第三章储盖层概论
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第三章 储集层和盖层
能源地质学课件
第三章 储集层和盖层
第二节 碎屑岩储集层
碎屑岩储集层主要包括各种砂岩、砂砾岩、砾岩、粉砂岩等碎屑 沉积岩。它们是世界油气田的主要储集层类型之一，也是我国目前最 重要的储集层类型。
能源地质学课件
第三章 储集层和盖层
第二节 碎屑岩储集层 一、碎屑岩储集层的孔隙结构与孔隙类型 1、孔隙结构 孔隙结构：指孔隙和喉道的几
能源地质学课件
第三章 储集层和盖层
第一节 储集层的岩石物性参数 (岩石的孔隙性和渗透性)
一、孔隙性
广义的孔隙：是指岩石中未被固体物质所充填的空间，有人亦称之 为空隙，包括狭义的孔隙、洞穴和裂缝（裂隙）。 狭义的孔隙：是指岩石中颗粒(晶粒)间、颗粒(晶粒)内（指晶格间 的空隙）和充填物内的空隙。
根据岩石中的孔隙 大小、及其对流体 作用的不同，可将
增高而加大，直到该相流体在岩石孔隙中含量达到100％时，该
相流体的有效渗透率等于绝对渗透率。 相反，随着该相流体在岩石孔隙中的含量逐渐减少，有效渗透率 则逐渐降低，直到某一极限含量，该相流体停止流动。
能源地质学课件
第三章 储集层和盖层
第一节 储集层的岩石物性参数 (岩石的孔隙性和渗透性)
二、渗透性
渗透率高； 2）以喉道较粗，孔隙较上类偏小为特征的储集层，一般表现为孔隙度低 一中等，渗透率偏低一中等；
能源地质学Leabharlann 件第三章 储集层和盖层第二节 碎屑岩储集层
一、碎屑岩储集层的孔隙结构与孔隙类型
1、孔隙结构 喉道与孔隙的不同配置关系，可以使储集层呈现不同的性质。
3）以喉道较上两类细小，孔隙粗大为特征的储集层，一般表现为孔隙度
孔隙性即岩石具备由各种孔隙、孔洞、裂隙及各种成岩裂缝所形成的储
第三章 储集层和盖层
一般地，次生孔隙以裂缝和溶蚀孔隙为主。
(5)按孔隙直径大小分: 三类
1）超毛细管孔隙：管形孔径>500μ m，裂缝宽度>250μ m，在 自然条件（即重力作用）下，流体在其中可以自由流动， 服从达西直线渗流定律。 2）毛细管孔隙：管形孔径为500~0.2μ m，裂缝宽度 250~0.1μ m，流体不能在其中自由流动，只有在外力作用 下，流体才能在其中流动。 3）微毛细管孔隙：管形孔径<0.2μ m，裂缝宽度<0.1μ m。在 通常条件下，流体不能流动。
基质：随碎屑颗粒同时沉积的粘土级（d<μ ）颗粒（也叫 杂集）。
受沉积期水动力条件控制：水动力较强时，基质不易沉淀 下来，岩石中基质含量少。 基质含量与砂岩物性的关系
基质含量（%）
基质含量越高，物性越差。
主要黏土矿物
（二）碎屑岩沉积环境对物性的影响
碎屑岩储集层多分布在陆相沉积环境，从剥蚀区开始
b)粒内溶孔: 矿物颗粒内可溶性矿物被溶解所留下的孔隙;
c) 印模孔隙: 矿物颗粒被全部溶解掉，留下与原颗粒大小、 形状完全一致的孔隙。
(4)根据成因分: 原生孔隙和次生孔隙;
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。 一般地，原生孔隙以粒间孔隙为主。
次生孔隙：形成于沉积期后﹙包括成岩后生期、表生期﹚ 的一切孔隙。
的冲积扇环境到深湖中的浊积扇，不同沉积环境中发育的
不同储集砂体，其物性差别较大。
砂岩体：是指在一定的地质时期，某一沉积环境下形成
的，具有一定形态、岩性和分布特征，并以砂质为主的沉积
公式说明，理论上，孔隙度与颗粒大小无关。
颗粒粒度大小和分选性相关：
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 当岩石中矿物颗粒大小不等，粒度对物性有较大影响。一般 地，随粒径加大，总孔隙度减小，而渗透率则增大。
(5)按孔隙直径大小分: 三类
