石油地质学第二章储集层及盖层之二
石油地质学 第二章 储集层及盖层之一
1000
渗透率（10-3 μm2 ）
孔隙度（%）
100 10 1 0.1
陕北斜坡某油田长6油层组孔—渗关系
0.01 0.001 0 5 10 15 20 25 30
孔隙度（%）
陕北斜坡某油田延9油层组孔—渗关系
四、孔隙度与渗透率的关系
一般地，孔隙度相同时，孔、喉小的比孔喉大的渗透率 低，孔喉形态简单的比复杂的渗透率高。 从孔隙和喉道的不 同配置关系，可使储层呈现不同的性质，主要有： ①孔隙较大，喉道较粗，一般表现为孔隙度大，渗透率高； ②孔隙较大，喉道较细，一般表现为孔隙度中等，渗透率低； ③孔隙较小，喉道较粗，一般表现为孔隙度低～中等，渗透 率中等一偏低；
主要与岩石本身有关。
2、绝对渗透率（absolute permeability）：K
从理论上讲，岩石的绝对渗透率只反映岩石本身的 特性，而与测定所用流体性质及测定条件无关。一般来 说，孔隙直径小的岩石比孔隙直径大的岩石渗透率低， 孔隙形状复杂的岩石比形状简单的岩石渗透率低。这是 因为孔隙直径越小，形状越复杂，单位面积孔隙空间的 表面积越大，则对流体的吸附力、毛细管阻力和流动摩 擦力也越大。
第二章 储集层和盖层
刚才我们讲到油储存在储层中，由于油气的密度较小， 会受到浮力的作用，有向上流动的趋势，这时候如果没有 岩层阻止其向上流动，我们可以想象一下会发生什么情况？ 会一直逸散到地表，所以，要想让油能储集在储集层中， 必要要有能够阻止其向上逸散的岩层，这就是接下来要介 绍的盖层所行使的职能。 所谓的盖层就是位于储集层的上方、能够阻止油气向 上逸散的细粒、致密岩层叫做盖岩，也习惯地叫做（封） 盖层。通常会见到那些岩石能作为盖层呢？一般一些致密 的粉砂质泥岩、泥岩、盐岩、膏岩等常常作为盖层。
石油地质原理
（一）聚集型天然气
1、气顶气：与石油共存于油气藏中呈游离气顶状态产出的天然气。 以烃类为主，除大量的甲烷外，还有重 烃气体和轻组分的液态烃，少量氮气和二氧化碳凝析气
2、气藏气：单独聚集的天然气。可分为干气气藏和湿气气藏。
干气气藏：甲烷含量大于95%，重烃气体含量少，采到地表也是气体。 湿气气藏：含较多的甲烷，还有乙、丙、丁烷液态烃等，重烃含量大于5%，采到地表除含较多气体外， 还凝结出许多液态气体。 3、凝析气：当地下温度、压力超过临界条件后，由液态烃 逆蒸发而形成的气体。开采出来后，由于地表压 力、温度较低，按照逆凝结规压差下，岩石允许流体通过其连通 孔隙 的性质。对于储集层而言，指在地层压力条件下，流体 的流动能力。其大小遵循达西定律。
三、孔隙度与渗透率之间的关系
储集层的孔隙度与渗透率之间没有严格的函数关系，一 般情况 下渗透率随有效孔隙度的增大而增大。
勘探开发研究院
第二章 储集层和盖层
四、储集层的孔隙结构 孔隙结构：指岩石所具有的孔隙和喉 道的几何形状、大小、分布以及相互关 系。 孔隙：是孔隙系统中的膨大部分。决 定了孔隙度大小。 喉道：是孔隙系统中的细小部分。决 定了储集层储集能力和渗透特征。 五、流体饱和度 流体饱和度：油、气、水在储集岩孔 隙中的含量分别占总孔隙体积的百分数 称为油、气、水的饱和度。在油藏的不 同高度上的油、气、水的饱和度是变化 的。
根据成因和大小分为：粒内、粒间、晶间、岩溶溶孔。
4、裂缝 依成因可分为： ①构造裂缝：边缘平直，延伸远，成组出现， 具有明显的方向性、穿层。 ②非构造裂缝：包括：成岩裂缝、 风化裂缝、 压溶裂缝、
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第二章 储集层和盖层
第四节 其它类型储集层 火山岩储集层：包括火山喷发岩和火山碎屑岩。主 要储集空间为构造裂缝或受溶解的构造裂缝，因此， 在构造裂缝发育的小型断陷盆地边缘与隆起过度带， 有火山岩储层。它往往发育于生油层之中或邻近的火 山岩，对含油有利。 结晶岩储集层：包括各种变质岩，储集空间主要 为风化孔、缝及构造缝。多发育在不整合带、盆地边 缘斜坡及盆地古突起，以此为储集层的油气藏属称基 岩油气藏。 泥质岩储集层：储集空间主要为构造裂缝或泥岩 中含有易溶成分石膏、盐岩等，经地下水溶蚀形成溶 孔、溶洞等。
石油地质学课程总结
石油地质学课程知识点总结一、绪论1、石油地质学又称石油及天然气地质学，是研究地壳中油气藏及其形成原理和分布规律的一门科学。
2、石油的特点：石油热值高，比重低。
石油燃烧充分且易引燃。
具流动性。
开采容易，成本低，投产快。
用途广泛。
3、石油的作用：工业的血液工业食粮良田沃土战略资源4、学习石油地质学的主要任务就是：掌握油气藏的基本特征、形成原理、产出状态、分布规律，用以指导油气田的调查、勘探，以便更有效地发现和探明地下油气藏。
5、石油地质学的内容：生、储、盖、圈、运、保6、石油地质学是一门专业基础课，综合性强，需要的知识面广，必须全面地综合地质、地球化学、岩石矿物学、构造地质学、地史学、水文地质学和数学、物理等多种学科的知识，才能深入认识和掌握油气藏的特征，真正学好石油地质学。
