《储集层和盖层》PPT课件.ppt

4 4储集层和盖层储集层和盖层l4.14.1概述概述l4.24.2储集层的物理性质储集层的物理性质l4.34.3储集层的类型储集层的类型l4.44.4储集层的研究储集层的研究l4.54.5盖层盖层 人人们们之之所所以以提提出出 石石油油 这这一一概概念念，就就是是因因为为这这种种物物质质产产出出于于岩岩石石中中。岩岩石石何何以以能能够够产产出出油油气气呢呢？那那就就是是因因为为它它具具有有油油气气可可以以容容身身于于内内的的 孔孔、洞洞、缝缝，人人们们把把这这种种岩岩层层称称为为 储储集集层层。为为了了不不让让油油气气从从储储集集岩岩中中溜溜走走，还还必必须须有有床床被被子把它盖起来，这就是子把它盖起来，这就是 盖层盖层。储储集集层层和和盖盖层层具具有有那那些些特特征征和和类类型型？地质家应该如何去研究它们？地质家应该如何去研究它们？4.1 4.1 概述概述 孔孔隙隙包包括括孔孔洞洞和和裂裂隙隙。岩岩石石中中有有彼彼此此连连通通的的孔孔隙隙，也也有有孤孤立立的的彼彼此此不不连连通通的的孔孔隙隙。凡凡是是具具有有一一定定的的连连通通孔孔隙隙，能能使使流流体体储储存存并并在在其其中中渗渗滤滤的的岩岩石石（层层）称称为为储储集集岩岩（层层）。储储集集层层（或或称称储储层层）是是地地下下石石油油和和天天然然气气储储存存的的场场所所，是是构构成成油油气气藏藏的的基基本本要要素素之之一一。按按储储集集层层的的含含意意，并并非非所所有有的的储储集集层层都都储储存存了了油油气气，它它只只强强调调了了具具备备储储存存油油气气和和允允许许油油气气渗渗滤滤的的能能力力。如如果果储储集集层层中中储储存存了了油油气气称称为为含含油油气气层层，业业已已开开采采的的含含油油气气层层称称为为产产层层。世世界界上上绝绝大大多多数数油油气气藏藏的的含含油油气气层层是是沉沉积积岩岩（主主要要是是砂砂岩岩、石石灰灰岩岩和和白白云云岩岩），只只有少数油气层是岩浆岩和变质岩。有少数油气层是岩浆岩和变质岩。近近年年来来，随随着着石石油油地地质质理理论论的的发发展展和和完完善善，油油气气田田勘勘探探技技术术水水平平的的提提高高，人人们们在在火火成成岩岩、变变质质岩岩及及泥泥页页岩岩中中找找到到油油气气藏藏的的数数量量越越来来越越多多，相相信信在在不不久久的的将将来来，人人们们可可望望在上述岩类的储集层中找到更多的油气储量。在上述岩类的储集层中找到更多的油气储量。储储集集层层的的特特性性是是控控制制地地下下油油气气分分布布状状况况，油油气气储储量量及及产产能能的的重重要要因因素素，是是油油气气田田勘勘探探、开开发发的的基基础础之之一一。了了解解储储集集层层的的特特征征，尤尤其其是是储储集集层层之之间间的的差差异异，是是油油气气地地质质学学的的一一项项任任务务。因因此此，储储集层的研究在石油地质学中占有重要的地位。集层的研究在石油地质学中占有重要的地位。盖盖层层是是位位于于储储集集层层上上方方，能能够够阻阻止止油油气气向向上上逸逸散散的的岩岩层层。盖盖层层主主要要起起封封闭闭作作用用，它它对对油油气气的的封封盖盖性性是是相相对对于于其其下下伏伏的的储储集集层层而而言言的的。天天然然气气藏藏对对盖盖层层的的要要求求比比油油藏藏更更严严格格。盖盖层层对对于于圈圈闭闭的的形成具有重要的意义。形成具有重要的意义。储储集集层层的的物物理理性性质质通通常常包包括括其其孔孔隙隙性性、渗渗透透性性、孔孔隙隙结结构构以以及及非非均均质质性性等等。其其中中孔孔隙隙性性和和渗渗透透性性是是储储集集层层的的两两大大基基本本特特性性，也也是是衡衡量量储储集集层层储集性能好坏的基本参数。储集性能好坏的基本参数。4.2 4.2 储集层的物理性质储集层的物理性质 储储集集层层的的孔孔隙隙性性在在石石油油与与天天然然气气地地质质学学中中是是指指储储集集层层中中孔孔隙隙空空间间的的形形状状、大大小小、连连通通性性与与发发育育程程度度。地地壳壳中中不不存存在在没没有有孔孔隙隙的的岩岩石石，可可是是不不同同的的岩岩石石，其其孔孔隙隙大大小小、形形状状和和发发育育程程度度是是不不同同的的。石石油油和和天天然然气气在在地地下下是是储储存存在在岩岩石石的的孔孔隙隙中中的的。因因此此，岩岩石石的的孔孔隙隙发发育育程程度度将将直直接接影影响响岩岩石石中储存油气的数量中储存油气的数量。为为了了度度量量岩岩石石孔孔隙隙的的发发育育程程度度，提提出出了了孔孔隙隙度度（率率）的的概概念念。