儲集層

儲集層

具有連通孔隙,能使流體儲存,並在其中滲濾的岩層,也稱儲集岩。它是構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。絕大多數油氣藏的含油氣層是沉積岩(主要是砂岩、灰岩、白雲岩),只有少數油氣藏的含油氣層是岩漿岩和變質岩。儲集層是控制油氣分布、儲量及產能(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)是指岩石中未被固體物質充填的空間。地殼中不存在沒有孔隙的岩石,但是不同的岩石,其孔隙大小、形狀和發育程度是不同的。因此,岩石孔隙發育程度直接影響儲存油氣的數量。岩石孔隙發育程度用孔隙度(孔隙率)來表示,即岩石的孔隙體積與岩石體積之比(以百分數表示)。自然界岩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。岩石的孔隙按其大小(孔隙直徑或裂縫寬度)可分為3類:
超毛細管孔隙。指管形孔隙直徑大於 0.5毫米或裂縫寬度大於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。岩石中的大裂縫、溶洞及未膠結或膠結疏鬆的砂岩層孔隙大部分屬此類。
②毛細管孔隙。指管形孔隙直徑介於0.5~0.0002毫米之間,或裂縫寬度介於0.25~0.0001毫米之間的孔隙。在這種孔隙中的流體,由於毛細管力的作用,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。一般砂岩的孔隙屬於此類。
③微毛細管孔隙。指管形孔隙直徑小於0.0002毫米,或裂縫寬度小於0.0001毫米的孔隙。要使這種孔隙中的流體流動,需要非常高的剩餘壓力梯度,這在地下油層條件下一般是達不到的。因此,對石油、天然氣的開發無意義。一般泥岩、頁岩中的孔隙屬於此類。 
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 (Pe)是指岩石有效孔隙體積(Ve)和岩石總體積(Vt)之比

儲集層

砂岩有效孔隙度變化在 5~30%之間,一般為10~20%;碳酸鹽岩儲集層孔隙度小於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,岩石允許流體通過其連通孔隙的性質。儲集層滲透性決定了油氣在其中滲濾的難易程度,它是評價儲集層產能的主要參數。
岩石滲透性的好壞,用滲透率表示。實驗表明,當單相流體通過孔隙介質沿孔隙通道呈層狀流時,遵循直線滲濾定律,即達西公式

儲集層

液體通過孔隙介質的流量(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)和孔隙介質的長度(L)成反比。係數K為滲透率。
套用達西公式,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,岩石對其中每一單相的滲透率,分別用K0(油)、Kg(氣)、Kw (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 Kg/K、K0/K、KW/K表示氣、油、水的相對滲透率。
參考書目
 鍾祥主編:《石油地質學》,地質出版社,北京,1986。
 西北大學地質系石油地質教研室編:《石油地質學》,地質出版,北京,1979。

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