岩心分析的方法

『壹』 岩心圖像掃描分析技術及其應用

劉寧安明泉陳攀峰鄭勝利王艷琴

摘要該文系統介紹了岩心圖像掃描分析技術，闡述了圖像處理和相關沉積構造參數計算方法；並以車古201井為例，通過岩心觀察與岩心掃描分析相結合，對該井早古生代奧陶紀碳酸鹽岩儲集層儲集空間發育特徵及含油性進行了綜合分析。

關鍵詞岩心圖像掃描圖像分析儲集層裂縫溶蝕孔洞

一、引言

岩心是油氣田勘探開發研究工作中最重要的基礎地質資料之一，岩心的觀察描述在確定岩性，推斷沉積環境以及生儲蓋組合綜合研究中，具有不可替代的作用^[1]。以往常規岩心觀察描述的勞動強度較大，加之頻繁的采樣、自然風化等因素造成的岩心缺失、錯亂和破壞，使其准確性和完整性受到影響，不利於研究工作的深入。岩心圖像掃描分析是近年發展起來的一項岩心分析新技術，通過對岩心進行掃描觀察分析，並結合鑽井、測井、地質分析化驗等多方面地質資料，開展綜合研究，極大地提高了岩心觀察描述的效率和岩心資料的利用率，該技術對於單井基礎資料的補充完善，以及相應綜合研究工作的開展，都具有重要意義。

二、岩心圖像掃描分析技術簡介

岩心圖像掃描分析技術主要包括岩心圖像掃描、岩心圖像處理和岩心圖像地質分析。

1.岩心圖像掃描

岩心圖像掃描是岩心圖像掃描分析技術的基礎。它是利用彩色岩心掃描儀對岩心表面圖像信息進行採集、傳輸和存儲的技術。所形成的岩心圖像，解析度為5000像素/m²，頻譜范圍400～700nm（可見光頻譜范圍380～780nm）。岩心圖像文件以BMP格式保存。

根據岩心保存狀況和地質分析需要，岩心圖像掃描有兩種工作模式，圓周展開式掃描和平面式掃描（圖1）。

（1）圓周展開式掃描

該模式是圓柱狀岩心在掃描儀機械裝置驅動下，繞中心軸線緩慢轉動，同時掃描頭連續採集岩心表面圖像信息的掃描工作方式。掃描形成的岩心圖像是360°岩心圓周表面圖像，可完整地記錄岩心表面所有的圖像信息。

圓周展開式掃描技術要求：岩心直徑范圍≤150mm，一次掃描長度≤1000mm。該模式適用於形狀規則、成形較好的岩心。

圖1岩心圖像掃描示意圖

（2）平面式掃描

該模式是掃描頭沿岩心軸向移動並同時採集岩心圖像信息的掃描工作方式。掃描形成的岩心圖像是岩心剖面圖像。

平面式掃描技術要求：岩心直徑≤300mm，一次掃描長度≤950mm。該模式主要適用於那些破碎、形狀不規則、膠結疏鬆和剖切後的岩心。

2.岩心圖像處理

岩心圖像處理是把單幅的岩心圖像，按照岩心出筒自然順序根據深度從頂到底進行拼接，形成岩心各筒次的縱向柱狀岩心圖像，再按照深度標記分段，把岩心精細描述分別粘貼到對應位置，製成圖文並茂的岩心圖件。

（1）岩心圖像拼接

岩心圖像拼接可實現岩心圖像以取心筒次為單位，根據岩心深度拼接為縱向岩心柱狀圖像，並沿深度標尺展現岩心宏觀整體狀況。岩心圖像最大拼接長度可達12m。單幅岩心圖像通過拼接，可使研究人員對不同層段岩心宏觀岩性、沉積構造、孔縫發育情況等有更清楚的認識。

（2）岩心圖件製作

岩心圖像掃描、拼接過程中，地質技術人員可結合現場錄井岩心描述、岩心綜合錄井圖和相關岩心分析化驗等資料，對掃描過的岩心進行精細描述，製成圖文並茂的岩心圖件。這為科研人員充分利用岩心資料提供了便利。

3.岩心圖像地質分析

岩心圖像地質分析是基於岩心拼接圖像資料，定量分析圖像所反映的沉積構造和裂縫的技術。它包括沉積構造、裂縫產狀分析和裂縫參數分析。

（1）沉積構造、裂縫產狀分析

沉積構造和裂縫是岩心觀察描述的重要內容。通過沉積構造和裂縫的識別、統計和研究，可以判斷碎屑岩的沉積水動力條件、沉積環境，研究裂縫性油藏的古地應力方向、強度和儲集層物性等。