孔孔隙隙度度是是指指岩岩石石孔孔隙隙体体积积与与岩岩石石体体积积之之比比值值（以以百百分分数数表表示示）。根根据据研研究究目目的的不不同同，孔孔隙隙度度又又可可分分为为绝绝对对孔孔隙隙度度、有有效效孔孔隙隙度度及流动孔隙度。及流动孔隙度。4.2.1 4.2.1 储集层的孔隙性储集层的孔隙性 1 1、绝对孔隙度、绝对孔隙度 岩岩石石中中全全部部孔孔隙隙体体积积称称为为总总孔孔隙隙或或绝绝对对孔孔隙隙。总总孔孔隙隙（V Vp p）和和岩岩石石总总体体积积（V Vt t）之之比比（以以百百分分数数表表示）就叫做岩石的总孔隙度或绝对孔隙度（示）就叫做岩石的总孔隙度或绝对孔隙度（t t）。）。t t=V=Vp p/V/Vt t100%100%孔孔隙隙度度反反映映储储集集层层储储集集流流体体的的能能力力。储储集集岩岩的的总总孔孔隙隙度度越越大大，说说明明岩岩石石中中孔孔隙隙空空间间越越多多，但但是是它它不不能能说说明明流流体体是是否否能能在在其其中中流流动动。岩岩石石中中不不同同大大小小的的孔孔隙隙对对流流体体的的储储存存和和流流动动所所起起的的作作用用是是完完全全不不同同的的。根根据据岩岩石石中中孔孔隙隙大大小小（孔孔径径或或裂裂缝缝的的宽宽度度）及及其对流体作用的不同，可将孔隙划分为三种其对流体作用的不同，可将孔隙划分为三种类型类型:1 1）超毛细管孔隙）超毛细管孔隙：管形孔隙直径大于管形孔隙直径大于0.50.5mmmm或裂缝宽度大于或裂缝宽度大于0.250.25mmmm。流体可在重力作用下自由流动，也可以出现较高的流。流体可在重力作用下自由流动，也可以出现较高的流速，甚至出现涡流。岩石中的大裂缝、溶洞及未胶结的或胶结速，甚至出现涡流。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。疏松的砂岩的孔隙大多属于此类。2 2）毛细管孔隙：）毛细管孔隙：mmmmmmmm之间。之间。液体质点之间，液体和孔隙壁液体质点之间，液体和孔隙壁之间均处于分子引力作用之下，由于毛细管力的作用，流体不之间均处于分子引力作用之下，由于毛细管力的作用，流体不能自由流动。只有在外力大于毛细管阻力的情况下，液体才能能自由流动。只有在外力大于毛细管阻力的情况下，液体才能在其中流动。微裂缝和一般砂岩的孔隙多属此类。在其中流动。微裂缝和一般砂岩的孔隙多属此类。3）微毛细管孔隙：）微毛细管孔隙：管形孔隙直径小于管形孔隙直径小于0.0002mm，裂缝宽度裂缝宽度小于小于0.0001mm。体与周围介质分子之间的引力往往很大，要体与周围介质分子之间的引力往往很大，要使流体移动需要非常高的压力梯度，这在油层条件下一般是达使流体移动需要非常高的压力梯度，这在油层条件下一般是达不到的。因此，实际上液体是不能沿微毛细管孔隙移动的。泥不到的。因此，实际上液体是不能沿微毛细管孔隙移动的。泥页岩中的孔隙一般属于此类型。但近年来许多学者研究表明，页岩中的孔隙一般属于此类型。但近年来许多学者研究表明，微孔隙孔径微孔隙孔径0.0001mm时，也可作为储集油气的场所。时，也可作为储集油气的场所。因此，从实用的角度出发，只有那些因此，从实用的角度出发，只有那些彼此彼此连通连通的超毛细管孔隙和毛细管孔隙才是有效的的超毛细管孔隙和毛细管孔隙才是有效的油气储集空间，即有效孔隙。因为它们不仅能油气储集空间，即有效孔隙。因为它们不仅能储存油气，而且可以允许油气渗滤；而那些孤储存油气，而且可以允许油气渗滤；而那些孤立的互不连通的孔隙和微毛细管孔隙，即使其立的互不连通的孔隙和微毛细管孔隙，即使其中储存有油和气，在现代工艺条件下，也不能中储存有油和气，在现代工艺条件下，也不能开采出来，所以这些孔隙是没有什么实际意义开采出来，所以这些孔隙是没有什么实际意义的。为了研究孔隙对油、气储存的有效性，在的。为了研究孔隙对油、气储存的有效性，在生产实践中，人们又提出生产实践中，人们又提出有效孔隙度（率）有效孔隙度（率）的的概念。概念。2 2、有效孔隙度、有效孔隙度 有有效效孔孔隙隙度度（e e）是是指指岩岩石石中中参参与与渗渗流流的的连连通通孔孔隙隙总总体体积积（V Ve e）与与岩岩石石总总体体积积（V Vt t）的的比比值值（以以百百分分数表示）。数表示）。e e=V=Ve e/V/Vt t100%100%显显然然，同同一一岩岩石石的的绝绝对对孔孔隙隙度度大大于于其其有有效效孔孔隙隙度度，即即te。