碳酸盐岩储层讲义课件

碳酸盐岩储层讲义课件1一、碳酸盐岩储层的重要性二、储层岩石类型三、储层储渗空间类型与空隙结构四、碳酸盐岩储层类型五、影响储层储集物性的因素六、碳酸盐岩储层的评价

第三节碳酸盐岩储集层一、碳酸盐岩储层的重要性第三节碳酸盐岩储集层2重要的油气储集层之一一、碳酸盐岩储层的重要性第三节碳酸盐岩储集层

储量>1亿桶（1370万吨）的546个油气田中，碳酸盐岩占40%世界上198个大油田（可采储量>1亿吨）统计，碳酸盐岩平均可采储量5.6×108吨，碎屑岩大油田平均可采储量2.9×108吨世界上确认的7口日产超过万吨的井都是碳酸盐岩储层。重要的油气储集层之一一、碳酸盐岩储层的重要性第三节碳酸盐3波斯湾油：710亿吨。沙特的盖瓦尔油田世界第一大，可采储量107亿吨。利比亚锡尔特40亿吨密执安、二叠等盆地油：134.5亿吨，3.75万亿方以上气伏尔加-乌拉尔30亿吨以上世界上主要碳酸盐岩大型油气田分布墨西哥湾12.5亿吨油，26.8万亿方气波斯湾利比亚锡尔特40亿吨密执安、二叠等盆地伏尔加-乌拉尔世4华北任丘震旦系雾迷山组

、大港油田千米桥奥陶系

塔河油田（奥陶系）探明油7.8亿吨;和田河气田我国主要碳酸盐岩油气田分布长庆油气田(o)气2909亿方川东北普光、龙岗等、川中磨溪、川东~川东南、川西南~川南。普光探明1143亿方。层位J（大安寨）、T（嘉陵江、雷口坡、飞仙关）、P（阳新统）、C（川东）、震旦系（威远）我国碳酸盐岩油气藏的勘探进入新的时代我国200多个油气田，碳酸盐岩占29%华北任丘震旦系雾迷山组、大港油田千米桥奥陶系塔河油田（奥5第三节碳酸盐岩储集层二、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都可能形成储层。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，新生代几乎没有。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80：1，早古生代3：1，前寒武纪1：3）。因此，早古生代主要是白云岩，晚古生代和中生代主要是石灰岩。第三节碳酸盐岩储集层二、储层岩石类型储层岩石类型：石灰岩6主要岩石类型：粒屑（鲕粒/生屑/内碎屑)灰岩（白云岩）、白云质灰岩、白云岩、礁灰岩主要岩石类型：粒屑（鲕粒/生屑/内碎屑)灰岩（白云岩）、7第二节碎屑岩储集层三、储层储渗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，空隙类型多，变化快，各种空隙往往经受几种因素的作用和改造。（一）储渗空间类型碳酸盐岩空隙类型划分方案多样。第二节碎屑岩储集层三、储层储渗空间类型与空隙结构8成因分类成因分类9

粒间孔隙

粒内孔隙

晶间孔隙溶模孔隙

窗格孔隙遮蔽孔隙生长格架孔隙组构选择性的裂缝

溶沟溶洞非组构选择性的角砾孔隙生物钻孔生物潜穴

收缩孔隙

组构选择性或非组构选择性的

碳酸盐岩的空隙类型(据ChoquetteandPray,1970)粒间孔隙粒内孔隙晶间孔隙溶模孔隙窗格孔隙遮10碳酸盐岩储层讲义课件11A第四纪藻丘格架孔,Bermuda.Corallinealgaeshowaswhitelayers,porosityisblack.Scaleincm,photobyR.N.Ginsburg.ReprintedbypermissionofAAPG.B.半固结潮上相序中的窗格孔,SugarloafKey,Florida.PhotobyGeneShinn.A第四纪藻丘格架孔,Bermuda.Coralline12晶洞孔隙(VUG)，JurassicSmackoverooidgrainstonesintheArcoBodcaw#1well,10,894’,southernArkansas.Plainlight.Thesevugsmaybesolutionenlargedinterparticleporosity(sxBP).白云岩晶洞Coreslabat1400mfromadeepcore,EnewetakAtoll,westernPacific.Arrowsindicatevuggyporosity(VUG)developedinmediumcrystallinedolomite.晶洞孔隙(VUG)，JurassicSmackove13针孔粉—细晶球粒白云岩-好的储层，针孔为球粒选择性溶蚀作用的产物。普光6井，9（70/121），5×10，（-）

针孔粉—细晶球粒白云岩-好的储层，针孔为球粒选择性溶蚀作用的14碳酸盐岩储层讲义课件15碳酸盐岩储层讲义课件16储层类型表储层类型表17碳酸盐岩储层讲义课件18碳酸盐岩的储集空间构架迈杰鲍尔（1980）将具有孔、洞、缝的储集层中被裂缝分割的岩块称为”基质“碳酸盐岩的储集空间构架迈杰鲍尔（1980）将具有孔、洞、缝的19（二）、喉道类型（注意裂缝沟通孔洞的作用）①构造裂缝型

喉道宏观呈片状，相对较长、较平直

根据裂缝宽度分为：大裂缝喉道---宽度＞0.1mm小裂缝喉道---宽度0.1～0.01mm微裂缝喉道---宽度＜10μm微裂缝型喉道①构造裂缝型②晶间隙型③孔隙缩小型④管状喉道⑤解理缝型（二）、喉道类型（注意裂缝沟通孔洞的作用）①构造裂缝型微20弯曲型曲折型不平直型宽度不等型规则型短喉型

②晶间隙型

---喉道为白云石或方解石晶体间的缝隙。与裂缝型喉道相比具有窄、短、平的特点。

按其形态可分为六种类型：规则型短喉型弯曲型曲折型不平直型宽度不等型。弯曲型曲折型不平直型宽度不等型规则型21③孔隙缩小型--孔隙与喉道无明显界限，缩小的狭窄部分即为喉道(由于孔隙内晶体生长，或其它充填物等各种原因形成)。⑤解理缝型--喉道为沿粗大白云石或方解石晶体解理面裂开或经溶蚀扩大而形成。④管状喉道--孔隙与孔隙之间由细长的管子相连，其断面接近圆形。⑤解理缝型③孔隙缩小型④管状喉道③孔隙缩小型--孔隙与喉道无明显界限，缩小的狭窄部分即为22（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（三）、储渗特征储集空间类型多、成因复杂，次生改造作用明显23空隙结构：空隙与喉道大小、形态及其相互连通关系按空隙结构的特点和对开发效果的影响，可将碳酸盐岩孔隙结构分为以下四种类型（吴元燕等）：

