油藏描述+第5章 储层成岩作用与孔隙结构.ppt

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1、,第五章储层成岩作用与孔隙结构,成岩作用：沉积岩沉积埋藏后直到变质作用以前的漫长地质历史中所经历的物理、化学和生物作用统称成岩作用。储层成岩作用与孔隙结构研究是油藏描述中的一个重要研究领域，是多井评价、油藏地质模型和油藏综合评价的基础。,储层成岩作用与孔隙结构的研究，是利用岩芯样品通过各种现代分析测试手段，研究油气储集岩层的岩性、成岩作用、孔隙类型及成因、孔隙结构等基本特征，探讨储层成岩变化对孔隙分布和孔隙演化的影响，揭示储层的非均质性和影响储层性能的地质因素。,第一节储层岩石学研究第二节成岩作用研究第三节孔隙类型和孔隙结构,第五章储层成岩作用与孔隙结构,第一节储层岩石学研究一、岩石粒度二、颗

2、粒的形态三、屑颗粒的接触形式四、岩石矿物,储层岩石学研究内容 储集层岩石的矿物组成，碎屑颗粒的圆度、分选程度、胶结类型、排列方式，胶结物类型、结构、含量等。,指碎屑颗粒的大小，用颗粒粒径 D 表示(粒径以短轴为准)。单位：mm。该数据由粒度分析可得。1.粒级的划分 粒级划分采用十进制和值表示。采用值时应进行换算，其换算公式为：=-log2 D式中 D为颗粒直径(mm)。,一、岩石粒度,碎屑颗粒分级表粒 级 粒 径(mm)值 砾 石2 5.06 注：粒径以短轴为准。,2.粒度的命名原则碎屑岩中单粒级含量大于50时定主名；含量介于50%25%的粒级以形容词“XX质”写在主名之前；含量在25%10%

3、的粒级以“含XX”写在最前面；含量小于10%的粒级一般不反映在岩石的名称中。砂岩中两个单粒级含量在25%50%时定复名，以“XX-XX岩”表示，含量较多者写在后面；砂岩中三个单粒级含量均在25以上时命名为不等粒砂岩。,3.粒度参数计算粒度参数常应用图解法。首先由累积曲线上读得某些累积百分比处的颗粒直径，然后由数学公式进行计算。,常用的粒度参数描述如下：(1)粒径中值 是指它在粒度上居于沉积物的中间，有一半重量的颗粒大于它，另有一半小于它。Md是累积曲线上 50处对应的粒径，单位mm或。,(2)平均粒径 平均粒径（mz）式中 D16、D50、D84分别为粒度概率曲线上频率为 16%，50%，84

4、%所对应的粒度值。,(3)分选：表示颗粒大小的均匀程度（分选程度），用标准偏差表示。标准偏差公式：=+式中 D95、D5分别为粒度累积概率曲线上 频率为95及5%所对应的粒度值；分选很好：O.35 分选好：0.350.5 分选较好：0.50.71 分选中等：0.711 分选较差。：12 分选差：24 分选极差：4,D84-D16 D95-D5 4 6.6,(4)偏度：判别粒度分布的不对称程度。其计算公式：SK=+按偏度SK 值将偏度分为五级：很负偏态：SK：-1-0.3 负偏态：SK：-0.3-0.1 近于对称：SK：-0.10.1 正偏态：SK:0.1十0.3 很正偏态：SK：0.31,D8

5、4+D16-2D50 D95+D5-2D50 2(D84-D16)2(D95-D5),包括圆度、球度及形状三方面。1.圆度 指颗粒的棱和角被磨蚀圆化的程度。以棱角状、次棱角状、次圆状和圆状四个等级描述：棱 角 状颗粒具尖锐的棱角，棱线向内凹进。次棱角状碎屑颗粒的棱和角均稍有磨蚀，但棱和角仍清楚可见。次 圆 状棱角有显著磨损，棱线略有向外 凸出，但原始轮廓仍清楚可见。圆 状颗粒的棱角已全部磨损消失，棱线向 外突出呈弧状，原始轮廓均已消失。,二、碎屑颗粒的形态,2.球度 指颗粒接近球体的程度。球度系数；式中 A、B、C分别代表颗粒的长、中、短三轴长度。最大球度值等于1，最小球度值近于零。,3.形状

