碳酸盐岩储层讲义课件.ppt

1、一、碳酸盐岩储层的重要性一、碳酸盐岩储层的重要性二、储层岩石类型二、储层岩石类型三、储层储渗空间类型与空隙结构三、储层储渗空间类型与空隙结构四、碳酸盐岩储层类型四、碳酸盐岩储层类型五、影响储层储集物性的因素五、影响储层储集物性的因素六、碳酸盐岩储层的评价六、碳酸盐岩储层的评价 第三节第三节 碳酸盐岩储集层碳酸盐岩储集层p重要的油气储集层之一重要的油气储集层之一一、碳酸盐岩储层的重要性一、碳酸盐岩储层的重要性第三节第三节 碳酸盐岩储集层碳酸盐岩储集层p 储量储量11亿桶（亿桶（13701370万吨）的万吨）的546546个油气田中，个油气田中，碳酸盐岩占碳酸盐岩占40%40%p世界上世界上198

2、198个大油田（可采储量个大油田（可采储量11亿吨）统计，亿吨）统计，碳酸盐岩平均可采储量碳酸盐岩平均可采储量5.65.610108 8吨，碎屑岩大吨，碎屑岩大油田平均可采储量油田平均可采储量2.92.910108 8吨吨p 世界上确认的世界上确认的7 7口日产超过万吨的井都是碳酸盐口日产超过万吨的井都是碳酸盐岩储层。岩储层。波斯湾波斯湾油：油：710710亿吨。亿吨。沙特的盖瓦尔沙特的盖瓦尔油田世界第一油田世界第一大，可采储量大，可采储量107107亿吨。亿吨。利比亚锡尔利比亚锡尔特特40亿吨亿吨密执安、二叠等盆地密执安、二叠等盆地油：油：134.5亿吨，亿吨，3.75万亿方以上气万亿方以上

3、气伏尔加伏尔加-乌拉尔乌拉尔30亿吨以上亿吨以上世界上主要碳酸盐岩大型油气田分布世界上主要碳酸盐岩大型油气田分布墨西哥湾墨西哥湾12.5亿吨油，亿吨油，26.8万亿方气万亿方气华北任华北任丘震旦系雾丘震旦系雾迷山组迷山组、大港油、大港油田千米桥田千米桥奥陶系奥陶系 塔河油田（奥陶塔河油田（奥陶系）探明油系）探明油7.8亿亿吨吨;和田河气田和田河气田我国主要碳酸盐岩油气田分布我国主要碳酸盐岩油气田分布长庆油气田长庆油气田(o)气气2909亿方亿方川东北普光、龙岗等、川中磨溪、川东北普光、龙岗等、川中磨溪、川东川东川东南、川西南川东南、川西南川南。川南。普普光探明光探明1143亿方亿方。层位层位

4、J（大安（大安寨）、寨）、T（嘉陵江、雷口坡、飞仙（嘉陵江、雷口坡、飞仙关）、关）、P（阳新统）、（阳新统）、C（川东）、（川东）、震旦系（威远）震旦系（威远）p我国碳酸盐岩油气藏的勘探进入新的时代我国碳酸盐岩油气藏的勘探进入新的时代我国我国200多个油气田，碳酸盐岩多个油气田，碳酸盐岩占占29%第三节第三节 碳酸盐岩储集层碳酸盐岩储集层二、储层岩石类型二、储层岩石类型l储层岩石类型：储层岩石类型：石灰岩与白云岩以及过渡类型岩石灰岩与白云岩以及过渡类型岩石都可能形成储层。石都可能形成储层。u 石灰岩在总量上多于白云岩，在时代上主要石灰岩在总量上多于白云岩，在时代上主要分布于古生代，其次是中生代

5、，新生代几乎没有。分布于古生代，其次是中生代，新生代几乎没有。u 碳酸盐岩中方解石与白云石的比率随时代变碳酸盐岩中方解石与白云石的比率随时代变老而降低（白垩纪为老而降低（白垩纪为80：1，早古生代，早古生代3：1，前，前寒武纪寒武纪1：3）。因此，）。因此，早古生代主要是白云岩，早古生代主要是白云岩，晚古生代和中生代主要是石灰岩。晚古生代和中生代主要是石灰岩。主要岩石类型：主要岩石类型：粒屑（鲕粒粒屑（鲕粒/生屑生屑/内碎屑内碎屑)灰岩灰岩（白云岩）（白云岩）、白云质灰岩、白云岩、礁灰岩、白云质灰岩、白云岩、礁灰岩第二节第二节 碎屑岩储集层碎屑岩储集层三、储层储渗空间类型与空隙结构三、储层储渗

6、空间类型与空隙结构 碳酸盐岩的空隙形成过程是一个极其复杂的过碳酸盐岩的空隙形成过程是一个极其复杂的过程，贯穿于沉积过程与成岩过程的始终。除受到沉程，贯穿于沉积过程与成岩过程的始终。除受到沉积环境的控制外，地下热动力场、地下或地表水化积环境的控制外，地下热动力场、地下或地表水化学场、构造应力场等因素均有巨大的影响。学场、构造应力场等因素均有巨大的影响。由于碳酸盐岩的易溶性和不稳定性，空隙类型由于碳酸盐岩的易溶性和不稳定性，空隙类型多，变化快，多，变化快，各种空隙往往经受几种因素的作用和各种空隙往往经受几种因素的作用和改造。改造。（一）（一）储渗空间类型储渗空间类型碳酸盐岩空隙类型划分方案多样。碳

