第二节碎屑岩储集层 99%以上的储集层为沉积岩,其中又以碎屑岩和碳酸盐岩为主,1%为其它岩类储集层, 所以按岩类可分以下三种类型储集层 碎屑岩储集层的岩类包括:砾岩,含砾砂岩,中、粗砂岩,细砂岩及粉砂岩,其中 物性最好的是中-细砂岩和粗粉砂岩。 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。 Schmidt将碎屑岩孔隙类型分为5种类型: ①粒间孔隙:一般为原生孔隙。其孔隙度随埋深的增加有所降低,但降低的速度比 粘土岩慢得多。 ②特大孔隙:按 Schmidt标准,超过相邻颗粒直径1.2倍的孔隙属特大孔隙。多数 为次生孔隙 ③铸模孔隙:是指砂岩中具有一定特征几何形状的介壳碎屑、碳酸盐粒屑、结晶矿 物(盐、石膏、菱铁矿)被溶蚀后,保持原组构外形的那些孔隙。属于一种溶蚀的次生孔隙 ④组分内孔隙:一切组分,如颗粒、杂基、胶结物内出现的孔隙。可以是原生的(沉 积的和沉积前),也可以是后生的(成岩过程及其后新生的)。 ⑤裂缝:砂岩中裂缝较为次要,但如果沿裂缝发生较强烈的溶蚀作用时,它的作用 就十分重要 影响碎屑岩储集层储集性的因素 1、沉积作用对砂岩储层原生孔隙发育的影响
第二节 碎屑岩储集层 99%以上的储集层为沉积岩，其中又以碎屑岩和碳酸盐岩为主，1%为其它岩类储集层。 所以按岩类可分以下三种类型储集层。 碎屑岩储集层的岩类包括：砾岩，含砾砂岩，中、粗砂岩，细砂岩及粉砂岩，其中 物性最好的是中-细砂岩和粗粉砂岩。 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。 Schmidt 将碎屑岩孔隙类型分为 5 种类型： ①粒间孔隙：一般为原生孔隙。其孔隙度随埋深的增加有所降低，但降低的速度比 粘土岩慢得多。 ②特大孔隙：按 Schmidt 标准，超过相邻颗粒直径 1.2 倍的孔隙属特大孔隙。多数 为次生孔隙。 ③铸模孔隙：是指砂岩中具有一定特征几何形状的介壳碎屑、碳酸盐粒屑、结晶矿 物（盐、石膏、菱铁矿）被溶蚀后，保持原组构外形的那些孔隙。属于一种溶蚀的次生孔隙。 ④组分内孔隙：一切组分，如颗粒、杂基、胶结物内出现的孔隙。可以是原生的（沉 积的和沉积前），也可以是后生的（成岩过程及其后新生的）。 ⑤裂缝：砂岩中裂缝较为次要，但如果沿裂缝发生较强烈的溶蚀作用时，它的作用 就十分重要。 二、影响碎屑岩储集层储集性的因素 1、沉积作用对砂岩储层原生孔隙发育的影响
(1)矿物成分对原生孔隙的影响 矿物成份主要以石英、长石、云母。矿物成份对储集物性的影响主要视以下两个方 矿物的润湿性:润湿性强,亲水的矿物,表面束缚薄膜较厚,缩小孔隙空间,渗透 性变差。 矿物的抗风化能力:抗风化能力弱,易风化成粘土矿物充填孔隙或表面形成风化层 减小孔隙空间。 因此,长石砂岩较石英砂岩物性差。除长石外,其它颗粒矿物成份对物性影响不大 2)岩石结构对原生孔隙的影响 包括大小、分选、磨圆、排列方式。 粒度和分选系数的影响 度:总孔隙度随粒径加大而减小。因为粒度小,分选差,磨 圆差,较松散,比圆度好的较粗砂岩孔隙度大。渗透率则随粒径的 增大而增加。因为粒径小,孔喉小,比表面积小,毛细管压力大
(1)矿物成分对原生孔隙的影响 矿物成份主要以石英、长石、云母。矿物成份对储集物性的影响主要视以下两个方 面： 矿物的润湿性：润湿性强，亲水的矿物，表面束缚薄膜较厚，缩小孔隙空间，渗透 性变差。 矿物的抗风化能力：抗风化能力弱，易风化成粘土矿物充填孔隙或表面形成风化层 减小孔隙空间。 因此，长石砂岩较石英砂岩物性差。除长石外，其它颗粒矿物成份对物性影响不大。 (2)岩石结构对原生孔隙的影响 包括大小、分选、磨圆、排列方式。 粒度和分选系数的影响 粒度：总孔隙度随粒径加大而减小。因为粒度小，分选差，磨 圆差，较松散，比圆度好的较粗砂岩孔隙度大。渗透率则随粒径的 增大而增加。因为粒径小，孔喉小，比表面积小，毛细管压力大
