碳酸盐岩主要成岩作用类型及其特征

碳酸盐岩成岩作用及成岩相摘要：碳酸盐岩作为一种重要类型的储集层，非均质性强，储集空间以次生孔隙为主，受成岩作用控制明显。

碳酸盐岩成岩类型多样，根据对储层物性影响可以划分为建设性成岩作用，主要有白云岩化作用、古岩溶作用、溶解作用、破裂作用等；破坏性成岩作用，主要有胶结作用、充填作用、压实(溶)作用、去白云岩化作用等；复合性成岩作用主要有重结晶作用、交代作用、泥晶化作用等。

根据碳酸盐岩储层成岩作用的不同，碳酸盐岩将成岩相划分为 11 类最基本的单一成岩相，根据成岩环境的不同，将三类成岩相（溶蚀相、云化相、胶结相）划分为 8 类单一成岩亚相。

关键词：碳酸盐岩；储层类型；成岩作用；成岩相0引言碳酸盐岩分布面积占全球沉积岩总面积的20%，所蕴藏的油气储量占世界总储量的52%，世界碳酸盐岩储层的油气产量约占油气总产量的 60%。

中国至少有300×108t的海相碳酸盐岩油气资源量，是十分重要的勘探领域。

1碳酸盐岩储层类型储层分类是油气储层评价的关键环节。

碳酸盐岩储层分类方案多样，目前主要根据储层岩石类型、储集空间类型、储层发育主控因素分类。

目前对碳酸盐岩储层的分类方案主要基于3种标准：（1）按岩石特征和毛管压力参数分类；（2）按储层的孔渗类型分类，即根据孔渗空间种类及其组合特征分类；（3）按碳酸盐岩所经历的演化历史及其主要地质因素分类。

方案 1 的主要缺陷是与地质成因背景之间的联系比较薄弱；方案 2 主要是由于各类空隙空间与物性参数之间不存在严格的对应关系，既造成各类储层的物性参数变化相当大，也使得各类储层的测井及地震识别具有极大的不确定性；方案3尽管考虑了不同地质环境下储层演化以及对储层孔渗性的影响，但是忽略储层微观孔渗特征。

2碳酸盐岩储层主要成岩作用影响碳酸盐岩储层发育的因素主要包括岩性、沉积环境、成岩作用、构造作用等。

岩性和沉积环境是影响碳酸盐岩原生孔隙发育的主要因素。

沉积环境对碳酸盐岩储层的发育具有重要的控制作用，储层储集条件的好坏及后期变化均与沉积物类型和沉积环境有明显关系。

四川盆地川东北地区二叠系至中三叠统为碳酸盐岩台地相沉积，沉积了以石灰岩、白云岩、膏盐岩为主的岩类。

始终以来，该区是四川盆地油气开发的主要层系，并以中下三叠统、二叠系、石炭系海相碳酸盐岩为主要目的层。

在碳酸盐岩岩类中，对于石灰岩、白云岩及二者的过渡型岩石，现场肉眼不易区分，常使用化学鉴定法，如稀盐酸法、三氯化铁染色法、硝酸银和铬酸钾染色法来加以鉴定。

同时还可结合录井参数如钻时相对变化量、扭矩相对变化量等来关心判定岩性。

酸盐岩储集层，由于猛烈的次生变化，特别是胶结作用和溶解作用使储集空间具有类型多样、构造简单和分布不均的特点，因此在碳酸盐岩地质录井中必需把握以下要点：1、在岩性观看和描述时，要特别留意白云岩和白云石化，尤其要留意由潮间和浅滩环境形成的粉晶白云岩或粒屑白云岩；大气淡水与海水混合作用形成的中-细晶白云岩、礁块白云岩；潮间－潮上带形成的粉晶白云岩、角砾白云岩。

