1、第四讲 储层地质这些源源不断生成的大量石油储存在哪里呢？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？它们储集油气的能力又受什么因素控制？它们的分布规律如何？等等问题，就是本章要阐述的主要内容。大量油气勘探及开发实践，改变了人们最初以为在地下有石油湖、石油河之类的错误认识，逐渐知道石油和天然气在地下不是什么 “油湖 ”、 “油河 ”，而是储存在那些具有互相连通的孔隙、裂隙的岩层内，好像水充满于海绵里一样。凡是能够储存和渗滤流体的岩层，称为储集层。两个基本特性 孔隙性和渗透性。孔隙性的好坏直接决定岩层储存油气的数量，渗透性的好坏则控制了储集层内所含油气的产能。储集层的含义只强调了具备储存
2、油气和允许油气渗滤的能力，并不意味着其中一定储存了油气。如果在储集层中含有了油气，则可将该储集层称为含油气层。最重要的储集层是各类砂岩、砾岩、石灰岩、白云岩、礁灰岩，此外还有少量的火山岩、变质岩、泥岩等。第一节 岩石的孔隙性和渗透性一、孔隙度（率）的概念及表示方法 岩石中存在的孔洞和裂缝，便成了油气储存的场所和流动的通道。为了衡量岩石中孔隙总体积的大小，以表示岩石中孔隙的发育程度，提出了孔隙度（率）的概念。 岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样总体积的比值，称为该岩样的总孔隙度（率）或绝对孔隙度（率），以百分数表示：储集岩的总孔隙度越大，说明岩石中孔隙空间越大。但是，岩石中不同大小的孔隙对流体的
3、储存和流动所起的作用完全不同，现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（ 500 ），裂缝宽度 0.25毫米（ 250 ）。（ 2）毛细管孔隙管形孔隙直径介于 0.50.0002毫米（ 5000.2 ）之间，裂缝宽度介于 0.250.001毫米（ 2500.1 ）之间。（ 3）微毛细管孔隙管形孔隙直径 0.0002毫米（ 0.2 ），裂缝宽度 0.0001毫米（ 0.1 ）。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 二、渗透率的概念及表示方法岩石的渗
4、透性，是指在一定压力差下，岩石能使流体通过的能力。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。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。储集岩的渗透性，只能说明流体在岩石中流动的能力，它仅仅反映了油气被采出的难易程度，并不反映岩石内流体的含量。岩石渗透性的好坏，是以渗透率的数值大小来表示的。当单相流体通过孔隙介质呈层状流动时，服从于达西公式 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
5、与液体通过岩石的长度以及液体的粘度成反比。系数 K 即为岩石的渗透率：它表示了在一定的压力差下，液体能通过岩石的能力。岩石的渗透率 K 的大小称为一个达西（ D）。 一般地说，在有效孔隙度相同的条件下，直径小的比直径大的孔隙的渗透率低，孔隙形状复杂的比形状简单的渗透率低。 孔隙孔道的复杂程度和弯曲程度，也影响着岩石的渗透性。 沟道孔隙形成通道中却起着关键性作用，如象碎屑岩孔隙与孔隙间的狭窄部分，人们将这部分孔隙称为孔隙喉道。正是这部分孔隙主要影响着岩石的渗透性。因为流体在岩石中流动时必须要通过喉道，而喉道的粗、细特征必然要严重地影响岩石的渗透率。 以喉道较粗和孔隙直径较大为特征的储集层，一般表
