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文檔簡介

碳酸鹽巖儲層地質學參考教材:碳酸鹽巖儲層地質學,強子同主編石油大學出版社,1998提提綱■碳酸鹽巖儲層地質學研究進展與發展方向■碳酸鹽巖儲層沉積學■碳酸鹽巖儲層特征表征方法■碳酸鹽巖儲層評價■碳酸鹽巖儲層的形成與演化■不同成因類型碳酸鹽巖儲層分布規律 一、研究進展與發展方向■儲層地質學的一般概念■儲層地質學在石油勘探開發中的作用■儲層地質學發展前景1.儲層地質學概念儲層地質學是研究油氣儲集巖(ReservoirRock)的一門學科,它是從石油地質學和開發地質學獨立出來的一門學科,它與巖石學、地球化學、測井地質學和地震地層學、和石油地質學和開發地質學有著密切的關系。儲層地質學研究的主要內容:儲集巖的成因(形成的條件—沉積環境)和它的物性特征(孔隙度、滲透率、流體飽和度、油氣比及油水界面),儲層的形成、發展和演化,有效儲層的形成和空間上的散布、形狀和大小,控制儲層特征的大體因素,和解決儲層中某些地質問題所要利用的巖石學、地球化學、地震和測井的方式。2.儲層研究的本質儲層研究的本質就是通過精細的地質熟悉探訪合乎客觀實際的統計方式,從而在雜亂無序的數據中尋覓某種規律,并利用各類數學方式表述儲滲體的時空散布規律。3.在石油勘探開發中的作用石油聚集在儲層中,油氣勘探的目的層就是儲層。因此儲層地質學的研究在整個油氣勘探開發中都是相當重要的,從第一口成功的探井到三次采油的各個階段都具有重要意義。世界上有很多由于對儲層地質學的重視不夠而造成重大損失的實例。石油地質工作者和開發工程師若不注意儲層地質資料,將會帶來嚴重的后果,從而造成重大的經濟損失;相反,深切研究儲層,將為油氣田帶來龐大的經濟效益。4.發展前景一些國家和地域上世紀50年代以前發現的老油田,由于勘探階段對油氣儲層研究不夠,遺留下許多儲層地質方面的重大問題尚未解決;上世紀40年代末至50年代現代沉積研究風起云涌,這些研究功效把沉積巖石學推向一個嶄新的階段。碳酸鹽巖的“結構—成因”分類,和這些分類的成因解釋,把砂巖和碳酸鹽巖儲層研究的沉積學方面的熟悉加深了,從而提高了對儲層沉積學的研究水平。實踐表明,有些沉積巖體在巖性轉變不大時孔隙度和滲透率卻有很大不同,這使得咱們在研究儲層沉積學的同時還必需研究儲層的成巖作用和它們對儲層孔隙性和滲透率的影響。國內外對碳酸鹽巖儲層的評價與預測多停留在定性-半定量的水平。常常利用的方式:即地質預測法、地球物理法和地質-地球物理綜合計算法造成這種現狀的原因:①碳酸鹽巖儲層一般具有多樣的儲集空間類型和復雜的微觀孔喉結構,這種多樣性和復雜性是造成碳酸鹽巖儲層滲透率解釋模型難以成立的主要原因②成巖作用對碳酸鹽巖儲層的改造意義難以定量描述,如溶蝕量的準確界定、白云巖的形成機理和預測模型的厘定等③碳酸鹽巖儲層中廣為散布的微孔隙的定量研究目前尚處于朦朧階段,如白云石晶間微孔隙的成因、散布模式及其對油氣水散布的影響仍不清楚④裂痕靜態描述與儲層流體的動態演化的結合仍不夠緊密二、碳酸鹽巖儲層沉積學簡介二、碳酸鹽巖儲層形成環境簡介1.推薦模式:臺地邊緣礁灘和臺內凹陷塔克模式2.沉積環境與儲層各類環境中沉積的碳酸鹽巖都有可能由于沉積的和成巖的影響而成為儲集巖,但不同環境中的的碳酸鹽巖成為儲集巖的潛力卻不相同,儲層的孔隙特征也不一樣。碳酸鹽沉積環境模式A.近濱在濱岸平原邊緣,灰砂常形成沿濱線展布的海灘,在向陸方向形成以藻結殼紋層為特征的潮上泥坪,在干熱氣候條件下發育薩布哈,泥坪碳酸鹽巖與薄層蒸發巖伴生。儲層幾何形態在濱線中應是似帶狀,但進積可以產生似席狀。沉積物粒度中到細,粒間孔為主,常發生白云石化而發育微型溶孔和細小晶間孔。白云化或破裂的藻席紋層或濱線砂質沉積常形成良好的儲層。B.臺地內部沉積物一般是低能灰泥,可發育小型點礁和灰砂淺灘。與點礁和淺灘有關的儲層以彼此疊置、不持續、局部發育為特征。開闊臺地沉積顆粒大小轉變很大,儲層幾何形態為似席狀,可發育小到大的溶孔,但以粒間和晶間孔為主。儲層成層性較好,垂向上儲層間連通性較差,水平滲透率局部可以提高。C.臺地邊緣以高能、攪動環境沉積的生物碎屑或砂屑、鮞粒組成的淺灘為特征。臺地邊緣很陡時,常發育由造架生物和結殼生物構造的障壁礁,特別在臺地迎風側。沉積物粒度粗到中粒,因高能環境中細粒物質被淘洗掉。儲層為條帶狀,通常較厚,溶孔、粒內、粒間孔隙發育。若發生白云石化,則多形成由大溶孔和粗到中晶間孔組成的孔隙系統。儲集巖成層性較差,但垂直和水平滲透率都可以很好。D.臺地斜坡和礁前(前斜坡)沉積物類型轉變大,很大程度上取決于斜坡陡度和臺地邊緣性質。在不同條件下可形成斜坡塌積、灰砂、灰泥、泥丘和塔礁沉積。一般由臺地邊緣向盆地方向沉積物粒度逐漸變細,因此孔隙度、滲透率也逐漸降低。斜坡上的生物礁面積小,但厚度大,可成為極好儲層。E.盆地盆地的碳酸鹽巖一般為細的灰泥巖,不能成為儲集巖。但卻是良好的生油巖。特殊情況下,巨厚的白堊沉積可以成為儲層(如北海中央地塹科克非爾勒油田)。均一的純的白堊沉積具有極高的原生孔隙度,但埋藏壓實作用會使其急劇減少。即便保留較高的孔隙度成為儲集巖,但由于顆粒太細。都只具有幾個毫達西的滲透率。F.淹沒臺地淹沒臺地的儲層意義在于大型環礁的發育。典型的沉積環境包括礁內瀉湖,主要沉積成層性好的局限瀉湖,局部發育的灰沙灘可組成垂向連通性差的不持續的儲層;邊緣礁體主要由生物骨架巖和伴生的礁碎屑組成。可形成厚層狀的具良好側向和垂向連通的優良儲層。白云石化作用常常常改善各類儲集巖的滲透率及連通性。應特別強調的是,上述簡單化的模式在地下很少存在。這是由于地質歷史時期中,海平面是反復地相對上升和下降。海平面的起落轉變引發沉積作用的轉變,對儲層散布和特征具有重要控制作用。因此在研究儲層,特別是預測儲層散布時,了解沉積作用歷史及相帶組合關系是十分重要的。2.儲集巖的環境類型灘相中保留原生孔隙的顆粒巖陸棚或臺地邊緣的生物碳酸鹽巖建隆下斜坡碳酸鹽碎屑堆積體陸棚或臺地內的地層圈閉儲集巖體區域不整合之下由淋濾和白云石化形成的儲集巖白堊狀結構的儲集巖不同環境中儲集巖的時空散布特征灘相中保留原生孔隙的顆粒巖顆粒巖是高能環境的產物,一般為一系列線狀砂壩組成的廣漠的進積席狀體或沿盆地邊緣的寬帶狀體。整體呈平行陸棚或臺地邊緣的帶狀,單個砂壩可平行切割陸棚或臺地的水流方向延長或分支,或在陸棚(臺地)內形成與岬角相對的脊狀。顆粒主要為鮞粒及圓形的其它顆粒,沉積物的原生孔隙約40%。一般初期環邊膠結物保護巖石免遭壓溶,顆粒的包殼和泥晶化起到阻止晶體自身長大的作用。白云石化不常見。陸棚或臺地邊緣的生物碳酸鹽巖建隆規模轉變很大,可以是厚達數百米的線狀體,也可是隆起幅度僅數米的環帶或圓丘。組成較復雜,有礁骨架,碎屑堆,翼部層及形成圈閉的更細粒沉積物。礁和伴生的生屑灘大致平行陸棚或臺地邊緣散布。橫切盆地的雁列狀線性礁群是沿活化斷塊散布。塔礁群出此刻陸棚邊緣外的大斜坡。塊狀碳酸鹽生物建隆,周圍通常沉積的是含泥質條帶或夾層的薄層。在褶皺進程中,塊狀礁巖常會發生斷裂,節理和斷裂在礁建隆內部或邊部發育。由于增加了巖石滲透率,有利于后來的淋濾作用進行。生物礁體具有顯著的孔隙度和滲透率可能仍是其普遍發生白云石的原因之一。白云石化可能增加基質滲透率,對改善儲集巖性質有輔助作用。下斜坡碳酸鹽碎屑堆積體海洋碳酸鹽巖碎屑流沉積平面上是不規則斑塊狀,在碳酸鹽巖陸棚或臺地邊緣之下或圍繞濱外灘周邊線狀展布。一般是厚達十米的席狀體,可進入盆地若干千米。沉積物由大量生物碎屑包圍的直徑可達數米的粗大巖塊組成。大多數情況下不會發生白云石化。地下的淡水透鏡體在這些碎屑的膠結、淋濾和穩定化進程中起著重要作用。這種儲集巖不多,勘探實例如墨西哥灣西部中白堊統。