第5章-储层特征描述

4.孔隙带划分
成岩阶段不同，孔隙带发育不同。
早成岩A期以原生孔隙为主，基本上无次生孔隙；早 成岩B期开始出现次生孔隙，但仍以原生孔隙为主，属混 合孔隙发育带；晚成岩A期次生孔隙大量发育，形成次生 孔隙发育带；晚成岩B期孔隙以少量次生孔隙和裂缝为主 ，至晚成c期，孔隙基本消失，储集空间以裂缝为主。
四、成岩序列和孔隙演化史
根据评价区的地质特点，应用多种分析测试技 术，进行成岩序列和孔隙演化史的研究，主要目的 是恢复油气成藏期的孔隙发育及储集特征，为油气 富集区带的预测提供依据。
成岩序列主要是根据自生矿物的形成顺序而确 定的。据此分析成岩作用对孔隙演化的控制作用， 结合地层埋藏史和成岩阶段的划分，可恢复孔隙演 化史。
孔隙演化史的研究首先要恢复原始孔隙度。原始孔隙度 和原始渗透率主要是粒度和分选性的函数。实际工作中，常 用版进行估算恢复不同成因砂体的原始孔渗性；然后根据压 实率、胶结率及溶解作用，计算各种成岩作用增加或减少的 孔隙度，最后根据成岩序列、孔隙发育特征、埋藏史和成岩 阶段，绘制孔隙演化史曲线；最后根据孔隙演化史曲线及不 同阶段的成岩作用强度，半定量地恢复不同时期的孔隙发育 程度。
一、储层岩石学研究
储层岩石学特征，包括岩石碎屑的矿物组成、碎屑的分 选、磨圆、排列方式、填隙物特征等，是影响储层成岩作用、 孔隙结构及储集物性的重要因素。
岩石学特征的描述包括三个方面：
（1）岩石结构特征：岩石类型、分选、磨圆、颗粒排列方式 、接触关系等；
（2）碎屑组分特征：岩石骨架颗粒（石英、长石、岩屑等） 的含量及特征；
成岩阶段的划分依据主要为四个方面，即有机质热成 熟度指标、混层粘土矿物的转化（混层比）、自生矿物的 分布及其形成顺序、孔隙带划分。
1.有机质热成熟度指标
成岩作用强度与有机质热成熟度均是时间 和温度的函数，故通过有机质热成熟度可以对成 岩阶段进行划分。通常是应用镜质体反射率、孢 粉颜色、热变指数及最大热解峰温等指标来划分 有机质的热成熟阶段。
物性孔隙度 面孔率 物性孔隙度
100
%
成岩系数表征岩石成岩作用对储集性能的影响程
度，它与孔隙度和渗透率呈正相关。
三、成岩阶段与孔隙发育带
碎屑储层所处的成岩阶段反映了构造变动、流体性质 、埋藏深度等多种因素相互作用的结果，它决定着有机质 成熟度、岩石的内部组成、结构、储集性质及其它许多特 点。因此，成岩阶段的确定是预测油气储层、评价储集条 件的重要依据。
（3）杂基内微孔隙
为粘土杂基和碳酸盐泥中存在的微孔隙。这种孔隙极 为细小，在扫描电镜下方可清晰辨认。在所有的碎屑岩储 集岩中，都或多或少地存 在这种微孔隙。这种孔隙 的孔隙度虽然较高，但其 渗透率往往很低，这是由 于孔隙半径小的原因。
次生孔隙指由次生作用形成的孔隙。形成次 生孔隙的作用主要有溶解作用和破裂作用等。按 次生孔隙的结构，可将其分为6类。
①粒间溶孔 颗粒之间的溶蚀再生孔隙。主要是颗粒边缘及粒间胶
结物和杂基溶解所形成、分布于颗粒之间的孔隙。 ②组分内溶孔
包括粒内溶孔、杂基内溶孔、胶结物内溶孔、交代物 溶孔等。为典型的次生孔隙。 ③铸模孔
颗粒、生屑或交代物等被完全溶解而形成的孔隙，其 外形与原组分外形特征相同。为典型的次生孔隙。
④特大溶孔
显然，胶结物含量越高，对储层的储集性能影响越大。在实际 工作中，常用胶结率来定量表示胶结作用对砂体孔隙性的影响
胶结率=
胶结物含量 原始孔隙体积 100 %
从上式可以看出，胶结率反映了胶结作用降低砂体原始孔隙体
积的百分数，亦即反映了胶结作用的强度。
3.溶解作用与次生孔隙的形成
沉积物埋藏后，随着埋深不断增加，岩石原始孔隙由 于机械压实作用、压溶作用和胶结作用而不断减少，原始 孔隙度降低。但是，在地下深部，仍可发育良好的油气储 层，这主要是次生孔隙发育的缘故，而溶解作用是地下深 部碎屑岩次生孔隙发育的最重要因素。碎屑岩中各种碎屑 组分、胶结物及杂基，在特定的成岩环境下都有可能发生 溶解作用而形成次生孔隙。以次生孔隙为主的砂体可以构 成良好的烃类储集体。
