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石油地质学第2章

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石油 地质学
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李 斌 (资源与环境学院) 石油地质学 二章 储集层和盖层 石油和天然气生成于富含有机质的暗色粘土岩、碳酸盐岩等类型的烃源岩中。 从烃源岩源源不断生成的大量油气 储存 在哪里呢 ? 哪些岩石 能作为 储集油气 的场所 ? 它们 为什么 能够储集油气 ? 油气的易流动性,特别是向上逸散的趋向性,哪些岩石才能 盖住油气 而不使其逸散 ? 它们 为什么 能盖住油气而不会跑掉 ?等等 就是本章要阐述的主要内容。 第二章 储集层和盖层 主要内容 岩石的孔隙性和渗透性 􀂋 碎屑岩储集层 􀂋 碳酸盐岩储集层 其他岩类储集层 盖层 第二章 储集层和盖层 基本内容提要 储集层基本特征是 孔隙性和渗透性 ;而决定孔隙性和渗透性好坏的根本因素是孔隙结构,与 沉积作用和成岩后生作用改造 密切相关。 按岩石类型划分为三大类,各类储层有各自的形成特点。 盖层好坏影响着油气在地下聚集和保存;盖层的形成机理和相对性是盖层的重要条件,评价盖层从 宏观和微观 两方面进行。 第二章 储集层和盖层 第一节 岩石的孔隙性和渗透性 一、储集层基本概念 1、 储集层 ( :能够储存和渗滤流体的岩层。 2、含油气层( :储集层中储集了一定数量的石油或天然气。 3、产层( 已经开采的具有工业价值的含油气层。 第一节 岩石的孔隙性和渗透性 二、储集层的两大基本特征 两个基本特征 : 孔隙性 渗透性 岩石本身容许流体通过的性能 • 度量参数 : 孔隙性 渗透性 孔隙度 渗透率 第二章 储集层和盖层 二、储集层的两大基本特征 (一 )储集层的孔隙性与孔隙度 (1、孔隙的概念 孔隙( 指岩石中未被固体物质所充填的空隙体积。 第一节 岩石的孔隙性和渗透性 第二章 储集层和盖层 (一 )储集层的孔隙性与孔隙度 (2、孔隙的分类 ( 1)按成因分类 : 原生孔隙 :和碎屑物质同时形成或与岩石本身同时形成的孔隙。 次生孔隙 :岩石形成后,经过淋滤、溶解或交代、重结晶等次生改造作用形成。 二、储集层的两大基本特征 第一节 岩石的孔隙性和渗透性 第二章 储集层和盖层 (一 )储集层的孔隙性与孔隙度 (2、孔隙的分类 1)按成因分类 原生孔隙 如粒间孔隙 二、储集层的两大基本特征 第一节 岩石的孔隙性和渗透性 第二章 储集层和盖层 (一 )储集层的孔隙性与孔隙度 (2、孔隙的分类 1)按成因分类 次生孔隙 如溶蚀孔隙、晶间孔隙 二、储集层的两大基本特征 第一节 岩石的孔隙性和渗透性 第二章 储集层和盖层 (一 )储集层的孔隙性与孔隙度 (2、孔隙的分类 ( 2)按孔隙直径 大小 及对流体的 渗滤 特征分类 ③ 微毛细管孔隙 -粘土致密页岩等 管形孔隙直径< 裂缝宽度< 毛细管孔隙 -压差下流动(普通砂岩等) 管形孔隙直径 : 缝宽度: 超毛细管孔隙 -自由流动(疏松砂岩 \大溶洞 \大裂缝) 管形孔隙直径> 缝宽度> 效的孔隙 无效的孔隙 二、储集层的两大基本特征 第一节 岩石的孔隙性和渗透性 第二章 储集层和盖层 (一 )储集层的孔隙性与孔隙度 (3、孔隙度 岩石孔隙的发育程度用孔隙度表示。 孔隙度 可分: 绝对孔隙度 (总孔隙度 ); 有效孔隙度 ; 流动孔隙度 ; 二、储集层的两大基本特征 第一节 岩石的孔隙性和渗透性 第二章 储集层和盖层 (一 )储集层的孔隙性与孔隙度 (3、孔隙度 (1)总孔隙度(绝对孔隙度) (岩样中所有孔隙空间总体积与该岩样总体积的比值,以百分数表示 : (2)有效孔隙度 (岩样中 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 空间总体积与该岩样总体积的比值,以百分数表示 : • 常简称为 “ 孔隙度 ” • 储量计算的重要参数 二、储集层的两大基本特征 第一节 