1、储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述徐守余徐守余中国石油中国石油大学大学(华东华东)2023年年8月月储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述基本内容基本内容1、储集层孔隙性、储集层孔隙性2、储集层渗透性、储集层渗透性3、流体饱满程度、流体饱满程度4、储层岩石类型、储层岩石类型5、储集空间、储集空间6、储层物性及影响因素、储层物性及影响因素储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述1、储集层孔隙性、储集层孔隙性因储集层中具有大大小小的孔隙而使得储集层因储集层中具有大大小小的孔隙而使得储集层具备储存流体的能力，称为储集层的孔隙性。具备储存流体的能力，称为
2、储集层的孔隙性。储集层孔隙性是储集层的基本属性。是储集层储集层孔隙性是储集层的基本属性。是储集层的必要条件的必要条件。储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述孔隙空间孔隙空间指储集岩中未被固体物质所充填的空间，是储集流指储集岩中未被固体物质所充填的空间，是储集流体的场所，也称为储集空间。体的场所，也称为储集空间。储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述孔隙空间的大小孔隙空间的大小据孔隙大小及其对流体的作用，将孔隙空间划分为：据孔隙大小及其对流体的作用，将孔隙空间划分为：超毛细管孔隙：超毛细管孔隙：孔隙直径大于孔隙直径大于0.5mm，或裂缝宽度大于，或裂缝宽度大于0.25mm。流体在重力作用下可
3、以自由流动，服从静水力学。流体在重力作用下可以自由流动，服从静水力学的一般规律。岩石中一些大的裂缝、溶洞及未胶结砂岩孔的一般规律。岩石中一些大的裂缝、溶洞及未胶结砂岩孔隙，大部分属此种类型。隙，大部分属此种类型。毛细管孔隙：毛细管孔隙：孔隙直径介于孔隙直径介于0.50.0002mm之间，或裂缝宽之间，或裂缝宽度介于度介于0.250.0001mm之间之间。只有当外力大于毛细管阻力只有当外力大于毛细管阻力时，流体才能在其中流动。岩石中的微裂缝和一般砂岩中时，流体才能在其中流动。岩石中的微裂缝和一般砂岩中的孔隙多属于这种类型。的孔隙多属于这种类型。微毛细管孔隙：微毛细管孔隙：孔隙直径小于孔隙直径小于
4、0.0002mm，裂缝宽度小于，裂缝宽度小于0.0001mm。流体不能在其中流动。粘土岩和致密页岩一般。流体不能在其中流动。粘土岩和致密页岩一般属此种孔隙。属此种孔隙。储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述孔隙度孔隙度指岩样孔隙空间体积与岩样体积之比。根据研究目的不同，指岩样孔隙空间体积与岩样体积之比。根据研究目的不同，孔隙度又可分为绝对孔隙度、有效孔隙度及流动孔隙度。孔隙度又可分为绝对孔隙度、有效孔隙度及流动孔隙度。绝对孔隙度：岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样总体绝对孔隙度：岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样总体积的比值。积的比值。有效孔隙度：有效孔隙度：指相互连通的，在一般压力条件下允
5、许流指相互连通的，在一般压力条件下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。体在其中流动的孔隙体积之和与岩石总体积的比值。流动孔隙度：指在一定压差下，流体可以在其中流动的孔流动孔隙度：指在一定压差下，流体可以在其中流动的孔隙体积与岩石总体积的比值。隙体积与岩石总体积的比值。储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述孔隙度研究孔隙度研究方法方法直接法即利用地层中的岩石样品在实验室中直接测直接法即利用地层中的岩石样品在实验室中直接测定而得，通常在实验中测定的岩石孔隙度是在地表定而得，通常在实验中测定的岩石孔隙度是在地表条件下进行的，其测量结果往往大于地层中原始状条件下进行的，其测量结果往往
