石油33碳酸盐岩储集层ppt课件.ppt
石油天然气地质与勘探,任课人：逄 雯山东胜利职业学院,第三章 储集层和盖层,第一节 储集层的岩石物性参数第二节 碎屑岩储集层第三节 碳酸盐岩储集层第四节 特殊岩类储集层第五节 盖层的类型及其封盖机制,世界上绝大多数油气藏的储集层是沉积岩层，其中又以砂岩和碳酸盐岩最为重要，少数油气藏的储集层为火山岩、裂缝性泥岩和变质岩。按组成储集层的岩石类型可将其分为三大类：1、碎屑岩储集层 2、碳酸盐岩储集层 3、其它岩类储集层,第三章 储集层和盖层,第三节 碳酸盐岩储集层,一、储集空间类型二、碳酸盐岩储集物性的影响因素三、碳酸盐岩储层类型,碳酸盐岩油气储层在世界油气分布中占有重要地位，油气储量约占全世界油气总储量的40，油气产量达全世界油气总产量的60以上。碳酸盐岩储集层构成的油气田常常储量大、单井产量高，容易形成大型油气田，世界上共有九口日产量曾达万吨以上的高产井，其中八口属碳酸盐岩储集层。世界许多重要产油气区的储集层都是以碳酸盐岩为主的。在我国，碳酸盐岩储集层分布也极为广泛。,第三节 碳酸盐岩储集层,碳酸盐岩的储集空间，分为孔隙、溶孔（洞）、裂缝。与砂岩储集层相比，碳酸盐岩储集层储集空间类型多、次生变化大，具有更大的复杂性和多样性。,第三节 碳酸盐岩储集层,一、储集空间类型,孔隙、溶洞（孔径5mm）储集空间 裂缝渗滤通道,主要的储集空间,主要的渗滤通道,砂岩与碳酸盐岩储集空间比较（据Choquette和Pray，1970 修改）,一、储集空间类型（一）孔隙类型 碳酸盐岩储集层主要是一些多孔的粒屑灰岩、生物骨架灰岩和白云岩等。其孔隙类型可分为：原生孔隙、次生孔隙和裂缝三类。特点：储集空间类型多样；储集空间的大小、形状及分布变化很大；储集空间成因复杂。,碳酸盐岩储层孔隙类型表,孔隙类型1受组构控制的原生孔隙 粒间孔隙；遮蔽孔隙；粒内孔隙；生物骨架孔隙；生物钻孔（潜穴）孔隙；鸟眼孔隙；收缩孔隙；晶间孔隙。,2溶解作用形成的次生孔隙 粒内溶孔和印模孔；粒间溶孔；溶孔、溶洞、溶沟；角砾孔隙。3裂隙 成岩裂缝：构造裂缝：成组分布、具一定方向性，可分为张、压、扭性。,粒间孔隙：是鲕粒灰岩、生物碎屑灰岩和内碎屑灰岩等颗粒石灰岩常具有的孔隙，其特征与砂岩相似，孔隙度的大小与颗粒大小、分选程度、灰泥基质含量和亮晶胶结物的含量有密切关系，世界上有相当多的碳酸盐岩油气储集层是属于这种粒间孔隙类型。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，故又称为生物体腔孔隙，如腹足类介壳的体腔孔隙。个别鲕粒内部也有这类孔隙。生物钻孔孔隙：由某些生物的钻孔所形成的孔隙，较为少见，孔隙常被充填。,1、原生孔隙发育主要受沉积条件的控制,粒间孔隙,鲕粒间孔,生屑间孔,砂屑间孔,生物体腔孔隙,生物屑粒内孔,生物骨架孔隙：由原地生长的造礁生物（如群体珊瑚、层孔冲、海绵等）在生长时形成的坚固骨架，在骨架之间所留下的孔隙，孔隙形状随生物生长方式而异，在骨架之间构成疏松多孔的结构，如各种生物礁灰岩，常具有高的孔隙度和渗透率。鸟眼孔隙：是一种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。鸟眼构造留下的孔隙，常比粒间孔隙直径大，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。,1、原生孔隙发育主要受沉积条件的控制,生物骨架孔隙,晶间孔隙：碳酸盐岩矿物晶体之间的孔隙。晶间孔隙可以是沉积时期形成的，更多是在成岩后生阶段由于重结晶作用、白云岩作用等形成的。,1、原生孔隙发育主要受沉积条件的控制,晶间孔,碳酸盐岩孔隙类型示意图黑色为孔隙,原生孔隙分布 碳酸盐岩原生孔隙发育程度与岩性关系密切，分布受沉积环境控制。平面分布上，多为粗结构的岩石；剖面分布上，多处于高能环境沉积层序中。,1、原生孔隙发育主要受沉积条件的控制,2、次生孔隙：溶孔 包括溶蚀孔隙和溶洞、重结晶孔隙、白云岩化孔隙等，其中以溶蚀孔隙和溶洞最发育。溶蚀孔隙：碳酸盐矿物或伴生的其它易溶矿物被地下水、地表水溶解后形成的孔隙，包括粒内溶孔、铸模孔隙、粒间溶孔、溶沟、溶洞。溶洞是指溶解作用超出了原来颗粒的范围，不再受原来组构的控制，形成一些大小不等、形状不规则的洞穴。在溶孔或溶洞的内壁上，常沉淀有晶簇状的方解石或其它矿物的晶体，因此又称为晶洞孔隙。,粒间溶蚀孔、粒内溶蚀孔,晶间溶孔,铸模孔,孔 缝 联 通,（）构造裂缝：构造应力超过岩石弹性限度后破裂而成的裂缝，是最主要的裂缝类型。其特点是：边缘平直、延伸较远、具有一定的方向和组系。