陸棚或臺地內的地層圈閉儲集巖體陸棚或臺地沉積是多旋回性的,相變很規律,由濱外較深水的泥質沉積,到上斜坡陸棚或臺地邊緣生物灰巖和灰砂,再到瀉湖或海灣的細粒碳酸鹽巖沉積,以潮坪沉積告終。干旱氣候則發育薩布哈蒸發巖。蒸發巖一方面增加潮間和潮下瀉湖碳酸鹽巖白云石化的可能性,使不滲透的灰泥轉變成滲透性較好的糖狀白云巖儲層;另一方面蒸發巖可形成儲層的上傾方向的封隔。陸棚或臺地旋回中包括兩類儲層:球狀粒和鮞粒砂;白云石化的生屑粒泥巖,孔隙是含量很高的分散狀的介殼碎屑溶解鑄??祝纬傻陌自剖梢院艽帧^域不整合之下由淋濾和白云石化形成的儲集巖孔隙主要發育于不整合之下的大陸暴露面之上。暴露面可以是不規則的,油氣散布受儲集巖相變、暴露面古地形和不整合面下的斷裂和破裂一路控制。產生孔隙的主要作用是淋濾和白云石化。與不整合面伴生的油氣聚集可歸納為幾種模式,大型盆地邊緣的區域性不整合是最多見的一種,通常整個不整合面都具有勘探價值。實例:如美國的Anadark盆地北部陸棚就有三個這樣的產油氣的區域不整合面之下白云石化成因的。第二類如墨西哥中部黃金巷油田,是厚殼蛤礁頂部的淋濾和喀斯特化作用的產物,原始地形隆起和極高的原生孔隙度促成了形成儲層的成巖作用的發生(同生、準同生大氣淡水淋溶)。第三類是不整合形成的破裂和斷裂作用形成儲層。實例:美國密執安州南部Albion-Scippio中奧陶統油田,儲集巖是不整合面下的角礫巖帶狀和管狀體。第四種模式是藻丘在海平面下降期間被暴露、遭淋濾、角礫化和破裂,在富葉狀灌的碳酸鹽巖地層中形成儲層(同生、準同生大氣淡水淋溶)。實例:美國西部的濱西法尼亞系。白堊狀結構的儲集巖白堊狀結構的碳酸鹽巖是指在泥晶基質中有均勻散布的微形孔隙空間的碳酸鹽巖沉積物。最主要的是沉積在海盆中的遠洋沉積物,基質為低鎂方解石的顆粒藻碎屑(2~20μm),厚度上百米,沒有相變。儲層呈寬廣席狀散布,不存在由不持續沉積體控制的孔隙。實例:中東和北非某些地域的白堊系和三疊系,是淺水潮下或潮坪沉積物,幾乎不含顆石藻,原生沉積物主要由文石質介殼和微細碎屑組成,均勻散布的微孔被保留,是因為特殊的環境條件阻止了該類碳酸鹽巖沉積物的膠結作用。雖然碳酸鹽巖儲層是沉積環境和成巖作用一路影響的產物,但由于碳酸鹽巖本身固有的特性要比硅質碎屑巖復雜得多,而且對成巖作用十分敏感,沉積后易發生一系列重大的成巖轉變,造成其儲層的孔隙類型轉變無窮,物性散布復雜,非均質性顯著。另一方面,由于我國海相碳酸鹽巖油氣地質存在以下幾方面的特殊性和復雜性:(1)碳酸鹽巖層系形成于多旋回的疊合盆地;(2)海相碳酸鹽巖層系時期老,埋藏深;(3)烴源巖具有多元、多期生烴;(4)儲集層類型多、非均質性強;(5)圈閉類型多樣,以隱蔽圈閉和復合圈閉為主;(6)油氣藏改造、破壞嚴重,保留條件復雜;(7)油氣藏散布復雜,預測難,從而大大制約了碳酸鹽巖油氣的勘探進程。3.儲層研究的啟迪或思路但由于原生孔隙可影響淋濾、膠結、白云石化及其它成巖作用,因此研究儲層沉積特征十分必要。沉積環境,碳酸鹽巖與蒸發巖的關系,區域不整合的發育與散布,都可能提供儲集巖沉積體類型,形狀和延伸趨勢、孔隙類型等方面的信息。實際上需要揭露儲層的根本成因,地史時期碳酸鹽巖經歷漫長的成巖改造,雖然使儲層的根本成因難于識別,可是先期儲滲體的時空散布特征仍然控制了后期的儲滲體散布,而先期孔隙層多是受相控制,相控型碳酸鹽巖儲層是穩定、層狀散布的碳酸鹽巖儲層的主體,因此,探訪一種適合于勘探、開發的沉積微相研究方式具有深遠的意義。4.多因素沉積微相精細分析測井相分析技術——復雜碳酸鹽巖地層儲集巖性精細解釋行之有效的方式A.巖性結構剖面的精細成立和測井響應特征的研究B.測井響應特征研究B.利用測井相對未取芯井進行精細的巖性解釋C.研究測井相與沉積微相、儲層、古地貌的關系復雜碳酸鹽巖地層沉積期微地貌恢復技術探索——初期成因碳酸鹽巖薄儲層預測、沉積微相散布和儲層非均質性研究之有效方式嘉二2亞段A層粒屑灘積累厚度大小可近似反映沉積時古地形的高低證據一:嘉二2亞段A層沉積期沉積水體相對較深,只有古地形高處才有顆粒巖沉積。證據二:大氣淡水淋溶發育程度與古地形高低密切相關——古地形高處同生期暴露機率較大,接受大氣淡水淋溶改造時間較長。證據三:高精度取芯井嘉二2亞段A層鮞灘及針孔巖對比圖也佐證了可以用顆粒巖厚度轉變來近似恢復微地形起伏。磨溪地域嘉二沉積時存在次一級古地形隆、凹相間證據一:顆粒巖厚度散布出現高、低相間的特點,暗示著古地形存在次一級轉變。證據二:巖芯針孔巖的厚度散布與顆粒巖的厚度散布具有明顯的相關性,印證了古地形存在次一級轉變。證據三:嘉二2亞段A層在磨005-2-磨150井區和磨207井區出現塊狀膏巖散布,說明這一帶為相對洼地,這與顆粒巖積累厚度轉變是一致的。隆凹相間的地形特征控制了有利儲集微相帶發育展布微地形起伏控制著大氣淡水淋溶發育與否,進而控制了本區儲層的發育散布。嘉陵江組儲層以初期成因為主,因此,微地形恢復是嘉陵江組碳酸鹽巖沉積相和薄儲層預測的行之有效的方式。嘉二期沉積古地理格局決定了本區碳酸鹽巖巖性散布具有鮮明的層位性5.有利儲集區帶評價巖性與儲集巖的關系a世界上碳酸鹽巖儲集巖中,灰巖多于云巖。b碳酸鹽巖中方解石與白云石的比率隨著時期的變老而降低。據1983年統計,全美國碳酸鹽巖儲集巖中,灰巖占四分之三。據9000個樣品分析發現:碳酸鹽巖中方解石與白云石的比率規律:第四紀近于無窮大,白堊紀為80:1,早古生代為3:1,前寒武紀為1:3。因此早古生代碳酸鹽巖儲集巖主要為白云巖,晚古生代和中生代則主要為灰巖。C隨著埋深的增加,白云巖作為儲集層的可能性比石灰巖大。美國十多個盆地的資料表明,在埋深超過2700m時,白云巖儲集巖所占的比例幾乎維持不變,而石灰巖儲集巖所占比例是逐漸減少,這可能是受裂痕的影響。研究微相與物性的關系云坪、鮞灘、砂屑灘是本區最有利的儲集微相帶,其次為受大氣淡水影響的云質瀉湖微相。粒屑灘沉積時期灘核和灘核-灘緣微相是最有利的儲集微相帶。臺坪沉積時期云坪是最有利的儲集微相帶。三、碳酸鹽巖儲層特征表征方式由于碳酸鹽巖儲層受多重介質影響(孔、洞、縫不同的配置方式),因此,在碳酸鹽巖儲層研究中,要將儲層“四性”特征作為一個整體進行研究。也就是說,在分析任何一個特征時,應該聯系其它的幾個因素進行分析。(一)儲集巖與儲層的關系(二)儲集空間(三)儲層孔滲特征(四)儲層孔隙結構特征(五)儲層類型(六)儲層物性下限(七)儲層分類評價(一)儲集巖與儲層的關系一、主要的碳酸鹽巖儲集巖類理論上,所有的碳酸鹽巖都可發育成為儲層。灰巖類:鮞?;規r、顆?;規r類白云巖類:顆粒白云巖類(礫屑云巖、鮞粒云巖、砂屑云巖、生屑云巖)生物云巖、生屑云巖、粉晶云巖、泥粉晶云巖二、儲集巖與儲層的關系明確一點:并非是所有的儲集巖都能夠發育成為儲層,只有有利于原生孔保留和經歷后期建設性成巖作用改造的儲集巖才能成為儲層。3、主要儲集巖的界定方式實例嘉二段儲集巖類多樣,主要有粉晶云巖、砂屑云巖、顆?;規r、泥粉晶云巖、灰質云巖和泥晶云巖等??墒侵挥惺艽髿獾绊懟蛴欣谠妆A舻倪@些儲集巖類才可能成為儲層!統計不同巖性的巖性物性功效,作出頻率散布直方圖。4、需要準備的資料和分析化驗項目■常規薄片和鑒定資料■物性分析資料■鑄體薄片和鑒定資料(二)儲集空間一、碳酸鹽巖儲集空間的大體特征二、大體概念概念:巖石中未被固體物質所占據的空間三、儲集空間分類有組構選擇型無組構選擇型三、常見儲集空間特征具組構選擇性溶蝕的粒內溶孔、鑄模孔,粒間溶孔,主要為初期大氣水溶蝕成因。孔隙(白云石晶間孔、晶間溶孔、粒間溶孔、鑄模孔)孔洞(溶蝕孔洞、殘余晶洞、骨架孔)裂痕在研究儲集巖時,裂痕僅指沿延伸方向巖塊沒有發生明顯相對位移的斷裂。裂痕可以發生在各類巖石中。它對碳酸鹽巖儲集層有重大的影響。按成因,將裂痕別分為構造縫和非構造縫兩大類構造縫是固結巖石在區域構造應力或局部構造應力作用下破裂而形成的裂痕。