碎屑岩儲集層

碎屑岩儲集層主要包括各種砂岩、砂礫岩、礫岩、粉砂岩等碎屑沉積岩，是世界油氣田的主要儲集層類型之一，我國的大慶、勝利、大港、克拉瑪依等油田主要儲集層均屬於此類。

基本介紹

• 中文名：碎屑岩儲集層
• 主要包含：砂岩、砂礫岩、礫岩等
• 主要地區：大慶，勝利
• 影響因素：碎屑顆粒的礦物成分

孔隙類型

碎屑岩儲集空間按形態分為孔、縫、洞三大類。按孔隙的成因，分為原生孔隙和次生孔隙兩大類、12個亞類

碎屑岩原生孔隙

主要包括正常粒間孔隙、殘餘粒間孔隙、粒內孔隙和礦物解理縫、雜基內微孔隙、層理層間縫等（圖3-8）。碎屑岩儲集空間以粒間孔隙為主（包括原生粒間孔隙和次生粒間孔隙），其它類型的孔隙相對較少，但在有的儲集岩中可成為主要儲集空間。

砂岩次生孔隙

次生孔隙是指沉積作用過程之後，岩石成岩作用中所形成的孔隙，包括顆粒及粒內溶孔、粒間溶孔、鑄模孔、超粒孔、晶間孔等。廣義的次生孔隙還包括裂縫，如構造裂縫、成岩裂縫、溶洞等。

孔隙結構

岩石所具有的孔隙和喉道的幾何形狀、大小、分布及其連通關係，稱孔隙結構。通常用Pd、r、Smin%、Pc50作為定量描述孔隙結構的參數。孔隙結構是影響儲集岩滲透能力的主要因素，喉道的形狀、大小則控制著孔隙的儲集和滲透能力。

孔隙喉道的大小及形態主要取決於顆粒的接觸類型和膠結類型以及砂岩顆粒本身的形狀、大小、圓度等。

（1）喉道是孔隙的縮小部分：孔隙大、喉道粗，孔喉直徑比接近於1:1。岩石的孔隙幾乎都是有效的。

（2）可變斷面收縮部分是喉道：砂岩顆粒被壓實而排列比較緊密，孔隙大（或較大）、喉道細，儲集岩孔隙度較高，但滲透率很低，孔喉直徑比很大。

（3）片狀或彎片狀喉道：砂岩進一步壓實或由於壓溶作用使晶體再生長，孔隙相互連通的喉道實為晶間孔隙。孔隙很小，喉道極細。其孔隙度較低，滲透率則極低。

（4）管束狀喉道：雜基及各種膠結物含量較高，原生粒間孔隙可完全被堵塞。在雜基及膠結物中的許多微孔隙本身既是孔隙又是連通通道。其孔隙度較低，滲透率則極低。

類型及其特徵

沉積體系	砂體類型及特點		油田實例
沖積扇	砂礫岩體平面上呈扇形，縱剖面呈楔狀，橫剖面呈透鏡狀；分選磨園差；孔隙直徑變化範圍大；扇根和扇中儲集性好；主槽、側緣槽、辮流線和辮流島滲透率較高。		克拉瑪依油田三疊系；大港棗園油田孔店組；勝利王家崗油田丁家屋子孔店組
河流	分為曲流河、辮狀河、順直河和網狀河四種類型。包括河道、心灘、邊灘（點砂壩）、決口扇等砂體，剖面呈透鏡狀。河床砂體呈狹長不規則狀，可分叉，剖面上平下凹，近河心厚度大；結構、粒度變化大，分選差。非均質性嚴重，孔滲性變化大，河道砂岩的原生孔隙發育、孔滲性較好。		阿拉斯加普魯霍灣油田二疊；利比亞蘇爾特盆地Sarir、Messla等油田白堊系；長慶油田侏羅系；渤海灣盆地勝利油田等新近系
風成砂	沙丘和沙席砂體是砂質純淨、分選極好、磨園好、細-中粒砂岩為主。滲透性穩定，一般形成優質儲層和區域性輸導層。; 沙丘間為分選較差的砂岩、粉砂岩、泥岩、蒸發岩、灰岩等。		北海格羅寧根氣田赤底統砂岩；美國阿拉巴馬Mary Ann氣田侏羅系Norphlet砂岩
湖泊	三角洲	分布在湖盆緩坡帶，包括分流河道砂、河口砂壩、前緣席狀砂等。平面上鳥足狀、朵狀。剖面透鏡狀，砂質純淨、分選好，物性好。	中國大慶油田白堊系、勝利東營凹陷沙三段、美國尤他州Red Wash油田古新世
	灘壩	灘砂體層薄、席狀，壩砂層厚、帶狀或透鏡狀，砂質純淨分選好，物性好	勝利純化油田和王家崗油田沙四段
	扇三角洲	發育在湖盆陡岸，前緣水下辮狀河道砂體發育，物性較好	遼河曙光油田沙四段
	水下扇	發育在近岸陡坡帶，以扇中辮狀溝道、扇端席狀砂為主	勝利渤南油田古近系等
	濁積砂體	包括遠岸濁積、斷槽濁積、滑塌濁積等，砂體形態為扇形、帶狀、透鏡狀等	勝利梁家樓油田沙三段、勝利五號樁油田沙三段等
三角洲	包括河道砂、分支河道砂、河口砂壩、前緣席狀砂。三角洲前緣相帶砂體發育。在不同動力作用下可呈鳥足狀、朵狀和弧形席狀。砂質純淨、分選好，儲集物性好。		沙烏地阿拉伯Safaniya油田白堊系、科威特巴爾幹白堊系、西西伯利亞烏連戈伊氣田白堊系
濱海	包括超覆與退覆砂岩體、濱海砂堤、潮道砂砂體。成分和結構成熟度高，分選和磨園好，儲集物性好。濱海砂堤狹長，平行海岸線，剖面透鏡狀，底平頂凸，分選好，儲集物性好。		東德克薩斯油田古新世Frio砂岩、聖胡安盆地Bisti油田、北海的 Piper油田
深水海底扇	主水道、辮狀水道砂體發育。成分和結構成熟度差、分選差。儲集物性變化大。有巨大潛力但未充分勘探。		英國北海盆地Forties油田古新世、落杉磯盆地中新世、巴西Marlim油田漸新世