对对未未胶胶结结的的砂砂层层和和胶胶结结不不甚甚致致密密的的砂砂岩岩，二二者者相相差差不不大大；而而对对于于胶胶结结致致密密的的砂砂岩岩和和碳碳酸酸盐盐岩岩，二二者者可可有有很很大大的的差差异异。一一般般有有效效孔孔隙隙度度占占总总孔隙度的孔隙度的40%75%。在在含含油油气气层层工工业业评评价价时时，只只有有有有效效孔孔隙隙度度才才有有真真正正的的意意义义，因因此此目目前前生生产产单单位位一一般般所所用用的的都都是是有有效孔隙度。习惯上把有效孔隙度简称为孔隙度。效孔隙度。习惯上把有效孔隙度简称为孔隙度。岩岩石石中中的的连连通通孔孔隙隙虽虽然然彼彼此此相相互互连连通通，但但是是连连通通的的孔孔隙隙未未必必都都是是有有效效的的。有有些些孔孔隙隙，由由于于其其喉喉道道半半径径极极小小，在在通通常常的的开开采采压压差差下下，仍仍然然难难以以使使液液体体渗渗过过。此此外外，亲亲水水的的岩岩石石孔孔壁壁表表面面常常存存在在着着水水膜膜，相相应应亦亦缩缩小小了了孔孔隙隙通通道道。为为此此，从油气田开发实践出发，又提出了流动孔隙度的概念。从油气田开发实践出发，又提出了流动孔隙度的概念。流动孔隙度（流动孔隙度（f）是指在一定压差下，流体可以在其中是指在一定压差下，流体可以在其中流动的孔隙体积（流动的孔隙体积（Vf）与岩石总体积（与岩石总体积（Vt）的比值（以百分的比值（以百分数表示）数表示）。f=V=Vf/V/Vt100%100%流流动动孔孔隙隙度度不不仅仅不不考考虑虑无无效效孔孔隙隙，亦亦不不考考虑虑那那些些被被毛毛细细管管所所俘俘留留的的束束缚缚液液体体所所占占据据的的毛毛细细管管孔孔隙隙，以以及及岩岩石石颗颗粒粒表表面面上上液液体体薄薄膜膜的的体体积积。此此外外，流流动动孔孔隙隙度度还还随随地地层层中中的的压压力力梯梯度度和和液液体体的的物物理理-化化学学性性质质变变化化而而变变化化。显显然然，同同一一岩岩石石的的流流动动孔孔隙隙度度在在数数据据上上是是不不确确定定的的。但但流流动动孔孔隙隙度度在油气田开发工程分析中却具有重要的实用价值。在油气田开发工程分析中却具有重要的实用价值。综上所述，不难理解同一岩石的综上所述，不难理解同一岩石的绝对孔隙绝对孔隙度度有效孔隙度有效孔隙度流动孔隙度流动孔隙度。砂岩储集层的有效孔隙度变化在砂岩储集层的有效孔隙度变化在5-30%之之间，一般为间，一般为10-20%；碳酸盐岩储集层的孔隙度；碳酸盐岩储集层的孔隙度一般小于一般小于5%。莱复生按孔隙度的大小将砂岩储。莱复生按孔隙度的大小将砂岩储集岩分为五级集岩分为五级：差无价值51005极好好中等202515201015评价孔隙度%评价孔隙度%需需要要指指出出的的是是，孔孔隙隙度度的的大大小小与与孔孔隙隙个个体体的的大大小小是是两两个个截截然然不不同同的的概概念念。孔孔隙隙度度只只说说明明岩岩石石中中孔孔隙隙或或有有效效孔孔隙隙在在岩岩石石中中所所占占的的比比例例，并并不不涉涉及及孔孔隙隙个个体体本本身身的的大大小小。两两块块具具有有相相似似孔孔隙隙度度的的岩岩石石，其其孔孔隙隙个个体体大大小小可可以以很很不不相相同同。孔孔隙隙个个体体大大小小不不仅仅直直接接影影响响着着储储集集岩岩中中油油气气储储存存的的集集中中程程度度，而而且且对对储储集集岩岩的的渗渗透性也有着重要的影响。透性也有着重要的影响。岩岩石石的的裂裂缝缝发发育育程程度度用用裂裂缝缝孔孔隙隙度度表表示示。裂裂缝缝孔孔隙隙度度又又称称裂裂隙隙率率（cc），它它是是指指岩岩石石中中裂裂缝缝体体积积与与岩岩石石总总体体积积之之比比值值（以以百百分分数数表表示示）。裂裂缝缝性性储储集集层层的的裂裂隙隙率率可可用用裂裂缝缝宽宽度和裂缝间距表示（度和裂缝间距表示（NelsonNelson，19851985）：）：c=e/(d+e)100%c=e/(d+e)100%式式中中d d为为平平行行裂裂缝缝之之间间的的平平均均间间距距；e e为为裂裂缝缝的的平平均均有有效效宽度。宽度。对对于于以以构构造造成成因因为为主主的的裂裂缝缝，可可根根据据地地层层曲曲率率半半径径和和地地层厚度来计算其裂隙率（层厚度来计算其裂隙率（Van Golf-Racht,T.D.,1982Van Golf-Racht,T.D.,1982 式式中中T T为为计计算算的的裂裂缝缝性性储储层层厚厚度度；R R为为该该岩岩层层弯弯曲曲的的曲曲率率半径；半径；为曲率（为曲率（为倾角）。为倾角）。