7、酸盐岩空隙类型划分方案多样。成成因因分分类类 粒间孔隙粒间孔隙 粒内孔隙粒内孔隙 晶间孔隙晶间孔隙溶模孔隙溶模孔隙 窗格孔隙窗格孔隙遮蔽孔隙遮蔽孔隙 生长格架孔隙生长格架孔隙组构选择性的组构选择性的 裂裂 缝缝 溶沟溶沟溶洞溶洞非组构选择性的非组构选择性的角砾孔隙角砾孔隙生物钻孔生物钻孔生物潜穴生物潜穴 收缩孔隙收缩孔隙 组构选择性或非组构选择性的组构选择性或非组构选择性的 碳酸盐岩的空隙类型碳酸盐岩的空隙类型(据据 Choquette and Pray,1970)A 第四纪藻丘格架孔第四纪藻丘格架孔,Bermuda.Coralline algae show as white layers,p

8、orosity is black.Scale in cm,photo by R.N.Ginsburg.Reprinted by permission of AAPG.B.半固结潮上相序中的窗格孔半固结潮上相序中的窗格孔,Sugarloaf Key,Florida.Photo by Gene Shinn.晶洞孔隙晶洞孔隙(VUG)，Jurassic Smackover ooid grainstones in the Arco Bodcaw#1 well,10,894,southern Arkansas.Plain light.These vugs may be solution enlarged

9、 interparticle porosity(sxBP).白云岩晶洞白云岩晶洞 Core slab at 1400m from a deep core,Enewetak Atoll,western Pacific.Arrows indicate vuggy porosity(VUG)developed in medium crystalline dolomite.针孔粉针孔粉细晶球粒白云岩细晶球粒白云岩-好的储层好的储层，针孔为球粒选择性溶蚀作用的产物。，针孔为球粒选择性溶蚀作用的产物。普光普光6 6井，井，9 9（70/12170/121），），5 51010，（，（-）碳酸盐岩的储集空间

10、构架迈杰鲍尔（迈杰鲍尔（1980）将具有孔、洞、缝的储集层中被）将具有孔、洞、缝的储集层中被裂缝分割的岩块称为裂缝分割的岩块称为”基质基质“（三）、储渗特征（三）、储渗特征 储集空间类型多、成因复杂，次生改造作用明显。溶蚀孔隙（洞穴）和（或）裂缝的发育程度常成为影响储渗性能的关键因素。物性分布常表现出较强的非均质性。同一产层常常高产井、低产井交叉出现，井间干扰明显。渗透性与有效孔隙度关系变化很大、关系不密切 四、储层类型四、储层类型划分方案多划分方案多，比较一致的划分原则是考虑孔、洞、缝发，比较一致的划分原则是考虑孔、洞、缝发育程度的差异、物性特征以及不同的空隙系统在勘探、育程度的差异、物性特

11、征以及不同的空隙系统在勘探、开发中表现出来的特点开发中表现出来的特点碳酸盐岩储集层类型碳酸盐岩储集层类型1、巴格琳采娃、巴格琳采娃 （1982）（一）按储集空间（一）按储集空间 第三节第三节 碳酸盐岩储集层碳酸盐岩储集层1孔隙型孔隙型4孔隙溶洞型孔隙溶洞型7孔洞缝型孔洞缝型2洞穴型洞穴型5裂缝孔隙型裂缝孔隙型3裂缝型裂缝型6裂缝溶洞型裂缝溶洞型2 2、唐泽尧、唐泽尧 （19851985）（二）、依据空间类型与储集性能（二）、依据空间类型与储集性能（三）依据空隙类型及其渗流条件（斯麦霍夫，（三）依据空隙类型及其渗流条件（斯麦霍夫，19741974）注意：碳酸盐岩的孔洞在成因上与孔隙、裂缝有密切注

12、意：碳酸盐岩的孔洞在成因上与孔隙、裂缝有密切联系，要严格地将孔隙系统与裂缝系统分开是困难的。联系，要严格地将孔隙系统与裂缝系统分开是困难的。如何建立孔隙、洞穴、裂缝三重介质储层模型？如何建立孔隙、洞穴、裂缝三重介质储层模型？（四）典型碳酸盐岩储层类型四）典型碳酸盐岩储层类型 1 1）孔隙型碳酸盐岩储集层）孔隙型碳酸盐岩储集层沙特：加瓦尔（可采储量沙特：加瓦尔（可采储量107107亿吨亿吨）砂屑灰岩，钙藻、有孔虫，）砂屑灰岩，钙藻、有孔虫，21%21%，K4000mdK4000md 伊拉克：基尔库克（可采储量伊拉克：基尔库克（可采储量21.421.4亿吨亿吨）生物礁。）生物礁。2 2）裂缝型碳酸

13、盐岩储集层）裂缝型碳酸盐岩储集层伊朗：加奇沙兰（阿斯马利灰岩，伊朗：加奇沙兰（阿斯马利灰岩，单井日产单井日产1.31.3万吨万吨）。）。3 3）溶蚀孔洞型碳酸盐岩储集层）溶蚀孔洞型碳酸盐岩储集层 放空，井喷。我国任丘放空，井喷。我国任丘1000t/d1000t/d；塔河油田；塔河油田 4 4）复合型碳酸盐岩储集层）复合型碳酸盐岩储集层 沉积因素：取决于沉积作用沉积因素：取决于沉积作用或过程，或过程，是影响原生孔隙发育是影响原生孔隙发育的主要因素；的主要因素；成岩因素：成岩因素：改善或破坏储层改善或破坏储层的基本物性。的基本物性。构造因素：此种影响主要取构造因素：此种影响主要取决于构造变动，形成

