储层地质学复习资料.docx

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储层地质学复习资料

第一章储层地质学的形成、发展与趋势

一、储层地质学

1、储层地质学（又称油藏地质学），是指应用地质与地球物理、以及各种分析化验资料，研究和解释油气储集地质体的成因、演化及分布，描述并表征储层的主要特征（几何特性和物理特征）与信息，应用定性与定量方法来分析和评价储层不同层次的非均质在油气勘探与开发中的影响，采用先进的建模技术预测其空间展布的一门综合性应用学科。

2、油藏描述是以沉积学、构造地质学和石油地质学的理论为指导，用地质、地震、测井及计算机手段，定性分析和定量描述油藏在三维空间中特征的一种综合研究方法。

3、储层表征：

定量地确定储层的性质、识别地质信息及空间变化的不确定过程。

其中储层地质信息包括：

物理特性——Φ、Κ和SO的非均质性

空间特性——储层建模过程中的各异向性

第二章油气储层的基本特征

碎屑岩储层与碳酸盐岩和其它岩类储层相比具有四个优点：

1孔隙以粒间孔为主，而碳酸盐岩多为粒内孔；②沉积作用控制强；

③粒度的粗细对孔、渗的影响通常具有较好的规律性；④压实过程比较清楚，并易进行定量分析。

第一节储层的物理特性——孔隙度、渗透率、饱和度

一、孔隙性：

指岩石中颗粒间、颗粒内和填隙物内的空隙

———属原生孔

———属次生孔

（二）孔隙度

1、绝对孔隙度：

岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样总体积的比值。

2、有效孔隙度：

是指那些互相连通的、且在一定压差下允许流体在其中流动的

孔隙度的影响因素：

1、岩石的矿物成分2、颗粒的排列方式及分选性3、埋藏深度4、成岩作用

二渗透率

储集岩的渗透性是指在一定的压差下，岩石本身允许流体通过的性能。

1、分类：

绝对渗透率、有效渗透率（相渗透率）和相对渗透率

A、绝对渗透率的影响因素

1）岩石特征的影响2）孔隙结构的影响3）压力和温度的影响

B、相对渗透率的影响因素

1）润湿性的影响2）孔隙结构的影响3）温度的影响4）优势流体相饱和

度的影响

三饱和度：

所饱和油、气、水含量占总孔隙体积的百分比

四、储层

（一）储层的概念：

凡是能够储存油气并在其中渗滤流体的岩石称为储集岩。

两个基本要素：

孔隙度和渗透率。

（二）储层分类

一、砂体的剖面几何特征

第二节

储层的几何特性

二、砂体平面的几何形态

席状——陆棚砂、海滩砂

扇状———冲积扇、海底扇、扇三角

扇状朵状洲砂体、陡坡三角洲洲砂体、

朵叶状断陷湖盆长轴河控三角洲

鸟足状

条带状

长形状树枝状沿岸砂坝、障壁岛、河流、三角洲、潮汐水道

鞋带状

透镜状——浊积透镜体、废弃河道

第三节储层的岩石学特征

一、碎屑岩储层的岩石学特征

（一）、岩石类型

砾岩（>2mm）巨砾、粗砾、中砾、细砾

砂岩（0.0625~2mm）——储油物性较好。

极粗砂、粗砂、中砂、细砂、极细砂

粉砂岩（0.0039~0.0625mm）粗粉砂岩（良好的油气储层）、细粉砂岩

泥岩（<0.0039mm）

（二）支撑形式:

①颗粒支撑②杂基支撑。

（三）组构特征——碎屑岩的基本组成包括：

碎屑颗粒（石英Q、长石F、岩屑R）、填隙物（杂基和胶结物）、孔隙：

（四）沉积构造：

是指沉积物沉积时或之后由于物理作用、化学作用和生物作用形成的形迹。

二、碳酸盐岩储层的岩石学特征——形成环境：

温暖、水浅和水清

（一）岩石类型：

石灰岩、白云岩（原生白云岩和次生白云岩）及其过渡类型

（二）结构组分

碳酸盐岩的结构组分包括颗粒、泥、胶结物、晶粒、生物格架、孔隙等。

泥则包括灰泥、云泥、粘土泥等；

★★★的颗粒类型有内碎屑、鲕粒、生物颗粒、球粒、藻粒等；

生物格架主要是由造礁生物胶结的结构组分。

晶粒是组成白云岩的主要结构组分

（三）碳酸盐岩沉积构造

叠层石构造——潮间及潮下带

示顶底构造——判断岩层顶底

鸟眼构造——潮上带

缝合线构造——成岩过程中压溶作用的产物

虫孔及虫迹构造——生物生活活动造成

第三章油气储层地质研究方法

第一节沉积相的地质研究方法

一、储层的岩石学研究方法

三、沉积相的地质研究方法

（一）岩心沉积相标志研究

颜色：

红色—氧化环境；绿色—弱氧化环境；灰色—弱还原环境；黑色—还原环境

岩性标志岩石类型：

自生矿物：

锰结核—海洋底；海绿石—浅海陆棚；自生长石和自生沸石：

湖相标志；

碎屑颗粒结构与沉积构造

古生物标志——利用有孔虫，介形虫、软体动物、藻类，海绿石划分海相、陆相或过渡相

微量元素：

利用微量元素硼，Sr/Ba、Sr/Ca、Th/U、Mn/Fe划分海相、陆相或过渡相

地球化学标志

稳定元素;13C/12C比值区分海相、陆相、过渡相地层；18O/16O恢复古海洋温度和古气候变化

（二）单井剖面相分析（三）连井剖面相/砂体对比（四）平面相分析

第二节储层的测井研究方法

曲线形态：

组合形态：

箱形——河床沉积、分流河道箱形指形组合——分流河道、漫溢砂

钟形——点砂坝、分流河道箱形钟形组合——分流河道

指形——漫溢砂，天然堤和席状砂箱形漏斗形组合——分流河道、决口扇、砂坝

漏斗形——决口扇、河口坝和远砂坝钟形漏斗形组合——决口扇、天然堤、席状砂

第四章储集层的形成与分布

第一节储层形成的沉积作用

一、碎屑岩储层的沉积作用及储集特征

（一）沉积作用（方式）可归纳为八个字：

垂、前、侧、漫；筛、选、填、浊；

垂向加积——指沉积物底负载方式搬运，当沉积物的重量超过流水所能携带的能力时，开始发生沉积并形成垂向增长。

——形成于辫状河砂体—心滩沉积

前积或进积作用——指河流所携带的沉积物在遇到地形突然开阔、坡度变陡时所形成的顺流向沉积。

——多见于三角洲，及辫状河心滩前段部位。

侧向加积——由于河道的弯曲使水流形成侧向运动并造成沉积物重新分布的过程。

——河流点砂坝

漫积——冲积扇环境的漫流沉积作用形成。

——形成各类扇端沉积，河道两侧天然堤岸和决口扇沉积体

筛积——已有大量砾石堆积的前提下，细粒物质在搬运过程中向下渗透并选择性沉积的过程。

选积

填积

浊积

（二）碎屑岩储层特征

1、河流相储集砂体

搬运方式

沉积砂体

顺直河砂体

辫状河砂体

底负载

以心滩（坝）为主，废弃河道充填砂

曲流河砂体曲流河砂体

推移质/悬移质比低

典型发育点砂坝（边滩），天然堤、决口扇和牛轭湖沉积

网状河砂体

悬浮负载

以河道砂体为主要沉积，呈窄而厚条带状分布，伴生小型决口扇和天然堤

河道稳定，这是网状河与辫状河的主要区别

2、湖相滩坝储集体——滨湖亚相、浅湖亚相、半深湖亚相和深湖亚相

1）砂质滩坝

形成机理：

波浪作用所形成的沿岸流与离岸流的再搬运和再沉积

滩坝砂体的砂岩成熟度较高，具波状层理、平行层理、低角度交错层理、浪成沙纹层理等

2）碳酸盐滩坝

碳酸盐滩坝多分布于邻近物源区是碳酸盐岩，附近无河流注入的比较安静的湖湾地区。

主要岩性为泥灰岩、石灰

岩、白云岩，在岸边和水中隆起的高处往往发育鲕粒滩坝、生物贝壳滩坝，以迎风一侧的碳酸盐滩坝发育较好。