6、 根据颗粒长、中、短(A、B、C)三个轴的长度比值可将颗粒分为四种形状：圆球体：BA23，CB23；扁球体：BA23，CB23；椭球体：BA23，CB23；长扁球体：BA23，CB23。,主要反映岩石的压实强度。碎屑颗粒的接触方式分为四种：1.游离状：颗粒呈分散状，互不接触；2.点状接触：颗粒之间彼此以角顶接触，或是以部分边缘接触；3.线状接触：颗粒周长的2/3以上与其他 颗粒接触,形成很小的线形 空间；4镶嵌状：颗粒之间几乎全部直接接 触,几乎无孔隙空间。,三、碎屑颗粒的接触形式,碎屑岩主要由碎屑，杂基和胶结物三部分物质组成。碎屑物质主要来源于陆源区母岩机械破坏的产物；,四、碎屑岩,杂基指粒

7、径小于0.03mm的非化学沉淀的颗粒；胶结物指碎屑颗粒的杂基以外的化学沉淀物质，通常是结晶的或非晶质的自生矿物。,1.矿物组成及其含量 在碎屑岩中，目前已发现的碎属矿物有160多种，最常见的为石英、长石、云母及各种岩屑和重矿物。对每块岩石（岩心）必须描述组成该岩石的矿物及各自的含量。,2.岩石分类及定名(1)以石英、长石、岩屑三者相对比例为分类依据。燧石在某些地区可归入岩屑统计含量，云母和绿泥石拼入岩屑组合参与命名。分类结果见下表。岩石分类表（%）岩 类 石 英 长石岩屑纯石英砂岩 90 10 石英砂岩 759025 次岩屑长石砂岩50752550 次长石岩屑砂岩 长石岩屑砂岩 25 25 岩

8、屑长石砂岩 长石砂岩 75 2525岩屑砂岩 75 2525注：岩屑包括云母和绿泥石碎屑。,(2)岩石含特殊矿物时的命名 砂岩含火山碎屑10%50%时，命名凝灰质砂岩；当火山碎屑含量50时，按火山碎屑岩标准命名；对含碳酸盐、磷酸盐等岩类，其含量10%50时，应命名为XXX砂岩；含量更高时，以相应化学岩命名。,(3)胶结物参与命名原则 胶结物含量10%25时命名为“含”；胶结物含量25%50%时命名为“质”；大于50时不属于砂岩命名范畴。特殊成份胶结物不受上述含量界线束缚，可直接参与命名，如浊沸石长石砂岩，海绿石石英砂岩等。泥质为自生粘土矿物和陆源粘土矿物，参与命名。,3.填隙物质 填隙物质包括

9、杂基和胶结物。(1)杂基的成分、含量和分布状况 在砂岩中，杂基是指粒度小于0.03mm（或5）的非化学沉淀颗粒，它包括细粉砂和粘土物质。,碎屑岩中常见的杂基粘土矿物有高岭石、水云母、蒙脱石、绿泥石等，各类矿物对流体的敏感性不同，它们的成分、含量和分布状况可通过X射线衍射和扫描电镜进行分析。,(2)胶结物、胶结类型及含量胶结物 指碎屑颗粒和杂基以外的化学沉淀物，是除粘土基质而外的各种结晶的或非晶质的自生矿物，常见的是碳酸盐、硅质矿物以及一部分铁质物质。,胶结类型 碎屑颗粒与填隙物之间的关系称为胶结类型。分八种类型描述。a.基底式：碎屑颗粒呈飘浮状而互不接触，粒间胶结物含量一般大于25%；,b.孔

10、隙型：碎屑颗粒呈支架状接触。胶结物分布在颗粒间之孔隙中，胶结物含量一般为5%25；,c.接触型：碎屑颗粒呈支架状接触。胶结物分布在颗粒接触处，其含量一般小于5%；d.镶嵌型：碎屑颗粒呈凹凸状或缝合线状接触，颗粒周边有23为凹凸状或缝合状镶嵌，胶结物含量往往很少，且常分布于未被嵌合的部位;,e.薄膜型：胶结物呈薄膜状分布于颗粒周围，薄膜厚度较为均一。薄膜型砂岩的胶结物含量一般小于10%；f.再生型(加大型)：胶结物围绕碎屑生长，两者成分相同，以石英和长石居多。当50以上颗粒加大时，胶结类型定为再生型；,g.凝块型：砂岩中胶结物分布极不均匀的一种结构，如班块状、团块状、凝块状等；h.弱胶结型：孔隙

