第五章 储层孔隙结构

②晶间隙喉道
白云石或方解石晶体间的缝隙。 特点：片状喉道，窄而短。按形 态可分为： 规则型、短喉型、弯曲型、曲折 型、不平直型和宽度不等型。
③孔隙缩小型喉道
孔隙与喉道无明显界限，扩大部分 为孔隙，缩小的狭窄部分为喉道。
④管状喉道 特点：
管状喉道，细而长，断面近圆形。 成因： 溶蚀作用形成。负鲕灰岩内鲕粒 铸模孔的连通通道。
•孔径平均值Rs： RS
Rb
i 1
n
i i
100
Rs：孔径平均值； Ri：第i个孔径分类组的中值； bi：对应于Ri的各类孔隙的 百分比； n：孔径分类组数。
•孔隙分选系数
(3)面孔率
m＝Sk/Ss
m：面孔率，显微镜下的可视孔隙度，不包括微孔隙； Sk：薄片观测孔隙总面积； Ss：薄片观测视域总面积。
Pc→R→ VHg

S Hg
VHg V f
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。
2、毛细管压力曲线及形态分析
形态控制因素：孔喉分布的歪度、分选性
•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。歪度愈粗愈好。 •孔喉分选性
第五章
储层孔隙结构
储层中，孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系
微观研究范畴：储层孔隙结构、孔壁特征、充填物特征 宏观研究范畴：储层孔隙度、渗透率、流体饱和度、敏感性
第一节
储层孔隙和喉道类型
第一节
储层孔隙和喉道类型
储集空间：孔隙、喉道 孔隙：被岩石颗粒包围的较大储集空间。流体的基本储集空间
孔隙 次生 孔隙 裂缝
(1)原生孔隙
沉积作用→原生孔隙。按产状特征可分为四类：
①原生粒间孔隙 原生孔隙中最主要的孔隙类型。 可分为二类： •正常粒间孔隙： 无任何胶结物的孔隙 •残余粒间孔隙： 发生胶结，但未完全堵塞的原始 粒间孔隙
②原生粒内孔隙和矿物解理缝 •原生粒内孔隙： 主要为岩屑内粒间微孔、喷出岩 岩屑内气孔 •矿物解理缝： 主要指长石和云母等矿物中常见的片状或楔形解理缝 宽度一般小于0.1μ m，有的可达0.2μ m
孔喉大小分布的均一程度。 孔隙大小分布愈集中―分选性愈好，毛管压力曲线上会出现一个 水平的平台；孔喉分选较差―毛管压力曲线倾斜。
直角座标系中： •歪度愈粗、分选愈好，毛管压力曲线愈靠左下方座标，而且曲 线凹向右方；
•歪度愈细、分选愈差，毛管压力曲线愈向右上方座标偏移，而 且曲线凹向左方。
曲线形态分类： 六种典型的曲线模式
(2)缩颈型喉道 喉道为颗粒间可变断面的收缩部分。
特点：
大孔、细喉型，孔／喉直径比很大。 常见于颗粒点接触、衬边胶结型的储层中。
(3)片状或弯片状喉道
颗粒间的长条状通道。 •窄片状喉道 强压实或强胶结：次生加大→窄片状喉道。 •宽片状喉道 颗粒间溶蚀→宽片状喉道或管状喉道。 孔／喉直径比中等～较大。
微孔隙度＝物性孔隙度-面孔率
(4)孔喉配位数β 连接每一个孔隙的喉道数。
(5)孔／喉平均直径比Dpt 孔隙平均直径：铸体薄片或孔隙铸体上所确定的孔隙真实大小； 喉道平均直径：压汞曲线上得到的喉道直径平均值。
从铸体薄片上确定的平 均孔隙直径 孔喉平均直径比 从压汞曲线上确定的平 均喉道直径
二、压汞法
②生物钻孔孔隙 生物在沉积物中钻孔→孔隙 特点：
