定量储层地质学讲稿chp31N.ppt

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1、定量储层地质学第三章储层孔隙空间定量评价,西南石油学院2006年4月,罗明高,第一节 储层孔隙类型,一、孔隙类型划分主要划分方案 主要流行四种方案成因分类 如V.Schmidt对碎屑岩储层孔隙的划分方案，分为原生、次生和混合成因三大类大小分类 根据孔隙的大小分类，如常见的石油地质学教材书上分为超毛管孔隙（孔径500m）、毛管孔隙（5000.2m）和微毛管孔隙（孔径0.2m）,第一节 储层孔隙类型,一、孔隙类型划分主要划分方案 主要流行四种方案成因与大小结合 将成因与大小结合的分类，如.D.Pittman对碎屑岩储层孔隙分为粒间孔、溶蚀孔、微孔及裂缝。考虑孔隙定量识别的可能性及孔隙类型与生产意义

2、的关系支撑颗粒间的关系 罗明高等(1993)提出了根据孔隙与支撑颗粒间的关系分类的方案（可分为支撑颗粒间、支撑颗粒内，裂缝，见图3-1）。,第一节 储层孔隙类型,一、孔隙类型划分支撑颗粒间的关系 罗明高等(1993)提出了根据孔隙与支撑颗粒间的关系分类的方案（可分为支撑颗粒间、支撑颗粒内，裂缝，见图3-1）。,第一节 储层孔隙类型,二、基本孔隙类型1.原生孔隙 岩石（最初）开始具有储集流体时所具有的孔隙。条件抗压能力 岩石具有储集流体的能力必须具备抗上覆地层或沉积物或其它物质重量压力的能力，这是保证内部的孔隙系统不致被上覆压力的完全破坏。孔隙空间 其次是内部具有孔隙空间，这些孔隙必须足够多以相

3、互连通而形成连通的系统。,第一节 储层孔隙类型,二、基本孔隙类型1.原生孔隙 岩石（最初）开始具有储集流体时所具有的孔隙。条件抗压能力条件一种是骨架颗粒支撑而形成抗压能力较强的岩石。如砂岩、碳酸盐岩经过压实、胶结作用固结成岩以后另一种是由于胶结作用十分微弱，完全由岩石骨架颗粒支撑，这种储集层通常是埋藏比较浅、油气进入比较早，在油气开发过程中所获得的是“松散”的油砂颗粒，而不是油气从岩石中溢出，这种油藏目前主要发现在稠油油藏中,第一节 储层孔隙类型,二、基本孔隙类型如加拿大阿尔伯达省和萨斯喀彻温省的焦油沥青砂及重油矿床、我国克拉玛依油田的稠油油藏。原生孔隙 包括粒间孔、粒内孔、遮蔽孔、生物钻孔等

4、。这些孔隙在储层中形成以后，由于经历了漫长的地质历史时期，多被改造，使其孔隙空间的大小和形态发生了变化，这一过程中有使孔隙增大的，也有使孔隙减小的。通常将被增加的部分称为次生孔。,第一节 储层孔隙类型,二、基本孔隙类型,图3-2 原生孔隙类型及形成模式,第一节 储层孔隙类型,二、基本孔隙类型2.次生孔隙概念 储集岩形成以后的各种地质事件所形成的一切孔隙。主要地质事件 构造运动产生的裂缝、交代作用、溶蚀作用产生的孔隙等类型 主要有溶蚀孔、扩大孔、伸长孔、微裂缝等。注*次生孔隙的形成是多种地质因素作用的结果，而不同地质历史时间的叠合，经历了不同的增减作用之后的最终结果，因此其分布规律的研究远较原生

5、孔隙研究复杂，对于这类储层的研究程度不够，目前正引起重视。,第一节 储层孔隙类型,二、基本孔隙类型2.次生孔隙,第一节 储层孔隙类型,二、基本孔隙类型3.混合孔隙概念 指原生孔隙经次生作用改造之后的孔隙。举例 原生粒间孔，经溶蚀作用而形成粒间扩大孔微孔经构造运动改造形成裂缝孔隙等实际上在多数储层中的孔隙都是混合孔隙。注*通常所指的储层孔隙类型，是指该类储层中以某类孔隙为主，实际上仍存在其它类型的孔隙，例如原生孔隙储层，是指次生改造作用对孔隙的改造作用微弱、次生孔隙少；而次生孔隙储层则是指原生孔隙目前的含量少，主要以次生孔隙为主。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,一、概述概念 溶蚀作用是指岩石骨架成

6、分在地层水的作用下溶解于水中的地质作用。这些骨架成分包括颗粒、基质、胶结物及各种自生矿物。类型 按溶蚀作用过程中是否有流体的带出带入又可分为溶蚀和淋滤作用溶蚀作用 是指地层流体的溶蚀过程中无明显的流动特征淋滤作用 是有明显的流入和流出特征，从而使这种溶解作用的规模较大，进行的时间较长注 在本文中不区分两种不同的溶蚀作用，以下的讨论中指两种溶蚀均可能存在。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,一、概述碎屑岩储层中的溶蚀作用 越来越多地发现了次生溶蚀孔隙的存在，以往的研究中报导较少，可能有以下一些原因：由于对次生溶蚀孔隙的识别带来的困难，而忽略了其重要性，误认为是原生孔隙以往的储层中的确较少，随着油气勘探

