定量储层地质学讲稿chp1-1N.ppt

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1、储层地质学储层地质学储层地质学储层地质学西南石油学院西南石油学院西南石油学院西南石油学院 资源与环境学院资源与环境学院资源与环境学院资源与环境学院2002006 6年年年年4 4月月月月罗明高电话：83032275主要内容主要内容主要内容及特点主要内容及特点主要内容主要内容 储层形成、储层演化、储层评价、储层应用储层形成、储层演化、储层评价、储层应用特点特点 定量研究、多观点介绍、勘探开发应用定量研究、多观点介绍、勘探开发应用基本要求及参考文献基本要求及参考文献基本要求基本要求 有储层地质的基础有储层地质的基础参考文献参考文献方少仙方少仙 侯方浩侯方浩 石油天然气储层地质学石油天然气储层地质学

2、 石油工业出版社石油工业出版社强子同强子同 碳酸盐岩储层地质学导论碳酸盐岩储层地质学导论 石油工业出版社石油工业出版社罗蛰潭罗蛰潭 油气储层孔屑结构油气储层孔屑结构 科学出版社科学出版社定量储层地质学定量储层地质学定量储层地质学定量储层地质学第一章第一章第一章第一章第一章第一章储层形成的定量评价储层形成的定量评价储层形成的定量评价储层形成的定量评价西南石油学院西南石油学院西南石油学院西南石油学院2002006 6年年年年3 3月月月月罗明高主要内容主要内容成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价交代作用的定量评价交代作用的定量评价成岩作用顺序的定量评价成岩作用顺序的定量评价第一节第一节 成岩作用的

3、定量评价成岩作用的定量评价一、成岩作用的基本类型一、成岩作用的基本类型压实作用压实作用 概念概念概念概念 也称为机械压实作用，是指也称为机械压实作用，是指在上覆压力作用下在上覆压力作用下，除骨架颗除骨架颗粒溶解以外，所引起岩石总体积减少的所有作用过程粒溶解以外，所引起岩石总体积减少的所有作用过程。是由岩石。是由岩石压力和上覆沉积物的重量引起的。压力和上覆沉积物的重量引起的。特征特征特征特征 在碎屑岩中，压实作用的结果使岩石产生明显的可识别的在碎屑岩中，压实作用的结果使岩石产生明显的可识别的特征，常见的有：特征，常见的有：定向排列、破裂和劈理的产生、塑性变形定向排列、破裂和劈理的产生、塑性变形第

4、一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价压实作用特征压实作用特征压实作用压实作用 泥绕石英流动泥绕石英流动 白云母片弯曲白云母片弯曲 绿泥石变形绿泥石变形斜长石被压裂斜长石被压裂 石英部分破裂石英部分破裂 石英大规模破裂石英大规模破裂第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价压实作用意义压实作用意义减少岩石总体积减少岩石总体积减少孔隙空间减少孔隙空间 由以上特征可见，在主要以刚性颗由以上特征可见，在主要以刚性颗粒组成的沉积物粒组成的沉积物(岩岩)中，主要是以减少孔隙空间的中，主要是以减少孔隙空间的方式来减少岩石总体积，而骨架颗粒的体积没有明方式来减少岩石总体积，而骨架颗粒的体积

5、没有明显的减少。显的减少。减少骨架体积和孔隙空间减少骨架体积和孔隙空间 在具有塑性和脆性物质时，在具有塑性和脆性物质时，不仅要减少孔隙体积，而且也将减少骨架体积。不仅要减少孔隙体积，而且也将减少骨架体积。第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价压实作用因素压实作用因素压力压力 随着埋深的增加，上覆地层岩石和流体的压力都增加，岩石的静压和随着埋深的增加，上覆地层岩石和流体的压力都增加，岩石的静压和流体的静压在正常情况下与深度线性正相关：流体的静压在正常情况下与深度线性正相关：P地地H.岩岩/10 P流流H.流流/10正常压实正常压实 通常通常流流P流流，这时的压力主要是地静压力，而地静

6、压，这时的压力主要是地静压力，而地静压力是作用在岩石颗粒骨架上的，将大大降低孔隙度。力是作用在岩石颗粒骨架上的，将大大降低孔隙度。异常压实异常压实 相反在异常的压力下，相反在异常的压力下，P流可能等于甚至大于流可能等于甚至大于P地，此时，上覆压地，此时，上覆压力作用的结果是在岩石骨架和孔隙流体上，从而使孔隙度的降低减缓，孔隙力作用的结果是在岩石骨架和孔隙流体上，从而使孔隙度的降低减缓，孔隙梯度较小。梯度较小。第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价碳酸盐岩压实碳酸盐岩压实碳酸盐岩压实作用特征碳酸盐岩压实作用特征海绵针定向排列海绵针定向排列 薄壁生物压碎薄壁生物压碎 海百合茎压碎海百合

