石油天然氣地質(zhì)與勘探任課人：逄雯山東勝利職業(yè)學院第三章儲集層和蓋層第一節(jié)儲集層的巖石物性參數(shù)第二節(jié)碎屑巖儲集層第三節(jié)碳酸鹽巖儲集層第四節(jié)特殊巖類儲集層第五節(jié)

蓋層的類型及其封蓋機制

世界上絕大多數(shù)油氣藏的儲集層是沉積巖層，其中又以砂巖和碳酸鹽巖最為重要，少數(shù)油氣藏的儲集層為火山巖、裂縫性泥巖和變質(zhì)巖。按組成儲集層的巖石類型可將其分為三大類：

1、碎屑巖儲集層

2、碳酸鹽巖儲集層

3、其它巖類儲集層第三章儲集層和蓋層第三節(jié)碳酸鹽巖儲集層一、儲集空間類型二、碳酸鹽巖儲集物性的影響因素三、碳酸鹽巖儲層類型

碳酸鹽巖油氣儲層在世界油氣分布中占有重要地位，油氣儲量約占全世界油氣總儲量的40％，油氣產(chǎn)量達全世界油氣總產(chǎn)量的60％以上。碳酸鹽巖儲集層構成的油氣田常常儲量大、單井產(chǎn)量高，容易形成大型油氣田，世界上共有九口日產(chǎn)量曾達萬噸以上的高產(chǎn)井，其中八口屬碳酸鹽巖儲集層。世界許多重要產(chǎn)油氣區(qū)的儲集層都是以碳酸鹽巖為主的。在我國，碳酸鹽巖儲集層分布也極為廣泛。

第三節(jié)碳酸鹽巖儲集層碳酸鹽巖的儲集空間，分為孔隙、溶孔（洞）、裂縫。與砂巖儲集層相比，碳酸鹽巖儲集層儲集空間類型多、次生變化大，具有更大的復雜性和多樣性。第三節(jié)碳酸鹽巖儲集層一、儲集空間類型孔隙、溶洞（孔徑＞5mm）——儲集空間

裂縫——滲濾通道主要的儲集空間主要的滲濾通道砂巖與碳酸鹽巖儲集空間比較（據(jù)Choquette和Pray，1970修改）

一、儲集空間類型（一）孔隙類型碳酸鹽巖儲集層主要是一些多孔的粒屑灰?guī)r、生物骨架灰?guī)r和白云巖等。其孔隙類型可分為：原生孔隙、次生孔隙和裂縫三類。特點：儲集空間類型多樣；儲集空間的大小、形狀及分布變化很大；儲集空間成因復雜。

碳酸鹽巖儲層孔隙類型表

孔隙類型1．受組構控制的原生孔隙

①粒間孔隙；

②遮蔽孔隙；

③粒內(nèi)孔隙；

④生物骨架孔隙；

⑤生物鉆孔（潛穴）孔隙；

⑥鳥眼孔隙；

⑦收縮孔隙；

⑧晶間孔隙。2．溶解作用形成的次生孔隙

①粒內(nèi)溶孔和印?？?；

②粒間溶孔；

③溶孔、溶洞、溶溝；

④角礫孔隙。3．裂隙

成巖裂縫：

構造裂縫：成組分布、具一定方向性，可分為張、壓、扭性。

粒間孔隙：是鮞?；?guī)r、生物碎屑灰?guī)r和內(nèi)碎屑灰?guī)r等顆粒石灰?guī)r常具有的孔隙，其特征與砂巖相似，孔隙度的大小與顆粒大小、分選程度、灰泥基質(zhì)含量和亮晶膠結物的含量有密切關系，世界上有相當多的碳酸鹽巖油氣儲集層是屬于這種粒間孔隙類型。

粒內(nèi)孔隙(生物體腔孔隙)：碳酸鹽顆粒內(nèi)部的孔隙，生物灰?guī)r常具有這種孔隙，故又稱為生物體腔孔隙，如腹足類介殼的體腔孔隙。個別鮞粒內(nèi)部也有這類孔隙。