7、开发层位的深度的增加，原生孔隙减少，次生孔隙增多。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,二、碎屑岩中矿物的溶蚀机理 从物理化学的理论出发，溶蚀作用的产生是由于与岩石接触的水介质中矿物组分不饱和，或者是可溶物质在不饱和溶液中产生的溶解，因此从这种意义上讲几乎所有常见矿物均可被溶蚀。常见可溶矿物 主要为长石(以钙斜长石为主)、黑云母(蚀变为粘土和碳酸盐岩的混合物，然后溶解)、角闪石、辉石、石英、碳酸盐岩矿物(以方解石常见)、沸石类和绿泥石。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,二、碎屑岩中矿物的溶蚀意义 溶蚀作用对储层孔隙性和渗透性的改善主要依赖于这种溶蚀作用的程度(被溶部分占整个矿物的比例)这种矿物在岩石中的含

8、量，只有当这种矿物在岩石中含量较高，且溶蚀程度较高时，对储层性质的改善较强烈。因此可定义：溶蚀程度Sd Vs Vt-Vr Sd=100%=100%Vt VtVs 溶蚀的矿物体积Vt 矿物的总体积Vr 矿物的残留体积,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,矿物的含量 Vt Vo=100%VLVL岩石体积溶蚀矿物的孔隙度贡献 si=Sd Vo Vs Vt si=100%Vt VL si 第i种矿物溶蚀作用产生的孔隙度,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,二、碎屑岩中矿物的溶蚀1.石英的溶蚀作用意义 石英在碎屑岩中通常为高含量(50%以上)，石英的次生加大和硅质胶结很常见,因此石英不仅在颗粒中含量高，而且在胶结物中也

9、常出现，它的溶解将对储层的孔隙度有明显改善。实例 我国的东濮凹陷渐新世砂岩中发现石英颗粒被溶成港湾状的现象(与长石颗粒被溶成蜂窝状伴生)；苏北高邮凹陷下第三系戴一段的砂岩中石英次生加大边出现了后期的溶蚀作用的现象；美国阿肯色州宾夕法尼亚系中杰克福克砂岩中的次生孔隙中存在大量的硅质溶解结构，经研究确认其为石英的溶蚀而成(没有见碳酸盐岩矿物被溶蚀的结构)。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,二、碎屑岩中矿物的溶蚀2.长石类的溶蚀作用主要矿物 长石类中可溶的主要为透长蚀、正长石和斜长石溶蚀方式 直接被溶蚀；产生蚀变(被方解石交代，泥质矿物交代)然后蚀变矿物被溶蚀。特征 在镜下被溶蚀的长石常为混浊的，而自生

10、的微斜长石是洁净的，表现出缺乏任何溶蚀痕迹的特征。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,二、碎屑岩中矿物的溶蚀实例 苏北高邮凹陷第三系戴一段的砂岩在20002800米埋深时砂岩中孔隙水维持弱酸性，从而导致斜长石溶蚀、钾钠长石高岭石化、石英次生加大的成岩后生作用特征。华北地区石炭、二叠系砂岩在成岩阶段晚期(13002200米)发生了太原组、石盒子组或石千峰组砂岩中的长石和火山岩屑被溶蚀，形成粒内溶孔和铸模孔等次生孔隙。美国路易斯安那东南部的利文斯油田中的First Wilcox砂岩储层中普遍存在长石的淋滤作用，其溶蚀孔隙占总孔隙的1520%。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,二、碎屑岩中矿物的溶蚀岩屑砂岩中

11、的溶蚀作用主要物质 火山玻璃及其它的SiO2物质成岩作用特征 水化作用碳酸盐化作用脱水作用三种主要的反应沸石类的溶蚀 在此期间有大量的斜长石被沸石相交代，沸石类矿物间的交代作用也十分频繁，这类岩石中沸石类的溶蚀作用也很常见。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,二、碎屑岩中矿物的溶蚀岩屑砂岩中的溶蚀作用实例鄂尔多斯盆地 延长统的岩屑质富长石砂岩，在长1组中的浊沸石溶蚀孔隙成为该储层的主要储渗孔隙，仅浊沸石溶蚀孔隙度为 5.15%(面孔率)占总面孔率7.46%的约70%，因此其溶蚀孔隙的分布特征直接影响油气的分布：溶蚀孔隙发育地区是含油气好的区域。准葛尔盆地 克拉玛依油田八区乌尔禾组巨厚砾岩中有大量沸石

12、类矿物，据岩矿分析主要为方沸石，以胶结物交代矿物(颗粒内)等方式出现，方沸石的溶蚀产生了大量的孔隙，是本区的主要次生孔隙，这种溶蚀作用的结果使该区目的层埋深3000多米，仍具有高的储油和产油能力，形成了储产丰富的油藏。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,二、碎屑岩中矿物的溶蚀3.方解石的溶蚀作用溶蚀方式 早期胶结，成岩晚期溶蚀，特别是油气大量形成时产生的酸性水作用使之溶蚀而产生有利于油气聚集的有效孔隙而引起极大的重视。McDonald等(1982)在“砂岩成岩作用的次生孔隙”(Secondary Reservoir Porosity In the course of Sandstone Diagen