1000 Md(中) 分选系数一定时, 粒度中值一定时 渗透率与粒度中值关系图渗透率与分选系数关系图 当分选系数一定时,渗透率的对数值与粒度中值成线性关系。 分选:粒度中值一定时:分选差的岩石,小颗粒充填大孔隙, 使孔隙度、渗透率降低:分选好的岩石,孔渗增高。孔隙度、渗 透率随着分选系数趋于1而增加,分选系数So2时,中细粒 砂岩,孔隙度随So增大而缓慢下降:粗粒和极细粒砂岩,So增加 时,孔隙度基本不变 立方体排列:堆积最松,孔隙度最大,渗透率最高:斜方体 排列:孔隙直径较小,渗透率低。磨圆度增高,储集物性变好。 ()杂基含量对原生孔隙的影响
当分选系数一定时，渗透率的对数值与粒度中值成线性关系。 分选：粒度中值一定时：分选差的岩石，小颗粒充填大孔隙， 使孔隙度、渗透率降低；分选好的岩石，孔渗增高。孔隙度、渗 透率随着分选系数趋于 1 而增加，分选系数 So2 时，中细粒 砂岩，孔隙度随 So 增大而缓慢下降；粗粒和极细粒砂岩，So 增加 时，孔隙度基本不变。 立方体排列：堆积最松，孔隙度最大，渗透率最高；斜方体 排列：孔隙直径较小，渗透率低。磨圆度增高，储集物性变好。 (3)杂基含量对原生孔隙的影响
杂基:指颗粒直径小于0.0315m的非化学沉淀颗粒。代表沉积环境能量,在沉积作 用的影响因素中最重要的因素是杂基含量 杂基含量高,一般代表分选差,平均粒径也较小,喉道小,多为杂基支撑,孔隙结 构差,其孔隙、渗透性也差 2、成岩后生作用对砂岩储层物性的影响 压实作用:包括早期的机械压实和晚期的化学压溶作用。压实作用结果使原生孔隙 度降低 胶结作用:胶结物的含量、成份、类型对储集性有影响。含量高,粒间孔隙被充填 减少原生孔隙,连通性变 差,物性变差。泥质、钙-泥质胶结的岩石较松,物性较好:纯钙质、硅质或铁质胶结的岩 石致密,物性差。胶结类 型由接触式→接触→孔隙式→孔隙→基底式→基底式物性逐渐变差。 溶解作用:粗粒、孔隙水多或含有有机酸的砂岩,能溶解孔喉中的碳酸盐、硫酸盐 硅酸盐,改善储层物性。 交代作用和重结晶作用:物性的改变要视被交代物和重结晶结果而定。 三、碎屑岩储集层的形成环境及分布 碎屑岩储集层的形成和分布,受古沉积条件及古构造条件的控制。一个沉积盆地内碎 屑岩储集层发育情况,受沉积旋回的控制,一般在一个完整旋回的中后期所沉积的砂质岩 分布广,厚度大,储集物性好,常常形成良好的碎屑岩储集层 古构造条件对碎屑岩储集层的形成和分布也有影响。一般在盆地的斜坡带,碎屑物 质经过机械分异作用,颗粒较均匀,圆度好,胶结物含量少,储集物性甚佳。在水下大型古 隆起的顶部和翼部,由于湖水的冲洗作用,形成物性良好的碎屑岩储集层。 横向上碎屑岩储集层的分布主要是受沉积环境的控制,主要分布于砂岩体中
杂基：指颗粒直径小于 0.0315mm 的非化学沉淀颗粒。代表沉积环境能量，在沉积作 用的影响因素中最重要的因素是杂基含量。 杂基含量高，一般代表分选差，平均粒径也较小，喉道小，多为杂基支撑，孔隙结 构差，其孔隙、渗透性也差。 2、成岩后生作用对砂岩储层物性的影响 压实作用：包括早期的机械压实和晚期的化学压溶作用。压实作用结果使原生孔隙 度降低。 胶结作用：胶结物的含量、成份、类型对储集性有影响。含量高，粒间孔隙被充填， 减少原生孔隙，连通性变 差，物性变差。泥质、钙-泥质胶结的岩石较松，物性较好；纯钙质、硅质或铁质胶结的岩 石致密，物性差。