储层地质学考卷与参考答案老师用

长江大学（东校区）地球科学学院2007—2008学年第二学期试卷课程名称：储层地质学姓名：学号：班级：成绩：一、名词解释（20分）1．储层地质学：2．沉积体系：3．成岩作用：4．孔隙结构：5．储层非均质性：6．储层敏感性：7．储层静态模型：二、简述扇三角洲的概念、亚相类型及扇三角洲前缘沉积特征（20分）三、试述主要成岩作用的类型、影响因素及其对储层物性的改造（20分）四、试绘图说明如何运用毛管压力曲线和相对渗透率曲线评价储层及确定油水分布(20分)五、试述油气藏评价阶段油气储层评价的内容和要求（20分）储层地质学试题参考答案与评分标准一、名词解释（20分）1．储层地质学：是以研究油气储层的成因、演化、分布、几何形态、岩性、物性、孔隙结构、非均质性及其对油气藏形成、开采的影响为主要内容的应用科学。（2分）2．沉积体系：是指在某一时间地层单元内，根据物源性质、搬运过程、沉积作用和发育演变几方面，把有内在联系的各个沉积相组成的一个连续体系，它能与相邻的体系区分开来。（3分）3．成岩作用：指沉积物沉积后直到变质作用和风化作用前所发生的各种（物理、化学、生物化学等）作用或变化。（3分）4．孔隙结构：指岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系。（3分）5．储层非均质性：油气储层由于在形成时受沉积环境、成岩作用及构造作用的影响，导致其在空间分布及内部各种属性上都存在极不均匀的变化，我们把这种变化称为储层的非均质性。（3分）6．储层敏感性：外来流体可造成储层中粘土矿物的膨胀、微粒迁移，或与储层流体不匹配而产生化学沉淀，它们往往堵塞了孔隙喉道，使储层渗透率降低，从而在不同程度上损害储层的生产能力，我们把储层的这种性质称为储层敏感性。（3分）7．储层静态模型：针对某一具体油田（或开发区）的一个（或一套）储层，将其储层特征在三维空间的变化和分布如实地加以描述而建立的地质模型，即为该油田该储层的静态模型。（3分）二、简述扇三角洲的概念、亚相类型及扇三角洲前缘沉积特征（20分）1．扇三角洲：由相邻高地进积到安静水体中的冲积扇。（2分）2．扇三角洲的亚相类型可分为扇三角洲平原、三角洲前缘和前扇三角洲。（3分）3．扇三角洲前缘沉积特征（15分）（1）水下分流河道在整个扇三角洲沉积中，水下分流河道占有相当重要的地位。其由含砾砂岩和砂岩构成，分选中等。垂向层序结构特征与陆上分流河道相似，但砂岩颜色变暗，以小型交错层理为主，在其顶部可受后期水流和波浪的改造，有时出现脉状层理及水平层理。概率图由悬浮、跳跃、滚动三个次总体组成。跳跃总体发育，分选中等，斜率为36º~60º。C-M图也反映了牵引流的特征，由PQ、QR、RS段组成。本相中化石较少，主要是浅水介形虫及淡水轮藻。自然电位曲线呈顶底突变的箱形及钟形。整个砂体呈长条状分布，横向剖面呈透镜状且很快尖灭。(2)水下分流河道间沉积位于水下分流河道的两侧，由互层的灰色、浅灰色细砂、粉砂及灰绿色泥岩组成。发育水平层理、波状层理、透镜状层理以及压扁层理、包卷层理。此相的重要特征是生物扰动程度较高，有较多的生物潜穴。同时，受波浪的改造作用较明显。概率图中跳跃总体常由两个斜率不同的次总体组成，见有鲕粒，主要是表鲕。在反韵律的单层中，由下而上分选变好，表鲕含量增加，螺类壳体化石较丰富。(3)河口砂坝位于水下分流河道的前方，并继续顺其方向向湖盆中央发展，与正常三角洲河口砂坝相比,扇三角洲河口砂坝的沉积范围和规模较小，但含砂量高。粒度以分选较好的粉砂-中砂为主，沉积粒序主要显示反韵律，由于受季节性影响，常伴有泥质夹层。沉积构造主要为小型交错层理、平行层理，偶见板状交错层理。在较细的粉砂质泥岩中，可见滑动作用或生物扰动所形成的变形层理及扰动构造。概率图特征反映了河流和湖泊水流的双重作用，跳跃总体由两个斜率不同的次总体构成。自然电位曲线反映了粒度反韵律特征，显示漏斗形、顶底渐变的箱形。河口砂坝整体呈底平顶凸或双凸的透镜状。