非構造裂痕的形成與構造作用產生的應力無關。它們的成因可以是沉積物失水收縮、壓實、壓溶、巖石崩塌滑坡、表生風化等。這種裂痕的發育大多無明顯規律,轉變大。裂痕描述方式國內目前常常利用的裂痕參數有以下幾個:(1)面密度——單位面積內所測裂痕類型的條數。(2)面長度——單位面積內所測裂痕類型的累計長度。(3)線密度——切過垂直裂痕組系的單位法線長度的所測裂痕類型的條數(4)面裂痕率——單位面積內張開裂痕的面積。裂痕發育規律一、裂痕與巖石類型碳酸鹽巖中裂痕發育程度高于礫巖、砂巖及石膏巖?!隽押叟c巖層厚度:在巖性相同的巖層中,薄層中的裂痕數量要比厚層中的多?!隽押叟c區域構造:區域構造對裂痕有明顯控制作用。在同一區域應力場的大地域內主要裂痕組系發育特點具有一致性。這些裂痕都是構造成因的,被稱為區域裂痕。區域裂痕的發育情況受局部構造的影響較小。孔隙的時間性孔隙發展史可能超級復雜,但可分為三個大的時期,即沉積前(predepositional),沉積期(depositional)和沉積后(postdepositional)。沉積后時期與前兩個時期相較,時間更長,對孔隙形成演化意義更大,因此按照地質背景將沉積后時期分為與埋藏條件有關的三個階段,即早成的(eogenetic),中成的(mesogenetic)和晚成的(telogenetic)??紫兜拿瓌t:為綜合反映碳酸鹽巖中孔隙的地質成因及特征,孔隙的命名可包括大體孔隙類型、成因、大小及含量四個方面,并按下列順序進行:成因+大小+大體孔隙類型+含量其中成因包括孔隙形成時間(原生、次生、早成、中成、晚成),形成或改造作用(溶解、膠結、內部沉積物充填等)及形成進程中演化方向(擴大或縮小)。含量則只以該類型孔隙體積占巖石整體積計。例如:原生粒間孔隙(10%);溶解擴大的原生粒間孔隙;殘余粒間孔隙;早成鑄??紫?8%),晚成溶孔等。四、儲集空間形成時間四、儲集空間成因一、沉積作用沉積作用及沉積環境是影響碳酸鹽巖孔隙的一個重要因素。不同的沉積作用可產生不同的原生孔隙類型,而沉積環境則控制具不同孔隙特征的巖相散布。一般機械成因的碳酸鹽沉積物以粒間孔為特征;生物成因的礁灰巖以骨架孔、鉆孔為特征;而潮坪沉積碳酸鹽以窗格孔為特征。對現代碳酸鹽沉積物的研究發現,孔隙與顆粒形狀、大小及灰泥含量有關。粒度愈細、灰泥含量愈高的沉積物,孔隙度愈高??紫抖冗€與灰泥成因有關。灰泥的生物成因比例大,則孔隙度就高。碳酸鹽沉積物中的原生粒內孔隙主如果生物體腔孔,如有孔蟲、厚殼蛤、腕足類等。這些孔隙明顯地受沉積環境控制,是碳酸鹽沉積物與硅質碎屑沉積物孔隙類型的大體不同之一。因為硅質碎屑沉積一般沒有這些原生粒內孔隙。生物礁中的骨架孔是沉積作用控制的另一類原生孔隙。在礁發育進程中,由于沉積作用,這些骨架孔和鉆孔常被各類內部沉積物充填而形成一種更復雜的原生沉積孔隙系統。窗格孔隙,是潮坪沉積碳酸鹽巖的特征。一般以為窗格孔隙是與潮上沉積作用和藻的作用有關,因此將其歸為原生孔隙。二、溶解作用碳酸鹽沉積物或巖石,在沉積期后作用進程中可發生不同方式的溶解,并常常造成孔隙體積的增加。這些溶解事件主如果孔隙流體化學作用進程,因此流體溫度、鹽度、CO2分壓的轉變都會對溶解作用產生影響。在埋藏初期(早成階段),碳酸鹽礦物的穩定化作用還未發生。此時若原生的海洋孔隙水被大氣水所取代,則文石和鎂方解石將會發生溶解。這種溶解作用取決于孔隙流體的流動比值和飽和狀態。溶解作用也可在埋藏晚期(晚成階段)發生。此時礦物穩定化作用已經發生,溶解對象是方解石和白云石。溶解作用還可在埋藏進程中(中成階段)發生、形成地下次生溶解孔隙。3、白云化作用與去白云巖化4、角礫化作用角礫化是碳酸鹽巖層系中常見的地質現象,可以在許多條件下發生,包括蒸發巖或石灰巖的溶解塌陷,潮坪上的干裂收縮和土壤化作用和斷層作用。各類角礫化作用形成的角礫巖常具有很高的孔隙度,可成為油氣良好儲集巖。五、構造破裂作用構造破裂作用主如果發生在較深的地下.可由地層壓力作用產生,但更常見的是由褶皺、斷裂作用形成。但埋深過大,構造破裂作用就不會發生,而代之以壓溶作用。而巖石中陸源泥質的存在是有利于壓溶作用發生的。由于壓溶及伴生的晚期方解石沉淀對孔隙的破壞,碳酸鹽巖儲集巖散布深度一般都很淺。(三)孔滲特征一、表征儲集物性的參數一、孔隙率(孔隙度)它概念為多孔介質的間隙體積Vp與該多孔介質的外表體積Yf的比值,即φ=Vp/Vf。研究儲集巖時常常利用有效孔隙率φe表征孔隙發育情況,即φe=Vep/Vf。二、相滲透率、相對滲透率相滲透率概念為:飽和著多相流體的多孔介質對其中某一相流體的滲濾能力。它的量綱同絕對滲透率。相滲透率又稱有效滲透率。多孔介質中存在多相滲流時,各相的相滲透率(有效滲透率)與該多孔介質的絕對滲透率的比,稱為各相的相對滲透率。顯然,各相的相對滲透率之和老是小于100%。3、飽和度多孔介質中流體占總間隙體積的百分數稱為流體的飽和度。在油、氣藏中儲集巖所飽和的流體可以是水、油及氣。水、油、氣各所占巖石總孔隙體積的百分數別離稱為該他集巖的含水飽和度、含油飽和度、含氣飽和度.束縛水所占孔隙空間的百分數稱為束縛水飽和度,它是計算油、氣儲量的重要參數、儲集巖束縛水飽和度的大小主要取決于巖石的成份、結構特征及巖石的間隙空間組成特征。4、達西定律Q=KA(p1-p2)/μL碳酸鹽巖儲集層中常發育各類裂痕。裂痕滲透率是影響碳酸鹽巖儲集層性質的重要因素。對儲集層而言,裂痕滲透率既取決于裂痕的寬度(張開度),也取決于裂痕發育的密度。在孔隙系統中孔隙度僅僅表示儲滲能力;而滲透率是表示流體在其中的通過能力在許多情況下,碳酸鹽巖的孔隙度和滲透率沒有任何關系。特別是當裂痕和溶洞存在時,它們對整個儲集層的平均滲透率將產生決定性的作用。在利用碳酸鹽巖的孔隙度~滲透率關系時,必需慎重。孔隙度和滲透率之間關系的不同在于巖石的孔隙結構特征,特別是孔隙的幾何形狀和它的大小散布。粗糙度和迂曲度都是造成滲透率轉變的重要原因,因此,應用孔隙大小、散布及其幾何形態來描述儲滲性,比單用孔隙度和滲透率更為有效地層條件下由于巖樣經受上覆地層及側向微壓的三方向作使勁,其孔隙度和滲透率均有明顯降低。因此,特別是深部,要取得精準的孔、滲資料,必需在實驗室中作出隨微壓轉變的關系曲線(模擬地層條件的高壓物性與常規物性回歸方式)二、參數獲取方式■常規物性(小巖心)分析■全直徑物性分析■相滲實驗分析■高壓物性(模擬地層條件)三、參數的應用方式一、利用巖心測定的孔、滲散布頻率表征儲集巖的儲滲性能整體上反映低孔、低滲特征,但也存在相當一部份高孔、高滲樣品,說明嘉二段具有較為優越的儲集性能。孔隙性:A層>嘉二1>B層>C層滲透性:B層>C層>A層>嘉二1二、孔滲關系的統計方式及分析問題:孔滲樣品由于受取樣和分析進程的影響,結果往往出現一些異樣現象,如何更好的利用這些樣品,尋覓符合客觀實際的統計規律,對于碳酸鹽巖儲層時空散布的研究具有重要的意義。對策:分析數據與實際地質情況進行對比分析,尋覓異樣的原因,對每一個異樣點進行地質解釋,而不是人為的取舍一些數據。并按照精細的地質熟悉尋覓統計方式3、孔滲關系研究實例四、地質精細約束的測井精細解釋(四)孔隙結構特征一、大體概念及吼道分類一、概念:喉道是連接兩個孔隙的狹小部份二、喉道分類碳酸鹽巖喉道類型:a.管狀喉道;b.孔隙收縮喉道;c.片狀喉道3、孔喉結構一般分類(王允誠)第一類孔喉結構特征:孔隙空間又孔隙及相當孤立的近乎狹小的連通喉道組成??缀淼牡刃е睆綖?