1）超毛细管孔隙：管形孔径>500μ m，裂缝宽度>250μ m，在 自然条件（即重力作用）下，流体在其中可以自由流动， 服从达西直线渗流定律。 2）毛细管孔隙：管形孔径为500~0.2μ m，裂缝宽度 250~0.1μ m，流体不能在其中自由流动，只有在外力作用 下，流体才能在其中流动。 3）微毛细管孔隙：管形孔径<0.2μ m，裂缝宽度<0.1μ m。在 通常条件下，流体不能流动。
基质：随碎屑颗粒同时沉积的粘土级（d<μ ）颗粒（也叫 杂集）。
受沉积期水动力条件控制：水动力较强时，基质不易沉淀 下来，岩石中基质含量少。 基质含量与砂岩物性的关系
基质含量（%）
基质含量越高，物性越差。
主要黏土矿物
（二）碎屑岩沉积环境对物性的影响
碎屑岩储集层多分布在陆相沉积环境，从剥蚀区开始
b)粒内溶孔: 矿物颗粒内可溶性矿物被溶解所留下的孔隙;
c) 印模孔隙: 矿物颗粒被全部溶解掉，留下与原颗粒大小、 形状完全一致的孔隙。
(4)根据成因分: 原生孔隙和次生孔隙;
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。 一般地，原生孔隙以粒间孔隙为主。
次生孔隙：形成于沉积期后﹙包括成岩后生期、表生期﹚ 的一切孔隙。
的冲积扇环境到深湖中的浊积扇，不同沉积环境中发育的
不同储集砂体，其物性差别较大。
砂岩体：是指在一定的地质时期，某一沉积环境下形成
的，具有一定形态、岩性和分布特征，并以砂质为主的沉积
公式说明，理论上，孔隙度与颗粒大小无关。
颗粒粒度大小和分选性相关：
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 当岩石中矿物颗粒大小不等，粒度对物性有较大影响。一般 地，随粒径加大，总孔隙度减小，而渗透率则增大。
第3章 储层和盖层-1
砂岩的孔、渗间一 般具有良好的半对 数关系。
3． 颗粒的分选和磨 圆程度 颗粒的分选和磨 圆度越高，即杂质越
少，颗粒越接近球形，
越有利于形成较高的
孔、渗性。
松辽
葡Ⅰ-Ⅲ层 好
玉门
M层 中 差
苏北
阜宁组 上段 沙河街组 二、三段
好 差 好 差 好
河南
川中
香溪群
中 差
川西北 鄂尔多斯 鄂尔多斯 华北
须家河组 延长组 延安组 沙河街
§２ 常见的储集层类型
按组成储集层的岩石类型可将其分为三大类： 1、碎屑岩储集层 2、碳酸盐岩储集层 3、其它岩类储集层
一．碎屑岩储集层
岩石类型包括各种砂岩、砂砾岩、砾岩、粉砂岩等。
（一）孔隙特征及影响物性的主要因素
储集空间主要是碎屑颗粒之间的原生粒间孔隙； 其次是溶孔（粒间溶孔、粒内溶孔、铸模孔等）； 另外还有裂缝、解理缝、层理缝和层间缝。
砂岩储层的孔隙
（据罗蛰潭，王允诚，1986）
影响碎屑岩储集层物性的主要因素有以下几个方面： 1． 岩石的矿物组分 石英好于长石,原因有二： 2． 颗粒的排列方式和大小 立方体(47.6%)/菱面体(25.9%) 颗粒大小
• • • • •
Reservoir rock (bed) Caprock Porosity (porous media) Permability Porous structure
三．孔隙结构
储集岩的孔隙结构是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。 岩石的孔隙结构由孔隙和喉道组成。孔隙主要起 储存流体的作用，而喉道主要影响岩石的渗透性。
第三章 储集层与盖层
•储集层的物理性质
储层和盖层
Q k F P
L
k QL
F P
渗透率的单位： •SI制：μm2 •CGS制：达西(D)和毫达西(mD) •换算关系为：
1mD=987×10-6μm2=0.987×10-3μm2。
根据渗透率大小可将石油储集层分为6级：
级别 Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级 Ⅳ级 Ⅴ级
Ⅵ级
渗透率（mD） ＞1000