13、esis)强调了这种溶蚀作用产生次生孔隙的重要性。碳酸盐岩矿物的另一种溶蚀作用是交代长石类或其它矿物而发生的溶蚀作用，前述的方解石单独或复合交代长石的结果而形成大量碳酸盐岩矿物，这些碳酸盐岩矿物的溶蚀作用对孔隙度有明显的改善作用。产生蚀变(被方解石交代，泥质矿物交代)然后蚀变矿物被溶蚀。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,二、碎屑岩中矿物的溶蚀3.方解石的溶蚀作用溶蚀方式 实例一 美国德克萨斯州马拉松地区下白垩统的Maxon砂岩为亚长石砂岩，经历了长石的溶蚀作用、压实作用石英的胶结作用高岭石胶结作用方解石胶结作用方解石的溶蚀作用，根据研究在方解石溶蚀作用以前的所有原生孔隙被堵塞，经溶蚀作用后形成了约

14、为10%的孔隙度。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,二、碎屑岩中矿物的溶蚀3.方解石的溶蚀作用实例二华北地区 石炭二叠系砂岩碳酸盐矿物的胶结作用主要发生在成岩期和后生期(06500米)早期的矿物为菱铁矿(成岩期(0600米)然后是含铁方解石和铁白云石(后生期13006500米)菱铁矿和碳酸盐化、粘土选择性溶解的溶蚀作用发生在成岩晚期和后生期的早期(6002200米)含铁方解石和铁白云石及方解石的溶蚀作用均发生在表生期因此在孔隙度梯度曲线上次生孔隙出现了两个高峰期：第一个为后生阶段早期(18002200米)，第二个时期为由于地壳运动使地层上升回返，大气淡水的作用而形成大量的次生溶蚀孔隙，形成较高的孔

15、隙度(约30%)。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,二、碎屑岩中矿物的溶蚀3.方解石的溶蚀作用实例三美国路易斯安那州利文斯顿油田First Wilcox砂岩储层方解石溶蚀作用产生了大量次生孔隙结构，非均质充填、碎屑颗粒的边缘被溶蚀、拉长孔隙、胶结物的部分溶蚀等，估计这些次生孔隙占目前粒间孔隙的40%。总结 沃马克等总结了一些国家的盆地中发生了碳酸盐溶蚀作用的情况(表3-1)，这种成岩作用中期的碳酸盐岩的溶蚀作用都是在各盆地大部分地区分布的主要或唯一的孔隙类型，这种溶蚀作用可产生较高的孔隙度和渗透率(最高可达40%和几个平方微米)。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,二、碎屑岩中矿物的溶蚀3.方解石的溶蚀

16、作用,表3-1 成岩作用中期脱碳酸盐化孔隙的主要分布,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,三、碎屑岩中的易溶结构组分物质成分 碎屑颗粒、基质和胶结物从目前关于碎屑岩溶蚀作用的报道中，这三种结构组分都可能发生溶蚀作用一般长石和石英的溶蚀作用在颗粒上发生较普遍，而碳酸盐岩矿物的溶蚀在胶结物中最常见，在砂岩中的溶蚀作用所发生的结构组分的特征与其发生溶蚀的地质时期、地下水介质的物理化学条件、孔隙结构特征等密切相关。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,三、碎屑岩中的易溶结构组分物质成分 碎屑颗粒、基质和胶结物当溶蚀作用发生较早时如在大量胶结物形成之前，则主要溶蚀颗粒部分如前述的火山岩屑砂岩中的石英和长石等的溶蚀在成岩

17、作用晚期，大量的胶结作用发生以后，由于地下水直接与胶结物作用的结果首先是胶结物的溶蚀，如果胶结物的溶蚀而使颗粒与水介质直接接触，可溶蚀颗粒的次生加大边然后溶蚀颗粒表面，以及颗粒内部的溶蚀。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,三、碎屑岩中的易溶结构组分,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,三、碎屑岩中的易溶结构组分地下水 地下水的性质对溶蚀作用起直接的控制作用性质 地下水性质包括压力、温度、PH、EH、及各种离子的浓度机理 只有当某种矿物在水中处于欠饱和状态时才会发生溶蚀作用基本特征 人们较常注意的是PH值变化对溶蚀作用的影响在酸性水的作用下碳酸盐岩矿物、沸石和长石类易溶蚀而在高PH值下石英和高岭石类易溶蚀。

