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1、 孔隙结构含义 孔隙、喉道结构类型 孔隙结构表征参数 孔隙结构研究方法第1页/共54页 孔隙结构含义岩石中未被矿物颗粒、胶结物或其它固体物质填集的空间称为岩石的孔隙空间。岩石孔隙空间，最主要的构成是孔隙和喉道。岩石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。储集层岩石中孔隙与喉道分布示意图储集层岩石中孔隙与喉道分布示意图第2页/共54页孔隙分为连通孔隙、死胡同孔隙、微毛细管束缚孔隙和孤立的孔隙四种，其中连通孔隙是有效的。砂岩储集岩的孔隙和喉道砂岩储集岩的孔隙和喉道1-连通孔隙；连通孔隙；2-喉道；喉道；3-死胡同孔隙；死胡同孔隙；4-微毛细微毛细管束缚孔隙；管束缚孔
2、隙；5-颗粒；颗粒；6-孤立的孔隙孤立的孔隙第3页/共54页岩石的孔隙结构包括岩石孔隙的大小、形状、孔间连通情况、孔隙类型、孔壁粗糙程度等全部孔隙特征和它的构成方式。碳酸盐储集岩中，孔隙结构是指岩石所具有的孔、洞、缝的大小、形状和相互连通关系。参考文献第4页/共54页原生孔隙类型原生孔隙类型第5页/共54页 砂岩储集岩的孔隙类型按碎屑岩孔隙的产状，可将其分为两大类，即狭义的孔隙和裂缝。进一步分为四小类：粒间孔隙、粒内孔隙（溶蚀孔隙）、填隙物内孔隙和裂缝。前三种类型与岩石结构有关，裂隙则可与其它任何孔隙共生。按成因将其分为原生孔隙和次生孔隙两大类，然后按产状和几何形状进一部分类。第6页/共54页
3、砂岩储集岩的孔隙类型示意图砂岩储集岩的孔隙类型示意图第7页/共54页（1 1）粒间孔隙）粒间孔隙砂岩为颗粒支撑或杂基支撑，含少量胶结物，在颗粒问的孔隙称为粒间孔隙。以粒间孔隙为主的砂岩储集岩，其孔隙大、喉道粗、连通性较好。无论从储集能力或渗滤能力的观点来看，最好的砂岩储集岩是以粒问孔隙为主的。粒间孔隙为颗粒之间的孔隙，包括原生粒间孔隙、粒间溶孔、铸模孔和超粒孔等。原生粒间孔隙：指在沉淀时期形成的颗粒之间的孔隙。粒间溶孔：指颗粒之间的溶蚀再生孔隙，主要是颗粒边缘以及粒间胶结物和杂基大部溶解所形成的分布于颗粒之间的孔隙。铸模孔：指颗粒，碎屑，或胶结物等被完全溶解而形成的孔隙，其外形与原组分外形特征
4、相同。（碎屑是指陆源区的母岩经过物理风化作用或机械破碎所形成的碎屑物质）。超粒孔：指孔径超过相邻颗粒直径的溶孔。在超粒孔范围内，颗粒，胶结物均被溶解，一般是在原生粒间孔隙的基础上形成的，其次生部分多于原生部分。第8页/共54页（2 2）杂基内的微孔隙）杂基内的微孔隙填隙物内孔隙包括杂基内微孔隙、胶结物内溶孔等。杂基内微孔隙为粘土杂基和碳酸盐泥中存在的微孔隙。这类孔隙的成因有两类：其一为沉积杂基内的原始微孔隙；其二为杂基遭受部分溶解作用形成的溶孔。胶结物内溶孔及晶间孔为胶结物内发生溶解作用形成的溶孔及胶结物晶体之间的残留孔隙。西参西参2井，井，3925.05m，N1s，含泥极细砂细砂岩含泥极细砂
5、细砂岩微裂缝较发育，红色铸体。微裂缝较发育，红色铸体。第9页/共54页（3 3）裂缝）裂缝 裂缝包括沉积成因的层面缝以及成岩和构造作用形成的裂缝。由于构造力作用而形成的微裂缝有时可以十分发育。微裂缝呈细小片状，缝面弯曲，绕过颗粒边界，其排列方向受构造力控制。在砂岩储集岩中，裂缝宽度一般为几微米到几十微米。第10页/共54页（4 4）溶蚀孔隙）溶蚀孔隙溶蚀孔隙是由碳酸盐、长石、硫酸盐或其它可溶组分溶解而形成的。可溶组分可以是碎屑颗粒、白生矿物胶结物或者交代矿物。第11页/共54页溶蚀孔隙又可以分成以下几种类型溶蚀孔隙又可以分成以下几种类型1）溶孔不受颗粒边界限制，边缘呈港湾状，形状不规则。2）颗