生物鉆孔孔隙：由某些生物的鉆孔所形成的孔隙，較為少見，孔隙常被充填。1、原生孔隙——發(fā)育主要受沉積條件的控制粒間孔隙鮞粒間孔生屑間孔砂屑間孔生物體腔孔隙生物屑粒內(nèi)孔生物骨架孔隙：由原地生長的造礁生物（如群體珊瑚、層孔沖、海綿等）在生長時形成的堅固骨架，在骨架之間所留下的孔隙，孔隙形狀隨生物生長方式而異，在骨架之間構成疏松多孔的結構，如各種生物礁灰?guī)r，常具有高的孔隙度和滲透率。

鳥眼孔隙：是一種透鏡狀或不規(guī)則狀孔隙，常成群出現(xiàn)，平行于紋層或層面分布。鳥眼構造留下的孔隙，常比粒間孔隙直徑大，多發(fā)育在潮上或潮間帶，在成巖后期，由于氣泡、干縮或藻席溶解而成，是網(wǎng)格狀或窗孔狀孔隙的一種類型。1、原生孔隙——發(fā)育主要受沉積條件的控制生物骨架孔隙晶間孔隙：碳酸鹽巖礦物晶體之間的孔隙。晶間孔隙可以是沉積時期形成的，更多是在成巖后生階段由于重結晶作用、白云巖作用等形成的。1、原生孔隙——發(fā)育主要受沉積條件的控制晶間孔碳酸鹽巖孔隙類型示意圖黑色為孔隙原生孔隙分布

碳酸鹽巖原生孔隙發(fā)育程度與巖性關系密切，分布受沉積環(huán)境控制。平面分布上，多為粗結構的巖石；剖面分布上，多處于高能環(huán)境沉積層序中。1、原生孔隙——發(fā)育主要受沉積條件的控制2、次生孔隙：——溶孔包括溶蝕孔隙和溶洞、重結晶孔隙、白云巖化孔隙等，其中以溶蝕孔隙和溶洞最發(fā)育。溶蝕孔隙：碳酸鹽礦物或伴生的其它易溶礦物被地下水、地表水溶解后形成的孔隙，包括粒內(nèi)溶孔、鑄模孔隙、粒間溶孔、溶溝、溶洞。

溶洞是指溶解作用超出了原來顆粒的范圍，不再受原來組構的控制，形成一些大小不等、形狀不規(guī)則的洞穴。在溶孔或溶洞的內(nèi)壁上，常沉淀有晶簇狀的方解石或其它礦物的晶體，因此又稱為晶洞孔隙。

粒間溶蝕孔、粒內(nèi)溶蝕孔晶間溶孔鑄模孔孔縫聯(lián)通（１）構造裂縫：構造應力超過巖石彈性限度后破裂而成的裂縫，是最主要的裂縫類型。其特點是：邊緣平直、延伸較遠、具有一定的方向和組系。（２）成巖裂縫：由于上覆巖層壓力和本身失水收縮、干裂或重結晶等形成的裂縫。分布受層理限制，不穿層，多平行層面，縫面彎曲，形狀不規(guī)則。其特點是：一般受層理限制，平行層面，不切穿層，裂縫面彎曲，形狀不規(guī)則，有時有分枝現(xiàn)象。3、裂縫（３）壓溶裂縫：上覆地層靜壓力下，富CO2的地下水沿裂縫或層理流動時對成分不均的石灰?guī)r選擇性溶解而成，如縫合線。其特點是：其中常殘留許多泥質(zhì)、有機質(zhì)。（4）風化裂縫：指古風化殼由于受地表水淋濾和地下水淋濾溶蝕形成。其特點是：裂縫大小不均一，形態(tài)奇特。（5）溶蝕裂縫：受地下水淋濾溶蝕形成。其特點是：裂縫形態(tài)奇特，有陸源砂、泥或圍巖巖塊充填。3、裂縫4、碳酸鹽巖儲層的喉道類型管狀喉道孔隙縮小部分成為喉道片狀喉道碳酸鹽巖儲層喉道類型（1）管狀喉道：孔隙與孔隙之間由細而長的管子相連，其斷面接近圓形。（2）孔隙縮小部分成為喉道：孔隙與喉道無明顯界限，擴大部分為孔隙，縮小的狹窄部分即為喉道?？紫犊s小部分是由于孔隙內(nèi)晶體生長，或其他充填物等各種原因形成。喉道與孔隙相比較，其直徑（等效）相差不大。（3）片狀喉道：在白云石或方解石晶體之間的縫隙一般為片狀喉道。片狀喉道連通著多面體孔隙或四面體孔隙。片狀喉道一般很窄，只有幾微米到十幾微米，這是碳酸鹽巖中最常見的喉道類型。4、碳酸鹽巖儲層的喉道類型二、碳酸鹽巖儲集物性的影響因素1、孔隙（洞）發(fā)育的主要影響因素（1）原生孔隙——沉積條件（環(huán)境）發(fā)育與巖性有關。巖性受主要沉積環(huán)境控制，決定于沉積環(huán)境水動力的高低。