18、,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,三、碎屑岩中的易溶结构组分碎屑岩中溶蚀作用的主要意义各种结构组分(颗粒、基质、胶结物)的溶蚀作用均可改善储层的孔隙度和孔隙结构特征根据目前的报道胶结物的溶蚀作用更易形成大规模的次生孔隙系统,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,三、碎屑岩中的易溶结构组分碎屑岩中溶蚀作用的主要意义特别是在深埋地下原生孔隙度极低的岩石中形成的次生孔隙储层，主要为胶结物溶蚀产生的溶孔，这是因为胶结物及以后的自生矿物直接与残留的原生孔隙接触，直接与地下水接触，当地下水性质改变时首先溶蚀这些结构组分；胶结物占据的位置为原生孔隙的粒间孔隙，多为连通孔隙，这些组分的溶蚀孔隙通常为连通的有效孔隙；胶结物和

19、自生矿物成分单一，溶蚀作用发生比较彻底，很少有残留物，而基质成分和颗粒由于成分的复杂和表面的各种蚀变或交代作用的结果，在溶蚀作用时常可见选择性溶蚀而产生的主要为微孔隙。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,四、碳酸盐岩的溶蚀作用意义 溶蚀作用可使物性很差的储层得到进一步的改善或者是（更多的是）使储集性较好的储层得到进一步的改善而成为更好的储层，使其储量更丰富（单位面积（或体积）上的储量更大），使其产量更大（特别是单井产量）。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,四、碳酸盐岩的溶蚀作用意义 实例美国墨西哥湾的黄金巷油田，其沉积相为生物礁相沉积，这种原生孔隙比较发育的储集层，由于水体介质的改变，在原生孔隙的基础上

20、，发育了良好的溶蚀孔隙，一些高产井常是产自这种经溶蚀作用改造的储层中，例如该油田的Cerro Azul 4号井，于1916年钻遇充满石油的溶洞，油层高压下发生了井喷，估算其单井日产超过32000吨/日（260000桶/日），它成为世界上最高产量井记录。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,四、碳酸盐岩的溶蚀作用其它具有次生孔隙的生物礁油田的实例有：美国德克萨斯州Fairway油田白垩系的石灰岩，加拿大泥盆系Nisku生物礁，菲律宾的第三系生物礁等。这些也都是在原来生物礁型油藏基础上，溶蚀作用产生了大量的次生孔隙从而进一步改善了储层。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,四、碳酸盐岩的溶蚀作用我国华北盆地为古潜

21、山油气藏分布的典型盆地，在鲁西南的莱芜地区下古生界的碳酸盐岩储集层中最好的一级有效集层是馒头组（t1m)的溶蚀孔隙，这些溶蚀孔隙主要发育在次生粉晶含泥灰岩中，与溶蚀作用一起发生的还有白云岩化作用，这两种有效的作用使储层的孔隙发育，连通性好，铸体面孔率约为2.14%，孔隙度28.14%渗透率为19.2210-3m2。我国四川碳酸盐岩储层中也常见因溶蚀作用而形成的产气层，例：四川二叠系阳新统上部气层主要与岩溶作用有关，这种储层为滩相的沉积，经溶蚀作用可形成较好储层。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,四、碳酸盐岩的溶蚀作用1.碳酸盐岩中的溶蚀矿物碳酸盐岩中最易、最常见的溶蚀矿物是方解石类，其次是石膏类和

22、白云岩类，其中最具储层意义的是方解石类的溶蚀作用。方解石类矿物易溶序列 高镁方解石文石低镁方解石根据物理化学的观点，这是由于三者的标准生成自由能的差别引起的，三者的吉布斯自由能分别为：-267.4Kcal/mol，-269.5Kcal/mol和-269.78Kcal/mol。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,四、碳酸盐岩的溶蚀作用1.碳酸盐岩中的溶蚀矿物石膏在一些地层中也有被溶蚀的现象，例如我国的山东济阳拗陷中奥陶统中的含硬石膏白云岩中，见有膏溶孔与膏摸孔及白云石晶间孔伴生，这种溶蚀作用为选择性溶蚀。根据自由能的大小判断，硬石膏较石膏易溶(分别为-315.56和-429.19)。白云岩为比较稳定的

23、矿物，但在条件适合时，也可发生溶蚀作用，通常发生在深埋藏的地下和去白云岩化作用的层段。我国山东济阳凹陷基岩油藏中的溶蚀作用使部分白云石晶体发生溶蚀形成白云石晶模孔，主要发生在次生结晶灰岩段内，据研究这种溶解作用发生在深层埋藏条件下。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,四、碳酸盐岩的溶蚀作用2.碳酸盐岩中易溶的结构组分碳酸盐岩类的特征（颗粒、基质、胶结物）常不易区别，特别是化学成因的碳酸盐岩，其主要原因有以下几种：碳酸盐类的胶结物与碎屑颗粒之间的成分相同或相似胶结作用发生较早，使得胶结物与颗粒间的结构关系不太明显碎屑颗粒的搬运距离近，无明显的搬运痕迹（颗粒的磨圆，边界特征等）胶结作用发生迅速，而且自生