~10微米第二類孔喉結構特征:孔隙空間及連通喉道僅由孔隙空間的縮小部份組成,喉道逐漸變寬即為孔隙空間本生第三類孔喉結構特征:孔隙是由細粗孔隙性連通喉道組成,在薄片中可以見到連通脈第四類孔喉結構特征:是孔隙系統在白云巖的主體或膠結物的顆粒間發育,這些孔隙大部份反映顆粒的外形(粒間孔隙)分為具有滲透良好的大孔隙和細孔隙兩個亞類第五類孔喉結構特征:孔隙主要為裂痕組成,基質孔隙度很小,既無儲集能力,又無滲透能力第六類孔喉結構是兩種或兩種以上的復合,如孔隙-裂痕和裂痕-孔隙二、主要分析手腕一、毛管壓力法測定手腕:水銀注入法、半滲透隔板法、動力毛細管壓力法、離心機法等二、圖像分析法3、掃描電鏡4、巖石孔隙鑄體法三、毛管壓力曲線的解釋和應用(以水銀注入法為例)橫坐標通常常利用水銀飽和度標識(SHG%),縱坐標為毛管壓力(atm)一、毛管壓力-飽和度曲線表示方式A、適用于儲集層含有不同孔喉結構的巖類B、將儲集巖的粗孔部份放寬,細孔部份縮窄,便于準確的肯定毛管壓力的各類參數C、毛管壓力曲線為雙曲線,其曲率的大小反映了孔隙的分選程度D、巖石體積作為橫坐標的直角坐標系,不僅標出孔隙大小和散布,而且同時標出巖石礦物成份所占的百分數或巖石的粒度散布曲線二、孔喉半徑的求取和表示在流體性質不變時,毛管壓力和孔喉半徑呈反比:Pc=75000/r;在座標系的右半坐標可以用喉道半徑來表示3、毛管壓力曲線形態分析歪度:孔喉大小散布偏于粗孔喉或細孔喉(偏于粗孔喉的稱粗歪度,偏細的稱細歪度)分選性:指孔喉大小的均一程度,分選好會出現一個水平的平臺,反之則分選不好在普通和半對數坐標中,歪度愈粗、分選愈好,則毛管壓力曲線愈緊靠在下方坐標。反之,歪度愈細、分選愈差,則毛管壓力曲線愈向右上方坐標偏移,或緊靠右邊的縱軸,而且曲線凹向左方。4、按照壓汞曲線和相對滲透率曲線肯定儲集巖的生產能力由毛細管壓力相對滲透率曲線肯定儲集巖的生產能力五、儲油層中的毛細管壓力-飽和度關系研究對象:儲層內毛管壓力和水飽和度關系樣品選取方式:在儲層內的不同高度(A點、B點取樣),并設油水接觸面為基準面(Ha>Hb)PCA-PCB=ρω-ροg(Ha-Hb)說明儲油層內隨著離油水接觸面以上的高度增加,其毛管壓力也相應增加。因為油驅水時,潤濕相的飽和度逐漸降低,油的進一步上升,水飽和度就進一步下降,一直達到不可降低的飽和度。因此均質層內,某一塊儲集巖的毛管壓力-飽和度曲線就可以代表整個油層剖面上油水散布的轉變對于非均質性較強的碳酸鹽巖儲層,某一塊儲集巖的代表性差,需要持續取芯進行分析六、毛管壓力的參數特征-驅壓力與最大連通孔喉半徑碳酸鹽巖毛管壓力曲線分選差,很多研究者以為應該用初始拐點(或突變點)的水平位置定為排驅壓力排驅壓力(Pd):或稱門坎壓力、入口壓力、進入壓力。它是指孔隙系統中最大連通孔隙所對應的毛細管壓力(就是沿著曲線的平坦部份作切線與縱軸相交的壓力值),與之對應的是最大連通喉道半徑(rd)。影響因素:排驅壓力受孔喉類型及其配置關系的影響,進一步體此刻孔滲的配置關系注意事項:注意排驅壓力相應的平坦部份所占飽和度的百分數,用SAB的大小和曲線的斜度(α角)α角越小、SAB段越大,則表示最大連通的孔隙喉道的集中程度越高,即孔喉的分選性越好,巖石的孔隙結構越均勻。7、飽和度中值毛細管壓力與喉道半徑中值飽和度中值毛細管壓力是指汞飽和度為50%時的汞注入壓力,記為Pc50。在進汞曲線上就是與飽和度50%的點對應的壓力值。排驅壓力越高的巖樣的飽和度中值毛細管壓力也越高。這是巖石致密、孔喉較小、儲滲條件變差的表現。八、碳酸鹽巖片狀喉道的毛細管壓力及滲透率計算九、退汞曲線儲集層巖石樣品的退汞量越大,在實際生產中其水驅油的效率越高,即是將有更高的采收率。WE=(Smax-Sr)/Smax*100%式中WE-出效率,%;Smax-大注入汞飽和度;Sr-汞后樣品內殘余汞飽和度。沃德洛(1976)的研究結果說明汞退出效率與以下因素有關:(1)退出效率與巖石樣品的孔隙率呈正相關關系,即孔隙率越高的樣品其退出效率越高。(2)退出效率與巖樣喉道中值呈正相關關系,喉道中值越大的樣品其退出效率越高。(3)退出效率與巖石樣品的孔喉比呈負相關關系10、其它用途:最小非飽和的孔隙體積百分數(Smin)-小反映小孔喉占整個巖樣孔隙體積的百分數,結合潤濕性資料可以肯定油層的最低束縛水飽和度平均毛管壓力和“J”函數曲線-征整個油層的毛管壓力特征,適用于非均質性較強的碳酸鹽巖儲層應用毛管壓力曲線計算相滲透率壓力與孔隙寬度應用毛管壓力-飽和度曲線肯定巖樣的孔隙喉道大小和散布(五)儲層類型一、常常利用儲層類型分類及特征■碳酸鹽巖中,孔隙型儲集層多見于巖石結構比較粗的巖類中,其散布范圍受沉積環境及成巖進程控制?!隽押坌蛢瘜佣嘁娪趭A于陸源巖間的薄層碳酸鹽巖或其他結構致密的碳酸鹽巖中(在一些變質巖、巖漿巖中亦可發育)?!鎏妓猁}巖中最多見的復雜儲集層是由孔隙和裂痕這兩種單一介質復合而成的裂痕---孔隙型儲集層和孔隙——裂痕型儲集層?!隽押邸蛢瘜雍涂紫?--裂痕型儲集層中的流體主如果貯存在巖石各類孔隙中.但它們的滲流條件不相同?!隽押邸紫缎蛢瘜拥奶攸c就是它們的裂痕滲透率比孔隙滲透率明顯的大?!隹紫丁蛢瘜拥牧押蹪B透率值與孔隙透率值大致相近。二、儲層類型實例孔隙型、裂痕-隙型、裂痕型四、碳酸鹽巖儲層評價 概述 儲層評價是儲層研究的重要內容和最終目的,它是對儲層整體儲滲能力好壞及其對流體產出貢獻值大小的客觀的、歸納性的描述。不同類別的儲層具有不同的儲滲條件和微觀孔隙結構,這將直接影響到儲層巖石中流體的運移、聚集和分異作用的進行,從而致使其含油氣性存在明顯不同,并最終表現為油氣的產能不同。因此,準確儲層評價已經成為油氣藏描述的一項核心內容,它對于初期的油氣勘探和后期的合理開發具有超級重要的指導意義和實用價值。一、儲層評價的內容和要求不同(按照勘探開發的階段性要求)儲層評價分為:單井儲層評價、區域儲層評價、開發儲層評價、儲層敏感性評價二、碳酸鹽巖儲層評價的難點和存在問題碳酸鹽巖儲層評價研究在我國已有幾十年的歷史,但其顯著的非均質性、復雜的儲集空間類型和微觀孔喉結構特征仍然是嚴重制約儲層評價“定量化”的瓶頸之一。多元線性回歸、聚類分析、模糊數學、層次分析法、主成份分析法、分形幾何學理論等多種數學手腕目前多用于碎屑巖儲層,在碳酸鹽巖中應用極少,實際操作進程中,多以孔隙度作為碳酸鹽巖儲層評價的唯一標準,并非能真實反映不同類型儲層對流體產出的貢獻值,結果往往出現評價結果與實際產能狀況嚴重不符的情況。3、原因分析①碳酸鹽巖儲層一般具有多樣的儲集空間類型和復雜的微觀孔喉結構,這種多樣性和復雜性是造成碳酸鹽巖儲層滲透率解釋模型難以成立的主要原因;②成巖作用對碳酸鹽巖儲層的改造意義難以定量描述,如溶蝕量的準確界定、白云巖的形成機理和預測模型的厘定等;③碳酸鹽巖儲層中廣為散布的微孔隙的定量研究目前尚處于朦朧階段,如白云石晶間微孔隙的成因、散布模式及其對油氣水散布的影響仍不清楚;④裂痕的靜態描述與儲層流體的動態演化的結合仍不夠緊密3、發展趨勢碳酸鹽巖儲層評價目前尚處于“定性~半定量”階段,這與我國碳酸鹽巖中極為豐碩的油氣資源量十分不符,因此,碳酸鹽巖儲層的定量評價研究是油氣儲層地質學中一個有待沖破的方向,慢慢實現“定性與定量”、“宏觀與微觀”、“一般與具體”的三個結合是此后的發展方向4、評價參數選?、俸暧^儲集物性參數:孔隙度、滲透率、含水飽和度等;②微觀孔隙結構特征參數:壓汞測試的孔隙結構特征參數(排驅壓力、飽和度中值壓力、最小非飽和度孔隙體積、中值喉道半徑、孔隙喉道均值、分選系數、不同喉道控制的孔隙體積百分數等),鑄體薄片、掃描電鏡、圖像分析系統等手腕測試的孔隙與喉道的類型、孔喉配置關系、孔喉配位數及面孔率,和成巖作用強度、次生孔隙發育程度[150-152]等;③儲層沉積相和巖石學特征的定性-定量參數:沉積微相、儲集巖的厚度、巖性、顆粒含量及填隙物含量等;④地震和測井儲層識別參數:絕對振幅、瞬時相位、聲波、密度、自然伽瑪、自然電位按如實際情況盡可能選取能夠反映儲層質量的多參數評價五、評價步驟①肯定物性下限②評價參數選取和評價方式;③評價方案④單井評價 ⑤綜合評價A.