岩石的孔隙性和渗透性 第二章 储集层和盖层 第一节 岩石的孔隙性和渗透性 二、储集层的两大基本特征 (一 )储集层的孔隙性与孔隙度 (3、孔隙度 (3)岩石的流动孔隙度 (岩石中流体能在其内流动的孔隙体积 排除了死孔隙和那些为毛管力所束缚的液体所占的体积,还排除了岩石表面液膜的体积 第二章 储集层和盖层 第一节 岩石的孔隙性和渗透性 二、储集层的两大基本特征 (一 )储集层的孔隙性与孔隙度 (3、孔隙度 第二章 储集层和盖层 孔隙度的实验室测定 抽提 烘干 称重 量取总体积 ( 饱 和 煤 油 ( 在 煤 油 中 称 重 ( 根据阿基米德原理 ,有 : 即 ( ( 岩样在煤油中所受到的浮力 ) 则岩样的孔隙度为 :  = ( 饱和煤油法 第一节 岩石的孔隙性和渗透性 二、储集层的两大基本特征 (二 )储集层的渗透性与渗透率 ( ( 1)渗透性:是指岩石渗滤流体的能力。 ( 2) 渗透率 ( 一定的压力条件下,衡量流体在岩石中渗滤能力的大小的参数。 第二章 储集层和盖层 第一节 岩石的孔隙性和渗透性 二、储集层的两大基本特征 (二 )储集层的渗透性与渗透率 (根据岩石允许流体渗流的通道类型 基质渗透率、裂缝渗透率 根据渗流介质中流体的数目: 绝对渗透率、相渗透率、相对渗透率 根据是否进行克氏校正(气体): 平均气体渗透率、克氏气体渗透率 根据测试方向: 垂直渗透率、水平渗透率、方向渗透率 第二章 储集层和盖层 第一节 岩石的孔隙性和渗透性 二、储集层的两大基本特征 (二 )储集层的渗透性与渗透率 ((1)绝对渗透率( 达西定律:单相流体饱和孔隙介质并通过该孔隙介质作层状流动时,遵从以下关系: Q = K ( F  L 即 K = ( F Q  L 第二章 储集层和盖层 渗透率的单位:  往的文献中常以达西( D)或毫达西( 单位。 1 D = 1  1 D = 1000 1 110 • 其他条件给定时,流体的流量( Q)只与孔隙介质对流体的传导性能(用渗透率 K 表示)有关。 • K 只反映孔隙介质固有的特性,与流体性质无关。 故也常称为固有渗透率( K = ( F Q  L 第一节 岩石的孔隙性和渗透性 二、储集层的两大基本特征 (二 )储集层的渗透性与渗透率 ((2)相渗透率(有效渗透率) 岩石中有多相流体存在时,岩石对其中每相流体的渗透率。( 岩石对每一相流体的有效渗透率 2 与表生淋滤作用有关成岩收缩作用无方向性,缝细、延伸范围小平整延伸,组系分明,1 菱面体 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 二、影响碎屑岩 (砂岩 )储集物性因素 基质含量 ④ 基质含量与沉积时的水动力条件有关,愈少愈好。含量越高,孔隙度、渗透率就越低 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 二、影响碎屑岩 (砂岩 )储集物性因素 沉积相是控制储集层孔隙发育和物性好坏最基本的因素 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 三、 碎屑岩储集体类型及沉积环境 ①孔隙型储层 ②裂缝~孔隙型储层 ③裂缝型 体分八类砂体 : ①冲积扇砂砾岩体 ; ② 河流砂体 ; ③ 湖泊砂体 ; ④ 风成砂体 ; ⑤ 海岸砂体 ; ⑥ 海洋三角洲砂体 ; ⑦ 陆棚砂体 ; ⑧ 浊积砂体。 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 三、 碎屑岩储集体类型及沉积环境 砂岩体 : 指某一沉积环境内形成的,具有一定形态、岩性和分布特点,并以 砂质为主 的沉积岩体。 砂岩体是 研究和划分碎屑岩类储集层 的基本单元。 