定量储层地质学讲稿

《定量储层地质学》第三储层孔隙空间定量评罗2006年4第二节溶蚀孔隙的定量评六、溶蚀孔隙的识别与定量计1.溶蚀孔隙的镜下特直接标志包括部分溶蚀作用、印模、颗粒边缘的溶蚀、粒内溶间接标志主要有颗粒排列的不均一性、特大(过大）隙①部分溶蚀作用：部分溶蚀，残留部分、且残留部分常有溶蚀的特征②印模：印模是被溶物质的幻印的存在而留下了鉴别溶蚀作用存在的 第二节溶蚀孔隙的定量评六、溶蚀孔隙的识别与定量计1.溶蚀孔隙的镜下特直接标志间接标志主要有颗粒排列的不均一性、特大(过大）孔隙、拉长状孔隙③颗粒的溶蚀边界：经搬运而沉积的颗粒边缘通常是光滑的，次生加大的边缘是规则的，如果出现蚕蚀状的溶蚀边缘，则为溶蚀作用发生的可靠标志。压实和压溶过程中将会使其破碎。第二节溶蚀孔隙的定量评六、溶蚀孔隙的识别与定量计1.溶蚀孔隙的镜下特 间接标志主要有颗粒排列的不均一性、特大(过大）孔隙、拉长状孔隙⑤颗粒排列不均一性：在同一块样品或相邻样品中同时见到紧密与疏松排列，通常颗粒的接触类型点接触、线接触、面接触、港湾状接触与压实作用和压溶样中出现的截然不同的接触类型常是紧密排列的颗粒中部分细小颗粒或基质被溶蚀后形成的疏松排列；悬浮状颗粒出现也多为这种原因。第二节溶蚀孔隙的定量评六、溶蚀孔隙的识别与定量计1.溶蚀孔隙的镜下特 间接标志主要有颗粒排列的不均一性、特大(过大）孔隙、拉长状孔隙⑦伸长孔：当岩样中大量出现伸长状孔隙时，可能是溶蚀作用使颗粒边缘与水介质接触的物质(胶结物或颗粒)被溶蚀，而沿水流方向形成了这种伸长状的孔隙。第二节溶蚀孔隙的定量评六、溶蚀孔隙的识别与定量计1.溶蚀孔隙的镜下特部分溶蚀 伸长状印模 溶蚀的颗

图3-16碎屑岩储层溶蚀孔隙模式

特大 破裂的颗第二节溶蚀孔隙的定量评六、溶蚀孔隙的识别与定量计1.溶蚀孔隙的镜下特根据溶蚀孔隙的特征，在镜下利用铸体薄片进行面孔率的估算。薄片鉴定所获得的孔隙度为二的镜下面孔率，当孔隙的形态特征无明显的方向性时，即孔隙的几何形态为球形、正方形或随机分布的其它长形、长宽比近于1的形态时,面孔率应与孔隙度相等。第二节溶蚀孔隙的定量评六、溶蚀孔隙的识别与定量计1.溶蚀孔隙的镜下特但实际中测得的面孔率与孔隙度之间常存在差异图3-17%0%~5%0%~5%粘土含量粘土含量＞11%碳酸盐岩胶结 薄片孔隙度（面孔率第二节溶蚀孔隙的定量评六、溶蚀孔隙的识别与定量计溶蚀孔隙的镜下特微孔隙度指数来度量其大小Iφ=────式中φc岩心孔隙度φp薄片孔隙度,面孔率鉴于此，为了较客观地确定次生孔隙度，应进行微孔隙度指数校φcs=1-式中：φcs──校正后的次生孔隙度，%深度m8深度m8孔隙度2.利用孔隙度资料识别估溶蚀孔隙 应用孔隙度梯度估算溶孔隙φr──溶蚀孔隙度φs──有溶蚀作用岩样孔隙度孔隙度%第二节溶蚀孔隙的定量评六、溶蚀孔隙的识别与定量计利用孔隙度资料识别估算溶蚀孔隙 孔隙度梯度φ─孔隙度e自然对数的z地层深度同样也对白云岩和灰岩分别作了回归分析得到不同的方φ=51.34e(- ──灰φ=30.36e(- ──白云第二节溶蚀孔隙的定量评六六、溶蚀孔隙的识别与定量计3.利用残余水饱和度Swr与孔隙度确定次生孔残 无溶 图3-19利用残余水饱和度Swr