以定性評價為主B.定量評價為主(開發階段的儲層建模)儲層下限一、影響氣藏工業產能的主要因素儲層的物理性質、地層能量、天然氣性質、氣田開采技術和氣田所處的工業經濟條件。就氣藏本身而言,其產能主要受氣層物理性質(孔隙度和滲透率等)和含氣性質的影響二、儲層下限的概念儲層的孔隙度下限即儲層有效厚度所要求的最低孔隙度值,當巖層孔隙度大于此值,則可劃為有效儲層,它是肯定有效厚度、計算油氣儲量的核心3、儲層下限的分類■科齊(КОЗИЙ,1980)指出儲集巖的下限可分為三種:1絕對下限在客觀地質條件下,從這個值開始巖石中可以儲集油氣。2產出下限在目前工藝技術水平下.從這個值開始巖石中能夠產出油氣。3工業下限在當前技術經濟及社會客觀需求條件下,從這個值開始巖石中的油氣值得開采。即產出具有工業價值。4、儲層下限求取方式簡述碳酸鹽巖常常利用的物性下限儲集巖(層)孔隙度、滲透率下限(轉引包茨,1988)五、儲層下限求取方式簡述-以磨溪嘉二氣藏為例分析化驗項目需求:■常規物性■水銀注入法■半滲透隔板法■水膜厚度■相滲■產能模擬■生產測井■分層試油資料A、喉道下限的肯定B、線性法肯定-中值喉道半徑B、線性法肯定-微孔喉體積B、線性法肯定-排驅壓力法B、線性法肯定-進汞飽和度法B、線性法肯定-喉道半徑與含水飽和度組合法六、下限綜合肯定C、產能模擬實驗法原理:在實驗室條件下,利用巖心資料模擬井下地層條件,包括上覆壓力、地層溫度、地層壓力和地層水飽和度等,別離成立不同的模擬生產壓差做單向滲流模擬實驗,以取得單向滲流速度,然后轉換成徑向流動條件下的單井日產氣量,再按照工業氣井生產標準,研究孔隙型儲層(基質)產工業氣的物性下限儀器:XY-600全巖心產能全模擬綜合測試系統,該系統的最大長處是,準備好的巖心放入系統后,從束縛水的成立直到實驗的最終結束都是由系統自動跟蹤計量,由計算機處置完成,從而減小了實驗進程中的不穩定或人為因素造成的實驗誤差。工業標準規范:產層埋藏深度在3000~4000m時,工業氣井的生產標準為1×104m3/d,因此,在本次實驗中,將依照這一標準對本區嘉二段的巖心進行產能模擬。7、下限查驗方式:分層試油資料和生產測井資料評價方案一、分類評價方案簡述-常常利用評價參數孔隙率和滲透率是評價儲集巖時常常選用的兩個參數對于孔隙率,Stout(1964)從孔隙結構和潤濕性動身指出評價儲層時應區分巖石的總孔隙率和可能為油、氣進入的“有效孔隙率”。Jodry(1972)指出物性相近的樣品可以有極不相同的孔隙結構,而物性相差很大的樣品也可能有相似的孔隙結構。微觀孔喉結構的不同是造成嘉二1和嘉二2亞段龐大產能不同(可達一個數量級)的一個重要原因!毛管壓力曲線缺點:需要大量的系統取芯和分析化驗資料,操作本錢太高綜合分類方案二、分類評價方式實例-以磨溪嘉二孔隙型儲層為例目前碳酸鹽巖儲層分類評價研究表面上考慮了多種因素(缺乏可操著性),如儲層的孔隙度、滲透率、孔隙結構參數等,可是在四川地域連年來的碳酸鹽巖儲層評價中,目前僅限于按照靜態資料(主如果孔隙度)對儲層的好壞好壞作出定量評價,其它孔隙結構及壓汞特征參數僅作為參考指標。這種“一刀切”的方式顯然存在必然的缺點,事實上,磨溪地域嘉二段發育多套不同成因的儲層,其微觀孔喉結構存在明顯不同,這種不同造成了儲層的孔隙度相當,但儲集的有效性相差甚遠的現象。儲層評價的目的是能夠指導生產,解釋生產現象。主成份分析法——一種具有良好可操作性的復雜碳酸鹽巖儲層評價方式傳統的碳酸鹽巖儲層評價方式,雖然表面上考慮了孔、滲、孔喉結構等因素,但在實際上往往采用單一孔隙度標準進行評價,無法真實反映不同儲集段的儲滲能力。咱們提出利用實測的物性、壓汞資料,采用主成份分析法,綜合考慮上述多種因素,在對取心井段進行標定和評價的基礎上,按照測井解釋的孔滲數據,對所有未取心井進行分類評價。從而較為準確的反映儲層的儲滲能力。主成份分析法計算流程圖方差極大旋轉因子載荷矩陣三個主因子別離代表不同的地質意義:F1——儲集層的孔隙性;F2——儲集層的滲透性;F3——儲集的有效性。按照第一主因子與孔隙度的關系圖,可將樣品劃分為四個樣品集團,別離對應孔滲散點圖上的四類儲層。綜合評價方案一、傳統評價方案一、評價方案分類地質預測法孔隙度結合儲層有效厚度評價(儲能系數)多因素疊合概率法的區帶評價(多圖合一)地球物理法地質-地球物理綜合計算法五、碳酸鹽巖儲層的形成與演化碳酸鹽巖成巖環境一、概述碳酸鹽巖成巖環境研究大致經歷了四個階段:萌芽階段,大陸成巖環境研究階段,海水成巖環境研究階段及成巖環境理論模式成立和應用階段1.萌芽階段現代碳酸鹽巖沉積研究始于40年代,50年代最活躍,波斯灣和巴哈馬群島是主要的研究場所。這個階段的研究功效給人們以新的啟迪,促使他們沖破“時間”約束,從空間上來考慮碳酸鹽巖成巖作用問題,由此開始了碳酸鹽巖環境的研究。2.大陸成巖環境研究階段對海相碳酸鹽巖在大陸條件下的成巖作用進行研究,找到了許多大氣淡水有利于碳酸鹽膠結作用的進行,大陸成巖環境的特征和標志也逐漸明確。3.海底成巖環境研究階段在研究大陸成巖環境特征的同時,一些研究者也注意到海底成巖作用的某些現象,但并未引發普遍重視。直到60年代末和70年代處,隨著海洋地質研究的發展,海底研究方式、手腕的改良,海底成巖環境研究才得以普遍開展。4.成巖環境模式的成立和應用階段70年代以來,碳酸鹽巖成巖環境研究進展很快,許多研究者接踵討論了各類成巖環境的特征及其在空間的散布規律,成立起了碳酸鹽巖成巖環境的理論模式。同時,理論模式還被應用于解決實際問題,如碳酸鹽巖成巖環境對油氣儲層的儲集性能的影響,混合水白云石化的特征,散布規律及古地理意義.二、成巖環境劃分-只按照成巖環境①海底成巖環境指沉積物堆積進程中或堆積后,被上覆沉積物埋藏或暴露大氣水作用之前,受海洋底層水影響所處的環境。特殊膠結物泥晶套、纖狀膠結物。②大陸成巖環境指碳酸鹽沉積物離開海底成巖環境,上升并暴露大氣淡水作用條件所處的環境。1大氣滲流成巖環境其上部與大氣圈接觸,其下以潛水面為界與大氣潛流成巖環境相接。孔隙水是大氣淡水,碳酸鹽沉積物不飽和,文石質顆粒溶解產生鑄模孔。特殊膠結物為新月型和重力膠結物。2大氣潛流成巖環境指潛水面以下受大氣水影響的環境。③區域地下水環境(淺埋藏成巖環境)指沉積物離開大氣或海水的影響,埋深不太大所處的環境。膠結物多為粗大的粒狀方解石鑲嵌晶體。④深埋藏成巖環境指處于2000~8000ft之下,溫度達到50~100℃或更高的環境。主要發生壓溶、重結晶、膠結和交代作用等。二、成巖環境劃分-結合時間和水介質特征成巖階段同生成巖早成巖晚成巖表生成巖成巖環境成巖作用海底混合水大氣埋藏