14、断层、裂决于构造变动，形成断层、裂缝等，改造和叠加于原始骨架缝等，改造和叠加于原始骨架之上，之上，造成流体流动的隔挡或造成流体流动的隔挡或通道；通道；储层性质储层性质构造构造成岩成岩沉积沉积成岩作用的复杂性成岩作用的复杂性构造演化的阶段性构造演化的阶段性沉积格局的多样性沉积格局的多样性规模不一，垂向韵律和物性，规模不一，垂向韵律和物性，连通与连续性连通与连续性规模小，内部物规模小，内部物性不均一，深度性不均一，深度差异差异规模大，油规模大，油藏的类型，藏的类型，渗流方向渗流方向五、影响储层物性的因素五、影响储层物性的因素第二节第二节 碳酸盐岩储集层碳酸盐岩储集层（一）原生孔隙发育的因素及分布规

15、律（一）原生孔隙发育的因素及分布规律l沉积作用，即介质的水动力条件决定原生孔隙沉积作用，即介质的水动力条件决定原生孔隙的发育程度。的发育程度。l原生粒间孔隙类型主要是粒间孔隙、粒内孔隙原生粒间孔隙类型主要是粒间孔隙、粒内孔隙（生物体腔孔）、生物骨架孔隙、窗格孔、鸟眼（生物体腔孔）、生物骨架孔隙、窗格孔、鸟眼孔、白云石晶间孔孔、白云石晶间孔l不同的沉积作用产生不同的原生孔隙类型，也不同的沉积作用产生不同的原生孔隙类型，也控制不同孔隙特征的岩相分布：机械成因的碳酸控制不同孔隙特征的岩相分布：机械成因的碳酸盐沉积以粒间孔为特征、生物成因的以骨架孔、盐沉积以粒间孔为特征、生物成因的以骨架孔、生物钻孔为

16、特征、潮坪沉积以窗格孔为特征。生物钻孔为特征、潮坪沉积以窗格孔为特征。1 1、影响原生孔隙发育的因素、影响原生孔隙发育的因素l潜穴孔隙易受压实作用影响，或被充填，不易保潜穴孔隙易受压实作用影响，或被充填，不易保存。有人报道过窗格孔孔隙的含量可达存。有人报道过窗格孔孔隙的含量可达65%65%，但相，但相互连通性差，即使保留下来，但渗透率低，如发互连通性差，即使保留下来，但渗透率低，如发生白云石化，则白云石晶间孔将其连通，则可形生白云石化，则白云石晶间孔将其连通，则可形成开放性的孔隙系统。成开放性的孔隙系统。l晶间孔隙可以是沉积期形成，但更多是在成岩阶晶间孔隙可以是沉积期形成，但更多是在成岩阶段因

17、重结晶、白云石化等形成。段因重结晶、白云石化等形成。l粒间孔隙、粒内孔隙（生物体腔孔）、生物骨架粒间孔隙、粒内孔隙（生物体腔孔）、生物骨架孔隙的发育程度决定了原生孔隙的质量。孔隙的发育程度决定了原生孔隙的质量。l主要受颗粒（粒屑）的大小、分选及灰泥基主要受颗粒（粒屑）的大小、分选及灰泥基质的含量、造礁生物的繁殖情况控制。浅水、质的含量、造礁生物的繁殖情况控制。浅水、高能的沉积环境、有利于造礁生物繁殖的环境高能的沉积环境、有利于造礁生物繁殖的环境常是常是有利于原生粒间孔隙型储层分布的地带有利于原生粒间孔隙型储层分布的地带-台地前缘斜坡、浅滩、潮坪、生物礁。台地前缘斜坡、浅滩、潮坪、生物礁。l在碳

18、酸盐岩中，在碳酸盐岩中，孔隙型储集层多见于岩石结孔隙型储集层多见于岩石结构比较粗的岩类中构比较粗的岩类中，其分布范围受沉积环境及，其分布范围受沉积环境及成岩过程控制。成岩过程控制。垂向地层剖面上有一定的层位，垂向地层剖面上有一定的层位，处于向上变浅序列上部处于向上变浅序列上部。平面上有一定的部位。平面上有一定的部位2 2、原生孔隙储层的分布规律、原生孔隙储层的分布规律深度岩性结构剖面岩性简述海平面变化沉积构造及指相矿物 （）m沉 积 相 微相亚相 相18201810嘉嘉嘉二2二1一层位开阔海台地滩间海 台内滩开阔潮下半局限海台地半局限海台地半局限泻湖泥质泻湖夹风暴岩台内滩夹滩间海砂屑滩褐灰色中

19、薄层状泥晶灰岩夹厚的砂屑灰岩，层面见黄铁矿，夹灰绿色泥质条带，顶部见顺层的溶蚀孔洞，被方解石半充填。泥质含量向上增多，甚至变为泥灰岩。0.26cm绿灰色钙质泥岩夹厚的砂屑灰岩数层。下部溶缝发育，被方解石全充填，上部见揉皱变形构造，见黄铁矿。0.3-1.5cm褐灰色中层状砂屑鲕粒灰岩，夹厚的灰绿色钙质泥岩。5cm灰绿色中层状钙质泥岩，块状层理，见黄铁矿。褐灰色中薄层状砂屑鲕粒灰岩、云质生屑鲕粒灰岩夹绿灰色中薄层状钙质泥岩。中部发育 个向上变粗序列，每一旋回底部为厚的灰绿色钙质泥岩，其上为厚的砂屑生屑灰岩，溶蚀孔洞多出现在每一旋回的中上部为方解石半充填，说明单一旋回可能为向上变浅序列，溶蚀孔洞多为