在對沉積構造和裂縫進行定性分析的基礎上，利用岩心圓周展開圖像，對於某些沉積構造和裂縫進行產狀分析，可以獲得其深度、傾向、傾角等參數，並以矢量圖顯示出來。

沉積構造、裂縫產狀分析的數學模型公式為：

勝利油區勘探開發論文集

從圖2中可以看出，D點為岩心圓周面沉積構造、裂縫軌跡線的最低點，E點為其最高點。截面 DEF過岩心圓柱體的中軸線，DF=d,EF=2a₀。

圖2沉積構造產狀分析數學模型示意圖

通過人機交互操作，在岩心圓周展開圖上，沿沉積構造、裂縫的圖像軌跡任意選取三個點，A(x_a,y_a）、B(x_b,y_b）、C(x_c,y_c）。把三個點的坐標代入數學模型公式，建立三元一次方程組，可求解出y₀、a₀、x₀。則

勝利油區勘探開發論文集

式中：h——沉積構造、裂縫的平均深度，m；

α——沉積構造、裂縫的視傾向，（°）；

β——沉積構造、裂縫的傾角，（°）；

d——岩心直徑，m。

（2）岩心裂縫參數分析與計算

裂縫的發育狀況是裂縫性油藏儲集層研究的核心，對岩心平面圖像裂縫分析，可實現裂縫識別，計算裂縫的長度、開啟度、面密度和體積密度等參數，從而分析裂縫的連通性和有效性。

三、應用實例分析

車古201井位於濟陽坳陷車鎮凹陷車西窪陷車3鼻狀構造帶，完鑽井深4697m。該井在下古生界試油後獲得日產220t的高產。應用彩色岩心掃描儀及其配套軟體對車古201井岩心進行了圖像掃描分析，結合觀察岩心及岩礦鑒定和常規物性及其他分析資料，對車古201井早古生代奧陶紀碳酸鹽岩儲集層岩心孔洞裂縫特徵及含油性進行了分析研究。

1.岩性及孔縫特徵

車古201井下古生界奧陶系岩心（3267.00～3946.30m）為灰岩和白雲岩，根據油氣顯示情況，自上而下可分為以下三部分（圖3）。

圖3車古201井奧陶紀碳酸鹽岩岩心柱狀圖

（1）上部

取心井段3267.00～3293.60m。主要岩性為褐灰色油斑灰岩和灰黃色白雲岩，緻密堅硬。鏡下薄片觀察隱晶質結構為主，較多見砂屑、球團粒等，頂部見凝塊狀黃鐵礦。岩心觀察該段較破碎，垂直或高角度裂縫較發育，縫寬一般為1～5mm，多被方解石充填，局部裂縫呈樹枝狀。岩心溶蝕孔洞發育，多被棕褐色原油浸染，微染手或染手，含油性較好，含油級別為油斑。溶蝕孔洞多分布於裂縫面上，主要為充填裂縫的結晶方解石晶間孔受溶蝕而成，孔徑一般為2～5mm，最大可見24mm×12mm×8mm的大洞（3281.0m處），面孔率最大可達25%。

常規物性分析，該段岩心岩石孔隙度一般2%左右，局部可達6%～12%；裂縫發育，岩心水平滲透率一般在1×10^-3μm²以上，局部可達77.8×10^-3μm²(3271.00～3279.20m井段）。

（2）中部

非連續取心，取心井段3355.00～3508.70m，含油性較差，主要岩性為褐灰色灰質白雲岩、白雲質灰岩，少量為灰白色硬石膏質白雲岩等。

3355.00～3362.10m井段，較多見構造成因的高角度垂直縫、近垂直縫等，低角度斜交縫、水平縫較少。裂縫多被充填，充填物主要為方解石。鏡下觀察可見充填裂縫的方解石晶間孔被溶蝕。岩心觀察裂縫寬度為0.5～8mm，以2～5mm居多，裂縫線密度為16～110條/m，以20～45條/m為多，面密度10～21m/m²。

3401.00～3408.50m井段，以硬石膏質白雲岩為特徵。裂縫充填物主要為硬石膏。岩心硬石膏為透鏡狀、雪花狀，鏡下觀察多呈板狀、纖維狀集合體。硬石膏充填裂縫寬度為0.5～10mm，一般2～7mm，裂縫發育段線密度一般為30～50條/m，面密度一般為10～16m/m²。

3484.30～3508.70m井段，岩性主要為白雲質灰岩。裂縫充填物為方解石。裂縫規模較小，縫寬一般為0.5～2mm，裂縫線密度一般為9～28條/m，面密度一般為6～20m/m²。

