第三章 儲集層和蓋層
(Chapter3 reservoir bed and cap formation)
學時：6 學時
基本内容：
① 儲集層的物性參數及常規的研究方法。
② 碎屑岩儲集層的儲集空間類型及影響儲集特征的因素、分布特征。
③ 碳酸鹽岩儲集層的空間類型及影響儲集特征的因素、分布特征。
④ 蓋層的類型及封閉機理。
教學重點與難點：碎屑岩和碳酸鹽岩儲集層的儲集空間類型及影響儲集特征的因素。
教學内容提要：
第一節 儲集層的物性參數
儲集層：凡具有一定的連通孔隙，能使液體儲存，并在其中滲濾的岩層，稱為儲集層。儲集層中儲集了油氣稱含油氣層。投入開采後稱産層。
一、儲集層的孔隙性
絕對孔隙度：岩樣中所有孔隙空間體積之和與該岩樣總體積的比值。
Pt=Vp/Vt*100%
有效孔隙度：指彼此連通的，且在一般壓力條件下，可以允許液化在其中流動的超毛細管孔隙和毛細管孔隙體積之和與岩石總體積的比值。
Pe=Ve/Vt*100%
二、儲集層的滲透性
滲透性：指在一定的壓差下，岩石允許流體通過其連通孔隙的性質。
達西定律：
K：為岩石的滲透率，其大小與岩石本身的性質有關。
絕對滲透率：單相液體充滿岩石孔隙，液體不與岩石發生任何物理化學反應，測得的滲透率稱為絕對滲透率。
有效滲透率：儲集層中有多相流體共存時，岩石對每一單相流體的滲透率稱該相流體的有效滲透率。油氣水分别用Ko、Kg、Kw表示。
相對滲透率：對每一相流體局部飽和時的有效滲透率與全部飽和時的絕對滲透率之比值，稱為該相流體的相對滲透率。油氣水分别表示為Ko/K、Kg/K、Kw/K。
三、儲集層的孔隙結構
1. 概念
孔隙結構：指岩石所具有的孔隙和喉道的幾何形狀、大小、分布以及相互關系。
2. 研究方法
① 孔隙鑄體薄片法：把岩石切片，孔隙注入紅顔色的膠體，制成薄片，在鏡下觀察其孔隙及喉道的類型、形狀、大小等特征。
② 掃描電鏡：放大倍數增大。
③ 壓汞曲線法
四、流體飽和度
流體飽和度：油、氣、水在儲集岩孔隙中的含量分别占總孔隙體積的百分數稱為油、氣、水的飽和度。
第二節 碎屑岩儲集層
碎屑岩儲集層的岩類包括：礫岩，含礫砂岩，中、粗砂岩，細砂岩及粉砂岩，其中物性最好的是中—細砂岩和粗粉砂岩。
一、碎屑岩儲集層的孔隙類型
①粒間孔隙
②特大孔隙
③鑄模孔隙
④組分内孔隙
⑤裂縫
二、影響碎屑岩儲集層儲集性的因素 （本節重點）
1．沉積作用是影響砂岩儲層原生孔隙發育的因素
礦物成分：礦物的潤濕性強和抗風化能力弱，其物性差。
岩石結構：包括大小、分選、磨圓、排列方式。當分選系數一定時，粒度越大，有效空隙度和滲透率越大；粒度一定時，分選好，孔滲增高 立方體排列，孔隙度最大，滲透率最高。
雜基含量：含量高，多為雜基支撐，孔隙結構差；以泥質、鈣泥質膠結的岩石，物性好。
2．成岩後生作用是對砂岩儲層原生孔隙的改造及次生孔隙形成的因素
壓實作用結果使原生孔隙度降低；膠結作用使物性變差；溶解作用的結果，改善儲層物性。
三、碎屑岩儲集層的形成環境及分布（難點）
砂岩體：是指在一定的地質時期，某一沉積環境下形成的，具有一定形态、岩性和分布特征，并以砂質為主的沉積岩體。
碎屑岩儲集層多分布在陸相沉積環境，從剝蝕區開始的沖積扇環境到深湖中的濁積扇環境均有良好的儲集砂體。
1．沖積扇砂礫岩體：孔隙結構中等，各亞相帶的岩性特征有差别，因此其滲透性和儲油潛能也有變化。以扇中的辮狀河道砂礫岩體物性較好。
2．河流砂岩體：邊灘砂岩體中部儲油物性較好，向上、向兩側逐漸變差。河床砂礫岩體平面呈狹長不規則條帶狀，剖面上呈透鏡狀，頂平底凸，物性一般中部好，向頂、向兩側變差。
3．三角洲砂岩體：有三角洲平原的分流河道砂岩體，三角洲前緣的水下分流河道、河口砂壩、遠砂壩，前三角洲的席狀砂。以前緣帶的砂壩砂岩體和前三角洲的席狀砂岩體，分選好，粒度适中，為三角洲儲集層最發育的相帶。
4．湖泊砂岩體：集中于濱湖區和淺湖區，粒度适中，分選、磨圓好，膠結物多為泥質，淺湖區為泥質和鈣質混合，相對來講，淺湖區砂體物性優于濱湖區。
5．濱海砂岩體：有超覆和退覆砂岩體、濱海砂洲、走向谷砂岩體，濱海砂岩體，岩性以中、細砂為主，分選磨圓好，松散，物性好。