7、茎压碎 鲕粒交差鲕粒交差 中等变形鲕中等变形鲕 强烈变形鲕强烈变形鲕更多更多更多更多第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价碳酸盐岩压实特征碳酸盐岩压实特征碳酸盐岩压实作用特征碳酸盐岩压实作用特征接触接触 (1)颗粒的点接触颗粒的点接触;(2)颗粒间线状接触颗粒间线状接触;(3)颗粒的嵌入接触颗粒的嵌入接触压裂压裂 (5)颗粒压折（板状、片状颗粒及介壳化石中）颗粒压折（板状、片状颗粒及介壳化石中）;(6)颗粒错断颗粒错断;(7)颗粒表皮撕裂颗粒表皮撕裂(常见于鲕粒灰岩中）常见于鲕粒灰岩中）;(8)颗粒表皮剥离颗粒表皮剥离;(9)颗粒碎裂颗粒碎裂;(10)颗粒表部放射性破裂颗粒表部放射

8、性破裂;(11)颗粒变形颗粒变形;(12)颗粒畸变颗粒畸变;(14)颗粒表部颗粒表部揉皱揉皱(多发育于鲕粒灰岩多发育于鲕粒灰岩)。生物生物 (13)潜穴的压扁潜穴的压扁早期早期硬物体硬物体（结核、石化层等）之间或之上的纹层变薄（结核、石化层等）之间或之上的纹层变薄生物碎片生物碎片：由于压实作用使易碎的生物介壳等被压碎：由于压实作用使易碎的生物介壳等被压碎各种原生各种原生孔隙的变形孔隙的变形：由于压实作用可使垂直于层面的泥裂变形为皱：由于压实作用可使垂直于层面的泥裂变形为皱纹状；使各种光滑的生物钻孔弯曲变形纹状；使各种光滑的生物钻孔弯曲变形球形颗粒的变形球形颗粒的变形：常见的为鲕粒的变形：常见的

9、为鲕粒的变形原生孔隙的破坏原生孔隙的破坏：压实作用使其它松散的物质在泥裂和鸟眼构造口起：压实作用使其它松散的物质在泥裂和鸟眼构造口起封闭作用，而使之遭到破坏（变小）甚至消失。封闭作用，而使之遭到破坏（变小）甚至消失。第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价不同类型碳酸盐岩压实不同类型碳酸盐岩压实1不同类型碳酸盐岩压实作用不同类型碳酸盐岩压实作用影响影响 主要与胶结作用发生的时期有关主要与胶结作用发生的时期有关化学沉淀形成的结晶碳酸盐岩化学沉淀形成的结晶碳酸盐岩 颗粒特征颗粒特征 颗粒较细、相互之间为较疏松的堆积、粒间富含孔隙水、颗颗粒较细、相互之间为较疏松的堆积、粒间富含孔隙水、颗粒

10、的抗压强度较差粒的抗压强度较差压力特征压力特征 正如碎屑岩中的泥岩类，其孔隙度随压力的增加而减少的幅正如碎屑岩中的泥岩类，其孔隙度随压力的增加而减少的幅度比较大度比较大胶结期胶结期 由于这类岩石的沉积物形成环境为碳酸盐岩类的过饱和环境，由于这类岩石的沉积物形成环境为碳酸盐岩类的过饱和环境，大量的自生方解石将不断产生，因此胶结作用发生较早，这样便阻止了大量的自生方解石将不断产生，因此胶结作用发生较早，这样便阻止了压实作用的继续进行或减缓了压实作用的强度压实作用的继续进行或减缓了压实作用的强度直接标志直接标志 这类岩石中的压实作用标志不明显，因此很难识别这类岩石中的压实作用标志不明显，因此很难识别

11、间接标志间接标志 这种岩石压实作用的存在是无可非议的，其明显的特征为：这种岩石压实作用的存在是无可非议的，其明显的特征为：现代沉积物的孔隙度很高，而随着埋深的增加岩石的孔隙度迅速降低。现代沉积物的孔隙度很高，而随着埋深的增加岩石的孔隙度迅速降低。这种岩石中的压实作用特征为早期硬物体之间或之上的纹层变薄，各种这种岩石中的压实作用特征为早期硬物体之间或之上的纹层变薄，各种原生孔隙（生物钻孔、泥裂）变形。原生孔隙（生物钻孔、泥裂）变形。第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价不同类型碳酸盐岩压实不同类型碳酸盐岩压实2不同类型碳酸盐岩压实作用不同类型碳酸盐岩压实作用影响影响 主要与胶结作用发

12、生的时期有关主要与胶结作用发生的时期有关由内碎屑等经改造形成的碳酸盐岩由内碎屑等经改造形成的碳酸盐岩颗粒特征颗粒特征 由于其碎屑颗粒经固结后比较坚硬，抗压能力比较强由于其碎屑颗粒经固结后比较坚硬，抗压能力比较强压力特征压力特征 正如碎屑岩中的砂砾岩类，其孔隙度随压力的增加而减少的正如碎屑岩中的砂砾岩类，其孔隙度随压力的增加而减少的幅度比较小幅度比较小胶结期胶结期 由于颗粒经过搬运后再沉积，因此可能其沉积环境与沉淀环境由于颗粒经过搬运后再沉积，因此可能其沉积环境与沉淀环境或生长环境（生物成因岩石被改造的碎屑岩）不同，而胶结作用发生的或生长环境（生物成因岩石被改造的碎屑岩）不同，而胶结作用发生的时