6、粒内溶孔和胶结物内溶孔早期易溶矿物交代颗粒后被溶解形成粒内溶孔。如早期碳酸盐局部交代了长石，后来碳酸盐被溶解，致使长石具晶内溶孔或呈蜂离状。3）铸模孔包括颗粒的铸模孔和粒间易溶胶结物的铸模孔。由于溶蚀孔隙往往是在原生粒间孔隙或其它孔隙的基础上发展起来的，故实际上不好区分。尤其是当原生粒间孔隙和次生溶蚀孔隙同时存在时，更是如此。仅具溶蚀孔隙的砂岩的储集性变化很大，可以从差到很好。第12页/共54页 碳酸盐岩储集岩的孔隙类型碳酸盐岩的孔隙分类命名（据碳酸盐岩的孔隙分类命名（据Choquette;p.p.w.&prayChoquette;p.p.w.&pray，L.C.L.C.，19701970）第
7、13页/共54页(1)(1)粒间孔隙粒间孔隙碳酸盐岩的粒间孔隙是指碳酸岩颗粒之间的孔隙。包括：原生粒间孔隙:在颗粒含量高，颗粒呈支撑状时粒间未被灰泥和胶结物填充的部分。灰泥，又称灰泥基质，是碳酸盐岩基本组成成分之一。粒间溶孔：由于颗粒之间的灰泥或胶结物受溶解和颗粒边缘被选择性溶解所形成的孔隙。粒间粒内溶孔：鲕粒、腹粒间粒内溶孔：鲕粒、腹足类生物堆积成骨架岩足类生物堆积成骨架岩下第三系沙河街组，河北下第三系沙河街组，河北省西省西2 2井潜山西井潜山西1414井井第14页/共54页(2)(2)粒内孔隙粒内孔隙碳酸盐岩的粒内孔隙指碳酸盐岩颗粒内部的原生孔隙和粒内溶孔。具体类型有粒间及晶间溶蚀孔隙、铸
8、模孔隙、窗格孔隙、沟道、晶洞、洞穴和角砾孔隙。原生粒内孔隙：通常指生物体腔孔隙，即生物死亡后，软体部分腐烂溶解，体腔未被全部填充而保存下来的孔隙。张力孔隙连通性差，有效孔隙度不高，但常与生物碎屑粒间孔隙伴生，形成较好的储层。粒内溶孔：粒内溶孔是指各种碳酸盐岩颗粒内部由于选择性溶解，颗粒被局部溶蚀而形成的孔隙。当溶蚀作用扩展到整个颗粒，形成与原颗粒形状，大小完全一致的铸模时，可称为颗粒铸模孔隙。粒间粒内溶孔：鲕粒、腹足类粒间粒内溶孔：鲕粒、腹足类生物堆积成骨架岩生物堆积成骨架岩下第三系沙河街组，河北省西下第三系沙河街组，河北省西2 2井潜山西井潜山西1414井井第15页/共54页(3)(3)基质
9、内孔隙基质内孔隙所谓基质，是指有些岩石的矿物颗粒大小悬殊，大的颗粒散布在小的颗粒之中，地质学中把大的矿物叫斑晶，小的矿物叫基质。基质内孔隙包括灰泥内孔隙，胶结物孔隙等。灰泥内孔隙：为碳酸盐灰泥中存在的微孔隙。这种孔隙极为细小，由于孔隙半径中，渗透率往往很低。胶结物内溶孔：为胶结物内发生溶解作用形成的溶孔及胶结物晶体之间的残留孔隙。第16页/共54页(4)(4)晶间孔隙晶间孔隙晶间孔隙是指碳酸盐岩矿物晶体之间的孔隙，大部分是由于白云岩成岩作用形成的。白云岩是一种沉积碳酸盐岩，主要是由白云石组成，呈灰白色，性脆，硬度小。主要是由白云石构成的岩石，但其中也含有方解石及粘土矿，具有晶粒结构，残余结构和
10、碎屑结构，由于其孔隙度较大，常为石油或地下水的理想储层。白云岩中晶间孔隙的发育主要是白云岩晶体之间未被置换的碳酸钙或石膏溶解所致。晶间溶孔：残余藻团粒云岩，原始结构为藻团粒结构，经重结晶作用，形成局部粗、巨晶晶粒，溶孔发育，孔壁呈多边形。第17页/共54页（5 5）裂缝）裂缝裂缝一般是由于构造作用或成岩作用而形成的。裂缝的长度可以由几厘米到几公里不等。宽度也可由几毫米到几十厘米，但微裂缝的宽度仅数十微米。一般说来，大裂缝延伸远，方向稳定，与油气储集关系更为密切。第18页/共54页据马斯凯特(Masket，M.，1949)计算，当裂缝宽度超过0.035毫米时，裂缝地层的产量就超过无裂缝地层简单径
