碳酸盐岩油气储特征

托合尼亚孜?马木提　刘中国

摘 要：随着经济高速发展，能源的勘探研究也在不断深入。碳酸盐岩储致密，具有強大储集能力，能够提供大量的油气，是全球油气增储的重点对象，也是当下油气开发的主要目标。碳酸盐岩的储集能力受地质和岩溶蚀作用的影响，具备不同的特征。因此，本文针对湖相碳酸盐岩油气储性质和特征进行分析，进一步对碳酸盐岩的油气储进行研究，以期对后续研究者和我国石油工业贡献一份力量。

关键词：能源勘探;碳酸盐岩;油气储

1 碳酸盐岩油气储概述

碳酸盐岩在全世界分布广泛，几乎在任何国家都能够发现其身影。而且碳酸盐岩对于油气储集、开发、勘探而言极其重要。碳酸盐岩油气储存含量占据全时间油气储值的一半，油气产量更是占据世界油气产能的六成以上。碳酸盐岩形成过程需要具备两个基础条件，一是该区域有足够大的区间可以容纳矿物质，且中间区域必须是凹陷，防止物质流失。二是周边需要有其他的物质供给，比如碎屑、盐矿、泥质等。一般来说，根据所处的位置不同可以将碳酸盐岩分为陆相碳酸盐岩、湖湘碳酸盐岩和海相碳酸盐岩。其中，陆相碳酸盐岩是地球发展的过程中不断累积形成的岩石总称。陆相碳酸盐岩在我国分布面积较大，可用来产油，含油气的土地面积达310万km2，蕴含巨大能源。海相碳酸盐岩盆地规模较大，构造也相对简单，是世界上多数生油岩的主要形式。相比陆相碳酸盐岩，海相碳酸盐岩没有那么大的局限性，其板块运动小，受到地质因素影响较小，且咸水环境对比陆地淡水更加适合有机物的存储。湖相碳酸盐岩在世界范围内分布更为广泛，我国已经勘探到的湖相碳酸盐岩的油气总储量也达到了了几亿吨，是尚未开发完全的巨大能量源泉。相比海相碳酸盐岩，湖相碳酸盐岩具有更好的溶蚀模型，能够形成更加优质的岩储集层，提供热值更大的油气能源。

2 湖相碳酸盐岩的性质

陆相和海相碳酸盐岩的成功勘探促进了科研人员对湖相碳酸盐岩的性质的探索进度。根据海相和陆相碳酸盐岩所获知的结论，勘探人员也进一步遐想湖相碳酸盐岩中的溶蚀结构和机理，包含最常见的准同生期溶蚀和埋葬期溶蚀等景点溶蚀模型。从时间上看，我国的湖相碳酸盐岩从地质方面分析，最早出现于二叠纪，当时海水褪去，盆地之间相互挤压，形成了深湖相的碳酸盐岩。到了中三叠纪，南方的多数陆地发展成了湖盆。经过时间的沉积，当前我国的湖相碳酸盐岩油气储值能达到几亿吨。

湖盆的演变一共经历了“湖侵”、“最大湖泛”、“逐渐萎缩”三个时期，其中湖泛期斯诺累积的泥岩是优秀的生油岩。随着白云石化作用逐步明显，湖相碳酸盐岩的储能能力不断加强但是渗透性却较差，从而使得湖盆的周边聚集了大量的矿物质离子，对湖水起到盐化作用的同时也推动了白云石化的进程，是湖盆具备良好的白云岩储层。另一方面，通过勘察发现，与海相和陆相碳酸盐岩相比，湖相碳酸盐岩的溶蚀空隙并非是油气储集的主体空间，溶蚀作用一是让原本的白云石晶间的孔隙变大，使得该晶体不再保持原本的棱角分明而是呈现出不规则形状。二是对湖相碳酸盐岩中混合的碎屑在保留大部分形态的基础上进行了微改造，促进储层空间的构成。三是让缝隙和裂缝得以扩大，对油气储集空间进行拓展。但是这仅仅对能源储集起到一个辅助作用并不是能源储集能力的主要评判标准。另外，湖相碳酸盐岩的储集能力还受到储集空间构型、环境控制因素、成藏地质条件等因素的影响，因此需要从湖相碳酸盐岩多方面影响因素来分析生油岩的性质，进而加速勘探的进度。