6、大于地层中原始状态下的岩石孔隙度。态下的岩石孔隙度。间接法即利用各种地球物理参数，通过相应的公式间接法即利用各种地球物理参数，通过相应的公式计算地层中原始状态下的岩石孔隙度。可分为测井计算地层中原始状态下的岩石孔隙度。可分为测井法与地震法两类。法与地震法两类。在实际应用中，应将直接法和间接法相互验证，补在实际应用中，应将直接法和间接法相互验证，补充、取长补短。充、取长补短。储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述裂隙率裂隙率指岩石中裂隙体积与岩石总体积的比值。指岩石中裂隙体积与岩石总体积的比值。测定裂隙率的方法有几何公式法，曲率法，面积法测定裂隙率的方法有几何公式法，曲率法，面积法等各种方法，
7、其中面积法应用比较广，既可以适用等各种方法，其中面积法应用比较广，既可以适用于室内显微镜下的薄片鉴定统计，也可以适用于野于室内显微镜下的薄片鉴定统计，也可以适用于野外地质测量和井下岩心描述。面积法是根据裂缝的外地质测量和井下岩心描述。面积法是根据裂缝的长度、宽度应用数理统计的方法计算裂隙率。长度、宽度应用数理统计的方法计算裂隙率。储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述2、储集层渗透性、储集层渗透性渗透性是指在一定压差下，岩石允许流体通过渗透性是指在一定压差下，岩石允许流体通过的性能。的性能。严格地讲，自然界的一切岩石在足够严格地讲，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大的压力
8、差下都具有一定的渗透性。通常通常情况下所称的渗透性岩石与非渗透性岩石情况下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是指在地层压力条件下流体能否通过岩石。渗透性渗透性岩石与非渗透性岩石之间没有明显的界岩石与非渗透性岩石之间没有明显的界限，是一相对概念。限，是一相对概念。储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述从数量上度量岩石渗透性的参数叫岩石的渗从数量上度量岩石渗透性的参数叫岩石的渗透率，渗透率是一个具有方向性的向量，也透率，渗透率是一个具有方向性的向量，也就是说从不同方向测得岩石渗透率是不同的就是说从不同方向测得岩石渗透率是不同的。根据根据生产实践的需要，人们将渗透率
9、分为绝生产实践的需要，人们将渗透率分为绝对渗透率，有效渗透率和相对渗透率。对渗透率，有效渗透率和相对渗透率。渗透率渗透率储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述当岩石为某单一流体所饱和时，岩石与流当岩石为某单一流体所饱和时，岩石与流体之间不发生任何物理体之间不发生任何物理化学反应，在一化学反应，在一定压差作用下，流体呈水平线性稳定流动定压差作用下，流体呈水平线性稳定流动状态，所测得的岩石对流体的渗透能力称状态，所测得的岩石对流体的渗透能力称为该岩石的绝对渗透率。为该岩石的绝对渗透率。绝对渗透率绝对渗透率储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述单位时间内通过岩石截面积的液体流量与压力差单位时间内
10、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，与液体通过岩石的长度和截面积的大小成正比，与液体通过岩石的长度以及液体的粘度成反比。以及液体的粘度成反比。通常以干燥空气或氮气为流体，测定岩石的绝通常以干燥空气或氮气为流体，测定岩石的绝对渗透率。对渗透率。达西定律达西定律储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述直接测定法：利用储层岩样在实验室中用各种渗透直接测定法：利用储层岩样在实验室中用各种渗透率测定仪直接进行测定。一般先将岩样抽提、洗净、率测定仪直接进行测定。一般先将岩样抽提、洗净、烘干、预制成一定几何的形状，在一定的温度和压烘干、预制成一定几何的形状，在一定的温度和压力下，应用空气、