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 三、 碎屑岩储集体类型及沉积环境 1、洪 (冲 )积扇砂砾岩体 ( 1)分布:盆地边缘老山出口处与平原交汇处 ( 2)形态特征:平面上呈扇形多个扇连接呈裙状 ; 剖面呈楔形 /透镜形( 3)岩性物性:粒度粗 , 分选磨园差 , 由砂岩、砾岩、泥岩混杂堆积物性变化大 ; 扇中最佳 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 三、 碎屑岩储集体类型及沉积环境 1、洪 (冲 )积扇砂砾岩体 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 三、 碎屑岩储集体类型及沉积环境 2、河流相砂岩体 包括河道、心滩、边滩、天然堤、决口扇等砂体 ( 1)形态特征:平面上呈不规则条带状、树枝状、网状;剖面上呈透镜状。厚度由几米~几十米,长度可达几十~几百公里 ( 2)岩性物性:矿物成分、岩石结构及物性变化大;以边滩和心滩沉积储集物性最好。 古河流砂体可形成多类型圈闭:岩性圈闭 油气藏 地层 闭油气藏 构造 闭油气藏 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 三、 碎屑岩储集体类型及沉积环境 2、河流相砂岩体 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 三、 碎屑岩储集体类型及沉积环境 3、三角洲砂岩体 ( 1)分布:古河流入海、入湖处 ( 2)砂岩体类型: 三角洲平原 亚相:河道砂岩体,决口扇砂岩体 三角洲前缘 亚相:河口坝、席状砂岩体 前三角洲 亚相:透镜状砂岩体 以 分流河道 及 前缘相 砂体最重要 ( 3)岩性物性: 分流河道 及 前缘相 砂体质纯,分选-磨园好,物性佳 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 三、 碎屑岩储集体类型及沉积环境 3、三角洲砂岩体 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 三、 碎屑岩储集体类型及沉积环境 3、三角洲砂岩体 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 三、 碎屑岩储集体类型及沉积环境 4、滨-浅海(湖)砂岩体 ( 1) 形成位置 :古海 (湖 )滩及沿岸地带,平行岸带分布 ( 2) 砂岩体类型 :海 (湖 )滩沙、岸外沙坝、障壁岛等 ( 3) 形态特征 :席状或平面上呈狭长带状、串珠状,剖面上呈透镜状 ( 4) 岩性物性 :由于海 (湖 )浪的淘洗作用,颗粒纯净,分选、磨园好,物性佳。 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 三、 碎屑岩储集体类型及沉积环境 4、滨-浅海(湖)砂岩体 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 三、 碎屑岩储集体类型及沉积环境 5、浊流砂岩体 ( 1) 分布位置 :深海或深湖 ( 2) 砂体类型 :深海峡谷内的 透镜状砂体 ,主水道、辫状 水道砂体 、扇体部位的 席状砂 体。 ( 3) 岩性物性 :由扇根至扇缘、由下部至上部粒度由粗变细,分选由差变好;扇中部分的砂质沉积物性相对最佳。 油田实例 :中国大港油田沙三段 中原油田沙三段 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 三、 碎屑岩储集体类型及沉积环境 5、浊流砂岩体 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 三、 碎屑岩储集体类型及沉积环境 5、风成砂岩体 ( 1)分布范围:干旱沙漠区及海、湖滨岸区 ( 2)砂岩体特点:连片广泛分布,砂粒园度较好,质纯,不含泥质。 油田实例 :欧洲北海油田 罗宁根气田赤底统砂岩 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 三、 碎屑岩储集体类型及沉积环境 5、风成砂岩体 表 3岩储集体形成环境与基本特征 沉积体系 砂体类型及特点 油田实例 冲积扇 砂砾岩体平面上呈扇形,纵剖面呈楔状,横剖面呈透镜状;分选磨园差;孔隙直径变化范围大;扇根和扇中储集性好;主槽、侧缘槽、辫流线和辫流岛渗透率较高。 