2、留意对粗构造岩石的观看和描述。

主要为发育滩相带及斜坡相带，在纵向上发育于沉积旋回中部的水退阶段的岩石，如粗粒和粗晶鲕状灰岩、介屑灰岩、碎屑灰岩、生物碎屑灰岩和礁灰岩等。

3、留意对岩石缝、洞、孔的观看统计一是留意观看统计岩屑中的次生矿物，留意争论统计次生矿物的总量和自形晶含量，求出它所占次生矿物的百分比，绘制出自形晶次生矿物百分比曲线，再结合钻时曲线，推断缝洞发育层段。

二是留意对储层岩心孔、洞、缝的观看统计，留意统计张开缝、未充填缝-半充填缝、洞的数量，留意观看裂缝与裂缝、孔洞与孔洞、裂缝与孔、洞的相互关系；留意统计分析缝洞层的孔、渗性。

三是留意对钻进中钻井参数特别状况的把握与分析，当发生钻具放空、钻时降低、泥浆漏失或跳钻、蹩钻等现象时，为钻遇洞缝层的标志，常有井漏、井喷或流体产出。

四是留意对岩石薄片显微孔、缝的统计分析。

鉴于碳酸盐岩组构的简单性，在现场录井工作中仅凭肉眼及放大镜观看，已不有满足需要，承受薄片鉴定技术已成为必不行少的重要手段。

碳酸盐岩的成岩作用
碳酸盐岩的成岩作用主要是指碳酸盐岩的沉积、变质和熔融等物理化学过程，以及地壳演化过程中碳酸盐岩的改造作用。

1、沉积作用：碳酸盐岩是由海水中悬浮的碳酸盐物质，以及海底火山活动等途径沉积而成的。

2、变质作用：碳酸盐岩受到地壳构造变形，温度和压力的影响，可以发生变质作用，形成不同种类的碳酸盐岩。

3、熔融作用：碳酸盐岩在受到高温和高压的作用下，可以发生熔融作用，形成新的碳酸盐岩。

4、改造作用：地壳演化过程中，碳酸盐岩可以受到构造变形、渗透变质、熔融变质等作用，形成不同种类的碳酸盐岩。

碳酸盐岩储层特征与评价碳酸盐岩储层是石油和天然气资源的重要储备基质之一。

对碳酸盐岩储层的特征和评价有着深入的研究，可以帮助油气开发人员更好地了解储层的性质和潜力，并提供指导性的依据。

本文将介绍碳酸盐岩储层的特征和评价方法。

一、碳酸盐岩储层的特征碳酸盐岩储层主要由碳酸盐矿物组成，其主要特征包括孔隙度、渗透率、储层构造和成岩作用。

以下将对这些特征逐一进行介绍。

1. 孔隙度碳酸盐岩储层的孔隙度是指储层中存在的孔隙和裂缝的总体积与岩石体积的比值。

碳酸盐岩的孔隙类型多样，包括生物孔隙、溶蚀孔隙、溶解缝、晶间隙和溶洞等。

碳酸盐岩储层的孔隙度通常较低，但是由于溶蚀作用的影响，部分碳酸盐岩储层的孔隙度可达到较高水平。

2. 渗透率碳酸盐岩储层的渗透率是指岩石中流体流动的能力，是储层导流能力的重要指标。

影响渗透率的因素包括孔隙度、孔隙连通性、孔喉半径和孔隙结构等。