11、十分发育，胶结物含量一般小于20的疏松砂岩定为弱胶结型；胶结物的成分、含量及胶结类型可通过薄片鉴定确定。,4.自生矿物和重矿物 自生矿物：自生矿物是沉积埋藏后，沉积岩形成过程中新生成的矿物。自生矿物一般是沉积物质与所处环境处于物理化学平衡时的产物，可做为恢复其形成阶段物理化学条件的标志。重矿物：指相对密度较大（286）的矿物。重矿物在沉积岩中含量少，常小于1%，但种类很多，且很稳定，不同类型母岩其重矿物的组成及含量不同，利用重矿物的组合判断母岩成分，物源方向及沉积环境，划分和对比地层。,第二节成岩作用研究一、碎屑岩的主要成岩作用二、成岩阶段的划分方案三、成岩阶段的划分,揭示储集层的成岩作用类型

12、和特征、成岩强度、成岩序列、成岩阶段等。研究方法 偏光显微镜、阴极发光显微镜、扫描电子显微镜、X衍射、稳定同位素、电子探针、孔隙结构图象分析仪等。,成岩作用研究,电子探针,稳定同位素质谱仪,扫描电子显微镜,碎屑储集岩的主要成岩作用有(1)机械压实作用(2)化学压实作用(3)胶结作用(4)交代作用(5)溶解作用(6)自生矿物的形成,一、碎屑岩的主要成岩作用,1.机械压实作用机械压实作用是沉积埋藏阶段在上覆重力及静水压力下，碎屑颗粒紧密排列，软组分挤入孔隙，水份排出，孔渗变差的作用，也是油气藏储层最常见的一种成岩作用。,(1)机械压实作用痕迹应用显微镜观察到的机械压实作用痕迹:,压实定向结构,紧密

13、接触,塑性颗粒变形,脆性变形,压实定向结构常见片状或伸长状颗粒长轴近平行排列。碎屑物质在沉积时，颗粒长轴方向是随机的，尤其在水流能量高，快速沉积的条件下，颗粒长轴优选方位不明显，机械压实作用下颗粒发生转动或移动使长轴与压力轴向垂直。这在杂基支撑的砂岩中最常见。,紧密接触机械压实作用的强弱，可以从颗粒的接触方式反映出来，由弱到强的顺序为漂浮状、点接触、线接触、凹凸接触。后两种接触方式反映了碎屑物质经受了强烈的压实作用。,塑性颗粒变形压实作用可使泥页岩岩屑、碳酸岩岩屑等变形，压实作用强烈时，可使之挤入孔隙中形成假杂基。在长期的压应力作用下，一些脆性颗粒发生塑性变形，晶格畸变，镜下形成波状或带状消光

14、。强度较弱的颗粒在压应力作用下常被压扁、压弯。,脆性变形刚性碎屑颗粒被压裂或压碎。在下第三系砂岩薄片中，常见石英产生菱面体解理，长石和方解石产生裂缝，而后又重新愈合。,(2)压实作用强度的定量表征 颗粒填集密度 在岩石薄片中进行测量、统计和分析。填集密度=(颗粒截距总长度/测量长度)100%填集密度越大，压实强度也越大。根据填集密度，按研究区最大原始孔隙度计算压实后损失的孔隙度，可反映压实作用的强度。,压实率通过砂体原始孔隙体积与压实后的粒间体积进行对比，计算压实率。压实率反映了砂体压实后原始体积降低的百分比。原始孔隙度压实后粒间体积 压实率100 原始孔隙体积 原始孔隙度=20.9+22.9

15、1/S0,S0是分选系数；压实后粒间体积一般通过薄片统计估算，包括孔隙体积、胶结物体积和杂基体积。,2.化学压实作用当上覆地层压力或构造应力超过孔隙水所能承受的静水压力时，会引起颗粒接触点上晶格变形和溶解，溶解物质垂直于主压应力方向迁移，在颗粒的局部边缘形成压溶加大边。,石英的压溶作用是最常见的压溶现象，一般在1000-1500m深度时较发育。显微镜下，碎屑颗粒的紧密填集，线接触、凹凸接触等现象，都是压溶作用的痕迹。,3.胶结作用胶结作用是指矿物质在碎屑沉积物孔隙中沉淀，并使沉积物固结为岩石的作用。,碎屑岩中常见的胶结物有粘土、硅质、碳酸岩、其它矿物(沸石和黄铁矿)等。,粘土胶结作用几乎所有的