二、第一章油气藏中的流体—石油、天然气和油田水1、石油（又称原油）—crude oil：一种存在于地下岩石孔隙介质中的由各种碳氢化合物与杂质组成的，呈液态和稠态的油脂状天然可燃有机矿产。
2、石油的组成石油的元素组成：碳、氢、氧、氮、硫灰分：微量元素，构成了石油的灰分。
石油的组分组成：油质、苯胶质、酒精苯胶质及沥青质。
石油的化合物组成：正构烷烃、异构烷烃、环烷烃、芳烃,和非烃化合物及沥青质。
原油的成熟度：未成熟的石油，主要含大分子量的正构烷烃；成熟的石油中，主要含中分子量的正构烷烃；降解的石油中，主要含中、小分子量的正构烷烃；原油中大于四环的环烷烃一般具有很高的旋光性，所以没成熟的原油旋光性高。
3、石油的物理性质颜色：从白色、淡黄、黄褐、深褐、墨绿色至黑色比重：是指一大气压下，20℃石油与4℃纯水单位体积的重量比，用d420表示。
一般介于0.75～0.98之间。
通常把比重大于0.90的称为重质石油；小于0.90的称为轻质石油。
石油的粘度：代表石油流动时分子之间相对运动所引起的内摩擦力大小。
溶解性：石油难溶于水，但却易溶于多种有机溶剂。
油气的储集层与盖层
岩裂缝；
在碎屑岩成岩后，后期构造运动所形成的裂 缝、节理等次生孔隙—次要地位。
Schmidt将碎屑岩孔隙类型分为5种类型： 粒间孔隙：一般为原生孔隙。其孔隙度随埋深的增加有所
降低，但降低的速度比粘土岩慢得多。
特大孔隙：按Schmidt标准，超过相邻颗粒直径1.2倍的孔 隙属特大孔隙。多数为次生孔隙。
v储集层(岩)中含有工业价值油(气)流——油(气)层； v已投入开采的油(气)层——产层。
二、储集层的分类
根据研究目的及油田生产实践的需要，对储集层有各种 分类方案。
v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） v按储集空间类型分为： 孔隙型储层、裂缝型储层、孔缝型储层、
σ — 水银表面张力，常取480×105N/cm
Pc 0.075
最小非饱和的孔隙体积 百分数 Smin % 排驱压力 Pd 孔隙等效半径 r
Pb
Smin 100 S饱 50
饱和度中值压力 Pc50
Pc50对应的孔喉半径≈ 平均喉道半径
Smax
0
汞注入量,%
75
毛细管压力曲线图
毛细管压力曲线与孔隙吼道分布直方图
白云石的
菱铁矿的 溶解作用 硫酸盐的 其它蒸发岩的 硅酸盐的 其它非硅酸盐的
较多
较多 较少 较少 很少 很少
（二）碎屑岩储集层的喉道类型
（三）影响碎屑岩储层储集物性的主要因素
1.沉积环境 ①碎屑颗粒的矿物成分：
主要表现在两个方面：
矿物颗粒的耐风化性，即性质坚硬程度和遇水溶解及膨胀 程度； 矿物颗粒与流体的吸附力大小。 一般而言，矿物的润湿性：润湿性强，亲水的矿物， 表面束缚薄膜较厚，缩小孔隙空间，渗透性变差。 矿物的抗风化能力：抗风化能力弱，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，性质坚硬、遇水不溶解和不膨胀、遇油不吸附的 碎屑颗粒组成的砂岩，储油性好。
最新石油与天然气地质学教案——第二章 储集层和盖层
第二章储集层和盖层第一节储集层的物性参数储集层的基本特征是具孔隙性和渗透性，其孔隙渗透性的好坏、分布规律是控制地下油气分布状况、油气储量及产量的主要因素。
一、储集层的孔隙性绝对孔隙度：岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样总体积的比值。
是衡量岩石孔隙的发育程度。
Pt=V p/V t*100%按岩石孔隙大小，有超毛细管孔隙、毛细管孔隙和微毛细管孔隙三类。
1.超毛细管孔隙：直径>0.5mm，相应裂缝宽度>0.25mm，液体在重力作用下自由流动。
2.毛细管孔隙：直径0.5～0.0002mm，裂缝宽度0.25～0.0001mm，由于毛细管力的作用，液体不能自由流动。
3. 微毛细管孔隙：直径<0.0002mm，裂缝宽度<0.0001mm，液体在非常高的剩余流体压力梯度下流动。
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=V e/V t*100%二、渗透性渗透性：指在一定的压差下，岩石允许流体通过其连通孔隙的性质。
对于储集层而言，指在地层压力条件下，流体的流动能力。
其大小遵循达西定律。
K即为岩石的渗透率，国际单位为μm2，常用单位为达西（D）。
国际单位：μ=1Pa.s △P=1Pa F=1m2 L=1m Q=1cm3/s则：K=1μm2常用单位：μ=1厘泊△P=1大气压 F=1cm2 L=1cm Q=1cm3/s则：K=1D=1000md1D=0.987μm21D=987*10-6μm2绝对渗透率：单相液体充满岩石孔隙，液体不与岩石发生任何物理化学反应，测得的渗透率称为绝对渗透率。