13、期较晚或发生的速度较慢，这给压实作用提供了较长的时间，可能使时期较晚或发生的速度较慢，这给压实作用提供了较长的时间，可能使压实作用比较强烈。压实作用比较强烈。直接标志直接标志 压裂的生物碎片；球形或其它规则颗粒的变形，颗粒表面构压裂的生物碎片；球形或其它规则颗粒的变形，颗粒表面构造遭破坏（表皮撕裂、表皮剥离、表皮揉皱、表部放射状破裂），颗粒造遭破坏（表皮撕裂、表皮剥离、表皮揉皱、表部放射状破裂），颗粒之间为线或相嵌状接触。之间为线或相嵌状接触。第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价不同类型碳酸盐岩压实不同类型碳酸盐岩压实3不同类型碳酸盐岩压实作用不同类型碳酸盐岩压实作用影响影响 主

14、要与胶结作用发生的时期有关主要与胶结作用发生的时期有关生物成因的碳酸盐岩生物成因的碳酸盐岩压力特征压力特征 压实作用在这类岩石中的强度可能差异较大，但这种生物成压实作用在这类岩石中的强度可能差异较大，但这种生物成因的岩石规模较大时（厚度大且连片性好），其抗压性较好，压实作用因的岩石规模较大时（厚度大且连片性好），其抗压性较好，压实作用比较微弱，比较微弱，胶结期胶结期 由于颗粒经过搬运后再沉积，因此可能其沉积环境与沉淀环境由于颗粒经过搬运后再沉积，因此可能其沉积环境与沉淀环境或生长环境（生物成因岩石被改造的碎屑岩）不同，而胶结作用发生的或生长环境（生物成因岩石被改造的碎屑岩）不同，而胶结作用发生

15、的时期较晚或发生的速度较慢，这给压实作用提供了较长的时间，可能使时期较晚或发生的速度较慢，这给压实作用提供了较长的时间，可能使压实作用比较强烈。压实作用比较强烈。直接标志直接标志 生物压碎结构（生物骨架压塌、洞穴压扁，骨架压折）；早生物压碎结构（生物骨架压塌、洞穴压扁，骨架压折）；早期阶段使长条状生物碎屑定向排列，而形成线接触（在镜下的二维空间）期阶段使长条状生物碎屑定向排列，而形成线接触（在镜下的二维空间）；压实作用的加强将使其为嵌入接触；然后为压折、甚至压碎。；压实作用的加强将使其为嵌入接触；然后为压折、甚至压碎。第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价生物的灰岩生物的灰岩生物的

16、灰岩生物的灰岩压实作用特征压实作用特征压实作用特征压实作用特征不同类型碳酸盐岩压实作用不同类型碳酸盐岩压实作用值得注意值得注意的是只有当这种生物残核比较丰富时这些现象才比较明显，如的是只有当这种生物残核比较丰富时这些现象才比较明显，如果丰度比较低时将会形成富含生物的灰岩果丰度比较低时将会形成富含生物的灰岩(图图1-3)，而颗粒完整无损。这，而颗粒完整无损。这就是在有的生物灰岩中仍保存有完整易碎介壳的原因之一。就是在有的生物灰岩中仍保存有完整易碎介壳的原因之一。图1-3 压实作用形成的富含生物灰岩示意图第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价压溶作用压溶作用压溶作用压溶作用2.2.压溶

17、作用压溶作用压溶作用压溶作用 概念概念概念概念 也称化学压实作用，也称化学压实作用，是指由骨架颗粒在接触点的溶解所引起是指由骨架颗粒在接触点的溶解所引起的岩石总体积的减少过程。的岩石总体积的减少过程。成因成因成因成因 由由岩石压应力岩石压应力和和上覆沉积物的重量上覆沉积物的重量引起的引起的 特征特征特征特征 粒间接触点的溶解，从而形成粒间接触点的溶解，从而形成凹凸接触凹凸接触，甚至形成，甚至形成(似似)缝合缝合线的接触关系线的接触关系。第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价碎屑岩压溶作用碎屑岩压溶作用碎屑岩压溶作用碎屑岩压溶作用碎屑岩压溶作用碎屑岩压溶作用 时期时期时期时期 这种作

18、用通常在压实之后这种作用通常在压实之后 特征特征特征特征 骨架颗粒的排列方式为紧密排列骨架颗粒的排列方式为紧密排列 关系关系关系关系 很少见胶结物的压溶，因此多在胶结作用之前或同时很少见胶结物的压溶，因此多在胶结作用之前或同时进行进行。第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价碎屑岩压溶作用图碎屑岩压溶作用图石英颗粒线接触颗粒间缝合线溶解面第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价碳酸盐岩压溶作用碳酸盐岩压溶作用碳酸盐岩压溶作用碳酸盐岩压溶作用 时期时期时期时期 这种作用通常在压实之后这种作用通常在压实之后 规模规模规模规模 压溶作用在碳酸盐岩中是十分常见的，其溶蚀的规模可小到

