石油地质学第三章第三节碳酸盐岩储集层改

第三章 储集层和盖层
(一) 碳酸盐岩原生孔隙的形成与分布 原生孔隙：包括粒间孔隙、 粒内孔隙、 生物骨架孔隙、 生物钻孔孔隙、 鸟眼孔隙。
第三章 储集层和盖层
1、粒间孔隙
多存在于粒屑灰岩，特征与砂岩的相似，不同之处 是，易受成岩后生作用的改变，常具有较高的孔隙度。 另外，有的由较大的生物壳体、碎片或其它颗粒遮 蔽之下形成的孔隙，称遮蔽孔隙，也属粒间孔隙。
第四类孔隙结构具有两种亚类： ①具有渗透率良好的大孔隙； ②细孔隙，第二亚类可能具有中等甚至 较高的孔隙度，但渗透率都很低。这种 亚类虽然为油所饱和，但大多数情况下 ，这种细孔隙性碳酸盐岩油层没有工业 价值。
ａ
第三、四类孔隙结构示意图（据Teodorovich ，1943）
1－孔隙；2－喉道；3－粒间孔隙；4－连通支脉
现在，从碳酸盐岩储集层中发现的油气储量 已接近世界油气储量的一半，产量则已达总产量 的60%以上。碳酸盐岩储集层的类型很多，岩性 以粒屑灰岩、生物骨架灰岩和白云岩为主。孔隙 类型复杂，储油物性的影响因素较多，储层分布 受孔隙类型的影响。碳酸盐岩储集层与砂岩储集 层比较，储集空间类型多、次生变化大，具有更 大的差异性、复杂性和多样化等特点。
毛 细 管 压 力 曲 线
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表2－4 四川盆地三叠系、二叠系部分碳酸盐岩样品的岩性及毛管压力特征（罗蛰潭等，1981）
关于孔隙结构的分类，至今没有一个通用的标准方案，不 同地区有不同的特点，必须根据实际情况来确定该地区的 孔隙结构类型与储集性的关系
基质
基质
裂缝
裂缝
图2－31 裂缝型储集岩示意图（据Chilingar ，1972）
碳酸盐岩喉道类型
孔隙的喉道是孔隙结构中最关键的因素。在碳酸盐岩 中常见的喉道类型有三种(图2-48)。 (1)管状喉道。 孔隙与孔隙之间由细而长的管子 相连，其断面接近圆形(图2-27a)。 例如，负鲕石灰 岩鲕粒内空间的相互连通通道即为此种类型。 (2)孔隙缩小部分成为喉道。 孔隙与喉道无明显 界限，扩大部分为孔隙，缩小的狭窄部分即为喉道(图 2-27b)。孔隙缩小部分是由于孔隙内晶体生长，或其 他充填物等各种原因形成。喉道与孔隙相比较，其直 径(等效)相差不大
三.孔隙结构类型
孔隙结构是指储集岩中孔、洞、缝的大小、形状、发育 程度及其相互连通关系。据捷奥多罗维奇（ Teodorovich ，1943）对碳酸盐储集岩的研究，将碳酸 盐储集岩的孔隙结构划分成6种类型，各种类型的特征 如下。 (1)第一类孔隙结构的特征是孔隙空间由孔隙及相当孤 立的近乎狭窄的连通喉道组成。这种孔喉的等效直径为 5μ m到10μ m，在镜下的薄片内通常是看不到的，只有 当孔喉直径较大时，才可在镜下发现。这种孔隙和喉道 的相互连通情况如图所示。
第三章 储集层和盖层
一、碳酸盐岩储集层的类型
根据碳酸盐岩储集层储集空间的类型来划分，可将 储集层类型分为： 1. 孔隙型储集层（包括孔隙-裂缝性） 岩性：主要为颗粒石灰岩：鲕粒、碎屑、生物碎屑、 粒晶灰岩及白云岩等。 储集空间：原生和次生的粒间、粒内、晶间孔隙发 育；裂缝次之。 2. 溶蚀型储集层 储集空间：以溶蚀孔隙、洞，连成一个洞穴系统。 分布：不整合面及大断裂带附近。特别是古风化壳、 古岩溶带。
第三章 储集层和盖层
二、碳酸盐岩储集层的孔隙类型
依形态可分为孔、洞和缝。 孔、洞为主要的储集空间，裂 缝为主要的渗滤通道。 根据成因可将其分为以下 两大类： 原生孔隙：包括粒间孔隙、 粒内孔隙、生物骨架孔隙、生 物钻孔孔隙、鸟眼孔隙； 次生孔隙：包括晶间孔隙、 角砾孔隙、溶蚀孔隙、裂缝。
孔隙类型示意图（黑影部分代表孔隙）
. 中 等 产 能储 集 岩 溶 孔 细 晶介 屑 灰 岩、
. 小 产 能 储集 岩
. 很 差 的 储集 岩
. 非储集岩