孔隙形态常呈弯曲状，破坏沉积层理与构造，孔隙连通性差，往 往加剧储层非均质性。
③粒间孔隙
•浅滩粒间孔 高能浅滩。 特点：灰泥和胶结物少，颗粒 分选和圆度好。
•远洋白垩孔隙 低能远洋环境。颗石藻等微生 物或生物碎屑间的孔隙。 特点：主要为微孔隙。 •壳体遮蔽孔隙 生物壳体或壳体碎片沉积而成 的孔隙。 •原生角砾孔隙 角砾间孔隙、角砾内孔隙。
溶洞 白云化作用→晶间孔 破裂作用、收缩作用→裂缝
次生孔隙类型： 晶间孔、晶内溶孔和晶体铸模孔隙 粒间溶孔、粒内溶孔和颗粒铸模孔隙 岩溶角砾孔隙、溶洞 裂缝
(2)喉道类型
成因分类：裂缝型、晶间隙型、孔隙缩小型、管状、解理缝型 ①裂缝型喉道
裂缝：构造裂缝、收缩裂缝、 解理缝。 特点 ：喉道较长、较宽、较平 直。据宽度，可分为： 大裂缝喉道(宽度＞100μ m) 微裂缝喉道(宽度＜100μ m)
粒间孔隙、溶蚀孔隙、微孔隙、裂缝孔隙
•综合性分类： 按成因：分为原生和次生孔隙二大类；然后，按孔隙产状和几何形状再进一步 细分。
碎屑岩储层孔隙类型简表
成因 原生 孔隙 孔隙 裂缝 产状 原生粒间孔隙(正常粒间孔和残余粒间孔) 原生粒内孔隙和矿物解理缝 杂基内微孔隙 层面缝 粒间溶孔(次生粒间溶孔和混合粒间溶孔) 组分内溶孔(粒内溶孔、杂基内溶孔、胶结物溶孔、交代物溶孔) 铸模孔 特大溶孔 贴粒溶孔 岩石裂缝 粒内裂缝
1、基本原理 非润湿相流体：水银。 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。 基本假设：视孔喉大小分布 实际喉道断面形状复杂→用等效圆面积近似：每一支喉道可看作一支毛细管→ 岩石中的喉道组合可看作一组毛细管束。 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。 Pc：毛细管力，×105Pa； δ：水银表面张力，480dyn/cm2； 2 cos 7.5 θ ：水银润湿接触角，146°； R pc pc R：孔隙喉道半径，cm。
•孔喉半径累积频率分布曲线
反映不同大小孔喉的累积频率分布特征。
作图法：只须将毛细管压力曲线顺时针转90°，即把孔喉半径 标度由纵座标变为横坐标，水银饱和度则对应于累积孔隙体积 百分比。
4、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 •Rd 孔隙网络中，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。
④特大溶孔 孔径超过相邻颗粒直径的溶孔。 特大溶孔内，次生部分多于原生 部分，颗粒、填隙物均被溶解。
⑤贴粒溶孔 沿颗粒边缘溶解而成的线状孔缝。 ⑥裂缝孔隙
2、孔隙喉道 一个喉道连通两个孔隙，而一个孔隙可连通多个喉道。 常见喉道类型： (1)孔隙缩小型喉道 喉道为孔隙的缩小部分。 特点： 大孔、粗喉型，孔／喉直径比接近于1，孔隙和喉道较难区分。 常发育于以粒间孔为主的砂岩储层中：颗粒支撑，胶结物较少甚 至没有。
①粒间溶孔 颗粒间溶蚀→粒间溶孔。 广义上，粒间溶孔是原生和次生的 混合孔隙： •次生粒间溶孔 粒间溶孔中次生溶蚀部分大于原生 孔部分。 •混合粒间溶孔
粒间溶孔中原生部分大于次生部分。
②组分内溶孔 粒内溶孔、杂基内溶孔、胶结物内 溶孔、交代物溶孔等。