1000－100 100－50 50－10 10－1 ＜1
砂岩孔隙度（％） ＞20
15－20 10－15 5－10
＜5
评价等级 很好 好 中等 差
无价值
二．渗透性
•岩石的渗透性是指在一定压力差下，岩石允许流 体通过的能力。
•岩石渗透性的好坏用渗透率表示。 •当单相流体通过孔隙介质并沿孔隙通道呈层状流 动时，服从达西直线渗透定律(H. Darcy,1856)：
（1－0.3）
渗透性评价 极好 好 中等
一般低渗 特低渗 超低渗
（可开发）
•绝对渗透率—单相流体 •有效渗透率/相渗透率—两相以上流体
ko、kg、kw •相对渗透率：kro、krg、krw
kro
ko k
•kro = 0～1。
•有效渗透率和相对渗透率取决于：岩石性质（润湿 性）、流体性质（可吸附性、黏度）及其数量比例 （饱和度）。
➢储层之所以能够储集油气，是因具备了两个特征： 孔隙性——直接决定岩层储集油气的数量； 渗透性——控制了储层内所含油气的产能。
➢决定孔、渗性好坏的根本因素是岩石的孔隙结构。
岩石中的各类孔隙 （红色部分）
1-分选良好、排列疏松的砂； 2-分选良好、排列紧密的砂； 3-分选不良，含泥、砂的砾石； 4-经过部分胶结的砂岩； 5-具结构性孔隙的黏土； 6-经过压实的黏土； 7-发育裂隙的岩石； 8-具有溶隙和溶穴的可溶岩石。
石油地质学第3章储集层与盖层
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 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
“正常情况” “煤”
孔隙结构的主要变量
（据Wardlaw，1990）
（a）孔隙形状
（b）孔－喉连通性
（c）不相关的孔－喉结构 （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。
(Photograph by R.L. Kugler)
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
压溶造成的硅质胶结
孔隙空间缩小
石英增生 压溶接触
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
e＝VVcrp 100％
• 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％)
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 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
“正常情况” “煤”
孔隙结构的主要变量
（据Wardlaw，1990）
（a）孔隙形状
（b）孔－喉连通性
（c）不相关的孔－喉结构 （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。
(Photograph by R.L. Kugler)
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
压溶造成的硅质胶结
孔隙空间缩小
石英增生 压溶接触
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
e＝VVcrp 100％
• 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％)
石油地质学- 第三四章(讲课)
第三章 储集层与盖层
裘亦南的分类
辽宁石油化工大学石油工程系
裘亦楠根据我国陆相储层特征及生产实践，把碎屑岩储层的非均质由小到大分成五级 即： （1）微观孔隙非均质性：包括孔隙分布、孔隙类型、粘土基质等。