16、砂岩中都有一定量的粘土充填。薄片中常见粘土呈薄膜式或孔隙式胶结。不同时代、不同埋藏深度的砂岩中，粘土矿物的类型和分布不同，因而对砂岩的储集性能的影响也不同。,硅质胶结作用硅质胶结作用最常见的形式是石英自生加大。时代越老和埋藏深度越大的砂岩，石英自生加大越强烈。,借助于偏光显微镜和捎描电镜观察，可以将石英加大边划分为四个级别,碳酸盐胶结作用碳酸盐胶结物中的主要矿物：方解石、白云石、铁白云石、铁方解石和菱铁矿等。砂岩中的碳酸盐胶结物结构：常见泥晶、粉晶和亮晶结构砂岩中的碳酸盐胶结物胶结方式：孔隙型、薄膜型和再生型。,早期沉淀的方解石胶结物直接围绕着碎屑颗粒的边缘；晚期碳酸盐胶结物在其他胶结物之外，

17、碳酸盐胶结作用可多期进行，形成不同世代的碳酸盐矿物。在许多砂岩中，碳酸盐胶结物分布极不均匀，常见团块状和层状分布，是导致孔隙分布不均匀的主要原因之一。,应用阴极发光显微镜可以观察碳酸盐胶结世代 方解石或白云石晶体易于在空间呈层状生长，在生长过程中，由于成岩环境的变化，常常形成环带结构。在阴极发光显微镜下，可以看到不同的发光环带，据此，可判断碳酸盐胶结物的世代和胶结次数。,其它矿物的胶结作用在成岩作用过程中，还有其它一些胶结矿物的形成，如黄铁矿、长石、石膏、沸石等。它们的存在有时对储层性能产生影响。例如黄铁矿在大港油田风化店地区孔店组砂岩中常表现为局部富集的团块，充填孔隙，使砂岩孔隙度降低。,胶

18、结作用强度的定量表征：胶结率(胶结物含量/原始孔隙体积)100 原始孔隙度=20.9+22.91/S0,S0是分选系数；胶结率反映了胶结作用降低砂体原始孔隙体积的百分数,4.交代作用一种矿物被溶解，同时被溶液中沉淀出来的矿物所置换，新形成的矿物与被溶矿物没有相同的化学成分，这种现象称为交代作用。砂岩中较常见的是碳酸盐胶结物交代碎屑颗粒与其它胶结物，白云石交代方解石，粘土矿物交代碎屑颗粒等。,硼交代镁质大理岩形成的硼镁铁矿,5.溶解作用沉积物埋藏后，始终处于地下流体的包围之中，溶解作用时刻都在进行。随着埋藏深度的增加，地温、压力增大，孔隙水和地层水的性质会不断发生变化，其溶解作用也会时大时小，溶

19、蚀作用也时强时弱。,6.自生矿物的形成与充填作用自生矿物是沉积埋藏后新形成的矿物。自生矿物垂直孔隙壁向孔隙中心生长，使孔隙变小，喉道变窄的作用称为充填作用。尤其在成岩晚期或溶解作用之后形成的自生矿物，自形成度高，晶体较大，充填在粒间孔隙内，使储层性能变差。砂岩中自生矿物包括自生粘土矿物、自生碳酸盐矿物、自生石英和长石等。,7.成岩系数 为了定量表征成岩作用对储层孔渗性的影响，我们引入“成岩系数”（C）这一参数：面孔率 C 压实率+胶结率+微孔隙率其中：面孔率=(测量区域内孔隙总面积/测量区域总面积)100%原始孔隙体积压实后粒间体积 压实率100 原始孔隙体积 胶结率(胶结物含量/原始孔隙体积

