第五章 1节储层沉积相研究解析
第五章地下储层研究
第五章地下储层研究(Chapter5 reservoir description)学时：16 学时，讲授10学时，实验4学时，练习2学时基本内容：①储层研究的目的、意义、主要内容②储层格架（沉积相研究），包括沉积相研究依据、流程、岩心观察及微相分析、测相分析、平面相编制方法等③储层非均质性研究，包括非均质性概念、分类、表征方法和内容④储层裂缝研究，裂缝识别方法、表征内容⑤储层敏感性研究，敏感性性的概念、含义、水敏、速敏、酸敏、盐敏、碱敏、对开发影响、测量⑥储层评价，评价目的、意义、方法流程⑦储层地质模型，概念、分类、建模方法、建模流程教学重点：沉积相研究、储层非均质性研究。
教学目标：通过本章学习，把握储层研究的主要内容，掌握油气储层研究基本方法教学内容提要：第一节储层沉积相研究（本章重点）一、概述1 沉积相⑴概念地貌单元：沉积环境：沉积相：指沉积环境及在该环境下形成的沉积岩（物）特征的综合。
相模式：相模式是指对某一类或某一沉积相组合的全面概括。
目前较为典型的相模式有冲积扇、辫状河、曲流河、三角洲、扇三角洲、滨岸沉积、风暴沉积、近岸水下扇、湖底扇等。
⑵原理两个基本原理，Walther相序、沉积过程与沉积响应原理Walther相序：只有哪些没有间断的、现在能看到的相互相邻的相和相区，才能在垂向上叠加在一起。
2 沉积相研究的意义砂体分布储层物性储层非均质性3 地下沉积相研究的特点资料种类：区域地质资料、地震资料、录井资料、测井资料、露头资料、其它资料工作特点：（1）区域地质资料类型：研究报告、背景图件解决问题：构造背景、物源、大致相带、相类型（2）地震资料类型：地震剖面、地震数据体、地震地层解释结果解决问题：地层格架、沉积体系、储层分析、非均质性表征（3）录井资料类型：岩心、岩屑、岩心录井综合柱状图、岩屑录井综合图解决问题：沉积体系、沉积微相（4）测井资料类型：测井组合图、数字化测井数据文件解决问题：相类型、相分布（5）露头（现代沉积）（6）其它资料（分析化验）古生物、地球化学、水介质、粒度、分选二、沉积相研究的资料基础1 直接资料：岩心、岩屑录井、井壁录井、分析化验资料2 间接资料：测井资料、地震资料、动态资料三、沉积相研究的流程及关键技术（本节重点）1 研究流程2 关键技术⑴岩心观察及单井相分析技术①岩心观察观察内容：岩相、岩序、观察方法：岩性标志、古生物标志、地球化学标志观察流程：岩性标志、古生物标志、地球化学标志②单井相分析：岩心观察与描述、照相垂向相序列（沉积层序）分析适应的相模式对比其它资料验证单井相剖面相模式总结编制单井综合柱状图⑵测井相分析技术测井相：是指具有一定特征的曲线段或曲线组合，包括测井曲线的形态、顶底接触关系、包络线形态、齿化程度及组合特征等，反映特定的岩石组合、岩石序列和沉积环境。
油气田地下地质学-第五章储层特征研究2
要形成良好的裂缝系统，应具备以下条件：
1、有利的岩石类型
脆性岩石有利于裂缝发育，通常胶结致密的碳酸 盐岩较孔隙发育的砂岩的脆性强，泥质含量较高时不 易产生裂缝。较好的岩石主要有：
砂岩中粒度较小的细砂岩、粉砂岩 泥质含量较低的亮晶灰岩、白云岩。
2、有利的构造部位
12)大的陨石与地壳的碰撞可造成大量的裂缝，并在适当的条 件下形成油气聚集的场所。
2、裂缝形成的影响因素
裂缝的形成是由于受力的作用而使得岩石的结合面发生变化 而产生的，因此其影响因素归根结底包括三大类：
(1)构造应力
作用在岩石上的构造应力的性质、大小、方向和边界条件等 直接控制了裂缝的发育。 构造运动对裂缝储集层的形成、演化起着重要作用。不管区 域性构造运动方式是升降为主还是侧向挤压为主，都会控制 和影响裂缝的发育。