有效渗透率：储集层中有多相流体共存时，岩石对每一单相流体的渗透率称该相流体的有效渗透率。
油气水分别用Ko、Kg、Kw表示。
相对渗透率：对每一相流体局部饱和时的有效渗透率与全部饱和时的绝对渗透率之比值，称为该相流体的相对渗透率。
油气水分别表示为Ko/K、Kg/K、Kw/K。
《石油地质学盖层》课件
盖层对勘探区域的评价和 选择
解析盖层对勘探区域评估和选择 的重要性，为勘探工作提供指导。
盖层在勘探中的综合应用
探讨盖层在勘探过程中综合运用 的重要性，提高勘探效率和成功 率。
盖层的开发和生产
盖层的开发与生产技术
介绍盖层开发和生产方面的 技术，揭示如何高效利用盖 层资源。
《石油地质学盖层》PPT 课件
欢迎来到《石油地质学盖层》PPT课件！在本课程中，我们将深入研究石油地 质学的盖层，探讨其形成机制和在石油勘探中的应用。
石油地质学基础知识
石油的形成与分布
探索石油形成的奥秘和全球分布情况，揭示其宝贵的能源价值。
储集规律与类型
研究石油富集的规律和不同类型的储集层，为勘探提供重要依据。
盖层开采中的问题与挑 战
探讨盖层开采过程中遇到的 问题和挑战，提供解决方案 和应对策略。
盖层开采的环境保护措 施
介绍盖层开采中的环境保护 措施，强调可持续发展的重 要性。
结束语
石油地质学盖层的重要性和发展 趋势
总结石油地质学盖层研究的重要性和未来发展方向。
石油地质学盖层研究的现状
回顾当前石油地质学盖层研究的进展和成果，展望 未来的前景。
盖层的形成机制
1
构造对盖层形成的影响
解析构造运动与盖层形成的关系，揭示
沉积对盖层形成的影响
2
构造对地层演化的影响。
探讨沉积作用
3
岩石学对盖层形成的影响
研究岩石学特征与盖层形成之间的联系， 揭示岩石学对石油勘探的重要性。
盖层在石油勘探中的应用
盖层对勘探目标的定位和 预测
石油勘探地质学基本概念
石油地质学 第二章 储集层及盖层之二
第二节 储集层的岩石类型
目前发现的含有油气的储集层可归为三类：
碎屑岩类储集层：砂岩、砾岩、粉砂岩
碳酸盐岩储集层：灰岩、白云岩、礁灰岩
其他岩类储集层：岩浆岩、变质岩、裂缝性泥岩
据世界546个大中型油气田的统计，碎屑岩类和碳酸盐岩类
储集层所储油气占总量99.8%，其中碎屑岩中的储量占57.1%，碳 酸盐岩中占42.7%。其中，碎屑岩储集层是我国目前最重要的储
孔 次 生 孔 隙
<2mm
铸模 孔
洞 缝
原生孔隙
粒间孔隙
粒间孔隙：指碎屑颗粒 之间未被杂基、胶结物 充填而留下来的孔隙空 间，一般有喉道粗，连 通性较好等特点，是砂 岩储层最主要、最普遍 的孔隙类型。
粒内孔隙
粒内孔隙：碎屑颗 粒内部原有的空间 部分所保留下来的 孔隙。
次生孔隙 溶蚀孔隙：由长石、碳酸盐、硫酸盐等其 它可溶组分溶蚀形成。
集层类型。
一、碎屑岩类储集层
我国各大油气田中，除任丘、四川外，大都为碎屑岩储集层， 最常见的是中、细砂岩储集层，储油物性较好。
1、储集空间：
原生 孔隙
原生孔隙是岩石沉积过程中形成的孔隙， 它们形成后没有遭受溶蚀或胶结等重大成岩 作用的改造
次产生的 孔隙，最主要的类型是溶蚀孔隙，还有少数 的交代作用和胶结作用形成的晶间孔隙。
2、影响碎屑岩储层储集物性的主要因素
1）物源和沉积条件 ③碎屑颗粒的排列方式及磨圆度
a.理论上：以立方体排列，堆积 最疏松， φ最大；理论孔隙度为 47.6%；以菱面体排列，堆积最 紧密， φ最小，理论孔隙度为 25.9%。
b.如果组成岩石的颗粒形状不规则，堆积时常相互咬合镶嵌，
使粒间孔隙减小，物性变差。因此——碎屑颗粒磨圆度越好，
石油地质学第二节 构造油气藏
• (2)通道作用
• 断层另一种作用是破坏原生油气藏，成为油气运移的通道。其结果是 油气运移至浅处，若遇圈闭可形成次生油气藏；若无遮挡油气逸散至地 面而散失。
• 图为柴达木盆地的油砂山油田，本来为一完整的背斜油藏，后因垂直构 造轴线发生一条大断距的断层，将东侧油层抬升暴露于地面，油藏则全
大 构造圈闭 类
1.背斜圈 闭
亚 2.断层圈 闭
地层圈闭 水动力圈闭
1.岩性圈 闭
2.不整合 圈闭
1.构造鼻和阶 地型水动力圈 闭
2.单斜型水动 力圈闭
复合圈闭
1.构造－地层复合 圈闭
2.水动力－构造复 合圈闭
类 3.裂缝性 背斜圈闭
4.刺穿圈 闭
5.多因素 构造圈闭
3.礁型圈 闭
4.沥青封 闭圈闭
• 其特点是：直接覆于基底之上的地层弯曲较显著，有时还可遇到 受基底断裂控制的继承性断裂，向上地层弯曲渐趋平缓，而后逐渐 消失；两翼地层倾角缓，闭合度小，闭合面积大，此类背斜常成带 分布，组成长垣或大隆起。
(3)与同生断层有关的逆牵引背斜圈闭和油气藏
syncline
• 滚动背斜的成因解释有两 种，一种是认为同生断层 下降盘靠近断层面的岩层 因重力下跌使地层下垂弯 曲而形成，另一种是认为 同生断层下降盘尤其靠近 断面处岩层厚度较大，促 使地层在断面附近向着断 层面“回倾”而形成。