20、)100 物性孔隙度面孔率 微孔隙率100 物性孔隙度 成岩系数反映了岩石受成岩作用改造后，对储层性能的影响程度。成岩系数与孔隙度、渗透率呈正相关。,二、成岩阶段的划分方案,由于成岩作用复杂，人们做了大量研究工作来摸索其特征和规律，一般主要集中在对成岩作用阶段的划分上。遗憾的是直到目前也没有一个公认的、统一的划分方案，成岩阶段的个数、各阶段的名称、划分的标准都不统一，有的甚至相互抵触。任何一个方案都是地区性的，或限定在某一国度内，对另一个区就不一定完全适用。经过多年的研究，特别是油气勘探开发事业的发展，成岩作用研究有了长远发展。根据划分依据或成岩作用标志不同，产生不同划分方案：（1）根据粘土矿

21、物（2）根据煤岩学（3）根据地球化学环境（4）根据埋深（5）综合分类,1.根据粘土矿物,早成岩阶段：所有粘土矿物都是稳定的，蒙脱石可以生成；中成岩阶段：沉积物变得致密，所有粘土矿物尚稳定，但见高岭石的迪开石化及蒙脱石的伊利石化；晚成岩阶段：温度大于100，蒙脱石和不规则混层粘土 矿物消失；近变质阶段：温度约200，以伊利石和绿泥石为主。该方案适用于研究粘土岩的成岩作用阶段划分。此划分方案的优点是把粘土矿物的转化与有机质的成熟度联系在一起，对于油气生成和运移的研究意义重大。,2.根据煤岩学,温度和埋藏深度对于煤的热变质起着控制作用，反过来，煤的牌号可以指示成岩作用的程度和阶段。1）成岩作用阶段（

22、泥炭阶段）。2）后生作用阶段。包括以下三个时期：早后生（褐煤阶段）；中后生（煤化阶段）；晚后生（成煤阶段）。3）近变质作用阶段。这种划分方案适用于煤盆地或煤系地层的成岩作用研究。目前广泛采用的镜质体反射率(Ro)就是从煤岩学基础上发展起来的，它可以定量地反映有机质成熟度和成岩作用程度。,1）同生成岩阶段：埋深01000m，与沉积环境关系密切，常导致早期石化作用和自生成矿作用：2）深埋成岩阶段：埋深为100010000m，发生的变化多种多样，是在封存水和其他流体（特别是卤水和石油）向上和侧向运移的情况下发生的，温度可达100200：3）表生成岩阶段：大气水的影响显著，发生的变化有氧化作用、风化作

23、用等。沉积物未必都要经历这三个阶段，可因海平面变化、构造运动而中断、复活或破坏。,3.根据地球化学环境,4.根据埋深,1)浅成岩阶段：深度3200m，温度130，Ro0.78，粘土矿物以伊利石和绿泥石为主，储集层物性差，主要取决于碳酸盐矿物含量和溶解作用程度，储集空间主要是次生孔隙。,5.综合分类,原中国石油天然气总公司科技发展部综合自生矿物、粘土矿物、有机质成熟度、岩石结构和物性等，把成岩作用划分为：,1)同生成岩阶段：沉积物沉积后至埋藏前所发生的变化与作用时期称为同生成岩阶段。2)成岩阶段：原始沉积物接受新沉积物覆盖后，从海水、大气淡水和混合水接触不到的深度开始，经胶结、固结成岩，直至变质

24、作用之前所发生的物理、化学作用和变化时期称为成岩阶段。早成岩阶段（A、B两个亚期）中成岩阶段（A、B两个亚期）晚成岩阶段3)表生成岩阶段：处于某一成岩阶段的弱固结或固结的碳酸盐岩、碎屑岩，因构造作用抬升至地表或近地表，受大气、淡水的溶滤等作用所发生的变化与作用时期称表生成岩阶段。,三、成岩阶段的划分,碎屑储集岩所处的成岩阶段是反映构造变动、流体性质、埋藏深度等多种因素相互作用的结果，它与有机质的成熟度、岩石的组成、结构、储集性能及其他许多特点有着直接的联系，因此，成岩阶段的确定对油层展布的预测、储集条件评价是一项必不可少的依据。实际工作中根据地温梯度、粘土矿物的演化、有机质热演化、岩矿特征等指