（2）基本岩性、物性：粒度及分布、矿物组成、胶结物；孔隙度、渗透率、饱和度、渗
流特征、敏感性。
（3）层内非均质性：包括粒度韵律性，层理构造变序列，渗透率差异程度及高渗段位置， 层内不连续泥质灰层分布频率和大小，以及其它不渗透隔层特征，全层规模的水平垂直 渗透率比值等。 （4）平面非均质性：包括砂体成因单元连通程度，平面孔隙度和渗透率的变化及非均质 程度，渗透率的方向性； （5）层间非均性：包括层系的旋回性，砂层间渗透率的非均质程度，隔层分布，特殊类 型层的分布，层组和小层划分等。
特高渗 高渗 中渗 低渗 特低渗 超低渗 渗透率 （10-3μ m2） 评 价
石油地质学课程
第三章 储集层与盖层 辽宁石油化工大学石油工程系
绝对渗透率：单相液体充满岩石孔隙，液体不与 岩石发生任何物理化学反应，测得的渗透率称为绝对 渗透率。 有效渗透率：储集层中有多相流体共存时，岩石 对每一单相流体的渗透率称该相流体的有效渗透率。 油气水分别用Ko、Kg、Kw表示。 相对渗透率：对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，称为该相流 体的相对渗透率。
石油地质学课程
第三章 储集层与盖层 辽宁石油化工大学石油工程系
一、碎屑岩储集层的孔隙类型
传统的观念认为砂岩储集层的孔隙类型以原生的 粒间孔隙为主，只有很小一部分是次生的，并且都把 次生孔隙（除了裂缝以外）解释为是地层出露地表时 大气水淋滤的结果。直到1979年，自从施密特麦克唐 纳（Schmidt）发表了“砂岩成岩过程中的次生储集 孔隙”之后。人们对次生孔隙的概念、类型、识别标 志、形成机制及意义才有了较明确的认识。
第三章储盖层(2009)
相渗透率（有效渗透率） 当多相流体并存时，岩石对其中某一相流体的渗透 率，称为岩石对该相流体的相渗透率，也称为有效 渗透率
相对渗透率（relative permeability）： 有效渗透率与绝对渗透率的比值。 相对渗透率无单位
关于相对渗透率：
①相对渗透率的大小 与流体饱和度有关 ②相对渗透率为零时，流体 的饱和度不为零： 束缚水饱和度 油气临界运移饱和度
饱和度：指单位孔隙体积内， 油、气、水所占的体积百分数
程度。
③多相流体相对渗透率之和小于 1 反映孔隙介质中所含流体的饱满
3、绝对渗透率评价指标：
储集层渗透率分级 级别 1 2 3 4 5 6 7 渗透率 （10-3μｍ2） >1000 1000-500 500-100 100-10 10-1 1-0.1 <0.1
S Hg
SHg：水银饱和度； VHg：岩石孔隙系统中所含水银的体积； Vf：岩样的外表体积； Φ：岩样的孔隙度。
VHg V f
2）毛细管压力曲线及形态分析
控制因素： •孔喉分布歪度
孔喉大小分布的偏度。 偏粗孔喉―粗歪度 偏细孔喉―细歪度
•孔喉分选性
孔喉大小分布的均一程度。 孔喉分选性愈好 →会出现水 平的平台； 孔喉分选较差→ 毛管压力曲 线倾斜。
压汞实验：
连续注水银。注入压力↑，水银不断进入更小的 孔隙喉道。 在每一个压力点，当岩样达到毛细管压力平衡 时，同时记录 注入压力（毛细管力） 注入岩样的水银量 据此可计算岩样的孔喉大小分布。
2 cos 7.5 R pc pc
Pc：毛细管力，×105Pa δ：水银表面张力，480dyn/cm2； θ：水银润湿接触角，146°； R：孔隙喉道半径，um。
第三章储集层和盖层复习
第三章储集层和盖层复习
Relative Permeability
指岩石中多相流体共存时，岩石对某一相流 体的有效渗透率与岩石绝对渗透率之比值。
Ko/K、Kg/K、Kw/K
由于岩石中有多相流体渗流时，必然会相互影响和 干扰，因此，岩石的有效渗透率总是小于绝对渗透率。
第三章储集层和盖层复习
1.0
0.8
孔隙性(porosity) 与渗透性(permeability) 是储集层最基本和最重要的两个特性
储集层是连接油气田勘探与开发的纽带