3、三角洲相储集砂体

1）三角洲分类

三分法：

三角洲平原、三角洲前缘、前三角洲

按水动力条件：

河控三角洲、浪控三角洲、潮控三角洲

按形态特征：

鸟足状三角洲、鸟咀状三角洲、港湾三角洲。

2）储集砂体特征

4、滨（海）岸相储集砂体

1）、无障壁海岸——以波浪作用为主，潮汐作用较弱

可以划分为：

海岸（风成）沙丘、后滨、前滨、近滨（或临滨）和远滨

2）、有障壁海岸——以潮汐作用为主，波浪作用弱，，水动力能量不高，

其沉积组合主要是潮坪、潮汐通道、泻湖、障壁岛和潮汐三角洲还有冲溢扇

二、碳酸盐储层的沉积作用及储集特征——独特的沉积特点，碳酸盐岩主要是在清澈、温暖和浅水的条件

（一）碳酸盐储集层的沉积作用

（二）碳酸盐岩储集特征

岩性

主要沉积构造

与储层关系

碳酸盐潮坪相

超

咸

型

潮

坪

潮上带

浅灰－褐灰色的泥－粉晶白云岩

干裂、鸟眼状、帐篷构造、藻纹层和近垂直生物潜穴等；

差储层

潮间带

泥－粉晶白云岩为主，夹有透镜状颗粒白云岩

除干裂、鸟眼和波状-穹隆状藻叠层外，冲刷与充填构造，透镜状、波状、脉状、羽状等潮汐层理和浅水波痕也常见

中—好储层

潮

下

带

高能

各中颗粒灰岩、柱状叠层石灰岩和礁灰岩

羽状和粒序层理

非储层

低能

以泥晶灰岩和颗粒质泥晶灰岩为主

水平层理和生物扰动构造

正常海潮坪

主要分布在潮湿气候带，沉积环境和沉积物间水体盐度低，较少有蒸发矿物的沉淀

碳

酸

盐

颗粒滩沉

台地边缘滩

主要由厚层块状浅灰－灰白色砂屑灰岩和鲕粒灰岩组成

大中型双向交错层理、低角度交错层理

中等—好储层

台内点滩

主要由中－薄层状粉屑灰岩、砂屑灰岩、鲕粒灰岩和生物屑灰岩

少量中小型交错层理和平行层理，浪成改造波痕、冲刷侵蚀面和粒序递变层理常见

储层规模较小、质量较差

缓坡滩

主要由中－厚层状砂屑灰岩、鲕粒灰岩和生物灰岩构成

波状交错层理、潮汐层理、风暴层理和生物潜穴发育

有利于储层形成与演化

沉积礁

礁坪

细—中白云岩灰质白云岩

块状层理

好储层

礁核

骨架灰岩、障积灰岩

块状层理

差储层

颗粒滩

含燧石生屑泥晶灰岩

冲刷侵蚀面、丘状层理

非储层

泻湖

含燧石泥晶灰岩

水平层理

非储层

局限台地

泥—粉晶云岩、膏质云岩

块状石膏结核

中等储层

湖泊礁、滩碳酸盐岩沉积

湖泊生物礁

具有良好的原始储集性能

湖泊碳酸盐颗粒滩

形成具有一定储集性能的储层

第五章储层微观孔隙结构

第一节储集岩的孔隙和吼道

一、孔隙和喉道的概念

储层孔隙结构：

岩石所具有的孔隙和吼道的几何形状、大小、分布、相互连通情况，以及孔隙与吼道配置关系等。

孔隙：

被骨架颗粒包围着并对流体储存起较大作用的相对膨大部分。

喉道：

另一些在扩大孔隙容积中所起作用不大，但在沟通孔隙形成通道中却起着关键作用的相对狭窄部分.

二、储集岩的孔隙和喉道类型

孔隙类型

吼道类型

按成

因分

类

原生孔隙

按成因及形态

孔隙缩小型吼道

缩颈型吼道

次生孔隙

片状吼道

混合孔隙

弯片状吼道

按孔

隙产

状及

溶蚀

作用

粒间孔隙

并不都是原生孔隙

其中的自生粘土

矿物填隙物内

管束状吼道

粒内孔隙

填隙物内孔隙

裂缝孔隙

溶蚀粒间空隙

后四种类型孔隙

是在前四类孔隙

受到溶蚀改造，并

保留有溶蚀痕迹

溶蚀粒内孔隙

溶蚀填隙物内孔隙

溶蚀裂缝孔隙

孔隙

直径

大小

超毛细管孔隙d>500μm

毛细管孔隙0.2

微毛细管d<0.2μm

孔隙

对渗流

情况

有效毛细管

无效毛细管

三、碳酸盐岩的孔隙和喉道类型

第二节孔隙结构的研究方法

孔隙结构指岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布、相互连通情况，以及孔隙与喉道间的配置关系等。