岩 性 及 孔 隙
溶 孔 粉 －细 晶 含 灰 质 （ 化） 云 岩、 溶 孔 淀 晶（ 亮 晶 ） 生 物 砂屑 云 岩、 粒 内 溶 孔藻 屑 、 藻 团 白 云岩 该 类 主 要是 地 表 露 头 样 品 三 叠 系 有少 量 岩 心 有 这 种 类型 自 然 产 能大 φ ＝8－11％以 上
1
第一类孔隙结构示意图（据Teodorovich ，1943）
2
1—孔隙；2—喉道；3—基块
(2) 第二类孔隙结构的特征是孔隙空间的连 通喉道仅由孔隙空间的缩小部分组成，喉道 逐步变宽即为孔隙空间本身。这种孔隙结构 类型的孔喉比比较小，所需排驱压力较低， 常可形成较好的储集岩。
1 2
1.孔 隙 2.固 体部分(基质或晶粒)
孔 隙 孔 隙 大 体 晶 喉 道 喉 道
图2-27 碳酸盐岩基块的喉道类型（据罗蛰潭等，1979）
ａ
ｂ
四.储集岩的分类评价
运用上述原则，罗蛰潭等对四川盆地二 叠系、三叠系碳酸盐储集岩进行了分类评价。 在300多块井下岩样及部分地面露头样品分 析资料的基础上将储集岩分为五类。
类 型
. 好 的 储 集岩 重 结 晶 针孔 状(溶孔)云岩 、
第三节 碳酸盐岩储集层
碳酸盐岩广布于近20亿年以来的各地质时代 中，并是地球历史记录的重要载体。碳酸盐岩 不但蕴藏着全世界占40％以上的石油与天然气 资源，而且还是许多金属矿床及地下水的储层 ，其本身又是化学工业和建筑材料工业的重要 原料。在我国四川盆地、鄂尔多斯盆地的天然 气，还有华北油田及塔里木盆地的石油与天然 气，乃至其他油气区的油气藏，有相当重要的 部分与碳酸盐岩具有密切的成因联系。
第三章 储集层和盖层
(二) 碳酸盐岩溶蚀孔隙的形成与分布 次生孔隙：包括晶间孔隙、 角砾孔隙、 溶蚀孔隙、 裂缝。
第三章 储集层和盖层
1、溶蚀孔隙
根据成因和大小，包括以下几种： 粒内溶孔或溶模孔：由于选择性溶解作用而部分被 溶解掉所形成的孔隙，称粒内溶孔。整个颗粒被溶掉而 保留原颗粒形态的孔隙称溶模孔。 粒间溶孔：胶结物或杂基被溶解而形成。 晶间溶孔：碳酸盐晶体间的物质选择性溶解而形成。 岩溶溶洞：上述溶蚀进一步扩大或与不整合面淋滤 溶解有关的岩溶带所形成的较大或大规模溶洞。孔径 <5mm或1cm为溶孔；>5mm或1cm为溶洞。
第三章 储集层和盖层
一、碳酸盐岩储集层的类型
3. 裂缝型储集层 岩性：主要为白云岩、白云岩化灰岩。 储集空间：裂缝为主，尤其纵横交错构成的裂缝网。 其特征是：岩性测定其物性极低，与油气实际产能不适 应。 4. 复合型储集层 储集空间：孔、洞、缝同时或出现两种。有利于形 成储量大、产量高的大型油气田。
S min＝20～40％ P d＝2～10 atm P c50＝12～40 atm DＭ＝9～11（ φ ） 歪 度 较 粗， 分 选 较 好 80 50 20
S min >70％ Pd 很高 P c50 很 高 DＭ 很 大 曲线贴边 80 50 20
Pd 很高 P c50＝80 atm以 上 DＭ>12（ φ ） 细 歪 度 、分 选 差 80 50 20
第二类孔隙结构示意图（据Teodorovich ，1943）
1—孔隙；2—固体部分（基块或晶粒）
(3)第三类孔隙结构的特征是孔隙由细粒孔隙性连通带 所连通，在薄片中可见到连通支脉。有时连通带由较 粗孔隙带组成，此时岩石将具有较大的渗透率。这类 孔隙结构在白云岩中及白云岩化灰岩中经常见到。 (4)第四类孔隙结构的特征是孔隙系统在白云岩的主体 或胶结物的颗粒之间发育。这些孔隙大部分反映了颗 粒的外形(粒间孔隙)。白云岩中的菱面体孔隙可以作 为这种孔隙结构的最好例子。
第三章 储集层和盖层
2、粒内孔隙
是颗粒内部的孔隙，沉积前颗粒在生长过程中形成 的，有两种： 生物体腔孔隙：生物死亡之后生物体内的软体腐烂 分解，体腔内未被灰泥充填或部分充填而保留下来的空 间。多存在于生物灰岩，孔隙度很高，但必须有粒间或 其它孔隙使它相通才有效。 鲕内孔隙：原始鲕的核心为气泡而形成。