图3-20第二节溶蚀孔隙的定量评六、溶蚀孔隙的识别与定量计利用残余水饱和度Swr与孔隙度确定次生孔残余水为原生孔隙的残余水与溶蚀孔隙中残余水量之和。即因此φ=φm+φsec，将φm=φ-φsec带入整理可得（Swrsec-Swr=───────────+ 将φsec=φ-φm代入可得(Swrm-Swrsec)φmSwr=───────────+Swrsec Swr=kX+式中k─斜率,(Swrm- X─变量,1/ b─截距,第二节溶蚀孔隙的定量评六、溶蚀孔隙的识别与定量计利用残余水饱和度Swr与孔隙度确定次生孔残余水通常应分布在微孔隙中，因此应随微孔隙的发育而增加，溶蚀孔隙通常是起扩大原生孔隙中渗透性较好的大孔喉部分，因此可视为有较小的残余水饱和度，而且为常数，这时可用式，因此：φmφmSwrm─将φm=φ─φsec代入，φsec=φ──────Swrm─第二节溶蚀孔隙的定量评六六、溶蚀孔隙的识别与定量计3.利用残余水饱和度Swr与孔隙度确定次生孔％

计算曲水 和度％ １／孔隙度图3-21第二节溶蚀孔隙的定量评六、溶蚀孔隙的识别与定量计用相对渗透率曲线识别次生溶

第二节溶蚀孔隙的定量评六六、溶蚀孔隙的识别与定量计5.溶蚀孔隙的毛管压力曲线模 原理对于储层的孔隙结构特征而言，溶蚀增加喉道的大小及配位数图3-23溶蚀作用增大喉道模式第二节溶蚀孔隙的定量评六六、溶蚀孔隙的识别与定量计5.溶蚀孔隙的毛管压力曲线模裂缝发溶裂缝发溶蚀孔隙不发溶蚀孔隙发溶蚀孔隙不发裂缝发溶蚀孔隙发 饱和 孔隙半图3-24第二节溶蚀孔隙的定量评六、溶蚀孔隙的识别与定量计6.利用地球物理测井资料和物性资料识由阿尔公式Rt=wφm.Sw和Rt=────────(φ-φnc)Mm.Sw式中Rw─地层水电阻 Rt─地层电阻φ─孔隙度（总 φnc─不连通的孔隙m─阿尔奇指数 Mm─基质（无溶孔岩石）的阿尔奇指数φm=（φ-=φ〔1-φ(m／Mm-1)六、溶蚀孔隙的识别与定量计6.利用地六、溶蚀孔隙的识别与定量计6.利用地球物理测井资料和物性资料识溶蚀缝合线、裂φfmf+（φ-胶结

2

5数

①溶蚀孔隙不发

Mf

图3-25 40孔隙度图3-25第二节溶蚀孔隙的定量评六、溶蚀孔隙的识别与定量计利用地球物理测井资料和物性资料识通常地层因素(F)、孔隙度(φ)和阿尔奇指数(m)有

图3-26a与m关系：根据统计资料，a与m之间有以下：将以上两式整理可得loga

a

第二节溶蚀孔隙的定量评六六、溶蚀孔隙的识别与定量计6.利用地球物理测井资料和物性资料识 图3-27不同孔隙系统的地层因素特 第二节溶蚀孔隙的定量评六六、溶蚀孔隙的识别与定量计6.利用地球物理测井资料和物性资料识图3-28不同孔隙分布区域示意第二节溶蚀孔隙的定量评六六、溶蚀孔隙的识别与定量计7.溶蚀孔隙的压力恢复曲线特1

半对数曲半对数曲双对数曲图3-29

第二节溶蚀孔隙的定量评六、溶蚀孔隙的识别与定量计溶蚀孔隙的压力恢复曲线特 基本参弹性溶积系数ω和窜流系数λ式中φ1─第一种孔隙系统的孔隙 φ2─第二种孔隙系统的孔隙Ct1第一种孔隙系统的弹性压缩系数Ct2第二种孔隙系统的弹性压缩实际上ω是反映的第一孔隙度与总孔隙度的比值，或第一孔隙的含量，ω越大明第一孔隙系统越多，反之越少第二节溶蚀孔隙的定量评六、溶蚀孔隙的识别与定量计7.溶蚀孔隙的压力恢复曲线特 基本参数弹性溶积系数ω和窜流系数窜流系数λλ＝α.