儲集物性的影響因素

碎屑岩儲集層是由成分複雜的礦物碎屑、岩石碎屑和一定數量的膠結物所組成。其儲集空間主要是碎屑顆粒之間的粒間孔隙，其儲集性質好壞主要取決於下列因素的影響：

（1）碎屑顆粒的礦物成分

碎屑岩的礦物成分主要以石英、長石為主，還有一些雲母、重礦物、岩屑。碎屑岩礦物成分對孔隙度和滲透率的影響，主要表現在兩方面：一是礦物顆粒的耐風化性，即性質堅硬程度和遇水溶解及膨脹程度；二是礦物的潤濕性，礦物顆粒與流體的吸附力大小，即憎油性和憎水性。

一般性質堅硬、遇水不溶解不膨脹、遇油不吸附的碎屑顆粒組成的砂岩，儲油物性好；反之則差。因此相同情況下，石英砂岩儲性比長石砂岩好。

（2）碎屑顆粒的粒度和分選程度

顆粒的粒徑與岩石孔隙大小成正比，而滲透率與孔隙大小的平方成正比，因此，顆粒粒度與岩石滲透率呈正相關關係，分選程度一定時，滲透率與粒度中值成正比。但當岩石中含較多的泥質時，岩石孔滲性會大大降低。

顆粒的分選性是控制岩石原始孔滲性的最重要因素之一。一般情況下，粒度一定時，顆粒的分選程度愈好，孔隙度和滲透率也愈大（圖3-16）。

（3）碎屑顆粒的排列方式和圓球度

碎屑顆粒的排列方式很複雜，假設顆粒為均等小球體，則可排列成三種理想的形式(圖3-15)：(c)表示立方體排列，堆積最疏鬆，孔隙半徑大，連通性好，孔隙度、滲透率大。(a)、(b)代表斜方體排列，孔隙半徑較小，連通性較差，滲透率較低，其中(a)型排列最緊密，孔隙度最小，(b)型排列的緊密程度介於(a)與(c)之間。

岩石碎屑顆粒的排列方式，主要決定於沉積條件。若沉積時的水介質較平靜，顆粒多呈近立方體排列；若水介質活動性較大，顆粒多呈斜方體堆積。

實際組成岩石的碎屑顆粒往往凹凸不平，形狀極不規則，常發生鑲嵌現象，相互填充孔隙空間，結

果使孔隙度、滲透率降低，一般顆粒圓球度愈好，孔隙度、滲透率愈大。

（4）雜基含量

雜基含量對砂體原始孔滲性（尤其是滲透率）影響很大。雜基含量多的砂體，孔滲性較低，一般當雜基含量大於5%時，粘土雜基含量與孔隙度和滲透率成反比；雜基含量小於5%時，原始孔隙度和滲透率很高。

總的說來，岩石顆粒的粒度適中、分選好、圓球度較高，雜基含量低，則孔滲性較好；而顆粒粒徑、分選、圓球度和雜基含量均受控於沉積環境和沉積作用。

（5）沉積構造

層理明顯的砂岩，往往是砂、泥互動成層的薄層，泥質含量較高，儲集性質不好；平行於層面的水平滲透率較大，垂直於層面的垂直滲透率較小。砂岩中若含有泥質條帶也會影響儲集性質，尤其使垂直滲透率變小。碎屑岩的沉積構造對儲層含油性也有明顯的影響。