碳酸鹽巖儲層地質(zhì)學

碳酸鹽巖儲層地質(zhì)學2023/7/201第1頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月油氣勘探戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移的主要特點探明程度大于43％探明程度小于10％海相層系－我國油氣勘探戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移的重中之重

東部單型盆地淺層西部疊合盆地深層中新生代陸相碎屑巖古生代海相碳酸鹽巖戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移6大特點2023/7/202第2頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月為什么要轉(zhuǎn)移到海相碳酸鹽巖層系海相層系－我國油氣勘探戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移的重中之重

海相沉積盆地分布廣，面積大，資源量大，戰(zhàn)略意義重大39.7億噸油當量94.9億噸油當量氣7.5萬億方氣3.58萬億方氣5.45萬億方據(jù)二次資評，轉(zhuǎn)引自錢凱李本亮許惠中,2002主要盆地海相層系約300億噸油氣當量的分布我國海相沉積總面積大于455萬km2：陸上海相盆地28個，330萬km2；海域海相盆地22個，125萬km2（據(jù)周玉琦等，2002）2023/7/203第3頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月為什么要轉(zhuǎn)移到海相碳酸鹽巖層系海相層系－我國油氣勘探戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移的重中之重

已經(jīng)在海相碳酸鹽巖層系找到一批油氣田輪南－塔河油田15億噸，奧陶系縫洞灰?guī)r(1997)普光氣田1144億方，三疊系鮞礫灘白云巖(2003)五百梯氣田650億方，石炭系白云巖(1989)和田河氣田620億方，石炭系－奧陶系灰?guī)r－砂巖(1995)靖邊氣田3000億方，奧陶系古巖溶白云巖(1989)威遠氣田400億方，震旦系白云巖(1964)2023/7/204第4頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月碳酸鹽巖沉積學碳酸鹽巖儲層地質(zhì)學碳酸鹽巖沉積學與儲層地質(zhì)學2023/7/205第5頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月一、概述二、碳酸鹽巖巖石學三、碳酸鹽巖標準相帶模式四、碳酸鹽巖臺地結(jié)構(gòu)類型第一單元碳酸鹽巖沉積學2023/7/206第6頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月全球碳酸鹽產(chǎn)率分布一、概述2023/7/207第7頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月大巴哈馬灘2023/7/208第8頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月并進型碳酸鹽巖體系（keepup）追趕型碳酸鹽巖體系（catchup）一、概述碳酸鹽沉積作用：溫、清、淺2023/7/209第9頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月一、概述二、碳酸鹽巖巖石學三、碳酸鹽巖標準相帶模式四、碳酸鹽巖臺地結(jié)構(gòu)類型第一單元碳酸鹽巖沉積學2023/7/2010第10頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月二、碳酸鹽巖巖石學1、礦物成分

主要為方解石和白云石；其次為陸源碎屑礦物。2、結(jié)構(gòu)組分和結(jié)構(gòu)類型3、碳酸鹽巖的主要類型2023/7/2011第11頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月1）結(jié)構(gòu)組分結(jié)構(gòu)組分顆粒