(4)前缘席状砂位于河口砂坝的侧方或前方，紧临前三角洲。当波浪和沿岸流作用加强时，使得水下分流河道或河口砂坝受到改造并重新分布。沉积物经过反复淘洗、簸选，分选变好，在扇三角洲前缘地带形成分布广、厚度薄的席状砂体。其岩性较细，成熟度较高，显示反韵律的粒序，表现为砂泥间互层。其中可见波状层理、变形层理。概率图中的跳跃总体含量高达80%~90%，也是由两个斜率不同的跳跃次总体组成，分选好，滚动组分含量少。三、试述主要成岩作用的类型、影响因素及其对储层物性的改造（20分）1．压实和压溶作用（5分）压实作用是在上覆沉积物、水体静压力、构造变形应力的作用下，沉积物的水分被排出，软组分被挤入孔隙，孔隙空间减少，沉积物的总体积也减少并变得致密的一种成岩作用过程。压实作用的影响因素主要有：①埋藏深度（压力强度）和地温。一般埋深越大，压实越强烈，但在出现异常孔隙流体压力的部位（欠压实带）有例外。②碎屑矿物的组分。含柔性组分（长石、低级变质岩屑、泥岩屑等）多的易压实，石英则不易压实。③填隙物的性质及含量。一般胶结组分（方解石、硅质、硬石膏）多的抗压实性强，泥质杂基多易压实。④颗粒分选性和粒度。一般分选差的易压实，颗粒粒度大、表面光滑也易于移动压实，粉砂表面粗糙，不易转动压实。压实作用使储层孔隙度减小。总体上可损失10％～20％左右。固体的溶解度随压力增大而加大，如果颗粒的接触点上的压力大于孔隙空间中的静水压力，则颗粒周围液体薄膜（接触膜）内的颗粒组分的浓度将大于孔隙中液体的浓度，浓度差会引起组分扩散，产生压溶。所以压溶作用的强度取决于液体薄膜的厚度、扩散系数、孔隙流体的饱和程度和颗粒的粒度等因素。压溶作用使储层孔隙度减小。2．胶结作用（5分）胶结作用是指自生矿物在孔隙中沉淀，导致沉积物固结的作用。胶结作用充填孔隙，对储层起破坏作用，但早期的胶结作用可使储层的抗压实性增强，胶结组分在晚期的溶解可改善储层的储集性能。胶结作用可细分为：(1)硅质胶结作用：胶结物可以是非晶质的蛋白石，也可以是结晶的玉髓和石英，蛋白石一般只存在较年轻的地层中；其胶结类型大多为石英颗粒的次生加大方式，可分为若干个级别，最强的可形成镶嵌状较完整的石英自形晶体，自生加大的级别也是埋藏深度的标志。(2)碳酸盐胶结作用：碳酸盐胶结物的种类较多，常见的有方解石、白云石、铁方解石、铁白云石、文石、菱铁矿等，胶结物的结构类型也较多，晶体可大可小，形态可以是粒状、纤状、柱状等，集合体可以是粒状嵌晶、马牙状、栉壳状、等厚环边等。白云石常形成菱面体自形晶。碳酸盐胶结物的形成顺序无固定规律，一般不含铁的方解石、白云石较早，含铁者较晚；泥晶或微晶形成较早，粗大亮晶形成较晚；孔隙边缘具细粒、栉壳状等结构的形成较早，孔隙中间粗粒晶体形成较晚。(3)自生粘土矿物胶结及转化作用:常见和有意义的自生粘土矿物主要有高岭石、蒙皂石、伊利石、绿泥石、伊/蒙混层矿物和绿/蒙混层矿物等；自生粘土矿物一般均具有较好的结晶集合体形态，如高岭石常为书页状、蠕虫状，绿泥石为玫瑰花状，蒙脱石为蜂窝状，伊利石为叶片状、丝缕状等；它们多附着在颗粒表面，向孔隙内生长，具有一定的产状，如衬垫状、孔隙充填状、搭桥状、交代假象状等。影响胶结作用发育的主要因素有：①砂岩的物质成分：很多自生矿物是砂岩本身的组分在溶解－沉淀过程中的产物，或砂岩组分与孔隙水相互反应的产物，如石英砂岩中的硅质胶结、含碳酸盐屑砂岩中的钙质胶结、长石砂岩中的沸石胶结等。②砂岩的粒度、分选性、杂基的含量：若砂岩分选好、粒度大、杂基少，原生孔隙易保存，有利孔隙水流动，可以促使自生矿物沉淀胶结；杂砂岩则易于被压实，不利于自生矿物沉淀。③孔隙水的流动状态：只有孔隙水不断的流动更新，才可保证充分的胶结组分供应。④烃类物质进入孔隙可阻止自生矿物的沉淀生长。3．溶解作用（5分）广义的溶解作用可包括一致溶解和不一致溶解（即溶蚀作用）两种，前者指固相均匀溶解，未溶部分成分与原矿物成分是一致的；后者指溶解过程中具有选择性，残留部分的成分与原矿物成分有所改变。