克拉玛依油田三叠系;大港枣园油田孔店组;胜利王家岗油田丁家屋子孔店组 河流 分为曲流河、辫状河、顺直河和网状河四种类型。包括河道、心滩、边滩(点砂坝)、决口扇等砂体,剖面呈透镜状。河床砂体呈狭长不规则状,可分叉,剖面上平下凹,近河心厚度大;结构、粒度变化大,分选差。非均质性严重,孔渗性变化大,河道砂岩的原生孔隙发育、孔渗性较好。 阿拉斯加普鲁霍湾油田二叠;利比亚苏尔特盆地庆油田侏罗系;渤海湾盆地胜利油田等新近系 风成砂 沙丘和沙席砂体是砂质纯净、分选极好、磨园好、细 透性稳定,一般形成优质储层和区域性输导层。 沙丘间为分选较差的砂岩、粉砂岩、泥岩、蒸发岩、灰岩等。 北海格罗宁根气田赤底统砂岩;美国阿拉巴马 湖泊 三角洲 分布在湖盆缓坡带,包括分流河道砂、河口砂坝、前缘席状砂等。平面上鸟足状、朵状。剖面透镜状,砂质纯净、分选好,物性好。 中国大庆油田白垩系、胜利东营凹陷沙三段、美国尤他州 滩坝 滩砂体层薄、席状,坝砂层厚、带状或透镜状,砂质纯净分选好,物性好 胜利纯化油田和王家岗油田沙四段 扇三角洲 发育在湖盆陡岸,前缘水下辫状河道砂体发育,物性较好 辽河曙光油田沙四段 水下扇 发育在近岸陡坡带,以扇中辫状沟道、扇端席状砂为主 胜利渤南油田古近系等 浊积砂体 包括远岸浊积、断槽浊积、滑塌浊积等,砂体形态为扇形、带状、透镜状等 胜利梁家楼油田沙三段、胜利五号桩油田沙三段等 三角洲 包括河道砂、分支河道砂、河口砂坝、前缘席状砂。三角洲前缘相带砂体发育。在不同动力作用下可呈鸟足状、朵状和弧形席状。砂质纯净、分选好,储集物性好。 沙特阿拉伯 威特巴尔干白垩系、西西伯利亚乌连戈伊气田白垩系 滨海 包括超覆与退覆砂岩体、滨海砂堤、潮道砂砂体。成分和结构成熟度高,分选和磨园好,储集物性好。滨海砂堤狭长,平行海岸线,剖面透镜状,底平顶凸,分选好,储集物性好。 东得克萨斯油田古新世 胡安盆地海的 深水海底扇 主水道、辫状水道砂体发育。成分和结构成熟度差、分选差。储集物性变化大。 有巨大潜力但未充分勘探。 英国北海盆地 杉矶盆地中新世、巴西 表 3我国主要含油气盆地碎屑岩储集层的岩相特征(张厚福, 1999) 盆 地 主要碎屑岩储集层时代 岩相特征 松辽盆地 下白垩统 浅湖相、三角洲相 济阳坳陷 古近系沙河街组 浅湖相、三角洲相 黄骅坳陷 古近系沙河街组 沿岸砂堤、三角洲相 四川盆地 中侏罗统自流群凉高山组 浅湖相 陕甘宁盆地 下侏罗统延安组 河流三角洲相、滨湖相 准噶尔盆地 上三叠统,中侏罗统 冲积扇,河流三角洲 吐哈盆地 中侏罗统 辫状河三角洲相、冲积扇 酒泉盆地 第三系白杨河群 滨浅湖相 柴达木盆地 中新统 三角洲相、河流相 塔里木盆地 石炭系、三叠系、侏罗系 滨海相、潮滩、三角洲、河流相、 滨湖相 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 二、影响碎屑岩 (砂岩 )储集物性因素 ( 1)压实作用 作用结果:以 缩小孔隙 为主。 包括:机械压实和化学压实(压溶) 机械压实作用: 压实实验:原始孔隙度 40% 的分选好的砂 : 单纯机械压实只能使孔隙度降至 30% 左右(987)。 当碎屑颗粒中有较多岩屑等软质成分时 ,压实影响可很大 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 二、影响碎屑岩 (砂岩 )储集物性因素 ( 1)压实作用 化学压实作用: 发生在颗粒接触点上 ,即应力集中点上明显的溶解作用 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 二、影响碎屑岩 (砂岩 )储集物性因素 ( 2)胶结作用( 作用结果:以充填孔隙为主 A、胶结物的成分 :泥质、钙质、硅质和铁质。相对而言,泥质胶结的砂岩较为疏松,渗透性好,其它的则差 因此,岩石渗透性:疏松泥质>钙质>硅、铁质 B、胶结物含量: 愈少愈好。 