碳酸盐岩储层成因及其基本特征分析与探索

关键词：碳酸盐岩;储集层;成因;特征;石油;因素

0 引言

截止到2020年，世界人口总数约为77亿，而且以8296万/年的速度递增，加上经济的快速增长，人类的生存和发展对地球上各种能源的需求量逐年增加，尤其是油气资源。根据世界各国多年的油气勘探开发实践表明：在沉积岩、变质岩、岩浆岩三大岩类中都发现了油气田，但是沉积岩中的油气储量最多，约为99%，而其中又以碳酸盐岩为主，约占全球油气储量的50%。另外，碳酸盐岩储集层的油气产量也非常多，约占全球油气产量的60%。因此，碳酸盐岩是油气勘探中十分重要的领域，必须对其进行深入分析和研究。

1 碳酸盐岩储层成因类型

碳酸盐岩储层的分类受到岩相、成岩、构造、流体等多方面的控制，根据储层的成因机理、主要储渗空间类型和岩石特征将碳酸盐岩储层分为4种类型：礁滩型、岩溶型、裂缝型、白云岩[1，2]。

1.1 礁滩型储集层

一般情况下，礁丘会在纵向上进行营建，最终形成隆起，在其顶部和礁前部位发育礁坪及一些生屑砂砾屑滩，而向两侧则发育礁翼和棘屑滩。其次，礁丘在横向上逐渐变为砂屑滩和滩间海。由于海平面相对变化和礁丘隆起的影响，礁丘顶部会时常暴露在大气淡水的环境之中，进而会受到溶蚀淋滤的双重作用，使其在纵向上形成2個岩溶带：①渗流岩溶带;②潜流岩溶带，这时已经具有一定的岩溶发育规模。与此同时，由于其他因素的影响，使得礁滩型储层具有较好的储集能力，如埋藏溶蚀作用、多期构造作用等。

1.2 岩溶型储集层

岩溶指由于碳酸盐岩中存在一些没有饱和的、含CO2的溶液，这些溶液将碳酸盐岩内部进行了溶解，从而最终形成了溶孔、溶洞和洞穴。在表生成岩作用的影响之下，加上水循环体系，碳酸盐岩地层逐渐溶解，其孔隙度和渗透率不断增加，最终形成了面状分布的表生岩溶带。经过长时间的淋滤溶蚀作用之后，碳酸盐岩表生岩溶带就成为了早期的岩溶带。之后，这些早期的岩溶带相互连通，进而形成了具有一定连通性的孔、缝、洞系统，使得碳酸盐岩在持续溶蚀之后，成为后期相对比较成熟的岩溶带。

1.3 裂缝型储集层

经过长时间的构造运动，各个地质历史时期的碳酸盐岩暴露地表，又经过各种地质作用的改造，使其最终形成具有大量裂缝的储集层。根据成因而言，裂缝可以划分为2种：①构造裂缝;②风化裂缝。其中，构造裂缝在储层中最为发育和重要，其发育程度主要受断裂构造的影响，一般在地层褶皱、破裂等应力相对集中的区域比较发育。由于碳酸盐岩在地表或近地表暴露，由于风化作用的影响，这些暴露的区域便会形成风化裂隙，主要分布在洞穴的顶面。

1.4 白云岩储集层

在早期，由于渗透回流作用的影响，含泥的泥晶灰岩以及泥灰岩形成了块状厚度较大的白云岩，然后由于埋藏深度的不断增加，温度和压力也在不断增加，一些没有受到白云岩化作用影响的灰岩，会逐渐变为一种深埋藏高温成因的白云岩。在此之后，在构造运动的作用下，大型断层的活动日益增强，为白云岩化流体提供了运移通道，并且随着埋藏深度的进一步增大，温度和压力也会进一步增加，不但提高了区域热液循环的速度，而且也会增大白云岩化的作用。

2 碳酸盐岩储层基本特征

2.1 礁滩型储集层

这种储集层的岩石类型主要有2种：①礁灰岩类;②颗粒灰岩类。

而储集空间主要有5种：①大型溶洞;②溶蚀孔洞;③粒内孔;④粒间孔;⑤裂缝。

礁滩体储集层的发育主要的控制因素有3种：①沉积微相;②早期暴露蜂窝状溶蚀;③构造作用。第一种因素可以控制碳酸盐岩储集层的岩性和结构，进而对其原生孔隙的发育起到了决定作用。第二种因素是形成优质储集层的重要因素，使储层形成了大量的溶孔、溶缝。第三种因素是改善礁滩体储层储集性能的关键因素，使储层形成非常好的缝洞系统，为碳酸盐岩油气藏的形成奠定了一定的基础。

2.2 岩溶型储集层

由于所处地区不同，岩溶型储集层的储集性能也各不相同，而且其成藏组合也不一样，主要有3个特点：①岩溶高地区域的溶蚀孔洞比较发育，但遮挡条件较差;②岩溶高地区域的一些边缘和斜坡地区，是十分有利的油气成藏带;③岩溶洼地区域，大部分的孔洞都被充填、连通性比较差。由于溶洞、孔洞及它们的充填物电阻率比较低，电成像测井通常表现为黑色--棕色的高导特征，而围岩的电阻率比较高，电成像测井表现为浅棕--亮黄色[3，4]。岩溶型储集层在地震剖面上具有强振幅或亮点，弱振幅或暗点，杂乱反射以及平点等特点，其次，岩溶型储集层会对地震波的能量进行吸收，导致地震资料的频率降低，溶蚀缝洞表现为“强串珠”，如图1所示。

2.3 裂缝型储集层

裂缝型储集层主要发育于致密、性脆、质纯的碳酸盐岩之中，而且裂缝的类型以构造裂缝为主。这些裂缝可以构成纵横交错的裂缝网络体系，不但能够成为油气储集的空间，而且也能够成为油气渗滤的良好通道。

2.4 白云岩储集层

白云岩储集层的储集性能比较好，主要的储层类型有4种：①晶间孔;②晶间溶孔;③溶蚀孔洞;④溶缝。这种储集层绝大多数都具有埋藏成因的特征，其平均温度不会大于目前埋藏深度的温度，一般不会超过150℃。白云岩储集层的储集空间类型比较单调，在一定程度上限制了其储集性能。

3 结语

总而言之，碳酸盐岩储层的成因类型较多，其基本特征也各不相同，因此，在实际勘探开发过程中，应该根据对应的类型和特征，采取相应的勘探开发技术和方案，降低各种因素的影响，不但要提高勘探开发的成功率，而且要降低勘探开发的成本，促进油田企业的可持续发展。

参考文献：

[1]吴涵，丁熊.碳酸盐岩储层的成因类型——以四川盆地中三叠世雷口坡组为例[C].第十五届全国古地理学及沉积学学术会议摘要集，2018：22.

[2]张静，张宝民，单秀琴.深层碳酸盐岩储层基本特征与成因[C].第八届中国含油气系统与油气藏学术会议论文摘要汇编，2015：216-217.

[3]黄蕾.湖相碳酸盐岩储层及成因机理研究[D].成都：西南石油大学，2016.

[4]龚晓星.碳酸盐岩早成岩岩溶作用与油气储集层的形成[N].中国矿业报，2019-10-23（007）.

作者简介：

程哲（1992- ），男，汉族，河南新野人，硕士在读，主要从事矿物学、岩石学、矿床学方面的研究工作。