溶解溶蚀的对象很多，可包括各种颗粒组分和填隙物。溶解的结果可形成次生孔隙，改善储层的储集物性。溶解作用发育的影响因素主要有：①水介质的稀释或不同离子比的变化。②有机质热演化过程和生物化学作用的程度。③粘土矿物转化程度及转化过程中释放H+的程度。④温度和压力的变化影响矿物的溶解度。其它作用，如重结晶作用、破裂作用等也要简述。（5分）四、试绘图说明如何运用毛管压力曲线和相对渗透率曲线评价储层及确定油水分布(20分)1．评价储层（10分）毛管压力曲线包含了岩石孔隙喉道分布的规律．从而可以用来评价岩石的储集性质。毛管压力曲线形态主要受孔隙喉道的分选性和喉道大小所控制。所谓分选性指的是喉道大小的分散程度。喉道大小的分布越集中，则分选越好，毛管压力曲线中间的平缓段越长，越接近与横坐标袖平行。孔隙喉道大小及集中程度主要影响着曲线的歪度。歪度又叫偏斜度，是毛管压力曲线形态偏于粗喉道或细喉道的量度，用来表示喉道的粗细集中分布程度。喉道越大，大喉道越多，则曲线超向坐标的左下方凸出，称为粗歪度。相反，喉道越小，越凸向有上方，称为细歪度。歪度越粗，岩石储棠性越好。图1是六种理想化了的典型毛管压力曲线。1图毛管压力曲线的平缓段很长，几乎与横坐标轴平行，说明喉道分布十分集中，分选性很好；2图毛管压力曲线是一条斜线，说明喉道根本没有分选,3图毛管压力曲线的平缓段长且接近坐标横轴，说明喉道粗大旦分布集中，岩石具有很好的储集性能；4图虽然分选很好，但喉道细小，储策性较差，5图分选差，喉道偏细；6图分选差，喉迟偏粗。总而言之，根据毛管压力曲线的形态可以大体上估计岩石储集性能的好坏。2．确定油水分布（10分）如果油藏是均质的，整个油藏具有相同的孔喉分布，此时可以利用毛管压力资料和相对渗透率曲线研究整个油藏的油水分布状况。在毛管压力曲线上，一定压力下的非润湿相饱和度相当于油藏一定油柱高度上的含油饱和度。如果毛管压力曲线的纵坐标用油柱高度表示，就可以用该曲线确定出油藏任意高度上的含油饱和度，从而得到整个油藏的油水分布。图2是毛管压力曲线与理想油层油水分布对比图。毛管压力曲线的纵坐标同时用毛管压力和自由水平面以上高度表示。整个毛管压力曲线显示出随高度增加含水饱和度逐渐降低的趋势，并一直到束缚水饱和度时为止。将毛管压力曲线和相对渗透车曲线叠置起来研究，可以在图上确定出实际油水过渡带的位置和厚度。其方法是，在相对渗透率曲线上找出油和水的相对渗透率等于零所对应的两个含水饱和度值(分别为20％和75％，见图2有上方相对渗透率曲线)，然后在毛管压力曲线上找出与该饱和度所对应的两高度(按箭头所指方向引两条虚线)，即为实际油水过渡带的顶部和底部位置。实际油水过渡带以上只产油，以下只产水，过渡带内油水同产。实际油水过渡带厚度与岩石的孔隙结构有关。岩石的孔隙喉道越细，物性越差，过渡带越厚。如果实验确定的油藏过渡带厚度大于油藏高度，这种油藏不能生产纯油。实际油藏是非均质的，少量样品很难代表整个油层，只凭个别样品的毛管压力资料确定油藏油水分布会产生误差。因而在此以前，必须首先根据较多样品获取有代表性的毛管压力资料和相渗透率曲线。五、试述油气藏评价阶段油气储层评价的内容和要求（20分）进入勘探后期，储层评价主要针对油气田范围，在基本搞清不同岩类储集体的前提下，进一步开展单层和多层含油气层系的微观孔隙结构、粘土基质、储层非均质性和敏感性等项研究，开展勘探后期储层综合评价。1)储层储集性能研究（4分）(1)储层孔、渗性研究：系统观察描述和定量统计岩心、岩屑的孔、缝宏观特征，判断孔洞缝发育的有效性；储层物性精细测定；用测井资料系统求取孔隙度、渗透率；用压力恢复曲线类型确定储集类型，计算有效渗透率；用地质统计法确定孔隙度和渗透率的关系，计算储层非均质性；用录井资料、钻具放空长度、钻井液漏失数量和速度判断缝洞的发育情况。(2)储层孔隙结构研究：用扫描电镜确定微孔隙类型、面孔率、微孔隙连通情况、孔隙喉道及孔隙配位数；用压汞资料进一步确定岩石孔隙结构、孔隙分布的峰态、峰位