架孔隙等。
裂缝型储层:储集空间以裂缝为主,孔隙和溶洞较少。裂缝既作为主要的油气储集空间,又是油气渗滤通道。
裂缝-孔隙型储层:储集空间为各类孔隙和裂缝。孔隙和裂缝形成复杂的孔-缝网络,是碳酸盐岩中分布较广泛的一类储层。
裂缝-溶洞型储层:储集空间以各种大小不同的溶洞为主,孔隙不发育,但裂缝发育。溶洞是主要的储集空间,裂缝为渗流通道。这类储层与古岩溶作用有关,常分布于不整合面及大断裂附近。
孔洞缝复合型储层:储集空间为各种成因的孔隙、溶蚀洞穴和裂缝。孔隙、溶洞为主要的油气储集空间,裂缝主要发挥渗流通道作用,构成统一的孔隙-溶洞-裂缝系统。
二、碳酸盐岩储层的喉道类型
在碳酸盐岩储层中常见的喉道类型有三种(图3-25)。
管状喉道:孔隙与孔隙之间由细而长的管子相连,其断面接近圆形(图3-25a)。 孔隙缩小部分成为喉道:孔隙与喉道无明显界限,扩大部分为孔隙,缩小的狭窄部分即为喉道(图3-25b)。
片状喉道:碳酸盐岩中最常见的喉道类型,一般很窄,只有几微米到十几微米,为矿物晶体间的缝隙,连通着多面体或四面体孔隙(图3-25c)。
三、碳酸盐岩储层储集物性的影响因素
碳酸盐岩的储集物性主要取决于其储集空间和渗滤通道的发育程度。
1.碳酸盐岩孔隙(洞)发育的主要影响因素 (1)沉积环境对原生孔隙发育的控制
原生孔隙的发育与岩性有关。岩性主要受沉积环境控制,决定于沉积环境水动力的高低。粒间孔隙发育在外陆架等高能条件下的生物礁和浅滩环境形成的颗粒石灰岩中,其孔渗性与颗粒大小,分选程度正相关,与基质含量负相关;晶间孔隙大小与晶粒大小及均匀性关系密切;各种生物孔隙的大小与生物个体大小和排列状况有关。
图3-26表示不同沉积环境下的碳酸盐岩储集层平均渗透率与沉积环境的关系图,最高孔隙度和渗透率值处于与浅滩环境有关的岩相。
3.成岩作用的影响
使孔渗性能降低的成岩作用主要有胶结作用、压实作用、压溶作用和充填作用。有利于孔隙形成的成岩作用主要为白云石化作用和溶解作用,高压异常同样有利于原生孔隙的保
存。
(1)碳酸盐岩溶蚀孔隙的形成
碳酸盐岩溶孔和溶洞的发育程度,主要决定于岩石本身的溶解度和地下水的溶解能力。 ①碳酸盐岩的溶解度
在地下水富含CO2的一般情况下,碳酸盐岩溶解度与Ca/Mg比值成正比关系,即石灰岩比白云岩易溶。而在富含SO4水中则相反。
质纯者易溶解。碳酸盐岩的溶解度随粘土含量的增加而减小,因此,碳酸盐岩溶解度按下列顺序递减:石灰岩→白云质灰岩→灰质白云岩→白云岩→含泥石灰岩→泥灰岩。
岩石的组构溶解度有影响。一般随着颗粒变小,溶解度降低。粗粒结构的碳酸盐岩粘土含量少,粒间孔或晶间孔较大,地下水比较容易通过,易于产生溶蚀孔洞。
②地下水的溶解能力
当地下水中含有CO2时、或温度升高时,地下水的溶解能力增大。 ③地貌、气候和构造的影响
碳酸盐岩出露于气候温暖的河谷近湖(海)岸、剥蚀区、多裂缝或断层区时,更易被溶蚀。
2-2+
2+
(2)其他成岩作用
①白云岩化作用:一般来说,石灰岩被白云岩化作用以后,晶粒增大,岩性变疏松,孔隙度和渗透率大为增加。当白云石含量再增加的时候,则孔隙度和渗透率相对地衰减(图3-27)。
②重结晶作用:碳酸盐岩在成岩后生作用阶段,因温度和压力不断增加,会发生重结晶作用,结果晶体变粗,孔径增大,使晶间孔隙变大,有利于形成溶蚀孔隙。
③去白云石化作用:当含硫酸钙的地下水经过白云石发育地区时,将交代白云石,产生次生方解石,形成去白云岩化的次生石灰岩。其中方解石晶粒变粗,孔隙度增大,但分布比较局限,常呈树枝状或透镜状出现于白云岩中。
(3)成岩阶段对储层特征的影响
①早成岩阶段:从沉积作用结束到沉积物被埋藏到不受地表作用影响以前。碳酸盐岩矿物的沉淀作用降低孔隙度(图3-28,A)。
②中深成岩阶段:主要成岩作用为胶结作用,孔隙度降低(图3-28,B、C)。
③表生成岩阶段:碳酸盐岩抬升到地表浅层时,沿不整合面形成侵蚀作用。大气水溶蚀形成孔隙,由溶蚀产生的沉积物沉淀和胶结作用对孔隙起破坏作用(图3-31,D、E)。