裂裂缝缝孔孔隙隙度度的的值值一一般般小小于于0.5%，最最大大值值不不超超过过2%。溶溶蚀蚀裂裂缝缝孔孔隙隙度度可可大大于于2%。裂裂缝缝孔孔隙隙度度虽虽然然不不大大，但但它它对对岩岩石渗透率的贡献是十分重要的。石渗透率的贡献是十分重要的。cc 100%=100%100%=100%4.2.24.2.2储集层的渗透性储集层的渗透性 储储集集层层的的渗渗透透性性是是指指在在一一定定的的压压差差下下，岩岩石石允允许许流流体体通通过过其其连连通通孔孔隙隙的的性性质质。换换言言之之，渗渗透透性性是是指指岩岩石石对对流流体体的的传传导导性性能能。严严格格地地讲讲，自自然然界界的的一一切切岩岩石石均均具具有有相相互互连连通通的的孔孔隙隙，在在漫漫长长的的地地质质年年代代里里，在在足足够够大大的的压压差差条条件件下下都都具具有有一一定定的的渗渗透透性性。通通常常我我们们所所称称的的渗渗透透性性岩岩石石与与非非渗渗透透性性岩岩石石是是相相对对的的。渗渗透透性性岩岩石石是是指指在在地地层层压压力力条条件件下下，流流体体能能较较快快地地通通过过其其连连通通孔孔隙隙的的岩岩石石，如如砂砂岩岩、砾砾岩岩、裂裂缝缝灰灰岩岩、白白云云岩岩等等等等。如如果果流流体体通通过过的的速速度度很很慢慢，通通过过的的数数量量有有限限，那那就就叫叫非非渗渗透透性性岩岩石石，如如泥泥页页岩岩、石石膏膏、岩岩盐盐、致致密密灰灰岩岩等等。等等。岩岩石石渗渗透透性性的的好好坏坏是是用用渗渗透透率率来来表表示示的的。渗渗透透率率是是一一个个具具有有方方向向性性的的向向量量，也也就就是是说说，从从不不同同方方向向测测得得的的岩岩石石渗渗透透率率是是不不同同的的。根根据据生生产产实实践践的的需需要要，人人们们提提出出了了绝绝对渗透率对渗透率、有效渗透率有效渗透率和和相对渗透率相对渗透率的概念。的概念。1、绝对渗透率、绝对渗透率 当岩石为某一单相流体饱和时，岩石与流体之间不发生当岩石为某一单相流体饱和时，岩石与流体之间不发生任何物理任何物理-化学反应，在一定压差作用下，流体呈水平线化学反应，在一定压差作用下，流体呈水平线性稳定流动状态时所测得的岩石对流体的渗透率，称为该性稳定流动状态时所测得的岩石对流体的渗透率，称为该岩石的绝对渗透率。岩石的绝对渗透率。大量实验研究表明，当单相流体通过大量实验研究表明，当单相流体通过多孔介质沿孔隙通道呈层状流动时，遵循直线渗滤定律，多孔介质沿孔隙通道呈层状流动时，遵循直线渗滤定律，法国人享利法国人享利达西（达西（1856）首先建立了这一定律，其简单）首先建立了这一定律，其简单表达式如下：表达式如下：式式中中比比例例系系数数K K为为渗渗透透率率；Q Q为为液液体体的的体体积积流流量量；为为岩岩样样两两端端的的压压差差；为为液液体体的的粘粘度度；F F和和L L分分别别为为岩岩样样的横截面积和长度。因此有：的横截面积和长度。因此有：对对于于气气体体而而言言，由由于于气气体体的的体体积积流流量量随随温温度度和和压压力力的的变变化化而而变变化化。因因此此，用用达达西西公公式式计计算算气气测测渗渗透透率率时时要要作作适适当当的的变变换换。若若假假定定气气体体是是在在恒恒温温情情况况下下通通过过岩岩样样的的，则岩石气测渗透率的表达式为：则岩石气测渗透率的表达式为：式式中中，P1为为岩岩样样进进口口处处压压力力；P2为为岩岩样样出出口口处处压压力力；Q2为为通通过过岩岩样样后后，在在出出口口压压力力（P2）下下，气气体体的的体体积积流流量；量；g为气体的粘度；为气体的粘度；F和和L同上。同上。在法定计量在法定计量(SI)单位中，渗透率的单位为二次方微米单位中，渗透率的单位为二次方微米(m2)。按照按照K=QL/FP定义，定义，Q（流量）流量）=1m3/s，（粘度）粘度）=1PaS，L（长度）长度）=1m，F（截面积）截面积）=1m2，P（压力差）压力差）=1Pa时，时，K=1m2=1012m2。在标准制（在标准制（CGS）单位中，渗透率的单位是达西单位中，渗透率的单位是达西（D），），并规定：粘度为并规定：粘度为1厘泊的均质液体，在压力差为厘泊的均质液体，在压力差为1个大气压下，通过横截面积为个大气压下，通过横截面积为1平方厘米，长度为平方厘米，长度为1厘米的厘米的孔隙介质，液体流量为孔隙介质，液体流量为1立方厘米立方厘米/秒时，这种孔隙介质的秒时，这种孔隙介质的渗透率就是渗透率就是1达西（达西（D）。）。