（４）背斜圈闭的另一个特点是圈闭向下往往垂直延伸穿 过厚度相当大的沉积岩层。
①中间地层垂距变化
②重复褶皱；
③平行褶皱；
④不协调褶皱；
⑤刺穿和隐刺穿褶皱；
⑥不对称褶皱；
⑦礁和沉积差异压实；
⑧多种假构造（溶蚀、坍塌造 成的）；
⑨不整合前的变形； ⑩逆掩断层（或推覆体）下 的背斜
石油地质学--油气分布规律与主控因素 ppt课件
980-1180
200-1810
储地层及油层气
年代 厚度 （M烃a源）岩（米）盖 层
岩主 性要剖油面 气田
沉积储 环境 层和油气 构造事件
烃源岩
岩性 盖层
含
N 2
N1
第 E3 三 系
E 2
50
E1 m
cp
Ks 2
白次 要
Kt 2
垩的
s- cn t c
ПК 系1 -6
主要a l的
ПК 7-17 a次
13
第一节 裂谷盆地油气分布
（2）断陷型裂谷盆地：储集体规模较小，横向变化大，储 集体成因类型多，有河道、 冲积扇、水下扇、扇三角洲、 三角洲、滩坝、湖底扇、浊积扇等砂体
1000 2000
河道砂
3000
4000 扇三角洲
5000
湖底扇
6000
陡坡带
前三角洲、前缘砂
SB
体
缓坡带
1000 2000 3000 4000 5000 6000
坳陷 断陷 裂谷盆地发展的两个阶段：断陷和坳陷
8
第一节 裂谷盆地油气分布
渤海湾盆地：古近纪单断型断陷盆地，新近纪和第四纪坳 陷型裂谷盆地
松辽盆地：侏罗纪断陷盆地（双断），白垩纪坳陷型盆地 9
第一节 裂谷盆地油气分布 （3）单断型裂谷盆地的构造分带
缓坡带、中央构造带、洼陷带、陡坡带
10
第一节 裂谷盆地油气分布
冲积平原
在西部为 相对深海、
在东部较
浅并发育 水下侵蚀
西部被动沉 降、沉降速 率向东增加
西 图尔塔斯、新米哈伊洛 塔夫达
伯柳林沃尔
利 伊尔比特
塔里茨
油藏地质学第2章储集层
尼日利亚尼日尔河三角洲与油田分布图
障壁岛
㈣ 沿岸堤坝砂岩体 1. 形成：海（湖）沿岸地区（岸外砂坝、堤坝、障壁岛） 2. 岩石特征：以中、细砂岩为主，分选磨园好，物性好 3. 分布形态：平面呈狭长带状或串珠状沿海岸线延伸
剖面呈底平顶凸的透镜体 4. 实例：美国 堪萨斯州 契洛期带状油田
蒙大拿州 钟溪油田
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
点砂坝
河流砂体 （曲流河）
㈡ 河流砂岩体（Fluvial sandstone） 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。
Mz＝（P25＋P75）／2 ⑶ 分选系数：So＝P25／P75
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。
(据D.C.Beard & P.K.Weyl,1973)
人工混合沙的孔隙度
人工混合沙的渗透率(达西)
分选差的砾岩、粗砂岩，Ф小，储集物性差； 分选较好的中－细砂岩，Ф较高，储集物性较好； 分选最好的粉砂岩，绝对Ф高，Фe小，储集物性差。
风成砂＞海滩砂＞河流砂＞洪积砂＞冰川砂
粒度参数和颗粒分选参数描述： ⑴ 粒度中值：Md＝P50 ⑵ 平均粒径：
sands) C 前三角洲亚相：
第二章 储层与盖层
方解
黑色泥岩中的斜向裂缝，被方解石及黑色沥青充填
利89，3388.5m，沙四上
暗色泥岩中的斜向裂缝，利89，3454.2，沙四上
暗色泥岩中的斜向裂缝和水平裂缝，莱105，2630m
深灰色页岩，水平裂缝发育，王57，3421.21，沙三下
2.5
盖层
一、盖层的基本特征
二、盖层的类型
一、盖层的基本特征
［讲解要点］ ●位于储层上方(基于油气上浮原理) ●
二、
［讲解要点］ ● ● ●
式中 φ ——孔隙度；ΣVφ ——岩样中所有孔隙体积之和； Vr ——岩样总体积。
储集岩的总孔隙度越大，说明岩石中孔隙空间越大。 有效孔隙度是指那些相互连通的，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：
式中 φe ——有效孔隙度；ΣVe ——岩样中彼此连通、流体能够通过的孔隙体积之和； Vr ——岩样总体积。
于是，气体渗透率的公式可写成：
式中 μg ——气体的粘度；Q2 ——通过岩石后，在出口压力(p2)下，气体的体积流量。
2.2
碎屑岩储集层
一、孔隙结构
二、储集层类型
一、孔隙结构
［提问与讨论］ ● ［讲解要点］ ●
●填隙物(胶结物、杂基)
● ●孔隙类型 :粒间孔隙、粒内孔隙、填隙物内孔隙、组合孔隙、 裂隙 ●以粒间孔隙为主，物性好；组合孔隙，次之；粒内孔隙、填 隙物内孔隙最差
2.4
非常规储集层
一、岩浆岩储集层 二、变质岩储集层 三、泥质岩储集层
一、
［提问与讨论］
● ［讲解要点］ ● ●
●
● ● ● ［对比分析］
●多是减温减压条件成因，与沉积岩不同
03 第二章 储集层和盖层——【石油地质学 姜福杰】
的渗透率即为m1 2
第一节 岩石的孔隙性和渗透性