大缝洞型孔隙结构、微缝孔隙型孔隙结构

裂缝型孔隙结构、复合型孔隙结构（四）、碳酸盐岩储层的空隙结构类型注意：其指的孔隙是广义的孔隙概念空隙结构：按空隙结构的特点和对开发效果的影响，可将碳酸24③上洞下喉型溶洞上部无连通喉道，下有裂缝喉道与之连通。洞中油气不易采出。均质型下洞上喉型上洞下喉型大缝洞孔隙结构模式图②下洞上喉型溶洞上面有裂缝型喉道连通，下面无喉道，该类结构驱油效率不高。

①宽喉均质型溶洞周围被宽度大致相等的裂缝型喉道连通。喉道宽、连通好。该类结构水驱油效率高。

1、大缝洞型空隙结构：以宽度＞0.1mm的裂缝为喉道，连通大、中型溶洞所组成的孔隙结构，细分为3种类型：③上洞下喉型均质型下洞上喉型252微缝孔隙型孔隙结构：以微裂缝及晶间隙为喉道，连通各种孔隙和小型洞所组成的孔隙结构。主要分为：短喉型、网格型、细长型三类：

①短喉型：储集空间多为晶间孔、粒间孔隙和小的溶蚀孔洞；喉道短、宽、多而平直；孔喉比较小，连通性好，对油气的储渗非常有利。

短喉孔隙结构2微缝孔隙型孔隙结构：以微裂缝及晶间隙为喉道，连通各种26

②网格型：喉道呈网格状（c、d)，连通各种晶间孔隙和小的溶蚀孔洞，其储渗能力比短喉型差。

③细长型：喉道细长而曲折（e)，孔隙不发育，连通性不好，储集性能差。晶间网状孔隙结构微裂缝网格状弯曲细长孔隙结构微缝型孔隙结构类型图②网格型：喉道呈网格状（c、d)，连通各种晶间孔隙和小的273、裂缝型孔隙结构：储集空间和喉道均为裂缝。

储集性能取决于缝宽、裂缝密度、分布均匀与否4、复合型孔隙结构：裂缝、溶洞、微裂缝及小孔隙混合而成的极不规则的空隙结构。

复合型孔隙结构模式图

3、裂缝型孔隙结构：储集空间和喉道均为裂缝。4、复合型28四、储层类型划分方案多，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、开发中表现出来的特点碳酸盐岩储集层类型1、巴格琳采娃（1982）（一）按储集空间第三节碳酸盐岩储集层四、储层类型划分方案多，比较一致的划分原则是考虑孔、洞、缝发29基本类型过渡类型复合类型1孔隙型4孔隙溶洞型7孔洞缝型2洞穴型5裂缝孔隙型3裂缝型6裂缝溶洞型2、唐泽尧（1985）基本类型过渡类型复合类型1孔隙型4孔隙溶洞型7孔洞缝型2洞穴30（二）、依据空间类型与储集性能（二）、依据空间类型与储集性能31（三）依据空隙类型及其渗流条件（斯麦霍夫，1974）

注意：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。如何建立孔隙、洞穴、裂缝三重介质储层模型？（三）依据空隙类型及其渗流条件（斯麦霍夫，1974）32（四）典型碳酸盐岩储层类型

1）孔隙型碳酸盐岩储集层沙特：加瓦尔（可采储量107亿吨）砂屑灰岩，钙藻、有孔虫，φ21%，K4000md伊拉克：基尔库克（可采储量21.4亿吨）生物礁。2）裂缝型碳酸盐岩储集层伊朗：加奇沙兰（阿斯马利灰岩，单井日产1.3万吨）。3）溶蚀孔洞型碳酸盐岩储集层放空，井喷。我国任丘1000t/d；塔河油田4）复合型碳酸盐岩储集层（四）典型碳酸盐岩储层类型33①沉积因素：取决于沉积作用或过程，是影响原生孔隙发育的主要因素；②成岩因素：改善或破坏储层的基本物性。③构造因素：此种影响主要取决于构造变动，形成断层、裂缝等，改造和叠加于原始骨架之上，造成流体流动的隔挡或通道；储层性质构造成岩沉积成岩作用的复杂性构造演化的阶段性沉积格局的多样性规模不一，垂向韵律和物性，连通与连续性规模小，内部物性不均一，深度差异规模大，油藏的类型，渗流方向五、影响储层物性的因素第二节碳酸盐岩储集层①沉积因素：取决于沉积作用或过程，是影响原生孔隙发育的主要因34（一）原生孔隙发育的因素及分布规律沉积作用，即介质的水动力条件决定原生孔隙的发育程度。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、鸟眼孔、白云石晶间孔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：机械成因的碳酸盐沉积以粒间孔为特征、生物成因的以骨架孔、生物钻孔为特征、潮坪沉积以窗格孔为特征。1、影响原生孔隙发育的因素（一）原生孔隙发育的因素及分布规律沉积作用，即介质的水动力条35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65%，但相互连通性差，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，则可形成开放性的孔隙系统。晶间孔隙可以是沉积期形成，但更多是在成岩阶段因重结晶、白云石化等形成。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。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36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、高能的沉积环境、有利于造礁生物繁殖的环境常是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。在碳酸盐岩中，孔隙型储集层多见于岩石结构比较粗的岩类中，其分布范围受沉积环境及成岩过程控制。垂向地层剖面上有一定的层位，处于向上变浅序列上部。平面上有一定的部位2、原生孔隙储层的分布规律主要受颗粒（粒屑）的大小、分选及灰泥基质的含量、造礁生物的繁37碳酸盐岩储层讲义课件38碳酸盐岩储层讲义课件39碳酸盐岩储层讲义课件40生物礁环境生物礁环境41龙岗1井龙岗1井42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度受岩石本身性质、地下水的溶解能力、热动力条件（气候、地貌与构造变动）等有关因素控制。（二）影响溶蚀孔洞发育的因素及分布规律1．影响因素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43由于富含CO2的地下水，对碳酸盐岩的溶解度通常与Ca/Mg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）增加而减小岩石的溶解度顺序大体为：

石灰岩>云质灰岩>灰质云岩>白云岩>含泥质灰岩>泥灰岩

－取决于岩石矿物成分、不溶组分含量、岩石结构等（1）岩石的溶解作用（岩溶作用）1）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CO2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。由于富含CO2的地下水，对碳酸盐岩的溶解度通常与Ca/Mg比44