粒間孔隙發(fā)育在顆粒石灰?guī)r中，同砂巖相似，其孔滲性與顆粒大小，分選程度正相關，與基質(zhì)含量負相關；晶間孔隙大小與晶粒大小及均勻性關系密切；各種生物孔隙的大小與生物個體大小和排列狀況有關。1、孔隙（洞）發(fā)育的主要影響因素（2）次生孔隙——成巖后生作用

在碳酸鹽巖儲集層形成的整個過程中，沉積作用階段是短暫的，沉積物形成以后，它要經(jīng)過漫長的成巖階段。成巖作用及其成巖過程對碳酸鹽巖的儲集性能有著重要的影響。其中使孔滲性能降低的成巖作用主要有膠結作用、壓實作用、壓溶作用和充填作用。壓實作用對顆?；?guī)r、白云巖影響較小，而對泥灰?guī)r等細粒巖石的影響大。有利孔隙形成的成巖作用主要為白云石化作用和溶解作用，異常高壓同樣有利于原生孔隙的保存。1、孔隙（洞）發(fā)育的主要影響因素（2）次生孔隙——成巖后生作用①碳酸鹽巖溶蝕孔隙Ⅰ、富含CO2水中，碳酸鹽巖溶解度與Ca2+/Mg2+成正比。即石灰?guī)r比白云巖易溶解。而在富含SO42—水中則相反。Ⅱ、質(zhì)純者易溶解。

A.碳酸鹽巖溶解度：碳酸鹽巖出露于氣候溫暖的河谷近湖（海）岸、剝蝕區(qū)、多裂縫或斷層區(qū)時，更易被溶蝕。1、孔隙（洞）發(fā)育的主要影響因素B.地下水溶解能力：水中富含CO2、或溫度升高時，地下水的溶解能力增大。C.氣候、地貌、構造條件：①碳酸鹽巖溶蝕孔隙含有硫酸鈣的地下水進過白云巖發(fā)育地區(qū)時，將交代白云石，產(chǎn)生次生方解石，形成去白云石化的次生石灰?guī)r。其中方解石晶粒變粗，孔隙度增大，但分布比較局限，常呈樹枝狀或透鏡狀出現(xiàn)于白云巖中1、孔隙（洞）發(fā)育的主要影響因素A.重結晶作用：在成巖后生作用階段，溫度和壓力不斷增加，發(fā)生重結晶作用，結果晶體變粗，孔徑增大，使晶間孔隙變大，有利于形成溶蝕孔隙。B.去白云石化作用：②其它成巖作用－白云巖化、重結晶作用2、裂縫發(fā)育的影響因素①裂縫發(fā)育的巖性因素：——內(nèi)因：巖石的脆性脆性由大到小順序：白云巖或泥質(zhì)白云巖——石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r

——泥灰?guī)r——鹽巖——石膏

A、泥質(zhì)含量高者脆性小，硅質(zhì)含量高者脆性大；

B、質(zhì)純、粒粗者更易產(chǎn)生裂縫；

C、層厚者裂縫密度小但規(guī)模大，層薄者相反。受構造位置、作用力性質(zhì)、強弱、受力次數(shù)、變形環(huán)境、階段等影響。受力強、張力大、受力次數(shù)多的構造部位裂縫發(fā)育，相反則差。在常溫常壓的應力環(huán)境下裂縫發(fā)育，在高溫高壓環(huán)境下則發(fā)育較差。2、裂縫發(fā)育的影響因素②裂縫發(fā)育的構造因素（1）孔隙型儲層儲集空間以各類原生孔為主?？紫哆B通性好；裂縫不發(fā)育。潮下帶－開闊臺地、淺灘和生物礁相等。（2）裂縫型儲層裂縫既為主要的油氣儲集空間，又是油氣滲濾通道。三、碳酸鹽巖儲層類型按照儲集空間及其組合類型，可將碳