Reservoirs rocks are the ligament第p三ro章sp储e集c层tin和g盖a层n复d 习exploitation in the oil and gas pool
一、The basic knowledge of reservoirs
1.Reservoirs
凡是具有一定的连通孔隙，能使流体储存并在其中渗滤的岩 石（层）称为储集岩（层）。
储集层是构成油气藏的基本要素之一。 储集层的研究在石油地质学中占有十分重要的地位。
第三章储集层和盖层复习
Two important properties
溶蚀孔隙dissolved po第ro三si章ty储（集四层川和盖盆层地复罗习家寨构造飞仙关组碳酸盐岩）
2. Porosity of Reservoirs Rocks
1）Super-capillary porosity：管形孔隙直径大于0.5mm或裂缝 宽度大于0.25mm者。流体可在重力作用下自由流动。岩石中的 大裂缝、溶洞及未胶结的或胶结疏松的砂岩的孔隙大多属于此 类。
相
对 渗
0.6
透
率
0.4
0.2
Relative Permeability
指岩石中多相流体共存时，岩石对某一相流 体的有效渗透率与岩石绝对渗透率之比值。
Ko/K、Kg/K、Kw/K
由于岩石中有多相流体渗流时，必然会相互影响和 干扰，因此，岩石的有效渗透率总是小于绝对渗透率。
第三章储集层和盖层复习
1.0
0.8
孔隙性(porosity) 与渗透性(permeability) 是储集层最基本和最重要的两个特性
储集层是连接油气田勘探与开发的纽带
Reservoirs rocks are the ligament第p三ro章sp储e集c层tin和g盖a层n复d 习exploitation in the oil and gas pool
一、The basic knowledge of reservoirs
1.Reservoirs
凡是具有一定的连通孔隙，能使流体储存并在其中渗滤的岩 石（层）称为储集岩（层）。
储集层是构成油气藏的基本要素之一。 储集层的研究在石油地质学中占有十分重要的地位。
第三章储集层和盖层复习
Two important properties
溶蚀孔隙dissolved po第ro三si章ty储（集四层川和盖盆层地复罗习家寨构造飞仙关组碳酸盐岩）
2. Porosity of Reservoirs Rocks
1）Super-capillary porosity：管形孔隙直径大于0.5mm或裂缝 宽度大于0.25mm者。流体可在重力作用下自由流动。岩石中的 大裂缝、溶洞及未胶结的或胶结疏松的砂岩的孔隙大多属于此 类。
相
对 渗
0.6
透
率
0.4
0.2
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孔喉大小分布的偏度。 偏粗孔喉―粗歪度 偏细孔喉―细歪度
•孔喉分选性
孔喉大小分布的均一程度。
孔喉分选性愈好→会出现水
平的平台；
孔喉分选较差→ 毛管压力曲
线倾斜。
曲线形态分类：
六种典型的曲线模式
未分选
分选好
分选好 粗歪度
分选好 细歪度
典型的理论毛细管压力曲线形态示意图
（Chilingar，etc，1972）
K为渗透率 单位 m 2
K
QL
P1 P2 S
绝对渗透率（absolute permeability）： 当岩石中只有单相流体存在，并且流体与岩石不发生 任何的物理和化学反应，此时岩石对流体的渗透率称 为绝对渗透率。
绝对渗透率只与岩石本身的性质有关，与流体的性质无关。
相渗透率（有效渗透率） 当多相流体并存时，岩石对其中某一相流体的渗透 率，称为岩石对该相流体的相渗透率，也称为有效 渗透率
R 2 cos 7.5
pc
pc
Pc：毛细管力，×105Pa
δ：水银表面张力，480dyn/cm2；
θ：水银润湿接触角，146°；