通常情况下，碳酸盐岩储层的渗透率相对较低，但是由于孔隙结构的复杂性，有些储层的渗透率仍然较高。

3. 储层构造碳酸盐岩储层的构造特征包括裂缝、节理和构造缝洞等。

这些构造特征对储层的渗透性和储集性能有着重要影响。

通过对储层构造的研究和评价，可以了解储层的导流性和导存能力。

4. 成岩作用碳酸盐岩储层的成岩作用是地质历史过程中产生的物理、化学改变。

成岩作用包括压实作用、溶解作用、胶结作用和脱水作用等。

成岩作用对储层的物性和储集性能有着重要影响。

通过分析成岩作用的类型和程度，可以评价储层的成熟度和储集能力。

二、碳酸盐岩储层的评价方法对碳酸盐岩储层进行评价主要从储集条件、储集模式和储集效果等方面进行分析。

以下将介绍常用的评价方法。

1. 储集条件评价储集条件评价主要研究储层物性参数，包括孔隙度、渗透率、孔隙结构和岩性特征等。

可以通过岩心分析、测井解释和物性实验等方法获取储集条件的参数，从而评价储层的物性和储集潜力。

2. 储集模式评价碳酸盐岩储层的储集模式包括溶蚀缝洞型、晶间孔隙型和胶结型等。

碳酸盐岩储层特征
碳酸盐岩储层的岩性主要由碳酸盐类矿物组成，如石灰石、白垩、大理岩等。

这些岩石通常具有高含量的钙、镁、铁等元素，因此具有较高的韧性和耐磨性。

此外，碳酸盐岩储层还包括一些非碳酸盐岩，如黏土、砂岩等，这些非碳酸盐岩的存在会对储层特征产生影响。

碳酸盐岩储层的孔隙结构是其中一个最重要的特征。

碳酸盐岩通常具有多种多样的孔隙类型，包括晶间孔隙、颗粒孔隙、裂隙等。

晶间孔隙是由于岩石内部的碳酸盐类矿物互相之间的溶解形成的，其大小较小、分布较均匀。

颗粒孔隙是由岩石的颗粒之间的空隙形成的，通常大小较大、数量较少。

裂隙则是由于岩石变形和压力变化等因素造成的，其大小和形态各异，对储层的渗透性和储集性能有着重要的影响。

碳酸盐岩储层的渗透性是另一个重要的特征。

渗透性是指储层岩石中的孔隙和裂隙对流体流动的能力。

碳酸盐岩储层通常具有较低的渗透性，其主要原因是孔隙结构复杂、尺度小等。

然而，由于碳酸盐岩中晶间孔隙和裂隙的存在，它们仍然可以形成连通的渗流通道，使得储层具有一定的渗透性。

综上所述，碳酸盐岩储层具有特殊的岩性、孔隙结构、渗透性、韧性和脆性等特征。

深入了解和研究碳酸盐岩储层的特征，对于有效开发和利用该储层具有重要意义。

(二)碳酸盐岩的结构分类和命名１、结构分类主要以粒屑、胶结物、基质三种组分进行结构分类，按每种组分的相对百分含量，划出岩石类型,再此基础上,再据粒屑类型作进一步细分，并予以综合分类命名。