胶结类 型由接触式→接触→孔隙式→孔隙→基底式→基底式物性逐渐变差。 溶解作用：粗粒、孔隙水多或含有有机酸的砂岩，能溶解孔喉中的碳酸盐、硫酸盐、 硅酸盐，改善储层物性。 交代作用和重结晶作用：物性的改变要视被交代物和重结晶结果而定。 三、碎屑岩储集层的形成环境及分布 碎屑岩储集层的形成和分布，受古沉积条件及古构造条件的控制。一个沉积盆地内碎 屑岩储集层发育情况，受沉积旋回的控制，一般在一个完整旋回的中后期所沉积的砂质岩， 分布广，厚度大，储集物性好，常常形成良好的碎屑岩储集层。 古构造条件对碎屑岩储集层的形成和分布也有影响。一般在盆地的斜坡带，碎屑物 质经过机械分异作用，颗粒较均匀，圆度好，胶结物含量少，储集物性甚佳。在水下大型古 隆起的顶部和翼部，由于湖水的冲洗作用，形成物性良好的碎屑岩储集层。 横向上碎屑岩储集层的分布主要是受沉积环境的控制，主要分布于砂岩体中
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岩体 舌状砂岩体可分为四个带: 主体:砂岩体近沉积物来源部分。砂岩百分含量高,横向连通性好。 核部:砂岩体中部、砂岩最发育的地段。以细砂岩为主,层间连通性好。 前缘带:砂岩体最前方和两侧边缘的砂岩体尖灭带。以粉砂岩为主,连通性较差。 断续分布带:介于砂岩体沉积区与泥岩沉积区之间的透镜体砂岩,以泥质粉砂岩为 主体)核部)前缘)分布带)尖灭区 主体 核部 前缘 断续分布带 尖灭区 舌状砂岩体平面、剖面分布特征图 、冲积扇砂砾岩体
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岩体。 舌状砂岩体可分为四个带： 主体：砂岩体近沉积物来源部分。砂岩百分含量高，横向连通性好。 核部：砂岩体中部、砂岩最发育的地段。以细砂岩为主，层间连通性好。 前缘带：砂岩体最前方和两侧边缘的砂岩体尖灭带。以粉砂岩为主，连通性较差。 断续分布带：介于砂岩体沉积区与泥岩沉积区之间的透镜体砂岩，以泥质粉砂岩为 主。 1、冲积扇砂砾岩体
冲积y
在干旱、半干旱气候区,山地河流进入平原,在山的出 口堆积而形成的扇形砂砾沉积体。岩性为砾、砂和泥质组成 的混杂堆积,粒度粗,分选差,成份复杂,圆度不好。 物性特征:孔隙结构中等,各亚相带的岩性特征有差别, 因此其渗透性和储油潜能也有变化。其中以扇中的辫状河道 砂砾岩体物性较好,若邻近油源,可形成油气藏。 2、河流砂岩体 岩性由砾、砂、粉砂和粘土组成,以砂质为主,成分 复杂,分选差-中等。包括: 边滩砂岩体(属称点砂坝):发育于河流中、下游弯 曲河道内侧(凸岸),为透镜状,由下到上,粒度由粗到 细的正粒序。中部储油物性较好,向上、向两侧逐渐变差 河床砂砾岩体(属称心滩):沿河道底部沉积。平面 呈狭长不规则条带状,走向一般与海岸线垂直或斜交;剖 面上呈透镜状,顶平底凸。物性一般中部好,向顶、向两 侧变差。渗透率变化较大 一点砂现移动方向 河曲内侧点砂坝的沉积模式图
在干旱、半干旱气候区，山地河流进入平原，在山的出 口堆积而形成的扇形砂砾沉积体。岩性为砾、砂和泥质组成 的混杂堆积，粒度粗，分选差，成份复杂，圆度不好。 物性特征：孔隙结构中等，各亚相带的岩性特征有差别， 因此其渗透性和储油潜能也有变化。其中以扇中的辫状河道 砂砾岩体物性较好，若邻近油源，可形成油气藏。 2、河流砂岩体 岩性由砾、砂、粉砂和粘土组成，以砂质为主，成分 复杂，分选差-中等。包括： 边滩砂岩体（属称点砂坝）：发育于河流中、下游弯 曲河道内侧（凸岸），为透镜状，由下到上，粒度由粗到 细的正粒序。中部储油物性较好，向上、向两侧逐渐变差。 河床砂砾岩体（属称心滩）：沿河道底部沉积。平面 呈狭长不规则条带状，走向一般与海岸线垂直或斜交；剖 面上呈透镜状，顶平底凸。物性一般中部好，向顶、向两 侧变差。渗透率变化较大