裂缝是油气储层特别是裂缝性储层的重要储集空间， 更是良好的渗流通道。世界上许多大型、特大型油气田 的储层即为裂缝性储层。作为一种特殊的孔隙类型，裂 缝的分布及其孔渗特征具有独特的复杂性。
裂缝性储集层：指天然存在的裂缝对储层内流体流动 具有重要影响或据预测具有重要影响的储集层。
与孔隙型储层相比，裂缝性储层最常见的特征： 孔隙度低、渗透率高，非均质强，开发难度大。
裂缝与岩心横切面夹角 0°～15° 15°～45° 45°～75° α＞75° α变化不定
⑶ 大小特征分类
⑷ 充填程度分类
按裂缝宽度划分为四类：
大裂缝 宽度＞3mm
中裂缝
1～3mm
小裂缝 0.1～1mm
微裂缝 ＜0.l mm
按裂缝空间被方解石、 白云石、沥青等的充填情 况来分：
张开缝 半充填缝 全充填缝
1-4储层沉积微相与构造特征
1--2储层沉积微相与构造特征
（3）沉积微相分析的基本方法
相分析一般首先解释产生相的沉积过程， 然后再解释发生这些过程的环境。这个方 法的实质是通过沉积过程的分析把相和环 境联系起来，沉积微相分析也应遵循这一 方法。具体步骤是:1--2储层沉积微相 Nhomakorabea构造特征
① 岩心和露头观察：通过观察综合分析储 集层的沉积特征
⑤剖面相分析：在单井剖面相分析的基础上，建 立各单井的剖面相之间的联系，通过对比确定沉 积相在剖面二维空间的展布特征，据此建立全区 沉积微相的剖面分布，绘制出剖面相分析图。
1--2储层沉积微相与构造特征
⑥平面相分析：通过绘制一系列剖面图和 平面图等基础图件，综合分析全区沉积相 类型和展布，并绘制出反映区域沉积相类 型及其展布的平面相分析图。
凹陷内的断层一般划分为四级：①一级断 层：断距可达数公里，延伸数十公里。② 二级断层：断距可达数百米，延伸10公里 以上。③三级断层：断距可达100米以上， 延伸数公里。④四级断层：断距20~50米， 延伸1~2公里。
1--2储层沉积微相与构造特征
（2）断层在油藏形成和开发中的作用
①在油藏形成中的作用：作为油气运移的 良好通道；作为圈闭形成和油气藏保存的 必要条件。
1--2储层沉积微相与构造特征
3、沉积微相的概念
所谓沉积微相：是指沉积亚相带内，具有 独特岩性、岩石结构、构造、厚度、韵律 性及一定平面分布规律的最小沉积组合。
1--2储层沉积微相与构造特征
因此，与区域性沉积相研究相比，沉积微 相分析的差异主要体现在“细”上。这个“细” 包括纵向划分沉积相的地层单元要细，即细分 到小层或单层。横向上对沉积环境要逐级划分 到微环境，并识别出微相。所谓“微环境”， 是指控制成因单元砂体-----具有独特储层性质 的最小一级砂体的环境。
石油地质学3. 储集层
页岩储层
蜂窝状小孔洞
页岩储层
第一节 储集层的物理性质
一、储集层概述
储集层是指具有一定连通孔隙，能够使流体存储，并在其中渗透的岩层。 从这一定义中可以看出，储集层并不一定储存油气。 储存了油气的储集层称之为含油气层，或含油层、含气层。 对业已开采的含油气层则称之为产油气层或生产层。 储集层的研究对于油田工作来说是首当其冲的。
第二节 碎屑岩储集层
碎屑岩储集层包括砂砾岩、砂岩、粉砂岩 以及未有胶结好的砂层，其中又尤以中细粒砂 岩和屑岩储集层的孔隙类型
碎屑岩储集层的孔隙类型以粒间孔隙为主，所谓粒间孔隙是指具有颗粒支 撑的碎屑岩在碎屑颗粒之间未被杂基充填、胶结物含量较少而留下的原始孔隙 。
二、储集层的特性
世界上绝大多数油气藏的储集层是沉积岩，只有少数油气藏的储集层是岩 浆岩和变质岩。
