第一节 储集层
渗透率的单位： m2
以往的文献中常以达西（D）或毫达西（md）为单位。
三者的关系为：
1 D ＝ 0.986923 m2 1 m2 1 D ＝ 1000 md 1md 110-3 m2
第一节 储集层
储集层渗透率分级
(据Калинко,1983; 转引自陈荣书，1993)
级 别
渗透率 （10-3μm2）
评价 油 层 气 层
1 2 3 4 5 6 7
>1000 1000-500 500-100 100-10 10-1 1-0.1 <0.1
极好 好 中等 较差 差-可能 不渗透
常规储层
低渗透储层
致密储层
渗透率的测定
N2/He
P1
P2
Q
g*P2*Q*L K ＝2 (P12-p22)*S
第一节 储集层
孔隙度的实验室测定
• 气体测定法
抽 提 烘 干
( Vt) 量取总体积
V1
P1 P2
V2
N2
根据玻-玛定律,有: P1V1 = P2 V1+(V2- Vm) 则岩样的孔隙度为: = ( Vt – Vm)/Vt
第一节 储集层
二、渗透率 (permeability)
1、绝对渗透率（absolute permeability)
在腐蚀－扩边循环 中，大的孔隙元分 裂成小孔隙元，同 时提供了二维喉道 大小的信息
X-射线层析造影法
Ocala Limestone Formation, Palm Beach, South Florida
第二节 碎屑岩储集层
• 岩石类型: 砾岩、砂砾岩、砂岩、粉砂岩。 以中、细砂岩和粉砂岩储层最常见。 • 最重要的两类储集层类型之一：
第三章
第一节 储集层
储集层和盖层
储集பைடு நூலகம்: 能够储存和渗滤油气的岩层 • 两个基本特征:
孔隙性- 具有能够储存油气的孔隙空间的性质
渗透性- 在有压差存在的条件下,岩石本身容
许流体通过的性能
• 度量参数:
孔隙性 渗透性 孔隙度 渗透率
第一节 储集层
• 孔隙的成因类型:
原生孔隙：岩石中至今保存下来的、在沉积期形成或业已存在的孔隙。
缝合接触
胶结物
线接触
填集密度
对沉积物颗粒占据岩石体积 程度的度量
基质 (粘土等)
凹凸接触
本例: 填集近度= 40%
填集密度= 0.8
(据 Blatt, 1982,修改)
第二节 碎屑岩储集层
2、化学压实作用 发生在颗粒接触点上,即应力集中点上明显的溶解作用。 • 造成颗粒镶嵌接触或缝合接触,使粒间孔变小 • 溶解物质的再沉淀, 进一步使 Ø、K 降低
• 受沉积期水动力条件的控制：水动力较强时，基质不易沉淀 下来，岩石中基质含量少。
• 孔隙充填物；基质内的微粒间孔也很小
第二节 碎屑岩储集层
基质含量与砂岩物性的关系
（据朱国华，1980，简化）
基质（水云母）含量 0－2 3－4 5－6 7－8 9－11
％
孔隙度 % 15.8 15.4 13.9 13.3 11.5
碎屑颗粒的构成：石英、长石、云母、重矿物、岩屑 （ 石英＋长石 >95% )
• 耐风化性: 石英 > 长石
• 亲水/亲油性: 长石 > 石英
故一般石英砂岩的储集物性比长石砂岩好
第二节 碎屑岩储集层
2）碎屑颗粒的粒度和分选 • 二者常密切联系：都取决于沉积介质的能量条件和搬运距离 －随着搬运距离加长，粒度变细、分选变好 －沉积介质的强烈扰动有助于提高分选性
压溶造成的硅质胶结
石英增生
压溶接触
孔隙空间缩小
第二节 碎屑岩储集层
3、胶结作用
• 胶结物的含量是影响储集物性重要因素
胶结物含量 5－13 ％ 孔隙度 20－10 ％ 渗透率 md
式中 为表面张力 为润湿角 Pc 为注入压力
2 cos 0.75 Pc＝ Rc Rc
Rc 为毛细管半径
2 cos Pc＝ Rc
(指向非润湿相)
压力表
高压管线
真空计 真空泵
样品室 （剖视） 测微手轮
观察孔
水银室
测量螺杆
C、毛管压力曲线孔隙结构参数 1）曲线定性分析—判断储层好坏 歪度：曲线平台段位置的高低 低：粗歪度—主要孔喉大－储层好 分选：平台段的斜率大小。斜率小则孔喉分选好—孔喉 大小较均匀
砂岩次生孔隙的基本成因类型
第二节 碎屑岩储集层
（二）储集物性的影响因素
砂岩储集性能
物
源
沉积环境
沉积后作用
碎屑颗粒成分
结
构
第二节 碎屑岩储集层
1、物源及沉积环境
受物源和沉积环境控制的因素主要包括：碎屑颗粒的矿物成分、碎
屑颗粒的粒度与分选、碎屑颗粒的排列方式与圆球度、基质含量
1）碎屑颗粒的矿物成分