岩石的矿物成分不同其溶解度也不同。已有资料表明：方解石和白云石的溶解度决定于水中CO2的含量、地下水的温度和硫酸钙的含量等。

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CO2含量高时，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解石高（图中B）。一般在CO2含量较高的水中，在低温条件下（小于0℃）方解石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增加关系不大，而方解石的溶解度明显随之下降（图中C）。1.方解石2.白云石岩石的矿物成分不同其溶解度也不同。已有资料表明：方解45粗粒碳酸盐岩粒间、晶间孔隙发育，水溶液可较容易地通过，易进行溶解作用。

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沉积的，粘土含量少，质纯且多为中—粗粒结构，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，降低了溶解度，不利于溶蚀孔洞发育。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462）水的溶解能力－取决于水的性质和水的运动状况水的酸性越强（CO2和有机酸含量越高）其溶解能力越强水中富含硫酸根离子（SO42-)时,对白云石的溶解能力更强水活动性好，有利于岩石溶解形成重碳酸盐而被带走温压增高时,地下水的溶蚀能力增强。每增加10℃，溶蚀程度可能增加2倍。温度，oC淋溶时间，h每小时内1g样品淋溶数量，mgMgCO3CaCO3CaMg(CO3)2255.750.200.420.62504.50.220.690.91温度对碳酸盐岩淋溶作用的影响2）水的溶解能力－取决于水的性质和水的运动状况水的酸性越强47地貌：河谷、海岸、湖岸－汇水区、泄水区，溶蚀作用时间长3）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地貌：河谷、海岸、湖岸－汇水区、泄水区，溶蚀作用时间长3）48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CO2含量等有关。

炎热多雨的气候—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。

在雨量充沛和气候温暖的地区，岩溶作用过程迅速，形成良好的土壤和红土、大量的落水洞和垮塌角砾岩；在温暖的半干燥气候条件下常形成钙结壳。气候是影响岩溶发育的外部关键因素。49与不同气候条件有关的常见的岩溶特征薄钙结层潜水面胶结很差Mg方解石和文石文石和方解石胶结差厚钙结层薄土胶结差文石和方解石方解石胶结物干旱气候，无溶沟半干旱气候，尖锐溶沟钙质红土壤无钙结层潮湿气候，圆形溶沟垮塌角砾富含胶结物富含胶结物顶垮塌角砾与不同气候条件有关的常见的岩溶特征薄钙结层潜水面胶结很差Mg50构造因素：

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；稳定或上升缓慢期，发育好。出现多层岩溶带。构造因素：51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521）、白云石化作用石灰岩中的方解石被白云石交代而形成白云岩的作用。A、经白云石化后，白云石晶粒体积比方解石晶体体积缩小12~13%，岩性变疏松，物性变好。B、溶解学说：在白云石交代方解石过程中，溶解>沉淀，产生溶蚀孔隙（2）、其它成岩作用的影响有人强调：大型碳酸盐岩储层的形成都与白云石化有关1）、白云石化作用石灰岩中的方解石被白云石交代而形成白云53滨外滩微相的粉晶棘屑白云岩-好的储层。普光6井滨外滩微相的粉晶棘屑白云岩-好的储层。普光6井54碳酸盐岩储层讲义课件552）、重结晶作用使岩石晶粒变粗，晶间孔隙个体变大，物性变好。3）去白云石化作用：

也会使方解石晶粒变粗，孔隙变大

2）、重结晶作用使岩石晶粒变粗，晶间孔隙个体变大，物性变好。56

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；地下水活跃区为溶蚀空间发育的很好部位；断裂发育部位；长期持续抬升地区岩溶发育（即沉积间断时间长）；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？2、分布规律（表生期溶蚀）在厚层、质纯、粗粒结构的粗粒碳酸盐岩中，白云岩储层？埋57(三）、裂缝发育的控制因素及分布规律1、碳酸盐岩裂缝的成因类型

按成因，将裂缝别分为构造缝、非构造缝

（1）构造缝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缝。按力学性质：压性裂缝、张性缝、扭性缝、压扭性、张扭性裂缝

(三）、裂缝发育的控制因素及分布规律1、碳酸盐岩裂缝的成因类58（2）非构造裂缝：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缝。这类裂缝的发育大多无明显规律，变化大。成岩缝：由压实、失水收缩、干裂、重结晶形成。

溶蚀缝：地下水对原有裂缝扩大、改造而成。古风化壳上最发育。

压溶裂缝：富含CO2的地下水沿裂缝或层理流动，选择性溶解－缝合线。

沉积-构造缝：在层理和成岩裂缝的基础上，再经构造力作用形成的缝。（2）非构造裂缝：沉积物失水收缩、压实、压溶、岩石崩塌滑坡、592、构造裂缝发育和分布的控制因素1）岩性：裂缝发育的主因是岩石的脆性。脆性越大，越利于裂缝发育。各种碳酸盐岩脆性大小顺序是白云岩→泥（灰）质白云岩→白云质灰岩→灰岩→泥灰岩→灰质泥岩。盐岩和膏岩表现为塑性，通常为盖层。2）结构：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。结晶粗的脆性大，颗粒排列整齐者裂缝密度大，反之则小。2、构造裂缝发育和分布的控制因素1）岩性：裂缝发育的主因是岩603）层厚及组合：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。4）成岩作用影响：白云岩化、重结晶作用使晶粒变粗，脆性增大。5）构造因素影响：主要是作用力的强弱、性质、受力次数、变形环境和阶段等。一般情况，受力强、张力大、受力次数多的构造部位裂缝发育；同类岩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期阶段，裂缝密度大，组系多，前期则相应的较小或少。3）层厚及组合：薄层状碳酸盐岩中裂缝密度较厚层中的大，但规模61（1）在褶皱上的分布一般：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。

长轴背斜，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，轴线扭曲处的外侧箱状背斜，则裂缝在肩部最发育短轴背斜，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。3、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（1）在褶皱上的分布3、裂缝的分布因此，地下构造的认识对提高62（2）在断层附近发育裂缝低角度断层引起的裂缝比高角度断层引起的裂缝要发育；断层组引起的裂缝比单一断层引起的裂缝发育；断层牵引褶皱的拱曲部位裂缝最发育；断层消失部位因应力释放裂缝亦很发育；断层面附近的裂缝可分为角砾缝带及羽状缝带。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；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。（2）在断层附近发育裂缝63（3）地下水活动对裂缝发育也有一定的影响

含CO2的地下水可以扩大裂缝形成溶孔溶洞，亦可充填裂缝。这取决于CO2含量及地下水的流动情况，一般大缝充填少，小缝充填多。（3）地下水活动对裂缝发育也有一定的影响64四川局：根据构造裂缝油气田裂缝分布规律，提出了“一占三沿”的布井原则：