由于用达西作为含油气层岩石渗由于用达西作为含油气层岩石渗透率的单位有时太大，故一般取其千分之一作单位，称为透率的单位有时太大，故一般取其千分之一作单位，称为毫达西（毫达西（MD）。）。1达西（达西（D）=0.987m2；1毫达西（毫达西（MD）=0.98710-3m2。从从理理论论上上讲讲，岩岩石石的的绝绝对对渗渗透透率率只只反反映映岩岩石石本本身身的的特特性性，而而与与测测定定所所用用流流体体性性质质及及测测定定条条件件无无关关。但但在在实实际际测测定定工工作作中中，人人们们发发现现同同一一岩岩样样，同同一一种种气气体体，在在不不同同的的平平均均压压力力下下，所所测测得得的的绝绝对对渗渗透透率率是是不不同同的的。低低平平均均压压力力下下测测得得的的渗渗透透率率较较高高，高高平平均均压压力力下下测测得得的的渗渗透透率率较较低低。同同一一岩岩样样在在相相同同的的平平均均压压力力下下，用用不不同同气气体体测测得得的的绝绝对对渗渗透透率率也也是是不不同同的的。通通常常密密度度大大的的气气体体测测得得的的渗渗透透率率值值偏偏低低；以以液液体体为为介介质质测测得得的的渗渗透透率率总总是是低低于于用用气气体体测测得得的的渗渗透透率率。由由于于目目前前主主要要用用空空气气或或氦氦气气测测定定岩岩石石的的绝绝对对渗渗透透率率，故故又又称气体渗透率。称气体渗透率。储储集集层层的的渗渗透透率率无无论论在在垂垂向向上上或或横横向向上上都都有有很很大大的的差差别别，一一般般变变化化在在0.001-1m2之之间间，最最高高可可达达几几个个m2。（1983）按按渗渗透透率率大大小小将将储储集集层层分分为为7级级（下下表表）。对石油和天然气储集层评价的标准是不一样的。对石油和天然气储集层评价的标准是不一样的。级别渗透率10-3m2 评价油层气层12345671000 10005005001001001010110.10.1 极好好中等较差差可能不渗透常规储层低渗透储层致密储层储集层渗透率分级储集层渗透率分级2 2、有效渗透率和相对渗透率、有效渗透率和相对渗透率 以以上上我我们们讨讨论论了了岩岩石石孔孔隙隙中中只只有有单单相相流流体体充充满满时时岩岩石石的的渗渗透透率率的的情情况况。但但在在自自然然界界，储储集集层层孔孔隙隙中中的的流流体体往往往往不不是是呈呈单单相相的的，而而是是两两相相（油油-气气）、油油-水水、气气-水水，甚甚至至三三相相（油油-气气-水水）同同时时存存在在。各各相相流流体体之之间间存存在在着着互互相相干干扰扰和和影影响响，因因而而岩岩石石对对其其中中每每一一相相流流体体的的渗渗流流作作用用，与与单单相相流体饱和时的渗流作用有很大区别。流体饱和时的渗流作用有很大区别。有有效效渗渗透透率率又又称称相相渗渗透透率率，是是指指储储集集层层中中有有多多相相流流体体共共存存时时，岩岩石石对对其其中中每每一一单单相相流流体体的的渗渗透透率率。分分别别用用Ko、Kg、Kw表表示示油油、气气、水水的的有有效渗透率。效渗透率。相相对对渗渗透透率率是是指指岩岩石石中中多多相相流流体体共共存存时时，岩岩石石对对某某一一相相流流体体的的有有效效渗渗透透率率与与岩岩石石绝绝对对渗渗透透率率之之比比值值。通通常常用用Ko/KKo/K、Kg/KKg/K、Kw/KKw/K分分别别表表示示油油、气气、水水相相的的相相对对渗渗透透率。率。由由于于岩岩石石中中有有多多相相流流体体渗渗流流时时，必必然然会会相相互互影影响响和和干干扰扰，因因此此，岩岩石石的的有有效效渗渗透透率率总总是是小小于于绝绝对对渗渗透透率率。故其相对渗透率总是变化在故其相对渗透率总是变化在0-10-1之间。之间。有有效效渗渗透透率率和和相相对对渗渗透透率率不不仅仅与与岩岩石石的的结结构构有有关关，而而且且还还与与流流体体的的性性质质和和饱饱和和度度有有密密切切关关系系。一一般般地地说说，每每一一相相流流体体发发生生渗渗流流时时都都有有一一个个临临界界饱饱和和度度值值，当当其其饱饱和和度度低低于于其其临临界界饱饱和和度度时时，不不发发生生渗渗流流，有有效效渗渗透透率率和和相相对对渗渗透透率率为为零零；当当其其饱饱和和度度达达到到临临界界值值时时，才才能能渗渗流流，而而且且随随着着饱饱和和度度的的增增加加，其其有有效效渗渗透透率率和和相相对对渗渗透透率率也也增增加加，直直到到全全部部被被它它饱饱和和时时，其其有有效效渗渗透透率率等等于于绝绝对对渗渗透率，相对渗透率等于透率，相对渗透率等于1为止。为止。