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 二、影响碎屑岩 (砂岩 )储集物性因素 ( 2)胶结作用( C、自生粘土矿物胶结物的分布形式 砂岩中自生粘土矿物的存在形式 (a) 分散状颗粒( b) 孔隙衬垫( c)孔隙桥接 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 二、影响碎屑岩 (砂岩 )储集物性因素 ( 2)胶结作用( D、自生粘土矿物胶结物的类型 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 二、影响碎屑岩 (砂岩 )储集物性因素 ( 2)胶结作用( E、胶结类型 根据胶结物含量与分布状况及颗粒的 接触型式,划分为: 接触式胶结 孔隙式胶结 基底式胶结 杂乱式胶结 储集物性 好 差 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 二、影响碎屑岩 (砂岩 )储集物性因素 ( 2)胶结作用( E、胶结类型 渤海湾盆地古近系砂岩胶结类型与孔隙度的关系 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 二、影响碎屑岩 (砂岩 )储集物性因素 ( 3)溶解作用 作用结果: 增大孔隙 (次生孔隙形成的主要作用) 可溶性组分(颗粒、胶结物、交代物、基质)的溶解,将原有孔隙扩大,或形成新的孔隙 有机酸和二氧化碳酸性水的溶解作用 表生淋滤作用 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 二、影响碎屑岩 (砂岩 )储集物性因素 ( 4)破裂作用 包括构造应力导致的破裂(构造裂缝)和成岩过程导致的破裂(如收缩缝) 对孔隙度的影响很小,但在特定情况下对渗透率的改善有重要意义 第二章 储集层和盖层 第二节 碎屑岩储集层 二、影响碎屑岩 (砂岩 )储集物性因素 基本特征 : 碎屑岩储层储集空间以 原生粒间孔隙 为主,具有一定数量 次生溶孔和裂缝 ,孔隙分布较均一; 孔隙度 和 渗透率 具有 粗略的 正相关关系; 影响因素 :沉积条件(环境)和成岩作用改造决定 颗粒方面 :大小、分选、磨园、排列方式、矿物成分 胶结物 :类型、含量、成分 成岩作用 :压实、胶结、溶解、构造作用 总结: 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 一、碳酸盐岩储层的储集空间类型 岩石类型 :石灰岩 白云岩 白云质灰岩 生物灰岩 礁灰岩 碳酸盐类储集层在油气储量产量中的地位 伊朗、伊拉克、科威特及沙特阿拉伯等国家的石油主要产自碳酸盐岩。 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 一、碳酸盐岩储层的储集空间类型 碳酸盐岩 主要储集空间 :原生孔隙、次生(溶蚀)孔洞和裂缝。 碳酸盐岩储层孔隙类型表 类 亚 类 原生孔隙 孔 受组构控制的 粒间孔、粒内孔、壳体掩蔽孔隙、生物骨架孔隙、晶间孔 非组构控制的 生物钻孔、砾间孔、鸟眼孔隙 缝 受组构控制的 矿物解理缝、收缩缝 次生孔隙 孔 受组构控制的 粒间或晶间溶孔、粒内溶孔、晶间孔 铸模孔(粒模、晶模、生物模)、窗格孔隙、岩溶角砾孔隙 洞 非组构控制的 溶沟、溶洞、洞穴 缝 非组构控制的 古风化缝、成岩收缩缝、压溶缝、构造缝、区域裂缝 ■ 第三节 碳酸盐岩储集层 粒间孔隙 粒内孔隙 晶间孔隙 溶模孔隙 窗格孔隙 遮蔽孔隙 生长格架孔隙 组 构 选择性的 裂 缝 溶沟 溶洞 非 组构选择性的 角砾孔隙 生物钻孔 生物潜穴 收缩孔隙 组构选择性或非组构选择性的 碳酸盐岩的孔隙类型 (据 1970) 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 一、碳酸盐岩储层的储集空间类型 粒间孔隙 、粒内孔隙 (生物体腔孔隙 )、 生长格架孔隙 、鸟眼孔隙和晶间孔隙等 粒间孔隙 :碳酸盐颗粒之间的孔隙,与颗粒大小、分选程度、灰泥基质含量和亮晶胶结物的含量有关。 粒内孔隙 (生物体腔孔隙 ):碳酸盐颗粒内部的孔隙, 生物灰岩 常具有这种孔隙。 