占高点沿长轴沿扭曲沿断裂四川局：根据构造裂缝油气田裂缝分布规律，提出了“一占三沿”的65砂岩与碳酸盐岩储集性质比较

孔隙大小与颗粒直径和分选好坏关系较少，受次生作用影响大与颗粒直径、分选好坏等有密切关系由于经受沉积后的各种改造，溶洞、裂缝发育，变化极大虽受成岩后生变化影响，但几乎仍为粒间孔隙最终孔隙类型原始孔隙类型粒间孔隙较多，但其他孔隙类型也很重要几乎全为粒间孔隙一般为原始孔隙度的一半或一半以上，储层普遍为15-30%成岩后的孔隙度一般只有原始孔隙度很小一部分或接近于零，储层中通常为5-15%沉积物中的原始孔隙度一般为40%-70%一般为25-40%碳酸盐岩砂岩岩石类型特征砂岩与碳酸盐岩储集性质比较孔隙大小与颗粒直径和分选好坏关66孔隙形状主要取决于颗粒形态、胶结情况和溶蚀程度的大小变化极大孔隙大小、形状和分布的一致性在均匀的砂岩体内，一般有好的一致性即使在单一类型的岩体内，变化也很大，从具有好的一致性到极不均一成岩作用的影响由于压实作用和胶结作用，孔隙有所减小，但溶蚀作用也会扩大孔隙影响很大，能够形成、消失甚至完全改变原有孔隙裂隙的影响除低渗透层外，对储层性质的影响一般不重要对储层性质影响很大孔隙度与渗透率的目估情况能大体进行估量从能大体进行目估到不能目估，而需要仪器测量岩心分析对储集层估价的作用适合作岩心分析对非均质性很强的储层，用大直径的岩心也难于对储层进行评价孔隙度与渗透率之间的关系有一定相关关系从有一定相关关系到不相关（序前表）孔隙形状主要取决于颗粒形态、胶结情况和溶蚀程度的大小变化极67六、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，由于裂缝的发育和溶蚀孔洞的存在，储层评价更为复杂。简便实用的方法，只讨论孔隙型储层或碳酸盐岩的”基质“的评价。裂缝与孔洞的评价作为单独因素加以考虑。第三节碳酸盐岩储集层六、碳酸盐岩储层的评价储层评价涉及到岩石学、沉积学、测井、68（一）孔隙度、渗透率单因素法（一）孔隙度、渗透率单因素法69（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）（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70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71四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）72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73四川盆地二叠系、三叠系碳酸盐岩气储集岩分类（罗蛰潭，1986）四川盆地二叠系、三叠系碳酸盐岩气储集岩分类（罗蛰潭，198674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。无通用方案，都具地方特色；有局限性。故，与试井分析方法结合对储集岩的评价就相对客观和宏观。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。

物性下限可分为三种：绝对下限在客观地质条件下，从这个值开始岩石中可以储集油气。

产出下限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。

工业下限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。即产出具有工业价值。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75碳酸盐岩储层讲义课件76A岩溶的分带☆表生岩溶的发育环境与特点（补充）A岩溶的分带☆表生岩溶的发育环境与特点（补充）77理想的喀斯特剖面含CaCO3溶液流体的运动其背景是发生在大气水渗流带和潜流带中。大气水渗流带可以细分上部渗流带和下部渗流带，大气水潜流带可细分为上部活动性透镜带和下部不活动性的深带渗流带潜流带理想的喀斯特剖面含CaCO3溶液流体的运动其背景78理想的喀斯特剖面（1）渗透带（InfiltationZone）渗透带即上部渗流带。该带以产生垂直发育的洞穴为特征，地表可以有或无土壤盖层。理想的喀斯特剖面（1）渗透带（InfiltationZon79理想的喀斯特剖面（2）渗滤带（PercolationZone）渗滤带指下部渗流带。以地下水的垂直运动为主，几乎没有溶解作用。但在上部厚的土壤层、开放裂缝和落水洞之下的局部地方中可见活跃的溶解作用和水动力侵蚀。其底部靠近潜水面的部位常形成一个厚可达2米的毛细管作用带。带内洞穴充填物更丰富更加多元化，可能与毛细管作用带内强烈的碳酸盐沉淀作用有关。理想的喀斯特剖面（2）渗滤带（PercolationZon80（3）透镜带（LenticularZone）透镜带为上部潜流带也即是活动潜流带。因地下水成水平流动，使透镜带以形成大量水平洞穴为特征，半垂直洞穴是次要的。大多数的岩溶孔隙在该带产生，特别是在靠近潜水面的部位。可有大量的潜流胶结物形成，也可有大量的坍塌角砾及流水作用形成的水携机械沉积物充填洞穴中。理想的喀斯特剖面（3）透镜带（LenticularZone）透镜带为上部潜81理想的喀斯特剖面（4）停滞潜流带为不活动的下部潜流带。带内地下水流速很低，且水介质成分与周围岩石或沉积物处于平衡状态，其溶解作用和水力侵蚀作用都明显减弱。向深部与埋藏基岩逐渐过渡，其下界一般不易确定。理想的喀斯特剖面（4）停滞潜流带为不活动的下部潜流带。带内地82表生岩溶作用形成的储集空间类型及其评价表

表生岩溶作用形成的储集空间类型及其评价表83风化壳岩溶垂向分带（第四期）塔中1井下奥陶统岩溶垂向分带垂直渗流岩溶带：3585～3727m,厚142m。水平潜流岩溶带：3727～4135m，厚度为408m。深部缓流岩溶带：4135m～4336m，厚201m。风化壳岩溶垂向分带（第四期）塔中1井下奥陶统岩溶垂向分带垂直84B、灰岩与白云岩岩溶作用的差异

1、在质纯、层厚的均匀块状灰岩中，岩溶作用主要集中发育在裂隙中，多表现为沿裂隙的溶蚀扩大的分异作用。

2、在质纯、层厚的均匀白云岩中，溶蚀作用主要表现为沿骨架间孔隙或晶间隙的扩散流溶蚀作用，从而产生整体的岩溶化作用，多形成蜂窝状的小型溶孔及小型溶洞，很少发育成大型溶洞。在岩溶地貌上，不易于形成悬崖峭壁，多形成缓丘状的“馒头山”。B、灰岩与白云岩岩溶作用的差异