R：孔隙喉道半径，um。
SHg
SHg
VHg V f
VHg：岩石孔隙系统中所含水银的体积；
Vf
Φ：岩样的孔隙度。
2）毛细管压力曲线及形态分析
控制因素： •孔喉分布歪度
P1
L
L
S
P2
当单相液体呈层状流通过孔隙性介质时，在单位时间内 通过岩石截面积的流量与岩样两端的压力差和截面积成正比， 而与液体通过岩石的长度和液体的粘度成反比。
Q 为单位时间内流体通过岩石的流量，厘米3/秒； S 为流体通过岩石的截面积，厘米2； μ为流体的粘度， 10-3Pa.s ； L 为岩石的长度，厘米； (P1-P2) 为流体通过岩石前后的压差，105Pa；
超毛细管孔隙 孔隙直径＞0.5mm， 或裂缝宽度＞0.25mm
流体自由流动
孔
一般常见砂岩、微裂缝
隙
毛细管孔隙
逐
孔隙直径介于0.5～
渐
2×10-4mm，裂缝
减
宽度介于0.25～
小
1×10-4mm之间
外力大于毛管阻力，
流体流动
二、孔隙性 疏松砂岩、大裂缝、溶洞
孔隙
孔隙
孔隙
致密砂岩、泥岩
微毛细管孔隙
通常温、压下，
孔隙直径＜2×10-4mm， 流体不可流动
裂缝宽度＜1×10-4mm
毛细管力：
2 cos
PC r
σ:界面张力 θ:接触角 r:毛细管半径
方向：毛细管力的方向 水 总是指向非润湿相
θ
气
Pc θ
Pc 油
二、孔隙性
2. 孔隙度(porosity)
孔隙度是衡量岩石孔隙发育程度的一个参数 总孔隙度：岩样中所有孔隙空间的体积之和
（孔隙总体积)与岩样体积的比值
t
VP Vr
100 %
有效孔隙度：岩样中互相连通的，流体能够
通过的孔隙体积之和与岩样体积的比值
e
Ve Vr
100 %
Фe≤Фt，生产中常用：Фe
3、有效孔隙度的评价指标
特高孔隙度
Фe≥30％
高孔隙度
25％≤Фe＜30％
中孔隙度
15％≤Фe＜25％
低孔隙度
10％≤Фe＜15％
特低孔隙度
Фe＜10％
一般：5%～30%，常见：10%～25%
三、渗透性 1. 渗透性 渗透性是指在一定的压力差下，岩石允许流体通 过的能力 。
岩石渗透性与非渗透性是相对的：
渗透性岩石：砾岩、砂岩、多孔石灰岩、白云岩
非渗透性岩石：泥岩、盐岩、石膏
2. 渗透率(permeability)
达西定律：Q K P1 P2 S
•排驱压力Pd
孔隙系统中最大连通孔喉rd所对应的 毛细管压力。
物理意义：用非润湿相驱替润湿相时， 非润湿相突破岩样最大孔喉而连续地进 入岩样并将润湿相排驱出去时的压力值， 即使非润湿相在孔隙中连续运动的初始 压力。
储集层和盖层
(reservoir and caprock)
烃源岩生成的油气——储存在哪里？？？ ——为什么不பைடு நூலகம்掉？？？
第一节 岩石的孔隙性和渗透性
一、储集层和盖层的概念
储集层：能够储存流体， 并且能渗滤流体的岩层称为储集层
孔隙性决定着岩层储存油气的能力 渗透性控制岩层内油气流动的能力
储集物性
盖层：覆盖在储集层之上， 能够阻止油气向上运动的细粒、致密的岩层
水银—非润湿相流体 施压→水银克服孔喉的毛细管阻力→进入喉道：通 过测定毛细管力可间接测定岩石的孔喉大小及分布。
压汞实验：
连续注水银。注入压力↑，水银不断进入更小的 孔隙喉道。
在每一个压力点，当岩样达到毛细管压力平衡 时，同时记录 注入压力（毛细管力）
注入岩样的水银量 据此可计算岩样的孔喉大小分布。
二、孔隙性
1. 孔隙
（孔 砂隙 岩－ 铸蓝 体色 薄的 片部 ）分
孔
（ 电 镜 下 ）
隙 － 空 隙 的 部
分
构
溶
造
洞
裂
缝
广义的孔隙是指岩石中未被固体物质所充填的空间，又称空隙。 包括狭义的孔隙、洞穴和裂缝
孔隙性→控制储集层储能大小
严格地讲，所有的岩石均具有孔隙。
所有具有孔隙的岩石均可成为储集岩？？
分选不好 略细歪度
分选不好 略粗歪度
3）定量特征参数研究基本图件
•孔隙喉道半径频率分布直方图
