储集层

• • • • “瓶径”效应
吼道粗、孔径大：孔隙度高、渗透率高 喉道较粗、孔隙较小：孔隙度中-低，K中-低 喉道细、孔隙粗大：孔隙度中等，K低 喉道细、孔隙细：φ、K均低
2．压汞曲线及孔隙结构参数
•基本原理
•
油气的运移、聚集过程
Pc Oil
非润湿相的油排替润湿相水的
过程。
Water
•压汞实验 非润湿相汞排替润湿相水 的过程
b.分选一定时：K与粒度中值成正比。
42.4%
40.8%
39.0%
34.0%
30.7%
27.9%
texture
(3) 颗粒的圆度 圆度好，孔隙度、渗透率高
b.碎屑颗粒磨圆度越好，碎屑岩储集物性越好。
Porosity might decrease with sphericity because spherical grains may be more tightly packed than subspherical ones.
• • • • （1）喉道是孔隙的缩小部分 （2）可变断面收缩部分是喉道 （3）片状或弯片状喉道 （4）管束状喉道
孔隙喉道的类型（据罗蛰潭，1986）
四、影响储集性能的地质因素
(一) 沉积作用
texture
颗粒成份、胶结物、岩石结构、构造 (二) 成岩作用
(三) 构造作用
(一) 沉积作用
沉积因素：分布：砂体分布模式、储层构型 储集性：粒度、分选、排列方式
超 大 孔
胶结物与颗粒一起被溶解所致，孔径>相邻颗粒的 1.2倍；
粒内溶孔
颗粒、胶结物内部部分溶解而产 生的孔隙；
次生晶间孔 晚期形成的高岭石、 白云石等晶体间的孔 隙。
粗粒石英砂岩 高岭石具晶间孔。红色
铸体，单偏光×100。
石炭系太原组，长庆油田麒参1井2750.0m。
裂缝
溶蚀缝 构造缝
三、碎屑岩储集层的喉道类型
• 分析渗透率和测井解释渗透率
• 横向渗透率、垂向渗透率Leabharlann 三、孔隙度与渗透率间的关系
1. 一般来说，有效孔隙度越大，渗透率 也越高。
物 性 分 类
砂岩储层级别
有效孔隙度 （%）
绝对渗透率 （×10-3μm2）
特高 高 中 低 特低
>30 25-30 15-25 10-15 <10
>2000 200-2000 100-500 10-100 <10
第三章 储集层和盖层 seals Reservoir
储集层基本特征**
砂（砾）岩储集层*** 碳酸盐岩储集层**
其它岩类储集层
盖层**
第一节
储集岩：
储集层基本特征
Reservoir characteristics
储集层：凡是能够储存和渗滤流体的岩层，称储集层。
油层、气层、油气层
若储集层（岩）中含有油气——含油气层；
二、岩石的渗透性： (permeability)
指在一定压差下，岩石允许流体通过其连通孔隙的性质。 渗透性岩石：一般把地层压 力条件下流体能较快通过其 连通孔隙 砂岩/砾岩/多孔石灰岩/白云岩
非渗透性岩石：泥岩/石膏/泥 灰岩
——绝对渗透率、有效渗透率、相对渗透率
（1）绝对渗透率（K）
其中：Q—流量， cm3/s P1-P2=△P—压差，Mpa； F—截面积，cm2； L—岩样长度，cm； μ—液体粘度，mPa.s； K—绝对渗透率，达西；
解释孔隙度：测井法、地震法和试井法三类。
测井解释孔隙度包括传统的孔隙度测井（声波、中子 和密度测井）和现代测井（脉冲中子测井和核磁共 振测井）
25
岩心孔隙度（%）
20 15 10 5 210 y = 0.2221x - 39.385 R = 0.983
220
230
240
250
260
270
280
声波时差（μ s/m）
1、原生孔隙
** 粒 间 孔 隙: 碎 屑 颗 粒 之 间 的 孔 隙 孔 粒 内 孔 隙: 沉 积 时 颗 粒 内 原 有 的 隙 填 隙 物 孔 隙 : 胶 结 物 或 填 隙 物 中 微隙 孔
Sandstone
（1）
原 生 粒 间 孔
b.细粒长石砂岩，粒间 孔隙发育。绿色铸体，单偏 光，×100。 下第三系东营组，辽河 油田海26井385.5m。
（2）次生孔隙
粒间溶孔： 粒内溶孔： 铸模孔：
裂缝
粒 间 溶 孔
颗粒边缘或粒间填隙物溶解
颗 粒 铸 膜 孔 隙
颗粒、晶体、生物体溶解而保留外形；
细粒长石砂岩（油浸） 有的（斜）长石颗粒被完 全溶解形成颗粒铸模孔， 蓝色铸体，单偏光×100。
下第三系沙河街组，胜
利油田义3-7-7井3202.0m。
孔喉半径，um
MPa
毛细管压力,
P b
S m i n
S m a x
汞 注 入 量 , %
75