2、结构命名原则(１)采用<10％、10-２５%、2５－50%、>50%的几个界线。

(2)若粒屑<10%就不参加定名;粒屑10-25%为含粒屑ｘｘ岩;粒屑25-5０％，则叫粒屑xｘ岩;粒屑＞５０%者叫ｘｘ粒屑岩。

(3)命名原则是含量多者在后,少者在前。

以灰岩具体说明(1）粒屑总量>50%时,以粒屑的名称作为主要结构名称,以胶结物（或基质)为次要结构名称。

将“次要”+“主要”结构，二者构成岩石总结构名称。

ａ、某种粒屑在粒屑总量中占有优势时,可直接以此粒屑名称作为主要结构名称,其它少量粒屑不参加命名。

示例:砂屑５1%、生物9％、亮晶8%、泥晶32％,定名—泥晶砂屑灰岩。

b、有两种含量近似的粒屑联合在粒屑总量中,占优势时,则以该两种粒屑联合作为主要结构名称。

采用少者在前,多者在后命名之。

示例：鲕粒30%、生物36% 、砂屑9%、亮晶25%,定名—亮晶鲕粒生物灰岩。

c、粒屑中没有那一种含量占优势时,则主要结构名称统称为“粒屑”。

示例:生物2２%、鲕粒25%、砂屑2０%、泥晶25%、亮晶8%，定名—泥晶粒屑灰岩。

(２）粒屑总含量为25-50%，粒屑作为次要结构名称，基质作为主要结构名称以主要在后，次要在前进行命名。

a、粒屑：其中一种含量在25－５0%时,便以此为次要结构名称。

示例：砂屑４0%、鲕粒5%、粉晶55%，定名—砂屑粉晶灰岩。

b、粒屑中没有那一种含量在25－5０%者，而其总含量达到时,采取少者在前，多者在后命名。

示例：鲕粒２2％、砂屑20%、泥晶8%、粉晶５０%,定名—砂屑鲕粒粉晶灰岩。

(3）粒屑含量为10-25%时作为次要结构名称,以基质作为主要结构名称,二者组合起来,采用少者在前，多者在后，构成岩石的总结构名称,并在次要结构名称之前冠以“含”字表示。

第六章 碳酸盐岩碳酸盐岩是指主要由沉积的碳酸盐矿物（方解石、白云石等）组成的沉积岩，主要的岩石类型为石灰岩（方解石含量大于50%）和白云岩（白云石含量大于50%）。

它们经常还和陆源碎屑及粘土组成各种过渡类型的岩石。

据统计研究，碳酸盐岩约占沉积岩总量的20%，它在地壳中的分布仅次于泥质岩和砂岩。

在我国，沉积岩占全国总面积的75%，而碳酸盐岩占沉积岩覆盖面积的55%。

南方的震旦系、古生界及三叠系，北方的元古界及古生界，都是以碳酸盐岩为主，分布比较广泛。

碳酸盐岩中的矿产非常丰富，其中层状矿床有铁、铝、锰、磷、硫、石膏及硬石膏、岩盐、钾盐等；而且碳酸盐岩本身包括石灰岩、白云岩、菱镁岩等也是很有价值的资源，广泛用于冶金、建筑、化工、农业等各方面。

碳酸盐岩中蕴藏的石油及天然气资源也很丰富，世界上与碳酸盐岩有关的油气藏储量约占世界总储量的50%，产量占世界总产量的60%。

总之，碳酸盐的研究与许多矿产，特别是与能源的开发和利用有着密切的关系。

绝大部分的碳酸盐岩都是在海洋中沉积的，而且主要的是浅海环境的产物。

在深海环境中，虽然局部有珊瑚环礁提供碳酸钙的堆积，但其规模远不足以和浅水台地及陆棚相比拟。

古生代和前寒武纪的深海沉积物中普遍缺乏碳酸钙，很可能是那时分泌石灰质的浮游生物和自游生物很少，甚至不存在所致。

白垩纪以后，海水地球化学条件改变，远洋的灰质浮游生物和自游生物大量繁殖，深海碳酸盐堆积有大面积分布。

现代深海沉积物中，碳酸钙沉积物约占32.2%（平均含量），主要是抱球虫和翼足类软泥，也有珊瑚泥和砂。

碳酸盐岩的形成作用随着地质历史演变也有不同。

在前寒武纪的海水中，Mg/Ca比值可能较高，pH值可能较低，这就阻止了钙质骨骼生物的形成。

因此，前寒武纪的碳酸盐岩显然不是生物分泌的介壳形成的，而是由藻类的生物化学作用形成的，或者是由海水的直接化学沉淀形成的。

到了寒武纪以后，海水由酸性变为碱性，介壳生物逐渐繁盛，生物成因的碳酸盐岩逐渐超过了化学或生物化学成因的碳酸盐岩，受机械作用或重力作用形成的碳酸盐岩也占有相当大的比例。

碎屑岩和碳酸盐岩的成岩作用类型及孔隙演化规律摘要：砂、砾沉积物沉积后会遭受一些沉积后作用，即成岩作用。

主要有：机械压实及压溶作用、胶结作用、交代作用、重结晶作用及溶解作用等。

在各个成岩作用阶段，其岩石的孔隙度会发生变化。

碳酸盐岩的孔隙也会在成岩作用下有规律的的变化。

关键字：碎屑岩、碳酸盐岩、成岩作用1．碎屑岩的成岩作用及其多孔隙度的影响（1）压实作用压实作用系指沉积物沉积后在其上覆水层或沉积层的重荷下，或在构造形变应力的作用下，发生水分排出、孔隙度降低、体积缩小的作用。