1、在质纯、层厚的均匀块状85岩溶水流动状态示意图

（据James和Choqutte,1988；Mussman等，1988；修改）岩溶水在灰岩和白云岩中的流动状态岩溶水流动状态示意图岩溶水在灰岩和白云岩中86特征类型灰岩型岩溶白云岩型岩溶岩溶层岩性致密灰岩多孔白云岩岩溶地貌各种岩溶地貌溶丘、馒头山地下水运动状态沿溶缝、溶洞的管状流为主沿多孔层的散流、漫流为主地下岩溶形态落水洞、溶缝和大型水平溶洞，溶洞直径一般为米级，最大可大10余米中小型溶蚀孔洞大量发育，呈蜂窝状，孔洞直径一般小于1cm，最大不超过1m充填物特征多为垮塌角砾岩、地下暗河沉积及方解石半～全充填。发育砂泥质充填物为方解石、白云石等半充填，充填程度较低，砂、泥质充填物较少岩溶带厚度单个岩溶带厚度小单个岩溶带厚度大储集性能好－中好特征类型灰岩型岩溶白云岩型岩溶岩溶层岩性致87碳酸盐岩储层讲义课件88☆埋藏溶解作用（补充）1、概述

埋藏期的碳酸盐矿物主要是已稳定化的方解石、白云石。虽然压实作用和胶结作用巳使岩石的孔隙性和渗透性明显降低，但储层中仍然保存含各种地下流体的渗滤通道。各种成岩流体在压力、重力、浮力、热力等作用的驱动下在岩石的渗流系统内发生着不同规模的流动。随物理化学、地球化学条件的变化，在埋藏成岩环境中会产生对碳酸盐矿物欠饱和的流体或对碳酸盐矿物具腐蚀性的活性流体。这类流体在碳酸盐岩孔隙—裂缝系统中渗流时便可能对碳酸盐矿物发生溶解作用形成埋藏溶解孔。☆埋藏溶解作用（补充）1、概述892、埋藏溶解作用的流体（1）对碳酸盐欠饱和的埋藏流体

￭地表灌入水￭含水矿物脱水￭粘土矿物转变排水（2）富CO2的埋藏孔隙水（3）富有机酸的埋藏孔隙水—最重要的埋藏溶解流体类型（4）富H2S的油田水2、埋藏溶解作用的流体903、埋藏溶解作用的有机成岩背景

碳酸盐岩埋藏溶解作用的发生过程在总体上受控于有机质热演化过程。这种情况与砂岩储层中的完全相似，即在碳酸盐岩储层成岩过程中，同样有两个埋藏溶解作用发育期。

第一期在短链脂肪酸大量生成期，地温范围大致在80℃一120℃。第二期在烃类热降解产生CO2高峰期和硫酸盐热化学还原大量生成H2S的高温阶段，地温大于150℃。3、埋藏溶解作用的有机成岩背景91（1）、温度和压力1）在地层水中方解石的溶解度随温度升高而降低；2）影响无机成岩反应；3）影响有机质热演化过程－提供酸性流体4）随温度和压力的增加，在深埋藏阶段，由溶解作用造成的白云岩次生孔隙比方解石多，这也是在埋藏深度>2000米后白云岩储层多余灰岩的重要原因。4、埋藏期岩溶发育的控制因素（1）、温度和压力4、埋藏期岩溶发育的控制因素92（2）、构造运动1）构造运动为酸性流体的运移提供了通道；2）构造运动形成的古构造环境影响埋藏期岩溶的发育

部位：埋藏期岩溶在一些古隆起的顶部和面向生烃凹陷的上斜坡带发育比较好，但在古隆起低部位埋藏期岩溶较弱。因此，研究腐蚀性的活性流体大规模生成、运移时的古构造背景可以来预测碳酸盐岩储层中溶解孔隙带的分布。（2）、构造运动93碳酸盐岩储层讲义课件94一、碳酸盐岩储层的重要性二、储层岩石类型三、储层储渗空间类型与空隙结构四、碳酸盐岩储层类型五、影响储层储集物性的因素六、碳酸盐岩储层的评价

第三节碳酸盐岩储集层一、碳酸盐岩储层的重要性第三节碳酸盐岩储集层95重要的油气储集层之一一、碳酸盐岩储层的重要性第三节碳酸盐岩储集层

储量>1亿桶（1370万吨）的546个油气田中，碳酸盐岩占40%世界上198个大油田（可采储量>1亿吨）统计，碳酸盐岩平均可采储量5.6×108吨，碎屑岩大油田平均可采储量2.9×108吨世界上确认的7口日产超过万吨的井都是碳酸盐岩储层。重要的油气储集层之一一、碳酸盐岩储层的重要性第三节碳酸盐96波斯湾油：710亿吨。沙特的盖瓦尔油田世界第一大，可采储量107亿吨。利比亚锡尔特40亿吨密执安、二叠等盆地油：134.5亿吨，3.75万亿方以上气伏尔加-乌拉尔30亿吨以上世界上主要碳酸盐岩大型油气田分布墨西哥湾12.5亿吨油，26.8万亿方气波斯湾利比亚锡尔特40亿吨密执安、二叠等盆地伏尔加-乌拉尔世97华北任丘震旦系雾迷山组

、大港油田千米桥奥陶系

塔河油田（奥陶系）探明油7.8亿吨;和田河气田我国主要碳酸盐岩油气田分布长庆油气田(o)气2909亿方川东北普光、龙岗等、川中磨溪、川东~川东南、川西南~川南。普光探明1143亿方。层位J（大安寨）、T（嘉陵江、雷口坡、飞仙关）、P（阳新统）、C（川东）、震旦系（威远）我国碳酸盐岩油气藏的勘探进入新的时代我国200多个油气田，碳酸盐岩占29%华北任丘震旦系雾迷山组、大港油田千米桥奥陶系塔河油田（奥98第三节碳酸盐岩储集层二、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都可能形成储层。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，新生代几乎没有。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80：1，早古生代3：1，前寒武纪1：3）。因此，早古生代主要是白云岩，晚古生代和中生代主要是石灰岩。第三节碳酸盐岩储集层二、储层岩石类型储层岩石类型：石灰岩99主要岩石类型：粒屑（鲕粒/生屑/内碎屑)灰岩（白云岩）、白云质灰岩、白云岩、礁灰岩主要岩石类型：粒屑（鲕粒/生屑/内碎屑)灰岩（白云岩）、100第二节碎屑岩储集层三、储层储渗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，空隙类型多，变化快，各种空隙往往经受几种因素的作用和改造。（一）储渗空间类型碳酸盐岩空隙类型划分方案多样。第二节碎屑岩储集层三、储层储渗空间类型与空隙结构101成因分类成因分类102

