碳酸盐储层储集层孔隙结构.ppt

1,碳酸盐油气储集层孔隙结构,参考书：（1）罗蛰潭 王允诚编著：油气储集层的孔隙结构，地质出版社，1986（2）侯方浩、方少仙等：鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩储层图集,2,孔隙类型 按形态和成因类型空隙可分为孔、洞、缝3大类，再根据影响孔隙发育的因素、形态和大小分为14个亚类。单因素的空隙类型可以组合成多成因的复合型空隙类型。碳酸盐储集岩中的孔隙空间和喉道变化甚大，在同一油藏的不同部位和层段，可发育不同形式的空隙和喉道，组成不同的储集空间组合型式。在特殊情况下，同一油气藏的不同构造部位，其储集类型会有差异。,1.0 碳酸盐岩储层孔隙类型CNPC标准,3,4,5,1.0 碳酸盐岩储层孔隙类型国外分类方案,6,原生孔隙 原生孔隙可分为粒间孔隙、粒内孔隙、晶间孔隙、壳体掩蔽孔隙和生物骨架孔隙五种。（1）粒间孔隙：系指颗粒含量在岩石中占主要地位时（大于50一60%），它可形成颗粒支撑，其空间未被灰泥或胶结物充填部分即为粒间孔隙。（2）粒内孔隙：是由于生物死亡后，软体部分腐烂分解后所出现的空间。（3）晶间孔隙 是碳酸盐晶体之间形成的孔隙。主要是重结晶作用所形成，因而孔隙都比较规则。,1.1.碳酸盐岩储层孔隙类型,7,（4）壳体掩蔽孔隙：是由于壳体或壳体碎片沉积后起了掩蔽作用，阻止了较小颗粒、胶结物及灰泥进人掩蔽空间，从而形成的孔隙。（5）生物骨架孔隙：是由于生物造礁活动而形成的骨架空间。这种空间在没有或 局部充填的情况下，往往形成大量孔隙。世界上生物礁大油田很多，油气主要储集在生物骨架孔隙之中。如美国二叠纪盆地的马蹄环礁油区克勒一富德油田产油礁岩厚约70米，最大油柱高 230米。地质储量 4亿吨，是一个大型的生物礁油田；估计其采收率可达517%。,原生孔隙,8,组成基质的晶粒或颗粒大小可按下述等级来描述：晶粒及（或）颗粒大小 符号 大（粗）0.5毫米 L 中等 0.250.5毫米 M 细 0.1250.25毫米 F 很细 0.06250.125毫米 VF 极细 0.0625毫米 XF,白云岩合量多少对孔隙度影响很大。一般来说，当白云岩含量高于50%甚至达到80%时，孔隙率是逐步增高的。但白云岩含量高于80%以后，孔隙度往往反而减少，并通常形成非工业性的储集层。,原生孔隙,9,1.1.2.溶蚀孔隙,溶蚀孔隙有以下几种类型，粒间及晶间溶蚀孔隙、铸模孔隙、窗格孔隙、沟道、晶洞、洞穴和角砾孔隙。（1）粒间及晶间溶蚀孔隙：是由于颗粒之间和晶间的胶结物或灰泥被溶解所形成的孔隙。它与晶洞区别之处在于颗粒和晶体本身受到溶蚀作用较少。（2）铸模孔隙：是地下水将颗粒组分部分或全部移去所形成的孔隙。这种选择性溶蚀是由于颗粒化学组分所决定。化石层、生物礁、鲕粒及球粒碳酸盐岩易于形成这种孔隙。,10,（3）窗格孔隙：它的形成主要取决于岩石组构情况。孔隙一般多呈扁平状平行于岩石的纹层或层面分布。但有时亦呈球形、鸟眼状或不规则状，有时亦作垂向延伸。因而，一些分隔的窗格孔隙往往形成连通性很好的储集层，尤其在裂缝发育的层系中，这种现象更为明显。此外，这种选择性溶蚀作用主要是沿高孔隙带进行，因而粗粒碳酸盐岩就具有形成窗格孔隙的良好条件。,1.1.2.溶蚀孔隙,11,（4）沟道：由于地下水活动而形成的联通水道。大多沿层理分布，有时被后生沉淀物所充填或部分充填。