3.碳酸盐岩裂缝发育的主要影响因素 (1)裂缝发育的岩性因素 ——内因
裂缝发育的内因主要决定于岩石的脆性。脆性大的岩层裂缝发育。各类碳酸盐岩和化学岩的脆性由大到小的顺序为:白云岩或泥质白云岩→石灰岩、白云质灰岩→泥灰岩→盐岩→石膏。碳酸盐岩中泥质含量高者脆性小,硅质含量高者脆性大;质纯粒粗者更易产生裂缝;层厚者裂缝密度小但规模大,层薄者相反。
(2)裂缝发育的构造因素——外因
裂缝的存在对碳酸盐岩储层具有双重作用,一方面可作为储集空间;另一方面还可作为成岩水的渗流通道,有利于溶解作用的进行和溶蚀孔洞的发育。
第四节 特殊岩类储集层
特殊岩类储集层是指除碎屑岩和碳酸盐岩外的其它岩类储集层,如岩浆岩、变质岩、粘土岩等。
一、火成岩储集层
火成岩储集层主要是指岩浆侵入岩和火山喷发岩形成的储集层,常见的有玄武岩、安山岩、粗面岩、流纹岩,此外,还有火山碎屑岩(包括各种成分的集块岩、火山角砾岩、凝灰岩)。从油气聚集的数量来看,喷出岩多于侵入岩,其中中-基性喷出岩储层占有重要地位(表3-8)。
火成岩的储集空间包括孔隙和裂隙两种类型,根据成因划分为原生孔隙和次生孔隙(表3-9)。总体上具有孔隙多样、分布不均、连通性差,空间结构复杂等特点(图3-30,图3-31)。
火成岩含油性的好坏与下列两个因素关系很大:圈源距离和储集物性。
二、变质岩储层
变质岩储集层是指由变质岩类构成,并由其中的表生风化或构造破裂形成的裂缝作为主要的储集空间和渗流通道的一类储集体(表3-10),多发育在不整合带,储集条件受制于古风化壳的形成、演化;储集空间以风化孔隙、裂隙、构造裂缝为主(表3-11);岩石类型以遭受多期变化的混合岩类为主,其次是板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、变粒岩等区域变质岩类和碎裂岩类。在储集空间、油气聚集和分布等方面,变质岩储集层均与碎屑岩储层、岩浆岩储层有较大差别。
典型实例:酒泉西部盆地鸭儿峡背斜构造志留系变质岩潜山油藏;辽河凹陷西部凹陷中-晚元古界变质岩古潜山油藏。
三、泥质岩储集层
泥质岩类储层是指由泥岩和页岩及砂质泥岩作为基质的储层。按照储集空间类型,可分为三类:裂缝型、孔隙型和孔-缝复合型(表3-12)。其中裂缝型储集层是最主要的泥岩储集层类型。泥岩裂缝型储集层主要分布在生油门限以下具有较强生油能力的烃源岩内,其内含有丰富的有机质,自生自储,常具有异常高压、初期产量高、产量递减快。
典型实例:柴达木盆地油泉子油田第三系钙质泥岩、大庆古龙凹陷白垩系青山口组泥岩、胜利油田沾化凹陷四扣洼陷沙三段油页岩等裂缝油气藏。
第五节 盖层的类型及其封盖机制
盖层是指位于储集层之上能够封隔储集层使其中的油气免于向上逸散的岩层,多以细粒、致密、孔渗性差为特征。在油气源充足条件下,盖层的分布与封盖性能控制油气的运移、聚集与保存,是油气成藏的必要条件。
一、盖层类型
1.按岩性分类
(1)泥质岩类盖层:粒度细、致密、渗透性低,具有可塑性、吸附性和膨胀性等特性,是良好的盖层岩性。油气田中最常见,分布最广、数量最多,几乎产于各种沉积环境。
(2)蒸发岩盖层:主要包括盐岩和膏岩,是一类最佳的盖层。И.В.维索茨基(1979)认为,世界上天然气储量约35%与膏盐岩类盖层有关。
(3)碳酸盐岩类盖层:主要包括含泥灰岩、泥质灰岩和致密灰岩等。由于其易被水淋滤溶蚀形成缝洞,因此能否作盖层有争议。
(4)其他岩类:铝土岩、火成岩、煤层等。
2.依分布范围分类
(1)区域性盖层:遍布在含油气盆地或者坳(凹)陷中的大部分地区,厚度大,面积大,分布广而稳定的盖层。对整个盆地或者坳陷油气聚集起控制作用(图3-32)。
(2)局部性盖层:分布在一个或数个油气保存单元内或者在某些局部构造或者局部构造上某些部位的盖层。只对某一地区局部的油气聚集起控制作用。
3.根据盖层与油气藏的位置关系分类