19、只有几压溶作用在碳酸盐岩中是十分常见的，其溶蚀的规模可小到只有几毫米或微米毫米或微米(在镜下才能看见在镜下才能看见)，大到几米甚至更大范围，大到几米甚至更大范围(在野外露头区即在野外露头区即可见到可见到)特征特征特征特征 垂直于应力方向由于溶蚀的结果产生了溶蚀的痕迹，这种痕迹通常垂直于应力方向由于溶蚀的结果产生了溶蚀的痕迹，这种痕迹通常表现为不规则的曲面，在剖面上为一条不规则的曲线，形似缝合线，因此表现为不规则的曲面，在剖面上为一条不规则的曲线，形似缝合线，因此常习惯称之为常习惯称之为缝合线缝合线。第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价碳酸盐岩压溶作用图碳酸盐岩压溶作用图碳酸盐岩压

20、溶作用碳酸盐岩压溶作用第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价压溶作用压溶作用压溶作用压溶作用 压溶作用影响因素压溶作用影响因素压溶作用影响因素压溶作用影响因素 影响因素影响因素影响因素影响因素 重力的影响，还受接触物的性质、其间的流体性质影响重力的影响，还受接触物的性质、其间的流体性质影响介质（水）的性质对压溶作用的影响主要表现为介质（水）的性质对压溶作用的影响主要表现为过饱和状态过饱和状态 当水介质中碳酸盐岩过饱和状态时不利于压溶，反之利于当水介质中碳酸盐岩过饱和状态时不利于压溶，反之利于压溶，因此通常酸性水（地表的淡水）和较高的温度有利于碳酸盐岩的压溶，因此通常酸性水（地表的淡

21、水）和较高的温度有利于碳酸盐岩的压溶作用进行压溶作用进行离子含量离子含量 根据一些学者的研究根据一些学者的研究Mg+2和和Mg/Ca比的降低有利于压溶的进比的降低有利于压溶的进行，当其介质为油气时，则停止。行，当其介质为油气时，则停止。岩石的成分也是一个重要因素岩石的成分也是一个重要因素主要包括岩石中泥质的含量和碳酸盐岩矿物稳定性两方面主要包括岩石中泥质的含量和碳酸盐岩矿物稳定性两方面按易压溶递减的序列为文石按易压溶递减的序列为文石高高Mg方解石方解石方解石方解石白云石。白云石。碳酸盐中泥质的存在有利于压溶的进行，当粘土含量比较高时，产生的碳酸盐中泥质的存在有利于压溶的进行，当粘土含量比较高时

22、，产生的缝合线常为未缝合的缝隙，而粘土含量比较低（约缝合线常为未缝合的缝隙，而粘土含量比较低（约10%）则形成缝合的）则形成缝合的缝合线，无粘土矿物或生物（有机质）的地方很难发现缝合线。缝合线，无粘土矿物或生物（有机质）的地方很难发现缝合线。第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价压溶作用压溶作用压溶作用压溶作用 压溶作用影响因素压溶作用影响因素压溶作用影响因素压溶作用影响因素 范围范围范围范围 深度范围变化很大，最浅的是在关岛的阿利丰灰岩中发现的微深度范围变化很大，最浅的是在关岛的阿利丰灰岩中发现的微缝合线（缝合线（14条条/10毫米），由于粘土薄膜的存在，在反光下呈红色细线，毫米

23、），由于粘土薄膜的存在，在反光下呈红色细线，其埋深不超过其埋深不超过90米，而在我国建南气田下三叠统飞仙组中发现的缝合米，而在我国建南气田下三叠统飞仙组中发现的缝合线是晚于第二期方解石胶结作用（其温度为线是晚于第二期方解石胶结作用（其温度为5680），在美国弗吉），在美国弗吉尼亚州的马斯托赫尔德贝格群的层孔虫补丁礁石灰中的压溶作用晚于尼亚州的马斯托赫尔德贝格群的层孔虫补丁礁石灰中的压溶作用晚于棘皮动物上的共轴生长之后棘皮动物上的共轴生长之后 溶蚀物质溶蚀物质溶蚀物质溶蚀物质 压溶的部分可以是颗粒、生物碎屑、鲕粒等原始沉积物的接压溶的部分可以是颗粒、生物碎屑、鲕粒等原始沉积物的接触点上或接触线上

24、，也可以是固结成岩后的胶结物；缝合线可以是被触点上或接触线上，也可以是固结成岩后的胶结物；缝合线可以是被泥质、生物痕迹充填的也可以是张开的面，缝合线的产状可是水平的；泥质、生物痕迹充填的也可以是张开的面，缝合线的产状可是水平的；也可以是垂直的和斜交的。也可以是垂直的和斜交的。第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价压溶作用压溶作用压溶作用压溶作用缝合线的储层意义缝合线的储层意义缝合线的储层意义缝合线的储层意义类型类型 缝合线可分为已缝合和未缝合的两种缝合线可分为已缝合和未缝合的两种意义意义 对于后者无疑应是增加储层的孔隙度，而更为重要的是大大增加渗透率对于后者无疑应是增加储层的孔隙度