反映不同大小孔喉的分布特征。
3）孔隙结构的定量特征参数
(1)最大连通孔喉半径rd、排驱压力Pd
•最大连通孔喉半径rd
孔隙系统中，水银最先进入的喉道值。 即沿毛细管压力曲线的平坦部分作切线 与孔喉半径轴相交所对应的孔喉半径值。
孔隙：控制储层储存流体的能力
喉道：控制储层渗滤流体的能力
岩石孔隙系统示意图 （1岩石颗粒；2胶结物；3孔隙系统）
三、孔隙结构
碎屑岩储集层
三、孔隙结构
碳酸盐岩储集层
2、孔隙结构的研究方法
直接观测法：孔隙铸体法、扫描电镜法等；
间接测定法：毛细管压力法，主要为压汞法。
3、应用压汞法研究孔隙结构
1）基本原理
相对渗透率（relative permeability）： 有效渗透率与绝对渗透率的比值。 相对渗透率无单位
关于相对渗透率：
①相对渗透率的大小 与流体饱和度有关
②相对渗透率为零时，流体 的饱和度不为零： 束缚水饱和度 油气临界运移饱和度
③多相流体相对渗透率之和小于1
3、绝对渗透率（空气渗透率）评价指标：
（×10-3μm2）
特高渗透率 高渗透率 中渗透率 低渗透率 特低渗透率
Ｋ≥2000 500≤Ｋ＜2000 100≤Ｋ＜500 10≤Ｋ＜100
Ｋ＜10
三、孔隙结构（pore texture）
孔隙（pore）：岩石颗粒包围着的较大空间。 喉道（throat）：连通较大孔隙空间之间的狭窄连通部分。
1、孔隙结构的概念 岩石所具有孔隙和喉道的 几何形状、大小、分布及 其相互连通关系
•孔喉分选性
孔喉大小分布的均一程度。
孔喉分选性愈好→会出现水
平的平台；
孔喉分选较差→ 毛管压力曲
线倾斜。
曲线形态分类：
六种典型的曲线模式
未分选
分选好
分选好 粗歪度
分选好 细歪度
典型的理论毛细管压力曲线形态示意图
（Chilingar，etc，1972）
K为渗透率 单位 m 2
K
QL
P1 P2 S
绝对渗透率（absolute permeability）： 当岩石中只有单相流体存在，并且流体与岩石不发生 任何的物理和化学反应，此时岩石对流体的渗透率称 为绝对渗透率。
绝对渗透率只与岩石本身的性质有关，与流体的性质无关。
相渗透率（有效渗透率） 当多相流体并存时，岩石对其中某一相流体的渗透 率，称为岩石对该相流体的相渗透率，也称为有效 渗透率
R 2 cos 7.5
pc
pc
Pc：毛细管力，×105Pa
δ：水银表面张力，480dyn/cm2；
θ：水银润湿接触角，146°；
R：孔隙喉道半径，um。
SHg
SHg
VHg V f
VHg：岩石孔隙系统中所含水银的体积；
Vf
Φ：岩样的孔隙度。
2）毛细管压力曲线及形态分析
控制因素： •孔喉分布歪度
P1
L
L
S
P2
当单相液体呈层状流通过孔隙性介质时，在单位时间内 通过岩石截面积的流量与岩样两端的压力差和截面积成正比， 而与液体通过岩石的长度和液体的粘度成反比。
Q 为单位时间内流体通过岩石的流量，厘米3/秒； S 为流体通过岩石的截面积，厘米2； μ为流体的粘度， 10-3Pa.s ； L 为岩石的长度，厘米； (P1-P2) 为流体通过岩石前后的压差，105Pa；
超毛细管孔隙 孔隙直径＞0.5mm， 或裂缝宽度＞0.25mm
流体自由流动
孔
一般常见砂岩、微裂缝
隙
毛细管孔隙
逐
孔隙直径介于0.5～
渐
2×10-4mm，裂缝
减
宽度介于0.25～
小
1×10-4mm之间
外力大于毛管阻力，
流体流动
二、孔隙性 疏松砂岩、大裂缝、溶洞
孔隙
孔隙
孔隙
致密砂岩、泥岩
微毛细管孔隙
通常温、压下，
孔隙直径＜2×10-4mm， 流体不可流动
裂缝宽度＜1×10-4mm
毛细管力：
2 cos
PC r
σ:界面张力 θ:接触角 r:毛细管半径
方向：毛细管力的方向 水 总是指向非润湿相
θ
气
Pc θ
Pc 油
二、孔隙性
2. 孔隙度(porosity)
孔隙度是衡量岩石孔隙发育程度的一个参数 总孔隙度：岩样中所有孔隙空间的体积之和