w2──＝Cw 它反映两种孔隙系统间的渗透率比值，λλ─窜流系数 α─第一种孔隙（基质）形状系数rw─油井半径 K2─第二种孔隙系统的渗透率K1─第一种孔隙系统的渗透率第二节溶蚀孔隙的定量评六、溶蚀孔隙的7.溶蚀孔隙的压力恢复曲线特 溶蚀孔隙与裂缝的主要区①弹性溶积系数ω 溶蚀孔隙，形成较高的，而裂缝形成较低的ω，因为碎屑储层中的裂缝通常为主要的渗流通道而并非主要的储集空间，故裂缝的孔隙度较低，通常最高仅占总孔隙度的2～3%，一般为1%左右，因此ω通常小于0.01，而溶蚀孔隙可在总孔隙度中占较高比例(可高达0以上)，故ω较大，通常大于3。第二节溶蚀孔隙的定量评六、溶蚀孔隙的7.溶蚀孔隙的压力恢复曲线特 溶蚀孔隙与裂缝的主要区①弹性溶积系数窜流系数λ溶蚀孔隙有较高的，而裂缝有较低的，因为裂缝的特征是宽度不大延伸远，因而其渗透率特别高，因而2K1特别低，而溶蚀孔隙的渗透率仅与喉道半径的平方成正比，当溶蚀孔隙与原生孔隙的喉道之比为2时，其渗透率之比为4，为5时，之比为2，故远较裂缝低。③时间窜流段出现不稳定的特征，延续的时间长。由于溶蚀孔隙的强弱不同常形成溶蚀与非溶蚀间的过渡类型的孔喉，这些过渡型的孔喉系统常形成这种现象。第三节孔隙结构的定量分类评一、分类参数的概念储集岩所含各类孔隙及其不同形态和大小的组合，而形成石中的网络系统，这些特征的总和称为孔隙结构特征内容孔隙结构特征应包括其孔隙的形态、大小、分布，相互连通系等基本特征和非均质特征第三节孔隙结构的定量分类评一、分类参数的概内孔隙大小参均值(μ)当储层的孔喉分布用Φ函数整理时，其分布若近于正态分布时，可用下式计算其均质μ＝正态分 φ=∑φi·ΔSi/∑ 中值 是指处于孔喉分布累计曲线中点（饱和度50%）的Φ值，属于态分布时，为频第三节孔隙结构的定量分类评一、分类参数的选孔隙形态参迂回度(λ)------------比表面(S'比 假设孔隙形态为球形时的比表面积计算公式为S'比第三节孔隙结构的定量分类评一、分类参数的选孔隙分布参通常应确定其分布类型，用分布的特征参数来描标准 σ=────+────+────+────+ 歪 Sp=───────+2×(84- 2×(95-尖

95-Kp=2.44×(75-第三节孔隙结构的定量分类评一、分类参数的选孔喉连通关系参孔喉比 指孔喉体积之比，其计算公式为Vpt=Smax-视配位数 孔隙和喉道都近于球形(球孔球喉)时，则孔隙数(Np)和喉道数分别为 Np=─────── ;Nt=─────── 视配位数(Z')为 Z'=──=─────=──·──= Rp=∫r(s)退 Rt=∫r(s)进 第三节孔隙结构的定量分类评一、分类参数的选孔喉连通关系参2)视配位数 当孔隙为球形，而喉道为管状(球孔管喉)时，长宽之比为5时有 Z'= 上述为孔隙结构的基本参数，还应引入一些非均质性参数第三节孔隙结构的定量分类评一、分类参数的选均质参Ap=结构均匀第三节孔隙结构的定量分类评二、定量分类方分类方法划分法和聚合聚类分析，也叫点群分析、群分析、丛分析、族分分析目前主要有系统聚类、模糊聚类、图论聚类和动态聚类系统聚基本步①计算相似性对称矩②按照某种原则寻找相似样③形成新的相似性对称矩阵，再寻找相似样品；这样循环上述三步，使样品类从Ｎ到１类。第三节孔隙结构的定量分类评二、定量分类方1.系统聚相似性指标是指用于衡量样品间相似性的数学指标，主要有距离系数和相似相似系数中最常用的为相关相似系数,其计算公式为寻找相似样品的原则在形成相似矩阵之后，寻找相似样品进行聚类。如果采寻找最大的的样品对。根据聚类方法的不同分为一次阵中完成聚类，而逐步聚类法则需逐步计算相似矩阵来完成成果图系统聚类的结果是获得直观表明样品间关系的谱系图（图-3），利用谱系图分类。从图-3中可见各类间的亲疏关系，根据这种图分类，通常是。第三节孔隙结构的定量分类评二、定量分类方系统聚Ⅰ1Ⅰ类Ⅰ1Ⅰ ⅠⅠ ⅠⅠ 图3-30聚类分析成果