（3）下部

取心井段3942.50～3946.30m主要岩性為灰色油斑燧石白雲岩，鏡下見硅質充填白雲石晶間孔。岩心觀察孔縫發育，多見未充填、半充填微裂縫，均為有效張開裂縫，縫面含油。裂縫充填物主要為方解石。孔洞順裂縫發育，分布不均，含油，連通性好，孔徑一般在1mm左右，孔長1～5mm，最大可達5mm，孔洞面密度約2個/cm²。部分岩心破碎嚴重，多見小裂縫面和充填的方解石礦物晶體，溶孔呈蜂窩狀，孔徑為0.3～2mm。

2.岩心孔縫分類及含油性分析

車古201井3267.00～3946.30m段岩心主要為碳酸鹽岩，孔縫發育，不同井段孔縫發育特徵存在一定差異。這與岩性、構造背景和溶蝕作用改造等因素有密切關系。

（1）裂縫分類

岩心圖像及薄片觀察車古201井儲集層岩心裂縫發育狀況，據成因可分為構造縫、溶蝕縫、縫合線三大類。因構造活動而產生的構造縫在車古201井發育最普遍。從構造應力作用方式看，主要有兩種成因類型：構造拉張作用形成的裂縫，主要為垂直縫和高角度斜交縫，規模一般較大，居主導地位；構造擠壓作用形成的裂縫，主要為低角度斜交縫，規模相對較小，以小於2mm的微裂縫為主。

（2）裂縫成因期次及有效性分析

岩心及圖像觀察，該井下古生界奧陶系中發育裂縫多為垂直縫和高角度縫，裂縫間距為10～30mm，多數裂縫為構造成因，部分溶蝕現象較為明顯，可能為構造縫後期溶蝕作用改造而成。從裂縫切割關系判斷，明顯存在兩期以上裂縫形成期次。總體看，早期成因的構造裂縫，由於受後期成岩作用和擠壓影響較大，多為低角度斜交縫，規模一般較小，溶蝕孔洞一般不發育；而晚期形成的構造裂縫，受拉張作用影響較大，多為高角度縫斜交和垂直縫，發育規模較大，縫寬一般大於2mm，方解石充填物易被溶蝕，受後期成岩作用影響小，溶蝕孔洞亦較發育。岩心觀察裂縫寬度差異很大，既有微細裂縫，也有10mm以上的大縫，縫寬一般為0.5～3mm。

鏡下觀察微裂縫小於1mm，一般為0.02～0.3mm；根據充填情況可分為全充填、半充填、未充填等。以全充填縫最多，半充填縫次之，未充填縫則較少見。

根據圖像掃描分析，與微細裂縫伴生的大裂縫或微細裂縫，呈枝狀或網狀，溶蝕孔洞發育，裂縫連通性及有效性較好。

從裂縫充填物成分看，灰岩中的裂縫充填物主要為方解石，白雲岩中的裂縫充填物主要為方解石或石膏。岩心常規物性分析表明，裂縫發育的岩心，滲透率高低主要取決於充填物成分：方解石充填縫，水平滲透率較基質滲透率高10～100倍，一般為1×10^-3～10×10^－3μm²，尤其是發育孔洞的方解石充填縫，孔、滲值則更高，最大可達77.8×10^-3μm²，是油氣主要的儲集空間與滲流通道；硬石膏充填縫，溶蝕孔洞一般不發育，水平滲透率都在1×10^－3μm²以下，儲集性與滲透性較差。

（3）溶蝕孔洞與裂縫關系

岩心及圖像掃描觀察，溶蝕孔洞的發育與裂縫有密切關系。

充填裂縫的方解石，一般結晶較好，縫面方解石晶間孔發育，易受後期溶蝕作用改造，形成溶蝕孔洞^[2]。岩心剖面上可見溶蝕孔洞主要順較寬的裂縫不均勻分布，多呈串珠狀、蜂窩狀。

溶蝕孔洞是否發育還與裂縫形成期次及裂縫充填物成分有關。早期裂縫由於受後期成岩作用影響較大，溶蝕孔洞多不發育，而晚期裂縫受後期成岩作用影響較小，溶蝕孔洞較發育。灰岩、白雲岩中的方解石充填縫，溶蝕孔洞發育，而硬石膏充填縫，孔洞不發育，這是因為充填物硬石膏成分（CaSO₄）與方解石（CaCO₃）相比，不易被溶解^[2]。