压实作用是沉积物进入埋藏阶段后最先经历的成岩作用。

压实作用对颗粒灰岩、白云岩影响较小，而对泥灰岩等细粒岩大半对数图解上孔隙度变化规律压实作用最明显的结果是沉积物体积缩小发生排水、脱水作用。

石英砂岩的孔隙度为40%左右，在3000m深处其孔隙度降至30%-10%.碎屑沉积物在300m深处时，75%的水已经被排除，所排出的水是孔隙度的主要来源之一。

以饶阳凹陷为例,饶阳凹陷位于渤海湾裂谷盆地内的冀中坳陷中部, 是在中国东部中新生代断陷盆地背景上发育起来的单段式箕状含油凹陷, 属于冀中坳陷一个次级构造单元。

该研究区储层砂岩的成分成熟度和结构成熟度均较低, 岩石类型以长石砂岩和岩屑长石砂岩为主, 磨圆中等, 多呈次棱-次圆状, 分选中等偏差。

该研究区的结构成熟度不高。

该地区的岩石矿物以长石，杂基等以塑形为主的碎屑，随着埋深的增加，使沙岩储层的孔隙度大为减少。

埋深从2000m至5000m, 最大孔隙度由32.9%降至2.17%, 平均孔隙度下降率1.02%/100m.研究区机械压实作用贯穿了整个成岩过程, 但在成岩早期对储层的影响远比其它时期大.（2）压溶作用压溶作用主要发生在3000m一下。

沉积物埋藏深度的增加，碎屑颗粒接触点上所承受的来自上覆地层的压力或来自构造作用的侧向应力超过正常空隙流体压力时，颗粒接触处的溶解度增高，将发生晶格变形和溶解作用。

碳酸盐岩储层分类标准
碳酸盐岩储层可以根据不同的分类标准进行划分，以下是常用的
碳酸盐岩储层分类标准：
1. 储集类型：根据储集空间的不同，可以将碳酸盐岩储层分为
孔隙型、裂缝型和溶蚀型。

孔隙型储层指的是岩石中存在天然孔隙的
储层，如溶洞、河流沉积物和堆积孔隙等；裂缝型储层指的是岩石中
存在裂缝的储层，如断层、节理和构造破碎带等；溶蚀型储层指的是
岩石中由于水溶作用形成的储层，如岩溶洞穴和岩溶孔隙。

2. 成岩作用：根据不同的成岩作用可以将碳酸盐岩储层分为碳
酸盐岩侵蚀裂缝型、碳酸盐岩溶蚀裂缝型、碳酸盐岩胶结高孔隙型、
碳酸盐岩胶结低孔隙型、碳酸盐岩溶蚀孔隙型等。

不同的成岩作用会
对岩石的孔隙度、孔隙结构和孔隙连通性等储集性质产生影响，因此
可以通过成岩作用的不同来划分储层。

3. 成岩时期：根据成岩时期的不同，可以将碳酸盐岩储层分为
早期成岩储层、中期成岩储层和晚期成岩储层。

不同成岩时期的储层
形成机制和储集特征不同，因此可以通过成岩时期的划分来区分储层。

4. 构造类型：根据构造作用的不同，可以将碳酸盐岩储层分为
隆起型、下凹型和胀缩型。

隆起型储层指的是由构造隆起形成的储层，如构造圈闭；下凹型储层指的是由构造下凹形成的储层，如构造坳陷；胀缩型储层指的是由结构胀缩形成的储层，如构造胀缩带。

以上是几种常见的碳酸盐岩储层分类标准，这些分类标准可以根
据不同的研究目的和实际情况选择使用。