20、同生期大气淡水溶蚀。顶部见硬石膏。53-5cm3050cm褐灰色中薄层状鲕粒灰岩、云质鲕粒灰岩，夹绿灰色块状钙质泥岩。中部为褐灰色生屑灰岩，见底冲刷，底部含砾发育向上变细序列，说明为风暴沉积。顶部为褐灰色中层状灰质云岩，溶蚀孔洞相对不发育。总体上以发育向上变浅的反粒序层理为特征，溶蚀孔洞主要发育于每一旋回上部，面孔率在每一旋回向上增大。褐灰色中厚层状鲕粒灰岩，总体上以发育向上变浅的反粒序层理为特征，溶蚀孔洞主要发育于每一旋回上部，面孔率在每一旋回向上增大。顶部的正粒序部分溶蚀孔洞不发育。蓝灰色块状云质泥岩夹褐灰色灰质砂屑云岩。褐灰色中层状生屑灰岩夹褐灰色泥晶云岩，发育向上变细的正粒序层理，孔洞

21、相对不发育。升降频繁振荡海退生物礁环境生物礁环境 碳酸盐岩空隙的发育与地下水的溶解与大气淡水的碳酸盐岩空隙的发育与地下水的溶解与大气淡水的淋滤作用密切相关。溶解作用强度及溶蚀空隙发育程淋滤作用密切相关。溶解作用强度及溶蚀空隙发育程度受度受岩石本身性质、地下水的溶解能力、热动力条件岩石本身性质、地下水的溶解能力、热动力条件（气候、地貌与构造变动）（气候、地貌与构造变动）等有关因素控制。等有关因素控制。（二）影响溶蚀孔洞发育的因素及分布（二）影响溶蚀孔洞发育的因素及分布规律规律1影响因素影响因素由于富含由于富含COCO2 2的地下水，对碳酸盐岩的溶解度通常与的地下水，对碳酸盐岩的溶解度通常与Ca/

22、MgCa/Mg比值成正比，即灰岩比白云岩易溶解。比值成正比，即灰岩比白云岩易溶解。溶解度随不溶组分含量（主要是粘土）增加而减小溶解度随不溶组分含量（主要是粘土）增加而减小岩石的溶解度顺序大体为：岩石的溶解度顺序大体为：石灰岩石灰岩 云质灰岩云质灰岩 灰质云岩灰质云岩 白云岩白云岩 含泥质灰岩含泥质灰岩 泥灰岩泥灰岩 取决于岩石矿物成分、不溶组分含量、岩石结构等取决于岩石矿物成分、不溶组分含量、岩石结构等（1 1）岩石的溶解作用（岩溶作用）岩石的溶解作用（岩溶作用）1 1）岩石的可溶性岩石的可溶性岩溶：是碳酸盐岩体暴露于大气水成岩环境中，由含岩溶：是碳酸盐岩体暴露于大气水成岩环境中，由含COCO

23、2 2的地表水和地下水对可溶性碳酸盐岩的溶解、淋滤、的地表水和地下水对可溶性碳酸盐岩的溶解、淋滤、侵蚀、搬运和沉积等一系列地质作用的综合。侵蚀、搬运和沉积等一系列地质作用的综合。岩石的矿物成分不同其溶解度也不同岩石的矿物成分不同其溶解度也不同。已有资料表。已有资料表明：明：方解石和白云石的溶解度决定于水中方解石和白云石的溶解度决定于水中COCO2 2的含量、的含量、地下水的温度地下水的温度和和硫酸钙的含量硫酸钙的含量等等。随着水中随着水中CO2含量的增加，方解石和白云石的溶解度增大，且当水中含量的增加，方解石和白云石的溶解度增大，且当水中CO2含量高时含量高时，方解石的溶解度比白云石高；相反，

24、当水中，方解石的溶解度比白云石高；相反，当水中CO2含量低时，白云石的溶解度比方含量低时，白云石的溶解度比方解石高（图中解石高（图中B）。一般在）。一般在CO2含量较高的水中，在低温条件下（小于含量较高的水中，在低温条件下（小于0）方解石）方解石的溶解度比白云石的溶解度大约高的溶解度比白云石的溶解度大约高0.5倍。随着温度上升，这个差值变小，当温度为倍。随着温度上升，这个差值变小，当温度为55时白云石的溶解度和方解石相等。温度进一步升高，白云石的溶解度反比方解时白云石的溶解度和方解石相等。温度进一步升高，白云石的溶解度反比方解石高（图中石高（图中A）。水中硫酸钙含量对方解石和白云石溶解度影响问

25、题还没有彻底弄）。水中硫酸钙含量对方解石和白云石溶解度影响问题还没有彻底弄清楚。一般说来，白云石的溶解度与硫酸钙含量清楚。一般说来，白云石的溶解度与硫酸钙含量增加关系增加关系不大，而方解石的溶解度不大，而方解石的溶解度明显随之下降（图中明显随之下降（图中C）。）。1.方解石方解石 2.白云石白云石 粗粒碳酸盐岩粒间、晶间孔隙发育，粗粒碳酸盐岩粒间、晶间孔隙发育，水溶液可较容易地通过，易进行溶解作水溶液可较容易地通过，易进行溶解作用。用。岩层厚度大的岩石，孔洞发育岩层厚度大的岩石，孔洞发育。因为厚层岩石一般是在相对稳定的环境下因为厚层岩石一般是在相对稳定的环境下沉积的，粘土含量少，质纯且多为中沉