粒间孔隙

粒内孔隙

晶间孔隙溶模孔隙

窗格孔隙遮蔽孔隙生长格架孔隙组构选择性的裂缝

溶沟溶洞非组构选择性的角砾孔隙生物钻孔生物潜穴

收缩孔隙

组构选择性或非组构选择性的

碳酸盐岩的空隙类型(据ChoquetteandPray,1970)粒间孔隙粒内孔隙晶间孔隙溶模孔隙窗格孔隙遮103碳酸盐岩储层讲义课件104A第四纪藻丘格架孔,Bermuda.Corallinealgaeshowaswhitelayers,porosityisblack.Scaleincm,photobyR.N.Ginsburg.ReprintedbypermissionofAAPG.B.半固结潮上相序中的窗格孔,SugarloafKey,Florida.PhotobyGeneShinn.A第四纪藻丘格架孔,Bermuda.Coralline105晶洞孔隙(VUG)，JurassicSmackoverooidgrainstonesintheArcoBodcaw#1well,10,894’,southernArkansas.Plainlight.Thesevugsmaybesolutionenlargedinterparticleporosity(sxBP).白云岩晶洞Coreslabat1400mfromadeepcore,EnewetakAtoll,westernPacific.Arrowsindicatevuggyporosity(VUG)developedinmediumcrystallinedolomite.晶洞孔隙(VUG)，JurassicSmackove106针孔粉—细晶球粒白云岩-好的储层，针孔为球粒选择性溶蚀作用的产物。普光6井，9（70/121），5×10，（-）

针孔粉—细晶球粒白云岩-好的储层，针孔为球粒选择性溶蚀作用的107碳酸盐岩储层讲义课件108碳酸盐岩储层讲义课件109储层类型表储层类型表110碳酸盐岩储层讲义课件111碳酸盐岩的储集空间构架迈杰鲍尔（1980）将具有孔、洞、缝的储集层中被裂缝分割的岩块称为”基质“碳酸盐岩的储集空间构架迈杰鲍尔（1980）将具有孔、洞、缝的112（二）、喉道类型（注意裂缝沟通孔洞的作用）①构造裂缝型

喉道宏观呈片状，相对较长、较平直

根据裂缝宽度分为：大裂缝喉道---宽度＞0.1mm小裂缝喉道---宽度0.1～0.01mm微裂缝喉道---宽度＜10μm微裂缝型喉道①构造裂缝型②晶间隙型③孔隙缩小型④管状喉道⑤解理缝型（二）、喉道类型（注意裂缝沟通孔洞的作用）①构造裂缝型微113弯曲型曲折型不平直型宽度不等型规则型短喉型

②晶间隙型

---喉道为白云石或方解石晶体间的缝隙。与裂缝型喉道相比具有窄、短、平的特点。

按其形态可分为六种类型：规则型短喉型弯曲型曲折型不平直型宽度不等型。弯曲型曲折型不平直型宽度不等型规则型114③孔隙缩小型--孔隙与喉道无明显界限，缩小的狭窄部分即为喉道(由于孔隙内晶体生长，或其它充填物等各种原因形成)。⑤解理缝型--喉道为沿粗大白云石或方解石晶体解理面裂开或经溶蚀扩大而形成。④管状喉道--孔隙与孔隙之间由细长的管子相连，其断面接近圆形。⑤解理缝型③孔隙缩小型④管状喉道③孔隙缩小型--孔隙与喉道无明显界限，缩小的狭窄部分即为115（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（三）、储渗特征储集空间类型多、成因复杂，次生改造作用明显116空隙结构：空隙与喉道大小、形态及其相互连通关系按空隙结构的特点和对开发效果的影响，可将碳酸盐岩孔隙结构分为以下四种类型（吴元燕等）：

大缝洞型孔隙结构、微缝孔隙型孔隙结构

裂缝型孔隙结构、复合型孔隙结构（四）、碳酸盐岩储层的空隙结构类型注意：其指的孔隙是广义的孔隙概念空隙结构：按空隙结构的特点和对开发效果的影响，可将碳酸117③上洞下喉型溶洞上部无连通喉道，下有裂缝喉道与之连通。洞中油气不易采出。均质型下洞上喉型上洞下喉型大缝洞孔隙结构模式图②下洞上喉型溶洞上面有裂缝型喉道连通，下面无喉道，该类结构驱油效率不高。

①宽喉均质型溶洞周围被宽度大致相等的裂缝型喉道连通。喉道宽、连通好。该类结构水驱油效率高。

1、大缝洞型空隙结构：以宽度＞0.1mm的裂缝为喉道，连通大、中型溶洞所组成的孔隙结构，细分为3种类型：③上洞下喉型均质型下洞上喉型1182微缝孔隙型孔隙结构：以微裂缝及晶间隙为喉道，连通各种孔隙和小型洞所组成的孔隙结构。主要分为：短喉型、网格型、细长型三类：

①短喉型：储集空间多为晶间孔、粒间孔隙和小的溶蚀孔洞；喉道短、宽、多而平直；孔喉比较小，连通性好，对油气的储渗非常有利。

短喉孔隙结构2微缝孔隙型孔隙结构：以微裂缝及晶间隙为喉道，连通各种119

②网格型：喉道呈网格状（c、d)，连通各种晶间孔隙和小的溶蚀孔洞，其储渗能力比短喉型差。

③细长型：喉道细长而曲折（e)，孔隙不发育，连通性不好，储集性能差。晶间网状孔隙结构微裂缝网格状弯曲细长孔隙结构微缝型孔隙结构类型图②网格型：喉道呈网格状（c、d)，连通各种晶间孔隙和小的1203、裂缝型孔隙结构：储集空间和喉道均为裂缝。

储集性能取决于缝宽、裂缝密度、分布均匀与否4、复合型孔隙结构：裂缝、溶洞、微裂缝及小孔隙混合而成的极不规则的空隙结构。

复合型孔隙结构模式图

3、裂缝型孔隙结构：储集空间和喉道均为裂缝。4、复合型121四、储层类型划分方案多，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、开发中表现出来的特点碳酸盐岩储集层类型1、巴格琳采娃（1982）（一）按储集空间第三节碳酸盐岩储集层四、储层类型划分方案多，比较一致的划分原则是考虑孔、洞、缝发122基本类型过渡类型复合类型1孔隙型4孔隙溶洞型7孔洞缝型2洞穴型5裂缝孔隙型3裂缝型6裂缝溶洞型2、唐泽尧（1985）基本类型过渡类型复合类型1孔隙型4孔隙溶洞型7孔洞缝型2洞穴123（二）、依据空间类型与储集性能（二）、依据空间类型与储集性能124（三）依据空隙类型及其渗流条件（斯麦霍夫，1974）