储集层具有孔隙性和渗透性两大基本特性。这两大特性是衡量储集层性能 好坏的基本参数。
1、储集层的孔隙性 储集层的孔隙是指岩石中未被固体物质充填的空间。 地壳中没有孔隙的岩石是不存在的，只是不同的岩石的孔隙大小、形状和 发育程度不同而已。
而把每一相流体局部饱和时的有效渗透率与全部饱和时的绝对渗透率之比值 ，称为相对渗透率。并分别以Ｋg／Ｋ、ＫＯ／Ｋ、Ｋw／Ｋ表示气、油、水的相对 渗透率。
实验表明：某一相流体的有效渗透率与其饱和度（某一相流体体积与 孔隙体积之比）成正相关的关系。
在水饱和度未达到20％时，水不渗透，只有油渗透；当油饱和度低于15%时, 只有水通过岩石，油不渗透。在两曲线交叉点,油、气相对渗透率相等。
Г.И.捷奥多 罗维奇按渗 透率大小将 储集层分为 五级：
自然界中，储集层的渗透非常复杂，储集层内常有两相甚至三相（油、气、 水）。岩石对其中每种相的渗透作用与单相渗透有很大区别，为此提出了有效渗 透率和相对渗透率的概念。
不同油藏描述阶段中的沉积相研究
不同油藏描述阶段中的沉积相研究摘要：对于目前我国油田的勘探开发，大部分已进入高含水期。
因此，有必要对油田地下构造进行重新考虑，并对储层进行详细描述。
从地层、构造、沉积相、储层等方面对储层进行了研究。
利用地质建模软件对储层进行了三维空间分析。
本文对储层描述中的沉积相部分进行了研究，主要论述了储层描述各个阶段的沉积相研究工作。
关键词：油藏描述；沉积相；河流相一、油藏描述的发展油藏描述是利用地质建模软件以三维空间的特征对地下油藏的地层、构造、沉积相、储层等方面的特征进行研究。
油藏描述的基础是石油地质学、构造地质学、沉积学、储层地质学，并综合应用层序地层学、测井地质学、渗流力学等方法，通过地质建模将地下油藏以三维空间的形式进行描述，定量地描述出油气藏的规模、形态、内部结构、储层参数等，研究油气在储层中的分布规律，为油田开发服务。
上世纪80年代中后期，我国开始了对油藏描述技术的攻关，并在我国油气田开发中与实际生产相结合，历经30多年的演变逐渐发展成为一项指导油田开发的关键性技术，主要包括层序地层对比、沉积相研究、储层地质研究、地质建模数值模拟等四个方面。
具体包括：储集体的地质研究、地层构造的分析、沉积相的研究、储层内部结构参数的计算、油田开发动态描述。
对油藏类型、储层内部结构、储层内流体的特征等进行分析，建立地下油藏的三维地质模型。
根据现有的开发状况进行实时分析，制定提高油田采收率的优化方案是油藏描述最终要达到的目的。
实际油田勘探开发过程中，由于我国陆相含油气盆地构造的复杂性，不同开发时期所掌握的地质资料不同，以及对于每一个开发阶段所要对油藏描述的精度、侧重点不一，进而将油藏描述划分为早期油藏描述、中期油藏描述、精细油藏描述三个阶段。
不同的开发阶段对于地下油藏的地层、构造、沉积相、储层等方面所要重点研究的内容、精度不一，继而对油藏进行描述的技术、方法也有所差异。
油藏描述技术发展至今已形成了适应不同开发阶段的油藏描述方法。
第5章-储层特征描述
（2）压实率
利用砂体原始孔隙体积与压实后的粒间体积计算压实率。 压实率反映了砂体压实后原始孔隙体积降低的百分比。
压实率=
原始孔隙体积 压实后粒间体积 原始孔隙体积
100%
式中，原始孔隙体积可通过岩石颗粒粒度和分选性，应用图版 估算，压实后粒间体积一般是通过薄片统计估算的。粒间体积 包括孔隙体积、胶结物体积和泥质杂基体积。在压实率计算中 ，最好在每个深度段选择不同岩性进行计算，并建立不同岩性 的深度—压实率剖面。
物性孔隙度 面孔率 物性孔隙度
100
%
成岩系数表征岩石成岩作用对储集性能的影响程
度，它与孔隙度和渗透率呈正相关。