次 离 数d第三节孔隙结构的定量分类评二、定量分类方系统聚合理划分类对于应分多少类，各类是否再分亚类等问题，主要由以下几点来确定①谱系图中是否有连接距离（式相似）系数突变，如果谱系图中无突变特征，则法不当。相反，如果图中能找到突变的特征，则可在此分类（如图3-0）。 ③各类中的样品数也是需考虑的重要因一，在分类结果中要保证每类都必须有一定数量的样品，否则需补充样品数到较少的类中，或将其归入与之相似的类中。第三节孔隙结构的定量分类评二二、定量分类方2.模糊聚它与系统聚类不同的是用模糊矩阵来代替相关矩阵11M X/(MiL)2(M)2Rij 2ii,j=1,2,...…,用于寻找相似样品的方法为：先求出模糊矩阵的卷积，再从中寻找最小的值作为聚类指标,其它方法与系统聚类相同，在此不再叙述。第三节孔隙结构的定量分类评二、定量分类方3.图论聚采用图论中的最小支撑树原理对样品进行处理，最后形成一棵最小支撑树1)基本数学思想将Ｎ个样品看成Ｎ个点，以它们之间的“距离”作为连接两第三节孔隙结构的定量分类评二、定量分类方3.图论聚基本数学思两点间距离可用系统聚类中介绍的各种距离指标。通常用DMi= ,N-式中MDij=(Xik-k每个样品总的密度为Pi=S它表明每点周围的点数的多少，即只有在它的 球半径内的点才计算第三节孔隙结构的定量分类评二、定量分类方3.图论聚结果的解释和应用图3-31为20个样品的最小支撑树，它形象表明了样品间分类时遵循以下原则①枝短（距离小）的为同一类②分类界线应在枝长（距离大）的位置③每类样品必须达到一定数量根据上述原则，图3-31可分为三类。图3-32是对应的系统聚类结果第三节孔隙结构的定量分类评二、定量分类方图论聚Ⅲ ⅠⅠ第三节孔隙结构的定量分类评二、定量分类方动态聚原理假定需要将样品分类为K类时，用一种数学方法使分类结果达最佳。步骤为先计算各样品的类属，然后根据各样品与类重心坐标的距离平方总和D，再用分类函数调整以形成新的分类，且得到2，如果2≥S，则分类结束，否则再调整，计算新的D，。第三节孔隙结构的定量分类评二、定量分类方动态聚原归类的计算公式为Ii=────────+1Xmax－结果动态聚类的结果可作出类数与距离平方总和的关系图（图33），根据此图确定分为几类时较好第三节孔隙结构的定量分类评二二、定量分类方4.动态聚无次离平和

类图3-33动态聚类成果

DS=──{── N－样品 K－类G数，如10<X<100，则G=10lgDS=lg －2它表明DS与分类数K的平方成反，为对数线性负相关如果实际数据DSDS值，则分为j类较好。图3-33中为2，4，6第三节孔隙结构的定量分类评二、定量分类方方法选分类方法选择视不同的研究对象而异，可归纳为以①数据整理方法中，以数据规格化和极差标准化较适合于聚类分析研究②系统聚类中，欧式距离作为相似指标，类平均法，可变类平均法、误平方和法较好态聚类近于划分法，可加入思想进行分类；图论聚类形象表现样品间的二维关系，加入思想会使结果更合理。才是正确的第三节孔隙结构的定量分类评三、分类结果评如何评价一个分类结果，是分类研究中的一个重要问题。尽管不同的对象采不同的 得到完全不同的结果，但都应考虑一些基本原则进行评价，以确其合理性和科学性内容评价内容包括三个主要方面：理论性、实用性和可分性第三节孔隙结构的定量分类评三、分类结果评–内容理论性各类储层的成因不同而使其性质各异，分类结果应能反映出不同成因的储实用性每项研究都是从工作需要出发，储层微观孔隙结构分类研究的目的是更好可分性之间的差异（类差）最大，各类内的样品间的差异（组内差）根据以上三条原则，在众多的分类方案中，选出“理论性强、实用性佳、好第三节孔隙结构的定量分类评四、分类实例－克拉玛依砾岩油藏储层微观孔隙结构特1.基本地质特岩性克拉玛依砾岩油藏以洪积相为主，岩性十分复杂，主要为砂质不等粒砾岩、细粒小砾岩、含砾巨－粗砂岩、砾状巨砂岩等，由于山麓洪积相近物源、短距离搬运、沉积迅速等地质特征，从而使岩石的结构成熟度（分选、第三节孔隙结构的定量分类评四、分类实例－