生长格架孔隙 :由原地生长的造礁生物骨架之间所留下的孔隙,在骨架之间构成疏松多孔的结构。 鸟眼孔隙 :鸟眼构造留下的孔隙,多发育在潮上或潮间带,在成岩后期,由于气泡、干缩或藻席溶解而成,是网格状或窗孔状孔隙的一种类型。透镜状或不规则状孔隙,常成群出现,平行于纹层或层面分布。 晶间孔隙 :碳酸盐岩矿物晶体之间的孔隙 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 一、碳酸盐岩储层的储集空间类型 粒间孔隙 、粒内孔隙 (生物体腔孔隙 )、 生物骨架孔隙 、鸟眼孔隙和晶间孔隙等 保存原生孔隙的颗粒岩 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 一、碳酸盐岩储层的储集空间类型 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 一、碳酸盐岩储层的储集空间类型 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 一、碳酸盐岩储层的储集空间类型 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 一、碳酸盐岩储层的储集空间类型 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 一、碳酸盐岩储层的储集空间类型 生物格架孔隙 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 一、碳酸盐岩储层的储集空间类型 主要包括 晶间孔 隙、 溶蚀孔 隙 (包括溶洞 /溶缝 )、 裂缝 晶间孔隙-由于交代 /重结晶 /胶结等作用形成的矿物晶体之间的孔隙 云岩化作用 形成的晶间孔隙最重要 溶蚀孔隙-岩石组分被溶解形成的孔隙 . 粒内 /粒间 /晶间溶孔按大小分为溶孔 (大致等轴状 ,缝 . 溶洞和溶缝在古风化壳上最发育 . 裂缝-形成于构造应力作用 (构造缝 )、成岩作用 (成岩缝 )、风化作用(风化缝 )、压溶作用( 压溶缝 )。宽度 2称巨缝或缝隙 . 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 一、碳酸盐岩储层的储集空间类型 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 一、碳酸盐岩储层的储集空间类型 多个分支溶洞与主洞相连组成溶洞系统 主沟、支沟、毛沟与其周边缝洞共同构成溶沟系统 溶洞的发育不仅仅是其自身空间尺度 ,而其周缘的破碎和影响带远大于溶洞本身 ,为地震识别和分辨溶洞提供了现实依据。 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 一、碳酸盐岩储层的储集空间类型 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 一、碳酸盐岩储层的储集空间类型 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 一、碳酸盐岩储层的储集空间类型 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 一、碳酸盐岩储层的储集空间类型 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 一、碳酸盐岩储层的储集空间类型 孔隙型储层 : 储集空间以各种类型的孔隙为主。包括各种粒间孔隙、晶间孔隙、生物骨架孔隙等。 裂缝型储层 : 储集空间以裂缝为主,孔隙和溶洞较少。裂缝既作为主要的油气储集空间,又是油气渗滤通道。 裂缝-孔隙型储层 : 储集空间为各类孔隙和裂缝。孔隙和裂缝形成复杂的孔 是碳酸盐岩中分布较广泛的一类储层。 裂缝-溶洞型储层 : 储集空间以各种大小不同的溶洞为主,孔隙不发育,但裂缝发育。溶洞是主要的储集空间,裂缝为渗流通道。