25、，而更为重要的是大大增加渗透率对于前者虽然渗透性较后者差，但通常较其临近的岩石好，因此其孔渗性仍起对于前者虽然渗透性较后者差，但通常较其临近的岩石好，因此其孔渗性仍起重要的作用，主要表现为重要的作用，主要表现为延伸范围比较广，可作为碳酸盐岩的交代，溶蚀作延伸范围比较广，可作为碳酸盐岩的交代，溶蚀作用的通道，有利于后期的改造作用用的通道，有利于后期的改造作用;可直接作为油气运移的通道。可直接作为油气运移的通道。实际上常观察到的缝线中的沥青和其附近的溶蚀特征证明了其有利的石油地质实际上常观察到的缝线中的沥青和其附近的溶蚀特征证明了其有利的石油地质意义。意义。泥岩的关系泥岩的关系 缝合线的发育与泥岩

26、密切相关缝合线的发育与泥岩密切相关常形成在泥质较多的渗透性较差的岩性中，这种岩性常不易形成储层，但这种常形成在泥质较多的渗透性较差的岩性中，这种岩性常不易形成储层，但这种缝合线的发育对后期的改造（溶蚀作用）是有益的缝合线的发育对后期的改造（溶蚀作用）是有益的另一方面这种渗透性差的岩类可作为生油层，因此可作为油气生成以后向储集另一方面这种渗透性差的岩类可作为生油层，因此可作为油气生成以后向储集层运移的通道层运移的通道。第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价胶结作用胶结作用胶结作用胶结作用3.3.胶结作用胶结作用胶结作用胶结作用 概念概念概念概念 是指自生矿物沉淀在颗粒间，从而将沉积物

27、固结成岩，减少是指自生矿物沉淀在颗粒间，从而将沉积物固结成岩，减少孔隙空间的过程。孔隙空间的过程。机理机理机理机理 是由于粒间液体的地球化学性质变化，使其溶解物质析出的是由于粒间液体的地球化学性质变化，使其溶解物质析出的过程。通常岩石的总体积不发生变化。过程。通常岩石的总体积不发生变化。成因成因成因成因 由于溶液中所含的物质达过饱和状态而发生结晶作用的过程由于溶液中所含的物质达过饱和状态而发生结晶作用的过程第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价胶结作用胶结作用胶结作用胶结作用3.3.胶结作用胶结作用胶结作用胶结作用 因素因素因素因素 物质来源、流体介质的性质（物质来源、流体介质的性

28、质（PH和和EH）近物源区近物源区特征特征 通常含有物源区化学风化的矿物质成分，当物源区为不稳通常含有物源区化学风化的矿物质成分，当物源区为不稳定的岩石成分特征时更为明显，这时的沉积物矿物成熟度很低，定的岩石成分特征时更为明显，这时的沉积物矿物成熟度很低，且流体介质所含矿物浓度高，易且流体介质所含矿物浓度高，易形成早期的胶结作用形成早期的胶结作用。实例实例 克拉玛依砾岩油藏为山麓洪积相的沉积，其胶结物通常为克拉玛依砾岩油藏为山麓洪积相的沉积，其胶结物通常为自生的沸石类，发生的作用较早（埋深约为自生的沸石类，发生的作用较早（埋深约为1000米），这种胶结米），这种胶结作用是继碎屑颗粒的交代作用后

29、进行的，因此作用时期早。孔隙作用是继碎屑颗粒的交代作用后进行的，因此作用时期早。孔隙的破坏作用主要是胶结作用，而压实作用和压溶作用很小。的破坏作用主要是胶结作用，而压实作用和压溶作用很小。第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价胶结作用胶结作用胶结作用胶结作用3.3.胶结作用胶结作用胶结作用胶结作用远物源区远物源区流体特征流体特征 当其流体介质浓度较高时，沉积物埋深的增加，介质当其流体介质浓度较高时，沉积物埋深的增加，介质中的中的PH或或EH的变化常引起其溶解度的急剧变化的变化常引起其溶解度的急剧变化(减少减少)，使大量，使大量自生矿物形成或次生加大产生。自生矿物形成或次生加大产生。

30、胶结特征胶结特征 自生矿物常为钙质自生矿物常为钙质-亮晶状的方解石相嵌胶结，由于其亮晶状的方解石相嵌胶结，由于其发生作用的时期较早，流体的离子交换容易，且发生作用的时期较早，流体的离子交换容易，且K性好，故这种性好，故这种胶结常严重破坏储层特征胶结常严重破坏储层特征(使使9%，K9)碳酸盐岩矿物易生成，常形成各种方解石晶体，特别是当温度碳酸盐岩矿物易生成，常形成各种方解石晶体，特别是当温度增加时这种形成过程更为迅速。增加时这种形成过程更为迅速。弱碱性或酸性弱碱性或酸性条件下条件下SiO2的溶解度急剧降低，易形成自生石英和石英的次生加大，的溶解度急剧降低，易形成自生石英和石英的次生加大，在这种条

