1生油層與岩性特徵

能夠生成石油的岩層，稱為生油岩（或生油氣母岩、生油氣源岩）。由生油岩組成的地層，即為生油層。它是自然界生成石油的實際場所。

生油層的岩性特徵是最直觀的特徵。

（一）細粒的岩性

沉積岩中細粒的，如泥岩、頁巖、碳酸鹽岩等均可作為良好的生油層；砂質泥岩，甚至泥質粉砂岩也有可能作為生油層。

按岩性，生油層可分為兩大類：一類是泥質生油岩，另一類是碳酸鹽岩生油岩。這些細粒的生油岩是在較寧靜的水體中沉積下來的。這樣的環境也適於生物的大量繁殖。另外，從保存條件看，有機質沉降到海（湖）底後，被細粒岩石埋藏，利於保存。大慶油田的生油層青山口組的泥岩；勝利油田的生油層沙河街組的泥岩、頁巖；四川盆地大安寨組生油層的泥質介殼灰岩；燈影組生氣層的藻白雲岩，它們都是細粒的岩石。

（二）岩石的顏色

作為生油岩的顏色以褐、灰褐、深灰、黑色等暗色為好，灰、灰綠色次之。這裡所指的顏色不是沉積岩的繼承色或次生色，而是反映了當時沉積環境和有機質豐度的原生色。暗色常反映沉積時的還原環境，使大量有機質得到保存，使鐵元素處於低價狀態；紅色常反映氧化環境，使有機質遭受氧化，破壞殆盡。

（三）富含生物化石或有機質

富含生物化石或有機質，這是生成石油的物質基礎。在很多油區都可見到富含生物化石的生油層存在。如大慶油田生油層仲介形蟲層總厚度約有20m。

生油層具備生油能力，可以生成油氣．但一般不能儲集油氣。這是因為，一方面組成生油岩的沉積物顆粒極細，其儲集空間極不發育；另一方面若生油岩所生成的油氣原地儲集，不能排出生油層外，則生油過程就難以繼續。因此，要使生油層生成的油氣得以儲集、富集、聚集成藏，還需要儲集層。

2海綿一樣的載體——儲集層

儲集層是油氣儲存的載體，儲存有工業油氣的儲集層是油氣勘探開發的對象。儲集層儲滲能力的高低及其儲集性能的空間展布變化等，均是涉及油氣分佈、開發戰略與開發效果的重大問題。因此，儲集層研究是油氣勘探與開發的極其重要的課題，具有特別重要的意義。

許多人把石油在地下的埋藏情況想像成“油河”、“油海”。但實際情況是，地下並無能儲存油氣的“河”、“海”。雖然如此，但有很好地儲集、保存油氣的具連通孔隙、裂縫的岩層，油氣可以像水儲集於海綿中那樣儲集於這樣的岩層中。

儲集層是這樣定義的：凡是能夠儲集和滲濾流體的岩層，稱為儲集層。

在儲集層的這個概念中，除了指明儲集層的儲集能力外，還同樣重要地強調了儲集層的滲流能力。為什麼要強調儲集層的滲流能力呢？這是因為油氣從生油層運移進入儲集層時，需要儲集層具備一定的滲流能力，而在油氣開採時，更需要相當的滲流能力才能形成工業產能。可以這樣說，只有儲集空間而沒有滲流能力的岩層，是不可能成為儲集層的。

儲集層的含義只強調了岩層儲滲油氣的能力，這並不意味著儲集層中一定有油氣。如果儲集層中含有油氣，則稱為“含油氣層”。含有工業（商業）價值油氣的儲集層，稱為“油層”。已投入開發的油層，稱為“產層”。

儲集層有怎樣的具體特徵呢？

儲集層必須具備儲集空間和滲流能力，才能擔當儲集油氣的重任。也就是說，儲集層必須具備孔隙性和滲透性。孔隙性和滲透性是儲集層的兩大基本特徵。

（一）岩石的孔隙性

嚴格說來，地殼上所有岩石都具有孔隙空間。即使像花崗岩、片麻岩那樣緻密堅硬的岩石，也不可能毫無孔縫。但是，不同岩石的孔隙空間，在其大小、形狀和發育程度方面差異巨大。作為儲集層的岩石必須具備良好的孔隙性。孔隙度則是表徵岩石孔隙性的主要指標。

岩石所有孔隙體積佔岩石總體積的百分比，稱為該岩石(岩樣)的總孔隙度，又稱為絕對孔隙度。它顯示岩石總體積中孔隙、裂縫、孔洞等所有非固體物質的空隙空間的體積比例。岩石的總孔隙度越大，說明岩石的孔隙空間體積越大，但並不說明其對油氣的儲滲能力就一定大。因為岩石的孔隙空間比較複雜，有些孔隙空間對油氣的儲集並無意義。根據岩石中孔隙的大小和對流體的作用，可以將岩石孔隙劃分為如下分類：