它在储集层中虽然对孔隙度的贡献是次要的，但对渗透率的贡献往往可以很大。（5）晶洞：其溶蚀作用不受岩石组构所控制，一般直径为十六分之一毫米到十米，其连通情况决定了这种孔隙的重要性。（6）洞穴：其成因与晶洞相同，一般直径为十厘米以上，这种空间在喀斯特区发 育。在溶蚀型油气田钻探过程中，有时可发生“放空”现象，这种现象一般与洞穴有关。“放 空”现象的出现，经常伴随着有高产层的局部存在。洞穴有时很大，可达152米，甚至更大。（7）角砾孔隙：是由断裂作用形成角砾状破裂而造成孔隙。其成因不一，所形成 的角砾孔隙形状和大小均各不相同，差异很大。,1.1.2.溶蚀孔隙,12,生物钻孔和潜穴孔隙 这种孔隙多在沉积时至成岩过程中形成，它对油气储集的意义是次要的。收缩孔隙 由于沉积物的收缩作用而形成的孔隙。这种孔隙在大气或水体条件下皆可形成。裂缝 裂缝一般是由于构造作用或成岩作用形成。裂缝的长度不一，由几厘米至几公里不 等。宽度也可由几毫米到几十厘米（甚至更宽），但微裂缝的宽度仅数十微米。一般说来，大的裂缝延伸远，方向稳定，与油气储集的关系更为密切。,1.1.碳酸盐岩储层孔隙类型,13,孔隙大小按下述范围分为四类：A肉眼或放在10倍下看不见的孔隙（0.1毫米的直径）B放大10倍可以看见的孔隙（0.010.1毫米）C肉眼可见，但小于刀刻痕大小（0.11毫米）D孔隙比大部分刀刻痕大，通常在碎屑面显示有次生结晶生长（1毫米以上）Archie用以上基质结构、颗粒大小和孔隙大小来综合对岩石命名。,1.1.碳酸盐岩储层孔隙类型,14,在碳酸盐岩基块中常见的喉道类型有三种：（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。例如，负鲕灰岩鲕粒内空间的相互连通通道即为此种类型。（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，或其它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。,1.2 孔隙喉道及孔隙结构类型喉道类型,15,（3）片状喉道：在白云岩中孔隙的发育是经由四面体孔到多面体孔，最后在晶粒之间形成片状喉道。因此，片状喉道连通着多面体或四面体孔隙。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。串珠状溶蚀孔之间的溶蚀缝，其形状也是片状的，但由于缝面不规则，且粗细不等，所以其喉道宽度应采用缝的最窄处来计量。此外，具有粒间孔的碳酸盐岩，有的和砂岩的储集性相类似，其孔隙和喉道的结构也与砂岩近似。,1.2 孔隙喉道及孔隙结构类型喉道类型,16,1.2 孔隙喉道及孔隙结构类型喉道类型,17,1.2 孔隙喉道及孔隙结构类型孔隙结构,Teodorovich(1943)曾根据孔隙空间的大小和形状以及其相互的连通性对碳酸盐储集岩进行了详细的研究。它将碳酸盐储集岩的孔隙结构划分为六种类型：（1）孔隙空间由孔隙及相当孤立的近乎狭窄的连通喉道组成。这种孔喉的等效直径为5微米到10微米，在镜下薄片内通常是看不到的，只有当孔喉直径较大时，才可在镜下发现。（2）孔隙空间的连通喉道仅由孔隙空间的缩小部分组成，喉道逐步变宽即为孔隙空间本身。这种孔隙结构类型的孔喉比较小，所需排驱压力较低，常可形成较好的储集岩。,18,（3）孔隙由细粒孔隙性连通带所连通，在薄片中可见到连通支脉。