31、件下，高岭石也易形成，而不利于伊利石的存在。在这种条件下，高岭石也易形成，而不利于伊利石的存在。第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价胶结作用胶结作用胶结作用胶结作用3.3.胶结作用胶结作用胶结作用胶结作用矿物特征矿物特征 在不同的在不同的PH值条件下，可形成不同序列的自生矿物组合，值条件下，可形成不同序列的自生矿物组合，或不同的胶结物成分。或不同的胶结物成分。胶结物的产生受溶液介质条件的影响，因此不同的地球胶结物的产生受溶液介质条件的影响，因此不同的地球化学条件下，自生矿物的特征不同。化学条件下，自生矿物的特征不同。第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价胶结作用胶结作

32、用胶结作用胶结作用3.3.胶结作用胶结作用胶结作用胶结作用碳酸盐岩胶结作用碳酸盐岩胶结作用时期时期 胶结作用可以发生在沉积期后的任何阶段；多期和连续胶结作用可以发生在沉积期后的任何阶段；多期和连续不断进行为特征。不断进行为特征。成分成分 胶结物的成分多种多样，有方解石、文石、白云石、石胶结物的成分多种多样，有方解石、文石、白云石、石英、硬石膏等，但通常以碳酸盐岩矿物（方解石、文石、白云英、硬石膏等，但通常以碳酸盐岩矿物（方解石、文石、白云石）为主石）为主形态形态 晶体形态有纤维状、片状、等粒状及不规则的嵌晶特征，晶体形态有纤维状、片状、等粒状及不规则的嵌晶特征，碳酸盐岩胶结物的晶体形态、形状特

33、征、结构特征等常反映了碳酸盐岩胶结物的晶体形态、形状特征、结构特征等常反映了其形成的环境，这种重要的标志常成为研究其成岩史的重要资其形成的环境，这种重要的标志常成为研究其成岩史的重要资料。料。第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型二、成岩作用模型二、成岩作用模型二、成岩作用模型二、成岩作用模型1.压实作用模型压实作用模型刚性颗粒模型旋转旋转移移动动压实前压实前压实后压实后第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型2R2RHHa aa a压实前压实前压实前压实前压实后压实后压实后压实后第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型对于地

34、下沉积物的某一单元而言，影响因素主要是上覆沉积物的重量和自对于地下沉积物的某一单元而言，影响因素主要是上覆沉积物的重量和自身抗压力的强弱。身抗压力的强弱。这一过程的定量描述可把单元岩石看成岩石骨架和孔隙两部分即这一过程的定量描述可把单元岩石看成岩石骨架和孔隙两部分即Tgp 骨架可看成颗粒和基质骨架可看成颗粒和基质 gcm 则则T（cm）p压实作用前后的体积比：压实作用前后的体积比：T 1m/T T 1m/T T (1-cosa)(1+2cosa)T (1-cosa)(1+2cosa)或第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型压实结果使厚度减少，其减少量为：压实结果使厚度减

35、少，其减少量为：设设:压实前、后的厚度为压实前、后的厚度为 (2R)sina a 和和 (2R)sina a ，则则:sina a sina a和和:D D(2R)(sina asina a)相对于沉积时的厚度相对于沉积时的厚度:D D sina asina a sina a 1 sina a sina a第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型 压实前 压实中期 压实后期颗粒无序排列 颗粒有序、疏松排列 颗粒紧密排列压实作用厚度变化模型压实作用厚度变化模型第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型脆性颗粒压实作用模型脆性物压实前压实前压实后压实后第一

36、节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型塑性颗粒压实作用模型塑性颗粒压实作用模型塑性物塑性物压实前压实前压实后压实后第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型混合支撑压实作用模型混合支撑压实作用模型压实前压实后第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型鲕粒压实作用模型压实初期完整鲕粒弱变形鲕中变形鲕强烈变形鲕第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型生物介壳压实作用模型生物介壳压实作用模型压实前压实前（完整生物结构、疏松排列）（完整生物结构、疏松排列）压实初期压实初期（完整生物结构、紧密排列）（完整生物结构、紧密排列

37、）压实后压实后（生物介壳的压碎生物介壳的压碎）第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型富含生物压实作用模型压实前压实后第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型 2.压溶作用模型机理机理 颗粒的接触点上承受了较大的压力，此时如果粒间的孔隙水颗粒的接触点上承受了较大的压力，此时如果粒间的孔隙水体有利于颗粒的溶蚀作用，则可能产生压溶作用。体有利于颗粒的溶蚀作用，则可能产生压溶作用。因素因素 压溶作用常发生在较坚硬的颗粒上，与颗粒的易溶性和颗粒压溶作用常发生在较坚硬的颗粒上，与颗粒的易溶性和颗粒的接触面有关。的接触面有关。第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩

38、作用的定量评价成岩作用模型 2.压溶作用模型基基本本特特征征 颗颗粒粒较较大大时时，这这种种溶溶蚀蚀作作用用发发生生在在颗颗粒粒与与颗颗粒粒间间，可可发发生生在在颗颗粒粒的的任任意意方方向向上上，通通常常所所见见到到的的都都是是互互溶溶或或共共溶溶，即即在在接接触点（线）两边的颗粒同时压溶的特征。触点（线）两边的颗粒同时压溶的特征。宏宏观观特特征征 除除了了这这种种小小规规模模的的颗颗粒粒接接触触点点上上的的压压溶溶作作用用外外，还还可可见见较较大大规规模模的的压压溶溶作作用用，这这时时可可见见到到压压溶溶线线连连接接了了若若干干个个颗颗粒粒的的现现象象。这这种种现现象象的的产产生生多多发发生

39、生在在颗颗粒粒比比较较细细的的沉沉积积物物中中，而而且且在在时时期期上上，可可能能也也是是在在单单颗颗粒粒压压溶溶作作用用之之后后进进行行的的，从从薄薄片片中中颗颗粒粒接接触多为锯齿状可得到证实。触多为锯齿状可得到证实。第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型压溶作用基本模型压溶前压溶后第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型大规模压溶作用模型压溶前早期局部压溶大规模压溶压溶前压溶后第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型碳酸盐岩压溶作用模型第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型 3.胶结作用模型常见类型

40、常见类型 次生加大次生加大特征特征 它的特征是在颗粒边缘增生，使磨圆较好的颗粒重新形成它的特征是在颗粒边缘增生，使磨圆较好的颗粒重新形成边棱角，比较严重时，颗粒相互连接而出现线接触的关系边棱角，比较严重时，颗粒相互连接而出现线接触的关系岩性岩性 碎屑岩中最常见的胶结作用就是次生加大碎屑岩中最常见的胶结作用就是次生加大识别识别 如果次生加大部分与颗粒间无明显的如果次生加大部分与颗粒间无明显的“尖状晕尖状晕”时，将形时，将形成成“似缝合线似缝合线”的压溶假象，这时可在阴极荧光下识别。的压溶假象，这时可在阴极荧光下识别。第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型3.胶结作用模型胶

41、结作用模型次生加大模型（次生加大模型（图图1-18）颗粒次生加大部分第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型 3.胶结作用模型常见类型常见类型 马牙状胶结马牙状胶结特征特征 在颗粒边缘生长新的晶体，而使颗粒与颗粒之间连接在一在颗粒边缘生长新的晶体，而使颗粒与颗粒之间连接在一起，这种形成的晶体通常小而且常垂直于颗粒边缘生长，形成马起，这种形成的晶体通常小而且常垂直于颗粒边缘生长，形成马牙状的胶结牙状的胶结岩性岩性 碎屑岩中最常见的胶结作用就是次生加大碎屑岩中最常见的胶结作用就是次生加大第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型3.胶结作用模型马牙状胶结模

42、型（图1-19）颗粒次生加大部分颗粒早期胶结进一步胶结第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型 3.胶结作用模型常见类型常见类型 充填式胶结充填式胶结特征特征 在粒间自生一种与颗粒完全不同成分的矿物，从而胶结颗在粒间自生一种与颗粒完全不同成分的矿物，从而胶结颗粒，使粒间孔部分或完全被充填，这种胶结作用通常发生较晚，粒，使粒间孔部分或完全被充填，这种胶结作用通常发生较晚，胶结物不很规则。这种胶结作用比较强烈时，会使粒间孔隙全部胶结物不很规则。这种胶结作用比较强烈时，会使粒间孔隙全部被充填。被充填。岩性岩性 碎屑岩中常见碎屑岩中常见颗粒胶结物胶结前部分充填胶结完全充填胶结第一

43、节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型3.胶结作用模型充填式胶结（图1-20）第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型 3.胶结作用模型常见类型常见类型 多期胶结模型多期胶结模型特征特征 由于碳酸盐岩多形成于由于碳酸盐岩多形成于CaCO3过饱和的环境中，因而其胶过饱和的环境中，因而其胶结作用通常发育较早，这种早期的胶结作用易在颗粒边缘形成环结作用通常发育较早，这种早期的胶结作用易在颗粒边缘形成环边的马牙状胶结，这是因为从结晶学的理论看，在过饱和溶液中边的马牙状胶结，这是因为从结晶学的理论看，在过饱和溶液中形成晶体必须要经历成核生长两个阶段，成核过程是一

44、个比较形成晶体必须要经历成核生长两个阶段，成核过程是一个比较漫长的过程，如果它附着在某一相同物质上成核，要比在溶液中漫长的过程，如果它附着在某一相同物质上成核，要比在溶液中孤立成核所需的能量小得多。孤立成核所需的能量小得多。岩性岩性 碳酸盐岩碳酸盐岩第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型3.胶结作用模型胶结作用模型多期胶结模型（多期胶结模型（图图1-21）中期环边胶结早期马牙状胶结晚期镶嵌胶结第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用定量评价三、基本成岩作用过程的定量评价1.压实作用的定量评价压实作用的定量评价堆积角堆积角 特征特征 堆积角反映了颗粒堆积