3 湖相碳酸盐岩油气储特征

综合多方面资料，湖相碳酸盐岩可以划分为骨架生物岩、非骨架生物岩、颗粒碳酸盐岩、泥晶碳酸盐岩、结晶碳酸盐岩和陆屑混杂碳酸盐岩六种类型。其中骨架生物岩又称为骨架碳酸盐岩，主要由湖泊藻类形成，主要的存在形式有湖中藻类及藻礁生物层等。非骨架生物岩与骨架生物岩的定义相反，其组成大部分来源不是由非生物组成而是由生物骨骼或者壳类构成，根据湖相碳酸盐岩的环境分析，非骨架生物岩的主要材料是来自于湖泊中的贝类、螺等生物。另外，颗粒碳酸盐岩的组成与生物系统无关，其岩层的产生主要是由于多数颗粒经流水或者砂石的带动作用最后堆积组成，常见的颗粒有球粒、海藻团等等。同样为非生物物质构成的泥晶碳酸盐岩，其岩层的颗粒含量较少，大体呈泥晶状，主要由生化物质沉积而来，从而可以得知，泥晶碳酸盐岩一般分布在湖湾或者是浅层区域，且空间分布的厚度较小。泥晶碳酸盐岩常见的呈现形式为页岩状的泥灰岩或者是泥页岩。结晶碳酸盐岩的含量较少，存在的形式也颇为稀少，其主要以螺灰岩结晶体的形式存在。最后，陆屑混杂碳酸盐岩石属于碳酸盐岩和碎屑的过渡产物，衍生于碎屑向碳酸盐岩的过渡时期，常常能在各湖盆中发现其身影。上述六种不同类型的碳酸盐岩对其次生孔隙的影响也不尽相同，最后展现的形式也差异较大。根据资料分析，湖相碳酸盐岩的次生孔隙取决于岩石的类别和成岩相带的变化。裂隙的大小和结构性质同样受到碳酸盐岩环境的影响，进而决定了不同类型岩层的储油能力。

另一方面，湖相碳酸盐岩的储集空间可划分为原生礁滩相储层、白云石化下的晶间孔以及沉积、构造、高压下的微裂缝网络。这三类的储集空间内的溶蚀作用和渗透作用较弱，其主要原因一方面是因为矿物质本身不易发生溶蚀，因此就不易产生渗透缝隙，从而达到一个好的储能效果。其次，溶蚀的作用时间较长且酸性强度不一，从而导致在有限的空间内，碳酸盐岩的各个时期的溶蚀效果均不相同，从而对岩层的改造相对较小，未形成较大规模。在实际的勘探中，技术人员会对盆地的结构和环境背景进行调研，着重研究未被生成岩强烈作用的生油弱力区域。另一方面，湖相碳酸盐岩的成岩开放程度也对岩层的储油能力产生影响。泥分较高、岩层致密、压实作用强的碳酸盐岩中，酸性流体难以渗透和流通，因此碳酸盐岩的溶蚀作用难发生，其溶蚀效应也会大大减弱。

湖相碳酸盐岩的储集层大部分都属于致密油范畴，最典型的有四川盆地和准噶尔盆地地区，该区域主要由泥页岩和多种白云岩构成，沉积的密度大，最大的厚度接近千米，为油气资源的储集提供了优质条件。因此，该区域从远古时期海退之后，晶体、生物等骨架和壳类物质不断沉积，随着时间的积累，该区域湖相碳酸盐岩均储集了大量的致密油能源。经过勘探人员长期的研究和归类分析，湖相碳酸盐岩的储集油气资源可以规整为致密油和页岩油两种。其中致密油的概念不是单纯得由岩石的致密程度和油气储集的物质来划分，而是指油气能源以离散形式吸附于其上的生油岩或者是层状的致密砂岩与致密碳酸盐岩二者之间相互混合储集到岩层中，而不需要经过长距离的相互移动或者运输才能形成。“致密”是湖相碳酸盐岩生油岩的最重要特征之一，其孔隙小，岩石物性差，渗透率小于常规数据，使得碳酸盐岩的储集能力大大提升。研究学者还发现湖相碳酸盐岩的致密油岩还有几个明显的特征。其一，致密油的生油岩的分布区域不规则且分布的空间跨度很大，干酪根类的类型多种多样，其蕴含的有机碳酸也比陆相碳酸盐岩和海相碳酸盐岩的比率高很多。其二，致密储集岩层和生油岩之间相互牵连，在空间上呈现连续性分布且没有明显的边界来进行界定，与传统的油藏概念大为不同。最后，湖相碳酸盐岩的致密储层所凝练的油密度较小，属于优质的轻质油，是能源供给的优秀原料。因此，湖相碳酸盐的油气总体具备“源油一体、油储凹槽”的特征，且含油区域巨大，储存大量待开发油气资源。

4 结论

湖相碳酸盐岩的生油岩总体具备“自生自储”、“源油一体、油储凹槽”的显著特征。另一方面，根据对湖相碳酸盐岩的溶蚀效应分析，勘探队伍应该从寻找“低孔低渗”的致密储能层，而不是在一味地追求“高孔高渗”储集层开发。勘探部署方面可以从高位布井或者是沉积下坡布井方式，而不再按照以往的以凹陷区域或者是岩层沉积点为中心的勘探布井方式，从而进一步开发出优质油气储集岩层，增加油气产量。

参考文献：

[1]罗平，张静，刘伟，等.中国海相碳酸盐岩油气储层基本特征[J].地学前缘，2008.