碳酸盐岩储层地质学

油气勘探战略转移的主要特点探明程度大于43％探明程度小于10％海相层系－我国油气勘探战略转移的重中之重

东部单型盆地浅层西部叠合盆地深层中新生代陆相碎屑岩古生代海相碳酸盐岩战略转移6大特点2023/6/141当前第1页\共有68页\编于星期二\12点为什么要转移到海相碳酸盐岩层系海相层系－我国油气勘探战略转移的重中之重

海相沉积盆地分布广，面积大，资源量大，战略意义重大39.7亿吨油当量94.9亿吨油当量气7.5万亿方气3.58万亿方气5.45万亿方据二次资评，转引自钱凯李本亮许惠中,2002主要盆地海相层系约300亿吨油气当量的分布我国海相沉积总面积大于455万km2：陆上海相盆地28个，330万km2；海域海相盆地22个，125万km2（据周玉琦等，2002）2023/6/142当前第2页\共有68页\编于星期二\12点为什么要转移到海相碳酸盐岩层系海相层系－我国油气勘探战略转移的重中之重

已经在海相碳酸盐岩层系找到一批油气田轮南－塔河油田15亿吨，奥陶系缝洞灰岩(1997)普光气田1144亿方，三叠系鲕砾滩白云岩(2003)五百梯气田650亿方，石炭系白云岩(1989)和田河气田620亿方，石炭系－奥陶系灰岩－砂岩(1995)靖边气田3000亿方，奥陶系古岩溶白云岩(1989)威远气田400亿方，震旦系白云岩(1964)2023/6/143当前第3页\共有68页\编于星期二\12点碳酸盐岩沉积学碳酸盐岩储层地质学碳酸盐岩沉积学与储层地质学2023/6/144当前第4页\共有68页\编于星期二\12点一、概述二、碳酸盐岩岩石学三、碳酸盐岩标准相带模式四、碳酸盐岩台地结构类型第一单元碳酸盐岩沉积学2023/6/145当前第5页\共有68页\编于星期二\12点全球碳酸盐产率分布一、概述2023/6/146当前第6页\共有68页\编于星期二\12点大巴哈马滩2023/6/147当前第7页\共有68页\编于星期二\12点并进型碳酸盐岩体系（keepup）追赶型碳酸盐岩体系（catchup）一、概述碳酸盐沉积作用：温、清、浅2023/6/148当前第8页\共有68页\编于星期二\12点一、概述二、碳酸盐岩岩石学三、碳酸盐岩标准相带模式四、碳酸盐岩台地结构类型第一单元碳酸盐岩沉积学2023/6/149当前第9页\共有68页\编于星期二\12点二、碳酸盐岩岩石学1、矿物成分

主要为方解石和白云石；其次为陆源碎屑矿物。2、结构组分和结构类型3、碳酸盐岩的主要类型2023/6/1410当前第10页\共有68页\编于星期二\12点1）结构组分结构组分颗粒