（）成岩裂缝：由于上覆岩层压力和本身失水收缩、干裂或重结晶等形成的裂缝。分布受层理限制，不穿层，多平行层面，缝面弯曲，形状不规则。其特点是：一般受层理限制，平行层面，不切穿层，裂缝面弯曲，形状不规则，有时有分枝现象。,3、裂缝,（）压溶裂缝：上覆地层静压力下，富CO2的地下水沿裂缝或层理流动时对成分不均的石灰岩选择性溶解而成，如缝合线。其特点是：其中常残留许多泥质、有机质。（4）风化裂缝：指古风化壳由于受地表水淋滤和地下水淋滤溶蚀形成。其特点是：裂缝大小不均一，形态奇特。（5）溶蚀裂缝：受地下水淋滤溶蚀形成。其特点是：裂缝形态奇特，有陆源砂、泥或围岩岩块充填。,3、裂缝,4、碳酸盐岩储层的喉道类型,碳酸盐岩储层喉道类型,（1）管状喉道：孔隙与孔隙之间由细而长的管子相连，其断面接近圆形。（2）孔隙缩小部分成为喉道：孔隙与喉道无明显界限，扩大部分为孔隙，缩小的狭窄部分即为喉道。孔隙缩小部分是由于孔隙内晶体生长，或其他充填物等各种原因形成。喉道与孔隙相比较，其直径（等效）相差不大。（3）片状喉道：在白云石或方解石晶体之间的缝隙一般为片状喉道。片状喉道连通着多面体孔隙或四面体孔隙。片状喉道一般很窄，只有几微米到十几微米，这是碳酸盐岩中最常见的喉道类型。,4、碳酸盐岩储层的喉道类型,二、碳酸盐岩储集物性的影响因素,1、孔隙（洞）发育的主要影响因素,（1）原生孔隙沉积条件（环境）,发育与岩性有关。岩性受主要沉积环境控制，决定于沉积环境水动力的高低。粒间孔隙发育在颗粒石灰岩中，同砂岩相似，其孔渗性与颗粒大小，分选程度正相关，与基质含量负相关；晶间孔隙大小与晶粒大小及均匀性关系密切；各种生物孔隙的大小与生物个体大小和排列状况有关。,1、孔隙（洞）发育的主要影响因素,（2）次生孔隙成岩后生作用,在碳酸盐岩储集层形成的整个过程中，沉积作用阶段是短暂的，沉积物形成以后，它要经过漫长的成岩阶段。成岩作用及其成岩过程对碳酸盐岩的储集性能有着重要的影响。其中使孔渗性能降低的成岩作用主要有胶结作用、压实作用、压溶作用和充填作用。压实作用对颗粒灰岩、白云岩影响较小，而对泥灰岩等细粒岩石的影响大。有利孔隙形成的成岩作用主要为白云石化作用和溶解作用，异常高压同样有利于原生孔隙的保存。,1、孔隙（洞）发育的主要影响因素,（2）次生孔隙成岩后生作用,碳酸盐岩溶蚀孔隙,、富含CO2水中，碳酸盐岩溶解度与Ca2+/Mg2+成正比。即 石灰岩比白云岩易溶解。而在富含SO42水中则相反。、质纯者易溶解。,A.碳酸盐岩溶解度：,碳酸盐岩出露于气候温暖的河谷近湖（海）岸、剥蚀区、多裂缝或断层区时，更易被溶蚀。,1、孔隙（洞）发育的主要影响因素,B.地下水溶解能力：,水中富含CO2、或温度升高时，地下水的溶解能力增大。,C.气候、地貌、构造条件：,碳酸盐岩溶蚀孔隙,含有硫酸钙的地下水进过白云岩发育地区时，将交代白云石，产生次生方解石，形成去白云石化的次生石灰岩。其中方解石晶粒变粗，孔隙度增大，但分布比较局限，常呈树枝状或透镜状出现于白云岩中,1、孔隙（洞）发育的主要影响因素,A.重结晶作用：,在成岩后生作用阶段，温度和压力不断增加，发生重结晶作用，结果晶体变粗，孔径增大，使晶间孔隙变大，有利于形成溶蚀孔隙。,B.去白云石化作用：,其它成岩作用白云岩化、重结晶作用,2、裂缝发育的影响因素,裂缝发育的岩性因素：内因：岩石的脆性,脆性由大到小顺序：白云岩或泥质白云岩石灰岩、白云质灰岩 泥灰岩盐岩石膏 A、泥质含量高者脆性小，硅质含量高者脆性大；B、质纯、粒粗者更易产生裂缝；C、层厚者裂缝密度小但规模大，层薄者相反。,受构造位置、作用力性质、强弱、受力次数、变形环境、阶段等影响。受力强、张力大、受力次数多的构造部位裂缝发育，相反则差。在常温常压的应力环境下裂缝发育，在高温高压环境下则发育较差。,2、裂缝发育的影响因素,裂缝发育的构造因素,（1）孔隙型储层储集空间以各类原生孔为主。孔隙连通性好；裂缝不发育。潮下带开阔台地、浅滩和生物礁相等。（2）裂缝型储层 裂缝既为主要的油气储集空间，又是油气渗滤通道。,三、碳酸盐岩储层类型,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：,（3）裂缝孔隙型储层储集空间为各类孔隙和裂缝。孔隙为主要的储集空间，裂缝主要为油气渗滤通道。（4）裂缝溶洞型储层溶洞是主要的储集空间，裂缝为渗流通道。常分布于不整合面及大断裂附近。（5）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，构成统一的孔隙溶洞裂缝系统。,（四）碳酸盐岩与砂岩储集性质的比较,