11、氮气或水渗透岩样来直接测定。力下，应用空气、氮气或水渗透岩样来直接测定。间接测定法：利用岩石渗透率与其它参数之间的关间接测定法：利用岩石渗透率与其它参数之间的关系，应用一些经验公式，间接地计算出渗透率值。系，应用一些经验公式，间接地计算出渗透率值。如常用地球物理测井资料、水动力学试井资料计算如常用地球物理测井资料、水动力学试井资料计算储层的渗透率值。储层的渗透率值。渗透率的测定方法渗透率的测定方法储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述又称相渗透率，是指岩石孔隙中存在两种或两种以上互不相又称相渗透率，是指岩石孔隙中存在两种或两种以上互不相溶流体共同渗流时，岩石对每一种流体的渗透能力的量度，溶流
12、体共同渗流时，岩石对每一种流体的渗透能力的量度，称之为该相流体的有效渗透率。称之为该相流体的有效渗透率。对多相稳定流，各相互不混溶，流体按各自的流网流动，互对多相稳定流，各相互不混溶，流体按各自的流网流动，互不干扰。故对每一种流体的有效渗透率仍可用达西公式表示：不干扰。故对每一种流体的有效渗透率仍可用达西公式表示：LP000AKqLPgggAKqLPAKq孔隙介质中两相流体渗流时，必然会相互影响其渗透能力，孔隙介质中两相流体渗流时，必然会相互影响其渗透能力，因此，有效渗透率总是小于绝对渗透率。有效渗透率与流因此，有效渗透率总是小于绝对渗透率。有效渗透率与流体在岩石中的饱和度密切相关，随着流体饱
13、和度的增加其体在岩石中的饱和度密切相关，随着流体饱和度的增加其有效渗透率也增大。有效渗透率也增大。有效渗透率有效渗透率储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述岩石孔隙为多相流体饱和时，岩石对各流体的相对渗透率指岩石孔隙为多相流体饱和时，岩石对各流体的相对渗透率指的是岩石对各种流体的有效渗透率与该岩石的绝对渗透率的的是岩石对各种流体的有效渗透率与该岩石的绝对渗透率的比值。油、气、水的相对渗透率可分别用下式表示：比值。油、气、水的相对渗透率可分别用下式表示：KKKOroKKKgrgKKKr相对渗透率与流体饱和度关系密切，随饱和度增加而增大。相对渗透率与流体饱和度关系密切，随饱和度增加而增大。相对渗
14、透率相对渗透率储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述大量资料表明，岩石的孔隙度与渗透率之间有一定的相关大量资料表明，岩石的孔隙度与渗透率之间有一定的相关关系，常规储层相关性较好，致密储层相关性较差关系，常规储层相关性较好，致密储层相关性较差。但两。但两者之间通常没有严格的函数关系。者之间通常没有严格的函数关系。岩石的渗透性除受孔隙度影响外，还受孔道截面大小、形岩石的渗透性除受孔隙度影响外，还受孔道截面大小、形状、连通性以及流体性能等多方面因素的影响。状、连通性以及流体性能等多方面因素的影响。一般来说，有效孔隙度大，则绝对渗透率也高，在有效孔一般来说，有效孔隙度大，则绝对渗透率也高，在有效孔隙
15、度相同的条件下，孔隙直径小的岩石比直径大的岩石渗隙度相同的条件下，孔隙直径小的岩石比直径大的岩石渗透率低；孔隙形状复杂的岩石比孔隙形状简单的岩石渗透透率低；孔隙形状复杂的岩石比孔隙形状简单的岩石渗透率低。孔隙和喉道的不同配置关系，也可以使储层呈现不率低。孔隙和喉道的不同配置关系，也可以使储层呈现不同的性质。同的性质。渗透率与孔隙度的关系渗透率与孔隙度的关系储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述流体饱和度流体饱和度储集岩的孔隙空间中，通常为各种流体所占据，某种流、储集岩的孔隙空间中，通常为各种流体所占据，某种流、体占孔隙空间体积的百分数称之为该流体的饱和度。体占孔隙空间体积的百分数称之为该流体
16、的饱和度。100VroPoOVVVS100VrVVVSP100VrgggVVVSP油、气、水饱和度是油气田勘探和开发阶段一个很重要的参油、气、水饱和度是油气田勘探和开发阶段一个很重要的参数，但这一参数并非一个常数，特别是在开发阶段流体饱和数，但这一参数并非一个常数，特别是在开发阶段流体饱和度变化是相当大的。在勘探阶段所测的流体饱和度称之为原度变化是相当大的。在勘探阶段所测的流体饱和度称之为原始含油、含气、含水饱和度，是储量计算最重要的参数。在始含油、含气、含水饱和度，是储量计算最重要的参数。在开发阶段所测定的流体饱和度，称之为目前油、气、水饱和开发阶段所测定的流体饱和度，称之为目前油、气、水饱
