砂岩和碳酸盐岩储层对比研究.doc

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1、砂岩和碳酸盐岩储层的比较：从全球视角看孔-深和孔-渗关系摘要：图表展示比较了包括除加拿大以外的所有产油国的30122个碎屑岩储层和10481个碳酸盐岩储层的平均孔隙度和深度的关系。然而，用单独的图包括了加拿大阿尔伯达盆地的5534个碎屑岩储层和2830个碳酸盐岩储层。不包括加拿大的储层的平均渗透率与平均孔隙度关系展示了出来。通过对控制各岩性储层质量的主导因素对砂岩和碳酸盐岩之间的主要相同点和不同点及影响因素作了讨论。伴随深度增大中值和最大孔隙度逐步减少的趋势反映了埋藏成岩孔隙度的减少，它是响应于随深度增加热暴露的增加的。这一趋势看起来与砂岩和碳酸盐岩的孔隙度一般都由于深埋藏过程中的溶解

2、作用而增加的说法不一致。在给定的深度，碳酸盐岩储层具有较低值的中值和最大孔隙度，极有可能是由于碳酸盐岩矿物相对于石英有较强的化学反应，这导致了它对于化学压实和相关的胶结作用具有较低的抵抗性。与碳酸盐岩储层相比，在所有深度段低孔隙度（0-8%）碎屑岩储层的相对贫乏或许可以反映出在碳酸盐岩中更易于发生的断裂现象，以及那些断裂对于低孔隙度岩石中促进形成经济性的流速的有效性。总体说来，碳酸盐岩储层与砂岩储层相比在给定的孔隙度不具有较低的渗透率，但确实有较少比例的既高孔隙度又高渗透率值的部分存在。本文提供的数据可以对在缺乏例如埋藏史和热演化史等详细的地质资料的情况下的任意给定深度的探井的钻探中储

3、层质量的分布作为一个基本的向导。引言砂岩和碳酸盐岩储集岩的两个最根本的区别是：（1）沉积物产生的地点（砂岩为异地而碳酸盐岩为原地）和（2）碳酸盐矿物之间具有更强的化学反应（ChoquetteandPray,1970;Moore,2001）。后一个不同对于成岩作用和储层质量具有深远的影响，例如对大多数碎屑岩储层的早期成岩作用除了碳酸盐结核和土壤发育只有很小的影响，然而碳酸盐岩以广泛的早期石化和孔隙度改变为特征。通过这种对比，大量的和系统的不同之处或许可以通过两类岩性的石油储集岩的孔-深和孔-渗分布体现出来。尽管这种不同的存在看起来被广泛的接受并且碳酸盐岩储层常作为基础单独讨论而广泛引用（

4、TuckerandWright,1990;7Lucia,1999;Moore,2001），这些差异的实际性质和幅度是一个主题，这一主题几乎很少或没有记录。这篇文章和目的就是为了解决这一空白，主要通过碎屑岩和碳酸盐岩储层参数的对比来展示，这些参数的可信度是基于它极度的普遍性：包括基本上所有产油地区的油气储层的数据库的整合，可作为研究行星地球的一个案例。从这个纯粹的经验的基础上，我们提出了一系列的假说来解释碎屑岩和碳酸盐岩储层质量之间在整体上的相同点和不同点。数据本次研究的数据由HIS（能源数据信息导航数据库）、俄克拉荷马大学、美国能源部（共有采油信息系统数据库）、英国贸易和工业部、挪威石

5、油管理局以及亚伯达能源和公共事业局提供。目前研究检验的不同变量包括在产油、凝析油以及气田的顶部储层深度、最大温度、岩性以及不同储集层段的孔隙度和渗透率的平均值。许多单独地区的多个储层被列了出来。孔隙度和渗透率值是数据库中的算术平均值，是根据不同油田的岩心分析、有线测井读数以及生产数据等不同的组合预测的。这些数据汇编在除了储层质量以外的其它类型分析中也具有通用性，例如流体压力、密封完整性、流体迁移以及生物降解等（Darkeetal.,2004;Nadeauetal.,inpress）。在美国墨西哥湾近海，总量为9312的砂岩储层被缩小在只包括662个具有可采储量的储层中，为了减少偏差大约

6、相当于十万桶油当量。可以用岩性信息将数据组合分为三类：（1）碎屑岩，主要是砂岩，以及粉砂岩和砾岩；（2）碳酸盐岩（在41450个样本中有25%的孔隙度和深度值可用）和（3）一些次要的其它岩性，主要包括页岩和火成岩（占总量的2%）。占较大比重的数据来自北美（39%的储层具有孔隙度和深度）和前苏联（28%），反映了最初编制数据的目的，其他的地区包括欧洲（10%）、拉丁美洲好墨西哥（8%）、远东（7%）、非洲（4%）、中东（2%）以及澳大利亚（2%）。砂岩和碳酸盐岩储层的地理分布数据如图1所示。相对较少的数据与与没写地区的可采收量成比例，比如中东地区，在图1产油地区图示中在地理上没有较大的差

7、别。我们因此认为这些图件提供了地球上已知的两种主要岩性的储层在地域分布上相对准确的信息。7有少量的碳酸盐岩储层是例外的，因为它们含有白垩，具有较低的渗透率却有极高的孔隙度。这些点可以从图例中看出，但没有包括在统计值的计算之内（表1）。这些结论一般不能作为砂岩和碳酸盐岩的代表，而是油气储层的产出地带。这些地区的储层质量或许会比其它地区类似岩性储层高一些，但这一关系很大程度上是未知的。孔隙度—深度关系图2展示了碎屑岩和碳酸盐岩储层顶部深度与平均孔隙