45、的紧密程度堆积角反映了颗粒堆积的紧密程度范围范围 堆积角的大小变化范围为堆积角的大小变化范围为90-60度间度间孔隙孔隙 理论推导结果表明其孔隙度的变化范围为理论推导结果表明其孔隙度的变化范围为47%-26%间间划分划分 由此可划分出不同的压实作用级别，现代沉积调查表明，由此可划分出不同的压实作用级别，现代沉积调查表明，无胶结物时的砂粒孔隙度为无胶结物时的砂粒孔隙度为38%，对应的堆积角为，对应的堆积角为70度度(见表见表1-1),依此可划分为不同的级别。依此可划分为不同的级别。第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型三、基本成岩作用过程的定量评价1.压实作用的定量评价8

46、47266626046.8%40.4%34.4%29.1%26.0%堆积角无胶结物孔隙度堆积角与无胶结物孔隙度关系图堆积角与无胶结物孔隙度关系图第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用定量评价三、基本成岩作用过程的定量评价三、基本成岩作用过程的定量评价1.压实作用的定量评价压实作用的定量评价表表1-1 依据堆积角划分压实程度表依据堆积角划分压实程度表第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用模型三、基本成岩作用过程的定量评价三、基本成岩作用过程的定量评价1.压实作用的定量评价压实作用的定量评价粒间孔类型粒间孔类型支撑颗粒被压实后颗粒间形成的孔隙特征反映了压实作

47、用的程度支撑颗粒被压实后颗粒间形成的孔隙特征反映了压实作用的程度三角形孔隙三角形孔隙 压实作用强烈形成的紧密堆积孔隙多为三角形孔隙压实作用强烈形成的紧密堆积孔隙多为三角形孔隙四边形孔隙四边形孔隙 压实作用较弱的疏松堆积孔隙多为四边形孔隙和多边形孔隙。压实作用较弱的疏松堆积孔隙多为四边形孔隙和多边形孔隙。疏松堆积孔隙紧密堆积孔隙第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用定量评价三、基本成岩作用过程的定量评价三、基本成岩作用过程的定量评价2.压溶作用的定量评价压溶作用的定量评价接触关系接触关系 常见线接触和凹凸接触两种，分别为弱和强的压溶作用。常见线接触和凹凸接触两种，分别为弱和强

48、的压溶作用。溶蚀量的定量评价溶蚀量的定量评价 根据颗粒的接触特征可定量估算溶蚀量，如图根据颗粒的接触特征可定量估算溶蚀量，如图1-24所所示，颗粒从点接触压溶为线接触后，被溶蚀颗粒量可用下式计算：示，颗粒从点接触压溶为线接触后，被溶蚀颗粒量可用下式计算：LRh第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用定量评价三、基本成岩作用过程的定量评价2.压溶作用的定量评价压溶作用的定量评价溶蚀体积为：溶蚀体积为：溶蚀体积比：溶蚀体积比：第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用定量评价三、基本成岩作用过程的定量评价3.胶结作用的定量评价胶结作用的定量评价根据胶结物的量评价根

49、据胶结物的量评价 胶结物的多少反映了胶结作用的时间长短、胶胶结物的多少反映了胶结作用的时间长短、胶结作用的强度、胶结作用的速度等。结作用的强度、胶结作用的速度等。表表表表1-2 1-2 胶结物含量与胶结作用关系表胶结物含量与胶结作用关系表胶结物含量与胶结作用关系表胶结物含量与胶结作用关系表第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用定量评价三、基本成岩作用过程的定量评价三、基本成岩作用过程的定量评价3.胶结作用的定量评价胶结作用的定量评价根据胶结类型定量评价根据胶结类型定量评价 储层中胶结物的量一定时，胶结类型的不同储层中胶结物的量一定时，胶结类型的不同对储层的性质也有极大的影响

50、，主要影响储层的孔隙大小和渗透性对储层的性质也有极大的影响，主要影响储层的孔隙大小和渗透性。胶结类型与胶结作用程度关系表胶结类型与胶结作用程度关系表胶结类型与胶结作用程度关系表胶结类型与胶结作用程度关系表第一节第一节 成岩作用的定量评价成岩作用的定量评价成岩作用定量评价四、成岩作用过程的综合定量评价四、成岩作用过程的综合定量评价1.基本评价参数基本评价参数概念概念原始孔隙度原始孔隙度：沉积物沉积于水体环境时的孔隙度，：沉积物沉积于水体环境时的孔隙度，。无胶结物孔隙度无胶结物孔隙度：指沉积物：指沉积物(或沉积岩）在胶结作用和自生矿物或沉积岩）在胶结作用和自生矿物形成前的孔隙度，也叫粒间体积，其计