25、标对成岩阶段进行划分。,1.成岩阶段划分主要依据(1)有机质成熟度 成岩作用强度与有机质成熟度均是时间和温度的函数，通过有机质成熟度可以对成岩阶段进行划分。通常应用镜质体反射率、孢粉颜色及热变指数等指标来划分有机质成熟度。,(2)伊利石/蒙脱石(I/S)混层粘土矿物的转化 随着埋深和温度的增加，泥岩及碎屑岩杂基中的蒙脱石会发生成岩演变。在不同的成岩阶段，I/S的混层的演化有一定规律。,(3)自生矿物分布及形成顺序 各种自生矿物的形成要求一定的物理化学条件，而随着底层温度、压力及孔隙水性质的变化，会出现不同类型的自生矿物，它们能指示岩石的形成发育过程，可做为成岩阶段划分的辅助标志。,(4)储层岩

26、石结构及孔隙类型 在不同的成岩阶段，由于成岩作用对孔隙演化的影响不同，会出现不同的孔隙发育带。,(5)古温度 古温度不但影响有机质成熟度、伊利石蒙脱石（I/S）混层粘土矿物的转化，还影响自生矿物的形成，因此古温度也是划分成岩阶段的标志。,可利用矿物温度计沸石带的生成温度获取古温度。,矿物温度计沸石带的生成温度研 究 者 各沸石带顶部的温度（）斜发沸石带方沸石带 浊沸石带 Utada（1971）3645 5772 120124 IiJima和 Utada（1971）4149 8491 120 佐藤、长谷川（1974）40 78 110 风间、青柳（1975）40 90 120124 青柳、风问（

27、1977）47 93 138 饭岛（1978）3060 8491 119158 粘土矿物形成温度 高岭石 70100 无序伊蒙混层 50100 有序伊蒙混层 100175 伊利石 130150,斜沸石 方沸石 浊沸石,石油天然气总公司制定的碎屑岩成岩阶段划分规范 阶段 古 有 机 质 泥质岩 砂岩砂岩中自生矿物接 孔 温 固结触 隙 阶期度 R0 孢粉颜成 I/S 混层程度石英方铁白类 类 段（）（）色、热熟中S层 类型 加大解云石型 型 变指数带（）分带 级别石 同生成常温（1）海绿石、鲕绿泥石的形成;（2）同生结核的形成；岩阶段（3）平行层理面分布的菱铁矿微晶及斑块状泥晶；（4）分布于粒间

28、和颗粒表面的泥晶碳酸盐 早A 常温 85 0.5 桔黄 成50 有序固 含 亮 点次生孔成 140 1.3 一棕 熟 混层结 II、发育 岩 2.5 15 带 线 3.7 铁 晶 状 B 140 1.3 棕黑 高15 超点 线次生孔 170 2.0 3.7 成 阵有 III、减少，4.0 熟 序混 缝并出现 层带 合裂缝 状 170 2.0 黑 过混层 绿泥 裂缝发晚成岩200 4.0 4.0 成消失 石、IV 育 熟 伊利 石带,2.采样及分析鉴定 储层采样：应按埋深自浅而深系统采样，构成一个连续剖面样品应以主力储层为重点除在含油井段取样外，含水井段和油水过渡段都须取样，以研究是否存在差异成

29、岩作用样品密度视成岩演化程度而定,储层样品分析鉴定内容 a.铸体薄片鉴定常规矿物组成鉴定 碎屑矿物成分，填隙物成分，胶结物及类型，自生矿物及形成顺序，颗粒接触关系等原生孔隙和次生孔隙鉴别孔隙产状描述面孔率测定,b.阴极发光鉴定石英加大碳酸盐胶结物世代c.扫描电镜及能谱测量孔隙孔喉类型、孔喉比及连通状况粘土矿物及产状，结晶程度，转化情况自生矿物发育状况应用能谱测量对矿物进行元素定量分析,泥质岩采样及分析鉴定 与储层间互共生的泥质岩层同样经历成岩演化，其矿物、地化等指标也是指示成岩演化史的重要依据。一般应采样做如下分析鉴定：测定粘土矿物相对含量 测定镜煤反射率，孢粉颜色及热变指数,3.成岩事件识别

30、及成岩阶段划分 确定成岩事件 a根据各种分析鉴定成果，确定研究对象所经历过的成岩事件。碎屑岩的成岩事件主要有:机械压实作用，化学压溶作用，胶结作用，溶蚀作用，交代作用，重结晶作用等。,b针对具体研究对象，成岩事件应以岩石结构，矿物变化等具体内容命名。如机械压实，石英加大，长石高岭石化，方解石交代，铁白云石析出，绿泥石重结晶、碳酸盐溶解、烃类进入等。c判别各成岩事件在地质历史中出现顺序，自先而后排出序列。,成岩阶段划分 根据成岩事件，参照成岩阶段划分主要依据，对研究区对象储层作出成岩阶段划分，成岩阶段描述的内容包括：a划分依据；b各种成岩作用序列及所处成岩阶段；C各阶段相应埋藏深度；d孔隙演化史

