石油地质学3. 储集层.ppt

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1、第五章储集层蜂窝状小孔洞页岩储层页岩储层一、储集层概述储集层是指具有一定连通孔隙，能够使流体存储，并在其中渗透的岩层。从这一定义中可以看出，储集层并不一定储存油气。储存了油气的储集层称之为含油气层，或含油层、含气层。对业已开采的含油气层则称之为产油气层或生产层。储集层的研究对于油田工作来说是首当其冲的。第一节储集层的物理性质世界上绝大多数油气藏的储集层是沉积岩，只有少数油气藏的储集层是岩浆岩和变质岩。储集层具有孔隙性和渗透性两大基本特性。这两大特性是衡量储集层性能好坏的基本参数。1、储集层的孔隙性储集层的孔隙是

2、指岩石中未被固体物质充填的空间。地壳中没有孔隙的岩石是不存在的，只是不同的岩石的孔隙大小、形状和发育程度不同而已。二、储集层的特性总孔隙度就是指岩石中的总孔隙和岩石总体积之比。Pt=VP/Vt*100%其中，Pt：总孔隙度Vp总孔隙体积Vt岩石总体积度量岩石孔隙度发育程度的参数是孔隙度（或孔隙率）：孔隙度总孔隙度有效孔隙度（孔隙度）超毛细管孔隙：指管形孔隙直径大于0.5mm或裂缝宽度大于0.25mm。在该类孔隙中，流体可自由流动（在重力作用下）。毛细管孔隙：管形孔隙直径介于0.5—0.0002mm之间。裂缝宽度

3、介于0.25—0.0001mm之间者。在该类孔隙中，若要使液体流动，需用超过重力的外力去克服毛细管力。微毛细管孔隙：管形孔径小于0.0002mm者，或裂缝宽度小于0.0001mm者。在该类孔隙中，若要使液体流动，需要很大的压力梯度。按孔隙大小，岩石的孔隙分为：微毛细管孔隙和孤立的孔隙对油气储集是毫无意义的。只有那些彼此连通的超毛细管孔隙和毛细管孔隙才是有效的油气储集空间，即有效孔隙。所谓有效孔隙度是指岩石中相互连通的孔隙体积（ＶE）和岩石总体积（Ｖt）之比。ＰE.　＝ＶP/Ｖt*100%习惯上：有效孔隙度又简称

4、为孔隙度。一般砂岩孔隙度变化在5—30%之间，多为10—20%之间，而碳酸盐岩储集层的孔隙度一般小于5%。莱复生将砂岩孔隙度分为5个等级：储集层的渗透性是指在一定压差下，岩石允许流体通过其连通孔隙的性质。渗透性有好坏之别，对那些在地层压力条件下，流体比较快地通过其连通孔隙的岩石称为渗透性岩石。如砂岩、砾岩、裂隙灰岩、白云岩等。对那些流体通过速度慢、通过量有限的岩石称为非渗透性岩石。如泥岩、石膏、硬石膏等等。衡量渗透性的参数是渗透率Ｋ，具体计算公式可参考103页的达西定律，其单位为达西（Ｄ）或为µ㎡，二者的关系是

5、：１Ｄ＝0.987µ㎡１md＝987×10－６µ㎡2、储集层的渗透性对于单相流体充满岩石孔隙，岩石不与流体发生任何物理或化学反应，此渗透率称之为岩石的绝对渗透率。目前主要采用空气测定储集岩的绝对渗透率。所以又称气测渗透率。Г.И.捷奥多罗维奇按渗透率大小将储集层分为五级：自然界中，储集层的渗透非常复杂，储集层内常有两相甚至三相（油、气、水）。岩石对其中每种相的渗透作用与单相渗透有很大区别，为此提出了有效渗透率和相对渗透率的概念。所谓有效渗透率是指储集层中有多相流体存在时，岩石对其中每一相流体的渗透率。并分别用Ｋ

6、Ｏ、Ｋg、Ｋw表示油、气、水的有效渗透率．而把每一相流体局部饱和时的有效渗透率与全部饱和时的绝对渗透率之比值，称为相对渗透率。并分别以Ｋg／Ｋ、ＫＯ／Ｋ、Ｋw／Ｋ表示气、油、水的相对渗透率。实验表明：某一相流体的有效渗透率与其饱和度（某一相流体体积与孔隙体积之比）成正相关的关系。在水饱和度未达到20％时，水不渗透，只有油渗透；当油饱和度低于15%时,只有水通过岩石，油不渗透。在两曲线交叉点,油、气相对渗透率相等。上面讨论的孔隙度和渗透率，对于流体渗透率较高的储集层是适用的，但对于低渗透性储集层而言，仅用上述两参

7、数就无法正确评价了，就必须研究岩石的孔隙结构。测定岩石孔隙结构的方法主要是压汞法。岩石的孔隙系统由孔隙和喉道组成。三、储集层的孔隙结构压汞法就是利用毛细管现象的机理，在不同的压力下，把非润湿相汞压入岩石孔隙中，根据所加压力（相当于毛细管压力）与注入岩石的汞量，即可绘出压力与汞饱和度关系曲线，也称毛细管压力曲线或压汞曲线。结合不同压力下压入的汞量，即可求得各种孔隙所占有百分量。由此即可对岩石的孔隙结构进行分类评价。对岩石的孔隙结构进行评价时一般用下列几个参数：１、排驱压力，或排替压力：指使一种非润湿性流体挤入润湿

8、性流体所饱和的毛细管中所需的最小毛细管压力。岩石排替压力越小，说明大孔隙越多，孔隙结构较好。反之，孔隙结构较差。２、孔喉半径集中范围与百分数：孔喉半径愈大，所占百分数越大，越集中，反映岩石孔隙结构越好。３、束傅孔隙：在很大的压力下，汞不能进入的岩石孔隙部分称束傅孔隙（一般指小于0.04μm的孔隙部分）。束傅孔隙越多，孔隙结构愈差。综上可见：排替压力越低，孔喉半径越大，分选性越好，束傅孔