車古201井取心層段上部地層由於臨近古潛山風化殼，裂縫充填物主要為方解石，受溶蝕作用改造較強，溶蝕孔洞與裂縫最發育；下部地層溶蝕作用較弱，孔洞和裂縫發育較次；而中部地層裂縫雖較發育，但由於充填物主要為硬石膏，不易被溶蝕，故孔洞不發育。總體看，溶蝕孔洞的形成普遍要晚於裂縫，孔洞沿縫分布，是縫的擴大和延伸，二者相輔相成，互為促進。裂縫溶蝕作用發育層段，溶蝕孔洞發育；裂縫溶蝕作用不發育，溶蝕孔洞就減少甚至消失。

（4）孔縫發育影響因素分析

車古201井碳酸鹽岩儲集層孔縫發育受岩性、構造運動、充填物、岩溶作用等因素影響。

岩性不同岩性儲集層裂縫發育程度不同。灰岩層段破碎程度大，裂縫發育程度較白雲岩層段強；薄層質純的灰岩、白雲岩，脆性相對較大，抗張、抗壓強度較小，易產生裂縫；而泥質含量高的灰岩、白雲岩脆性減弱，抗張、抗壓強度增大，不易產生裂縫。

充填物岩心及薄片觀察，裂縫充填物主要為方解石、硬石膏、高嶺石、硅質等。方解石充填最常見，廣泛發育，尤其是後期形成的方解石充填縫，易溶蝕，進而產生溶蝕孔縫，對於儲集空間有效性來說最有意義；硬石膏充填裂縫局部發育，集中於膏質白雲岩中，但由於硬石膏不易被溶解，充填縫基本為全充填，溶蝕孔縫不發育，對於油氣聚集無意義；高嶺石、硅質充填物個別可見，發育少，但由於高嶺石晶間微孔發育，硅質一般為半充填，因此形成的裂縫具一定意義。

構造運動構造運動是控制裂縫形成的重要因素，表現為構造應力和斷裂帶的發育對裂縫影響。一般而言，構造應力場高值區構造裂縫相對較發育。從灰岩、白雲岩抗張、抗壓強度分析，白雲岩抗壓強度低於灰岩，在擠壓應力下最易破裂；而灰岩的抗張強度值較低，在張應力環境中更易形成破裂^[3]。斷層的發育與裂縫發育程度之間關系密切。斷層發育帶往往是破裂帶，也是裂縫發育帶。距斷層越近，裂縫越發育，沿主斷層方向，裂縫最發育。從構造部位看，構造應力多沿褶皺軸部集中發育，此處多為裂縫發育帶。構造運動的多期性，決定了多期次、多組系裂縫的形成^[3]。

溶蝕作用溶蝕作用是影響裂縫（尤其是有效裂縫）發育的主要地質因素之一，它對裂縫（尤其是充填縫）具有明顯的改善作用。裂縫是儲集體的主要滲濾通道，而溶蝕孔是主要的儲集空間，對於油氣的運移與聚集，二者缺一不可。

（5）溶蝕孔縫及其含油性分析

根據岩心觀察和圖像掃描分析，車古201井下古生界奧陶系碳酸鹽岩多個層段見油氣顯示（表1）。含油段岩心縫洞發育，溶孔多為晶間孔溶蝕而成。含油孔縫周邊普遍被原油浸染，呈棕褐色，油味濃，多微染手或染手，具油脂感。根據物性分析，含油段岩心孔、滲參數普遍好於非含油段。

表1車古201井下古生界孔縫發育與含油井段常規物性統計表

總體來看，具油氣顯示的岩心層段主要分布在孔洞縫發育帶。溶蝕孔洞及其相連裂縫發育處，多數含油，油氣顯示一般較好。溶蝕孔洞大小分布不均，孔徑為2～5mm。孔洞發育處多呈蜂窩狀，面孔率可達25%，連通性好。溶蝕孔洞是良好的儲集空間，而與其相連的裂縫則是主要的油氣運移通道，二者相輔相成，互為促進，極大地提高了儲集層的儲集性能。

因此，溶蝕孔縫是否發育決定油氣顯示好壞，油氣的生成、運移與聚集明顯是在孔洞縫（尤其是溶蝕孔縫）形成之後，為典型的「新生古儲」型。其儲集層類型主要為裂縫—孔洞型。具體表現為取心井段上部、下部溶蝕孔洞、裂縫均較發育，孔縫含油性相對好；中部取心井段，裂縫雖也較發育，但由於其充填物全為硬石膏，溶蝕孔洞與裂縫不發育，基本不含油。

根據試油資料，早古生代奧陶紀碳酸鹽岩儲集層產能較好。3265.23～3314.5m井段測試結果摺合日產油77.9t；3321.08～3408.5m井段測試結果摺合日產油14.3t/d；3905.95～3959.5m井段測試結果摺合日產油222.8t，產能最大。產油層段與岩心觀察溶蝕孔洞縫發育段基本一致。

