第五章 储层孔隙结构

(1)原生孔隙 沉积作用→原生孔隙。受岩石组构控制。 粒内孔、生物钻孔、生物格架孔隙、粒间孔、窗格孔隙等。
①粒内孔 生物体腔孔隙。 特点： 孔隙连通性差，有效孔隙度低。 与生物碎屑粒间孔隙伴生→形 成较好储层。
②生物钻孔孔隙 生物在沉积物中钻孔→孔隙 特点： 孔隙形态常呈弯曲状，破坏沉积层理与构造，孔隙连通性差，往 往加剧储层非均质性。
•孔喉半径累积频率分布曲线
反映不同大小孔喉的累积频率分布特征。
作图法：只须将毛细管压力曲线顺时针转90°，即把孔喉半径 标度由纵座标变为横坐标，水银饱和度则对应于累积孔隙体积 百分比。
4、孔隙结构的定量特征参数
(1)最大连通孔喉半径Rd、排驱压力 Pd
•Rd 孔隙网络中，水银最先进入的喉道 值。即沿毛细管压力曲线的平坦部 分作切线与孔喉半径轴相交所对应 的孔喉半径值。
特点：常被纤维状或隐晶质胶 结物和内沉积物部分充填。 ⑤窗格孔隙 藻类脱水、腐烂、产生气泡→ 窗格孔隙。 特点： 孔隙多呈扁平、透镜状，平行 于层面或纹层，成群分布。 受岩石组构控制，形成于成岩 初期。
(2)次生孔隙 溶解作用→溶孔 溶洞
白云化作用→晶间孔 破裂作用、收缩作用→
次生孔隙类究方法：二大类 •直接观测法：岩心观测、铸体薄片法、图像分析法、扫描电镜法等； •间接测定法：毛细管压力法，主要为压汞法。
一、孔隙铸体法 主要测定：孔隙形状、大小和分布，喉道类型、孔喉连通性等。 孔隙铸体类型： •三维孔隙铸体 将染色树脂灌注到孔隙空间中，待树脂固结后，再溶解掉岩石骨架，便得到三 维孔隙铸体－孔隙实体。采用扫描电镜观察研究。 特点： 三维化、直观化、定量化。方法先进。
P50 ： SHg ＝ 50% 所 对 应 的 毛 管 压 力 值 。
实际生产中，P50：油气产出能力的 标志。 •P50↑→ 偏 向 细 歪 度 → 岩 石 越 致 密 →生产能力下降； •P50↓→ 偏 向 粗 歪 度 → 岩 石 渗 透 性 越好→生产能力高。
(3)最小非饱和孔隙体积百分数Smin
•Pd 孔 隙 系 统 中 最 大 连 通 孔 喉 Rd 所 对 应 的毛细管压力。
物理意义：用非润湿相（水银）驱 替润湿相（油水）时，非润湿相的 前沿曲面突破岩样最大孔喉而连续 地进入岩样并将润湿相排驱出去时 的压力值，即使非润湿相在孔隙中 连续运动的初始压力。
SAB：曲线平坦部分的起点和终点所 对应的汞饱和度差值；
Pc达到仪器最高压力时，水银无法 侵入的孔隙体积百分数
Smin↑→微孔喉体积↑→岩石储集 性能越差
Smin＝f（颗粒大小、均一程度、胶 结类型、孔隙度、渗透率）
Smin＝0～90%
Smin讨论
1、Smin取决于所使用仪器的最高 压力 •水 银 系 统 的 毛 细 管 力 曲 线 上 ： 曲 线尾部常不平行于压力轴，仪器的 最高压力越高，曲线越向纵轴偏。 此时：
Swirr≠Smin •油-水系统的毛管压力曲线上：曲 线尾部通常与压力轴平行。此时：
Swirr＝Smin
2、Smin与岩石润湿性的关系：
•水湿岩石：水占据很细小的孔 隙和喉道，Smin是水饱和度的一 部分；当仪器的最高压力按油田 实际的油柱高度设计时，此时：