指在沉積盆地內(nèi)由化學、生物化學、生物作用及波浪、岸流、潮汐作用形成的碳酸鹽顆粒，它在盆內(nèi)就地沉積或經(jīng)短距離搬運再沉積而成。它可與碎屑巖中的顆粒進行類比二、碳酸鹽巖巖石學2023/7/2012第12頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)構(gòu)組分顆粒泥晶基質(zhì)充填在顆粒之間，與顆粒同時經(jīng)機械沉積作用形成的，粒度小于0.03mm方解石晶體。可與碎屑巖中的粘土雜基進行類比1）結(jié)構(gòu)組分二、碳酸鹽巖巖石學2023/7/2013第13頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月1）結(jié)構(gòu)組分結(jié)構(gòu)組分顆粒泥晶基質(zhì)亮晶膠結(jié)物充填在顆粒之間，從孔隙水中經(jīng)化學沉淀作用形成的，晶體相對較粗和明亮，對顆粒起膠結(jié)作用的方解石晶體。它可與碎屑巖中的膠結(jié)物相類比二、碳酸鹽巖巖石學2023/7/2014第14頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)構(gòu)組分顆粒泥晶基質(zhì)亮晶膠結(jié)物生物格架原地生長的造礁生物以其堅硬的鈣質(zhì)骨骼形成的骨骼格架，其間充填灰泥雜基、生物屑等。polychaete多毛目環(huán)節(jié)動物1）結(jié)構(gòu)組分一、碳酸鹽巖巖石學和成巖作用2023/7/2015第15頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/2016第16頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月托盤類管孔藻海綿2023/7/2017第17頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月珊瑚苔蘚蟲2023/7/2018第18頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月1）結(jié)構(gòu)組分結(jié)構(gòu)組分顆粒泥晶基質(zhì)亮晶膠結(jié)物生物格架晶粒經(jīng)重結(jié)晶和交代作用形成的均一的碳酸鹽晶體。按晶粒的大小可進一步細分為粗晶、中晶、細晶、粉晶和微晶二、碳酸鹽巖巖石學2023/7/2019第19頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月1）結(jié)構(gòu)組分結(jié)構(gòu)組分顆粒泥晶基質(zhì)亮晶膠結(jié)物生物格架晶粒內(nèi)碎屑盆內(nèi)弱固結(jié)的碳酸鹽沉積物，經(jīng)岸流、潮汐及波浪等作用剝蝕破碎并經(jīng)過再沉積的碳酸鹽顆粒。按粒度可分為：礫屑、砂屑、粉屑、泥屑如何區(qū)分泥屑、泥晶和微晶？二、碳酸鹽巖巖石學2023/7/2020第20頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月二、碳酸鹽巖巖石學1）結(jié)構(gòu)組分結(jié)構(gòu)組分顆粒泥晶基質(zhì)亮晶膠結(jié)物生物格架晶粒內(nèi)碎屑鮞粒具有核心和同心紋層組成的球狀－橢球狀顆粒。當粒度大于2mm時叫豆粒2023/7/2021第21頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)構(gòu)組分顆粒泥晶基質(zhì)亮晶膠結(jié)物生物格架晶粒內(nèi)碎屑鮞粒空心鮞：無核心真鮞：核心＜同心層復鮞：鮞粒中包裹有二個或以上的小鮞表鮞：核心＜同心層1）結(jié)構(gòu)組分二、碳酸鹽巖巖石學2023/7/2022第22頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/2023第23頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/2024第24頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)構(gòu)組分顆粒泥晶基質(zhì)亮晶膠結(jié)物生物格架晶粒內(nèi)碎屑鮞粒藻粒與藻類有關(guān)的碳酸鹽顆粒。1）結(jié)構(gòu)組分二、碳酸鹽巖巖石學2023/7/2025第25頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)構(gòu)組分顆粒泥晶基質(zhì)亮晶膠結(jié)物生物格架晶粒內(nèi)碎屑鮞粒藻粒球粒由泥晶碳酸鹽組成，不具內(nèi)部構(gòu)造的次球狀、橢球狀顆粒，多與糞便成因有關(guān)。2）結(jié)構(gòu)組分（二）碳酸鹽巖巖石學球粒2023/7/2026第26頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月二、碳酸鹽巖巖石學1）結(jié)構(gòu)組分結(jié)構(gòu)組分顆粒泥晶基質(zhì)亮晶膠結(jié)物生物格架晶粒內(nèi)碎屑鮞粒藻粒球粒生物顆粒各類生物骨骼及其碎屑。2023/7/2027第27頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月二、碳酸鹽巖巖石學1）結(jié)構(gòu)組分結(jié)構(gòu)組分顆粒泥晶基質(zhì)亮晶膠結(jié)物生物格架晶粒內(nèi)碎屑鮞粒藻粒球粒生物顆粒團塊由多種碳酸鹽顆粒構(gòu)成的復合顆粒。2023/7/2028第28頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)構(gòu)組分顆粒泥晶基質(zhì)亮晶膠結(jié)物生物格架晶粒內(nèi)碎屑鮞粒藻粒球粒生物顆粒團塊1）結(jié)構(gòu)組分二、碳酸鹽巖巖石學2023/7/2029第29頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月2）主要結(jié)構(gòu)類型（1）亮晶粒屑結(jié)構(gòu)二、碳酸鹽巖巖石學2023/7/2030第30頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）泥晶粒屑結(jié)構(gòu)2）主要結(jié)構(gòu)類型二、碳酸鹽巖巖石學2023/7/2031第31頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）粒屑泥晶結(jié)構(gòu)2）主要結(jié)構(gòu)類型二、碳酸鹽巖巖石學2023/7/2032第32頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）泥晶結(jié)構(gòu)2）主要結(jié)構(gòu)類型二、碳酸鹽巖巖石學2023/7/2033第33頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月（5）晶粒結(jié)構(gòu)2）主要結(jié)構(gòu)類型二、碳酸鹽巖巖石學2023/7/2034第34頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月（6）生物格架結(jié)構(gòu)2）主要結(jié)構(gòu)類型二、碳酸鹽巖巖石學2023/7/2035第35頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月（7）生物粘結(jié)結(jié)構(gòu)2）主要結(jié)構(gòu)類型二、碳酸鹽巖巖石學2023/7/2036第36頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）碳酸鹽巖巖石學1、礦物成分

主要為方解石和白云石；其次為陸源碎屑礦物。2、結(jié)構(gòu)組分和結(jié)構(gòu)類型3、碳酸鹽巖的主要類型二、碳酸鹽巖巖石學2023/7/2037第37頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月碳酸鹽巖分類表

(Dunham,1962)骨架灰?guī)r分類表

(EmbryandKlovan,1971)二、碳酸鹽巖巖石學3、碳酸鹽巖的主要類型2023/7/2038第38頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月二、碳酸鹽巖巖石學2023/7/2039第39頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月1、根據(jù)成因：原生白云巖、次生白云巖2、根據(jù)白云石化程度：

