儲層沉積學

儲層沉積學是指套用各種資料研究和解釋油氣儲集體所形成的沉積環境、成岩作用及其形成機制，分析與確定儲層的地質信息，提高油氣勘探與開發效果的一門綜合性學科。即是綜合利用地質、地震、測井、試井等資料和各種儲層測試手段。

嚴格的講，它主要是研究碎屑岩儲層和碳酸鹽岩儲層的形成、演化、分布及其基本特徵（成分、結構、構造等）的一門科學，是沉積理論與油氣勘探開發實踐密切結合的結果。

一般來講，石油和天然氣生成於沉積岩中，也主要儲集在沉積岩中，從沉積岩石學、沉積學心以及岩相古地理學深化對各類油氣儲層形成的研究，可以為油氣勘探開發提供更多科學依據，因此，儲層沉積學的形成和發展有關重要的實際意義。

基本介紹

• 中文名：儲層沉積學
• 外文名：Reservoir sedimentology
• 任務：描述儲集體的沉積特徵
• 目的：提高採收率
• 依據：地質、地震、測井、試井等資料
• 研究方法：露頭研究、將今論古法等

儲層沉積學的興起

隨著20世紀60年代世界上一系列大油氣田的發現，勘探家與油藏工程師則希望以較少的鑽井資料，對油氣儲層的特徵與分布作出較為正確的評價與預測，並在勘探開發中取得較好的經濟效果，這就要求對油氣藏尤其是儲層的空間展布與內部物性的變化規律作出科學的描述和預測。由於這些實際生產的需要，運用沉積學的理論和方法來解決石油勘探開發中的儲層特徵描述及分布問題就應運而生，而且立即引起石油地質學家和油藏工程師們的高度重視，儲層沉積學也就隨之而誕生了。70年代後期，隨著石油工業的迅速發展和各種測試手段的湧現，儲層沉積學逐步開始走向成熟，目前在油氣勘探與開發的實踐中得到許多成功的套用。

早在1976年秋，在美國石油工程師協會的年會上，就以“協同”(Synergy)為題，專門設兩個小組來討論沉積相、儲層連續性及非均質性等油氣儲層沉積學問題。

當1977年《石油工藝雜誌》以專刊發表這些論文時，大部分學者(裘怪楠等)就認為是一個新的“里程碑”。1987年，R. W. Tillman編寫了第一本《儲層沉積學論文集》。

20世紀末，美國著名石油工程師Richardson把儲層沉積學列為展望2000年提高石油採收率的五大技術之一。

然而，我國以《儲層沉積學》命名而出的書則是1990年原中國石油天然氣總公司情報研究所翻譯的由1987年R. W. Tillman編寫的論文集，所涉及的內容則是從沉積學的角度來討論提高石油採收率的地質問題。但是，我國在80年代中期就在裘怪楠先生的倡導下，由原中國石油天然氣總公司設立了“中國油氣儲層研究”的大課題，它不僅討論油氣開發中提高採收率的問題，同時還涉及油氣勘探與開發中許多針對儲層研究的沉積學問題。它標誌著中國的油氣儲層沉積學走向了成熟，並且進人全面開花的嶄新時期。可從說，今天儲層沉積學已套用到油氣勘探與開發各個階段儲層的綜合評價中，並從石油領域拓展到核工業和其他礦產的評價與預測之中。

任務

儲層沉積學的任務是套用沉積學理論和相分析方法與手段，描述各種環境下形成的(油氣)儲集體的沉積特徵及其非均質性，是沉積學和儲層地質學的一個重要分支，屬於套用沉積學(Apply Sedimentology)的範疇。

目的

廣義上：①預測有利儲集相帶； ②提高採收率；③為儲量計算服務 。

狹義上：①確定儲層分布範圍與物性變化；②布置加密井；③確定外延井。

學科基礎

①沉積學；②石油地質學；③油層物理學；④地球物理學；⑤數學地質；⑥計算機技術。

研究方法

1.“將今論古”的類比法

套用現代沉積調查建立起來的沉積模式，進行類比和預測古代同類環境沉積的儲層特徵。現已建立了各種環境的沉積模式，套用於石油勘探和油田開發中來認識古代儲層，預測儲層展布，比較有效的是估計砂體的連續性、層內非均質性等。