（1）超毛細管孔隙：此類孔隙直徑大於0 .5mm，裂縫寬度大於0 .25mm。在自然條件下，流體在其中可以自由流動，服從水力學的一般規律。岩石中一些大的裂縫、溶洞及未膠結或膠結疏鬆的砂岩孔隙大部分屬於此種類型。

（2）毛細管孔隙：此類孔隙直徑介於0.5～0.0002mm之間，裂縫寬度介於0.25～0 .0001之間。流體在這種孔隙中，由於受毛細管力的作用，已不能在其中自由流動，只有在外力大於毛細管阻力的情況下，流體才能在其中流動。微裂縫和一般砂岩中的孔隙多屬於這種類型。

（3）微毛細管孔隙：此類孔隙直徑小於0.0002mm，裂縫寬度小於0.000lmm。在這種孔隙中，由於流體與周圍介質分子之間的巨大引力，在通常溫度和壓力條件下，流體在其中不能流動。粘土、緻密頁岩中的一些孔隙即屬於此種類型。

顯然，只有那些互相連通的超毛細管孔隙和毛細管孔隙才具有實際的儲滲意義。那些孤立的、互不連通的孔隙和微毛細管孔隙，即使其中儲存有油氣，在現代工藝條件下，也不能開採出來，所以這些孔隙是沒有實際意義的。因此，在生產實踐中，又提出了有效孔隙度(率)的概念。

有效孔隙度是指那些互相連通，並在一般壓力條件下流體可在其中流動的孔隙體積與岩石總體積之比。

顯然，同一岩石，其有效孔隙度總是小於（最大限度等於）其總孔隙度。對於未膠結砂岩和分選較好、膠結疏鬆的砂岩，兩者相差不大；對於膠結緻密的砂岩和碳酸鹽岩，兩者的差別可能很大。在石油勘探、開發界所用的“孔隙度”，都是指有效孔隙度，但習慣上多稱為孔隙度（或孔隙率）。

儲集層岩石孔隙度資料的獲取，有兩個基本的來源。其一，來自儲集層岩石樣品的分析測定，稱為分析孔隙度。其二，來自儲集層測井資料的綜合解釋，主要根據聲波、密度、電阻率等測井曲線，結合岩芯資料建立相關關係或圖版解釋得出，稱為解釋孔隙度。分析孔隙度的優點在於直接、真實，在岩芯樣品代表性好時準確可靠，但當岩芯樣品代表性差時（例如取心井數少或平面分佈局限、岩芯收穫率低、儲集層岩芯疏鬆破碎厲害、儲集層裂縫或大孔大漏發育、非均質性嚴重難以獲取有代表性縫洞樣品等），其可靠性大為降低。解釋孔隙度是一定探測範圍內岩石空隙空間的總體反映，由於影響因素較多，準確解釋的難度很大。但在對該地層的岩性、物性及電性有一定認識、具備一定解釋經驗的情況下，解釋孔隙度的準確性可以大大提高。由於解釋孔隙度綜合利用了地質與測井兩個方面的資料，在岩芯樣品代表性較差時，解釋孔隙度的可靠性可能超過分析孔隙度而成為十分有用的孔隙度資料。對於孔隙性砂岩儲集層，一般以分析孔隙度為準，解釋孔隙度只做參考。但對於裂縫或大孔大洞發育、非均質性嚴重的儲集層（例如大多數碳酸鹽岩儲集層、一些塊狀砂礫岩儲集層、少數層狀砂岩儲集層、幾乎全部火山岩、變質岩儲集層與泥質岩儲集層），則大多采用解釋孔隙度值，而將分析孔隙度作為參考。

（二）岩石的滲透性

滲透性是指岩石在一定壓差下允許流體通過的能力。從嚴格意義上講，只要有足夠大的壓差。自然界的一切岩石都具有滲透性。但在地層條件下，能施加於地層岩石的壓力差通常是極其有限的，因此不滲透或滲透性極差的岩石是大量存在的。一般而言，砂岩、礫岩、多孔灰岩、白雲岩等滲透性較好，而泥岩、頁巖、石膏、岩鹽、泥灰岩等滲透性較差或不具滲透性。

3不要讓油氣流失——蓋層

石油與天然氣是一種流體礦物，在地層中易於流動，要使其聚集成藏，必須要有能對油氣不滲透、可起封隔遮擋作用的岩層置於其上，才能使之集聚成藏而免於逸散。這種位於儲集層之上，能夠封隔儲集層中的油氣使之免於向上逸散的不滲透地層，就是蓋層。