滲流帶潛流帶淺埋藏深埋藏滲流帶潛流帶陳景山劃分方案劃分標準:水介質的特征和成巖相對之間早晚長處:有利于闡明碳酸鹽巖儲層的動態形成、發育、演化,探訪碳酸鹽巖儲層的根本成因、尋覓切實可行的預測模型三、海底成巖環境-概述下列的條件下對膠結作用最為適合:那里的沉積物是處在具有滲透性和孔隙性發育的地域;沉積物中水的流動達到最大,能夠產生CO2的排氣作用的高能環境;低的沉積作用或限制沉積作用比值或沉積運動的地域,以便沉積物---水界面暴露適當長的時間,在該時間距離內有足夠的孔隙水互換。生物活動強的地域,該地域骨架生物能夠穩定和成立大的孔隙系統,而且生物活動能夠影響部份CO2的壓力;最后,表面水具有比正常海水CaCO3的飽和度高的地域。在淺的正常海水的條件下,對膠結作用來講,必要的動力學因素明顯地限制膠結作用程度和散布。影響因素:海水的化學成份相對來講是較穩定的??墒羌幢闳绱?,在海洋成巖作用的范圍內,仍然存在著一個成巖作用可能轉變的環境。這種轉變取決于三個因素:一個是碳酸鹽沉積位置上表面水的能量轉變情況。這種能量轉變將影響通過沉積物的成巖流體的流動和CO2的比值;另一個是相對溫暖的表面水向下運動進入到相對海洋深處時,海水的溫度利壓力的轉變;還有一個是海生動物和植物通過呼吸和光合作用產生的CO2的介入(Moore,1989)。海洋水從上到下,CO2分壓(含CO2多少)是轉變的。溫度由溫變冷,壓力由小變大。這種物理化學條件轉變將使海洋水的飽和狀態發生轉變,為沉積物中成巖作用轉變創造有利的條件。沉積物堆積直到為上覆沉積物埋藏或暴露在大氣條件之前,所發生的轉變,稱為海底成巖作用轉變。海底環境條件下,成巖作用轉變一般發生在沉積物的顆粒內與粒間的孔隙中。對初期沉積物影響:海水對CaCO3來講一般是飽和或過飽和的,但也存在例外。若是海水對碳酸鈣沉積物是不飽和的,碳酸鹽顆粒與海水(孔隙水)之間出現不平衡,一些碳酸鹽粒發生溶解,一些由不同內部結構組成的生物碎屑就要發生分解,其中包括一部份生物化學的轉變。這種海底成巖作用與建設性的海底成巖作用相反,它們不是使海水中的碳酸鹽物質流進沉積物,而是使碳酸鹽沉積物中的溶解碳酸鹽物質流進周圍的海水中。所以一些研究者把它叫做破壞性的海底成巖作用從沉積學的觀點看,淺海海底環境提供了兩種成巖作用的可能性:建設性海底成巖作用,海水是碳酸鹽的聚集者,沉積物是接受者;破壞性的海底成巖作用,沉積物是碳酸鹽聚集者,周圍的海水是接受者。在海底成巖作用環境中或許兩種作用都重要。潮坪潮間帶一般是指高潮線和低潮線之間。海灘巖和成巖作用也包括在這個范圍內。幾乎全數的海灘巖都要受到大陸淡水的影響,孔隙水除海水外,常有大陸和大氣淡水的周期性的侵襲。海灘巖膠結作用由藻粘結穩定的海灘方式來完成。低潮線處為生屑、砂屑、鮞?;規r及灰泥灰巖;多壓扁層理、改造波痕、丘狀柱狀藻紋層;向上顆粒減少灰泥增多,發育透鏡狀、脈狀、復合波狀層理,極淺水波痕,并有波狀、席狀藻紋層、鳥眼構造,還可有干裂、雨痕等暴露構造。淺海淺海硬地在地質時期中是極為普遍的。它們是古代臺地邊緣含鮞粒復合體中的一部份(Halley等,1983),也可以出此刻正常海洋克拉通層系內(Wilkison等,1982),或在向上變淺的層系中短時間存在(Purser,1969;James,1979)。概念:不整合膠結的薄的海底殼,在某些現代碳酸鹽環境中散布普遍。膠結機理和進程:現代硬地特征表明,從沉積物介面向外逐漸降低膠結作用的比率,但與藻有關的鎂方解石是個例外,它們可以從過飽和的海水中直接沉淀。應當看到沉積作用的比值和底質的穩定化作用,在硬地形成中起著主要的作用,沉積物既可以是沒有沉積,也可以是底質通過潮下藻或細菌席狀體來穩定(Shinn,1969;Dravis,1979)。在膠結作用發育一個硬地之前,沉積作用或底質的穩定化作用不需要一個長的時期。礁環境概述礁是造礁生物分泌CaCO3形成的生物隆起建造,它們具有牢固的礁骨架。由于它硬化很快,所以有些研究者把它叫做“瞬時石”,意即指其在生物生態發展的同時已經硬化。礁骨架之間,通常有大量的孔隙存在,這些是礁骨架的孔隙,生物的體腔孔隙和一些礁屑中的粒間和粒內孔隙。生物作用對于礁的海底成巖作用有極為重要的影響。膠結作用:除膠結物充填這些骨架和體腔孔隙外,在海底成巖作用進程中.還可以被一些泥晶基質充填其中,形成內部沉積?,F代礁環境的成巖背景膠結機理:淺海碳酸鹽環境中海洋膠結物的位置是陸棚邊緣礁。骨架礁提供了一個對海洋膠結物最適宜的環境。礁自身提供一個多孔的穩定的底質,它允許過飽和的海水穿過它的孔隙運動,這種孔隙使它同各類碳酸鹽礦物彼此反映。成巖進程:一般礁的石化作用有三個明顯的進程:生物的侵蝕,內部沉積作用和海洋膠結作用。這三個進程是同步產生的,并強烈地影響礁環境中初期石化作用性質和孔隙的改造。當礁骨架初期發展的時候,潛在的孔隙實際上沒有受到限制,這是因為:1)礁骨架發育進程中大的孔隙的形成,一些孔隙如此之大,以致于人都可以游進去;2)以砂粒級為主的沉積物內的明顯的粒間孔隙的存在;3)礁骨架內次生孔隙普遍的發育,次生孔隙是由于鉆孔生物的作用,這些鉆孔生物是瓣鰓類、海綿、藻和真菌。地質歷史中與礁有關的海洋成巖作用的辨別:放射軸纖狀方解石是通過每一個晶體內的亞晶來證明,該晶體從底質向外散開,相反亞晶的光軸集聚。第二種最普通的類型是球粒狀纖維裙和球文石,它們被看成是原生文石海洋膠結物,隨后重結晶成方解石。深海環境沉積物:主如果由浮游的有孔蟲(如抱球蟲)、顆石藻、翼足類的軟泥和一些無機和有機成因的灰泥組成。也可出現一些深水珊瑚礁;深海沉積物一般就是CCD界面之下形成的沉積物。成巖作用類型:主如果溶解作用和膠結作用,也有一部份交代作用。膠結作用緩慢。深海膠結物類型:主如果鎂方解石和一部份方解石。方解石補償深度以下的白云石化作用Saller(1984a)把這種白云石解釋成為通過深部冷的海洋水作用發生白云石化作用的結果.穿過與礁有關的多孔的碳酸鹽巖系而受到沖洗的這種水,相對方解石來講是不飽和的,可是相對白云石一直是飽和的。白云石的穩定同位素和微量元素成份與正常海水沉淀的相似。海洋水白云石化作用的熱循環模式Simms(1984)應用海水驅動的熱循環模式在巴哈馬臺地上來解釋臺地的巖心內第三系到更新統普遍存在的白云石化作用。Kohout模式是一個開放旋回的熱循環作用。這種熱循環的發育是因為沿著臺地周圍的海洋冷水與臺地內通過地熱增溫率而加熱的溫暖的間隙水之間強的水平密度轉變率而引發的(Kohout,1965)。三、海底成巖作用類型及識別標志正常海水海底泥晶化和膠結作用、正常海水海底纖柱狀膠結四、同生期大氣成巖環境一、鏡下識別標志(1)第一期海底纖狀環邊方解石被溶蝕,并與隨后的刃狀、細晶粒狀方解石呈膠結不整合。(2)粒間溶孔和滲流粉砂充填物。(3)鑄??缀土热芸住#?)不規則溶孔、小型溶洞及滲流粉砂充填物。(5)不規則狀溶溝、溶縫的發育及泥質和滲流粉砂充填物(6)大氣淡水膠結物的存在,如懸垂型及新月型膠結物的存在二、對孔隙形成的影響大氣淡水成巖作用(顆粒穩定化作用)大氣水成巖環境——顆粒穩定化作用和孔隙演化3、塔里木奧陶系實例4、大氣成巖透鏡體的發育特征(1)大氣成巖透鏡體發育于向上變淺的沉積序列上部,主要見于粒屑灘(臺緣灘和臺內灘)亞相內,礁相中也見有散布。(2)巖性主要為顆粒灰巖組合和礁灰巖組合。(3)大氣成巖透鏡體的厚度一般為~50m。(4)孔隙發育段與膠結段間互出現。(5)新生的孔隙類型及面孔率同生巖溶作用及大氣成巖透鏡體的發育規律(1)本區良里塔格組灰巖中常見同生巖溶現象,但所生成的各類溶蝕孔洞縫隨后多被充填,能作為有效孔隙保留下來的主要沿塔中I號構造帶的臺地邊緣鑲邊體系集中散布。(2)沿該帶的良里塔格組灰巖內發育了四期同生巖溶作用及相應的大氣成巖透鏡體。良一段和良二段內發育了兩個大氣成巖透鏡體,規模較大,在北西-南東方向都可追蹤對比;良三段內也識別出兩個大氣成巖透鏡體,但規模較小,呈斷續散布。五、發育規律及發育模式各沉積旋回礁灘體頂部的暴露溶蝕形成多套孔洞層d.海平面下降到最低點,生物砂礫屑灘暴露,接受大氣水溶蝕改造,在大氣成巖透鏡體中發育孔洞層。c.海平面繼續下降,波浪作用極強,造礁生物被風浪打壞,生物停止生長,形成生物砂礫屑灘。b.海平面相對下降水體變淺,能量增強,在灰泥丘的頂部發育珊瑚、層孔蟲骨架礁。a.海平面上升,在粒屑灘的基礎上發育隱藻凝塊石灰泥丘。埋藏成巖作用特征、原理及其對儲層的改造埋藏成巖環境一埋藏成巖環境二壓實作用三埋藏膠結作用四埋藏溶解作用五埋藏條件下儲層孔隙轉變趨勢六溫度、壓力對埋藏成巖作用的影響碳酸鹽巖成巖環境埋藏成巖環境一、概述埋藏成巖環境:近地表成巖作用帶之下至淺變質作用帶之上的隱伏成巖帶。近地表成巖作用——相對短時間完成埋藏成巖作用——幾萬萬年至幾億年二、埋藏背景 在沉積作用結束后,當沉積物(巖)處于近地表成巖環境或地表成巖環境影響帶之下時,便進入了埋藏成巖環境。