11、向流动系统的产量；当裂缝宽度为0.5毫米时，裂缝本身所运载的流体就占了灰岩一裂缝系统组合流量的90；当裂缝宽度大于1毫米时，绝大部分的油层流体是由裂缝通过的。碳酸盐储集岩中裂缝发育的多少及宽度对产能的影响是何等的重要。第19页/共54页(6)(6)通道孔隙通道孔隙通道孔隙是指横向连续好且呈板状或扁平状通道的孔隙，为溶解作用成因。第20页/共54页(7)(7)晶内溶孔和晶体铸模孔隙晶内溶孔和晶体铸模孔隙晶内溶孔为晶体内部被溶蚀而形成的孔隙。若整个晶体被溶蚀，形成了与原晶粒形状，大小相同的铸模时，则称为晶体铸模孔隙。若整个晶体被溶蚀，形成了与原晶粒形状，大小相同的铸模时，则称为晶体铸模孔隙。第21
12、页/共54页(8)(8)溶洞溶洞 溶洞是指不受岩石组构控制有溶解作用形成的较大的储集空间，这类孔隙形态不规则，大小不一，连通性各异。下面详细说明。晶洞：也称孔洞，为直径小于1cm的溶洞。小洞：为大于1cm但小于1m的溶洞。大洞：为大于1m的溶洞。有的溶洞可以很大，可达1.5-2m甚至更大。第22页/共54页 喉道类型 喉道为连通两个孔隙的狭窄通道。每一个喉道可以连通两个孔隙，而每一个孔隙则可以和三个以上的喉道相连接，有的甚至和6-8个喉道相连接。影响储层渗透能力的主要是喉道。而喉道的大小和形态主要取决于岩石的颗粒接触关系，胶结类型以及颗粒本身的形状和大小。第23页/共54页第24页/共54页（
13、1 1）孔隙缩小型喉道）孔隙缩小型喉道 喉道为孔隙的缩小部分，这种喉道类型往往发育于以粒间孔隙为主的储集层岩石中，其孔隙和喉道较难区分。岩石结构多以颗粒支撑，胶结物较少甚至没有。孔隙结构属于大孔粗喉，孔喉直径必接近与1。岩石孔隙基本为有效孔隙。第25页/共54页（2 2）缩颈型喉道）缩颈型喉道 喉道为颗粒间可变断面的收缩部分。当颗粒被压实而排列比较紧密或颗粒边缘被衬边式胶结是，虽保留下来孔隙可以比较大，但颗粒间喉道却大大变窄。此时，储集岩可能有较高的孔隙度，但渗透率却可能较低。第26页/共54页（3 3）片状喉道）片状喉道片状喉道呈片状或弯片状，为颗粒之间的长条状通道，可分为窄片状和宽片状两种
14、类型。这种孔隙结构变化较大，可以是小孔极细喉道，受溶解改造作用也可以是大孔粗喉型。第27页/共54页（4 4）管状喉道）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，一般是由溶蚀作用而形成的，在缝洞性碳酸盐岩中也可发育此类喉道。第28页/共54页（5 5）裂缝）裂缝在裂缝性储层中，裂缝相当于较长的板状通道，连接孔隙或溶洞。第29页/共54页 孔隙结构表征参数平均孔喉半径分选系数相对分选系数(无因次量)均质系数(无因次量)第30页/共54页（1 1）平均孔喉半径）平均孔喉半径表示岩石平均孔喉半径大小的参数，即半径对饱和度的权衡。求法 第31页/共54页（2 2）分选系数）分选系数Sp
15、Sp反映喉道大小分布集中程度的参数，其物理意义相当于物理统计中的标准偏差。具有某一等级的喉道占绝对优势时，Sp值小，表示喉道分选程度好。求法第32页/共54页（3 3）相对分选系数）相对分选系数(无因次量无因次量)相对分选系数是更能准确地反映喉道分布均匀程度的参数。其物理意义相当于物理统计中的变异系数。相对分选系数越小，喉道分布越均匀。求法是：第33页/共54页均质系数是表征储油岩石孔隙介质中每一个喉道（Ri）与最大喉道半径的偏离程度。从公式还可以认为是平均半径与最大喉道半径之比。在01之间变化，越大，孔喉分布越均匀。求法是：Ri孔喉半径分布函数中某一孔喉半径（m）Rmax、RD最大孔喉半径对
