碳酸鹽巖油氣儲特征

托合尼亞孜?馬木提　劉中國

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，能源的勘探研究也在不斷深入。碳酸鹽巖儲致密，具有強(qiáng)大儲集能力，能夠提供大量的油氣，是全球油氣增儲的重點對象，也是當(dāng)下油氣開發(fā)的主要目標(biāo)。碳酸鹽巖的儲集能力受地質(zhì)和巖溶蝕作用的影響，具備不同的特征。因此，本文針對湖相碳酸鹽巖油氣儲性質(zhì)和特征進(jìn)行分析，進(jìn)一步對碳酸鹽巖的油氣儲進(jìn)行研究，以期對后續(xù)研究者和我國石油工業(yè)貢獻(xiàn)一份力量。

關(guān)鍵詞：能源勘探;碳酸鹽巖;油氣儲

1 碳酸鹽巖油氣儲概述

碳酸鹽巖在全世界分布廣泛，幾乎在任何國家都能夠發(fā)現(xiàn)其身影。而且碳酸鹽巖對于油氣儲集、開發(fā)、勘探而言極其重要。碳酸鹽巖油氣儲存含量占據(jù)全時間油氣儲值的一半，油氣產(chǎn)量更是占據(jù)世界油氣產(chǎn)能的六成以上。碳酸鹽巖形成過程需要具備兩個基礎(chǔ)條件，一是該區(qū)域有足夠大的區(qū)間可以容納礦物質(zhì)，且中間區(qū)域必須是凹陷，防止物質(zhì)流失。二是周邊需要有其他的物質(zhì)供給，比如碎屑、鹽礦、泥質(zhì)等。一般來說，根據(jù)所處的位置不同可以將碳酸鹽巖分為陸相碳酸鹽巖、湖湘碳酸鹽巖和海相碳酸鹽巖。其中，陸相碳酸鹽巖是地球發(fā)展的過程中不斷累積形成的巖石總稱。陸相碳酸鹽巖在我國分布面積較大，可用來產(chǎn)油，含油氣的土地面積達(dá)310萬km2，蘊(yùn)含巨大能源。海相碳酸鹽巖盆地規(guī)模較大，構(gòu)造也相對簡單，是世界上多數(shù)生油巖的主要形式。相比陸相碳酸鹽巖，海相碳酸鹽巖沒有那么大的局限性，其板塊運(yùn)動小，受到地質(zhì)因素影響較小，且咸水環(huán)境對比陸地淡水更加適合有機(jī)物的存儲。湖相碳酸鹽巖在世界范圍內(nèi)分布更為廣泛，我國已經(jīng)勘探到的湖相碳酸鹽巖的油氣總儲量也達(dá)到了了幾億噸，是尚未開發(fā)完全的巨大能量源泉。相比海相碳酸鹽巖，湖相碳酸鹽巖具有更好的溶蝕模型，能夠形成更加優(yōu)質(zhì)的巖儲集層，提供熱值更大的油氣能源。

2 湖相碳酸鹽巖的性質(zhì)

陸相和海相碳酸鹽巖的成功勘探促進(jìn)了科研人員對湖相碳酸鹽巖的性質(zhì)的探索進(jìn)度。根據(jù)海相和陸相碳酸鹽巖所獲知的結(jié)論，勘探人員也進(jìn)一步遐想湖相碳酸鹽巖中的溶蝕結(jié)構(gòu)和機(jī)理，包含最常見的準(zhǔn)同生期溶蝕和埋葬期溶蝕等景點溶蝕模型。從時間上看，我國的湖相碳酸鹽巖從地質(zhì)方面分析，最早出現(xiàn)于二疊紀(jì)，當(dāng)時海水褪去，盆地之間相互擠壓，形成了深湖相的碳酸鹽巖。到了中三疊紀(jì)，南方的多數(shù)陸地發(fā)展成了湖盆。經(jīng)過時間的沉積，當(dāng)前我國的湖相碳酸鹽巖油氣儲值能達(dá)到幾億噸。

