石油地质学第三章讲稿.doc

第三章 储集层和盖层 【本章内容提要】储集层和盖层是油气聚集成藏所必需的两个基本要素。孔隙度、渗透率和孔隙结构是衡量岩石（层）贮运流体能力的基本物性参数。本章在阐释了孔隙度、渗透率和孔隙结构等概念之后，重点介绍了碎屑岩和碳酸盐岩两大储集岩类孔隙的成因及影响因素，最后简述了盖层的类型及其封堵油气的机制。 储集层(岩)：凡是能够储存和渗滤流体的岩层（石），称为储集层（岩）。 具备两个基本特性 孔隙性 决定岩层储存油气的数量 渗透性 控制油气产能 储集物性 含油气层：如果储集层中储存了油气，就称为含油气层。 盖层：位于储集层之上能够阻挡油气向上逸散的岩层称为盖层。 储集层和盖层是油气聚集成藏所必需的两个基本要素。储集层的层位、类型、发育特征、内部结构、分布范围以及物性变化规律等，是控制地下油气分布状况、油层储量及产能的重要因素。盖层的类型、分布范围对油气聚集和保存有重要控制作用。所以，储集层和盖层研究是油气勘探开发工作中的重要课题。 第1节 岩石的物理性质 岩石的物理性质包括孔隙性、渗透性、孔隙结构。 一、孔隙性 广义的孔隙是指岩石中未被固体物质所充填的空间，有人亦称之为空隙，包括狭义的孔隙、洞穴和裂缝，它们构成了油气储存的场所及渗滤通道。 根据岩石中的孔隙大小及其对流体作用的不同，可将孔隙划分为三种类型： (1) 超毛细管孔隙 管形孔隙直径0.5毫米(500μ)，裂缝宽度0.25毫米(250μ)。在自然条件下，流体在其中可以自由流动，服从静水力学的一般规律。岩石中一些大的裂缝、溶洞及未胶结或胶结疏松的砂层孔隙大部分属于此种类型。 (2) 毛细管孔隙 管形孔隙直径介于0.5－0.0002毫米(500－0.2μ)之间，裂缝宽度介于0.25－0.0001毫米(250－0.1μ)之间。外力必须大于毛细管阻力，流体才能在其中流动。微裂缝和一般砂岩中的孔隙多属于这种类型。 (3) 微毛细管孔隙 管形孔隙直径0.0002毫米(0.2μ)，裂缝宽度0.0001毫米(0.1μ)。在油层条件下，流体在其中不能流动。粘土、致密页岩中的一些孔隙即属此类型。 所以，只有那些互相连通的超毛细管孔隙和毛细管孔隙才具有实际意义。 岩石中孔隙的发育程度，用孔隙度(率)来表示。 岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样总体积的比值，称为该岩石的总孔隙度(率)，以百分数表示： P=[(ΣVp)/Vr]×100% 式中P为孔隙度(率)；ΣVp为岩样中所有孔隙体积之和；Vr为岩样总体积。 从实用出发，只有那些互相连通的孔隙才具有实际意义，因为它们不仅能储存油气，而且可以允许油气在其中渗滤。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实际意义的。因此，在生产实践中，又提出了有效孔隙度(率)的概念。 有效孔隙度(率)是指那些互相连通的，且在一般压力条件下，可以允许流体在其中流动的孔隙体积之和与岩石总体积的比值，以百分数表示之： Pe=[(ΣVe)/Vr]×100% 式中Pe为有效孔隙度(率)；ΣVe为岩样中彼此连通、流体能够通过的孔隙体积之和；Vr为岩样总体积。 显然，同一岩石的有效孔隙度小于其总孔隙度，目前在生产单位所说的孔隙度(率)，都是指有效孔隙度，但在习惯上常简称为孔隙度(率)。砂岩储集层的有效孔隙度变化在5%-30%，一般为10%-20%（砂岩孔隙度评价）。碳酸盐岩储集层孔隙度一般〈5%。 二、渗透性 岩石的渗透性，是指在一定压力差下，岩石允许流体通过其连通孔隙的能力。 严格地讲，自然界的一切岩石在足够大的压力差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，是指在地层压力条件下流体能否通过岩石而言，是一个相对的概念。 就沉积岩而言，一般情况下，砂岩、砾岩、多孔的石灰岩、白云岩等储集层为渗透性岩层，而泥岩、石膏、硬石膏、泥灰岩等为非渗透性岩层。 渗透性只表示岩石中流体流动的难易程度，是评价储集层产能的主要参数之一，而与岩石中流体的实际含量无关。 岩石渗透性的好坏，用渗透率表示。当单相流体通过孔隙介质呈层状流动时，服从达西直线渗滤定律。即单位时间内通过岩石截面积的液体流量与压力差和截面积的大小成正比，而与液体通过岩石的长度以及液体的粘度成反比： Q=K·[ ((P1-P2)·F]/[μ·L]