16、应于Ri的某一区间的汞饱和度（%）。（4 4）均质系数）均质系数(无因次量无因次量)第34页/共54页第35页/共54页 孔隙结构研究方法室内研究法测井研究法第36页/共54页(1)(1)铸体薄片分析铸体薄片分析 岩石孔隙结构特征的铸体薄片研究法是将染色树脂注入到被洗净岩石孔隙结构特征的铸体薄片研究法是将染色树脂注入到被洗净和抽空的岩心孔隙内，待树脂凝固后，再将岩心切片和抽空的岩心孔隙内，待树脂凝固后，再将岩心切片(按需要的方位，按需要的方位，定向或不定向定向或不定向)放在显微镜下观察。铸体薄片中带色的树脂部分就是代放在显微镜下观察。铸体薄片中带色的树脂部分就是代表岩石二维空间的孔隙结构状态。
17、因此可以很方便地直接观察到岩石薄表岩石二维空间的孔隙结构状态。因此可以很方便地直接观察到岩石薄片中的面孔率、孔隙、喉道及孔喉配位数等。片中的面孔率、孔隙、喉道及孔喉配位数等。参数参数：孔洞缝的类型、形状、大小及与喉道的配置，估算面孔率、孔喉：孔洞缝的类型、形状、大小及与喉道的配置，估算面孔率、孔喉配位数。配位数。参考文献 室内研究法室内研究法第37页/共54页制备分析仪器制备分析仪器制备分析原理制备分析原理第38页/共54页真空灌注：抽真空前，将装好样抽真空前，将装好样品的玻璃试管放入烘箱中，在品的玻璃试管放入烘箱中，在（10021002）温度下加热温度下加热1 1小时后，放入真小时后，放入真
18、空系统中抽真空，当系统内真空度达到空系统中抽真空，当系统内真空度达到0.090.09MPaMPa后，再抽真空后，再抽真空1 12 2小时，然后灌注小时，然后灌注有机玻璃单体溶液，并使溶液面高出样品有机玻璃单体溶液，并使溶液面高出样品3 3cmcm4cm4cm，再继续抽真空再继续抽真空0.50.51 1小时。小时。加压灌注：室温下加压室温下加压6 67 7MPaMPa，进进行试漏，稳定行试漏，稳定1515分钟后，压力波动不超过分钟后，压力波动不超过0.50.5MPaMPa即可开始工作。即可开始工作。加热加压聚合：在在6 6MPaMPa压力下，压力下，启动烘箱升温到（启动烘箱升温到（1002100
19、2）保持保持2 2小时，小时，然后降温到（然后降温到（802802），保持，保持5 5小时，再小时，再升温至（升温至（10021002）恒温恒温1212小时。在加热小时。在加热加压聚合过程中压力不得高于加压聚合过程中压力不得高于8 8MPaMPa，然后，然后，关闭电源，让其自然冷却。关闭电源，让其自然冷却。第39页/共54页(2)CT(2)CT扫描图象分析法扫描图象分析法 CT扫描法又叫层析成像法，是发射扫描法又叫层析成像法，是发射X 射线对岩心作旋转扫描，在射线对岩心作旋转扫描，在每个位置可采集到一组一维的投影数据，再结合旋转运动，就可得到许每个位置可采集到一组一维的投影数据，再结合旋转运动
20、，就可得到许多方向上的投影数据多方向上的投影数据;综合这些投影数据，经过迭代运算就可以得到综合这些投影数据，经过迭代运算就可以得到X 射线衰减系数的断面分布图，射线衰减系数的断面分布图，参数：定量计算分析面积内的总孔个数，总孔面积，每个孔的六个参数：定量计算分析面积内的总孔个数，总孔面积，每个孔的六个参数（面积，周长，长轴，短轴，长短轴比，等效园面积），计算面孔参数（面积，周长，长轴，短轴，长短轴比，等效园面积），计算面孔率，作出孔分布直方图。率，作出孔分布直方图。第40页/共54页（3 3）毛管压力分析）毛管压力分析-压汞法压汞法参数参数：反映喉道的分布及不同喉道：反映喉道的分布及不同喉道大
21、小连通的孔隙体积分布情况。大小连通的孔隙体积分布情况。储层岩石的毛管压力和湿相储层岩石的毛管压力和湿相(或或非湿相非湿相)饱和度关系曲线称之为岩石饱和度关系曲线称之为岩石的毛管压力曲线的毛管压力曲线。它是研究岩石孔。它是研究岩石孔隙结构特征最重要的资料，其测定方隙结构特征最重要的资料，其测定方法主要包括法主要包括:半渗透隔板法、压汞法半渗透隔板法、压汞法和离心机法。和离心机法。参考文献第41页/共54页第42页/共54页三塘湖火山岩和致密砂岩样品孔隙结构类型压汞曲线三塘湖火山岩和致密砂岩样品孔隙结构类型压汞曲线参考文献第43页/共54页 （4 4）扫描电镜）扫描电镜 扫扫描描电电镜镜(SEM)