右右图图是是在在实实验验室室里里用用松松散散砂砂子子测测得得的的油油、气气、水水的的相相对对渗渗透透率率与与它它们们的的饱饱和和度度的的关关系系曲曲线线。图图中中表表明明某某一一单单相相流流体体的的有有效效渗渗透透率率和和相相对对渗渗透透率率与与其其饱饱和和度度（某某一一单单相相流流体体体体积积与与岩岩石石孔孔隙隙体体积积之之比比值值）成成正正相相关关关关系系。随随着着该该相相流流体体饱饱和和度度的的增增加加，其其有有效效渗渗透透率率和和相相对对渗渗透透率率均均增增加加，直直到到全全部部被被某某一一单单相相流流体体所所饱饱和和，其其有有效效渗渗透透率率等等于于绝绝对对渗渗透透率率，相相对渗透率等于对渗透率等于1为止。为止。图油气饱和度与油气饱和度与相对渗透率的关系曲线气油相对渗透率Kg/KKo/K00.20.40.60.81.0102030405060708090 100含油饱和度%油水油水饱和度与相对渗透率的关系曲线相对渗透率Ko/KKw/K00.20.40.60.81.01020304050 60708010090含水饱和度%3 3、孔隙度与渗透率的关系、孔隙度与渗透率的关系 储储集集层层的的孔孔隙隙度度与与渗渗透透率率之之间间通通常常没没有有严严格格的的函函数数关关系系，因因为为影影响响它它们们的的因因素素很很多多。岩岩石石的的渗渗透透率率除除受受孔孔隙隙度度的的影影响响外外，还还受受孔孔道道截截面面大大小小、形形状状、连连通通性性以以及及流流体体性性能能的的影影响响。例例如如，粘粘土土岩岩的的绝绝对对孔孔隙隙度度可可以以很很大大（30-40%30-40%），但但其其渗渗透透率率却却可可以以很很低低；裂裂缝缝发发育育的的致致密密灰灰岩岩虽虽然然其其绝绝对对孔孔隙隙度度较较低低，但但它它却却可可以以有有很很高高的的渗渗透透率，以致常成为高产油气层。率，以致常成为高产油气层。尽尽管管岩岩石石的的孔孔隙隙度度和和渗渗透透率率之之间间没没有有严严格格的的函函数数关关系系，但但它它们们之之间间还还是是有有一一定定的的内内在在联联系系，因因为为岩岩石石的的孔孔隙隙度度和和渗渗透透率率一一般般皆皆取取决决于于岩岩石石本本身身的的结结构构与与组组成成。凡凡具具有有渗渗透透性性的的岩岩石石均均具具有有一一定定的的孔孔隙隙度度。大大量量实实际际资资料料也也表表明明：岩岩石石的的孔孔隙隙度度与与渗渗透透率率之之间间有有一一定定的的相相关关关关系系（图），特别是有效孔隙度与渗透率的关系更为密切。（图），特别是有效孔隙度与渗透率的关系更为密切。0.10.5110.50.10.010.051010010005550500K10-3m2 孔隙度与渗透率关系曲线（据Fijchtbauer，1967，转引自潘钟祥，1986）(%)505000500100100010000051015202530051525102030上石炭统砂岩道格统砂岩1010100100010.010.10.0550.50.550.11 对于对于碎屑岩碎屑岩储层，一般是有效孔隙度越大，储层，一般是有效孔隙度越大，其渗透率越高，渗透率随有效孔隙度的增加而有其渗透率越高，渗透率随有效孔隙度的增加而有规律地增加，大多可以用指数形式表示。对于规律地增加，大多可以用指数形式表示。对于碳碳酸盐岩酸盐岩来说，特别是裂缝性灰岩其孔隙度与渗透来说，特别是裂缝性灰岩其孔隙度与渗透率之间的关系很不明显，在使用碳酸盐岩的孔率之间的关系很不明显，在使用碳酸盐岩的孔-渗渗关系时，必须十分慎重。关系时，必须十分慎重。总之，总之，孔隙性和渗透性是储集层的两大基本孔隙性和渗透性是储集层的两大基本特性特性。也是决定储集层储集性能好坏的两个基本。也是决定储集层储集性能好坏的两个基本因素，它们都与岩石的孔隙结构有关。因素，它们都与岩石的孔隙结构有关。无无论论在在二二次次运运移移过过程程中中石石油油驱驱替替岩岩石石中中的的水水，还还是是在在开开采采过过程程中中石石油油从从孔孔隙隙介介质质中中被被驱驱替替出出来来，其其渗渗流流均均受受到到流流体体通通道道中中断断面面最最小小的的部部分分（即即喉喉道道）所所控控制制。显显然然，喉喉道道的的大大小小和和分分布布，以以及及它它们们的的几几何何形形态态是是影影响响储储集集岩岩的的储储集集能能力力和和渗渗透透特特征征的的主主要要因因素素。孔孔隙隙结结构构实实质质上上是是岩岩石石的的微微观观物物理理性性质质。它它能能较较深深入入而而细细致致地地揭揭示示岩岩石石的的储储渗渗特特征征。