关于储集层介绍

[拼音]：chujiceng

[外文]：reservoir

具有连通孔隙，能使流体储存，并在其中渗滤的岩层，也称储集岩。它是构成油气藏的基本要素之一。储集层必须具备储存石油和天然气的空间和能使油气流动的条件。如储集层中储存了油气则称含油气层。绝大多数油气藏的含油气层是沉积岩（主要是砂岩、灰岩、白云岩），只有少数油气藏的含油气层是岩浆岩和变质岩。储集层是控制油气分布、储量及产能（给出石油、天然气的能力）的主要因素。

储集层的孔隙(包括裂缝和孔洞)是指岩石中未被固体物质充填的空间。地壳中不存在没有孔隙的岩石，但是不同的岩石，其孔隙大小、形状和发育程度是不同的。因此，岩石孔隙发育程度直接影响储存油气的数量。岩石孔隙发育程度用孔隙度（孔隙率）来表示，即岩石的孔隙体积与岩石体积之比(以百分数表示)。自然界岩石的孔隙有连通孔隙和不连通孔隙。此外，孔隙的大小也是直接影响油气在其中流动的重要因素。岩石的孔隙按其大小（孔隙直径或裂缝宽度）可分为3类：

（1）超毛细管孔隙。指管形孔隙直径大于 0.5毫米或裂缝宽度大于0.25毫米的孔隙。这种孔隙中的流体可以在重力作用下自由流动。岩石中的大裂缝、溶洞及未胶结或胶结疏松的砂岩层孔隙大部分属此类。

（2）毛细管孔隙。指管形孔隙直径介于0.5～0.0002毫米之间，或裂缝宽度介于0.25～0.0001毫米之间的孔隙。在这种孔隙中的流体，由于毛细管力的作用，流体不能自由流动。要使流体在其中流动，需要有明显的超过重力的外力去克服毛细管阻力。一般砂岩的孔隙属于此类。

（3）微毛细管孔隙。指管形孔隙直径小于0.0002毫米，或裂缝宽度小于0.0001毫米的孔隙。要使这种孔隙中的流体流动，需要非常高的剩余压力梯度，这在地下油层条件下一般是达不到的。因此，对石油、天然气的开发无意义。一般泥岩、页岩中的孔隙属于此类。

那些不连通的孔隙和微毛细管孔隙，对油气的储集是毫无意义的。只有那些彼此连通的超毛细管孔隙和毛细管孔隙，才是有效的油气储集空间，即有效孔隙。有效孔隙度 (Pe)是指岩石有效孔隙体积(Ve)和岩石总体积(Vt)之比

砂岩有效孔隙度变化在 5～30％之间，一般为10～20％；碳酸盐岩储集层孔隙度小于5％。

储集层的另一特性是流体在孔隙中流动的能力，也就是储集层的渗透性。它是指在一定的压力差下，岩石允许流体通过其连通孔隙的性质。储集层渗透性决定了油气在其中渗滤的难易程度，它是评价储集层产能的主要参数。

岩石渗透性的好坏，用渗透率表示。实验表明，当单相流体通过孔隙介质沿孔隙通道呈层状流时，遵循直线渗滤定律，即达西公式

液体通过孔隙介质的流量(Q)与两端的压力差(△P)和横截面积(F)成正比,而与液体的粘度(μ)和孔隙介质的长度(L)成反比。系数K为渗透率。

应用达西公式，在单相条件下求得的渗透率为绝对渗透率。而储集层的孔隙常为两相（油－气、油－水、气－水），甚至三相（油－气－水）流体共存，各相流体彼此干扰和互相影响。在二相或三相条件下，某一相的渗透率与绝对渗透率是有差别的，为此提出了有效渗透率和相对渗透率的概念。有效渗透率是指储集层中有多相流体共存时，岩石对其中每一单相的渗透率，分别用K0（油）、Kg(气)、Kw （水）表示。相对渗透率为有效渗透率与绝对渗透率（为该相完全饱和的渗透率）之比值。分别用 Kg/K、K0/K、KW/K表示气、油、水的相对渗透率。

参考书目

1. 钟祥主编：《石油地质学》，地质出版社,北京,1986。
2. 西北大学地质系石油地质教研室编：《石油地质学》，地质出版，北京，1979。