22、的的原原理理类类似似于于电电视视摄摄像像，采采用用电电子子束束作作光光源源，通通过过电电磁磁场场使使电电子子束束偏偏转转并并聚聚焦焦，再再轰轰击击到到被被分分析析的的样样品品之之上上，然然后后接接收收到到电电子子信信号号成成像像。作作为为研研究究岩岩石石孔孔隙隙结结构构特特征征的的主主要要手手段段之之一一的的扫扫描描电电镜镜能能够够清清楚楚地地观观察察到到储储层层岩岩石石的的主主要要孔孔隙隙类类型型:粒粒间间孔孔、微微孔孔隙隙(包包括括粒粒内内溶溶孔孔、杂杂基基内内微微孔孔隙隙、微微裂裂缝缝)、喉喉道道类类型型(包括点状、片状和缩包括点状、片状和缩颈喉道颈喉道)和测定出孔喉半径和测定出孔喉半径
23、等参数。等参数。第44页/共54页 人工神经网络是人们在模拟人脑处理问题的过程中发展起来的一种智能信息处理理论，它能够对人脑的形象思维、联想记忆等过程进行模拟和抽象，实现与人脑相似的学习、识别、记忆等信息处理能力。参考文献（5 5）神经网络法）神经网络法第45页/共54页第46页/共54页第47页/共54页第48页/共54页利用电阻率测井资料研究储层岩石的孔隙结构特征，主要还是建立在岩石导电物理模型和Archie（阿尔奇）公式的基础之上。杨锦林等采用简化的岩石导电物理模型，定义了一个岩石孔隙结构参数S，综合反映了储层孔隙孔道的曲折程度及其大小。如果孔隙孔道越大越平直，S 值越大，说明储层条件越
24、好;反之孔隙孔道越小，越曲折，S 值越小，说明储层条件越差。利用测井资料求取S 的公式为:式中:为地层水电阻率，m;为岩石100%含水时的电阻率，m;为岩石孔隙度。（1 1）用电阻率测井资料研究岩石孔隙结构）用电阻率测井资料研究岩石孔隙结构参考文献 测井资料法测井资料法第49页/共54页 （2 2）核磁共振测井研究岩石孔隙结构）核磁共振测井研究岩石孔隙结构核磁共振测井是20 世纪90 年代以来投入使用的最新测井技术之一，它是通过研究地层中孔隙流体的原子核磁性及其在外加磁场作用下的振动特性，来研究各种流体孔隙度，进而评价岩石的孔隙结构。高敏等利用一定数量岩心毛管压力资料和核磁共振测井资料对比建立
25、了T2 分布与岩石孔隙结构参数之间的关系。T2 几何平均值与孔喉半径均值Rm 关系为:第50页/共54页第51页/共54页参考文献【1】潘保芝.火成岩储层孔隙结构表征与储层参数分类评价.吉林大学学报【2】陈 杰，周改英，赵喜亮，等.储层岩石孔隙结构特征研究方法综述.特种油气藏.2005.8，12（4）【3】刘忠华.储层孔隙结构的测井评价方法研究.中国石油勘探开发研究院【4】杨胜来，魏俊之.油层物理学M.北京:石油工业出版社【5】何更生.油层物理M.石油工业出版社【6】罗蛰潭，王允诚.油气储集层的孔隙结构M.北京:科学技术出版社，1986【7】李玉彬.利用计算机层析(CT)确定岩心的基本物理参数J.石油勘探与开发，1999，26(6)【8】杨锦林.测井解释储集层孔隙结构与含油气性J.天然气工业，1998，18(5)【9】李秋实.阿尔奇公式与储层孔隙结构的关系J.石油与天然气地质，2002，23(4)【10】高敏.用核磁共振测井资料评价储层的孔隙结构J.测井技术，2000，24(3):188-193【11】运华云.利用T2 分布进行岩石孔隙结构研究J.测井技术，2002，26(1):18-21【12】赵杰.用核磁共振技术确定岩石孔隙结构的实验研究J.测井技术，2003，27(3):185-188第52页/共54页谢谢大家第53页/共54页感谢您的观看！第54页/共54页