这类储层与古岩溶作用有关,常分布于不整合面及大断裂附近。 孔洞缝复合型储层 : 储集空间为各种成因的孔隙、溶蚀洞穴和裂缝。孔隙、溶洞为主要的油气储集空间,裂缝主要发挥渗流通道作用,构成统一的孔隙 裂缝系统。 按照储集空间及其组合类型,可将碳酸盐岩储层大体分为五种基本类型: 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 二、影响碳酸盐岩储集层物性的主要因素 (一)沉积环境 (沉积作用 ) ( 1)各类浅水、高能沉积环境:形成的沉积物结构较粗原生孔发育。 ( 2)生物礁环境:有利于发育生物骨架孔隙 ( 3)潮坪环境:有利于形成晶间孔隙和鸟眼孔隙 沉积环境是原生孔隙发育的控制因素 ; 粒间、粒内、生物骨架及晶间孔隙多发育在颗粒粗大的碳酸盐岩中, 粒屑灰岩、粗晶灰岩、生物灰岩等,其孔隙度及渗透率的大小与颗粒大小、分选程度呈正比,与灰泥基质含量呈反比 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 二、影响碳酸盐岩储集层物性的主要因素 (一)沉积环境 (沉积作用 ) 蒸发台地 局限台地 开阔台地 台地边缘 前缘斜坡 深水盆地 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 二、影响碳酸盐岩储集层物性的主要因素 (二)成岩 (后生 )作用 使储渗性能降低 胶结作用 压实作用 压溶作用 充填作用 使储渗性能变好 溶蚀作用 白云岩化作用 去白云岩化作用 重结晶作用 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 二、影响碳酸盐岩储集层物性的主要因素 (二)成岩 (后生 )作用 1. 溶蚀作用 : 溶蚀孔隙 发育的控制因素,是 溶蚀型碳酸盐岩储层 形成的主要原因 ( 1)岩石矿物成分 :岩石的溶解度顺序为 灰岩 —白云质灰岩 —灰质白云岩 —白云岩 —含泥灰岩 —泥灰岩 ( 2)岩石结构及构造 :颗粒越小,溶解速度越快,但粗粒碳酸盐岩粒间、晶间孔隙发育,水溶液可较容易地通过,易进行溶解作用 ( 3)地下水的溶解能力 :主要取决于 下水含水能流动时,则溶蚀作用加快;反之,则会使碳酸盐矿物被沉淀出来,堵塞孔隙或胶结岩石。 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 二、影响碳酸盐岩储集层物性的主要因素 (二)成岩 (后生 )作用 1. 溶蚀作用 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 二、影响碳酸盐岩储集层物性的主要因素 (二)成岩 (后生 )作用 1. 溶蚀作用 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 二、影响碳酸盐岩储集层物性的主要因素 (二)成岩 (后生 )作用 1. 溶蚀作用 ( 4)地貌 :溶蚀带多发育在河谷、湖岸附近。 ( 5)气候 :温暖、潮湿的地区,植被繁茂(提供大量 ,水量充沛,溶蚀作用最为活跃。 ( 6)构造因素 : 不整合面 、 古风化壳 、 张性断层区 、岩石破碎带、 褶皱构造轴部 、各类褶皱的 交汇部位 —孔、缝发育 ,为溶蚀水的运动提供了良好通道 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 二、影响碳酸盐岩储集层物性的主要因素 (二)成岩 (后生 )作用 1. 