碳酸盐储层储集层孔隙结构

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成因类型空间大小特征类亚类孔粒间2mm粒间孔，粒间残留孔，粒间溶蚀孔粒内各种颗粒内被溶蚀成孔砾间裂缝切割，岩石破碎形成角砾砾间溶孔晶间晶体、晶间残留孔或溶蚀孔铸模粒模各种颗粒被溶蚀无余，但保留其可辨外形晶模各种晶体被溶蚀无余，但保留其可辨外形生物模生物贝壳被溶无余，但保留其贝壳形态骨架原地群体生物生长时留下的孔隙体腔有机体腐烂，但生物体壁完整，留下壳体空腔溶孔无选择性溶蚀成孔4成因类型空间大小mm）特征类亚类洞溶蚀扩大孔隙大洞500微小孔隙，溶蚀成大洞裂缝微细裂缝强烈溶蚀坍塌溶蚀成洞盐类小洞2~500易溶盐类溶解坍塌物理或化学作用的破碎坍塌溶蚀成洞缝层间大缝1沉积作用形成，受沉积物及环境控制古风化物理风化作用的破碎，天水淋滤的破坏溶沟小缝0.01~1无方向性，缝壁不平整构造应力控制，组系分明，平整延伸，切割力强51.0碳酸盐岩储层孔隙类型－－国外分类方案61.1.1．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51．7%。1.1.1．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0.25—0.5毫米M细0.125—0.25毫米F很细0.0625—0.125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。1.1.1．原生孔隙91.1.2.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1．5—2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121.1.3．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。1.1.4．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。1.1.5．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（0.01—0.1毫米）C．肉眼可见，但小于刀刻痕大小（0.1—1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161.2孔隙喉道及孔隙结构类型－喉道类型171.2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0．1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232.0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3940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