具有連通孔隙,能使流體儲存,并在其中滲濾的巖層,也稱儲集巖。它是構(gòu)成油氣藏的基本要素之一。儲集層必須具備儲存石油和天然氣的空間和能使油氣流動的條件。

正文

如儲集層中儲存了油氣則稱含油氣層。絕大多數(shù)油氣藏的含油氣層是沉積巖(主要是砂巖、灰?guī)r、白云巖),只有少數(shù)油氣藏的含油氣層是巖漿巖和變質(zhì)巖。儲集層是控制油氣分布、儲量及產(chǎn)能(給出石油、天然氣的能力)的主要因素。

孔隙性? 儲集層的孔隙(包括裂縫和孔洞)是指巖石中未被固體物質(zhì)充填的空間。地殼中不存在沒有孔隙的巖石,但是不同的巖石,其孔隙大小、形狀和發(fā)育程度是不同的。因此,巖石孔隙發(fā)育程度直接影響儲存油氣的數(shù)量。巖石孔隙發(fā)育程度用孔隙度(孔隙率)來表示,即巖石的孔隙體積與巖石體積之比(以百分數(shù)表示)。自然界巖石的孔隙有連通孔隙和不連通孔隙。此外,孔隙的大小也是直接影響油氣在其中流動的重要因素。巖石的孔隙按其大?。紫吨睆交蛄芽p寬度)可分為3類:

①超毛細管孔隙。指管形孔隙直徑大于 0.5毫米或裂縫寬度大于0.25毫米的孔隙。這種孔隙中的流體可以在重力作用下自由流動。巖石中的大裂縫、溶洞及未膠結(jié)或膠結(jié)疏松的砂巖層孔隙大部分屬此類。

②毛細管孔隙。指管形孔隙直徑介于0.5~0.0002毫米之間,或裂縫寬度介于0.25~0.0001毫米之間的孔隙。在這種孔隙中的流體,由于毛細管力的作用,流體不能自由流動。要使流體在其中流動,需要有明顯的超過重力的外力去克服毛細管阻力。一般砂巖的孔隙屬于此類。

③微毛細管孔隙。指管形孔隙直徑小于0.0002毫米,或裂縫寬度小于0.0001毫米的孔隙。要使這種孔隙中的流體流動,需要非常高的剩余壓力梯度,這在地下油層條件下一般是達不到的。因此,對石油、天然氣的開發(fā)無意義。一般泥巖、頁巖中的孔隙屬于此類。

那些不連通的孔隙和微毛細管孔隙,對油氣的儲集是毫無意義的。只有那些彼此連通的超毛細管孔隙和毛細管孔隙,才是有效的油氣儲集空間,即有效孔隙。有效孔隙度 (

)是指巖石有效孔隙體積(

)和巖石總體積(

)之比

砂巖有效孔隙度變化在 5~30%之間,一般為10~20%;碳酸鹽巖儲集層孔隙度小于5%。

滲透性? 儲集層的另一特性是流體在孔隙中流動的能力,也就是儲集層的滲透性。它是指在一定的壓力差下,巖石允許流體通過其連通孔隙的性質(zhì)。儲集層滲透性決定了油氣在其中滲濾的難易程度,它是評價儲集層產(chǎn)能的主要參數(shù)。

巖石滲透性的好壞,用滲透率表示。實驗表明,當(dāng)單相流體通過孔隙介質(zhì)沿孔隙通道呈層狀流時,遵循直線滲濾定律,即達西公式

液體通過孔隙介質(zhì)的流量(Q)與兩端的壓力差(△P)和橫截面積(F)成正比,而與液體的粘度(μ)和孔隙介質(zhì)的長度(L)成反比。系數(shù)K為滲透率。

應(yīng)用達西公式,在單相條件下求得的滲透率為絕對滲透率。而儲集層的孔隙常為兩相(油-氣、油-水、氣-水),甚至三相(油-氣-水)流體共存,各相流體彼此干擾和互相影響。在二相或三相條件下,某一相的滲透率與絕對滲透率是有差別的,為此提出了有效滲透率和相對滲透率的概念。有效滲透率是指儲集層中有多相流體共存時,巖石對其中每一單相的滲透率,分別用

(油)、

(氣)、

(水)表示。相對滲透率為有效滲透率與絕對滲透率(為該相完全飽和的滲透率)之比值。分別用

表示氣、油、水的相對滲透率。

參考書目

鐘祥主編:《石油地質(zhì)學(xué)》,地質(zhì)出版社,北京,1986。

西北大學(xué)地質(zhì)系石油地質(zhì)教研室編:《石油地質(zhì)學(xué)》,地質(zhì)出版,北京,1979。