26、积的，粘土含量少，质纯且多为中粗粒粗粒结构，因而溶解度大；薄层岩石为不稳定环结构，因而溶解度大；薄层岩石为不稳定环境下沉积的，含有较多的不溶残积物，降低境下沉积的，含有较多的不溶残积物，降低了溶解度，不利于溶蚀孔洞发育。了溶解度，不利于溶蚀孔洞发育。2 2）水的溶解能力水的溶解能力取决于水的性质和水的运动状况取决于水的性质和水的运动状况 水的酸性越强（水的酸性越强（COCO2 2和有机酸含量越高）其溶解能力越强和有机酸含量越高）其溶解能力越强 水中富含硫酸根离子（水中富含硫酸根离子（SOSO4 42-2-)时时,对白云石的溶解能力对白云石的溶解能力更强更强水活动性好，有利于岩石溶解形成重碳酸盐

27、而被带走水活动性好，有利于岩石溶解形成重碳酸盐而被带走 温压增高时温压增高时,地下水的溶蚀能力增强。每增加地下水的溶蚀能力增强。每增加1010，溶，溶蚀程度可能增加蚀程度可能增加2 2倍。倍。温度，温度，o oC C淋溶时间，淋溶时间，h h每小时内每小时内1g1g样品淋溶数量，样品淋溶数量，mgmgMgCOMgCO3 3CaCOCaCO3 3CaMg(COCaMg(CO3 3)2 225255.755.750.20 0.20 0.420.420.620.6250504.54.50.220.220.690.690.910.91温度对碳酸盐岩淋溶作用的影响温度对碳酸盐岩淋溶作用的影响 地貌：河谷

28、、海岸、湖岸汇水区、泄水区，地貌：河谷、海岸、湖岸汇水区、泄水区，溶蚀作用时间长溶蚀作用时间长3 3）地貌、气候、构造因素的影响）地貌、气候、构造因素的影响潜水面附近是溶蚀孔洞最发育的地带潜水面附近是溶蚀孔洞最发育的地带气候是影响岩溶发育的外部关键因素。气候是影响岩溶发育的外部关键因素。气候条件与降雨量、蒸发量、气温和气候条件与降雨量、蒸发量、气温和COCO2 2含量含量等有关。等有关。炎热多雨的气候炎热多雨的气候有助于岩溶作用的发生；有助于岩溶作用的发生；气候干燥及降雨少的条件下岩溶发育较差。气候干燥及降雨少的条件下岩溶发育较差。在雨量充沛和气候温暖的地区，岩溶作用过程在雨量充沛和气候温暖的

29、地区，岩溶作用过程迅速，形成良好的土壤和红土、大量的落水洞和垮迅速，形成良好的土壤和红土、大量的落水洞和垮塌角砾岩；在温暖的半干燥气候条件下常形成钙结塌角砾岩；在温暖的半干燥气候条件下常形成钙结壳。壳。与与不不同同气气候候条条件件有有关关的的常常见见的的岩岩溶溶特特征征薄钙结层薄钙结层潜水面潜水面胶结很差胶结很差Mg方解石和文石方解石和文石文石和方解石文石和方解石胶结差胶结差厚钙结层厚钙结层薄土薄土胶结差胶结差文石和方解石文石和方解石方解石方解石胶结物胶结物干旱气候，无溶沟干旱气候，无溶沟半干旱气候，尖锐溶沟半干旱气候，尖锐溶沟钙质红土壤钙质红土壤无钙结层无钙结层潮湿气候，圆形溶沟潮湿气候，圆

30、形溶沟垮塌角砾垮塌角砾富含胶结物富含胶结物富含胶结物富含胶结物顶垮塌角砾顶垮塌角砾 构造因素：构造因素：不整合面、古风化壳、张性断层区、岩石破碎不整合面、古风化壳、张性断层区、岩石破碎带、褶皱构造轴部、各类褶皱的交汇部位孔缝带、褶皱构造轴部、各类褶皱的交汇部位孔缝发育，为溶蚀水的运动提供了良好通道。发育，为溶蚀水的运动提供了良好通道。构造变动频繁或上升快时期，岩溶发育差；稳构造变动频繁或上升快时期，岩溶发育差；稳定或上升缓慢期，发育好。定或上升缓慢期，发育好。出现多层岩溶带。出现多层岩溶带。抬升暴露不整合与岩溶的发育抬升暴露不整合与岩溶的发育 1 1）、白云石化作用）、白云石化作用石灰岩中的方

31、解石被白云石灰岩中的方解石被白云石交代而形成白云岩的作石交代而形成白云岩的作用。用。A A、经白云、经白云 石化后，白云石化后，白云石晶粒体积比方解石晶体石晶粒体积比方解石晶体体积缩小体积缩小121213%3%，岩性变，岩性变疏松，物性变好。疏松，物性变好。B B、溶解学说：在白云石、溶解学说：在白云石交代方解石过程中，溶解交代方解石过程中，溶解 沉淀，产生溶蚀孔隙沉淀，产生溶蚀孔隙（2 2）、其它成岩作用的影响）、其它成岩作用的影响有人强调：大型碳酸盐岩储有人强调：大型碳酸盐岩储层的形成都与白云石化有关层的形成都与白云石化有关滨外滩微相的粉晶棘屑白云岩滨外滩微相的粉晶棘屑白云岩-好的储层。普