（孔隙总体积)与岩样体积的比值
t
VP Vr
100 %
有效孔隙度：岩样中互相连通的，流体能够
通过的孔隙体积之和与岩样体积的比值
e
Ve Vr
100 %
Фe≤Фt，生产中常用：Фe
3、有效孔隙度的评价指标
特高孔隙度
Фe≥30％
高孔隙度
25％≤Фe＜30％
中孔隙度
15％≤Фe＜25％
低孔隙度
10％≤Фe＜15％
特低孔隙度
Фe＜10％
一般：5%～30%，常见：10%～25%
三、渗透性 1. 渗透性 渗透性是指在一定的压力差下，岩石允许流体通 过的能力 。
岩石渗透性与非渗透性是相对的：
渗透性岩石：砾岩、砂岩、多孔石灰岩、白云岩
非渗透性岩石：泥岩、盐岩、石膏
2. 渗透率(permeability)
达西定律：Q K P1 P2 S
•排驱压力Pd
孔隙系统中最大连通孔喉rd所对应的 毛细管压力。
物理意义：用非润湿相驱替润湿相时， 非润湿相突破岩样最大孔喉而连续地进 入岩样并将润湿相排驱出去时的压力值， 即使非润湿相在孔隙中连续运动的初始 压力。
储集层和盖层
(reservoir and caprock)
烃源岩生成的油气——储存在哪里？？？ ——为什么不பைடு நூலகம்掉？？？
第一节 岩石的孔隙性和渗透性
一、储集层和盖层的概念
储集层：能够储存流体， 并且能渗滤流体的岩层称为储集层
孔隙性决定着岩层储存油气的能力 渗透性控制岩层内油气流动的能力
储集物性
盖层：覆盖在储集层之上， 能够阻止油气向上运动的细粒、致密的岩层
水银—非润湿相流体 施压→水银克服孔喉的毛细管阻力→进入喉道：通 过测定毛细管力可间接测定岩石的孔喉大小及分布。
压汞实验：
连续注水银。注入压力↑，水银不断进入更小的 孔隙喉道。
在每一个压力点，当岩样达到毛细管压力平衡 时，同时记录 注入压力（毛细管力）
注入岩样的水银量 据此可计算岩样的孔喉大小分布。
二、孔隙性
1. 孔隙
（孔 砂隙 岩－ 铸蓝 体色 薄的 片部 ）分
孔
（ 电 镜 下 ）
隙 － 空 隙 的 部
分
构
溶
造
洞
裂
缝
广义的孔隙是指岩石中未被固体物质所充填的空间，又称空隙。 包括狭义的孔隙、洞穴和裂缝
孔隙性→控制储集层储能大小
严格地讲，所有的岩石均具有孔隙。
所有具有孔隙的岩石均可成为储集岩？？
分选不好 略细歪度
分选不好 略粗歪度
3）定量特征参数研究基本图件
•孔隙喉道半径频率分布直方图
反映不同大小孔喉的分布特征。
3）孔隙结构的定量特征参数
(1)最大连通孔喉半径rd、排驱压力Pd
•最大连通孔喉半径rd
孔隙系统中，水银最先进入的喉道值。 即沿毛细管压力曲线的平坦部分作切线 与孔喉半径轴相交所对应的孔喉半径值。
孔隙：控制储层储存流体的能力
喉道：控制储层渗滤流体的能力
岩石孔隙系统示意图 （1岩石颗粒；2胶结物；3孔隙系统）
三、孔隙结构
碎屑岩储集层
三、孔隙结构
碳酸盐岩储集层
2、孔隙结构的研究方法
直接观测法：孔隙铸体法、扫描电镜法等；
间接测定法：毛细管压力法，主要为压汞法。
3、应用压汞法研究孔隙结构
1）基本原理
相对渗透率（relative permeability）： 有效渗透率与绝对渗透率的比值。 相对渗透率无单位
关于相对渗透率：
①相对渗透率的大小 与流体饱和度有关
②相对渗透率为零时，流体 的饱和度不为零： 束缚水饱和度 油气临界运移饱和度
③多相流体相对渗透率之和小于1
3、绝对渗透率（空气渗透率）评价指标：
（×10-3μm2）
特高渗透率 高渗透率 中渗透率 低渗透率 特低渗透率
Ｋ≥2000 500≤Ｋ＜2000 100≤Ｋ＜500 10≤Ｋ＜100
Ｋ＜10
三、孔隙结构（pore texture）
孔隙（pore）：岩石颗粒包围着的较大空间。 喉道（throat）：连通较大孔隙空间之间的狭窄连通部分。
1、孔隙结构的概念 岩石所具有孔隙和喉道的 几何形状、大小、分布及 其相互连通关系