指在沉积盆地内由化学、生物化学、生物作用及波浪、岸流、潮汐作用形成的碳酸盐颗粒，它在盆内就地沉积或经短距离搬运再沉积而成。它可与碎屑岩中的颗粒进行类比二、碳酸盐岩岩石学2023/6/1411当前第11页\共有68页\编于星期二\12点结构组分颗粒泥晶基质充填在颗粒之间，与颗粒同时经机械沉积作用形成的，粒度小于0.03mm方解石晶体。可与碎屑岩中的粘土杂基进行类比1）结构组分二、碳酸盐岩岩石学2023/6/1412当前第12页\共有68页\编于星期二\12点1）结构组分结构组分颗粒泥晶基质亮晶胶结物充填在颗粒之间，从孔隙水中经化学沉淀作用形成的，晶体相对较粗和明亮，对颗粒起胶结作用的方解石晶体。它可与碎屑岩中的胶结物相类比二、碳酸盐岩岩石学2023/6/1413当前第13页\共有68页\编于星期二\12点结构组分颗粒泥晶基质亮晶胶结物生物格架原地生长的造礁生物以其坚硬的钙质骨骼形成的骨骼格架，其间充填灰泥杂基、生物屑等。polychaete多毛目环节动物1）结构组分一、碳酸盐岩岩石学和成岩作用2023/6/1414当前第14页\共有68页\编于星期二\12点2023/6/1415当前第15页\共有68页\编于星期二\12点托盘类管孔藻海绵2023/6/1416当前第16页\共有68页\编于星期二\12点珊瑚苔藓虫2023/6/1417当前第17页\共有68页\编于星期二\12点1）结构组分结构组分颗粒泥晶基质亮晶胶结物生物格架晶粒经重结晶和交代作用形成的均一的碳酸盐晶体。按晶粒的大小可进一步细分为粗晶、中晶、细晶、粉晶和微晶二、碳酸盐岩岩石学2023/6/1418当前第18页\共有68页\编于星期二\12点1）结构组分结构组分颗粒泥晶基质亮晶胶结物生物格架晶粒内碎屑盆内弱固结的碳酸盐沉积物，经岸流、潮汐及波浪等作用剥蚀破碎并经过再沉积的碳酸盐颗粒。按粒度可分为：砾屑、砂屑、粉屑、泥屑如何区分泥屑、泥晶和微晶？二、碳酸盐岩岩石学2023/6/1419当前第19页\共有68页\编于星期二\12点二、碳酸盐岩岩石学1）结构组分结构组分颗粒泥晶基质亮晶胶结物生物格架晶粒内碎屑鲕粒具有核心和同心纹层组成的球状－椭球状颗粒。当粒度大于2mm时叫豆粒2023/6/1420当前第20页\共有68页\编于星期二\12点结构组分颗粒泥晶基质亮晶胶结物生物格架晶粒内碎屑鲕粒空心鲕：无核心真鲕：核心＜同心层复鲕：鲕粒中包裹有二个或以上的小鲕表鲕：核心＜同心层1）结构组分二、碳酸盐岩岩石学2023/6/1421当前第21页\共有68页\编于星期二\12点2023/6/1422当前第22页\共有68页\编于星期二\12点2023/6/1423当前第23页\共有68页\编于星期二\12点结构组分颗粒泥晶基质亮晶胶结物生物格架晶粒内碎屑鲕粒藻粒与藻类有关的碳酸盐颗粒。1）结构组分二、碳酸盐岩岩石学2023/6/1424当前第24页\共有68页\编于星期二\12点结构组分颗粒泥晶基质亮晶胶结物生物格架晶粒内碎屑鲕粒藻粒球粒由泥晶碳酸盐组成，不具内部构造的次球状、椭球状颗粒，多与粪便成因有关。2）结构组分（二）碳酸盐岩岩石学球粒2023/6/1425当前第25页\共有68页\编于星期二\12点二、碳酸盐岩岩石学1）结构组分结构组分颗粒泥晶基质亮晶胶结物生物格架晶粒内碎屑鲕粒藻粒球粒生物颗粒各类生物骨骼及其碎屑。2023/6/1426当前第26页\共有68页\编于星期二\12点二、碳酸盐岩岩石学1）结构组分结构组分颗粒泥晶基质亮晶胶结物生物格架晶粒内碎屑鲕粒藻粒球粒生物颗粒团块由多种碳酸盐颗粒构成的复合颗粒。2023/6/1427当前第27页\共有68页\编于星期二\12点结构组分颗粒泥晶基质亮晶胶结物生物格架晶粒内碎屑鲕粒藻粒球粒生物颗粒团块1）结构组分二、碳酸盐岩岩石学2023/6/1428当前第28页\共有68页\编于星期二\12点2）主要结构类型（1）亮晶粒屑结构二、碳酸盐岩岩石学2023/6/1429当前第29页\共有68页\编于星期二\12点（2）泥晶粒屑结构2）主要结构类型二、碳酸盐岩岩石学2023/6/1430当前第30页\共有68页\编于星期二\12点（3）粒屑泥晶结构2）主要结构类型二、碳酸盐岩岩石学2023/6/1431当前第31页\共有68页\编于星期二\12点（4）泥晶结构2）主要结构类型二、碳酸盐岩岩石学2023/6/1432当前第32页\共有68页\编于星期二\12点（5）晶粒结构2）主要结构类型二、碳酸盐岩岩石学2023/6/1433当前第33页\共有68页\编于星期二\12点（6）生物格架结构2）主要结构类型二、碳酸盐岩岩石学2023/6/1434当前第34页\共有68页\编于星期二\12点（7）生物粘结结构2）主要结构类型二、碳酸盐岩岩石学2023/6/1435当前第35页\共有68页\编于星期二\12点（一）碳酸盐岩岩石学1、矿物成分

主要为方解石和白云石；其次为陆源碎屑矿物。2、结构组分和结构类型3、碳酸盐岩的主要类型二、碳酸盐岩岩石学2023/6/1436当前第36页\共有68页\编于星期二\12点碳酸盐岩分类表

(Dunham,1962)骨架灰岩分类表

(EmbryandKlovan,1971)二、碳酸盐岩岩石学3、碳酸盐岩的主要类型2023/6/1437当前第37页\共有68页\编于星期二\12点二、碳酸盐岩岩石学2023/6/1438当前第38页\共有68页\编于星期二\12点1、根据成因：原生白云岩、次生白云岩2、根据白云石化程度：