17、和度，是开发方案调整的重要参数。度，是开发方案调整的重要参数。3、流体饱满程度、流体饱满程度储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述计算流体饱和度时，有意义的应当是储存于岩石计算流体饱和度时，有意义的应当是储存于岩石有效孔隙中的油、气饱和度。这一饱和度称之为有效孔隙中的油、气饱和度。这一饱和度称之为有效含油饱和度。有效含油饱和度。100VbeOeoVS有效含油饱和度有效含油饱和度储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述油田开发的过程中，随着原油的采出，注水开发的油田开发的过程中，随着原油的采出，注水开发的油田将从低含水期进入到中含水期或高含水期，油油田将从低含水期进入到中含水期或高含水期，油层
18、岩石的储集空间中，油、气、水饱和度的分布亦层岩石的储集空间中，油、气、水饱和度的分布亦将随之变化，即含油、含气饱和度逐渐降低、含水将随之变化，即含油、含气饱和度逐渐降低、含水饱度逐渐升高。此时测得的含油饱和度称为目前含饱度逐渐升高。此时测得的含油饱和度称为目前含油饱和度，也可称之为某时刻的剩余油饱和度，即油饱和度，也可称之为某时刻的剩余油饱和度，即剩余在油层中石油体积占油层孔隙体积的百分数。剩余在油层中石油体积占油层孔隙体积的百分数。剩余油饱和度剩余油饱和度储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述当油藏能量枯竭，不能够继续产出工业油流的时候，仍留当油藏能量枯竭，不能够继续产出工业油流的时候，仍
19、留在油层中的石油体积占油层孔隙体积的百分数，则称之为在油层中的石油体积占油层孔隙体积的百分数，则称之为残余油饱和度，又称为在目前工艺技术条件下，油层中不残余油饱和度，又称为在目前工艺技术条件下，油层中不可降低的含油饱和度。剩余油饱和度和残余油饱和度很难可降低的含油饱和度。剩余油饱和度和残余油饱和度很难严格区分。因残余油饱和度除与地质条件有关外，还与工严格区分。因残余油饱和度除与地质条件有关外，还与工艺技术条件密切相关，现今残留在油层中不能采出的石油，艺技术条件密切相关，现今残留在油层中不能采出的石油，在将来的先进工艺技术条件下，仍有一部分可采出，也就在将来的先进工艺技术条件下，仍有一部分可采出
20、，也就是说，今天的残余油饱和度可能是未来的剩余油饱和度。是说，今天的残余油饱和度可能是未来的剩余油饱和度。残余油饱和度残余油饱和度储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述储层的沉积学特征决定着储层的成因类型、成分、结储层的沉积学特征决定着储层的成因类型、成分、结构和宏观展布特点，这些特征不仅决定着储层形成时构和宏观展布特点，这些特征不仅决定着储层形成时储集空间及其分布，而且还影响着储集空间的演化。储集空间及其分布，而且还影响着储集空间的演化。碎屑岩储层的岩石类型碎屑岩储层的岩石类型碳酸盐岩储层的岩石类型碳酸盐岩储层的岩石类型特殊储层的岩石类型特殊储层的岩石类型4、储层岩石类型、储层岩石类型储层
21、地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述碎屑岩储层的岩石类型碎屑岩储层的岩石类型砂岩类：粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂岩砂岩类：粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂岩砾岩类：砾岩、砂砾岩砾岩类：砾岩、砂砾岩储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述碳酸盐岩储层的岩石类型碳酸盐岩储层的岩石类型灰岩、白云岩及其过渡类型灰岩、白云岩及其过渡类型灰岩、白云岩、泥岩及硅岩间的过渡类型灰岩、白云岩、泥岩及硅岩间的过渡类型储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述特殊储层的岩石类型特殊储层的岩石类型泥岩、页岩泥岩、页岩火山岩类火山岩类变质岩类变质岩类储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述5、储集空间、储集空间碎屑岩储集层的