32、光好的储层。普光6井井2 2）、重结晶作用）、重结晶作用使岩石晶粒变粗，晶间孔使岩石晶粒变粗，晶间孔隙个体变大，物性变好。隙个体变大，物性变好。3 3）去白云石化作用：）去白云石化作用：也会使方解石晶粒变粗，孔隙也会使方解石晶粒变粗，孔隙变大变大 p 在厚层、质纯、粗粒结构的粗粒碳酸盐岩中，在厚层、质纯、粗粒结构的粗粒碳酸盐岩中，是古岩溶发育的良好部位；是古岩溶发育的良好部位；p 地下水活跃区为溶蚀空间发育的很好部位；地下水活跃区为溶蚀空间发育的很好部位；p 断裂发育部位；断裂发育部位；p 长期持续抬升地区岩溶发育长期持续抬升地区岩溶发育 （即沉积间断时间长）；（即沉积间断时间长）；p 古气候

33、为温暖潮湿气候区。古气候为温暖潮湿气候区。白云岩储层？埋藏溶蚀形成的储层的预测？白云岩储层？埋藏溶蚀形成的储层的预测？2、分布规律（表生期溶蚀）、分布规律（表生期溶蚀）(三）、裂缝发育的控制因素及分布规律三）、裂缝发育的控制因素及分布规律1 1、碳酸盐岩裂缝的成因类型、碳酸盐岩裂缝的成因类型 按成因，将裂缝别分为按成因，将裂缝别分为构造缝构造缝、非构造缝非构造缝 （1 1）构造缝）构造缝 是固结岩石在区域构造应是固结岩石在区域构造应力或局部构造应力作用下破裂而形成的裂力或局部构造应力作用下破裂而形成的裂缝。缝。按力学性质：压性裂缝、张性缝、扭按力学性质：压性裂缝、张性缝、扭性缝、压扭性、张扭性

34、裂缝性缝、压扭性、张扭性裂缝 （2 2）非构造裂缝非构造裂缝：沉积物失水收缩、压实、：沉积物失水收缩、压实、压溶、岩石崩塌滑坡、表生风化等形成的裂压溶、岩石崩塌滑坡、表生风化等形成的裂缝。这类裂缝的发育大多无明显规律，变化缝。这类裂缝的发育大多无明显规律，变化大。大。u成岩缝成岩缝：由压实、失水收缩、干裂、重结晶形成。：由压实、失水收缩、干裂、重结晶形成。u 溶蚀缝溶蚀缝：地下水对原有裂缝扩大、改造而成。：地下水对原有裂缝扩大、改造而成。古风化壳古风化壳上最发育。上最发育。u 压溶裂缝压溶裂缝：富含：富含CO2CO2的地下水沿裂缝或层理流动，的地下水沿裂缝或层理流动，选择性溶解缝合线。选择性溶

35、解缝合线。u 沉积沉积-构造缝构造缝：在层理和成岩裂缝的基础上，再：在层理和成岩裂缝的基础上，再经构造力作用形成的缝。经构造力作用形成的缝。2 2、构造裂缝发育和分布的控制因素、构造裂缝发育和分布的控制因素1 1）岩性：）岩性：裂缝发育的主因是岩石的脆性。脆性越大，裂缝发育的主因是岩石的脆性。脆性越大，越利于裂缝发育。越利于裂缝发育。各种碳酸盐岩各种碳酸盐岩脆性大小顺序是白云岩脆性大小顺序是白云岩泥（灰）质白泥（灰）质白云岩云岩白云质灰岩白云质灰岩灰岩灰岩泥灰岩泥灰岩灰质泥岩灰质泥岩。盐岩和。盐岩和膏岩表现为塑性，通常为盖层。膏岩表现为塑性，通常为盖层。2 2）结构：）结构：主要是颗粒大小及其

36、排列组合。质纯、粒粗主要是颗粒大小及其排列组合。质纯、粒粗的碳酸盐岩脆性较大，易产生裂缝，且裂缝多。结晶的碳酸盐岩脆性较大，易产生裂缝，且裂缝多。结晶粗的脆性大，颗粒排列整齐者裂缝密度大，反之则小。粗的脆性大，颗粒排列整齐者裂缝密度大，反之则小。3 3）层厚及组合：）层厚及组合：薄层状碳酸盐岩中裂缝密度较厚层薄层状碳酸盐岩中裂缝密度较厚层中的大，但规模小，且多为层间缝及层间脱空类型中的大，但规模小，且多为层间缝及层间脱空类型为主。厚层状的裂缝密度小，但规模大，且以垂直为主。厚层状的裂缝密度小，但规模大，且以垂直缝或高角度斜缝为主。缝或高角度斜缝为主。4 4）成岩作用影响：）成岩作用影响：白云岩

37、化、重结晶作用使晶粒变白云岩化、重结晶作用使晶粒变粗，脆性增大。粗，脆性增大。5 5）构造因素影响：）构造因素影响：主要是主要是作用力的强弱、性质、受作用力的强弱、性质、受力次数、变形环境和阶段力次数、变形环境和阶段等。等。一般情况，受力强、一般情况，受力强、张力大、受力次数多的构造部位裂缝发育张力大、受力次数多的构造部位裂缝发育；同类岩；同类岩石在常温常压的应力环境下利于裂缝发育，而在高石在常温常压的应力环境下利于裂缝发育，而在高温高压条件下裂缝发育较差；在一次受力变形的后温高压条件下裂缝发育较差；在一次受力变形的后期阶段，裂缝密度大，组系多，前期则相应的较小期阶段，裂缝密度大，组系多，前期