静。吉尔斯县林肯县 A 田纳西州 亚拉巴马州 10英里 石灰岩 页岩 1000英尺50英尺 石灰若页岩 美国田纳西州吉尔斯和林肯县奥陶系普拉斯基 和费耶特维尔河床砂岩体油藏平面及剖面图 3、三角洲砂岩体 三角洲是河流入湖或入海口流速降低而 形成的扇形沉积体,以砂岩为主,岩性偏细。 可分三个亚相带,各亚相带主要的砂体有 三角洲平原:分流河道砂岩体,以粉砂 岩、砂岩为主,偏细。 三角洲前缘:水下分流河道:河口砂坝 细、粉砂,分选好:远砂坝:粉砂、细砂和 少量粘土。 前三角洲:席状砂:砂质纯,分选好, 以前缘带的砂坝砂岩体和前三角洲的 席状砂岩体,分选好,粒度适中,为三角
3、三角洲砂岩体 三角洲是河流入湖或入海口流速降低而 形成的扇形沉积体，以砂岩为主，岩性偏细。 可分三个亚相带，各亚相带主要的砂体有： 三角洲平原：分流河道砂岩体，以粉砂 岩、砂岩为主，偏细。 三角洲前缘：水下分流河道；河口砂坝： 细、粉砂，分选好；远砂坝：粉砂、细砂和 少量粘土。 前三角洲：席状砂：砂质纯，分选好。 以前缘带的砂坝砂岩体和前三角洲的 席状砂岩体，分选好，粒度适中，为三角
洲储集层最发育的相带。 寄然 海平面D 三角洲 三角洲沉积平面及垂向分带图 (a) 0英 19公里 美国两个典型三角洲砂岩体分布图 4、湖泊砂岩体 平行湖岸成环带状分布滨湖相、浅湖相、深湖相,砂体集中于滨湖区和浅湖区,这 两区颗粒受波浪的淘洗,粒度适中,分选、磨圆好,胶结物多为泥质,浅湖区为泥质和钙质
洲储集层最发育的相带。 4、湖泊砂岩体 平行湖岸成环带状分布滨湖相、浅湖相、深湖相，砂体集中于滨湖区和浅湖区，这 两区颗粒受波浪的淘洗，粒度适中，分选、磨圆好，胶结物多为泥质，浅湖区为泥质和钙质
混合,相对来讲,浅湖区砂体物性优于滨湖区。 湖泊砂岩体为我国多数油田的储集层类型。 5、滨海砂岩体 滨海区由于波浪、沿岸流、潮汐、风的作用,破坏附近的三角洲可形成沿岸线呈带 状、串珠状分布的砂坝:由 于海水的频繁进退可形成超覆与退覆砂岩体。 超覆和退覆砂岩体:由于海进海退的频繁交替形成。海进砂岩体:下覆三角洲平原 或其它海岸沉积物,不利生油 海退砂岩体:下伏海相页岩,是很好的生油岩, 滨海砂洲:平行海岸线分布。平面上呈狭长带状,形成较好的生储组合。剖面上呈 底平顶拱的透镜状,由下到 上粒度变粗。向上物性变好,向海一侧砂岩与页岩分界明显,渗透性好;向陆一侧砂岩渐变 为页岩和粘土,富含泥质, 渗透性变差。 走向谷砂岩体:在海进过程中的海岸上,沿单面山古地形陡崖或断层陡阶走向分布 的滨海砂岩体,岩性以中、细砂为主, 分选磨圆好,松散,物性好
混合，相对来讲，浅湖区砂体物性优于滨湖区。 湖泊砂岩体为我国多数油田的储集层类型。 5、滨海砂岩体 滨海区由于波浪、沿岸流、潮汐、风的作用，破坏附近的三角洲可形成沿岸线呈带 状、串珠状分布的砂坝；由 于海水的频繁进退可形成超覆与退覆砂岩体。 超覆和退覆砂岩体：由于海进海退的频繁交替形成。海进砂岩体：下覆三角洲平原 或其它海岸沉积物，不利生油。 海退砂岩体：下伏海相页岩，是很好的生油岩， 滨海砂洲：平行海岸线分布。平面上呈狭长带状，形成较好的生储组合。剖面上呈 底平顶拱的透镜状，由下到 上粒度变粗。向上物性变好，向海一侧砂岩与页岩分界明显,渗透性好；向陆一侧砂岩渐变 为页岩和粘土,富含泥质, 渗透性变差。 走向谷砂岩体：在海进过程中的海岸上，沿单面山古地形陡崖或断层陡阶走向分布 的滨海砂岩体，岩性以中、细砂为主， 分选磨圆好，松散，物性好