3.認識與結論

經岩心觀察和圖像掃描分析，對車古201井早古生代奧陶紀碳酸鹽岩儲集層岩心孔縫及含油特徵的綜合研究，可得出以下認識與結論。

第一，車古201井深層奧陶紀古潛山碳酸鹽岩儲集層孔洞縫極發育，可為油氣聚集與運移提供較好的儲集空間和運移通道。儲集層發育裂縫主要為構造成因的高角度縫和垂直縫，部分經溶蝕作用改造，而孔洞主要為溶蝕成因。

第二，根據裂縫形成期次早晚和所受應力方向不同，可將裂縫分為早期擠壓成因裂縫和晚期拉張成因裂縫兩大類。早期裂縫，以擠壓成因為主，現所見一般規模相對較小，多為低角度斜交縫；晚期裂縫，以拉張成因為主，現所見一般規模較大，主要為高角度縫和垂直縫。車古201井碳酸鹽岩儲集層裂縫發育情況看，明顯以晚期拉張成因的高角度斜交縫和垂直縫居主導地位。

第三，車古201井深層碳酸鹽岩溶蝕孔洞的發育與否，同裂縫發育規模以及充填物成分關系密切。主要表現為一定規模裂縫中的方解石充填物後期被溶蝕而產生大量溶蝕孔洞；而以硬石膏為充填物的裂縫，即使具一定規模，溶蝕孔洞亦不發育。

第四，從岩心觀察油氣顯示情況看，車古201井下古生界碳酸鹽岩儲集層主要為裂縫—孔洞含油，為典型裂縫—孔洞型儲集層，孔洞縫發育與否與油氣顯示關系極為密切。儲集層岩心上部和下部經過溶蝕作用改造，溶蝕孔洞與裂縫發育，含油性好；中部膏質白雲岩段未經溶蝕作用改造，溶蝕孔縫不發育，則基本不含油。

四、結束語

彩色岩心圖像掃描分析系統的應用，為岩心觀察描述工作提供了新方法、新手段，對於岩心資料的保存和研究工作的拓展應用具有重要意義，具體表現在以下幾個方面：①岩心出筒後通過岩心圖像掃描，能最大限度地保持岩心原始資料的完整性，一定程度上避免了後期由於取樣分析對原始岩心破壞造成的損失；②彩色岩心圖像掃描分析技術，可提供高質量的岩心圖像資料，提高科研工作效率；③通過對岩心圖像的處理和地質分析，可實現岩心圖像信息的精細描述與定量分析研究，結合錄井、測井以及相應的分析化驗資料，可針對不同類型岩心開展相應的研究工作，如儲集層評價、沉積相分析等；④隨著計算機網路技術的發展，彩色岩心圖像掃描分析技術的開發和應用使岩心圖像資料實現了數字化、網路化管理，便於岩心資料的進一步交流和使用。隨著數字化岩心庫建設，將極大提高岩心資料的利用率。

主要參考文獻

[1]許運新，蔣承藻，蕭得銘編著.岩心描述與用途.哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1994.

[2]強子同主編.碳酸鹽岩儲集層地質學.東營：石油大學出版社，1998.

[3]吳元燕，徐龍，張昌明等編.油氣儲集層地質.北京：石油工業出版社，1996.

『貳』 碎屑岩岩心描述沉積微相的方法

裘懌楠、陳子琪^［21］總結了國內外的經驗，提出了以下的方法：

3.3.2.1 岩心觀察和描述

（1）資料收集和准備

現代岩心管理一般有現場地質人員完成的岩心綜合柱狀圖和連續岩心照片，岩心已經過井深校正歸位於測井曲線（放射性測井歸位），標有正確的取樣位置及樣品編號，以及鑽取岩心過程中機械原因引起的破碎、磨損和缺少等情況，因此儲層沉積微相研究人員在岩心觀察描述以前，應收集這些資料，並以此為基礎進行工作。

（2）岩心描述的順序及尺寸

按地層年代由老而新，即自下而上進行觀察描述，尺寸應細到厘米級。

（3）岩石學描述

包括：顏色、岩性、粒度、含油氣產狀、碎屑礦物成分、膠結程度、含有礫石時的礫石成分及大小、特殊岩性等內容，並據此作出基本定名。

（4）沉積學描述

包括：層面接觸關系、層理類型及規模、層系厚度、層系傾角、細層組成、細層厚度、層面構造，如乾裂、雨痕、溝槽等；其他原生沉積構造；肉眼可見的古生物及生物擾動構造；其他含有物，如結核、鮞粒、碳化植物碎屑等；古土壤；砂岩韻律性及層段旋迴性；照相或素描等。