38、则相应的较小或少。或少。（1 1）在褶皱上的分布）在褶皱上的分布一般：构造高点、长轴、短轴背斜及向斜轴部、一般：构造高点、长轴、短轴背斜及向斜轴部、构造倾没端的构造裂缝较发育。构造倾没端的构造裂缝较发育。l 长轴背斜长轴背斜，裂缝沿长轴分布，高点最发育，以张性、，裂缝沿长轴分布，高点最发育，以张性、走向平行轴线方向的纵向缝为主，高点处也发育张性走向平行轴线方向的纵向缝为主，高点处也发育张性走向垂直轴线的横缝及层间脱空。两翼不对称时，张走向垂直轴线的横缝及层间脱空。两翼不对称时，张性横缝偏于缓翼，轴线扭曲处的外侧性横缝偏于缓翼，轴线扭曲处的外侧l箱状背斜箱状背斜，则裂缝在肩部最发育，则裂缝在肩部

39、最发育l短轴背斜短轴背斜，裂缝沿轴部分布，高点最发育。裂缝的，裂缝沿轴部分布，高点最发育。裂缝的组系和发育程度与褶皱强度有关。组系和发育程度与褶皱强度有关。3 3、裂缝的分布、裂缝的分布因此，地下构造的认识对提高勘探成功率极为关键因此，地下构造的认识对提高勘探成功率极为关键（2 2）在断层附近发育裂缝）在断层附近发育裂缝l低角度断层引起的裂缝比高角度断层引起的裂缝要发低角度断层引起的裂缝比高角度断层引起的裂缝要发育；育；l断层组引起的裂缝比单一断层引起的裂缝发育；断层组引起的裂缝比单一断层引起的裂缝发育；l断层牵引褶皱的拱曲部位裂缝最发育；断层牵引褶皱的拱曲部位裂缝最发育；l断层消失部位因应力

40、释放裂缝亦很发育；断层消失部位因应力释放裂缝亦很发育；l断层面附近的裂缝可分为角砾缝带及羽状缝带。断层面附近的裂缝可分为角砾缝带及羽状缝带。l张性断裂和扭性断裂，张性缝发育，而压扭性断裂多张性断裂和扭性断裂，张性缝发育，而压扭性断裂多发育短小密集的闭合性缝；发育短小密集的闭合性缝；l在地层平缓地带，裂缝主要沿断裂带分布，且裂缝延在地层平缓地带，裂缝主要沿断裂带分布，且裂缝延伸远，组合有规则，缝较直。伸远，组合有规则，缝较直。（3 3）地下水活动对裂缝发育也有一定的影响）地下水活动对裂缝发育也有一定的影响 含含COCO2 2的地下水可以扩大裂缝形成溶孔溶洞，的地下水可以扩大裂缝形成溶孔溶洞，亦可

41、充填裂缝。这取决于亦可充填裂缝。这取决于COCO2 2含量及地下水的流含量及地下水的流动情况，一般大缝充填少，小缝充填多。动情况，一般大缝充填少，小缝充填多。四川局：根据构造裂缝油气田裂缝分布规律，提四川局：根据构造裂缝油气田裂缝分布规律，提出了出了“一占三沿一占三沿”的布井原则：的布井原则：占高点占高点 沿长轴沿长轴 沿扭曲沿扭曲 沿断裂沿断裂砂岩与碳酸盐岩储集性质比较砂岩与碳酸盐岩储集性质比较 孔隙大小孔隙大小 与颗粒直径和分选好坏关与颗粒直径和分选好坏关系较少，受次生作用影响系较少，受次生作用影响大大与颗粒直径、分选好坏与颗粒直径、分选好坏等有密切关系等有密切关系由于经受沉积后的各种改由

42、于经受沉积后的各种改造，溶洞、裂缝发育，变造，溶洞、裂缝发育，变化极大化极大虽受成岩后生变化影响，虽受成岩后生变化影响，但几乎仍为粒间孔隙但几乎仍为粒间孔隙 最终孔隙类型最终孔隙类型原始孔隙类型原始孔隙类型粒间孔隙较多，但其他孔粒间孔隙较多，但其他孔隙类型也很重要隙类型也很重要 几乎全为粒间孔隙几乎全为粒间孔隙 一般为原始孔隙度的一一般为原始孔隙度的一半或一半以上，储层普半或一半以上，储层普遍为遍为 15-30%成岩后的孔隙度成岩后的孔隙度 一般只有原始孔隙度很小一般只有原始孔隙度很小一部分或接近于零，储层一部分或接近于零，储层中通常为中通常为 5-15%沉积物中的原始孔沉积物中的原始孔隙度隙

43、度 一般为一般为 40%-70%一般为一般为 25-40%碳酸盐岩碳酸盐岩砂岩砂岩 岩石类型岩石类型特特 征征 孔隙形状孔隙形状 主要取决于颗粒形态、胶主要取决于颗粒形态、胶结情况和溶蚀程度的大小结情况和溶蚀程度的大小变化极大变化极大孔隙大小、形状孔隙大小、形状和分布的一致性和分布的一致性在均匀的砂岩体内，一般在均匀的砂岩体内，一般有好的一致性有好的一致性即使在单一类型的岩体内，即使在单一类型的岩体内，变化也很大，从具有好的一变化也很大，从具有好的一致性到极不均一致性到极不均一 成岩作用的影响成岩作用的影响 由于压实作用和胶结作用，由于压实作用和胶结作用，孔隙有所减小，但溶蚀作孔隙有所减小，但

44、溶蚀作用也会扩大孔隙用也会扩大孔隙影响很大，能够形成、消失影响很大，能够形成、消失甚至完全改变原有孔隙甚至完全改变原有孔隙 裂隙的影响裂隙的影响 除低渗透层外，对储层性除低渗透层外，对储层性质的影响一般不重要质的影响一般不重要对储层性质影响很大对储层性质影响很大孔隙度与渗透率孔隙度与渗透率的目估情况的目估情况能大体进行估量能大体进行估量从能大体进行目估到不能目从能大体进行目估到不能目估，而需要仪器测量估，而需要仪器测量岩心分析对储集岩心分析对储集层估价的作用层估价的作用 适合作岩心分析适合作岩心分析对非均质性很强的储层，用对非均质性很强的储层，用大直径的岩心也难于对储层大直径的岩心也难于对储层