2.露頭研究的推理法

當所研究的儲層在附近有出露時，這是一種既直觀又相對準確可靠的良好方法，相同沉積體系的露頭研究對推理地下油氣儲層特徵，尤其是巨觀特徵具有積極作用或理論指導意義。

3.沉積相的演化觀與基準面變化

盆地構造演化引起沉積環境的變化，從而造成沉積相的展布發生變化，而這一變化又受基準面變化的制約。在基準面旋迴變化過程中，由於可容納空間與沉積物供給通量比值（A /S）的變化，相同沉積體系域或相域中發生沉積物的體積分配作用和相分異作用，從而導致沉積物的保存程度、地層堆積樣式、相序、相類型及岩石結構發生變化，造成沉積砂體的空間疊置形式的不同。

4.沉積作用—非均質性回響的關係

不同的沉積作用或方式可形成不同的沉積砂體，而不同沉積砂體的內部物性具有規律性的變化，尤其是表現出不同的非均質性特徵。

5.經驗公式與參數的套用

通過現代沉積調查與古代露頭研究建立的定量地質知識庫，來推斷或估算地下同類儲層的空間展布範圍，是比較沉積學的深層次發展。

6.水動力條件分析—水槽實驗

水槽實驗自20世紀初用於研究水動力條件以來，解決了許多砂體形成的成因機理問題，該實驗仍是沉積學中一個重要的基礎試驗手段。

7.沉積微相導向的等時性小層對比

利用沉積相和沉積層序的層次等級來控制油組、砂組與砂層（小層）的對比，實現分級控制、逐層對比，確保相控的等時性。

8.地震相與測井相分析

地震相不僅是層序地層學分析的基礎，更是油區沉積相或沉積體系研究的基石，測井相的研究則是以測井特徵分析為手段、以垂向模式序列為方法，以測井系列的地質回響為理論，二者的緊密結合，可以更有效地發揮儲層沉積學的作用。

儲層沉積學展望

儲層沉積學在石油生產實踐中之所以有如此旺盛的生命力，仍離不開沉積學的近代進展。

關鍵在於:

一是現代沉積與露頭調查的大量積累，建立了各種沉積相的概念模式;

二是以水槽實驗為卞的基礎理論研究，加深了認識各種沉積現象的形成機理。儲層沉積學的現狀可以用兩句話來表述:石油生產對儲層描述的要求日益從巨觀向微觀方向發展;儲層沉積學工作者力圖由定性發展到半定量或定量地描述和預測儲層。

當前石油開發管理的基本做法是:提高資料採集系統的效率，正確描述油藏(儲層)的地質特徵，搞清驅油機理，建立一個參數齊全的定量化油藏(儲層)模型，套用數值模擬技術，預測生產動態，根據預測結果決定開發戰略和具體措施，以得到最佳的開發效果。其中有兩個關鍵技術:儲層建模和數值模擬。前者是基礎，沒有正確的儲層模型，就談不卜模擬結果的正確性。在第十一屆世界石油大會卜，有人估計數值模擬技術中尚存的數學與物理問題，不久即可圓滿解決，而正確的儲層模型還有待一個很長時間的攻關。

油氣的勘探與開發要求精細表征儲層的各種地質特徵，除早期比較注意的巨觀砂體兒何形態、連續性和孔、滲平面變化以外，已深人到層內滲透率變化、不連續薄隔層分布、層理構造和孔隙結構的一些微觀現象。而這些現象的變化又往往是現行開發井網(數百米井距)難以直接控制的。怎樣在較稀的井網下正確地預測和描述這些儲層特性，正是儲層沉積學面臨的挑戰和正在努力探索解決的課題。