溶蚀作用 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 二、影响碳酸盐岩储集层物性的主要因素 (二)成岩 (后生 )作用 石灰岩中的方解石被白云石交代而形成白云岩的作用 经白云岩化后,岩石晶粒变大,岩性变疏松,孔喉变粗,易溶 物性变好之 原因 : 白云石性脆、易裂、溶蚀作用强烈,易溶; 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 二、影响碳酸盐岩储集层物性的主要因素 (二)成岩 (后生 )作用 致密、细粒结构 岩石变为 疏松、多晶间孔隙 粗粒结构 岩石,易溶; 岩石强度降低易产生裂缝,利于地下水渗滤,易溶; 当含 交代白云岩,产生次生方解石,使方解石晶粒变粗大,孔隙度增大,但分布局限,常呈树枝状 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 二、影响碳酸盐岩储集层物性的主要因素 (三)构造作用(裂缝的形成) 1、裂缝的成因类型 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 二、影响碳酸盐岩储集层物性的主要因素 (三)构造作用(裂缝的形成) ( 1) 岩石成分 :岩石的脆性, 脆性越大,越利于裂缝发育 。碳酸盐岩脆性大小顺序是 白云岩 → 泥(灰)质白云岩 → 白云质灰岩 → 灰岩→ 泥灰岩 → 灰质泥岩 → 盐岩 → 膏岩 ( 2) 岩石结构 :主要是颗粒大小及其排列组合。 质纯、粒粗的碳酸盐岩脆性较大,易产生裂缝 ,且裂缝多。 结晶粗的脆性大 ,颗粒排列整齐者裂缝密度大,反之则小。 ( 3) 层厚及组合 : 薄层状 碳酸盐岩裂缝密度较大,但规模小,且多为层间缝及层间脱空类型为主。 厚层状 的裂缝小,但规模大,且以垂直缝或高角度斜缝为主。 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 二、影响碳酸盐岩储集层物性的主要因素 (三)构造作用(裂缝的形成) 3、裂缝发育的构造因素 裂缝发育的构造背景( 998) 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 二、影响碳酸盐岩储集层物性的主要因素 (三)构造作用(裂缝的形成) 3、裂缝发育的构造因素 第二章 储集层和盖层 第三节 碳酸盐岩储集层 第二章 储集层和盖层 第四节 其他岩类储集层 一、火山岩储集层 1. 火山喷发岩:常见的有玄武岩、安山岩、粗面岩及流纹岩。 (一)火山岩储集层岩性 2.火山碎屑岩:火山角砾岩、火山凝灰岩、集块岩 —具一定原生孔和裂缝 (二)火山岩储层的储集空间 1.孔隙 ( 1)原生孔隙:气孔、粒(砾)间孔 ( 2)次生孔隙:溶蚀孔、晶间孔 2.裂缝:构造缝、风化缝、成岩缝(收缩碎裂缝) 第二章 储集层和盖层 第四节 其他岩类储集层 一、火山岩储集层 P K R M N S 第二章 储集层和盖层 第四节 其他岩类储集层 一、火山岩储集层 (三)油田实例 国内部分岩浆岩油气藏特征 分布地区 层位 岩性 含油气性 东营凹陷滨 338块 下第三系 安山玄武质熔岩和角砾岩组合 有 5口井日产百吨以上 沾化凹陷罗 151区、义北 下第三系 玄武岩、辉绿岩、煌斑岩 罗 151日产 83吨、义 13井高产 沾化凹陷邵家 玄武岩 邵 18井曾日产 昌潍凹陷灶府油田 下第三系 玄武岩、安山岩及安山玄武岩 惠民凹陷商 741、临邑等 下第三系 玄武岩、辉绿岩、角砾岩等 商 7451吨 苏北闵桥地区闵中断块 下第三系 玄武岩、杏仁状玄武岩、角砾岩 闵 7井获高产油层 大港枣园 沙三段 枣 78井日产 368吨 下辽河坳陷 下第三系 凝灰岩、粗面岩、玄武岩、安山岩 酸化后数十吨 大港风化店、王官屯 中生界 安山岩 日产油 750吨 /天 渤中坳陷石臼隆起 侏罗系 玄武岩、粗面岩 二连盆地阿北油藏 下白垩统 安山岩 冀中坳陷廊固凹陷曹五井 下第三系 玄武岩、辉绿岩 油 18吨,气 59000海湾盆地 侏罗 玄武岩、安山岩、粗面岩、少量英安岩、霏细岩等 江汉盆地金家场 下第三系 玄武岩、集块岩 四川盆地周公山 二叠系 玄武岩 周公山 104日 准噶尔克拉玛依油田 石炭系 玄武岩类、火山角砾岩类、凝灰岩 1808井日产油 火成岩的储集性能主要受 岩相 、 断裂活动 、 地下水溶蚀改造三种因素控制。
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本文标题:石油地质学第2章
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