三、成岩阶段与孔隙发育带
碎屑储层所处的成岩阶段反映了构造变动、流体性质 、埋藏深度等多种因素相互作用的结果，它决定着有机质 成熟度、岩石的内部组成、结构、储集性质及其它许多特 点。因此，成岩阶段的确定是预测油气储层、评价储集条 件的重要依据。
（3）填隙物特征：杂基含量，胶结物类型、特征及含量等。
陆相储层岩石的成熟度一般比海相的低，因此，岩性特 征对储层性质的影响亦相对较大。 浅水滩坝沉积的结构成熟度最高； 河流、三角洲储层的结构成熟度中等（偏好或偏差）； 扇三角洲、浊积扇则较差。 成分成熟度与源区母岩性质、沉积环境、沉积区与物源区的 距离有关。
①粒间溶孔 颗粒之间的溶蚀再生孔隙。主要是颗粒边缘及粒间胶
结物和杂基溶解所形成、分布于颗粒之间的孔隙。 ②组分内溶孔
包括粒内溶孔、杂基内溶孔、胶结物内溶孔、交代物 溶孔等。为典型的次生孔隙。 ③铸模孔
颗粒、生屑或交代物等被完全溶解而形成的孔隙，其 外形与原组分外形特征相同。为典型的次生孔隙。
④特大溶孔
（1）颗粒填集密度测量
石油地质学-3. 储集层
其次大陆架和深海的各种砂体，尤其是与浊流有关的砂体， 已引起了石油界极大的重视和兴趣。
再者是与湖泊，河流有关的砂岩体，以及风成砂岩体，洪积 扇砂砾岩体等。
Clq 2019/11/17
储层空间结构形体类型
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碎屑岩不同沉积环境中砂体的结构模型
Webert et al, 1990;于兴河，2019
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第三节 碳酸盐岩储集层
Clq 2019/11/17
Clq 2019/11/17
碳酸盐岩为含油气层的油气储量占世界总储量的 一半，产量已达到总产量的60%以上。
一般石英砂岩比长石砂岩储集物性好，这主要是因为： 长石的亲水性比石英强，长石表面的薄膜比石英厚且不易 移动，其次石英抗风化力强，表面光滑而长石抗风化力弱， 表面常有次生的高岭土和绢云母，易于吸附油气，甚至吸 水膨胀堵塞油气。
因此石英砂岩比长石砂岩的储油物性好。但是，若长 石砂岩中的长石颗粒风化弱，其储油物性同样可以较好。
Clq 2019/11/17
除了粒径外，岩石的分选对其物性影响也很大， 分选差，则细小碎屑充填在大碎屑的粒间孔隙和喉道 之中，使孔隙度和渗透率均降低。
此外，渗透率和碎屑岩颗粒的轴向有关，垂直层 面方向上的渗透率往往小于平行层面方向上的渗透率， 渗透率最好的方向往往平行于颗粒的主要走向。
Clq 2019/11/17
⑴ 粒间孔隙
从 ⑸ 溶蚀粒间孔隙
溶
按 ⑵ 粒内孔隙
蚀 ⑹ 溶蚀粒内孔隙
油气田地下地质学---第五章--储层特征研究
C) 常见的良好隔层（特征）：
油气田地下地质学
① 岩性：泥岩、泥质粉砂岩、盐岩、膏岩；
② 分布：一般大于砂层分布范围；
③ 微裂缝、小断层不发育。 D) 隔层主要研究内容：
● 隔层的岩石类型：泥岩、粉砂质泥岩、蒸发岩等。
● 隔层在剖面上的分布(位置)；
● 隔层厚度及其在平面上的变化：隔层等厚图 表示。 ● 隔层级别：岩性致密、排替压力大、厚度大、平面分
油气田地下地质学
(一)储层在纵向上分布的复杂程度
1、分层系数 An
--指一套层系内砂层的层数(以平均单井钻遇砂层数表示)
n
nBi
nBi --某井的砂层层数
An
i 1
n
N--统计井数
砂岩总厚度一定时，垂向砂层数越多，隔层越多，越
易产生层间差异--分层系数越大，层间非均质性愈严重