湖盆的演變一共經(jīng)歷了“湖侵”、“最大湖泛”、“逐漸萎縮”三個時期，其中湖泛期斯諾累積的泥巖是優(yōu)秀的生油巖。隨著白云石化作用逐步明顯，湖相碳酸鹽巖的儲能能力不斷加強(qiáng)但是滲透性卻較差，從而使得湖盆的周邊聚集了大量的礦物質(zhì)離子，對湖水起到鹽化作用的同時也推動了白云石化的進(jìn)程，是湖盆具備良好的白云巖儲層。另一方面，通過勘察發(fā)現(xiàn)，與海相和陸相碳酸鹽巖相比，湖相碳酸鹽巖的溶蝕空隙并非是油氣儲集的主體空間，溶蝕作用一是讓原本的白云石晶間的孔隙變大，使得該晶體不再保持原本的棱角分明而是呈現(xiàn)出不規(guī)則形狀。二是對湖相碳酸鹽巖中混合的碎屑在保留大部分形態(tài)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了微改造，促進(jìn)儲層空間的構(gòu)成。三是讓縫隙和裂縫得以擴(kuò)大，對油氣儲集空間進(jìn)行拓展。但是這僅僅對能源儲集起到一個輔助作用并不是能源儲集能力的主要評判標(biāo)準(zhǔn)。另外，湖相碳酸鹽巖的儲集能力還受到儲集空間構(gòu)型、環(huán)境控制因素、成藏地質(zhì)條件等因素的影響，因此需要從湖相碳酸鹽巖多方面影響因素來分析生油巖的性質(zhì)，進(jìn)而加速勘探的進(jìn)度。

3 湖相碳酸鹽巖油氣儲特征

綜合多方面資料，湖相碳酸鹽巖可以劃分為骨架生物巖、非骨架生物巖、顆粒碳酸鹽巖、泥晶碳酸鹽巖、結(jié)晶碳酸鹽巖和陸屑混雜碳酸鹽巖六種類型。其中骨架生物巖又稱為骨架碳酸鹽巖，主要由湖泊藻類形成，主要的存在形式有湖中藻類及藻礁生物層等。非骨架生物巖與骨架生物巖的定義相反，其組成大部分來源不是由非生物組成而是由生物骨骼或者殼類構(gòu)成，根據(jù)湖相碳酸鹽巖的環(huán)境分析，非骨架生物巖的主要材料是來自于湖泊中的貝類、螺等生物。另外，顆粒碳酸鹽巖的組成與生物系統(tǒng)無關(guān)，其巖層的產(chǎn)生主要是由于多數(shù)顆粒經(jīng)流水或者砂石的帶動作用最后堆積組成，常見的顆粒有球粒、海藻團(tuán)等等。同樣為非生物物質(zhì)構(gòu)成的泥晶碳酸鹽巖，其巖層的顆粒含量較少，大體呈泥晶狀，主要由生化物質(zhì)沉積而來，從而可以得知，泥晶碳酸鹽巖一般分布在湖灣或者是淺層區(qū)域，且空間分布的厚度較小。泥晶碳酸鹽巖常見的呈現(xiàn)形式為頁巖狀的泥灰?guī)r或者是泥頁巖。結(jié)晶碳酸鹽巖的含量較少，存在的形式也頗為稀少，其主要以螺灰?guī)r結(jié)晶體的形式存在。最后，陸屑混雜碳酸鹽巖石屬于碳酸鹽巖和碎屑的過渡產(chǎn)物，衍生于碎屑向碳酸鹽巖的過渡時期，常常能在各湖盆中發(fā)現(xiàn)其身影。上述六種不同類型的碳酸鹽巖對其次生孔隙的影響也不盡相同，最后展現(xiàn)的形式也差異較大。根據(jù)資料分析，湖相碳酸鹽巖的次生孔隙取決于巖石的類別和成巖相帶的變化。裂隙的大小和結(jié)構(gòu)性質(zhì)同樣受到碳酸鹽巖環(huán)境的影響，進(jìn)而決定了不同類型巖層的儲油能力。