3.3.2.2 岩心的沉積學實驗室分析鑒定

在系統觀察描述岩心全貌後，根據微相分析需要及岩心條件決定實驗室分析鑒定內容，並進行選樣。在選樣時應盡可能與已鑽取的常規孔滲分析樣品相結合，取樣應有樣品描述和標明具體位置及目的。

（1）需要進行的常規沉積學實驗分析內容

包括：薄片和鑄體薄片鑒定、粒度分析、粘土礦物鑒定、微量元素分析、同位素測定、重礦物及古生物鑒定等。目前主要是做前三項工作。

（2）特殊的沉積學實驗分析項目

包括：泥岩地化指標——用以確定泥岩沉積時水介質的氧化還原等地化環境；以及層理現象的X光顯示或CT層析檢查——用以確定是否存在層理構造及層理現象。

3.3.2.3 沉積微相分析

（1）劃分岩石相

在岩心觀察和實驗分析的基礎上首先進行岩石相分類；在劃分岩石相時不僅要區分岩石類型，而且要反映沉積時水動力、地化及生物作用條件，碎屑岩儲層水動力條件和能量與儲層質量好壞一般有緊密聯系，因此，儲層碎屑岩的岩石相盡可能與能量單元統一起來。在劃分岩石相後，應對每種岩石相作出沉積作用或沉積環境意義上的解釋。表3.3列出了岩石相代碼、岩石相、沉積構造及解釋的結果。

表3.3 岩石相代碼（以河流沉積為例^［21］ ）

（2）垂向層序分析

垂向層序是重要的相標志之一，它以自下而上岩石相的組合序列來表示，以最基本的沉積旋迴為單元進行組合。垂向層序的分類和描述要滿足劃分微相和各微相作用沉積學解釋的要求，即每類垂向層序都要作出微相判別，並對其沉積過程作出分析和解釋。陸相盆地碎屑岩儲層常見的微相可見表3.4。每類垂向層序應選擇代表性取心井段分別作出單井沉積微相剖面圖，內容除沉積微相柱子外，還應包括反映儲層物性及典型的測井曲線（圖3.17）。

表3.4 陸相沉積盆地碎屑岩儲層常見微相

（3）沉積旋迴分析

分析的目的是弄清垂向上的微相變化，進一步確認亞相（大相），並從相組合上檢驗微相，要應用全剖面全部可用的相標志進行綜合分析；沉積旋迴分級是個相對概念，各級沉積旋迴反映盆地的構造活動；反映氣候變化、碎屑物供應量的變化、水進水退、沉積體的廢棄轉移、各次沉積事件間能量的差異以及每次沉積事件本身能量的變化過程。應根據各油田實際情況確定級次及成因意義；沉積旋迴分析應從小到大、從大到小反復進行，從各級旋迴的岩相組合和演化規律上互相檢驗相分析的合理性；沉積旋迴的界線應是確定性的時間界線。有條件時應與區域性層序地層分析統一。岩心井單井劃分的沉積旋迴有待全區平面上對比後修正確認。

（4）實驗分析資料的應用

最主要的是粒度分析資料的應用，圖3.18是常用粒度分布概率圖；其次是微量元素分析，用以判別水介質鹽度和地化條件等；孢粉古氣候分析——優勢植物屬種結合蒸發鹽類礦物分析，泥岩地化指標是判別古氣候條件及演變的常用手段；以及古生物分布分析——優勢古生物的生長環境是判別共生沉積物環境的旁證。

3.3.2.4 建立全剖面標准沉積微相柱狀圖

在綜合上述微相分析工作的基礎上，編制所要研究的含油氣層系的全剖面標准微相柱狀圖（圖3.19）。編圖時須注意兩點：①資料來源必須是岩心；②可以以典型井連續取心為代表，也可以從多井岩心中選取典型段相拼接。

圖3.17 塔里木盆地柯坪印干村西志留系綜合柱狀剖面圖^［22］

1—砂岩；2—泥岩；3—泥質砂岩；4—泥質粉砂岩；5—粉砂質泥岩；6—波狀、脈狀層理；7—透鏡狀層理；8—底沖刷；9—平行層理；10—水平層理；11—板狀交錯層理；12—槽狀交錯層理；13—沙紋層理；14—魚類；15—雙殼類；16—腹足類；17—腕足類；18—鱟類；19—三葉蟲；20—筆石；21—垂直生物鑽孔；22—水平蟲跡；23—生物擾動坑

圖3.18 搬運方式與粒度分布總體和載點位置的關系^［21］

全剖面標准沉積微相柱狀圖應包括：自然電位和電阻率測井曲線；岩性剖面、層位、深度；岩心分析資料——粒度中值、孔隙度、滲透率；沉積微相；亞相及大相。在條件具備的情況下，還應包括層理構造及含有物、沉積韻律性以及沉積旋迴的劃分等。