绝对渗透率（absolute permeability）： 当岩石中只有单相流体存在，并且流体与岩石不发生
任何的物理和化学反应，此时岩石对流体的渗透率称
为绝对渗透率。 储集层渗透率分级
级别
渗透率 （10-3μｍ2）
评价
油层
气层
1
>1000
极好
21000-500源自流体自由流动疏松砂岩、大裂缝、溶洞
孔隙
孔
一般常见砂岩、微裂缝
隙
毛细管孔隙
逐
孔隙直径介于0.5～
渐
2×10-4mm，裂缝
减
宽度介于0.25～
小
1×10-4mm之间
外力大于毛管阻力，
流体流动
孔隙
孔隙
致密砂岩、泥岩
微毛细管孔隙
通常温、压下，
孔隙直径＜2×10-4mm， 流体不可流动
裂缝宽度＜1×10-4mm
有效渗透率与绝对渗透率的比值。 相对渗透率无单位 Ko/K、Kg/K、Kw/K
相对渗透率影响因素：
①相对渗透率与绝对 渗透率有关
②相对渗透率与流体性质有关
③相对渗透率的大小与流 体饱和度有关相。只有流 体的饱和度达到一定量时， 才有相对渗透率。 临界饱和度
第一节 岩石的孔隙性和渗透性 三、岩石的孔喉结构 1. 孔隙系统构成
岩石孔隙系统示意图
（1岩石颗粒；2胶结物；3孔隙系统）
第一节 岩石的孔隙性和渗透性
孔隙与喉道的不同配置决定储集层具有不同性质。
储集层特征 好
较好 较差
差
孔隙直径 大
较大 大 低
喉道 大
较粗 较细
02第二章：储集层和盖层
第二章储集层和盖层§2.0储集层和盖层我们时常从书本里或新闻节目中了解到，油田开采过程中发生井喷、喷出黑色的油柱或长舌状的火焰（人工点燃气体后），我们还知道，我国大庆油田自1959年被发现（松基3井）至今已有近五十年的历史，累计采油近20亿吨，而大庆油田仍通过磕头机源源不断地采出石油，保持较高产量的连续多年稳产，人们不禁要问，难道地下真有“油湖”或“油河”？人类历经两千多年来对油气的利用和探索，特别是经过近代150年来的油气勘探、开发实践，始终没有发现地下的“油湖”或“油河”的存在，却证实地下的石油、天然气都是储存在岩石的空隙中。
我们把凡是具有连通空隙、能使流体储存并在其中渗滤的岩石(层)，称为储集岩(层)。
并非所有的储集层中都储存了油气，如果储集层中储存了油气，就称为含油气层，业已开采的含油气层称为产油气层。
储集层是油气聚集成藏的基本要素，其物理性质及其分布、发育特征直接影响甚至控制着地下油气分布状况、储量和产能。
§2.1.1储集层的物理性质储集层的物理性质通常包括其孔隙性、渗透性、孔隙结构，含油气层还包括其含油气饱和度等。
一、储集层的孔隙性储集层的孔隙性是指空隙形状、大小、连通性与发育程度。
岩石中的空隙按其形状可分为孔隙和裂缝两大类。
孔隙是三维发育的，裂缝主要是二维延展的。
较大的孔隙则笼统地称为孔洞或洞穴，“孔”与“洞”没有严格界限，一般界限为1-4mm。
按照孔隙大小可分为三种类型：超毛细管孔隙、毛细管孔隙和微毛细管孔隙（表2-1）。
表2-1 孔隙/裂缝大小分类表（1）超毛细管孔隙：管形孔隙直径大于0.5mm，裂缝宽度大于0.25mm者。
在超毛细管孔中液体能在重力作用下自由流动。
岩石中的大裂缝、溶洞及胶结疏松砂岩的孔隙大多属于此类；（2）毛细管孔隙：管形孔隙直径介于0.0002mm-0.5mm之间、缝宽介于0.0001mm-0.25mm之间者。
在毛细管孔中，由于液体质点之间及液体与孔隙壁之间均处于分子引力的作用下，故其中的液体在重力作用下不能自由流动。
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。
储集层和盖层
4.2.1储集层的孔隙性
绝对孔隙度 岩石中全部孔隙体积称为总孔隙或绝对孔隙。
总孔隙（Vp）和岩石总体积（Vt）之比（以百分数 表示）就叫做岩石的总孔隙度或绝对孔隙度（Φ t） 。可用公式表示如下：
4.2.2储集层的渗透性
储集层的渗透性是指在一定的压差下，岩石允 许流体通过其连通孔隙的性质。换言之，渗透性是 指岩石对流体的传导性能。严格地讲，自然界的一 切岩石均具有相互连通的孔隙，在漫长的地质年代 里，在足够大的压差条件下都具有一定的渗透性。 通常我们所称的渗透性岩石与非渗透性岩石是相对
的。渗透性岩石是指在地层压力条件下，流体能较
储集层的渗透率无论在垂向上或横向上都有很 大的差别，一般变化在0.001-1μm2之间，最高可达 几个μm2。Калинко（1983）按渗透率大小将储集 层分为7级（表）。对石油和天然气储集层评价的 标准是不一样的。
储集层渗透率分级
级别
1 2 3 4 5 6 7
渗透率 10-3μm2
>1000 1000－500 500－100
因此，从实用的角度出发，只有那些彼此 连通的超毛细管孔隙和毛细管孔隙才是有效的 油气储集空间，即有效孔隙。因为它们不仅能 储存油气，而且可以允许油气渗滤；而那些孤 立的互不连通的孔隙和微毛细管孔隙，即使其 中储存有油和气，在现代工艺条件下，也不能 开采出来，所以这些孔隙是没有什么实际意义 的。为了研究孔隙对油、气储存的有效性，在 生产实践中，人们又提出有效孔隙度（率）的 概念。