曲线形态分类： 六种典型的曲线模式 （Chilingar，etc，1972）
①未分选 ②分选好 ③分选好，粗歪度 ④分选好，细歪度 ⑤分选不好，略细歪度 ⑥分选不好，略粗歪度
3、定量特征参数研究基本图件
•孔隙喉道半径频率分布直方图
反映不同大小孔喉的分布特征。
作图法：沿毛管压力曲线作横平行线，并以此横线作为所取的间 隔大小；横线与毛细管压力曲线相交处的饱和度减去前一条横线 与毛细管压力曲线相交处的饱和度，即为该两条横线所相应间隔 的孔隙喉道体积占总孔隙体积的百分数，并以直方图形式表示。
•歪度 孔喉大小分布的偏度。 偏粗孔喉―粗歪度，偏细孔喉―细歪度。歪度愈粗愈好。
•孔喉分选性 孔喉大小分布的均一程度。 孔隙大小分布愈集中―分选性愈好，毛管压力曲线上会出现一个 水平的平台；孔喉分选较差―毛管压力曲线倾斜。
直角座标系中： •歪度愈粗、分选愈好，毛管压力曲线愈靠左下方座标，而且曲 线凹向右方； •歪度愈细、分选愈差，毛管压力曲线愈向右上方座标偏移，而 且曲线凹向左方。
④特大溶孔 孔径超过相邻颗粒直径的溶孔。 特大溶孔内，次生部分多于原生 部分，颗粒、填隙物均被溶解。
⑤贴粒溶孔 沿颗粒边缘溶解而成的线状孔缝。
⑥裂缝孔隙
2、孔隙喉道 一个喉道连通两个孔隙，而一个孔隙可连通多个喉道。 常见喉道类型：
(1)孔隙缩小型喉道 喉道为孔隙的缩小部分。 特点： 大孔、粗喉型，孔／喉直径比接近于1，孔隙和喉道较难区分。 常发育于以粒间孔为主的砂岩储层中：颗粒支撑，胶结物较少甚 至没有。
(1)原生孔隙
沉积作用→原生孔隙。
①原生粒间孔隙
原生孔隙中最主要的孔隙类型。
•正常粒间孔隙： 无任何胶结物的孔隙 •残余粒间孔隙： 发生胶结，但未完全堵塞的原始 粒间孔隙
②原生粒内孔隙和矿物解理缝 •原生粒内孔隙： 主要为岩屑内粒间微孔、喷出岩 岩屑内气孔 •矿物解理缝： 主要指长石和云母等矿物中常见的片状或楔形解理缝 宽度一般小于0.1μ m，有的可达0.2μ m
③杂基内微孔隙 粘土杂基和碳酸盐泥中存在的微 孔隙。 特点： 孔隙极细小，仅在扫描电镜下可 清晰辩认。 可形成高孔隙度，但渗透率很低。
④层面缝 具剥离线理的平行层理纹层面间的孔缝。 在一系列厘米级甚至毫米级厚度的平板薄层间，为力学性质薄 弱的界面，极易剥离，其界面间即为层间缝。
(2)次生孔隙
次生作用→
α 角：曲线AB段的斜度。
α ↓、SAB↑→孔喉分选性越好，结 构越均匀。
Σ SHg＜50%时，Pd常难于确定：微 孔隙发育，K很低，Pd可能高于实 验室所施加的最大注入压力。
(2)孔喉半径中值R50、毛细管压力 中值P50
R50 ： SHg ＝ 50% 所 对 应 的 孔 喉 半 径 值 。 孔喉分布→正态分布。
①粒间溶孔 颗粒间溶蚀→粒间溶孔。 广义上，粒间溶孔是原生和次生的 混合孔隙： •次生粒间溶孔 粒间溶孔中次生溶蚀部分大于原生 孔部分。 •混合粒间溶孔 粒间溶孔中原生部分大于次生部分。
②组分内溶孔 粒内溶孔、杂基内溶孔、胶结物内 溶孔、交代物溶孔等。
③铸模孔 颗粒、生屑或交代物等完全溶解 而成。外形与原组分相同。
碎屑岩储层孔隙类型简表
成因 原生 孔隙
次生 孔隙