1）有残余结构：残余鲕粒白云岩、残余生屑白云岩等

2）无残余结构：巨晶、粗晶、中晶、细晶、粉晶、微晶白云岩。白云岩的分类二、碳酸盐岩岩石学2023/6/1439当前第39页\共有68页\编于星期二\12点二、碳酸盐岩岩石学1）有残余结构6号山∈1w32残余颗粒白云岩含中鲕粗鲕白云岩。罗家2，3214.1m。亮晶中鲕白云岩。罗家5井，2946.01m。含砾屑粗鲕白云岩。罗家2井，3244.5m。2023/6/1440当前第40页\共有68页\编于星期二\12点二、碳酸盐岩岩石学2）无残余结构含灰粉晶白云岩，罗家2井，3282.9m。渡3-3，4341.6m中晶白云岩渡2-5，4374.3m泥晶白云岩，罗家5井，2950.13m。微晶白云岩细晶白云岩龙会3-3,3740.6m渡5-1，4854m粉晶白云岩中晶白云岩晶粒白云岩2023/6/1441当前第41页\共有68页\编于星期二\12点白云石问题：白云岩在前寒武纪和古生代地层中极其普遍，但在全新世沉积中却十分罕见，代之于大量石灰岩的沉积，其中的原因众说纷纭，尚无定论，这就是沉积学乃至地质学中著名的“白云石”问题。

二、碳酸盐岩岩石学2023/6/1442当前第42页\共有68页\编于星期二\12点白云石形成中存在的问题：1）现代海水对白云石过饱和，但没有白云石沉淀；2）常温常压模拟实验，未能沉淀出白云石；目前，人们将白云石不能从过饱和的海水溶液中沉淀出来的原因归于化学动力学屏障：①Mg2+具有高的水合作用能（1926kj/mol）从而降低了Mg2+的离子活度，而Ca2+的水合作用能较低（1579kj/mol）②极低的CO32-浓度，更低的CO32-活度，且大多数CO32-与Na+、Mg2+

和Ca2+

结合成中性的离子对，如Mg2++CO32-<=>MgCO30

③硫酸盐的存在，导致了中性的MgSO40和CaSO40

离子对的形成从而进一步降低了Ca2+和Mg2+的离子活度。二、碳酸盐岩岩石学2023/6/1443当前第43页\共有68页\编于星期二\12点二、碳酸盐岩岩石学蒸发泵吸白云石化模式2023/6/1444当前第44页\共有68页\编于星期二\12点二、碳酸盐岩岩石学回流渗透白云石化模式2023/6/1445当前第45页\共有68页\编于星期二\12点二、碳酸盐岩岩石学混合水白云石化模式2023/6/1446当前第46页\共有68页\编于星期二\12点二、碳酸盐岩岩石学埋藏白云石化模式2023/6/1447当前第47页\共有68页\编于星期二\12点交代白云石化机理存在的问题：忽略了对海水中基本的化学动力学制约的讨论！Lippmann(1973)指出，蒸发作用过程由于伴随着CO32-

自由离子活度的降低，尽管形成高的Mg/Ca比，但并不能促进白云石化作用。因低的CO32-

离子活度，使得CO32-

更频繁地与浓缩的阳离子接触，导致更多中性离子对（MgCO30）的形成，从而进一步抑制了白云石的形成。

二、碳酸盐岩岩石学2023/6/1448当前第48页\共有68页\编于星期二\12点一、概述二、碳酸盐岩岩石学三、碳酸盐岩标准相带模式四、碳酸盐岩台地结构类型第一单元碳酸盐岩沉积学2023/6/1449当前第49页\共有68页\编于星期二\12点现代碳酸盐海岸—浅海沉积环境当前第50页\共有68页\编于星期二\12点沿岸分布的现代丘礁群（碳酸盐岩海岸-生物礁和滩沉积环境）现代碳酸盐沉积环境当前第51页\共有68页\编于星期二\12点现代碳酸盐沉积环境骨架礁当前第52页\共有68页\编于星期二\12点骨架礁现代碳酸盐沉积环境当前第53页\共有68页\编于星期二\12点粘结礁现代碳酸盐沉积环境2023/6/1454当前第54页\共有68页\编于星期二\12点障积礁现代碳酸盐沉积环境2023/6/1455当前第55页\共有68页\编于星期二\12点障积礁和灰泥现代碳酸盐沉积环境2023/6/1456当前第56页\共有68页\编于星期二\12点现代碳酸盐沉积环境造礁生物碎片和灰泥当前第57页\共有68页\编于星期二\12点堤状的堡礁礁后泻湖开阔海现代大堡礁沉积环境点滩潮坪礁坪滩当前第58页\共有68页\编于星期二\12点现代碳酸盐潮坪—浅海沉积环境浅海潮坪海滩潮间泻湖当前第59页\共有68页\编于星期二\12点深水生物礁（红珊瑚）当前第60页\共有68页\编于星期二\12点现代大巴哈马滩碳酸盐的浅海陆棚沉积环境示意图2023/6/1461当前第61页\共有68页\编于星期二\12点形成碳酸盐沉积的浅海环境分类

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