45、进行评价进行评价孔隙度与渗透率孔隙度与渗透率之间的关系之间的关系有一定相关关系有一定相关关系 从有一定相关关系到不相关从有一定相关关系到不相关（序前表）六、碳酸盐岩储层的评价六、碳酸盐岩储层的评价 储层评价涉及到岩石学、沉积学、测井、储层评价涉及到岩石学、沉积学、测井、储层物性、空隙结构、渗流物理等多方储层物性、空隙结构、渗流物理等多方面的知识。对碳酸盐岩，由于裂缝的发面的知识。对碳酸盐岩，由于裂缝的发育和溶蚀孔洞的存在，储层评价更为复育和溶蚀孔洞的存在，储层评价更为复杂。杂。简便实用的方法，简便实用的方法，只讨论孔隙型储层或只讨论孔隙型储层或碳酸盐岩的碳酸盐岩的”基质基质“的评价。裂缝与孔的

46、评价。裂缝与孔洞的评价作为单独因素加以考虑。洞的评价作为单独因素加以考虑。第三节第三节 碳酸盐岩储集层碳酸盐岩储集层（一）孔隙度、渗透率单因素法（一）孔隙度、渗透率单因素法（二）物性结合孔隙结构参数等多因素法（二）物性结合孔隙结构参数等多因素法川南三叠系各级碳酸盐岩储层物性参数对照表（罗蛰潭等）川南三叠系各级碳酸盐岩储层物性参数对照表（罗蛰潭等）华北雾迷山组白云岩储集分类华北雾迷山组白云岩储集分类四川碳酸盐岩储集岩分类（据孔金祥简化）四川碳酸盐岩储集岩分类（据孔金祥简化）西威利斯顿盆地密西西比系查尔斯组碳酸盐储集岩分类西威利斯顿盆地密西西比系查尔斯组碳酸盐储集岩分类四川盆地二叠系、三叠系碳酸盐

47、岩气储集岩分类（罗蛰潭，四川盆地二叠系、三叠系碳酸盐岩气储集岩分类（罗蛰潭，1986）p碳酸盐岩储层评价主要基于物性分析条件，多采用碳酸盐岩储层评价主要基于物性分析条件，多采用对基质能力的评价。对基质能力的评价。无通用方案，都具地方特色；无通用方案，都具地方特色；有局限性。有局限性。故，故，与试井分析方法结合对储集岩的评与试井分析方法结合对储集岩的评价就相对客观和宏观。价就相对客观和宏观。p对基质岩块的评价，需要求得储集岩的物性下限。对基质岩块的评价，需要求得储集岩的物性下限。这是储层评价的基础。这是储层评价的基础。物性下限可分为三种物性下限可分为三种：绝对下限绝对下限 在客观地质条件下，从这

48、个值开始岩石在客观地质条件下，从这个值开始岩石中可以储集油气。中可以储集油气。产出下限产出下限 在目前工艺技术水平下从这个值开始在目前工艺技术水平下从这个值开始岩石中能够产出油气。岩石中能够产出油气。工业下限工业下限 在当前技术经济及社会客观需求条件下，在当前技术经济及社会客观需求条件下，从这个值开始岩石中的油气值得开采。即产出具有从这个值开始岩石中的油气值得开采。即产出具有工业价值。工业价值。A A岩溶的分带岩溶的分带表生岩溶的发育环境与特点（补充）表生岩溶的发育环境与特点（补充）理理想想的的喀喀斯斯特特剖剖面面 含含CaCOCaCO3 3溶液溶液流体的运动其背流体的运动其背景是发生在大气景

49、是发生在大气水渗流带和潜流水渗流带和潜流带中。带中。大气水渗流大气水渗流带可以细分上部带可以细分上部渗流带和下部渗渗流带和下部渗流带，大气水潜流带，大气水潜流带可细分为上流带可细分为上部活动性透镜带部活动性透镜带和下部不活动性和下部不活动性的深带的深带渗渗流流带带潜潜流流带带理理想想的的喀喀斯斯特特剖剖面面（1）渗透带）渗透带（Infiltation Zone）渗透带即上部渗渗透带即上部渗流带。该带以产流带。该带以产生垂直发育的洞生垂直发育的洞穴为特征，地表穴为特征，地表可以有或无土壤可以有或无土壤盖层。盖层。理理想想的的喀喀斯斯特特剖剖面面（2 2）渗滤带（）渗滤带（Percolation

50、ZonePercolation Zone）渗滤带指下部渗流带。渗滤带指下部渗流带。以地下水的垂直运动为以地下水的垂直运动为主，几乎没有溶解作用。主，几乎没有溶解作用。但在上部厚的土壤层、但在上部厚的土壤层、开放裂缝和落水洞之下开放裂缝和落水洞之下的局部地方中可见活跃的局部地方中可见活跃的溶解作用和水动力侵的溶解作用和水动力侵蚀。其底部靠近潜水面蚀。其底部靠近潜水面的部位常形成一个厚可的部位常形成一个厚可达达2 2米的毛细管作用带。米的毛细管作用带。带内洞穴充填物更丰富带内洞穴充填物更丰富更加多元化，可能与毛更加多元化，可能与毛细管作用带内强烈的碳细管作用带内强烈的碳酸盐沉淀作用有关。酸盐沉淀作