31、。,鄂尔多斯西缘前陆盆地二叠系砂岩成岩模式图,第三节孔隙类型和孔隙结构一、孔隙类型二、孔隙结构分类三、孔隙喉道类型四、研究孔隙结构的方法,储层孔隙类型和孔隙结构是控制储层物性和产能大小的重要因素，也是储层评价的重要依据。储集岩经过各种成岩作用，其孔隙结构会变得十分复杂。孔隙结构是指岩石所具有的孔隙喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系。一般将颗粒包围着的较大空间称为孔隙，而仅仅在两个颗粒间连通的狭窄部分称为喉道。,原生孔隙原生孔隙主要是原生粒间孔隙，它随着埋深的增加由于压实作用和胶结作用而迅速减少，原生粒间孔隙在成岩演化过程中由于正常压实及胶结作用，孔隙空间减少，但骨架颗粒之间未受到明显溶

32、解作用的一种孔隙。次生孔隙次生孔隙是由溶解作用、交代作用等成岩作用所形成的孔隙及构造作用所形成的裂隙。次生孔隙一般占总孔隙的1/3。,一、孔隙类型,粒间孔隙结构 主要是粒间胶结物、交代物或杂基溶解而形成的孔隙。识别这类孔隙的标志是碎屑颗粒边缘的溶解现象。特大孔隙结构碎屑颗粒和胶结物同时被溶解，胶结物、交代物、杂基和颗粒同时被溶解，原生粒间孔溶解扩大等形成的超大孔隙。组分内孔隙结构包括颗粒内、杂基内、胶结物内，以及交代物部分溶解作用形成的孔隙和自生矿物晶间孔隙等。裂隙孔隙结构包括岩石裂隙，颗粒内裂隙等。,二、孔隙结构分类,缩颈喉道在粒间孔隙为主或以扩大粒间孔隙出现的储集砂岩，其孔隙和喉道有时难以

33、区分，可以把孔隙缩小的部分称为喉道。常见于颗粒支撑，漂浮状颗粒接触以及无胶结物的砂岩中，此类孔隙结构属于孔隙大、喉道粗、孔喉直径比接近于1。具有这种喉道的岩石、孔渗性很高。,三、孔隙喉道类型,收缩喉道当砂岩颗粒被压实而排列紧密时，保留下来的孔隙可能很大，但由于颗粒紧密接触，使喉道大大变窄，形成收缩喉道。此类孔隙结构属于大孔隙、细喉道类型，孔喉直径比很大。因此，具有这类孔隙结构的砂岩，具有较高的孔隙度，而渗透率较低。,片状或弯曲片状喉道当砂岩进一步压实或者由于压溶作用使晶体再生长时，其再生长边之间包围的孔隙变得很小，一般是四面体或多面体形，晶间隙是这些孔隙相互连通的喉道，常为片状和弯曲片状，一般

34、小于1微米，个别有几十微米。此类孔隙结构的孔隙很小、喉道极细。常见于接触式、线接触、凹凸接触式砂岩中。,管束状喉道当杂基及各种胶结物物含量较高时，原生颗粒间孔隙有时可以完全被堵塞。杂基及胶结物中的许多微孔隙本身即是孔隙又是连通通道。这些微孔隙象一支支微毛细管交叉地分布在杂基和胶结物中。这类孔隙结构常见于杂基支撑、基底式和孔隙式胶结的砂岩中。,一般采用薄片法、压汞法和图象分析法。(1)薄片法利用常规薄片、铸体薄片在偏光显微镜、电子扫描显微镜下观察，可在二维、三维空间直观地分析和测量孔隙和喉道类型、大小、形状、数量和分布情况，还可以清楚地看到孔隙与颗粒、孔隙与胶结物、孔隙与孔隙、孔隙与喉道之间的关