24、矿物的含量高，残留的孔隙空间很少，因而很难根据孔隙的位置来推测各种组分。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,四、碳酸盐岩的溶蚀作用2.碳酸盐岩中易溶的结构组分碳酸盐岩中的胶结物多为碳酸盐类矿物（也有硫酸盐类矿物，石膏等），而且常发生多期的胶结作用而形成形态各异的胶结物，根据其产状和其它的测试技术（如同位素分析、包裹体、微量元素等）可分为不同期的胶结物。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件1.有利的地化条件迅速抬升暴露地表 深埋地下的地层受构造运动作用的影响暴露地表与大气接触而产生溶蚀；流体渗入 地表水通过构造运动产生的裂缝、断裂等渗入地层，改变原来的流体性质而发生的溶蚀作用；热

25、液侵入 构造作用使地层深处的热液或岩浆侵入地层而发生的溶蚀作用；,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件1.有利的地化条件迅速抬升暴露地表 流体渗入 热液侵入 内部扩散 沉积物被埋藏封闭后，地层内部矿物和其它物质的扩散而产生的溶蚀作用；温度压力变化 随埋藏深度的改变而发生的温度压力增加而改变各种物质的溶解度而发生的溶蚀作用(例如碳酸盐岩在高温高压下的溶蚀作用)邻层流体影响 流体的进入而改变了流体性质发生溶蚀作用，当砂泥岩互层时，泥岩层中的有机质的演化，将产生大量CO2和其它酸性的有机物，这些物质进入砂岩层后将使碳酸盐岩矿物发生溶蚀作用；其他地质事件 其它地质条件如火山、地震也

26、可导致溶蚀作用的进行。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件1.有利的地化条件,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件1.有利的地化条件碳酸盐岩溶蚀作用机理 孔隙介质中CaCO3处于不饱和状态，而使碳酸盐矿物固相向液相转变。因素 影响溶蚀作用的外在因素为流体（水）介质的物理化学性质。物理性质 温度、压力和流动性化学性质 离子含量及离子性质、PH值的大小等。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件1.有利的地化条件碳酸盐岩溶蚀作用机理 因素 温度 与CaCO3的溶解度成反比，温度越高溶解度越低，温度越低溶解度越高因此在地下高温时处于饱和状态

27、的水溶液在上升地表或上升至浅处时，可因温度的降低而处于不饱和状态，使碳酸盐矿物发生溶蚀作用。地下地表，溶蚀,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件1.有利的地化条件碳酸盐岩溶蚀作用机理 因素 温度 水体的流动性 并不是决定是否发生溶蚀作用的因素，但它是决定溶蚀作用规模的重要因素。因为如果水体为静止状态，则不饱和CaCO3溶液将因为溶解作用使溶液中Ca+和CO3-增加，很快达到饱和状态，只有当CaCO3不饱和状态能较长时期的保持时，其溶蚀作用发生才比较持久和强烈而水体的流动可带走溶蚀的CaCO3，源源不断地补充不饱和的溶液，这样易形成淋滤作用。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、

28、有利于溶蚀作用产生的条件1.有利的地化条件碳酸盐岩溶蚀作用温度,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件1.有利的地化条件碳酸盐岩溶蚀作用压力 与CaCO3的溶解度成正比，特别是溶液中CO2分压的增加将提高CaCO3的溶解度，这可从下式看出，在平衡状态下，CO2分压的增加，将使反应向右（CaCO3矿物溶蚀的方向）进行。因此很多学者认为CO2的分压增加是使碳酸盐类矿物溶解的重要原因之一。CO2+2H2O+CaCO3 2HCO3-+Ca+施米特（Schmidt）认为在地下深处由于生油岩中有机质的转化，将形成大量的CO2气体，当这些气体进入相邻的储层时，使其CO2的分压增加，使CaC

29、O3矿物发生大量的溶蚀作用。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件1.有利的地化条件碳酸盐岩溶蚀作用柯蒂斯（Curtis）认为CO2的增加将使CaCO3发生沉淀作用（矿物形成），因为在下式中，HCO3-的增加将使反应向左（CaCO3矿物沉淀的方向）进行，而CO2的增加将使以下反应向增加HCO3-方向进行，从而使CaCO3矿物沉淀。CaCO3H+HCO3-Ca+CO2H2OH2CO3 H2CO3H+HCO3-实际上从上述H2CO3分解式中可见，分解出的H+和HCO3-离子，分别出现在式的左右两边，因此从离子浓度的角度看，没有使反应的平衡发生变化。CO2分压增加将会使H2CO3

30、增加，从而使H+和HCO3-增加，因而增加H+离子，减小PH值，PH的减小有利于CaCO3矿物的溶蚀作用产生，这是其物理化学实质。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件1.有利的地化条件碳酸盐岩溶蚀作用PH值 对CaCO3溶解度的影响是十分明显CaCO3矿物在酸性介质（PH7.8）中将发生溶蚀作用，碳酸盐岩矿物沉积环境通常为碱性（PH=7.88.3）如果由于地质条件的改变使沉积环境下的原生水性质发生了变化，PH值降低时，则将使碳酸盐岩矿物发生溶蚀作用比较常见的地质特征为海相碳酸盐岩暴露地表，遭受大气淡水的淋滤作用，将会发生明显的溶蚀作用，形成溶孔、溶洞，以至规模宏大的卡斯特