确确定定喉喉道道的的大大小小和和分分布布是是研研究究岩岩石石孔孔隙隙结结构构的中心问题。的中心问题。测测定定岩岩石石孔孔隙隙结结构构的的方方法法很很多多，有有压压汞汞法法、孔孔隙隙铸铸体体法法、半半渗渗透透隔隔板板法法、离离心心机机法法、蒸蒸气气压压力力法法等等等等。目目前前我我国国主主要要采采用用压压汞汞法法，并并取取得得了了较好的效果。较好的效果。由由于于岩岩石石的的孔孔喉喉细细小小，当当两两种种或或两两种种以以上上互互不不相相溶溶的的流流体体同同处处于于岩岩石石孔孔隙隙系系统统中中或或通通过过岩岩石石孔孔隙隙系系统统渗渗流流时时，必必然然会会发发生生毛毛细细管管现现象象，产产生生一一个个指指向向非非润润湿湿相相流流体体内内部部的的毛毛细细管管压压力力，毛毛细细管管压压力力（P Pc c）的的大大小小与与毛毛细细管管（喉喉道道）半半径径（r rc c）、界界面面张张力力（）和和润湿角（润湿角（）有关有关，即：，即：P Pc c=2cos/r=2cos/rc c 压压汞汞法法就就是是根根据据这这种种毛毛细细管管现现象象的的原原理理设设计计的的。在在不不同同的的压压力力下下，把把非非润润湿湿相相的的汞汞压压入入岩岩石石孔孔隙隙系系统统中中，根根据据所所加加压压力力（相相当当于于毛毛细细管管压压力力）与与注注入入岩岩石石的的汞汞量量，绘绘出出压压力力与与汞汞饱饱和和度度关关系系曲曲线线，这这种种曲曲线线称称为为毛毛细细管管压压力力曲曲线线或或压压汞汞曲曲线线。再再按按上上述述公公式式可可计计算算岩岩石石孔孔喉喉等等效效半半径径，结结合合事事先先测测得得的的岩岩石石总总孔孔隙隙度度，就可作出孔喉等效半径分布图。就可作出孔喉等效半径分布图。定量描述孔隙结构的参数：定量描述孔隙结构的参数：1）孔喉半径集中范围与百）孔喉半径集中范围与百分含量分含量：利用孔隙等效半径：利用孔隙等效半径分布图，可选取孔喉半径集分布图，可选取孔喉半径集中范围，计算出它的百分含中范围，计算出它的百分含量。在毛细管压力曲线上，量。在毛细管压力曲线上，曲线平坦段位置越低，说明曲线平坦段位置越低，说明集中的孔喉越粗；平坦段越集中的孔喉越粗；平坦段越长，说明集中的孔喉的百分长，说明集中的孔喉的百分含量越大。孔喉半径的集中含量越大。孔喉半径的集中范围与百分含量反映了孔喉范围与百分含量反映了孔喉半径的粗细程度和分选性。半径的粗细程度和分选性。孔喉越粗，分选性越好，其孔喉越粗，分选性越好，其孔隙结构越好。孔隙结构越好。2 2）排排驱驱（替替）压压力力（PdPd）：是是指指压压汞汞实实验验中中汞汞开开始始大大量量注注入入岩岩样样的的压压力力。换换言言之之，是是非非润润湿湿相相开开始始注注入入岩岩样样中中最最大大的的连连通通喉喉道道的的毛毛细细管管压压力力。在在毛毛细细管管压压力力曲曲线线上上压压力力最最小小的的拐拐点点（图图中中A A）所所对对应应的的压压力力即即为为排排驱驱压压力力。岩岩石石排排驱驱压压力力越越小小，说说明明大大孔孔喉喉越越多多，孔孔隙隙结结构构越越好好；反之，孔隙结构就越差。反之，孔隙结构就越差。3 3）饱饱和和度度中中值值压压力力（PcPc5050）：是是指指非非润润湿湿相相饱饱和和度度为为50%50%时时对对应应的的毛毛细细管管压压力力。与与（PcPc5050）相相对对应应的的喉喉道道半半径径，称称为为饱饱和和度度中中值值喉喉道道半半径径（r r5050），简简称称中中值值半半径径。PcPc5050越越低低，r r5050越越大大，则则岩岩石石孔孔隙隙结结构构越越好好；反反之之，则则越越差差。当当岩岩样样喉喉道道半半径径接接近近正正态态分分布布时时，r r5050可可粗粗略略地地视视为为平平均喉道半径均喉道半径。4 4）最小非饱和孔隙体积百分）最小非饱和孔隙体积百分数（数（Smin%Smin%）：）：当注入汞的压力达到仪器当注入汞的压力达到仪器的最高压力时，仍没有被汞的最高压力时，仍没有被汞侵入的孔隙体积百分数，称侵入的孔隙体积百分数，称为最小非饱和孔隙体积百分为最小非饱和孔隙体积百分数。这个值与仪器的最高压数。这个值与仪器的最高压力，岩石的润湿性、岩石颗力，岩石的润湿性、岩石颗粒大小、均一程度、胶结类粒大小、均一程度、胶结类型、孔隙度和渗透率等都有型、孔隙度和渗透率等都有密切关系，它不总是代表束密切关系，它不总是代表束缚水饱和度。在不同条件下，缚水饱和度。