“煤”
10亿
( 据 D. Bellveau, 1993 )
孔隙结构的主要变量
（据Wardlaw，1990）
（a）孔隙形状 （c）不相关的孔－喉结构
（b）孔－喉连通性 （d）相关的孔－喉结构
（e）空间无序的孔隙结构
（f）空间有序的孔隙结构
第一节 储集层
2、孔隙结构的研究方法
（1）压汞法（mercury porosimetry） A、原理：模拟地层条件下，油气的运移--是非润湿相流体 （油气）不断排驱储层孔洞缝中的润湿相流体（水）的过程。 B、测量方法：在实验室中，把非润湿相的汞（水银）应用提 高压力的方法把汞注入岩样中，排驱岩样中的汞蒸气，测定 压汞过程的各种数据，根据公式：
Smax －SR We＝ 100% Smax
e.束缚水饱和度（Swi）
毛细管压力曲线图(据罗蛰潭等，1986) I:注入曲线; W:退出曲线
(a)
(b)
(c)
孔分布曲线
第一节 储集层
（2）图像分析法（petrographic image analysis ，PIA） A、原理及方法
应用储层岩样的铸体薄片通过摄像装置，把图像送入计算机
100 – 2000
>2000
( 据 D. Bellveau, 1993 )
C
D 大孔
使1M3 岩石具有11％孔隙度的方法
孔隙数量 106 1012 1018 1024 1027 孔隙直径 6 mm 60 m 0.6 m 60 Å 6 Å 表面积 (m2) 100 10000
“正常情况”
1百万 1亿
（图像分析仪）进行计算和分析。
B、参数：总孔个数，总孔面积，每个孔的六个参数（面积，
周长，长轴，短轴，长短轴比，等效园面积），计算面孔率， 作出孔分布直方图。
PT1 PT4
储层图像分析 得到的二值图 • 孔隙类型 • 各类孔隙比例
PT2
• 面孔率
PT5
PT3
250
通过腐蚀－扩边循 环，得到二维孔隙 大小与孔隙形状的 信息
SubSubWellRounded Rounded Angular Rounded
圆
度
第二节 碎屑岩储集层
3）碎屑颗粒的排列方式和圆球度 (续) • 圆球度与搬运距离及沉积介质的能量条件密切相关
• 排列方式与沉积介质的能量条件及成岩前的埋藏深度有关
排列疏松、圆球度高者储集物性好
4）基质的含量 基质：随碎屑颗粒同时沉积的粘土级（d<3.9)颗粒
• 饱和煤油法
抽 提 烘 干
( W a) 称 重
( Vt) 量取总体积
饱 和 煤 油 在煤油中称重 ( Wk)
根据阿基米德原理,有: Vm* d k= Wa – Wk 即 Vm = ( Wa – Wk )/ dk
( Vm为岩样的颗粒骨架体积, Vm* dk 为岩样在煤油中所受到的浮力)
则岩样的孔隙度为: = ( Vt – Vm)/Vt
Vcp e＝ 100％ Vr
• 常简称为“孔隙度” • 储量计算的重要参数
• 储集层大多在10－20％
第一节 储集层
按孔隙度对储集层的评价
孔隙度 (100％) 评价 20 - 25 极好 15 - 20 好 10 - 15 中等 5 - 10 差 0 - 5 无价值
第一节 储集层
孔隙度的实验室测定
第一节 储集层
1、孔隙结构的主要变量
• 孔隙和喉道的大小 储层孔隙大小：一般10s －100s 喉道大小：常为 1 － 10 • 孔隙的形状 • 孔－喉连通性
• 孔隙和喉道的配置关系
孔隙大小分类
孔隙大小 （ m） < 20 20 – 100 Archie A B Lucia 小孔 中孔
粒度中值一定时，分选系数和渗透率的关系 图中1毫达西=987×10-6μ m2 (据D.C.Beard & P.K.Weyl,1973)
人工混合沙的孔隙度
人工混合沙的渗透率(达西)
第二节 碎屑岩储集层
3）碎屑颗粒的排列方式和圆球度
孔隙度 = 48%
孔隙度= 26 %
砂岩颗粒的圆度与球度
高
低 Very Angular Angular
相渗透率与绝对渗透率之比值。
Kor ＝Ko/K Kg r ＝Kg/K Kw r ＝Kw/K
相对渗透率曲线
第一节 储集层
三、储集层的孔隙结构 (pore structure)
储集层的孔隙系统是由相对较大的孔隙（pore）和位于孔隙之 间的狭窄喉道（pore throat）彼此连接而成。
孔隙结构：指储集层的孔隙和 喉道的几何形状、大小、分布 及相互连通配置关系。
渗透率 md 5.05 3.88 1.22 0.70 0.34