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油气之光——碳酸盐岩的独特属性

2015-8-19 9:51:59 来源:中国矿业报 作者:刘丽红

碳酸盐岩的独特属性可以使之很容易与硅质碎屑岩加以区分,而且这些特殊属性需要建立与碎屑岩不同的研究方法。

首先,碳酸盐沉积物是内源的,通过生物、化学和破碎作用形成于沉积盆地内。碳酸盐沉积物的矿物成分与风化作用、母岩类型无关,沉积结构也不是形成于河流的搬运作用。绝大部分的碳酸盐沉积物由残留的骨骼和其他生物成分构成,包括粪球粒、灰泥(骨骼)、微生物作用形成的胶结物。胶结物和灰泥,包括包壳颗粒、鮞粒和球粒在内,在碳酸盐岩中是很普遍的,但在硅质碎屑岩中却很罕见。在硅质碎屑岩中的碎屑颗粒同样见于碳酸盐岩中。然而,碳酸盐岩中所见的颗粒主要是层内石化的沉积物(内碎屑)或是改造再沉积的年代较老的岩石。碳酸盐岩和硅质碎屑岩的第二大差别是碳酸盐沉积物很大程度上取决于生物活动,它们主要由生物成分构成。颗粒组分因受生物侵蚀作用的改造,可能发生了大小和形状的变化,碳酸盐沉积物易被生物潜穴和生物钻孔作用强烈改造。碳酸盐岩和硅质碎屑岩的第三大差别是碳酸盐沉积物易于发生快速和广泛的成岩改造。碳酸盐矿物容易在各种成岩环境下被快速溶蚀、胶结、重结晶和交代。裂缝储层在碳酸盐岩中比在硅质碎屑岩中更普遍。碳酸盐岩储层的孔隙度和渗透率更多地取决于各种岩石特征,发生在从沉积到深埋藏全过程的各种成岩作用,并受应力场几何形态控制。

碳酸盐岩储层和陆源砂岩储层之间另外三个重要的差别是:在陆源砂岩中,可以应用伽马测井曲线和电阻率测井曲线特征分析沉积相,而在碳酸盐岩中却不能指示沉积相;碳酸盐岩储层的孔隙类型和岩石物理特征之间有很强的相关性,因此,使用阿尔奇公式计算的饱和度很大程度上取决于“m”指数的取值,也取决于溶孔和铸模孔相对于粒间孔的比例;碳酸盐形成于温带以及热带环境,因为温带碳酸盐和热带碳酸盐有着完全不同的矿物组分和颗粒类型,两者的储层特征差异同样可能比预期的还要大。

砂岩储层和碳酸盐储层之间的差别影响了我们的研究思路。砂岩储层以粒间孔为主,因此,在几何形态上它与沉积结构和组构有关,这是因为砂岩渗透率与粒间孔隙度有很好的对应关系。碳酸盐岩孔隙不总是粒间孔,可能会发育各种大小、形状和成因的孔隙,而且实测孔隙度不总是跟渗透率有相关性。简言之,碳酸盐岩孔隙体系并不总是均一的。□

(作者单位:中国地质调查局油气资源调查中心)

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