产状 原生粒间孔隙(正常粒间孔和残余粒间孔) 孔隙 原生粒内孔隙和矿物解理缝 杂基内微孔隙 裂缝 层面缝 粒间溶孔(次生粒间溶孔和混合粒间溶孔) 组分内溶孔(粒内溶孔、杂基内溶孔、胶结物溶孔、交代物溶孔) 孔隙 铸模孔 特大溶孔 贴粒溶孔 岩石裂缝 裂缝 粒内裂缝
微孔隙度＝物性孔隙度-面孔率
(4)孔喉配位数β 连接每一个孔隙的喉道数。
(5)孔／喉平均直径比Dpt 孔隙平均直径：铸体薄片或孔隙铸体上所确定的孔隙真实大小； 喉道平均直径：压汞曲线上得到的喉道直径平均值。
孔喉平均直 从 从 径压 铸 比汞 体曲 薄线 片上 上均 均 确 确喉 孔 定 定道 隙 的 的直 直 平 平径 径
储层地质学
长江大学地球科学学院 尹太举
二OO五年十二月
第五章 储层孔隙结构
储层中，孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系 微观研究范畴：储层孔隙结构、孔壁特征、充填物特征 宏观研究范畴：储层孔隙度、渗透率、流体饱和度、敏感性
第一节 储层孔隙和喉道类型
第一节 储层孔隙和喉道类型
储集空间：孔隙、喉道 孔隙：被岩石颗粒包围的较大储集空间。流体的基本储集空间 喉道：两个孔隙之间的狭窄的连通部分。流体渗流的重要通道 •碎屑岩储层孔隙和喉道类型 •碳酸盐岩储层孔隙和喉道类型
规则型、短喉型、弯曲型、曲折 型、不平直型和宽度不等型。
③孔隙缩小型喉道
孔隙与喉道无明显界限，扩大部分 为孔隙，缩小的狭窄部分为喉道。
④管状喉道 特点： 管状喉道，细而长，断面近圆形。 成因： 溶蚀作用形成。负鲕灰岩内鲕粒
⑤解理缝型喉道 白云石或方解石晶体中被溶蚀扩 大的解理缝。
第二节 孔隙结构表征
•孔隙铸体薄片
孔隙中灌注染色树脂→切成薄片。显微镜下观察研究。 特点： •二维化、直观化、定量化。 •规则网格化的切片→可了解孔隙三维空间结构。
与常规薄片相比，最大优点： •孔隙结构颜色鲜明，易观察。 •可避免常规薄片常出现的人工诱导孔隙和裂缝。
铸体薄片法：
(1)孔隙类型及喉道类型
(2)孔隙大小及其分布
一、碎屑岩储层孔隙和喉道类型
1、孔隙类型 （1）分类 •成因分类： 原生、次生及混合成因孔隙。目前国内外比较流行的分类方案 •孔隙大小： 超毛细管孔隙、毛细管孔隙、微毛细管孔隙 •孔隙成因和几何形状： E.D.Pittman，1979 粒间孔隙、溶蚀孔隙、微孔隙、裂缝孔隙 •综合性分类： 按成因：分为原生和次生孔隙二大类；然后，按孔隙产状和几何形状再进一步 细分。
③粒间孔隙
•浅滩粒间孔 高能浅滩。 特点：灰泥和胶结物少，颗粒 分选和圆度好。
•远洋白垩孔隙 低能远洋环境。颗石藻等微生 物或生物碎屑间的孔隙。 特点：主要为微孔隙。
•壳体遮蔽孔隙 生物壳体或壳体碎片沉积而成 的孔隙。
•原生角砾孔隙 角砾间孔隙、角砾内孔隙。
④生物格架孔隙
造礁生物：群体珊瑚、藻类、 海绵、层孔虫、厚壳蛤等。
R2cos 7.5
δ：水银表面张力，480dyn/cm2； θ ：水银润湿接触角，146°；
pc
pc R：孔隙喉道半径，cm。
Pc→R→ VHg
SHg

VHg V f
SHg VHg：岩石孔隙系统中所含水 银的体积；
Vf Φ：岩样的孔隙度。
2、毛细管压力曲线及形态分析