砂岩与碳酸盐岩储集性质比较

碳酸盐沉积的水文地质特性分析

碳酸盐沉积是指由碳酸钙、碳酸镁等化合物沉积而形成的岩石。这种岩石极为常见，世界上约有60%的岩石都是由碳酸盐沉积而成的。碳酸盐沉积的水文地质特性分析对于探明地下水资源的分布和储量以及预防地质灾害具有重要意义。

碳酸盐岩分为石灰岩和白云岩两类。石灰岩是由钙、镁离子在生物或非生物条件下形成的岩石，一般分为晶体石灰岩、砂石石灰岩、泥质石灰岩等。白云岩是由氧化亚铜原生状或爆破状多晶石灰石分散在深海水或湖泊沉积物中形成的岩石，因其含铜，呈蓝色或绿色，又称为蓝铜矿石。

碳酸盐岩的水文地质特性主要有以下几个方面：

1. 孔隙度和渗透性

碳酸盐岩的孔隙度一般较低，可作为紧密储层。受地球对流等地质作用影响，碳酸盐岩中形成了多种不同类型的孔隙和裂缝，如原生孔隙、介孔、裂缝孔隙和溶洞等。其中，溶洞是最常见的孔洞类型，由于其具有很高的渗透能力，被认为是控制着地下水的运动和分布。

2. 吸附性

碳酸盐岩具有很强的吸附作用，能够吸附多种离子，如钙、镁、铁、锰、铅、铜、锌等，其中特别是对放射性核素的吸附能力较强。这些吸附性质会对地下水质量产生影响。

3. 风化程度

碳酸盐岩具有很强的可风化性，会受到自然界的化学风化和物理风化的影响，使孔隙度增大、孔隙类型变化、渗透性提高。风化程度不同的碳酸盐岩对地下水的质量和数量的影响也会不同。 4. 延展性

碳酸盐岩具有很强的延展性，能够承受较大的侧向应力，但易于发生拉裂、萎缩、塌陷等变形。这些变形会对地下水的分布和流动产生影响。

在进行碳酸盐岩水文地质调查时，需要结合地质地貌、气候、地下水运动等因素综合分析，以了解水文地质条件和水资源的分布、储量及水质情况。此外，还需要制定相应的管理规划，预防和控制碳酸盐岩地区可能发生的地质灾害，保障地下水资源的可持续利用。

总之，碳酸盐沉积的水文地质特性分析对于地下水资源的合理利用和地质环境的保护至关重要。在碳酸盐岩水文地质调查和管理中，需要综合考虑各方面的因素，以制定有效的管理措施。

基金项目：中国博士后科学基金项目（编号：２００９０４５１４２２）。

作者简介：杨建，１９７８年生，工学博士；２００８年毕业于西南石油大学开发地质学专业；主要从事储层岩石力学、地应力及非常规天然气开发研究工作。地址：（６１８３００）四川省广汉市中山大道南二段。Ｅ－ｍａｉｌ：ｙ２０００ｗ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ页岩储层的岩石力学特性

杨建　付永强　陈鸿飞　曾立新　李金穗

中国石油西南油气田公司采气工程研究院

杨建等．页岩储层的岩石力学特性．天然气工业，２０１２，３２（７）：１２－１４． 摘　要　页岩储层岩石具有基质致密，微裂隙、层理面发育，岩石性脆等非常规地质特征，其力学性质与一般的致密砂岩、碳酸盐岩相比具有一定的特殊性。为探寻这一特殊的岩石力学性质，利用ＭＴＳ多功能岩石力学实验系统对取自四川盆地某区的Ｍ组页岩开展了三轴、单轴、巴西力学实验。结果表明：页岩岩石三轴平均抗压强度为２６５．７５ＭＰａ，平均杨氏模量为４．５９×１０４　ＭＰａ，平均泊松比为０．２５，属于中硬地层；单轴垂向取样抗压强度（１５１．９２ＭＰａ）是水平取样抗压强度（为６９．１８ＭＰａ）的２．２倍；页岩抗张强度较低，平均为２．９４ＭＰａ。综合分析页岩储层脆性指数后认为，Ｍ组页岩属于脆性岩石，储层脆性指数均超过５０，有利于对页岩储层进行大型水力压裂；压裂应选择以滑溜水为主的体积压裂模式，压裂设计应遵循“大液量、大排量、高前置液比、小粒径支撑剂、低砂浓度”的原则。