2.伊/蒙（I/S）混层矿物的转化
随着埋深和温度的增加，蒙脱石会发生成岩演变。蒙脱 石的演变有两种途径，一是在高钾的介质条件下经伊利石/蒙 脱石（I/S）混层矿物向伊利石转化，另一种是在富镁的介质 条件下经绿泥石蒙脱石混层（C/S）向绿泥石转化，一般是以 前者为主。在不同的成岩阶段，伊/蒙混层的演化有一定规律 ，依次形成蒙脱石（渐变带）一部分有序混层（第一迅速转 化带）一有序混层（第二迅速转化带）卡尔克博格式有序混 层（第三转化带）一伊利石的类型演变过程。
（2）孔隙衬边式
胶结物分布在颗粒 外部，包覆整个颗粒。在 颗粒表面垂直生长或平行 颗粒分布（切间排列）， 贴附在颗粒表面，亦称其 为薄膜式胶结。如伊利石、 绿泥石、菱铁矿等。
（3）孔隙桥塞式
亦称桥状或搭桥状，多为自生粘土矿物胶结产状。粘土 矿物自孔隙壁向孔隙空间生长，最终达到孔隙空间的彼岸， 形成粘土桥。最常见的是 多种条片状、纤维状的自 生伊利石。它们在孔隙中 可形成网络状的分布，分 割大孔隙而使其变成微孔 隙。同时使流体流动通道 曲折多变。另外，蒙脱石 和混层粘土矿物也可在孔 隙喉道处形成粘土桥。
3.自生矿物的分布及形成顺序
各种自生矿物的形成要求一定的物理化学条件，而随着 地层温度、压力及孔隙水性质的变化，会出现不同类型的自 生矿物，它们能指示岩石的形成发育过程，可作为成岩阶段 划分的辅助标志。
石英次生加大现象比较普遍，次生加大的程度随着成岩 作用的加深而增强。一般地，早成岩A期很少见到石英加大 ，早成岩B期可见一级加大，晚成岩A期可见二级加大，晚成 岩B期可见三级加大，晚成岩c期可见四级加大。
第
二 储层储集特征研究
节
一、储集空间
1.孔隙类型
孔隙类型很多，在勘探阶段，一般按孔隙成因将其分为 两大类，即原生孔隙和次生孔隙，并按产状进一步细分。
原生孔隙是指与沉积作用同时形成的孔隙。按产状分为 三类
（1）原生粒间孔隙
沉积时期形成的颗粒之间的孔隙。这是原生孔隙中最主 要的孔隙类型。原生粒间孔隙在成岩过程中，由于正常压实 和胶结作用，原始孔隙空间会减少。为此，岩石中的原生粒 间孔隙可分为两类：
（2）压实率
利用砂体原始孔隙体积与压实后的粒间体积计算压实率。 压实率反映了砂体压实后原始孔隙体积降低的百分比。
压实率=
原始孔隙体积 压实后粒间体积 原始孔隙体积
100%
式中，原始孔隙体积可通过岩石颗粒粒度和分选性，应用图版 估算，压实后粒间体积一般是通过薄片统计估算的。粒间体积 包括孔隙体积、胶结物体积和泥质杂基体积。在压实率计算中 ，最好在每个深度段选择不同岩性进行计算，并建立不同岩性 的深度—压实率剖面。
指孔径超过相邻颗粒直径的溶孔。在特大溶孔范围内，颗 粒、胶结物和交代物均被溶解，一般是在原生粒间孔的基础上 形成的，其次生组分多于原生组分
第五章 储层特征描述
主要内容
储层成岩作用研究 储层储集特征研究 测井储层参数解释 地震储层横向预测 储层综合评价
第
一 储层成岩研究
节
成岩作用的研究是为了恢复储层孔隙演化历史， 进而预测孔隙发育区带。研究内容包括储层岩石学 特征、成岩作用类型及对储集性能的控制作用、成 岩阶段及孔隙演化史等。研究方法主要有铸休薄片 分析、阴极发光分析、X衍射分析、扫描电镜、电 子探针或能谱分析、自生矿物包裹体分析、有机质 热成熟度分析、有机酸分析、常规物性分析、压汞 分析等。
✓ 正常粒间孔隙。即由于压实作用而缩小但无任何充填物的 孔隙。
✓ 残余粒间孔隙。受到胶结但未完全堵塞的原始粒间孔隙。
（2）原生粒内孔和矿物解理缝
原生粒内孔为岩屑内的粒间孔隙或喷出岩岩屑内的 气孔。矿物解理缝主要是指 长石和云母等的矿物中常见 的片状或楔形解理缝，其 宽度大都小于0.1μm，有的 可达0.2μm。此类孔隙一般 为不含烃的无效孔隙，对渗 透率贡献极小。但沿解理缝、 面可发生溶解作用。
根据压实率，可对砂体压实作用强度进行评价
影响机械压实作用强度的因素很多，如埋藏深度、沉积物 组分、粒度、分选、早期胶结作用、地温梯度、异常高压带等
