12-第九章 碳酸盐岩概论
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碳酸盐岩引言:在第二次世界大战以后,由于在西亚地区的石灰岩和白云岩中发现了大量的石油,因而促进了现代碳酸盐沉积物的研究工作。
由于这些发现,石油工业部门感到对浅水碳酸盐的沉积作用、成岩作用和石化作用的基本知识的缺乏,于是展开对现代碳酸盐沉积环境的研究工作。
碳酸盐岩是重要的烃源岩和储集岩,在当前国内外的大油田中,碳酸盐岩占很大比例,据统计,在世界上储量在0.14亿吨以上的546个油田中,就数目而论,以碳酸盐岩为储集层者虽然只占总数的37.9%,但就储量而言,则占57.9%。
碳酸盐岩油气田的平均储量为2亿吨,而砂岩油气田的平均储量仅为0.9亿吨。
碳酸盐岩储集层不仅具有如上所述的高储量,而且往往具有极高的产能。
据统计,目前世界上共有9口日产量达万吨以上的高产井,其中8口属于碳酸盐储集层。
显然,碳酸岩储集层中的石油具有很大的经济价值,激励我们去了解碳酸盐岩作为储油岩所应具有的性质。
我国的碳酸盐岩油气田的勘探与开发有着悠久历史,如四川在碳酸盐岩地层中采气已经有两千多年历史,至今仍为我国重要的碳酸盐岩气田分布区。
此外,近年来在华北盆地老第三系和震旦亚阶至奥陶系中也证实了高产能碳酸盐岩储集层的存在,更进一步开拓了碳酸盐储集层在我国的广阔前景。
随着国内外对碳酸盐岩研究的日益深入,当前已从根本上改变了认为碳酸盐岩是单纯化学沉积的观点,绝大部分的现代海洋碳酸盐都是生物成因的。
与此同时,对碳酸盐岩含油性的研究和认识也获得了新飞跃。
碳酸盐岩孔隙空间特征在碳酸盐岩储集层中常见的和对油气储集作用影响较大的空隙类型,目前已知有以下几种。
①粒间孔隙:是指碎屑碳酸盐岩颗粒之间的孔隙,如内碎屑之间、生物碎屑之间、鲕粒直间的孔隙等。
其特征与碎屑岩的的粒间空隙相似。
碳酸盐岩的粒间孔隙一般是原生的,但也可以是次生的,如大颗粒之间的微晶基质的选择性溶解造成的粒间孔隙。
②粒内孔隙:组成碳酸盐岩的各种颗粒内部的孔隙,如骨屑、团块、内碎屑、鲕粒等颗粒内部的空隙。
第九章 碳酸盐岩第一节 概述一、概念碳酸盐岩:主要由方解石、白云石等碳酸盐矿物(含量大于50%)组成的沉积岩。
主要岩石类型:石灰岩(方解石>50%);白云岩(白云石>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。
二、研究意义1、分布广:占沉积岩总量的20%,居第三位,仅次于泥质岩和砂岩2、重要的生油岩和储集岩3、蕴藏丰富的矿产,本身就是很有价值的资源蕴含铁、铝、锰、磷、硫、石膏、钾盐等层状矿床;铜、铅、锌、汞、锑、砷、铀等多金属层控矿床4、重要的地下水储集岩石三、现代碳酸盐岩的沉积作用和分布1、赤道两侧的南、北纬30°的范围内2、洁净的浅海水域3、动荡—弱动荡的沉积环境4、生物和生物化学作用的产物5、文石、高镁方解石和低镁方解石第二节 碳酸盐岩的成分碳酸盐岩的成分: 矿物成分、 化学成分、 同位素成分一、 碳酸盐岩的矿物成分⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧有机质盆外矿物:陆源物质非碳酸盐矿物碳酸盐矿物盆内矿物(一)、盆内矿物:碳酸盐矿物1.主要的碳酸盐矿物为方解石和白云石方解石矿物体系中:方解石、低镁方解石(一般的方解石,很稳定)文石、高镁方解石白云石矿物体系中:白云石、原白云石(富钙的白云石,向白云石转化)2.次要的碳酸盐矿物:铁方解石、铁白云石、菱铁矿、菱镁矿等。
文石(又名霰石)文石是方解石的同质异象变体,含 Mg[CO3]少于 2mol %,属斜方晶系,在现代沉积中常呈针状,有时也呈泥状。
{010}解理不完全,硬度3.5,比重2.9。
基本特征:(1)在现代沉积物中常呈现针状,有时也呈现泥状。
(2)形成有利条件为:温度较高(>15 ℃ ),温暖浅海沉积物以文石为主;pH值> 8;盐度高,超盐条件有利于形成文石;Mg/Ca>2:1(3)海水中文石较方解石易沉淀的原因,李普曼(Lippman)认为与文石成核速度和结晶速度比方解石更快有关。
(4)稳定性较差(介于高镁方解石和方解石间),易于转变为方解石,在古老的碳酸岩中不存在。
目录一、碳酸盐岩的孔隙类型 (1)二、碳酸盐岩类描述 (2)2.1灰岩 (2)2.2白云岩 (8)三、碳酸盐岩储层与碎屑岩储层对比 (11)一、碳酸盐岩的孔隙类型碳酸盐岩孔隙的分类及命名,乔奎特等按受组构控制及不受组构控制将碳酸盐岩孔隙划分为三大类十五种基本类型,如图1-1-4所示。
(1)原生孔隙这是沉积时形成的孔隙,成岩过程中可能产生一定的变化。
这种孔隙主.要受碳酸盐岩的结构组分所控制,其中颗粒因素是主要的。
原生孔隙可分为粒间孔隙、粒内孔隙、晶间孔隙、壳体掩蔽孔隙和生物骨架孔隙等五种。
(2)溶蚀孔隙指沉积过程及成岩后由于溶解作用所形成的孔隙。
地下水的溶解作用往往在沉积过程中就已开始进行,并延续到成岩作用结束。
在这个阶段,地层中原生孔隙发育时,地下水大都比较活跃,并通过溶蚀而使孔隙进一步增加。
成岩作用结束后,溶蚀孔隙仍可继续发育。
尤其在不整合侵蚀面附近,由于处于渗流带及潜流带上部水文条件下,使得地下水在原生的孔隙发育带更为活跃。
加上地表水的不断补充,因而在不整合面附近往往形成极为发育的溶烛孔隙,有时可具有极高的产能。
(3)生物钻孔和潜孔孔隙这种孔隙多在沉积及成岩过程中形成。
(4)收缩孔隙由于沉积物的收缩作用而形成的孔隙。
(5)裂缝裂缝一般是由于构造作用或成岩作用而形成的。
裂缝的长度可以由几厘米到几公里不等。
宽度也可由几毫米到几十厘米,但微裂缝的宽度仅数十微米。
一般说来,大裂缝延伸远,方向稳定,与油气储集关系更为密切。
二、碳酸盐岩类描述1、观察碳酸盐岩主要结构特征(包括晶粒结构、粒屑结构、生物骨架结构和交代结构)、胶结类型,注意泥晶基质与亮晶胶结物的区别。
2、学会对碳酸盐岩标本及薄片的描述方法。
3、掌握碳酸盐岩岩石分类命名原则和最基本的岩石类型。
4、碳酸盐岩主要由自生的碳酸盐矿物方解石和白云石组成。
自生的碳酸盐矿物方解石含量>50%时称为石灰岩;若一半以上为白云石时为白云岩。
它们经常还和陆源碎屑及粘土矿物组成过渡类型岩石。