31、地貌（Karst）。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件1.有利的地化条件碳酸盐岩溶蚀作用离子含量 水中的各种离子含量是指其矿化度的大小，通常矿化度越高，CaCO3的溶解度越高，地层水的矿化度随不同的岩性、时代、埋藏深度及埋藏史的不同而异，根据矿化度与地层深度的关系，通常埋藏越深，矿化度越高(见第四章）。离子成分 水中离子成分的不同是影响溶解度的因素之一，主要是指Ca+和CO3-离子的含量，从化学平衡常数可见，这两种离子的活度越小，可溶的CaCO3越多，则溶解度越高，相反，它们的活度（浓度）越高，平衡越趋于向CaCO3沉淀的方向移动，溶解度降低。SO4-含SO4-离子的地

32、层水对白云石的溶蚀作用较灰岩强。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件1.有利的地化条件碳酸盐岩溶蚀作用有利于碳酸盐岩矿物溶蚀的地化条件为酸性，含Ca+和CO3-离子少低温高压环境。实际上这种环境是很难在自然界找到的，因为地下的温度和压力均随埋藏深度而增加的，地温高时，压力也大，地温低时，压力小，根据研究发现溶解度随温度降低而增加的幅度比随压力的减小而减小的幅度大，因此通常如果只考虑温度和压力的影响，地表条件下CaCO3的溶解度较地下的高，因此在地质条件下碳酸盐矿物的可溶性应从各方面的因素综合考虑，在不同的条件下主要影响因素不同，可溶性不同。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五

33、、有利于溶蚀作用产生的条件2.有利的地质条件岩石组分 矿物的可溶性按递减的序列为碳酸盐类长石类泥岩类石英。常在相同地层中的不同位置因其岩石组分的不同而使其溶蚀孔隙发育相差甚远。较早的碳酸盐岩矿物胶结 理想的成岩作用特征为：碎屑岩在未成熟阶段和半成熟阶段形成较早的碳酸盐岩矿物胶结，从而阻止和减缓了压实和压溶作用的进行，这将有利于在成熟阶段形成胶结物和其它后生矿物的溶蚀。较早的石英次生加大 次生加大的石英砂岩中，由于较早的胶结作用抵抗了压实和压溶的进行，以后的溶蚀作用也会使胶结物及后生矿物溶蚀而产生次生孔隙。因此据目前的报导看，较早发生胶结作用的碎屑岩比较晚发生胶结作用的岩石更易发生溶蚀作用，更易

34、产生大量的次生孔隙，有人称压实作用和压溶作用为减少孔隙的不可逆的破坏作用，而将胶结作用称为可以再生孔隙的破坏作用。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件2.有利的地质条件颗粒大小 细粒溶蚀速率比粗粒大，在溶蚀的初期其溶蚀的速率较大，随时间的增加而减缓。A.R.Hurst为了研究溶蚀作用过程中，不同大小颗粒的特征，从侏罗系采集一批石英晶体，并将其用筛子分为三个粒级420m，420250m，250m，将这些石英晶体颗粒放入40%氢氟酸浸蚀，为了获得被浸蚀的重量比，在浸蚀前和浸蚀后的不同时间内进行称重，从而获得随浸蚀时间的增长而损失的重量百分数(图3-8）,第二节 溶蚀孔隙的定量

35、评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件2.有利的地质条件,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件2.有利的地质条件溶解速率直接与表面积的大小、表面的性质有关。当溶蚀作用在某一个表面不均匀的发生时，将会在比较光滑的表面形成坑洼，从而将增加表面积，这种轻微的表面的溶蚀将会大大地增加其表面积。溶蚀作用不仅对不同矿物是选择性溶蚀，对同一矿物的不同晶面也是不均一的。易溶条件最易溶的矿物为交代或已溶蚀过的矿物；最易溶蚀矿物的结构特征为垂直于颗粒生长的矿物(因为其与地下水的接触面积大）；大颗粒的矿物晶体较小颗粒易溶（且溶蚀孔隙度更大)。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件

36、2.有利的地质条件溶蚀量的大小与地下水同矿物的接触面积大小密切相关。当溶蚀作用发生在颗粒上时，则沉积的初期，其孔隙度高，接触面积最大，最易发生溶蚀当溶蚀作用发生在自生矿物和胶结物上时，应在胶结和自生矿物发育的中期(即如果太早，胶结物等的数量有限，而且晶体较小，太晚则孔隙度太小，与地下水的接触面积太小)。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件2.有利的地质条件有利于碎屑岩溶蚀作用产生的地质条件为：早期由于风化剥蚀作用形成高矿化度的水溶液沉积物沉积后由于水介质的停滞和半封闭而使过饱和的物质析出产生早期胶结作用和交代作用(包括次生加大)，以碳酸盐岩矿物为最佳早期的胶结作用有效地阻

