Question

影响孔隙度的因素

Answer 1

岩石的孔隙度受岩性及埋深等诸多因素的影响。对于一般的碎屑岩（例如砂岩），在成岩过程中经历了母岩破碎、搬运、胶结和压实等过程，因此碎屑颗粒的矿物成分、排列方式、分选程度、胶结物类型和数量及成岩后的压实作用就成为影响此类岩石孔隙度的主要因素。一般来讲，下列因素对岩石孔隙度有决定性的影响。

1.岩石的矿物成分

岩石的矿物成分影响流体在孔隙中的运动。例如，在其他条件相同时，石英砂岩一般比长石砂岩的储油性好。这主要是因为长石的亲油和亲水性比石英好。在被油或水润湿后，在长石表面所形成的膜比石英表面所形成的膜厚，而流体在矿物表面所形成的膜一般是不移动的。所以，膜的存在使孔隙的流动截面和储集体积在一定程度上有所减少。

矿物成分对孔隙度的另一个影响体现在颗粒的几何形状上。例如，石英为粒状，而云母为片状。根据有关研究，在体积相同时，片状颗粒和粒状颗粒所形成的孔隙度是不同的。另外，粘土矿物在遇水时发生的膨胀，也会影响实际的孔隙度和渗透率。

2.颗粒的直径、排列方式和分选性

根据对大量砂岩标本的研究结果，孔隙度与颗粒的直径有关：孔隙度随着粒径的增加而减小。造成这种情况的原因是细粒碎屑的磨圆度差，呈棱角状。当这样的颗粒堆积在一起时比较松散。因此，碎屑颗粒堆积所形成的孔隙度比磨圆好的较粗的砂粒有更好的孔隙度。

除了颗粒的粒径及排列方式外，颗粒的分选程度对孔隙度的影响也很大（图2-3-1）。碎屑状的小颗粒在成岩时会充填在颗粒间的孔隙和孔隙之间的通道中，使岩石的孔隙度降低。

3.埋藏深度

沉积岩的埋深加大时，由于上覆岩层加厚，引起其所受的静压力加大，环境温度升高，颗粒间发生非弹性的不可逆移动，使得岩石中的颗粒排列变得比在埋深较浅时紧密。因此，在沉积岩的埋深加大时，岩石的孔隙度变小（图2-3-2）。在极限情况下，岩石的颗粒间已无孔隙存在的可能。如果此时上覆岩层的压力继续增加，就会使岩石的颗粒在接触点处的温度上升，促使局部矿物发生溶解。溶解的矿物在颗粒间形成新的结晶体，导致孔隙度的进一步变小。在极端情况下，这种局部溶解及重结晶的过程会使孔隙性岩石变成不渗透层。

图2-3-1 分选程度对孔隙度的影响

图2-3-2 孔隙度与埋深的关系

①泥质砂岩；②侏罗-白垩纪石英砂岩；③第三纪石英砂岩

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