S 饱 1 0 0
50
0
——通常用Pd、r、Smin%、Pc50作为定量描述孔隙结构的参数
孔喉结构分析
100
W266-6 沙三上
10
1
主要为 长平台型，粗喉； 3个样品斜坡型，较粗喉 1个样品短平台型，细喉
径大、喉道粗、孔隙形状简单者渗透率高。
砂岩有效孔隙度与气体渗透率的关系图
1－粉砂岩，2－细砂岩，3－粗-中粒砂岩
四、储集层的孔隙结构
1 孔隙结构 岩石所具有的孔隙和喉道的几何形 状、大小、分布及其连通关系。
孔隙结构影响储集性能 （孔隙结构与孔\渗性的关系）
喉道的粗细特征严重影响岩石的渗透率 K主要受喉道控制
K p1 p2 F Q L Q K L F p
当单相流体存在的情况下，依据达西定律求得的渗透
率称绝对渗透率。
绝对渗透率仅与岩石性质有关，而与流体性质及测定条件无关
（2）有效渗透率(相渗透率)
当岩石中有多相流体通过时，岩石对每一相流体的渗 透率，又称相渗透率。 Ko、Kg、Kw
MPa
P c
0 . 0 7 5
孔喉半径，um
毛细管压力,
P b
S m i n
S m a x
汞 注 入 量 , %
75
S 饱 1 0 0
50
0
毛细管压力曲线特征： 饱和度中值压力（Pc50):非润湿相汞饱和度为50%时对
应的毛细管压力：
——Pc50对应的孔喉半径≈平均喉道半径
P c
0 . 0 7 5
Hg
Pc
Water
2．压汞曲线及孔隙结构参数 • （1）对岩石而言， 水银为非润湿相，水银注 入于岩石孔隙系统内， Pc 即必须克服毛细管阻力。 Hg
（2）毛细管压力与孔隙喉道半径R成反比，
Water
2Cos Pc r
其中：r－毛细管半径； —润湿角； －两相界面张力
Pc
R

Pc
•压汞法测岩石孔隙结构：
孔隙结构参数
排驱压力（Pd）、 孔隙喉道半径中值 （r50）、 毛细管压力中值(P50)、 最小非饱和的孔隙率 孔隙喉道半径频率分 布直方图
（2）毛细管压力曲线特征参数：
排驱（替）压力：
非润湿相开始（大量）注入岩样
中最大连通喉道时所需克服的毛 细管压力。 最小非饱和的孔隙体积百分数 （Smin%）：残余未被汞注入的 孔隙体积百分数，称Smin%。 含量大，孔隙结构差。
砾岩 粗砂岩 中砂岩 细砂岩 粉砂岩
孔隙
二、储集空间类型
1 不同部位：
孔隙—颗粒间较大的部分
喉道
喉道—连通相邻孔隙之间的狭窄通道。
第二节
砂（砾）岩储集层
二、储集空间类型
2 成因、形成时间
原生孔隙：粒间孔为主 次生孔隙：溶蚀孔隙、裂缝
Time of formation(Murray ,1960)
Porosity Classification
• Pc=?
2Cos Pc r 0.735 Pc r
=0.735/0.2MPa Pc—MPa r--μm
（3）按孔隙对流体渗流的影响
• 有效孔隙 • 无效孔隙
• 有效孔隙为连通的毛细管孔 隙和超毛细管孔隙 • 微毛细管孔隙，死孔隙或孤立 的孔隙。
2．孔隙度(porosity)
——岩石中全部孔隙体积（Vp）占岩石总体积 （Vt）的百分数。
孔隙度与渗透率的关系：
2 有一定的内在联系，但 通常无严格的函数关系。 K的影响因素较多
Log K = a + b
• 碎屑岩储层（孔隙型）：
有效孔隙度与渗透率 正相关关系。
• 碳酸盐岩：
对于孔洞不发育的颗粒灰岩、晶粒白云岩等，与碎屑岩相似
• 裂缝型储层： 泥岩、致密石灰岩储层孔隙度很低，渗透率很高 • 岩浆岩、变质岩储层
压力(MPa)
0.1
0.01 100 4 22 56 80 7 26 61 60 40 汞饱和度(%) 9 28 64 11 30 70 15 43 75 20 18 48 78 20 51 0
（3）孔喉分布图及毛细管压力曲线形态：
孔喉分布图
2Cos Pc r
(ri+1-ri )%=SHgi
碳酸盐岩储集层：灰岩、白云岩、礁灰岩 其它岩类：岩浆岩、变质岩、裂缝性泥岩
碎屑岩类和碳酸盐岩类储集层所储油气占 总量的99%，二者油气储量差不多各占一半。
第二节
砂（砾）岩储集层
一、岩石类型 二、储集空间类型 三、碎屑岩储集层的喉道类型
四、影响储集性能的地质因素
五、砂（砾）岩储集层的成因类型
一、岩石类型
其中：Q—流量， cm3/s P1-P2=△P—压差，Mpa F—截面积，cm2； L—岩样长度，cm； L=3cm，F=4.9cm2,μ=1mPa·s，Sw=100% μ—液体粘度，mPa.s； △P=0.1MPa，Q=0.5cm3/s，K=? K—绝对渗透率，达西；