37、止压实和压溶作用的继续进行，从而使得储层有足够的连通孔隙使流体在其中流动中晚期流体性质的改变使胶结物和交代矿物迅速溶蚀而产生大量的孔隙空间溶蚀作用发生的时期内和以后介质的性质保持相对稳定以维持次生孔隙的有效性。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件2.有利的地质条件碳酸盐岩的有利地质条件地质环境 主要的环境有深海溶蚀、大气淡水溶蚀、埋藏溶蚀作用。浅海或潮坪形成的碳酸盐矿物，在海进时将会因海水的加深而发生溶蚀作用。根据有关资料当海水深度约为45005000米时，CaCO3的固体含量明显降低，一些学者认为这主要是由于CO2分压增加而增加CaCO3的溶解度；mCa+mCO3-溶度

38、积的增加，为地表的23倍，这种溶蚀作用对于碳酸盐岩形成次生孔隙的意义不大，在此不详细讨论。1)大气淡水下的碳酸盐岩溶蚀作用大气淡水是一种酸性水，对CaCO3是不饱和的水，因此是碳酸盐岩类溶蚀最有利的溶液，这种酸性水一旦与碳酸盐类矿物接触，由于其不饱和性将使碳酸盐岩发生溶蚀作用，如果是处于大气淡水渗流带，淡水的不断渗流将被溶蚀的Ca+、CO3-带入地下潜流带，新的大气淡水不断补充，这样形成规模较大的溶蚀孔隙储层类。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件2.有利的地质条件碳酸盐岩的有利地质条件成岩早期 没有经过深埋藏的成岩作用时期而形成成岩早期成岩早期近地表的碳酸盐岩由于胶结作

39、用不很强烈，保留了原生孔隙的很大一部分，因此其有利的溶蚀孔隙发育带为原生孔隙发育的有利相带，在这些相带的渗透率比较高、淡水的渗入非常迅速、溶蚀量比较大，常可形成规模很大的溶蚀孔隙、溶洞等。当这些岩石受构造运动的影响埋藏地下与生油层接触时，将成为良好储层。这类储层的特点为粒间溶孔、粒内溶孔及铸模孔发育，因为粒间的原生孔隙为大气水的渗流通道，其物性特点为孔隙度高，渗透率较低。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件2.有利的地质条件实例 美国 Kerlin油田，产层为下白垩统鲕粒骸骨灰岩，其原生粒间孔隙度曾高达4070%，胶结作用、压实作用后原生孔隙仅残存4%左右，由于溶蚀作用产

40、生了铸模孔，使其孔隙度高达13.8%。我国四川盆地三叠系嘉陵江组和雷口坡组的储层中也见有粒间和粒内溶孔的发育。意义 溶蚀孔隙 这种早期大气淡水的渗入使碳酸盐岩孔隙介质中水体性质发生的变化对于储层的改善是很有意义的，它不仅能产生丰富的溶蚀孔隙抑制自生矿物 还可以抑制胶结作用和其它碳酸盐类自生矿物的形成，从而保存了良好的储层。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件2.有利的地质条件,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件2.有利的地质条件,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件2.有利的地质条件碳酸盐岩的有利地质条件成岩晚期大气淡水溶蚀条件

41、大地构造运动，孔隙介质的流体性质发生巨大的变化，在相当长的时间内将保持相对稳定结果 溶蚀作用强烈和持久形成大量的次生孔隙和规模宏大的地表溶蚀地貌（喀斯特地貌），当这些孔隙系统被保存下来，将成为非常好的储集空间而且这类油藏具有储量丰富单井产量高的特点，是值得引起重视的碳酸盐岩储层。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件2.有利的地质条件碳酸盐岩的有利地质条件成岩晚期大气淡水溶蚀实例继承性溶蚀 当岩溶作用前其孔隙的分布特征与地层的分布有密切关系时，这种溶蚀作用将继承性地发育在原来的孔隙（可能是原生孔隙，也可能是次生孔隙）系统的基础之上，而形成层位比较稳定，规律性比较强的分布特征

42、。例如渤海湾盆地的内幕状油藏（图3-11）。这种油藏在e地层的孔隙发育带中，其溶蚀孔隙具有较强的分层性。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件继承性溶蚀 例如渤海湾盆地的内幕状油藏（图3-11）。这种油藏在地层的孔隙发育带中，其溶蚀孔隙具有较强的分层性。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件2.有利的地质条件碳酸盐岩的有利地质条件成岩晚期大气淡水溶蚀非继承性溶蚀作用也可发生在原始沉积时孔、渗条件差，或成岩作用对孔、渗性破坏强烈的地层中条件 有构造裂缝或压溶裂缝、缝合线的存在，以作为大气淡水渗入地下的通道，有突起的古地貌，突起的古地貌为河流的形成、切割创造

43、条件，形成大的水流，地下河、落水洞等易形成。这类储层溶蚀孔隙的发育与其形成条件有关。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件2.有利的地质条件碳酸盐岩的有利地质条件成岩晚期大气淡水溶蚀非继承性溶蚀作用也可发生在原始沉积时孔、渗条件差，或成岩作用对孔、渗性破坏强烈的地层中条件 裂缝 当其发育带有丰富的构造裂缝、压溶裂缝或缝合线时，其溶蚀孔隙将沿着这些大气淡水的渗流通道分布；高地 如果发育带有古高地时，这些孔隙的发育仅分布在侵蚀面附近，在近地表的渗流带内孔隙的分布不规则，主要以垂直为主，在接近古潜水面时为水平管线状，这种储层成层性好，连通范围广。根据我国四川盆地二叠系阳新统的这种