1）有殘余結(jié)構(gòu)：殘余鮞粒白云巖、殘余生屑白云巖等

2）無殘余結(jié)構(gòu)：巨晶、粗晶、中晶、細晶、粉晶、微晶白云巖。白云巖的分類二、碳酸鹽巖巖石學2023/7/2040第40頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月二、碳酸鹽巖巖石學1）有殘余結(jié)構(gòu)6號山∈1w32殘余顆粒白云巖含中鮞粗鮞白云巖。羅家2，3214.1m。亮晶中鮞白云巖。羅家5井，2946.01m。含礫屑粗鮞白云巖。羅家2井，3244.5m。2023/7/2041第41頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月二、碳酸鹽巖巖石學2）無殘余結(jié)構(gòu)含灰粉晶白云巖，羅家2井，3282.9m。渡3-3，4341.6m中晶白云巖渡2-5，4374.3m泥晶白云巖，羅家5井，2950.13m。微晶白云巖細晶白云巖龍會3-3,3740.6m渡5-1，4854m粉晶白云巖中晶白云巖晶粒白云巖2023/7/2042第42頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月白云石問題：白云巖在前寒武紀和古生代地層中極其普遍，但在全新世沉積中卻十分罕見，代之于大量石灰?guī)r的沉積，其中的原因眾說紛紜，尚無定論，這就是沉積學乃至地質(zhì)學中著名的“白云石”問題。

二、碳酸鹽巖巖石學2023/7/2043第43頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月白云石形成中存在的問題：1）現(xiàn)代海水對白云石過飽和，但沒有白云石沉淀；2）常溫常壓模擬實驗，未能沉淀出白云石；目前，人們將白云石不能從過飽和的海水溶液中沉淀出來的原因歸于化學動力學屏障：①Mg2+具有高的水合作用能（1926kj/mol）從而降低了Mg2+的離子活度，而Ca2+的水合作用能較低（1579kj/mol）②極低的CO32-濃度，更低的CO32-活度，且大多數(shù)CO32-與Na+、Mg2+

和Ca2+

結(jié)合成中性的離子對，如Mg2++CO32-<=>MgCO30

③硫酸鹽的存在，導致了中性的MgSO40和CaSO40

離子對的形成從而進一步降低了Ca2+和Mg2+的離子活度。二、碳酸鹽巖巖石學2023/7/2044第44頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月二、碳酸鹽巖巖石學蒸發(fā)泵吸白云石化模式2023/7/2045第45頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月二、碳酸鹽巖巖石學回流滲透白云石化模式2023/7/2046第46頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月二、碳酸鹽巖巖石學混合水白云石化模式2023/7/2047第47頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月二、碳酸鹽巖巖石學埋藏白云石化模式2023/7/2048第48頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月交代白云石化機理存在的問題：忽略了對海水中基本的化學動力學制約的討論！Lippmann(1973)指出，蒸發(fā)作用過程由于伴隨著CO32-

自由離子活度的降低，盡管形成高的Mg/Ca比，但并不能促進白云石化作用。因低的CO32-

離子活度，使得CO32-

更頻繁地與濃縮的陽離子接觸，導致更多中性離子對（MgCO30）的形成，從而進一步抑制了白云石的形成。

二、碳酸鹽巖巖石學2023/7/2049第49頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月一、概述二、碳酸鹽巖巖石學三、碳酸鹽巖標準相帶模式四、碳酸鹽巖臺地結(jié)構(gòu)類型第一單元碳酸鹽巖沉積學2023/7/2050第50頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)代碳酸鹽海岸—淺海沉積環(huán)境第51頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月沿岸分布的現(xiàn)代丘礁群（碳酸鹽巖海岸-生物礁和灘沉積環(huán)境）現(xiàn)代碳酸鹽沉積環(huán)境第52頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)代碳酸鹽沉積環(huán)境骨架礁第53頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月骨架礁現(xiàn)代碳酸鹽沉積環(huán)境第54頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月粘結(jié)礁現(xiàn)代碳酸鹽沉積環(huán)境2023/7/2055第55頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月障積礁現(xiàn)代碳酸鹽沉積環(huán)境2023/7/2056第56頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月障積礁和灰泥現(xiàn)代碳酸鹽沉積環(huán)境2023/7/2057第57頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)代碳酸鹽沉積環(huán)境造礁生物碎片和灰泥第58頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月堤狀的堡礁礁后瀉湖開闊?，F(xiàn)代大堡礁沉積環(huán)境點灘潮坪礁坪灘第59頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)代碳酸鹽潮坪—淺海沉積環(huán)境淺海潮坪海灘潮間瀉湖第60頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月深水生物礁（紅珊瑚）第61頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)代大巴哈馬灘碳酸鹽的淺海陸棚沉積環(huán)境示意圖2023/7/2062第62頁，課件共69頁，創(chuàng)作于2023年2月形成碳酸鹽沉積的淺海環(huán)境分類

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