在不同条件下，Smin%Smin%的测试值可在的测试值可在0-100%0-100%之之间变化。间变化。一般将小于一般将小于0.04m的孔隙都称为束缚孔隙（的孔隙都称为束缚孔隙（一般为水所一般为水所占据）。束缚孔隙含量愈大，储集层的渗流性能就越差。占据）。束缚孔隙含量愈大，储集层的渗流性能就越差。由由上上述述可可知知，岩岩石石的的排排驱驱（替替）压压力力越越低低，孔孔喉喉半半径径越越大大，分分选选性性越越好好，束束缚缚水水孔孔隙隙度度越越低低，则则说说明明岩岩石石的的孔孔隙隙结结构构好好，有有利利于于油油气气的的储储存存和和渗渗滤滤；反反之，孔隙结构则差，不利于油气渗滤。之，孔隙结构则差，不利于油气渗滤。4.2.4 4.2.4 储集层的非均质性储集层的非均质性 储储层层非非均均质质性性是是指指储储层层的的基基本本性性质质，包包括括岩岩性性、物物性性、电电性性、含含油油气气性性以以及及微微观观孔孔隙隙结结构构等等特特征征在在三三维维空空间间上上分分布布的的不不均均一一性性（戴戴启启德德等等，1995）。研研究究储储层层非非均均质质性性，实实际际上上就就是是要要研研究究储储层层的的各各向向异异性性，定定性性定定量量地地描描述述储储层层特特征征及及其其空空间间变变化化规规律律，为为油油气气藏藏模模拟拟研研究究提提供供精精确确的的地地质质模模型型。储储层层非非均均质质性性的的研研究究对对对对弄弄清清油油气气水水的的运动规律，提高油田采收率有重要的意义。运动规律，提高油田采收率有重要的意义。不不同同学学者者由由于于研研究究目目的的不不同同，对对储储层层非非均均质质性性的的规规模模和和内内容容的的研研究究也也不不相相同同。因因而而对对其其分分类类方方案案也也就就不不同同。常常见见的的储储层层非非均均质质性性的的分分类类方方案案有：有：（1 1）按按储储层层非非均均质质性性的的内内容容划划分分，可分为储层岩石非均质性和流体非均质性两种。这两者是相互联系又相互制约的，但岩石非均质性是首要的、主导的因素。（2 2）按按储储层层非非均均质质性性的的规规模模大大小小划划分分。1973年由Pettijohn等提出了一个储层非均质性分类方案。这个分类方案是一个由大到小的储层非均质性类型谱系图，这个谱系图比较实用。（3 3）按按储储层层非非均均质质性性的的规规模模及及成成因因划划分分。WeberWeber综综合合储储层层非非均均质质性性的的规规模模及及成成因因划划分分了了八八种种类类型型：封封闭闭、未未封封闭闭、半半封封闭闭断断层层引引起起的的非非均均质质性性。成成因因单单元元边边界界引引起起的的非非均均质质性性。成成因因单单元元内内部部渗渗透透带带的的变变化化引引起起的的非非均均质质性性。成成因因单单元元内内部部隔隔层层的的存存在在引引起起的的非非均均质质性性。层层理理的的变变化化引引起起的的非非均均质质性性。孔孔隙隙类类型型和和孔孔隙隙间间相相互互关关系系引引起起的的微微观观非非均均质质性性。封封闭闭、开开启启裂裂缝缝造造成成的的非非均均市市。原原油油的的粘粘度度变变化化和和沥青垫引起的非均质性。沥青垫引起的非均质性。（4 4）HaldorsenHaldorsen的分类：的分类：把把砂砂体体层层内内非非均均质质性性和和平平面面非非均均质质性性分分成成若若干干小小的的级级别别，其其中中各各级级别别间间有有界界面面分分开开。HaldorsenHaldorsen把把与与孔孔隙隙平平均均值值有有关关的的体体积积分分布布分分成成四四个个级级别别。即即微微观观非非均均质质性性 （MicroscopicMicroscopic即即孔孔隙隙和和砂砂颗颗粒粒规规模模）；宏宏观观非非均均质质性性 （MacroscopicMacroscopic，即即传传统统的的岩岩芯芯规规模模）；大大型型非非均均质质性性 （MegascopicMegascopic，即即模模拟拟模模型型中中的的大大型型网网块块）和和巨巨型型非非均均质质性性（GigascopicGigascopic即即整整个个岩岩层或区域规模）。层或区域规模）。（5 5）裘亦楠的分类）裘亦楠的分类 裘亦楠（裘亦楠（1987，1989）把碎屑岩储层非均质）把碎屑岩储层非均质性由小到大分成五级，即性由小到大分成五级，即微观非均质性；微观非均质性；基基本岩性物性非均质性；本岩性物性非均质性；层内非均质性；层内非均质性；平面平面非均质性；非均质性；层间非均质性。层间非均质性。此外，还有宏观非均质性（此外，还有宏观非均质性（Macroscopic