2、砂岩密度 Kn （砂岩厚度系数） --指垂向剖面中砂岩总厚度与地层总厚度之比。
隔层—分隔垂向上不同砂体间非渗透性岩层。 ★
A) 隔层研究意义：对研究上下油层的非连通性、划分 开发层系及在同一开发层系内阻挡流体的垂向渗流 等均具有重要意义。
B) 隔层的确定条件--两个标准： ▲ 物性：20～70MPa，地层不透水；K一般＜10×10-3μm2 ▲ 厚度：具备一定厚度，一般＞5m。
布稳定，则其封隔能力好；否则，反之。
四个级别：油层组间隔层、 砂层组间隔层、
砂层间隔层、 砂层内薄夹层。
油气田地下地质学
⑵ 层间差异
① 沉积旋回性--储层层间非均质性的沉积成因。 ② 相关参数计算：分层系数(An)，垂向砂岩密度(Kn)，
渗透率变异系数、级差、单层突进系数、均质系数 等
③ 主力油层与非主力油层的识别及垂向配置关系： 识别--在平面及层内非均质性研究后，通过各砂层的分布
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层 产物，比之单一的划分砂岩相更能反映古水动力能量。高能环境沉
物 积的砂岩总是比低能环境下沉积的砂岩有较好的储油物性。实践表
性 明，能量单元的划分能更好地与储油物性建立关系。
关 ➢在建立岩石相（或能量单元）与储油物性之间的关系以后，结合 系 工区“四性”关系和“有效层截取值”的研究，就可以明确工区哪
第五章 油气田地下储层研究
研究步骤之一
以砂岩组为单元划分沉积大相
油层沉积相研究
四 大 类 资 料 的 研 究
第五章 油气田地下储层研究
研究步骤之一
以砂岩组为单元划分沉积大相
四大类资料的研究
油层沉积相研究
（3）砂岩体的几何形态。形态不仅是砂岩体自身具有的特点， 同时也是识别沉积环境的又一标志。
利用砂岩体的形态特征划分沉积相在油田上有着重要的实 用意义。这是因为在油田上由于受取心井数量的限制，利用 岩心获得直接的划相标志受到了局限，则可充分利用密井网 条件下所取得的测井资料而比较细致的重建。因此，在工作 中得到广泛的应用。
➢为了有效地综合岩心—测井信息进行沉积微相的分析，采用比较 先进的模式识别技术是十分必要的，如神经网络模式识别技术。其 主要的优点在于尽可能克服人工识别的主观性，也大大提高了研究 工作的效率。
第五章 油气田地下储层研究
油层沉积相研究
研究内容之二
➢建立工区岩石相（或能量单元）与储油物性的关系，是依据沉积
第五章 油气田地下储层研究
研究步骤之一
以砂岩组为单元划分沉积大相
油层沉积相研究
四大类资料的研究
（2）岩心观察和分析化验资料。综合研究岩心观察资料 和分析化验所得的岩性、结构、构造、古生物、地球化 学等资料是确定沉积大相的直接而重要的地质依据，特 别是原生沉积构造及其在剖面上的垂直组合序列更是重 建沉积环境，划分沉积大相时的一项重要资料。
第五章 油气田地下储层研究 第一节 油层细分沉积相研究
岩相古地理
巴9 巴6
塔里木实例分析
62-54
第五章 油气田地下储层研究
研究内容之一
油层沉积相研究
➢识别微相必须在识别大相、亚相的前提下逐级进行。因为油田开
发中的储层沉积相分析总是在一个油田范围内进行的，研究范围比
较局限，若脱离大相的控制，直接进行微相分析，容易发生“串
第五章 油气田地下储层研究
研究内容之四
油层沉积相研究
沉
河道砂体密度 >50%
积
规
模
|
砂
体
连
续
性
河道砂体密度3050%
河道砂体密度 <30%
河道砂体连通程度示意图 （据裘亦楠1990）
第五章 油气田地下储层研究
研究内容之五
油层沉积相研究