44、水平管状孔隙分布距侵蚀面约80m，最深可达120m（图3-13）,而Cmexob统计的结果为3050m（见图3-14）。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件2.有利的地质条件,在近地表的渗流带内孔隙的分布不规则，主要以垂直为主，在接近古潜水面时为水平管线状，这种储层成层性好，连通范围广。根据我国四川盆地二叠系阳新统的这种水平管状孔隙分布距侵蚀面约80m，最深可达120m（图3-13）,而Cmexob统计的结果为3050m（见图3-14）。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件2.有利的地质条件碳酸盐岩的有利地质条件,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利

45、于溶蚀作用产生的条件2.有利的地质条件碳酸盐岩的有利地质条件,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件2.有利的地质条件碳酸盐岩的有利地质条件成岩晚期大气淡水溶蚀在大气淡水附近的碳酸盐岩类的溶蚀作用发育的有利地层为：如果是早期的岩石，则应为具有良好的原生孔隙如果为表生期的岩石应为具有裂缝、缝合线等渗流通道的渗透性差的岩石，或者是有较好的原生孔隙或次生溶孔的岩石，或者是古高地、古斜坡的岩石。在这些岩石中易形成规模较大的储集孔隙空间。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件2.有利的地质条件碳酸盐岩的有利地质条件2)深埋藏期碳酸盐岩的溶蚀作用岩石深埋地下以后，具有

46、储层意义的溶蚀作用应该是规模较大的改变流体介质性质的地质事件主要因素生油岩中有机酸的排出，大量进入储层中从而改变其流体的性质。在主生油期，随着油气大量形成的同时，将形成大量的有机酸、CO2和其它的一些附产物，这些物质都将从生油岩中排出并进入储层，这样就改变了储层中水体介质的性质。深部热液的加入，改变地层水的性质，地下的岩浆、地热水等都可能渗入到储层中而使其性质发生变化。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件2.有利的地质条件碳酸盐岩的有利地质条件2)深埋藏期碳酸盐岩的溶蚀作用岩石深埋地下以后，具有储层意义的溶蚀作用应该是规模较大的改变流体介质性质的地质事件特征继承性，通常是

47、在原生孔隙或溶蚀作用发生前存在的次生孔隙中发育较好，因此通常在一个样品中可见多期溶蚀作用；具有分带性，这些溶蚀孔隙常分布在与改变流体性质相邻地层附近；范围较小，它与大气淡水下形成的孔隙系统比较，通常规模比较小，因其地下水的流动性不如后者。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,五、有利于溶蚀作用产生的条件2.有利的地质条件碳酸盐岩的有利地质条件2)深埋藏期碳酸盐岩的溶蚀作用岩石深埋地下以后，具有储层意义的溶蚀作用应该是规模较大的改变流体介质性质的地质事件特征实例 当然只要条件适合仍可形成高孔隙度的储层，最高可达20%。并形成规模可观的油气藏。例如我国的山东济阳坳陷的基岩油藏中的碳酸盐的溶蚀作用发育在深埋

48、藏的条件下，其特点为这种次生孔隙的发育可分布在不整合面以下数百米的深度，深埋藏的铁方解石溶孔的存在，因为铁方解石通常是深埋藏期的矿物，沿缝合线溶孔的存在，这些缝合线溶孔切割方解石脉。,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,六、溶蚀孔隙的识别与定量计算,支撑粒间孔-粒间孔,支撑粒间孔-粒间（溶）孔,支撑粒间孔-粒间（溶）孔,支撑粒间孔-粒间（溶）孔,支撑粒间孔-杂基间孔,支撑粒间孔-胶结物间孔,支撑粒间孔-胶结物间孔,支撑粒间孔-胶结物间（溶）孔,支撑粒内孔-溶孔,支撑粒内孔-气孔,支撑粒内孔-裂隙,裂缝,原生孔隙粒间孔,原生孔隙粒间孔,原生孔隙粒间孔,原生孔隙粒间孔,原生孔隙粒间孔,原生孔隙（扩大）粒间孔,粒内孔-气孔,粒间溶蚀扩大孔,粒内溶蚀孔,颗粒溶蚀,石英次生加大边溶蚀,岩屑溶蚀,杂基和颗粒溶蚀,扩大粒间孔,溶蚀伸长孔,石英溶蚀孔隙,长石溶蚀孔隙,沸石溶蚀孔隙,方解石溶蚀孔隙,石膏溶蚀孔隙,石盐溶蚀孔隙,溶蚀孔隙识别标志部分溶蚀,溶蚀孔隙识别标志部分溶蚀,溶蚀孔隙识别标志伸长孔,溶蚀孔隙识别标志扩大粒间孔,溶蚀孔隙识别标志伸长孔,溶蚀孔隙识别标志部分溶蚀,溶蚀孔隙识别标志部分溶蚀,第二节 溶蚀孔隙的定量评价,六、溶蚀孔隙的识别与定量计算,