关键词　四川盆地　页岩　储集层　岩石力学实验　特性　矿物组分　脆性指数　压裂

ＤＯＩ：１０．３７８７／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－０９７６．２０１２．０７．００３

１　页岩储层物性特征及矿物组分

１．１　页岩储层物性特征

四川盆地某区寒武系、志留系发育多套黑色页岩

层系，其中Ｍ组页岩有机碳含量高，分布稳定，是一套

高效烃源岩［１－３］。据取心资料分析结果，该组页岩储层

孔隙度分布在２％～５％，原地应力条件下测得基质渗

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。这些孔隙有些是原生的，是在碎屑颗粒沉积以前形成的，也有次生的，是由于溶解作用和生物钻孔等作用形成的。

超深层油气藏石油地质特征及其成藏主控因素分析

摘要：鉴于各地区的地质条件差异，结合前人的研究结果，确定超深层的油气层藏确定为6公里以上埋深。在对其烃源岩、储集层、盖层和圈闭等进行的研究中，我们发现：相对于普通烃源岩，其烃源岩成熟较晚，成熟度较高。在其形成过程中，不仅受到温度和时间的控制，而且还受到压力的影响。储集层岩性以次生孔隙度为主，年龄较大，以碳酸盐岩岩性为主，相关占比约为33%；盖层以盐岩和泥质岩为主；圈闭类型以构造圈闭、岩性圈闭、珊瑚礁圈闭及复合圈闭为主。在此基础上，文章对超深层油气藏地质特征以及成藏主控因素进行了研究，针对我国超深层油气藏的开发，应重点关注低地温区、超高压系统次生孔、裂缝发育区、海相碳酸盐岩区、盐下地层及东海深水区等区域。

关键词：高温高压；超级深度；油气藏；石油地质

1超深层油气藏成藏条件

1.1构造环境(carbon)

目前，国际上的超深层油气藏主要有两种类型，一种是不依赖于板块界面的被动陆缘盆地，另一种是与活动陆缘有关的陆缘盆地。主要有裂谷盆地、被动陆缘盆地及前陆盆地[1]。在前陆盆地内，主要是前渊构造区为主的超深层油气层分布。这两类盆地是超深层油气藏发育最有利区，其原因在于：（1）储层厚度大，具备了超深层烃源岩的物源条件；（2）常伴随着异常的高压力，影响了烃类的产生与排放，使生油窗深度变小；（3）盆地深层易发育大量的裂隙、断裂，改善了储集层的储集特性，对排烃、油气富集起到了促进作用；（4）由裂谷、前陆两大盆地构成的构造圈闭，油气藏条件较好；

1.2石油地质特征 1.2.1烃源岩

相对于常规烃源岩而言，超深层烃源岩的生烃主控因素除温度、时间之外，更多的是压力；超深层烃源岩因其埋藏深度大而具有较高的成熟性，其成熟性往往比其他地区要高。在超深层的储集层中，储集层的温度已经超过了以干酪根生油理论所定义的“液态窗”。近年来，大量的勘探工作表明，该温度范围内的烃类物质已突破了该极限，例如北海部分储集层可达165-175摄氏度。在含油气盆地中，以陆源碎屑-碳酸盐为主，有机碳占0.25%-6%，源岩中有机碳的含量，与源岩埋深无关，主要受源岩所处的沉积物和有机质的影响，除了温压条件之外，超深层油气藏的成熟度也与盆地的沉积率密切相关。相对于相对稳定的沉积，后期快速沉积具有更高的成熟度和更高的生烃率。在识别深层烃源岩方面，诸如物质成分特征、高有机质富度等，仍具有重要意义。