➢砂体储油物性（重点是渗透率）在平面上的变化，主要决定于沉 微 相 积时高能带和低能带的分布。在密井网条件下，已建立的一般沉积 平 模式和沉积学知识，藉以指导平面相带展布的预测是完全胜任的。 面 展 ➢从注水开发出发，分析砂体平面非均质性时，人们比较关心是否 布 | 存在方向性渗透率（Directional Permeability），若存在时，了解 砂 古流向就成为关键问题。河流砂体和各种水道型的砂体，渗透率方 体 平 向性应与古流向一致。区域性的物源方向和搬运方向的识别，可以 面 在宏观上控制古流向，但一个具体砂体的古流向可以与沉积体系总 非 均 的古流向偏差很大，在开发储层描述时，必须尽可能恢复小范围内 质 的古流向。 性
层状
透镜 状 楔状
透镜状
厚度稳定，较 薄
厚度不稳定
厚度不稳定
三角洲前缘砂岩 体，海滩砂岩体
河床砂岩体，堤 岛砂岩体
小型浊积砂岩体
第五章 油气田地下储层研究
研究步骤之一
以砂岩组为单元划分沉相似沉积环境下沉 积的砂岩体，在垂向 上应具有比较一致的 岩性组合特征和演变 规律。因此，在岩 性—电性关系研究的 基础上，可以根据电 性显示特征编制不同 沉积相带的典型电测 曲线图版，并用以指 导大相的划分。
沉 积
相”。在此基础上，进一步的微相分析则必须依靠岩心资料。取心 井的单井相分析是识别微相必不可少的、最关键的一步。
微 ➢开发区的储层相分析中，测井信息是非常重要的资料，但是没有
相 从岩心资料中得出岩相—测井响应的关系作为测井相分析的依据， 研 测井信息会导致多解的结论。在现有技术条件下，没有直接的岩心 究 资料，正确进行微相分析是不可能的。
层 这些夹层对整个砂体的垂直／水平渗透率比值影响极大。然而这些 内 非 夹层的规模往往是属于数十米级、甚至是数米级的数量级，一般在 均 数百米级的开发井网下很难用井来控制其变化规律，尤其是油藏早 质 性 期评价阶段，必须根据沉积相分析来作出预测，这也是目前储层沉
积学者比较关心和着力于解决的重点问题之一。
相预测砂体的物性参数空间分布的相带。岩石相是以岩石结构特征
岩 为主来反映各微相砂体形成过程的古水动力条件。近年来逐渐为储
石 相 |
层沉积学者所采用的“能量单元”，则是综合沉积构造和结构特征 来反映古水动力能量的大小。如大型交错层理砂岩相、波痕交错层
储 理砂岩相和生物扰动砂岩相，显然是古水动力能量由强到弱的沉积
第五章 油气田地下储层研究
研究步骤之一
以砂岩组为单元划分沉积大相
油层沉积相研究
不同成因砂岩体的形态特征
平面上
面积
长度/宽度
剖面上（横剖面）
形态
厚度
成因举例
席状（层状）
大
条带状（线 状）
中～大
透镜体
小
长、宽近于相等 或长度较大，两 者比值约1～3
长度比宽度大得 多，两者比值大
雨3～20
长、宽比值难于 确定
第五章 油气田地下储层研究
研究步骤之一
以砂岩组为单元划分沉积大相
油层沉积相研究
➢沉积大相是指区域岩相古地理研究中一般所属的二级相。 如河流—三角洲沉积体系中的泛滥平原相、分流平原相、 三角洲前缘相、前三角洲相。
四大类资料的研究
（1）区域岩相古地理研究成果。了解区域含油层系的沉 积背景，是确定砂岩组沉积大相时避免片面性和盲目性 不可缺少的参考资科。
些岩石相是储层，哪些是非储层。在储层中又可进而划分主力储层
和非主力储层或进行储层分级等。
第五章 油气田地下储层研究
研究内容之三
油层沉积相研究
➢一定的微相有一定的沉积层序，即一定的粒序和沉积构造序列。掌
沉 积 握了沉积层序的规律性后，表征层内非均质性的两个主要指标：渗 层 透率的差异程度和最高渗透率段的位置实际上就已经解决了。 序 | ➢碎屑岩储层内部往往存在一些不连续的、薄层的泥质、粉砂质夹层，