有时连通带由较粗孔隙带组成，此时岩石将具有较大的渗透率。这类孔隙结构在白云岩中及白云岩化灰岩中经常见到。（4）孔隙系统在白云岩的主体或胶结物的颗粒之间发育。这些孔隙大部分反映了颗粒的外型（粒间孔隙）。白云岩中的菱面体孔隙可以作为这种孔隙结构的最好例子。具有二种亚类：（1）具有渗透率良好的大孔隙；（2）细孔隙，可能具有中等甚至较高的孔隙度，但渗透率都很低。这种亚类虽然为油所饱和，但大多数情况下，这种细孔隙性碳酸盐岩油层没有工业价值。,1.2 孔隙喉道及孔隙结构类型孔隙结构,19,（5）第五类孔隙结构适用于裂缝性油藏，孔隙主要是由裂缝构成。基块孔隙度很小（5%），渗透率大都小于01毫达西，它们既无储集能力，又无渗滤能力。（6）第六种孔隙结构类型的特征是具有两种或两种以上的基本孔隙结构类型所构成。可以用复合名词来表示，如“孔隙一裂缝”或“裂缝一孔隙”，后一名称表明孔隙空间的主要类型。,1.2 孔隙喉道及孔隙结构类型孔隙结构,20,与砂岩相比较，碳酸盐岩的储集空间比较复杂、次生变化非常明显，裂缝常常很发育，使碳酸盐岩储集层具有岩性变化大、孔隙类型多、物性参数无规则以及孔隙多次变化等特点。碳酸盐岩储集层的储集性能主要受孔隙和裂缝两个因素的控制。,2.0 碳酸盐岩的储集性与砂岩的比较,21,与砂岩相比较碳酸盐岩储集层的孔隙有很大差异，并可归纳为以下几点：（1）砂岩几乎全为原生孔隙和各种微孔隙。而碳酸盐岩除原生孔隙外，次生溶蚀孔隙有时很发育，也能成为主要储集类型。（2）砂岩孔隙形状与颗粒形态有关，但碳酸盐岩孔隙变化因素很多。（3）砂岩虽然具有一定的后生作用，但碳酸盐岩的后生作用影响更大，能够形成、消失或完全改变孔隙，胶结作用和溶解作用都很重要。（4）裂缝对砂岩仅起有限的作用，但碳酸盐岩中裂缝发育与否则对储集性影响很大。有许多碳酸盐岩储集层几乎全部是裂缝孔隙裂缝型。,2.0 碳酸盐岩的储集性与砂岩的比较,22,（5）砂岩的孔隙度和渗透率具有明显的相关关系，但碳酸盐岩一般不能建立关系式。（6）碳酸盐岩的孔隙成因是一个比较复杂的问题，由于地下水活动可以引起溶蚀及白云岩化作用，而构造作用又可形成一系列裂缝。地下水的活动可使孔隙增加或减少，裂缝可使储集条件发生变化。（7）碳酸盐岩的孔隙发育情况和程度与沉积相有重要关系。这与碎屑岩有一致之处。,2.0 碳酸盐岩的储集性与砂岩的比较,23,2.0 碳酸盐岩的储集性与砂岩的比较,24,原生鲕间孔，青海台南气田，第四系,碳酸盐岩储层孔洞类型,25,原生鲕间孔，青海台南气田，第四系,碳酸盐岩储层孔洞类型,26,原生鲕间孔，青海台南气田，第四系,碳酸盐岩储层孔洞类型,27,粒间粒内溶孔：鲕粒、腹足类生物堆积成骨架岩下第三系沙河街组，河北省西2井潜山西14井,碳酸盐岩储层孔洞类型,28,粒间粒内溶孔：鲕粒、腹足类生物堆积成骨架岩下第三系沙河街组，河北省西2井潜山西14井,碳酸盐岩储层孔洞类型,29,腹足瓣鳃类灰岩，腹足体壁和粒屑内被溶蚀，胶结物未溶，下第三系沙河街组，河北黄骅官954井,碳酸盐岩储层孔洞类型,30,有孔虫壳壁孔，长兴组，板东4井,碳酸盐岩储层孔洞类型,31,介形虫，腹足类壳壁孔，其壁壳内多被溶蚀成空壳，下第三系沙河街组，大港油田官965井,碳酸盐岩储层孔洞类型,32,腹足内体腔孔：螺化石体腔内和壳壁中均有强烈的溶蚀作用，但是粒间无溶蚀,碳酸盐岩储层孔洞类型,33,生物