、 碎屑岩储集层的储集空间 二、影响碎屑岩储渗能力的因素
㈠ 矿物成分 ㈡ 碎屑颗粒的粒度和分选程度 ㈢ 碎屑颗粒的排列方式和磨园度 ㈣ 胶结情况
三、碎屑岩储集层的发育分布
砂岩体：指某一沉积环境内形成的,具有一定形态、岩性和 分布特点, 并以砂质为主的沉积岩体.砂岩体是研究和划分碎屑 岩类储集层的基本单元。
㈠洪积--冲积扇砂砾岩体（fan-shaped sandstone）
1.形成条件：干旱、半干旱气候，洪水期 2.分布范围：盆地边缘 老山出口处 与平原交汇处 3.形态：扇状分布 多个扇连接呈裙状 4.岩性特征：
裂缝宽碳度酸：盐0.岩25储～层0.0的0有01效m孔m 隙度：＜ ③微毛细管5孔%隙。
管形孔隙直径＜0.0002mm；裂缝宽度＜0.0001mm 2.有效孔隙度(Effective porosity)
指岩样中相互连通、且在一定压力下允许流体在其中流 动的孔隙总体积与该岩样总体积的比值，以百分数表示。
一、碳酸盐岩储集空间类型
孔隙 、溶蚀孔、洞、裂缝
二、碳酸盐岩孔隙 ㈠ 孔隙成因类型及特征
1. 原生孔隙 ⑴ 粒间孔隙：以鲕粒灰岩、生物灰岩、生物碎屑 灰岩、内碎屑灰岩最发育； ⑵ 粒内孔隙：以生物体腔孔、鲕粒内孔较多； ⑶ 生物骨架孔：生物礁灰岩
2．次生孔隙 ⑴ 粒内溶孔 ⑵ 粒间溶孔 ⑶ 其它溶孔、溶洞 ⑷ 晶间孔：白云岩化、重结晶等作用形成的。
第六章 储层特征与评价
§1 储集层基本特征
一、基本概念 二、储集层的基本特征
㈠ 岩石的孔隙性 ㈡ 岩石的渗透性 ㈢ 油气储层的孔渗标准 ㈣ 储层孔隙度与渗透率的关系
三、储集层类型