『叄』 岩心流體飽和度的實驗室測定

為保證測定結果數據的准確性和可靠性，首先應取得能代表儲層中流體原始分布和含量的岩心樣品。

目前最常用的三種測定流體飽和度的方法是常壓干餾法、蒸餾抽提法及色譜法。

1.常壓干餾法

常壓干餾法也稱為干餾法或蒸發法。方法的原理很簡單，用電爐將岩心加熱，使岩心中的油水被加熱蒸發，蒸發出來的油和水蒸氣經冷凝管冷凝為液體而流入收集量筒中，即可直接讀出油、水體積。再根據測出的岩石孔隙體積V_p，就可算出岩石中的含油、水飽和度值。

儲層岩石物理學

式中：V_p是岩樣的孔隙體積；w₁是岩心抽提前的質量；w₂是洗凈和烘乾後的岩心質量；w_w是根據水的體積V_w換算的水的質量；ρo是油的密度，則油的體積V_o＝w₁－w₂－w_w/ρo。

3.色譜法

根據水可以與乙醇無限量溶解的特點，將已知重量的岩樣中的水分溶解於乙醇中，然後利用色譜儀分析溶解有水分的乙醇。互溶的水與乙醇通過色譜柱後，分離成水蒸氣與乙醇蒸氣，逐次進入熱導池檢測器，分別轉換為電訊號，並被電子電位差計記錄水峰和乙醇峰，根據峰高比得出岩樣含水量V_w。與溶劑抽提法相同，岩樣經除油並烘乾後，用差減法得出含油量，再根據孔隙體積V_p分別計算出岩心的油、水飽和度值。

根據岩心所測出的含油飽和度通常都比實際地層的小，這是由於岩心取至地面，壓力降低，岩心中流體收縮、溢流和被驅出所致。誤差的大小與原油的黏度和溶解氣油比有關，可從零變化到70％～80％。因此，實際應用中，常根據實驗室測得的數據，乘以原油的地層體積系數，再乘以校正系數1.15，以校正由於流體的收縮，溢流和被驅出所引起的誤差。

『肆』 特殊岩心分析實驗是指什麼

這類儲層物性描述要靠一些特殊實驗取得認識，通常包括：上覆岩石壓力、潤濕性、表面與界面張力、毛細管壓力、相對滲透率。這些岩石物理數據直接影響著對烴類物質的數量和分布的計算，它是研究某一油藏流體的流動狀態的重要參數。

（1）上覆岩石壓力：埋藏在地下幾千米的油藏承受著上覆巨厚地層的重量，即上覆壓力，這個上覆壓力是對儲層施加的一種擠壓力，通常岩石的孔隙壓力接近於上覆壓力。如果岩石的顆粒膠結得很好，典型的孔隙壓力大約是每10米深度增大0.1兆帕，上覆壓力與內部孔隙壓力之間的壓力差稱為有效上覆壓力。我們鑽開油層採油，如果不補充能量，就像在一個大皮球上戳一個洞放氣，在球內氣體壓力衰減過程中，大皮球就會扁下去，同樣道理，在壓力衰竭過程中，油層內部孔隙壓力要降低，有效上覆壓力會增大，這將使儲層總體積減小，同時，孔隙間的顆粒膨脹。這兩種變化都使孔隙空間減小，也就是減小了岩石孔隙度。通過特殊岩心分析實驗我們就可以建立孔隙度或滲透率與有效上覆壓力間存在的某種關系。

孔隙壓力的變化會影響岩石孔隙體積的變化，也影響著孔隙內流體的飽和度變化，我們往往採用一個壓縮系數的概念來表述這一特性，孔隙壓縮系數（數學符號記為CP）也就是單位壓力變化時的孔隙體積的相對變化值。

對大多數油藏，基岩和岩石體積壓縮系數相對於孔隙壓縮系數CP都很小，因此通常用地層壓縮系數Cf來描述地層的總壓縮系數，並讓Cf=CP 。在油田開發中，油藏總壓縮系數被廣泛應用於瞬變的流動公式和物質平衡方程，它就像我們高中時學的物理學用容變模量的倒數來表徵一個彈性體瞬變過程一個道理。油藏總壓縮系數數學符號記為Ct，它包括了原油、束縛水、天然氣和岩石的壓縮系數，掌握了這個參數很有用，一個封閉性的油藏，如果我們已經計算出它的地質儲量，想了解在彈性開采階段能采多少油，我們只要將儲量乘上總壓縮系數（Ct）再乘上彈性期壓力降數值就可以計算出它能采出多少油來，反過來，如果我們掌握了開采過程中油藏壓力下降的情況和實際生產量，也可以反求出這個油藏應該有多少彈性儲量。