35、系。,四、研究孔隙结构的方法,确定面孔率 测量区域内孔隙总面积 面孔率100%测量区域总面积采用网格法或线统计法目测求得。确定孔隙大小、分布一个样品连续测定一定数量的孔隙，利用测量结果作出孔隙分布直方图和累计频率分布曲线，它直接反映孔隙大小、分布情况。也可求出样品最大孔径、最小孔径、孔径中值和平均孔径。,确定孔隙配位数利用薄片可以统计每个孔隙周围的喉道数，然后求取每个样品的平均配位数。确定喉道类型(缩颈、收缩、弯曲片状、管束状)利用孔隙铸体的扫描电镜与铸体薄片、岩石薄片观察相结合可确定喉道类型。一块样品或某一层段中的孔喉是复杂多变的，这取决于岩石颗粒接触类型、胶结类型和颗粒本身的大小和形状。一

36、般情况下，确定出砂岩中占主导地位的孔喉类型，即可作为岩石的孔喉类型。,(2)压汞法 根据每块砂岩样品的压汞实验数据，可绘制相应的毛细管压力曲线，并求取每条曲线的特征参数,毛细管压力特征参数图,排驱压力Pd和 最大孔喉半径RD 最大孔喉半径RD是水银进入孔隙网络时最先突入的喉道大小。沿毛细管压力曲线的拐点作切线与孔隙喉道轴相交而求得。排驱压力Pd指孔隙系统中最大孔喉半径所对应的毛细管压力。是过RD作横轴平行线与毛管压力座标轴相交所示的压力值。一般地，渗透率高的岩石，排驱压力Pd低，渗透率低的岩石，Pd高。,毛细管压力特征参数图,孔喉半径中值R50和 毛细管压力中值P50 进汞饱和度为50%时，所

37、对应的孔隙喉道半径和毛细管压力值。它是孔隙喉道大小分布趋势的量度。,毛细管压力特征参数图,最小非饱和孔隙体积百分数Smin 当注入的水银压力达到仪器的最高压力时，没有被水银侵入的孔隙体积百分数。Smin值越大，表示无效微孔隙所占的体积越多，储集性能越差。,毛细管压力特征参数图,孔隙喉道半径平均值Rm 孔喉大小总平均数的度量，它反映孔喉分布的集中趋势。Rm=(D16+D50+D84)/3式中:D16、D50 为孔喉频率累积分布曲线上累计百分 比为16%、50%所对应的孔喉半径,孔隙喉道分选系数Sp 是反映孔喉分散和集中的情况，是指孔喉大小分布的均一程度。孔喉大小愈均一,则其分选性愈好，孔喉分选系

38、数愈接近于0。孔喉分选系数按下式计算：Sp=（D84-D16）/4+（D95-D5）/6.6当分选系数 Sp 3，为分选极差。,孔隙峰度Kp表示频率曲线尾部与中部展开度之比，说明曲线的尖锐程度。D95-D5 Kp=2.44(D75-D25)Kp=1曲线呈正态分布，Kp0.6为平峰曲线，Kp=1.53 为尖锐曲线，峰值大小受多种因素影响，其中可能与孔隙类型及孔隙后期改造有关。,退出效率We 在压汞仪的额定压力范围内，从最大注人压力降低至最小压力时，岩样退出的汞的体积与最大注入汞体积Smax之比的百分数。We=(Smax-Sr)/Smax 100%式中：Smax为注入汞的最大饱和度，%；Sr为退出

39、后残留在岩样中的汞饱和度，%。退出效率相当于润湿相排驱非润湿相时所排出非润湿相的效率。对于水湿油层来说，它相当于水驱油的驱油效率。,(3)图象分析法 为了深入揭示储集岩石孔隙结构特点，可应用图象分析仪对砂岩铸体薄片进行微观定量分析，获得如下孔隙结构参数。面孔率:(测量区域内孔隙总面积/测量区域总面积)100%孔隙等效半径：R=(A)1/2；孔隙比表面：S0=(4/)(L/A)；孔隙分选系数：Sp=(Xi-X)2/N1/2；均质系数：CA=X/Xmax；孔隙宽长比：H/L=(H/L)i/N；孔喉比:孔隙等效直径/喉道平均宽度；孔隙配位数:每个孔隙周围的喉道数。,其中:A 为所测孔隙的面积；L 为所测孔隙的周长；Xi 为第i个孔隙半径；X 所测孔隙半径平均值；N 为所测孔隙个数；H 为孔隙宽度；L 为孔隙长度。,