淀 晶 （ 亮晶 ） 介 屑 负 鲕 灰岩 泥 晶 藻 介灰 质 白 云 化 细 粉晶 泥 晶 藻 介屑 灰 质 云 岩、 云 岩、 溶 孔 淀 晶（ 亮 晶 ） 介 屑 云岩 、 生 物 细 粉晶 灰 质 云 岩 生 物 灰 岩、 溶 孔 泥 晶介 屑 含 灰 质 云 岩、 细 粉 晶 含泥 质 云 岩 亮 晶 红 藻灰 岩 、 似 蠕 虫 状细 粉 晶 含 云 质 灰岩 、 粒 内 溶 孔淀 晶 介 屑 白 云 岩 、 溶 孔 藻 屑白 云 岩 淀 晶 （ 亮晶 ） 砂 砾 屑 、 介屑 灰 岩 、 逆 境 介 屑灰 岩 、 溶 孔 藻 屑白 云 岩 、 粒 内 溶 孔淀 晶 负 鲕 灰 岩、 粒 内 溶 孔淀 晶 介 屑 灰 岩、 淀 晶 砾 屑灰 岩 （ 溶 孔 及 粒间 孔） 自 然 产 能中 等 ， 增 产 措 施后产能很大 自 然 产 能低 ， 增 产 措 施 后 有中 等 产 能 φ ＝4～10％ K <0.１10－3m m 2 S min＝20～40％ P d＝10～50 atm P c50＝40 ～80 atm DＭ>11（ φ ） 歪 度 中 －细 ， 分 选 中 － 差 80 50 20 孔 隙 为 部分 溶 孔 较 大 的 晶间 孔 和 负 鲕 孔 线 纹 藻 细粉 晶 天 青 石 （ 化） 灰 岩 、 微 晶 白 云岩 、 淀 晶 （ 亮晶 ） 介 屑 鲕 粒 灰岩 、 淀 晶 （ 亮晶 ） 鲕 粒 灰 岩 、 泥 晶 豆 粒灰 岩、 以 上 全 部为 晶 间 孔 ， 少 数溶 孔 无 自 然 产能,增产 措 施 后有 低 产 能 φ ＝1.5～4％ K <0.１10 m m S min＝40～70 atm
第三章 储集层和盖层
2、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：压实、失水收缩、重结晶 而形成。不穿层，平行层面，裂缝面弯曲，形状不规则，延伸短。 风化裂缝：地表水淋滤和地下水渗滤溶蚀改造形成。大小不均， 形态奇特，边缘具明显的氧化晕圈。压溶裂缝：压溶作用，选择 性溶解而形成的头盖骨接缝似的缝合线。 在实际工作中，常把裂缝性碳酸盐岩储层的孔隙空间系统分 为：裂缝孔隙系统：油气渗流通道，是成为高产井的重要条件之 一。基块孔隙系统：是油气的主要储集空间，也是获得稳产的关 键。
－3 2
泥 晶 或 微晶 灰 岩 （ 细 结 构占75％以 上 ）
产 能 毛 细 管 曲 线 参 数 特 征
φ ＝6～10％
2
φ <2％ K <0.１10 m m
－3 2
K ＝ １ ～ ５ ×10 m m
－3
K <１10 m m
－3
2
S min <20％ P d >2atm P C50 <12 atm DＭ ＝7～9（ φ ） 分 选 好 ，粗 歪 度 80 50 20
(3)片状喉道。 在白云岩中孔隙的发育是经由四 面体孔到多面体孔，最后在晶粒之间形成片状喉道。 因此，片状喉道连通着多面体或四面体孔隙 (图2— 27c)。片状喉道一般很窄，只有几微米到十几微米， 这是碳酸盐岩中最常见的喉道类型。
串珠状溶蚀孔之间的溶蚀缝，其形状也是片状的，但 由于缝面不规则，且粗细不等，所以其喉道宽度应采 用缝的最窄处来计算。石灰岩的颗粒多呈圆形，所以 喉道不是平直的，而呈弯片状。此外，具有粒间孔的 碳酸盐岩，有的和砂岩的储集性相类似，其孔隙和喉 道的结构也与砂岩近似。
ｂ
(5)第五类孔隙结构适用于裂缝性油藏，孔隙主要是由裂 缝构成(图2-31)。基块孔隙度很小(<5%)，渗透率大都小 于0.1×10－3mm2，它们既无储集能力，又无渗滤能力。
(6)第六种孔隙结构类型的特征是具有两种或两种以上的 基本孔隙结构类型所构成。可以用复合名词来表示，如“ 孔隙—裂缝”或“裂缝—孔隙”，后一名称表明孔隙空间 的主要类型。绝大多数的碳酸盐储集岩都有许多种孔隙空 间结构。