间接测定法，如毛细管压力法，包括压汞法、半渗透隔板法、离心机法、动力驱替法、蒸气压力法等。

直接观测法，包括铸体薄片法、图像分析法、各种荧光显示剂注入法、扫描电镜法等。

数字岩芯法，包括铸体模型法、数字岩心孔隙结构三维模型重构技术

压汞法包括：

半渗透隔板法、离心法、压汞法

第六章储层成岩作用

成岩作用是指碎屑沉积物在沉积后到变质作用之前，这一漫长阶段所发生的各种物理、化学及生物变化或反应。

决定性的要素有：

岩性特征、流体性质、温度大小及压力条件。

第一节成岩作用分析测试方法与内容

实验测试方法

（一）毛细管压力法分析

测定岩石毛细管压力曲线的方法常用的方法主要有三种：

半渗透隔板法、压汞法、离心法

（二）有机质成熟度分析

通常应用三个指标：

镜煤反射率（Ro）、孢粉颜色及热变指数（TAI）、热解烃峰峰温（Tmax）

第二节成岩作用和孔隙演化

一、成岩作用的基本要素

岩性、流体、温度和压力是发生各种种成岩作用的四个基本要素，也称基本成岩参数和条件。

（一）岩性——包括碎屑颗粒、填隙物（胶结物与杂基）的成分、结构和组构等。

（二）温度——通常而言古地温对成岩作用的影响大致有以下几个方面：

①影响矿物的溶解度：

大多数矿物的溶解度会随着温度的增加而增大。

②影响矿物的转化：

地温梯度不同，矿物转化的深度不一。

③影响孔隙流体和岩石的反应方向：

温度的变化势必引起反应的变化。

④古地温控制下有机质的成岩演化序列：

古地温是成岩作用阶段划分主要指标之一。

古地温的确定方法有：

①流体包裹体测温；②镜质体反射率；③粘土矿物组合及转化；④自生矿物的分布和演变。

（三）压力—常用参数有:

静水压力（Ph）、孔隙流体压力（Pp）、有效应力（Pf）、剩余流体压力（Pe）及静岩压力）

（四）流体

孔隙流体一般包括孔隙水、油和气，其中孔隙水影响最突出。

二、主要成岩作用

1、机械压实作用：

是沉积物在上覆重力及静水压力作用下，发生水分排出，碎屑颗粒紧密排列而使体积缩小、孔隙度降低、渗透性变差的成岩作用。

2、压溶作用：

当上覆地层压力或构造应力超过孔隙水所能承受的积水压力时，引起颗粒接触点上晶格变形和溶解，这种局部的溶解

3、胶结作用：

孔隙溶液中过饱和成分发生沉淀，将松散的沉积物固结为岩石的作用。

包括碳酸盐胶结作用、硅质胶结作用、粘土矿胶结作用、沸石类胶结作用

4、溶解与交代作用

三、次生孔隙形成的机理

（一）次生孔隙的成因类型

1、沉积物溶解产生的孔隙

2、自生胶结物溶解产生的孔隙

3、自生交代矿物溶解产生的孔隙

（二）次生孔隙形成的影响因素

①充足的水体能量和良好的渗透性对次生孔隙的形成非常有利。

②富有机质的生油岩和潜在的储层尽量靠近

③砂泥比是保证有足够酸来源的一重要指标。

④干酪根的热演化史决定了酸的生产深度。

第三节碳酸盐岩成岩作用及孔隙演化

一、成岩作用类型

（1）破坏孔隙的成岩作用：

包括胶结作用、机械压实作用、压溶作用、重结晶作用和沉积物充填作用等；

（2）有利于孔隙形成和演化成岩作用：

包括溶解作用、白云石化作用、生物和生物化学成岩作用、破裂作用等。

第四节成岩序列与演化模式

一、碎屑岩储层成岩作用阶段的划分

（一）术语和定义

1.成岩阶段：

指碎屑沉积物沉积后经各种成岩作用改造，直至变质作用之前所经历的不同地质历史演化阶段。

可划分为同生成岩阶段、早成岩阶段、中成岩阶段、晚成岩阶段和表生成岩阶段。

2.同生成岩阶段：

沉积物沉积后尚未完全脱离上覆水体时发生的变化与作用的时期称同生成岩阶段。

3.表生成岩阶段：

指处于某一成岩阶段弱固结或固结的碎屑岩，因构造抬升而暴露或接近地表，受到大气淡水的溶蚀，发生变化与作用的阶段。

（二）成岩阶段划分依据

1．自生矿物的特征2．粘土矿物组合、伊利石/蒙皂石（I/S）混层粘土矿物的转化

3．岩石的结构、构造特点及孔隙类型4．有机质成熟度指标5．古温度

第七章储层非均质性

第一节概念与主要影响因素

一、储层非均质性：

是指油气储层由于在形成过程中受沉积环境、成岩作用和构造作用的影响，在空间分布及内部各种属性上都存在的不均匀变化。

二、主要影响因素

三、裘亦楠分类

第三节宏观非均质性的研究

一、层内非均质性：

指一个单砂层规模内垂向上的储层特征变化。

（一）粒度韵律（或粒序）定义：

单砂层内碎屑颗粒的粒度大小在垂向上的变化。

成因：

它受沉积环境和沉积作用的控制，由于水流强度周期性变化而造成粒度粗细的周期性变化。

影响作用：

构成渗透率韵律的内在原因，它对层内水洗厚度的大小影响很大。

分类：

正韵律、反韵律、复合韵律和均质韵律四类。

（二）沉积构造——1、层理类型：

平行层理、水平层理、板状交错层理、

槽状交错层理、小型沙纹交错层理、递变层理、冲洗层理、块状层理

2、层内构造，结核、缝合线、揉皱，

层面构造，波痕、冲刷面、侵蚀下切现象、泥裂等

3、层理类型与渗透率的关系

平行层理——水平渗透率很大，Kv/Kh值极小

板状交错层理——K逆层理倾向＜K平行纹层走向＜K顺层理倾向方向

槽状交错层——渗透率各向异性强

第三节宏观非均质性的研究

二、层间非均质性

是对一个油藏或一套砂、泥岩间含油层系的总体研究，属于层系规模的储层

描述。

是注水开发过程中层间干扰和水驱差异的重要原因。

（一）层间差异

（二）层间隔层

（三）裂缝

三、平面非均质性是指一个储层砂体的几何形态、规模、连续性，

以及砂体内孔隙度、渗透率的平面变化所引起的非均质性。

（一）砂体几何形态

1）席状2）朵状3）椭园状4）线状5）指状

第四节微观非均质性的研究

储层的微观非均质性是指微观孔道内影响流体流动的地质因素。

主要内容：

孔隙、颗粒和填隙物非均质性。

后两者是造成孔隙非均质的原因。

影响作用：

微观驱替机理、驱油效率以及剩余油的分布。

第五节储层流动单元*

一、基本概念

是指由于储层的非均质性，隔挡和窜流旁通条件，注入水沿着地质结构引起的一定途径驱油、自然形成的流体流动通道。

第六节储层非均质性与油气采收率

油气采收率的影响因素：

储层的非均质性、流体性质的非均质性、注采方案和生产制度

第八章储层敏感性分析

第一节储层敏感性机理

敏感性矿物可分为水敏性矿物、酸敏性矿物、碱敏性矿物、盐敏性矿物及速敏性矿物

敏感性矿物是指储集层中与流体接触易发生物理、化学或物理化学反应并导致渗透率大幅下降的一类矿物。

六、储层的水锁效应

在油气开发过程中，钻井液、固井液及压裂液等外来流体侵入储层后，由于毛细管力的滞留作用，地层驱动压力不能将外来流体完全排出地层，储层的含水饱和度将增加，油气相渗透率将降低。

造成水锁效应的原因有内外两方面的因素：

内在原因：

储层孔喉细小、存在敏感性粘土矿物，是造成外来流体侵入引起含水饱和度上升而使油水渗透率下降；

外部因素：

侵入流体的界面张力、润湿角、流体粘度以及驱动压差和外来流体侵入深度等。

第三节开发过程中储层性质的动态变化

一、开发过程中储层性质的动态变化状况

第九章储层地质建模

地质模型是指能定量表示地下地质特征和各种储层（油藏）参数三维空间分布的数据体。

分类（裘怿楠）：

概念模型：

是指把所描述油藏的各种地质特征，特别是储层，典型化、概念化，抽象成具有代表性的地质模型。

静态模型（实体模型）：

是把一个具体研究对象（一个油田、开发区块或一套层系）的储层，依据资料控制点实测

的数据将其储层特征在三维空间的变化和分布如实地描述出来而建立的地质模型

方法：

地质统计学的确定性建模方法

预测模型：

预测模型不仅忠实于资料控制点的实测数据，而且追求控制点间的内插与外推值具有相当的精度，并遵循地质和统计规律，即对无资料点有一定的预测能力。

方法：

主要是采用随机建模技术

随机建模：

是以现有的数据或信息为基础，以随机函数为理论，通过计算机技术人工合成可选的、等概率的、高精度的反映现有参数数据空间分布的模型。