注意：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。如何建立孔隙、洞穴、裂缝三重介质储层模型？（三）依据空隙类型及其渗流条件（斯麦霍夫，1974）125（四）典型碳酸盐岩储层类型

1）孔隙型碳酸盐岩储集层沙特：加瓦尔（可采储量107亿吨）砂屑灰岩，钙藻、有孔虫，φ21%，K4000md伊拉克：基尔库克（可采储量21.4亿吨）生物礁。2）裂缝型碳酸盐岩储集层伊朗：加奇沙兰（阿斯马利灰岩，单井日产1.3万吨）。3）溶蚀孔洞型碳酸盐岩储集层放空，井喷。我国任丘1000t/d；塔河油田4）复合型碳酸盐岩储集层（四）典型碳酸盐岩储层类型126①沉积因素：取决于沉积作用或过程，是影响原生孔隙发育的主要因素；②成岩因素：改善或破坏储层的基本物性。③构造因素：此种影响主要取决于构造变动，形成断层、裂缝等，改造和叠加于原始骨架之上，造成流体流动的隔挡或通道；储层性质构造成岩沉积成岩作用的复杂性构造演化的阶段性沉积格局的多样性规模不一，垂向韵律和物性，连通与连续性规模小，内部物性不均一，深度差异规模大，油藏的类型，渗流方向五、影响储层物性的因素第二节碳酸盐岩储集层①沉积因素：取决于沉积作用或过程，是影响原生孔隙发育的主要因127（一）原生孔隙发育的因素及分布规律沉积作用，即介质的水动力条件决定原生孔隙的发育程度。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、鸟眼孔、白云石晶间孔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：机械成因的碳酸盐沉积以粒间孔为特征、生物成因的以骨架孔、生物钻孔为特征、潮坪沉积以窗格孔为特征。1、影响原生孔隙发育的因素（一）原生孔隙发育的因素及分布规律沉积作用，即介质的水动力条128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65%，但相互连通性差，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，则可形成开放性的孔隙系统。晶间孔隙可以是沉积期形成，但更多是在成岩阶段因重结晶、白云石化等形成。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。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129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、高能的沉积环境、有利于造礁生物繁殖的环境常是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。在碳酸盐岩中，孔隙型储集层多见于岩石结构比较粗的岩类中，其分布范围受沉积环境及成岩过程控制。垂向地层剖面上有一定的层位，处于向上变浅序列上部。平面上有一定的部位2、原生孔隙储层的分布规律主要受颗粒（粒屑）的大小、分选及灰泥基质的含量、造礁生物的繁130碳酸盐岩储层讲义课件131碳酸盐岩储层讲义课件132碳酸盐岩储层讲义课件133生物礁环境生物礁环境134龙岗1井龙岗1井135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度受岩石本身性质、地下水的溶解能力、热动力条件（气候、地貌与构造变动）等有关因素控制。（二）影响溶蚀孔洞发育的因素及分布规律1．影响因素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136由于富含CO2的地下水，对碳酸盐岩的溶解度通常与Ca/Mg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）增加而减小岩石的溶解度顺序大体为：

石灰岩>云质灰岩>灰质云岩>白云岩>含泥质灰岩>泥灰岩

－取决于岩石矿物成分、不溶组分含量、岩石结构等（1）岩石的溶解作用（岩溶作用）1）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CO2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。由于富含CO2的地下水，对碳酸盐岩的溶解度通常与Ca/Mg比137

岩石的矿物成分不同其溶解度也不同。已有资料表明：方解石和白云石的溶解度决定于水中CO2的含量、地下水的温度和硫酸钙的含量等。

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CO2含量高时，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解石高（图中B）。一般在CO2含量较高的水中，在低温条件下（小于0℃）方解石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增加关系不大，而方解石的溶解度明显随之下降（图中C）。1.方解石2.白云石岩石的矿物成分不同其溶解度也不同。已有资料表明：方解138粗粒碳酸盐岩粒间、晶间孔隙发育，水溶液可较容易地通过，易进行溶解作用。

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沉积的，粘土含量少，质纯且多为中—粗粒结构，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，降低了溶解度，不利于溶蚀孔洞发育。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1392）水的溶解能力－取决于水的性质和水的运动状况水的酸性越强（CO2和有机酸含量越高）其溶解能力越强水中富含硫酸根离子（SO42-)时,对白云石的溶解能力更强水活动性好，有利于岩石溶解形成重碳酸盐而被带走温压增高时,地下水的溶蚀能力增强。每增加10℃，溶蚀程度可能增加2倍。温度，oC淋溶时间，h每小时内1g样品淋溶数量，mgMgCO3CaCO3CaMg(CO3)2255.750.200.420.62504.50.220.690.91温度对碳酸盐岩淋溶作用的影响2）水的溶解能力－取决于水的性质和水的运动状况水的酸性越强140地貌：河谷、海岸、湖岸－汇水区、泄水区，溶蚀作用时间长3）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地貌：河谷、海岸、湖岸－汇水区、泄水区，溶蚀作用时间长3）141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CO2含量等有关。

炎热多雨的气候—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。

在雨量充沛和气候温暖的地区，岩溶作用过程迅速，形成良好的土壤和红土、大量的落水洞和垮塌角砾岩；在温暖的半干燥气候条件下常形成钙结壳。气候是影响岩溶发育的外部关键因素。142与不同气候条件有关的常见的岩溶特征薄钙结层潜水面胶结很差Mg方解石和文石文石和方解石胶结差厚钙结层薄土胶结差文石和方解石方解石胶结物干旱气候，无溶沟半干旱气候，尖锐溶沟钙质红土壤无钙结层潮湿气候，圆形溶沟垮塌角砾富含胶结物富含胶结物顶垮塌角砾与不同气候条件有关的常见的岩溶特征薄钙结层潜水面胶结很差Mg143构造因素：

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；稳定或上升缓慢期，发育好。出现多层岩溶带。构造因素：144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1451）、白云石化作用石灰岩中的方解石被白云石交代而形成白云岩的作用。A、经白云石化后，白云石晶粒体积比方解石晶体体积缩小12~13%，岩性变疏松，物性变好。B、溶解学说：在白云石交代方解石过程中，溶解>沉淀，产生溶蚀孔隙（2）、其它成岩作用的影响有人强调：大型碳酸盐岩储层的形成都与白云石化有关1）、白云石化作用石灰岩中的方解石被白云石交代而形成白云146滨外滩微相的粉晶棘屑白云岩-好的储层。普光6井滨外滩微相的粉晶棘屑白云岩-好的储层。普光6井147碳酸盐岩储层讲义课件1482）、重结晶作用使岩石晶粒变粗，晶间孔隙个体变大，物性变好。3）去白云石化作用：