二、壓實作用物理壓實作用當沉積物因負載被壓實,就發生脫水、孔隙度降低、厚度減小,沉積物的顆粒和結構從頭排列和改變。壓實作用的強弱取決于沉積物中有多少孔隙和沉積物的支撐結構。沉積物壓實實驗表明:一、沉積物厚度的減小是明顯的,在某些情況下其減小的幅度大于孔隙度降低的幅度。二、在壓力為66—1000kg/cm2的條件下,當孔隙度降低到35%—45%時,由厚度減小表現的壓實作用實際上已經結束。3、在僅100米的覆蓋層之下,碳酸鹽巖沉積物可以壓少到其原始厚度的一半,原始孔隙度減小50%—60%。化學壓實作用(壓溶作用)化學壓實作用:通過壓溶在巖層內部形成“原地”碳酸鹽膠結物而使灰巖的孔隙度降低、厚度減小。壓溶作用形成的構造轉變極大。依照其特征可以將壓溶裂縫分為縫合的和未縫合的兩大類。影響壓溶作用的因素一、埋藏深度在海相沉積物中,壓溶作用可能開始于最初幾百米的埋藏深度內。未縫合的和縫合的裂縫壓溶特征在數百米的埋藏下開始形成,在大約1000米后變得明顯起來。二、間隙流體成份與來自海洋的孔隙水相反,貧Mg2+的雨水能加速壓溶作用。因此,有雨水滲入的環境對壓溶作用有利。3、欠穩定礦物:埋藏環境中,文石和高鎂方解石的存在對壓溶有利,因此給灰巖提供很大的“成巖潛力”。4、粘土礦物:增進壓溶作用。五、初期白云石化作用:妨礙或阻止縫合線構造的形成。六、液烴:若是石油過早進入正在經歷壓溶作用的灰巖孔隙系統中,就會阻止或終止壓溶作用,而且完全阻礙縫合線構造的形成。三、埋藏膠結作用埋藏膠結物的碳酸鈣來源埋藏膠結物為重要的碳酸鹽巖組成部份。一般以為,形成埋藏膠結物所需的CaCO3可能由幾種途徑而來,其中,化學壓實作用(或壓溶作用)被普遍以為是所需CaCO3的重要來源。另外,埋藏環境中所發生的碳酸鹽巖溶解作用和來自臨近發生壓溶作用地帶的孔隙水也可為埋藏膠結作用提供CaCO3。埋藏膠結物巖石學通常,埋藏膠結物是方解石或鞍狀白云石,粗粒的、嵌晶狀的,陰極發光下具有昏暗發光,有發光帶。埋藏膠結物是從孔隙流體中沉淀的,常富Fe和Mn。在一般情況下,隨著埋藏溫度的增加,埋藏膠結物具有逐漸變輕的氧同位素值。埋藏膠結物的特征埋藏膠結物的主要類型*葉片狀-棱柱狀方解石*粗粒鑲嵌狀方解石*嵌晶狀方解石*粗粒白云石膠結物*粗粒硬石膏膠結物埋藏膠結物的其他識別標志:一、膠結物晶體橫切縫合線構造或微縫合線構造,壓溶裂縫在膠結物晶體處終止。二、膠結物愈合了破碎的顆?;蚱屏训孽b粒外皮。3、膠結物晶體包裹或交代了壓實的顆粒。4、膠結物晶體充填在壓實后的孔隙中。五、膠結物晶體包裹了或晚于烴類的蝕變產物(例如瀝青或焦瀝青)。六、膠結物充填構造裂痕。7、膠結物充填因顆粒和初期埋藏膠結物消失而形成的溶蝕孔隙。膠結物沉淀條件大多數埋藏膠結物是在很寬的條件范圍內形成的。埋藏方解石和鞍狀白云石膠結物是在40℃~200℃或更高的溫度范圍和數百米至數千米的埋藏深度內形成的。高的溫度有利于CO2的釋放,從而有利于碳酸鹽的沉淀。破裂、斷裂作用可使地層壓力降低,致使孔隙水中釋放CO2,從而造成碳酸鹽沉淀。四、埋藏溶解作用埋藏溶解作用一、概述埋藏期的碳酸鹽礦物主如果已穩定化的方解石、白云石。雖然壓實作用和膠結作用巳使巖石的孔隙性和滲透性明顯降低,但儲層中仍然保留合各類地下流體的滲濾通道。各類成巖流體在壓力、重力、浮力、熱力等作用的驅動下在巖石的滲流系統內發生著不同規模的流動。隨物理化學、地球化學條件的轉變.在埋藏成巖環境中會產生對碳酸鹽礦物欠飽和的流體或對碳酸鹽礦物具侵蝕性的活性流體。這種流體在碳酸鹽巖孔隙—裂痕系統中滲流時即可能對碳酸鹽礦物發生溶解作用形成埋藏溶解孔。目前對碳酸鹽巖中的埋藏溶解作用發生進程的許多環節還不清楚,但取得的研究功效已經為熟悉埋藏溶解作用和研究埋藏溶解孔隙的形成與演化搭起了基個框架?,F將有關的主要熟悉歸納如下:二、埋藏溶解作用的流體(1)對碳酸鹽欠飽和的埋藏流體■地表灌入水■含水礦物脫水■粘土礦物轉變排水(2)富CO2的埋藏孔隙水(3)富有機酸的埋藏孔隙水——最重要的埋藏溶解流體類型(4)富H2S的油田水3、埋藏溶解作用的有機成巖背景碳酸鹽巖埋藏溶解作用的發生進程在整體上受控于有機質熱演化進程。這種情況與砂巖儲層中的完全相似,即在碳酸鹽巖儲層成巖進程中,一樣有兩個埋藏溶解作用發育期。第一期在短鏈脂肪酸大量生成期,地溫范圍大致在80℃一120℃。第二期在烴類熱降解產生CO2頂峰期和硫酸鹽熱化學還原大量生成H2S的高溫階段,地溫大于150℃。4、影響碳酸鹽巖儲層埋藏溶解作用的因素在沉積盆地有機質熱演化進程中能提供足夠的富有機酸及相關的CO二、H2S等活性流體的情況下,在碳酸鹽巖儲層中可否發生埋藏溶解作用及埋藏溶解作用發育程度還受諸多條件控制。雖然對于這些控制條件中的許多此刻還不了解或了解得不夠清楚,但從目前的研究功效來看至少有三個方面的條件影響著埋藏溶解作用的發生。(1)大規模的區域性流體運移(2)活性流體進入儲層的時間(3)活性流體大規模生成、運移時的古構造環境-活性流體的驅動機制和運移進程可能與烴類二次運移十分相似。在古隆起的高部位及古構造高帶及面向生烴凹陷的上斜坡帶比較發育,在古隆起的低部位埋藏溶蝕不發育。埋藏溶解孔隙的辨別埋藏溶解孔隙多數是不規則的、非組構選擇性的,但也常表現出一些選擇性溶蝕的趨勢。這種選擇性趨勢主要表現為埋藏溶解作用多沿先期孔隙系統發生,優先溶蝕填充在這些孔隙中各類自生礦物。有時也表現為對某些易溶礦物的選擇性溶解。因此,埋藏溶解作用常常是“恢復”或部份“恢復”先期的孔隙系統,這使得單從形態上難于將埋藏溶蝕孔隙與其他成因的次生孔隙相區別。埋藏溶解孔隙的辨別埋藏溶解孔的主要辨別特征有:一、埋藏期形成的膠結物被溶蝕形成孔隙。二、蒙受到晚期壓實、壓溶改造的顆粒部份或全數溶解形成孔隙。3、細晶、粉晶白云巖中白云石晶粒不規則溶解或沿白云石晶粒環帶、核心溶解形成晶粒溶孔、晶間溶孔、晶粒內溶孔。4、沿縫合線發生溶解形成溶孔、溶洞和溶縫。五、沿構造裂痕發生溶解形成溶解孔隙。六、沿嵌晶方解石應力雙晶紋發生溶解形成溶孔。7、晚于儲層瀝青侵位的溶解孔隙。八、晚于黃鐵礦、繭石等自生礦物的溶解孔隙。九、巖溶成因的溶孔、溶洞、溶溝等孔隙中充填的填隙物、滲流物被溶解形成的孔隙成蜂巢狀溶孔和反重力的充填結構,如懸掛狀滲流充填物。10、巖溶孔隙中的膠結物(自生礦物)被溶解形成的孔隙。埋藏溶解孔隙發育預測埋藏溶解作用與有機質的熱演化進程密切相關。從時間關系上看,與有機酸溶解作用相關的是液態烴成熟、運移期;與CO二、H2S溶解作用相關的是氣態烴形成、聚集期。因此,從烴類成藏進程來考慮,埋藏溶解孔隙是十分重要的儲集空間。從碳酸鹽巖儲層中埋藏溶解孔隙的形成機制動身,預測埋藏溶解孔的發育情況應考慮如下幾方面因素。1.烴源巖情況(1)研究與碳酸鹽巖儲層有關的烴源巖是不是已經成熟及它的熱成熟史。據此可以估量碳酸鹽巖儲層中的埋藏溶解孔形成的時期。(2)烴源巖的生烴、排烴規模。據此可以判斷烴源巖中是不是有足夠的活性流體排出。(3)儲集層與烴源巖的相對位置。顯然與烴源巖距離較近、處于烴源巖上方的儲層是有利于埋藏溶解孔發育的。二、古構造背景主如果考慮活性流體從烴源巖中大量生成、排出時期有關儲層所處的古構造位置。因為這時的古構造背景影響著活性流體的運移方向和選擇。處于古構造有利部位的儲層是埋藏溶解孔可能發育的儲層,如在古構造圈閉帶、古隆起高部位及上斜坡區、大斷裂帶周圍等。3、成巖作用的分帶趨勢埋藏成巖環境中的溶解作用和膠結作用都與埋藏流體在儲層中的滲流有關。由于成巖環境中的物理、化學條件的轉變,在儲層的不同部位會形成溶孔發育帶、膠結作用發育帶。在埋藏膠結物發育帶下方、下傾方向可能存在埋藏溶解孔隙發育帶。埋藏成巖環境埋藏期巖溶發育的控制因素:一、溫度和壓力1)在地層水中方解石的溶解度隨溫度升高而降低;2)影響無機成巖反映;3)影響有機質熱演化進程-提供酸性流體4)隨溫度和壓力的增加,在深埋藏階段,由溶解作用造成的白云巖次生孔隙例如解石多,這也是在埋藏深度>2000米后白云巖儲層多余灰巖的重要原因。