屑粒内孔，岩石中含有大量瓣鳃碎屑、介形虫碎片以及腹足类螺环,碳酸盐岩储层孔洞类型,34,亮晶生屑、砂屑灰岩中的砂屑粒内孔,碳酸盐岩储层孔洞类型,35,砂砾屑粒内孔,碳酸盐岩储层孔洞类型,36,网状溶缝：干化角砾云岩，孔逢相连，粗大溶孔、狭小溶缝均发育,碳酸盐岩储层孔洞类型,37,缝中溶缝：层纹云岩，网状溶缝，白云岩中的干裂纹被方解石充填，方解石再经溶解作用，使干裂缝中产生溶缝,碳酸盐岩储层孔洞类型,38,晶间溶孔：残余藻团粒云岩，原始结构为藻团粒结构，经重结晶作用，形成局部粗、巨晶晶粒，溶孔发育，孔壁呈多边形。,碳酸盐岩储层孔洞类型,39,40,基质溶孔,碳酸盐岩储层孔洞类型,41,重结晶晶间溶孔,碳酸盐岩储层孔洞类型,42,粒模孔：岩石由多种生物碎屑组成，有珊瑚、有孔虫、棘皮类等。,碳酸盐岩储层孔洞类型,43,生屑铸模孔，残余生物云岩，弯弓状的粗大碗足类壳体被溶蚀成为空壳，空内有沥青充填，晶间也有溶孔,碳酸盐岩储层孔洞类型,44,鲕模孔，鲕粒均被淡水淋滤溶蚀成空心状（+）,碳酸盐岩储层孔洞类型,45,珊瑚骨架孔：生屑灰岩 含有大量珊瑚碎屑，其骨架间和体腔内具有大量孔隙。（-）,碳酸盐岩储层孔洞类型,46,管藻藻架孔：介形虫、枝管藻云岩，骨架由中国枝管藻组成，形成礁岩。,碳酸盐岩储层孔洞类型,47,海绵体腔孔,碳酸盐岩储层孔洞类型,48,珊瑚体腔孔,碳酸盐岩储层孔洞类型,49,软舌螺体腔孔,碳酸盐岩储层孔洞类型,50,孔缝连通：亮晶有孔虫砂屑云岩，绝大多数溶蚀发生在粒间。裂缝连通了粒间溶孔和个别粒内溶孔,碳酸盐岩储层孔洞类型,51,串珠状构造逢,碳酸盐岩储层孔洞类型,52,网状构造逢,碳酸盐岩储层孔洞类型,53,核形石层网状裂缝：核形石白云岩 核形石被层层皮壳状白云石包饶。受动力作用，沿皮壳层破裂,碳酸盐岩储层孔洞类型,54,构造缝和藻间缝成网,碳酸盐岩储层孔洞类型,55,56,57,网状构造缝,碳酸盐岩储层孔洞类型,58,构造缝、砾间溶孔,碳酸盐岩储层孔洞类型,59,结核溶模孔。底部为渗流粉砂；向上为细粉晶白云石半充填；顶部与裂碎缝连接并被渗流粉砂充填满。上方及右上角岩石内有埋藏溶解作用形成次生孔隙。单偏光 20 铸体片,60,硬石膏结核溶模孔底部有渗流粉砂，向上被含晶间孔的细粉晶白云石半充填，上部又被方解石不均匀交代充填。单偏光 50 铸体片,61,粗粉晶白云岩。左下角可见小的晶间孔，中部为埋藏溶解溶洞，环洞壁有细晶自形白云石沉淀。单偏光 20 铸体片,62,细晶白云岩。半自形糖粒状（镶嵌）结构，三角形和多边形晶间孔发育，见一条沿晶间斜倾方向的微裂隙。单偏光 20 铸体片,63,含硬石膏结核的藻球粒白云岩。结核溶模孔被渗流粉砂-细粉晶白云石-石英半充填。单偏光 50 铸体片,64,生物潜穴内有自形的粗细粉晶白云石充填，晶间孔发育。基岩为细粉晶白云岩。单偏光 20 铸体片,65,岩溶溶洞充填渗流粉砂白云岩。具微交错沙纹层理。单偏光 20,66,67,68,69,残余粒间孔中的自生伊利石,裂缝表面的自生伊利石，岩石表面致密,70,粒间孔中的自生高岭石,71,储层中的自生石英，岩石致密。,储层中的孔隙中自生的黄特矿，岩石致密。,72,储层中基块中的缩小粒间孔连通性差,73,岩石基块中存在一定量的溶孔，但是连通性差。,74,岩石基块致密，局部存在微裂缝,75,岩石中局部存在的微裂缝,76,方解石的解理缝也是油气渗流的重要通道,