蓋層條件的好壞直接影響油氣的聚集與保存。世界上絕大多數油氣田都有良好的蓋層，當然也不乏因蓋層不好導致油氣部分或全部散失的例子。

自然界中沒有絕對不滲透的岩層，但在一定條件下對某種流體不滲透或近於不滲透的岩層則是廣泛發育的。自然界中大量油氣藏的存在，說明這種蓋層確是大量存在的。

（一）蓋層有哪些基本特徵

封隔性是蓋層必須具備的基本條件，也是蓋層所具有的基本特徵。不具封隔性顯然不能成為蓋層。具封隔性的岩層必須岩性緻密、無裂縫、滲透率極低。或者按現代的觀點，封隔性岩層應具有較高的排驅壓力，達到“不滲透”的程度。在這裡 “不滲透”是相對的，它有以下含義：

（1）對於溶解氣較少的純油藏而言，其蓋層只要求對油“不滲透”，就可作為油藏的蓋層；而對於純氣藏來說，其蓋層的“不滲透”性顯然要求更高；對於具高氣油比的輕質油藏，其蓋層的“不滲透”性介於兩者之間。這就是說，對於油或氣，其蓋層封隔條件的要求是不一樣的。

（2）對於不同油氣柱高度的油藏或氣藏，其對蓋層的封隔性要求也有差異。油藏高度較大者，蓋層封隔性要求較高；油藏高度較小者，蓋層封隔性要求較低。對異常高壓油氣藏而言，壓力偏高的程度越大，蓋層的封隔條件要求越高。

（3）對於具體蓋層來說，能否擔當蓋層是由其封隔能力和岩層厚度兩方面決定的。若岩層封隔性好，其厚度可以較薄；但若蓋層封隔性較差，則必須有更大的厚度。根據松遼盆地的經驗，泥岩厚度小於20m者，不能作為蓋層。國內蓋層最薄者可能是川南地區的長垣壩和高木頂兩氣田。其蓋層為6～10m厚的石膏層。

（二）蓋層的岩石類型和分佈特徵

常見蓋層的岩石類型有三類：泥質岩類蓋層、膏鹽類蓋層和緻密灰岩類蓋層。它們各有其封隔特點和分佈規律。

（1）泥質岩類蓋層

泥質岩類蓋層包括泥岩、頁巖等岩石類型。泥質岩類蓋層常與碎屑岩儲集層互層共生。由於地殼的升降震蕩及水流的變換擺動，常形成砂、泥岩層在剖面上的交替出現，砂岩可以作為儲集層，泥岩可以作為蓋層。

（2）膏鹽類蓋層

膏鹽類蓋層包括石膏、鹽岩兩種岩石類型。石膏、鹽岩均為緻密化學岩，孔隙極不發育，本身又具可塑性，不易產生裂縫，具有良好的封隔性，是理想的蓋層岩石類型。膏鹽類蓋層多發育在碳酸鹽岩剖面中，為湖盆萎縮繼碳酸鹽岩析出之後最後析出的化學岩。它常覆蓋在碳酸鹽岩剖面之上而成為碳酸鹽岩儲集層的良好蓋層。

（3）緻密灰岩類蓋層

除上述蓋層岩石類型外，緻密的泥灰岩和石灰岩也可作為蓋層。在某些碳酸鹽岩儲集層剖面中，緻密灰岩緊密配置在碳酸鹽岩儲集層之上，成為該碳酸鹽岩儲集層的蓋層。在一些裂縫性碳酸鹽岩油氣藏中，常可見到緻密灰岩作為蓋層的實例。

此外，尚有“永凍層”作為蓋層的罕見情況，在俄羅斯西西伯利亞盆地北部的大片地區，其白堊係砂岩的幹氣被圈閉在永凍層之下。

H D克萊姆（1977）統計了世界上334個大油氣田的蓋層岩性：頁巖、泥岩為蓋層的佔總數的65％，蓋層為鹽岩、石膏的佔33％，緻密灰岩為蓋層的佔2％。我國油氣町的蓋層多為泥頁巖．在四川、江漢盆地有以膏鹽作為蓋層的油氣田。

(三)生儲蓋組合

石油的生成依靠生油層，儲集需要儲集層，聚集保存則需要蓋層。要形成工業油氣藏，三者缺一不可。但有了它們，還不一定就能形成油氣藏，還需要生油層、儲集層、蓋層的有效配置。

剖面上緊密相鄰的生油層、儲集層、蓋層三者的有效配置，稱為生儲蓋組合。這裡所指的“有效”，既指儲集層對生油層所生成油氣的聚集、儲集有效，又指蓋層對可能儲集油氣的儲集層的封蓋有效。

只有在具備一定的生油、儲油和蓋層條件之後，才有可能形成工業油氣藏。因此，蓋層與生儲蓋組合在油藏地質研究中具有十分重要的意義。