22、储集空间以粒间孔为主碎屑岩储集层的储集空间以粒间孔为主碳酸盐岩储集层的储集空间有孔隙、裂缝、溶洞等碳酸盐岩储集层的储集空间有孔隙、裂缝、溶洞等储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述泥质岩储集层的储集空间为粒间孔和裂缝泥质岩储集层的储集空间为粒间孔和裂缝储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述火山岩储集层的储集空间为裂缝、收缩孔等火山岩储集层的储集空间为裂缝、收缩孔等储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述6、物性特征及影响因素、物性特征及影响因素储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述碎屑岩物性特征及碎屑岩物性特征及影响因素影响因素碎屑岩物性特征复杂，影响因素较多碎屑岩物性特征复杂，影响因素
23、较多1、碎屑岩储集层中常含碳酸盐岩、碎屑岩储集层中常含碳酸盐岩、硅质、硫酸盐、沸石和自硅质、硫酸盐、沸石和自生粘土矿物生粘土矿物等等胶结物胶结物，使储集层孔隙度和渗透率大大降低。使储集层孔隙度和渗透率大大降低。2 2、碎屑岩的碎屑成分主要是长石、石英和岩屑。由于长石和、碎屑岩的碎屑成分主要是长石、石英和岩屑。由于长石和岩屑易发生溶蚀作用，所以长石和岩屑含量高的砂岩次生孔岩屑易发生溶蚀作用，所以长石和岩屑含量高的砂岩次生孔隙往往比较发育。岩屑比较软，因此当岩屑含量高的砂岩埋隙往往比较发育。岩屑比较软，因此当岩屑含量高的砂岩埋藏到一定深度，由于岩屑易发生压实变形，使其孔隙度和渗藏到一定深度，由于岩
24、屑易发生压实变形，使其孔隙度和渗透率快速降低。透率快速降低。储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述3、通常粒度中值与砂岩的孔隙度，渗透率成正比关系。、通常粒度中值与砂岩的孔隙度，渗透率成正比关系。4 4、分选性与砂岩储层物性的关系密切。统计结果表明，砂、分选性与砂岩储层物性的关系密切。统计结果表明，砂岩储层的孔隙度、渗透率与分选系数成反比岩储层的孔隙度、渗透率与分选系数成反比。5 5、碎屑岩的沉积构造对储层的物性、含油性有明显的影响。、碎屑岩的沉积构造对储层的物性、含油性有明显的影响。在描述岩心过程中，常见饱含油的砂岩为具有平行层理的在描述岩心过程中，常见饱含油的砂岩为具有平行层理的砂岩，物
25、性好。而波状和斜波状层理的砂岩其含油性和物砂岩，物性好。而波状和斜波状层理的砂岩其含油性和物性都差。性都差。储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述碳酸盐岩碳酸盐岩储层的孔隙度和渗透率比砂岩相对要低。储层的孔隙度和渗透率比砂岩相对要低。但当有裂缝存在时，渗透率明显地增加。因此，试但当有裂缝存在时，渗透率明显地增加。因此，试井测试所测得的孔隙度和渗透率往往大大地超过实井测试所测得的孔隙度和渗透率往往大大地超过实验室测得的岩心样品的渗透率和孔隙度，某些储层验室测得的岩心样品的渗透率和孔隙度，某些储层其孔隙度高达其孔隙度高达30，渗透率高达，渗透率高达10104 4到到10105 510-3m2。碳酸盐岩储集层的物性特征碳酸盐岩储集层的物性特征储层地质学及油藏描述储层地质学及油藏描述特殊特殊类型储集层的物性特征差异较大，不同的岩类型储集层的物性特征差异较大，不同的岩石类型，其物性特征是不同的，必须区别对待。石类型，其物性特征是不同的，必须区别对待。如泥质岩类的储集空间以裂缝等为主，相应地物如泥质岩类的储集空间以裂缝等为主，相应地物性特征的变化较大。性特征的变化较大。又如火山岩类储集层的储集空间以裂缝、孔隙等又如火山岩类储集层的储集空间以裂缝、孔隙等为主，其物性特征也具有较大的差异。为主，其物性特征也具有较大的差异。特殊类型储集层的物性特征特殊类型储集层的物性特征