差 无价值
需要指出的是，孔隙度的大小与孔 隙个体的大小是两个截然不同的概念。 孔隙度只说明岩石中孔隙或有效孔隙在 岩石中所占的比例，并不涉及孔隙个体 本身的大小。两块具有相似孔隙度的岩 石，其孔隙个体大小可以很不相同。孔 隙个体大小不仅直接影响着储集岩中油 气储存的集中程度，而且对储集岩的渗 透性也有着重要的影响。
石油工程概论 储集层和盖层PPT课件
风化，在表层出现一个风化孔隙带，使孔、渗
增加，便成为油气储集层。
储集空间
主要是风化孔隙、裂隙，以及构造裂缝，
多发育在不整合带及古地形突起上，构造条件
可使裂隙形成有一定方向性和连通性的裂隙密
集带。
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三、泥质岩储集层 •比较致密性脆的泥质岩产生较密集的裂缝； •泥质岩中含有易溶成分如石膏、盐岩等，经地 下水溶蚀形成溶孔、溶洞，成为储集层； •泥质岩能在一定条件下成为储层，主要是次生 作用(风化、溶蚀、构造)形成孔、缝、洞系统的 结果； •岩性致密，形成条件较复杂，物性变化大；
原生孔隙
粒间孔隙
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粒内孔隙
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填隙物内孔隙
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裂缝（隙）孔隙
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•粒间孔隙，指碎屑颗粒之间未被杂基、 胶结物充填而留下来的孔隙空间，一般有 喉道粗，连通性较好等特点，是砂岩储层 最主要、最普遍的孔隙类型。 •粒内孔隙，碎屑颗粒内部原有的空间部 分所保留下来的孔隙。
5、孔隙度与渗透率的关系
岩石的孔隙度和 渗透率之间有一定的 内在联系，但没严格 的函数关系，碎屑岩 储层、孔隙度和渗透 率一般有一定相关关 系。碳酸岩储层、孔 隙度和渗透率一般没 有相关关系。
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一般地，孔隙度相同时，孔、喉小的比孔 喉大的渗透率低，孔喉形态简单的比复杂的渗 透率高。 从孔隙和喉道的不同配置关系，可使 储层呈现不同的性质，主要有：
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以上大量储层形成特点说明，形成储层的 岩石类型并不重要，关键在于是否具有孔隙和 渗透性。任何岩类只要在一定的孔隙性和渗透 性，都有可能形成储集层。
因此，储集层的研究，应该多方面进行， 既注意一些已知储集层岩类，也不能完全忽视 一些具有孔隙性和渗透性的未知储集层岩类， 扩大找油、找气领域。
《石油地质学复习资料》整理完整版
《石油地质学复习资料》整理完整版《石油地质学复习整理》绪论一、简答题1.什么就是石油地质学？石油地质学就是研究地壳中油气成因、油气成藏的基本原理与油气分布规律的一门科学。
2.石油地质学研究的主要内容就是什么？可以概括为三个基本的科学问题:①油气成因问题②油气成藏问题③油气分布控制因素与分布规律问题第一章石油、天然气、油田水的成分与性质一、名词解释1.石油以液态形式存在于地下掩饰空隙中,由各种碳氢化合物与少量杂质组成的可燃有机矿产。
2.天然气广义:自然界的一切气体;狭义:与油田与气田有关的气体,主要就是烃类气体。
3.油田水广义:指油田区域内的地下水,包括油层水与非油层水。
狭义: 就是指油田范围内直接与油层连通的地下水,即油层水。
4.δ13C1碳的一种稳定同位素,δ13C值有助于研究石油与天然气的成因。
二、简答题1.石油可以分离为哪几种族组分？可分为饱与烃、芳香烃、非烃与沥青质四种族分2.石油中包含哪几种主要元素与次要元素？主要元素:碳与氢次要元素:硫、氮、氧3.石油中包含哪几类烃类化合物与非烃化合物？烃化合物:烷烃、环烷烃、芳香烃非烃化合物:含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物4.天然气中含有哪些主要的烃类气体与非烃气体？烃类气体:甲烷为主,重烃为次,重烃以乙烷与丙烷最为常见非烃气体:N2,CO2,H2S,H2,CO,SO2,与汞蒸气等5.在苏林分类中,地层水被划分为哪几种类型？油田水主要为何种类型？说明不同类型的地层水反映的地层封闭条件。
地层水划分为:NaHCO3型、Na2SO4型、MgCl2型、CaCl2型;油田水主要为CaCl2型NaHCO3型与Na2SO4型形成于大陆环境、MgCl2型存在或形成与海洋环境、CaCl2型存在或形成与深成环境;地层封闭性:CaCl2>NaHCO3>MgCl2>Na2SO4第二章储集层与盖层一、名词解释1,储集层:凡就是具有一定的连通空隙,能使流体储集,并在其中渗透的岩层都称为储集层。