③铸模孔 颗粒、生屑或交代物等完全溶解 而成。外形与原组分相同。
喉道：两个孔隙之间的狭窄的连通部分。流体渗流的重要通道
•碎屑岩储层孔隙和喉道类型 •碳酸盐岩储层孔隙和喉道类型
一、碎屑岩储层孔隙和喉道类型
1、孔隙类型
（1）分类
•成因分类： 原生、次生及混合成因孔隙。目前国内外比较流行的分类方案
•孔隙大小：
超毛细管孔隙、毛细管孔隙、微毛细管孔隙 •孔隙成因和几何形状： E.D.Pittman，1979
(3)最小非饱和孔隙体积百分数Smin Pc达到仪器最高压力时，水银无法 侵入的孔隙体积百分数 Smin↑→微孔喉体积↑→岩石储集 性能越差 Smin＝f（颗粒大小、均一程度、胶 结类型、孔隙度、渗透率） Smin＝0～90%
Smin讨论
1、Smin取决于所使用仪器的最高 压力 •水银系统的毛细管力曲线上 ：曲 线尾部常不平行于压力轴，仪器的 最高压力越高，曲线越向纵轴偏。 此时： Swirr≠Smin •油- 水系统的毛管压力曲线上 ：曲 线尾部通常与压力轴平喉 Rd 所对应 的毛细管压力。
物理意义：用非润湿相（水银）驱 替润湿相（油水）时，非润湿相的 前沿曲面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。
SAB：曲线平坦部分的起点和终点所 对应的汞饱和度差值； α 角：曲线AB段的斜度。 α ↓、SAB↑→孔喉分选性越好，结 构越均匀。 Σ SHg＜50%时，Pd常难于确定：微 孔隙发育，K很低，Pd可能高于实 验室所施加的最大注入压力。
③杂基内微孔隙 粘土杂基和碳酸盐泥中存在的微 孔隙。 特点： 孔隙极细小，仅在扫描电镜下可 清晰辩认。 可形成高孔隙度，但渗透率很低。
④层面缝
具剥离线理的平行层理纹层面间的孔缝。 在一系列厘米级甚至毫米级厚度的平板薄层间，为力学性质薄 弱的界面，极易剥离，其界面间即为层间缝。
(2)次生孔隙
次生作用→次生孔隙。按结构可分为六类：
原生 孔隙
次生 孔隙
产状 粒间孔隙 粒内孔隙 生物格架孔隙 生物钻孔孔隙 窗格状孔隙 晶间孔隙 晶内孔隙 孔隙 粒间溶孔 粒内溶孔 铸模孔 岩溶角砾孔隙 裂缝 岩石裂缝 粒内裂缝 溶洞
(1)原生孔隙
沉积作用→原生孔隙。受岩石组构控制。 粒内孔、生物钻孔、生物格架孔隙、粒间孔、窗格孔隙等。 ①粒内孔 生物体腔孔隙。 特点： 孔隙连通性差，有效孔隙度低。 与生物碎屑粒间孔隙伴生→形 成较好储层。
⑤解理缝型喉道 白云石或方解石晶体中被溶蚀扩 大的解理缝。
第二节
孔隙结构表征
实验研究方法：二大类 •直接观测法：岩心观测、铸体薄片法、图像分析法、扫描电镜法等； •间接测定法：毛细管压力法，主要为压汞法。 一、孔隙铸体法 主要测定：孔隙形状、大小和分布，喉道类型、孔喉连通性等。 孔隙铸体类型： •三维孔隙铸体 将染色树脂灌注到孔隙空间中，待树脂固结后，再溶解掉岩石骨架，便得到三 维孔隙铸体－孔隙实体。采用扫描电镜观察研究。 特点： 三维化、直观化、定量化。方法先进。
④生物格架孔隙 造礁生物：群体珊瑚、藻类、 海绵、层孔虫、厚壳蛤等。 特点：常被纤维状或隐晶质胶 结物和内沉积物部分充填。 ⑤窗格孔隙 藻类脱水、腐烂、产生气泡→ 窗格孔隙。 特点： 孔隙多呈扁平、透镜状，平行 于层面或纹层，成群分布。 受岩石组构控制，形成于成岩 初期。