另一方面，湖相碳酸鹽巖的儲集空間可劃分為原生礁灘相儲層、白云石化下的晶間孔以及沉積、構(gòu)造、高壓下的微裂縫網(wǎng)絡(luò)。這三類的儲集空間內(nèi)的溶蝕作用和滲透作用較弱，其主要原因一方面是因為礦物質(zhì)本身不易發(fā)生溶蝕，因此就不易產(chǎn)生滲透縫隙，從而達(dá)到一個好的儲能效果。其次，溶蝕的作用時間較長且酸性強(qiáng)度不一，從而導(dǎo)致在有限的空間內(nèi)，碳酸鹽巖的各個時期的溶蝕效果均不相同，從而對巖層的改造相對較小，未形成較大規(guī)模。在實際的勘探中，技術(shù)人員會對盆地的結(jié)構(gòu)和環(huán)境背景進(jìn)行調(diào)研，著重研究未被生成巖強(qiáng)烈作用的生油弱力區(qū)域。另一方面，湖相碳酸鹽巖的成巖開放程度也對巖層的儲油能力產(chǎn)生影響。泥分較高、巖層致密、壓實作用強(qiáng)的碳酸鹽巖中，酸性流體難以滲透和流通，因此碳酸鹽巖的溶蝕作用難發(fā)生，其溶蝕效應(yīng)也會大大減弱。

湖相碳酸鹽巖的儲集層大部分都屬于致密油范疇，最典型的有四川盆地和準(zhǔn)噶爾盆地地區(qū)，該區(qū)域主要由泥頁巖和多種白云巖構(gòu)成，沉積的密度大，最大的厚度接近千米，為油氣資源的儲集提供了優(yōu)質(zhì)條件。因此，該區(qū)域從遠(yuǎn)古時期海退之后，晶體、生物等骨架和殼類物質(zhì)不斷沉積，隨著時間的積累，該區(qū)域湖相碳酸鹽巖均儲集了大量的致密油能源。經(jīng)過勘探人員長期的研究和歸類分析，湖相碳酸鹽巖的儲集油氣資源可以規(guī)整為致密油和頁巖油兩種。其中致密油的概念不是單純得由巖石的致密程度和油氣儲集的物質(zhì)來劃分，而是指油氣能源以離散形式吸附于其上的生油巖或者是層狀的致密砂巖與致密碳酸鹽巖二者之間相互混合儲集到巖層中，而不需要經(jīng)過長距離的相互移動或者運(yùn)輸才能形成?！爸旅堋笔呛嗵妓猁}巖生油巖的最重要特征之一，其孔隙小，巖石物性差，滲透率小于常規(guī)數(shù)據(jù)，使得碳酸鹽巖的儲集能力大大提升。研究學(xué)者還發(fā)現(xiàn)湖相碳酸鹽巖的致密油巖還有幾個明顯的特征。其一，致密油的生油巖的分布區(qū)域不規(guī)則且分布的空間跨度很大，干酪根類的類型多種多樣，其蘊(yùn)含的有機(jī)碳酸也比陸相碳酸鹽巖和海相碳酸鹽巖的比率高很多。其二，致密儲集巖層和生油巖之間相互牽連，在空間上呈現(xiàn)連續(xù)性分布且沒有明顯的邊界來進(jìn)行界定，與傳統(tǒng)的油藏概念大為不同。最后，湖相碳酸鹽巖的致密儲層所凝練的油密度較小，屬于優(yōu)質(zhì)的輕質(zhì)油，是能源供給的優(yōu)秀原料。因此，湖相碳酸鹽的油氣總體具備“源油一體、油儲凹槽”的特征，且含油區(qū)域巨大，儲存大量待開發(fā)油氣資源。

4 結(jié)論

湖相碳酸鹽巖的生油巖總體具備“自生自儲”、“源油一體、油儲凹槽”的顯著特征。另一方面，根據(jù)對湖相碳酸鹽巖的溶蝕效應(yīng)分析，勘探隊伍應(yīng)該從尋找“低孔低滲”的致密儲能層，而不是在一味地追求“高孔高滲”儲集層開發(fā)。勘探部署方面可以從高位布井或者是沉積下坡布井方式，而不再按照以往的以凹陷區(qū)域或者是巖層沉積點為中心的勘探布井方式，從而進(jìn)一步開發(fā)出優(yōu)質(zhì)油氣儲集巖層，增加油氣產(chǎn)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅平，張靜，劉偉，等.中國海相碳酸鹽巖油氣儲層基本特征[J].地學(xué)前緣，2008.