《石油地质学盖层》课件
3
在石油地质学中，研究盖层的特性和演化历史， 对于油气勘探和开发具有重要的指导意义。
02
盖层的形成与演化
盖层形成的条件与过程
盖层形成的条件
沉积环境稳定、有机质含量高、成岩 作用充分、埋藏深度大等。
盖层形成的过程
在沉积过程中，随着沉积物的不断堆 积，有机质在沉积物中逐渐转化为烃 类物质，同时沉积物经过压实、胶结 等成岩作用，形成致密的盖层。
02
盖层的封闭作用还可以影响石油在地下的流动方向和流动通道
，从而影响油藏的连通性和流动性。
盖层的封闭作用还可以影响石油在地下的保存状况和保存时间
03
，从而影响油藏的经济价值和开发潜力。
04
盖层研究的方法与技术
盖层研究的主要方法
01
02
03
野外露头观察法
通过对野外露头进行详细 的观察和描述，了解盖层 的岩性、结构和构造特点 。
环境友好型研究
在可持续发展理念的指导下，盖层研究将更加注重环境友好型的 勘探和开采方式，减少对环境的负面影响。
盖层研究的前沿问题
深层盖层研究
随着石油需求的增加，深层石油资源的开采逐渐成为重点 ，如何认识和评价深层盖层是当前面临的重要问题。
非常规油气资源盖层研究
如页岩气、煤层气等非常规油气资源的开发，需要针对其 特殊的盖层条件进行深入研究。
促进经济发展
石油作为重要的能源和化工原料，其 开发和利用对经济发展具有重要意义 ，而盖层研究是石油开发的关键环节 之一。
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地质灾害防治
通过对盖层的结构和构造 进行研究，有助于评估地 质灾害的风险和防治措施 的制定。
05
盖层研究的未来展望
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酸盐岩中占42.7%。其中，碎屑岩储集层是我国目前最重要的储
集层类型。
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一、碎屑岩类储集层
我国各大油气田中，除任丘、四川外，大都为碎屑岩储集层， 最常见的是中、细砂岩储集层，储油物性较好。
1、储集空间：
原生 孔隙
原生孔隙是岩石沉积过程中形成的孔隙，它 们形成后没有遭受溶蚀或胶结等重大成岩作 用的改造
b.如果组成岩石的颗粒形状不规则，堆积时常相互咬合镶嵌，使
粒间孔隙减小，物性变差。因此——碎屑颗粒磨圆度越好， 碎屑岩储集物性越好。
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2、影响碎屑岩储层储集物性的主要因素
1）物源和沉积条件
④基质含量对砂体原始孔渗性的影响
所谓基质是指随砂岩颗粒同时沉积的颗粒直径小于0.0039mm的非 化学沉淀颗粒；水动力较强时，基质不易沉淀下来，岩石中基质含量 较少；反之，则基质含量多。
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第二节 储集层的岩石类型
目前发现的含有油气的储集层可归为三类：
碎屑岩类储集层：砂岩、砾岩、粉砂岩 碳酸盐岩储集层：灰岩、白云岩、礁灰岩 其他岩类储集层：岩浆岩、变质岩、裂缝性泥岩
据世界546个大中型油气田的统计，碎屑岩类和碳酸盐岩类储
集层所储油气占总量99.8%，其中碎屑岩中的储量占57.1%，碳
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使
成岩作用
形成的次生孔隙
砂 岩
岩石破裂作用
较少
产
颗粒破裂作用
较少
生
收缩作用
较少
次
方解石的
较多
生
孔
白云石的
较多
隙
菱铁矿的
较多
的 溶解作用
硫酸盐的
较少
成
岩
其它蒸发岩的
较少
作
硅酸盐的
很少
用
其它非硅酸盐的
很少
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2、影响碎屑岩储层储集物性的主要因素
地下存在的碎屑岩储集层是在一定的沉积环境中堆积下来的 碎屑沉积物经过漫长而复杂的成岩后生变化而最终形成的，因此， 其储集物性必然受到物源、沉积环境以及成岩后生作用等方面因 素的控制。
第二章 储集层和盖层
第一节 储集层物理性质 第二节 储集层岩石类型 第三节 盖层
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第二节 储集层的岩石类型
世界上绝大多数油气藏储层是沉积岩层， 其中以砂岩和碳酸盐岩最为重要。 按岩石类型，石油地质上把储层分为三大类： 碎屑岩、碳酸盐岩、其它岩类储层。 按储集空间类型，分： 孔隙型、裂缝型、裂缝-孔隙型。 按孔隙度和渗透率大小，分： 常规储集层、低渗储集层、致密储集层。
程度好， φ、K大。