6．濁流砂岩體：由根部→前緣，由下部→上部，物性變好，前方和上部可構成良好的儲集層。
7．風成砂岩體：由成份純，圓度好，分選佳，膠結弱的砂粒組成，孔隙滲透性好，最有利的碎屑岩儲集體。
第三節 碳酸鹽岩儲集層
一、碳酸鹽岩儲集層的孔隙類型
1. 原生孔隙：⑴粒間孔隙，包括遮蔽孔隙；⑵粒内孔隙：①生物體腔孔隙，②鲕内孔隙；⑶生物骨架孔隙；⑷生物鑽孔孔隙；⑸鳥眼孔隙。
2. 次生孔隙：⑴晶間孔隙；⑵角礫孔隙；⑶溶蝕孔隙：①粒内溶孔或溶模孔，②粒間溶孔，③晶間溶孔，④岩溶溶孔洞；⑷裂縫：①構造裂縫，②非構造裂縫：成岩裂縫，風化裂縫，壓溶裂縫。
在實際工作中，常把裂縫性碳酸鹽岩儲層的孔隙空間系統分為：
裂縫孔隙系統：油氣滲流通道，是成為高産井的重要條件之一。
基塊孔隙系統：是油氣的主要儲集空間，也是獲得穩産的關鍵。
二、 碳酸鹽岩儲集層的類型
1. 孔隙型儲集層（包括孔隙—裂縫性）
2. 溶蝕型儲集層
3. 裂縫型儲集層
4. 複合型儲集層
三、影響碳酸鹽岩儲集層的因素及分布規律（本節重點）
1．影響孔隙型儲集層發育的因素及分布規律
影響因素：沉積特征（沉積環境），即其孔隙度、滲透率大小與粒度、分選、磨圓、雜基含量以及造礁生物發育程度。
分布規律：分布在高能環境或有利生物礁形成的環境，能形成好的粒間—晶間孔隙。
2．影響溶蝕型儲集層發育的因素及分布規律
影響因素：⑴碳酸鹽岩溶解度：與成分、結構有關。
⑵地下水的溶蝕能力：取決于地下水的PH值、CO2含量、SO42含量、溫度、壓力。
分布規律：⑴ 受岩性因素控制：主要分布在厚層、質純、粗結構的碳酸鹽岩層段，特别是白雲岩；⑵ 受地下水活動的控制：發育于富含CO2的地下水活動地帶，主要在古風化殼帶（古岩溶帶）；⑶ 受構造因素控制：在構造裂縫發育的部位，為溶蝕裂縫的主要分布區。
3．影響裂縫型儲集層發育的因素及分布規律
影響因素：⑴ 岩性控制因素；⑵ 構造的控制作用；⑶ 地下水的控制作用。
分布規律：在質純、脆性大，構造強烈的部位，以及地下水活躍的地區。
四、碳酸鹽岩與碎屑岩儲層的區别
1. 碳酸鹽岩儲集層儲集空間的大小、形狀變化很大，其原始孔隙度很大而最終孔隙度卻較低。因易産生次生變化所決定。
2. 碳酸鹽岩儲集層儲集空間的分布與岩石結構特征之間的關系變化很大。
以粒間孔等原生孔隙為主的碳酸鹽岩儲層其空間分布受岩石結構控制，而以次生孔隙為主的碳酸鹽岩儲層其儲集空間分布與岩石結構特征無關系或關系不密切。
3. 碳酸鹽岩儲集層儲集空間多樣，且後生作用複雜。
構成孔、洞、縫複合的孔隙空間系統。
4. 碳酸鹽岩儲集層孔隙度與滲透率無明顯關系。孔隙大小主要影響孔隙容積。
總之，碳酸鹽岩儲層的主要特點：儲集空間發育具不均一性或突變性，也稱各向異性。
第四節 其它岩類儲集層（簡介）
一、火山岩儲集層
二、結晶岩儲集層：
三、泥質岩儲集層
第五節 蓋層
一、蓋層的概念
蓋層：指在儲集層的上方，能夠阻止油氣向上逸散的岩層。
常見的蓋層： 石膏、鹽岩 占33%
泥岩、頁岩 占65%
緻密灰岩 占2%
二、蓋層的封閉機制
1. 蓋層較緻密：岩石孔徑小，滲透性差。
2. 無或少開啟裂縫：即使産生裂縫，由于其可朔性較好，也容易彌合成為閉合裂縫。
3. 蓋層具較高的排替壓力
排替壓力：是指某一岩樣中的潤濕相流體被非潤濕相流體開始排替所需的最低壓力。
4. 異常壓力帶阻止油氣向上逸散而成為蓋層
三、蓋層的研究方法
① 氣體吸附法：測定微孔隙結構特征。
② 壓汞法
③ 蓋層擴散系數的測定
④ 生儲蓋組合的研究
主要參考書或建議閱讀的書籍:
1、柳廣弟主編．石油地質學（第四版）——第二章．石油工業出版社．2009年3月．
2、張厚福主編．石油地質學（第三版）——第三章．石油工業出版社．1999年．
3、陳榮書主編．石油及天然氣地質學——第三章．中國地質大學出版社．1994年．
4、潘鐘祥主編．石油地質學——第四章．地質出版社．1986年．
5、馮增昭主編．沉積岩石學（下冊）——第二十章、二十三章、二十四章．1993．石油工業出版社．
6、裘亦楠，薛叔浩等編著．油氣儲層評價技術．1997．石油工業出版社．