也会使方解石晶粒变粗，孔隙变大

2）、重结晶作用使岩石晶粒变粗，晶间孔隙个体变大，物性变好。149

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；地下水活跃区为溶蚀空间发育的很好部位；断裂发育部位；长期持续抬升地区岩溶发育（即沉积间断时间长）；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？2、分布规律（表生期溶蚀）在厚层、质纯、粗粒结构的粗粒碳酸盐岩中，白云岩储层？埋150(三）、裂缝发育的控制因素及分布规律1、碳酸盐岩裂缝的成因类型

按成因，将裂缝别分为构造缝、非构造缝

（1）构造缝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缝。按力学性质：压性裂缝、张性缝、扭性缝、压扭性、张扭性裂缝

(三）、裂缝发育的控制因素及分布规律1、碳酸盐岩裂缝的成因类151（2）非构造裂缝：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缝。这类裂缝的发育大多无明显规律，变化大。成岩缝：由压实、失水收缩、干裂、重结晶形成。

溶蚀缝：地下水对原有裂缝扩大、改造而成。古风化壳上最发育。

压溶裂缝：富含CO2的地下水沿裂缝或层理流动，选择性溶解－缝合线。

沉积-构造缝：在层理和成岩裂缝的基础上，再经构造力作用形成的缝。（2）非构造裂缝：沉积物失水收缩、压实、压溶、岩石崩塌滑坡、1522、构造裂缝发育和分布的控制因素1）岩性：裂缝发育的主因是岩石的脆性。脆性越大，越利于裂缝发育。各种碳酸盐岩脆性大小顺序是白云岩→泥（灰）质白云岩→白云质灰岩→灰岩→泥灰岩→灰质泥岩。盐岩和膏岩表现为塑性，通常为盖层。2）结构：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。结晶粗的脆性大，颗粒排列整齐者裂缝密度大，反之则小。2、构造裂缝发育和分布的控制因素1）岩性：裂缝发育的主因是岩1533）层厚及组合：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。4）成岩作用影响：白云岩化、重结晶作用使晶粒变粗，脆性增大。5）构造因素影响：主要是作用力的强弱、性质、受力次数、变形环境和阶段等。一般情况，受力强、张力大、受力次数多的构造部位裂缝发育；同类岩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期阶段，裂缝密度大，组系多，前期则相应的较小或少。3）层厚及组合：薄层状碳酸盐岩中裂缝密度较厚层中的大，但规模154（1）在褶皱上的分布一般：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。

长轴背斜，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，轴线扭曲处的外侧箱状背斜，则裂缝在肩部最发育短轴背斜，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。3、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（1）在褶皱上的分布3、裂缝的分布因此，地下构造的认识对提高155（2）在断层附近发育裂缝低角度断层引起的裂缝比高角度断层引起的裂缝要发育；断层组引起的裂缝比单一断层引起的裂缝发育；断层牵引褶皱的拱曲部位裂缝最发育；断层消失部位因应力释放裂缝亦很发育；断层面附近的裂缝可分为角砾缝带及羽状缝带。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；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。（2）在断层附近发育裂缝156（3）地下水活动对裂缝发育也有一定的影响

含CO2的地下水可以扩大裂缝形成溶孔溶洞，亦可充填裂缝。这取决于CO2含量及地下水的流动情况，一般大缝充填少，小缝充填多。（3）地下水活动对裂缝发育也有一定的影响157四川局：根据构造裂缝油气田裂缝分布规律，提出了“一占三沿”的布井原则：

占高点沿长轴沿扭曲沿断裂四川局：根据构造裂缝油气田裂缝分布规律，提出了“一占三沿”的158砂岩与碳酸盐岩储集性质比较

孔隙大小与颗粒直径和分选好坏关系较少，受次生作用影响大与颗粒直径、分选好坏等有密切关系由于经受沉积后的各种改造，溶洞、裂缝发育，变化极大虽受成岩后生变化影响，但几乎仍为粒间孔隙最终孔隙类型原始孔隙类型粒间孔隙较多，但其他孔隙类型也很重要几乎全为粒间孔隙一般为原始孔隙度的一半或一半以上，储层普遍为15-30%成岩后的孔隙度一般只有原始孔隙度很小一部分或接近于零，储层中通常为5-15%沉积物中的原始孔隙度一般为40%-70%一般为25-40%碳酸盐岩砂岩岩石类型特征砂岩与碳酸盐岩储集性质比较孔隙大小与颗粒直径和分选好坏关159孔隙形状主要取决于颗粒形态、胶结情况和溶蚀程度的大小变化极大孔隙大小、形状和分布的一致性在均匀的砂岩体内，一般有好的一致性即使在单一类型的岩体内，变化也很大，从具有好的一致性到极不均一成岩作用的影响由于压实作用和胶结作用，孔隙有所减小，但溶蚀作用也会扩大孔隙影响很大，能够形成、消失甚至完全改变原有孔隙裂隙的影响除低渗透层外，对储层性质的影响一般不重要对储层性质影响很大孔隙度与渗透率的目估情况能大体进行估量从能大体进行目估到不能目估，而需要仪器测量岩心分析对储集层估价的作用适合作岩心分析对非均质性很强的储层，用大直径的岩心也难于对储层进行评价孔隙度与渗透率之间的关系有一定相关关系从有一定相关关系到不相关（序前表）孔隙形状主要取决于颗粒形态、胶结情况和溶蚀程度的大小变化极160六、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，由于裂缝的发育和溶蚀孔洞的存在，储层评价更为复杂。简便实用的方法，只讨论孔隙型储层或碳酸盐岩的”基质“的评价。裂缝与孔洞的评价作为单独因素加以考虑。第三节碳酸盐岩储集层六、碳酸盐岩储层的评价储层评价涉及到岩石学、沉积学、测井、161（一）孔隙度、渗透率单因素法（一）孔隙度、渗透率单因素法162（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）（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163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164四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）165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166四川盆地二叠系、三叠系碳酸盐岩气储集岩分类（罗蛰潭，1986）四川盆地二叠系、三叠系碳酸盐岩气储集岩分类（罗蛰潭，1986167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。无通用方案，都具地方特色；有局限性。故，与试井分析方法结合对储集岩的评价就相对客观和宏观。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。

物性下限可分为三种：绝对下限在客观地质条件下，从这个值开始岩石中可以储集油气。

产出下限