a. 粒度一定时，分选越好，
物性越好。
b.分选一定时，K与粒度
呈正比。
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2、影响碎屑岩储层储集物性的主要因素
1）物源和沉积条件
③碎屑颗粒的排列方式及磨圆度
a.理论上：以立方体排列，堆积 最疏松， φ最大；理论孔隙度为 47.6%；以菱面体排列，堆积最 紧密， φ最小，理论孔隙度为 25.9%。
基质在砂岩中起了孔隙充填物的作用，同时基质内的微粒间孔也很 小，因而对储集物性十分不利。
——基质含量越多，孔渗性越低。
总的来说，岩石颗粒的粒度适中、分选好、圆球度越高、 杂基含量越低，则孔渗性较好。
——而颗粒粒径、分选、圆球度和杂基含量均受控于沉积 环境和沉积作用。
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2、影响碎屑岩储层储集物性的主要因素
粒内孔隙：碎屑颗 粒内部原有的空间 部分所保留下来的 孔隙。
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次生孔隙
溶蚀孔隙：由长石、碳酸盐、硫酸盐等其 它可溶组分溶蚀形成。
包括：溶蚀粒间孔、溶蚀粒内孔、溶蚀填隙物内 孔、溶蚀裂缝等，其最大特点是孔隙不受颗粒边 界限制，边缘呈锯齿状、港湾状、形状不规则， 可大，可小，差别悬殊，属次生孔隙。
1）物源和沉积条件——沉积相的影响
原生孔隙：主要受沉积相的控制
（1）陆相储集层 主要沉积相类型
河流相砂岩体
三角洲砂岩体 扇三角洲砂岩体 近岸水下扇砂岩体 湖底扇砂岩体(浊积砂体)
冲积扇
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（2）沉积相对物性的控制
松辽盆地白垩系储层类型及物性
次生孔隙是岩石经过成岩作用改造后产生的
次生
孔隙
孔隙，最主要的类型是溶蚀孔隙，还有少数的
交代作用和胶结作用形成的晶间孔隙。
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1、储集空间：
主要是碎屑颗粒之间的原生粒间孔隙；其次是 溶孔（粒间溶孔、粒内溶孔、铸模孔等）；另外还 有裂缝、解理缝、层理缝和层间缝。
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碎屑岩储层孔隙类型及其特征（据应凤祥，1994，修改）
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2、影响碎屑岩储层储集物性的主要因素
1）物源和沉积条件 ——微观因素的控制（包括：岩石的成分、结构和构造） ①碎屑颗粒的矿物成分： 相同成岩作用下，石英砂岩 储集性比长石砂岩好。原因： a长石的润湿性比石英强； b长石比石英的抗风化能力弱。
②碎屑颗粒的粒度及分选性：
粒度越大，φ、K大；分选
物源区母岩风化的产物经过流水、风、冰川、海（湖）水等 介质的搬运和沉积作用转变为碎屑沉积物，再经过成岩作用而形 成碎屑岩。物源区母岩的岩性控制了碎屑成分和胶结物成分；搬 运距离的远近控制了碎屑颗粒的分选程度、磨圆程度；水动力条 件及压实程度控制了碎屑颗粒的排列方式，可以说，碎屑沉积物 的物源和沉积环境是控制碎屑岩储集空间发育的基本因素。
如方解石等胶结物局部溶解 粘土杂基的局部溶解
如长石、岩屑等粒内溶解 粘土杂基的局部溶解
方解石等胶结物或其晶体内的局部溶解 由胶结物及颗粒一起被溶解所致 颗粒溶解而保留外形 晶体溶解而保留外形
生物屑溶解而保留外形
晶间孔
洞
溶洞
收缩缝
缝
成岩缝及其溶蚀
构造缝及其溶蚀
晚期形成的高岭石、白云石等晶间的孔隙
>2mm
多与表生淋滤作用有关
成岩收缩作用
0.01～ > 编1 m辑mppt
无方向性，缝细、延伸范围小 平整延伸，组系分明，相互切割
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原生孔隙
粒间孔隙
粒间孔隙：指碎屑颗粒 之间未被杂基、胶结物 充填而留下来的孔隙空 间，一般有喉道粗，连 通性较好等特点，是砂 岩储层最主要、最普遍 的孔隙类型。
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粒内孔隙
类
亚类
空间大小
特征
原 生孔
孔
隙缝
原生粒间孔 原生粒内孔 矿物解理缝、层间缝
<2mm
原生粒间或残留孔隙
岩屑粒内微孔、喷出岩岩屑内的气孔等、 杂基内微孔
粒间
颗粒边缘溶解
溶孔 胶结物及晶内局部溶解
杂基溶解
组分
颗粒粒内溶孔
内溶
杂基内溶孔
孔孔 次
生
孔
铸模
隙
孔
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
胶结物内溶孔 超大孔
粒模 晶模 生物模
<2mm
长石、岩屑等颗粒边缘、局部溶解