2. 胶结作用及其对孔隙的影响
胶结作用效应 是堵塞孔隙，但不 减小粒间体积，这 与压实作用的成岩 效应有所差别。
胶结物种类很 多。我国陆相储层 胶结物主要为碳酸 盐、二氧化硅和粘 土矿物，其次为硫 酸盐类和沸石类等
（3）自生交代矿物的溶解。交代沉积组分的可溶性矿物， 如方解石、白云石、姜铁矿等的选择性溶解而形成。
（4）成岩作用综合效应。为定量表征主要成岩作用对储层 孔渗性的综合影响，应用了“成岩系数”。
成岩系数C=
面孔率
压实率 胶结率 微孔隙率
式中，面孔率、压实率、胶结率均由铸体薄片分
析测定。
微孔隙率=
沸石类矿物的分布和演化与成岩温度密切相关，因此根 据沸石亦可进行成岩阶段划分。但因沸石矿物的成岩演化还 因不同地区的孔隙水介质及岩石组分的差别而不同，故难于 归纳出一个固定的成岩演化模式。在浅部地层，最早形成的 多为方沸石和钙沸石，接着出现片沸石，当地温达100℃以后 ，可见到浊沸石。
自生碳酸盐矿物的种类及晶形随埋深和地温的增加会按 一定规律出现。但在不同的沉—成岩环境中，会表现为不 同的序列。在地温高于100℃时铁白云石常更丰富。
岩石的溶解作用包括沉积物、自生胶结物和自生交代物等溶解
（1）沉积物的溶解为可溶性颗粒（如长石、岩屑等）和可 溶性基质的选择性溶解。这些可溶性物质的溶解可以产生大量 的孔隙。
（2）自生矿物的溶解大多为碳酸盐矿物的溶解。如方解石 、白云石和菱铁矿，也有绿泥石、蒙脱石、沸石、硬石膏等。 这些被溶解的胶结物在溶解前可能存在于任何原生和次生孔隙 中，而胶结物的溶解则可使孔隙重新开启和连通。
（3）填隙物特征：杂基含量，胶结物类型、特征及含量等。
陆相储层岩石的成熟度一般比海相的低，因此，岩性特 征对储层性质的影响亦相对较大。 浅水滩坝沉积的结构成熟度最高； 河流、三角洲储层的结构成熟度中等（偏好或偏差）； 扇三角洲、浊积扇则较差。 成分成熟度与源区母岩性质、沉积环境、沉积区与物源区的 距离有关。
（1）颗粒填集密度测量
一般是在岩石薄片中进行测量、统计和分析。统计公式为：
填集密度=
颗粒截距总长度 测量长度 100%
显然，填集密度越大，压实强度也越大。根据颗粒填集密度 ，按研究区最大原始孔隙度计算压实后损失的孔隙度，并按 一定井段间隔计算孔隙压实梯度，则可反映压实作用强度。
根据这种方法可对压实作用强度进行分级。
自生矿物的胶结方式主要有孔隙充填、孔隙衬 边、孔隙桥塞和次生加大
（1）孔隙充填式
胶结物分布于颗粒之间的孔隙中，称为孔隙充填这是 一种最广泛的胶结方式。自生 粘土矿物（特别是高岭石）、 碳酸盐、硫酸盐、拂石类胶结 物多呈这种产状。根据自生矿 物晶体的大小，孔隙充填方式 又可分为微晶充填、嵌晶充填 和连晶充填。
在我国东部中新生代断陷湖盆中，岩石成分成熟度 一般较低；西部广大地区侏罗系岩石的成分成熟度则更 低。如焉耆盆地宝浪油田侏罗系储层，就具有成分成熟 度低，结构成熟度中—差的特征。其岩石以岩屑砂砾岩 为主，部分为长石岩屑砂砾岩，其中岩屑平均为41.41～ 55.11％，石英为33.22～46.41％，长石为10.53～12.18％ ；碎屑分选中差，颗粒呈次棱—次圆状。上述特征使得 岩层经受了强烈的压实作用，孔隙遭受严重破坏，成为 低孔、低渗储层。
二、成岩作用对储集性能的影响
1. 压实作用及其对孔隙的影响 最终成岩效应是减小粒间体积，使原始孔隙度
降低。 沉积物被压实固结的程度称为压实作用强度。
定性表征压实作用强度的方法通常是通过岩石薄片 观察碎屑颗粒的接触关系来进行的。随着压实强度 的增大，碎屑颗粒接触依次为点接触、线接触、凹 凸接触、缝合接触。
（4）加大式
主要为石英次生 加大和长石次生加大 。自生石英在石英颗 粒边缘呈加大式生长， 或自生长石在长石颗 粒边缘加大式生长。
自生胶结物对储层的影响，总的趋势是使孔隙和喉道变小 ，使孔隙形态复杂化，因而降低了其储集性能，严重的致使岩 石丧失储集能力而成为非储层。如一些岩石中的晚期方解石胶 结物将孔隙空间全部堵塞，使其成为致密岩石。