第二节碎屑岩储集层
99%以上的储集层为沉积岩,其中又以碎屑岩和碳酸盐岩为主,1%为其它岩类储集层。所以按岩类可分以下三种类型储集层。
碎屑岩储集层的岩类包括:砾岩,含砾砂岩,中、粗砂岩,细砂岩及粉砂岩,其中物性最好的是中-细砂岩和粗粉砂岩。
一、碎屑岩储集层的孔隙类型
传统的观念认为砂岩储集层的孔隙类型以原生的粒间孔隙为主,只有很小一部分是次生的,并且都把次生孔隙(除了裂缝以外)解释为是地层出露地表时大气水淋滤的结果。直到1979年,自从施密特麦克唐纳(Schmidt)发表了“砂岩成岩过程中的次生储集孔隙”之后。人们对次生孔隙的概念、类型、识别标志、形成机制及意义才有了较明确的认识。
Schmidt将碎屑岩孔隙类型分为5种类型:
①粒间孔隙:一般为原生孔隙。其孔隙度随埋深的增加有所降低,但降低的速度比粘土岩慢得多。
②特大孔隙:按Schmidt标准,。多数为次生孔隙。
③铸模孔隙:是指砂岩中具有一定特征几何形状的介壳碎屑、碳酸盐粒屑、结晶矿物(盐、石膏、菱铁矿)被溶蚀后,保持原组构外形的那些孔隙。属于一种溶蚀的次生孔隙。
④组分内孔隙:一切组分,如颗粒、杂基、胶结物内出现的孔隙。可以是原生的(沉积的和沉积前),也可以是后生的(成岩过程及其后新生的)。
⑤裂缝:砂岩中裂缝较为次要,但如果沿裂缝发生较强烈的溶蚀作用时,它的作用就十分重要。
二、影响碎屑岩储集层储集性的因素
1、沉积作用对砂岩储层原生孔隙发育的影响
(1)矿物成分对原生孔隙的影响
矿物成份主要以石英、长石、云母。矿物成份对储集物性的影响主要视以下两个方面:
矿物的润湿性:润湿性强,亲水的矿物,表面束缚薄膜较厚,缩小孔隙空间,渗透性变差。
矿物的抗风化能力:抗风化能力弱,易风化成粘土矿物充填孔隙或表面形成风化层减小孔隙空间。
因此,长石砂岩较石英砂岩物性差。除长石外,其它颗粒矿物成份对物性影响不大。
(2)岩石结构对原生孔隙的影响
包括大小、分选、磨圆、排列方式。
粒度和分选系数的影响
粒度:总孔隙度随粒径加大而减小。因为粒度小,分选差,磨
圆差,较松散,比圆度好的较粗砂岩孔隙度大。渗透率则随粒径的
增大而增加。因为粒径小,孔喉小,比表面积小,毛细管压力大。
当分选系数一定时,渗透率的对数值与粒度中值成线性关系。
分选:粒度中值一定时:分选差的岩石,小颗粒充填大孔隙,
使孔隙度、渗透率降低;分选好的岩石,孔渗增高。孔隙度、渗
透率随着分选系数趋于1而增加,分选系数So<2时,各种粒径的砂
岩孔隙度、渗透率都随So增大而降低;分选系数So>2时,中细粒
砂岩,孔隙度随So增大而缓慢下降;粗粒和极细粒砂岩,So增加
时,孔隙度基本不变。
立方体排列:堆积最松,孔隙度最大,渗透率最高;斜方体
排列:孔隙直径较小,渗透率低。磨圆度增高,储集物性变好。
(3)杂基含量对原生孔隙的影响
杂基:。代表沉积环境能量,在沉积作用的影响因素中最重要的因素是杂基含量。
杂基含量高,一般代表分选差,平均粒径也较小,喉道小,多为杂基支撑,孔隙结构差,其孔隙、渗透性也差。
2、成岩后生作用对砂岩储层物性的影响
压实作用:包括早期的机械压实和晚期的化学压溶作用。压实作用结果使原生孔隙度降低。
胶结作用:胶结物的含量、成份、类型对储集性有影响。含量高,粒间孔隙被充填,减少原生孔隙,连通性变
差,物性变差。泥质、钙-泥质胶结的岩石较松,物性较好;纯钙质、硅质或铁质胶结的岩石致密,物性差。胶结类
型由接触式→接触→孔隙式→孔隙→基底式→基底式物性逐渐变差。
溶解作用:粗粒、孔隙水多或含有有机酸的砂岩,能溶解孔喉中的碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐,改善储层物性。
交代作用和重结晶作用:物性的改变要视被交代物和重结晶结果而定。
三、碎屑岩储集层的形成环境及分布
碎屑岩储集层的形成和分布,受古沉积条件及古构造条件的控制。一个沉积盆地内碎屑岩储集层发育情况,受沉积旋回的控制,一般在一个完整旋回的中后期所沉积的砂质岩,分布广,厚度大,储集物性好,常常形成良好的碎屑岩储集层。
古构造条件对碎屑岩储集层的形成和分布也有影响。一般在盆地的斜坡带,碎屑物质经过机械分异作用,颗粒较均匀,圆度好,胶结物含量少,储集物性甚佳。在水下大型古隆起的顶部和翼部,由于湖水的冲洗作用,形成物性良好的碎屑岩储集层。
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