二、構造運動1)構造運動為酸性流體的運移提供了通道;2)構造運動形成的古構造環境影響埋藏期巖溶的發育部位:埋藏期巖溶在一些古隆起的頂部和面向生烴凹陷的上斜坡帶發育比較好,但在古隆起低部位埋藏期巖溶較弱。因此,研究侵蝕性的活性流體大規模生成、運移時的古構造背景可以來預測碳酸鹽巖儲層中溶解孔隙帶的散布。表生成巖環境從沉積物的停歇和沉積作用中斷這個角度動身把暴露面分為三種類型:海底暴露面、海濱暴露面和大陸暴露面。1表生巖溶的發育環境2.巖溶分帶 海相碳酸鹽大陸暴露相是一種成巖相,一般由巖溶相和鈣結層相組成。含CaCO3溶液流體的運動其背景是發生在大氣水滲流帶和潛流帶中。大氣水滲流帶可以細分上部滲流帶和下部滲流帶,大氣水潛流帶可細分為上部活動性透鏡帶和下部不活動性的深帶(1)滲透帶(InfiltationZone)滲透帶即上部滲流帶。該帶以產生垂直發育的洞窟為特征,地表可以有或無土壤蓋層。(2)滲濾帶(PercolationZone)滲濾帶指下部滲流帶。以地下水的垂直運動為主,幾乎沒有溶解作用。但在上部厚的土壤層、開放裂痕和落水洞之下的局部地方中可見活躍的溶解作用和水動力侵蝕。其底部靠近潛水面的部位常形成一個厚可達2米的毛細管作用帶。帶內洞窟充填物更豐碩加倍多元化,可能與毛細管作用帶內強烈的碳酸鹽沉淀作用有關。(3)透鏡帶(LenticularZone)透鏡帶為上部潛流帶也即是活動潛流帶。因地下水成水平流動,使透鏡帶以形成大量水平洞窟為特征,半垂直洞窟是次要的。大多數的巖溶孔隙在該帶產生,特別是在靠近潛水面的部位??捎写罅康臐摿髂z結物形成,也可有大量的坍塌角礫及流水作用形成的水攜機械沉積物充填洞窟中。(4)停滯潛流帶為不活動的下部潛流帶。帶內地下水流速很低,且水介質成份與周圍巖石或沉積物處于平衡狀態,其溶解作用和水力侵蝕作用都明顯減弱。向深部與埋藏基巖逐漸過渡,其下界一般不易肯定。(二)鈣結殼Esteban和KIappa(1983)從地質學角度給鈣結殼下的概念是:“鈣結殼是一種近水平到水平狀垂直分帶的碳酸鹽沉積,一般具有四種類型的層:(1)塊狀白堊層;(2)結核團塊狀~易碎的層;(3)板狀~薄層狀層;(4)壓實的殼或硬盤。這些巖石類型的位置和發育程度在縱向層序(剖面上)和側向延伸上轉變都很大。唯一比較確切的關系是塊狀的白堊狀巖石通過一個過渡層向下過渡到母巖或原沉積物,同時具有原地改造和交代母巖或原沉積物的強有力的證據。一般為白色和淺棕色,但有時以紅色和黑色為主。鈣結殼的主要組構是具有微亮晶溝槽和裂隙的凝塊狀、球粒狀泥晶。伴生的組構有根模、團塊(豆粒、鮞粒、結核、球粒)、成層性差的灰泥和巖溶產物。微亮晶區域通常顯示出交代殘余顆粒和其他初期成巖微組構的持征?!焙唵蔚卣f,鈣結殼是指石化了的富CaC03的古土壤。(1)硬盤(Hardpan)厚度從1m到1.5m左右的固結良好的塊狀層,一般缺乏可見孔隙,比下伏層更耐風化,因此最具特征。該層主要由膠結良好的微晶或隱晶方解石組成。較厚的硬盤通常顯示出破裂、非構造角礫化、溶解和再膠結作用的證據,并可含有團塊(豆石)和植物根跡,顏色常為白色或米黃色,淺橙色和棕色亦常見。硬盤可從無宏觀構造到塊狀,成層的,角礫化的或結核狀的。(2)板狀鈣結層(P1atycaliche)與硬盤的區別在于其水平到近水平的板狀、波紋狀或薄層狀的習性,板狀孔隙和更大的易碎性,和豐碩的蜂窩狀構造、根跡和針狀纖維組構。板狀鈣結層的最大和平均厚度都比硬盤大。板狀鈣結層向下一般過渡為結核狀鈣結層。(3)結核狀鈣結層(Nodularcaliche)層中富含各類形態的鈣質團塊,直徑從粉級至礫級都有,形狀則可呈球形或近球形,不規則狀或柱狀,大多數柱狀類型呈垂向延伸,但有些卻表現出分枝狀。團塊多為白色到米黃色,據此不同而與周圍的紅色或紅一棕色基質區別。結核狀鈣結層與下伏層漸變過渡,有時很難劃分。(4)白堊狀鈣結層(Chalkycaliche)以白色至米黃色末固結的粉砂級方解石顆粒組成為特征。粒間無膠結作用,故顯示均一的粉末狀。雖然局部有分散的、孤立的團塊,但未改變該層在結構和構造上都均一的特點。植物根系周圍的區域是CaCO3聚積的有利場所,說明該層為結核狀鈣結層的低級階段。(5)過渡帶(Transitionalhorizon)指未改造的母巖與上覆鈣結層之間的部份,但無顯微鏡可辨的母巖特征。過渡層本身包括有肉眼可見的原地改選和母巖部份地被交代的證據,包括:1.殘留的沉積構造,如層理;2.在輕微鈣結殼化的母巖中夾有原地殘留的化石;3.原地殘留的硅質碎屑顆粒,繼承母巖的散布方式;4.殘留礦物脈,可無偏離或無中斷地由下伏母巖追蹤至鈣結殼剖面。在某些剖面中,過渡層可能很薄或缺失。(6)母巖(HostMaterial)母巖可具有任何成份、結構、時期和成因。母巖影響鈣結殼發育的唯一的重要因素是其物理穩定性。大陸暴露與儲集空間■一、巖溶作用是大陸暴露環境中能夠產生大量孔洞和裂痕的作用■二、鈣結殼中很難有孔隙保留(除非發生白云石化作用),可是它是大陸暴露面的重要標志,是層序界面,在分析區域沉積發育史和古氣候時十分有效。風化殼一、碳酸鹽巖風化殼風化殼的概念主要來自于陸源碎屑巖、巖漿巖、變質巖等以鋁硅酸巖礦物為主的巖石的風化剖面,指在風化作用中形成的殘余物質原地堆積而成。而碳酸鹽對此顯然有其特殊性。大氣和大氣降水對暴露地表的碳酸鹽巖的強烈溶蝕作用可以在很大的深度內發生,但生成的殘積物相對來講卻很少。一樣,殘積物還包括各類塌積礫巖、機械沉積物及洞窟、孔隙中的沉淀物。碳酸鹽風化殼:碳酸鹽巖大陸暴露后的巖溶作用帶,它包括了從地表的鈣結殼到地下的洞窟系統的整個碳酸鹽巖巖溶表層。碳酸鹽巖古風化殼:即被沉積物(沉積巖)所覆蓋的古代地質時期的碳酸鹽巖的風化殼。二、碳酸鹽巖古風化殼與古巖溶碳酸鹽巖古風化殼、碳酸鹽巖巖溶在概念上的不同在于觀察研究同一對象時的角度或起點不同。但一路的是:它們代表著地層學中的沉積中斷,是一種大陸暴露面。特別是咱們提到碳酸鹽巖古風化殼的時候,它必需是在長期暴露的情況下巖溶有充分發育時才可能有相當的厚度,從而形成具有實際意義的油氣儲層。巖溶作用的特征及發育散布風化殼巖溶作用的證據和識別標志:(1)與剝蝕面伴生的風化殘積層,巖性一般為角礫灰巖、角礫云巖、含礫泥巖等。(2)高角度溶溝和溶縫,多為紅、灰、灰綠色泥質、方解石、白云石等充填,散布在剝蝕面以下80m范圍內。(3)大型溶洞,這是識別風化殼巖溶的重要標志,是水平潛流帶巖溶作用的產物,常為紅、灰、灰綠泥質和碳酸鹽礦物充填。(4)中小型溶蝕孔洞比較發育,常呈串珠狀、囊狀散布,常為泥質、碳酸鹽礦物、硅質等半充填或全充填。(5)鉆井進程中的鉆具放空和泥漿的大量漏失。(6)電測井曲線上表現出高自然伽瑪和低電阻。一、巖溶的識別標志及垂向散布特征巖溶縫洞中的白云石整體特征:(1)晶體粗大,自形程度較好且結構復雜;(2)Fe、Mn、Ba的含量較高;(3)含大量的兩相流體包裹體且均一化溫度較高;(4)所測白云石的碳氧同位素值具有較低的δ13C和δ18O值的特征;(5)陰極射線下發光復雜,多呈不發光或呈環帶狀發光。指示了它們主要形成于溫度較高的埋藏環境中。碳酸鹽巖儲層的形成與演化碳酸鹽巖儲層的發育演化具有“馬太”效應。即具有初期孔隙層的儲層,后期越容易改造形成優質穩定散布的儲層;而初期“鐵板”一塊的不僅后期難于改造,而且也難于形成優質儲層。目前熟悉:碳酸鹽巖儲層的發育演化主要受沉積、成巖和構造三大地質因素的聯合控制,明確了沉積相是碳酸鹽巖儲層形成的物質基礎,巖溶作用是碳酸鹽巖儲層發育的關鍵,構造破裂作用則是碳酸鹽巖儲

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