6、现为孔隙度大，渗透率高；以喉道较粗，孔隙较上类偏小为特征的储集层，一般表现为孔隙度低 中等，渗透率偏低 中等；以喉道较上两类细小，孔隙粗大为特征的储集层，一般表现为孔隙度中等；渗透率低；以喉道细小，孔隙亦细小为特征的储集层，一般孔隙度及渗透率均低。 假定岩石孔隙中只有一种流体（单相）存在，在这种条件下，流体的流动符合达西直线渗滤定律，求得的 “K”值就是岩石的绝对渗透率。 为了与岩石的绝对渗透论相区别，在多相流体存在时，岩石对其中每种相流体的渗透率称为有效渗透率或相渗透率。 采用有效渗透率与绝对渗透率之比值，称相对渗透率。三、孔隙度与渗透率的关系虽然一些裂缝性石灰岩在实验室分析的孔隙度很低，只
7、有 56%，但由于裂缝发育，其渗透率却很高，常常成为高产油气层。凡具渗透性的岩石均具一定的孔隙度，特别是有效孔隙度与渗透率的关系更为密切。对于碎屑岩储集层，一般是有效孔隙度越大，其渗透率越高，渗透率随着有效孔隙度的增加而有规律地增加。第二节 碎屑岩储集层碎屑岩储集层主要包括各种砂岩、砂砾岩、砾岩、粉砂岩等碎屑沉积岩。油气田的主要储集层类型之一，也是我国目前最重要的储集层类型。一、碎屑岩储集层的孔隙成因及储集性质的影响因素（一）碎屑颗粒的矿物成分碎屑岩颗粒最常见的矿物有石英、长石、及云母重矿物，还有一些岩屑。其中，前二者在碎屑岩中占 95%以上，因此，石英和长石的含量多少对储集性质的影响最显著。
8、一般石英砂岩比长石砂岩的储油物性好，主要原因：（ 1）长石比石英更易被石油和水所润湿。从而导致岩石的渗透率变小。由于长石碎屑颗粒表面所形成的液膜厚度比石英大，因此，对渗透率的影响也较石英大。（ 2）石英和长石抵抗风化的能力不同。石英抵抗风化的能力较强，颗粒表面较光滑，油气容易流过，而长石不耐风化，其颗粒表面常有一层次生高岭土或绢云母，它们一方会会吸附油气，另一方面易吸水膨胀，堵塞原来的孔隙或使其变小，长石砂岩的储集性质比石英砂岩差。（二）碎屑颗粒的粒度和分选程度在一般情况下，颗粒的分选程度愈好，孔隙度和渗透率也愈大。（三）碎屑颗粒的排列方式和圆球度（ a）最密排列型式；（ c）最不密排列型式（
9、 c） 表示立方体排列 堆积最疏松，孔隙度最大，理论孔隙度为 47.6%；孔隙半径大，连通性好，渗透率也大。岩石碎屑颗粒的排列方式，主要决定于沉积条件。若沉积时的水介质较平静，如在闭塞的湖盆边缘斜坡带和浅海大陆架，颗粒多呈近立方体排列；若水介质活动性较大，如在河流、山麓滨湖区、近岸浅海区，颗粒多呈斜方体堆积。若在快速堆积、成岩过程中所受压力较小的情况下，棱角状颗粒未能相互镶嵌，而是彼此支架起来，这样反而会使岩石储集性质变佳。（四）胶结物的性质和多少胶结物的成分、含量及胶结类型对储集性质的影响也较大。我国油田碎屑岩储集层的胶结物成分，以泥质为主，而钙质较少，泥质胶结的砂岩较为疏松，渗透性较好；而
10、钙质、硅质、铁质胶结则较差。可将碎屑岩胶结类型区分为下列四种：（ 1） 基底式胶结 胶结物含量较多，占岩石成分总量的 2550%，这种型式胶结的碎屑岩一般储集性质较差。（ 2） 孔隙式胶结 胶结物含量较少，充填于碎屑颗粒之间的孔隙中。碎屑颗粒呈支架状接触。胶结物多为次生的，如方解石常呈结晶粒状充填于砂岩中，分布不均，多充填于较大孔隙中。一般储集性质较好。（ 3） 接触式胶结 胶结物含量很少，分布于碎屑颗粒相互接触的地方。碎屑颗粒呈点状或状线接触胶结。最常见的是泥质。这种胶结类型一般储集性质最佳。如：纯的石英砂岩。（ 4） 杂乱式胶结 胶结物含量较多，常为泥质，也有其他化学成因物质；尤其重要的，还有基质。胶结物与基质混杂在一起，分布于碎屑颗粒之间的孔隙中。它们多为原生沉积物质，此种胶结类型的碎屑岩储集性质较差。