（2）岩石潤濕性：任何一種液體與另一種固體表面相接觸，液體就會在固體表面產生擴散或附著的趨勢。例如，將汞、石油、水滴在一塊干凈的玻璃板上，你可以看到水滴很容易散布在玻璃板上，石油大約呈半圓珠狀，水銀則保持圓珠狀，這種特性就叫潤濕性。這種擴散的趨勢可以通過液固表面的接觸角來表示，接觸角度小，液體的潤濕性就強，零度接觸角表示完全不潤濕，180°則表示完全潤濕。

油、水相對滲透率曲線

『伍』 常規岩心分析實驗是指什麼

這類岩心分析實驗主要是描述岩石本身孔隙空間大小；各種流體在孔隙空間內佔有多大比例；各種流體在儲層內發生流動時，它的流動速度與流體性質及岩石特性之間的關系。

（1）岩石孔隙度（數學符號記為Φ）：它是對岩石儲存流體的儲集能力的度量。定量地說，孔隙度是孔隙體積與岩石總體積的比率。孔隙體積如果是總孔隙體積（連通的孔隙體積加上不連通的孔隙體積），這個比率就叫絕對孔隙度；孔隙體積如果是相互連通的孔隙體積，這個比率就叫有效孔隙度。有效孔隙度是指互相連通的孔隙體積占岩石總體積的比率，那些不連通的孔隙稱為死孔隙，對開發是沒有意義的。因此，有效孔隙度是表徵岩石物性的一個非常重要的參數。

（2）岩心流體飽和度：為某特定流體（油、氣或水）在地層中占據孔隙體積的分數或百分比。油的飽和度數學符號記為So；氣的飽和度數學符號記為Sg；水的飽和度數學符號記為Sw。

所有流體的飽和度之和是100%，所以，So+Sg+Sw=1.0。一般認為，油藏中的流體從運移到聚集經歷了漫長的地質年代，流體已達到了一種過平衡狀態，按密度的不同進行了分離，油的上面是天然氣，下面是水。除了底水和邊水外，儲層中由於毛管力的作用，孔隙中還分布著最低限度的原生水，原生含水飽和度（Swc）也很重要，因為它占據了油氣之間的空間。它在整個油藏中不是均勻分布的，隨岩性孔隙緻密程度及離自由水面的高度而變化，最低限度的原生水通常呈水膜狀附著在岩石的孔隙周圍，通常也稱之為束縛水飽和度。油藏一旦投入開發，油相要流動，其飽和度必須超過某一個特定值才能流動，這個值就是臨界含油飽和度（Soc），低於這個值油相在孔隙中是不流動的。如果我們用一種驅替劑將油驅替出來，在這個過程中，就有一個殘余油飽和度（Sor）的概念，殘余油飽和度總是大於臨界油飽和度。我們經常感興趣的飽和度是可流動油的飽和度（Som），也就是可動油占據孔隙體積的分數或百分比，用公式表達為Som=1.0-Swc-Sor。

（3）岩石滲透率（數學符號記為K）：岩石滲透率是一個非常重要的表徵岩石特性的參數。主要是用它度量地層傳送流體的能力，它控制著地層中流體的流速和運動方向。1856年，亨利·達西（Henry Darcy）總結了他利用水通過自製鐵管砂子的驅替實驗，第一次用數學公式定義了這一岩石特性，這就是有名的達西定律。在流體流動計算中應用傳統的線性流方程表達為：

某油田孔隙度和滲透率的關系從達西定律中可以明顯看出，通過多孔岩石流體的流速q與岩石的滲透率及兩端的壓差成正比，與流體的黏度和流過的距離成反比。這就好比我們以相同的壓力差來驅趕那些地下的油、氣，地下的「房子」越大（Ф越大）、房子的「門窗」越多（孔隙結構的喉道配位數越多）、行走越暢通的地方（高滲透儲層），油或氣就越容易被趕出來，而對那些房子小、門窗小、行走阻力大的地方（低滲透儲層），油、氣就比較難於被趕出來。除非加大驅動壓力差，或者把「門窗」改造大一些（通過壓裂、酸化等改造措施）才能把更多的氣、油趕出來。如果地層構造都一樣，可以肯定說，氣最容易跑出來，因為氣的黏度低，流動起來阻力小，油黏度比氣高，流動起來就比氣遲緩。同是油，那些黏度低的也就比那些黏度高的容易流動，一些黏度極高的重油簡直就像狗皮膏葯，黏糊糊的，很難把它們從地下「拽」出來。