碳酸鹽巖油氣儲特征

托合尼亞孜?馬木提　劉中國

摘 要：隨著經濟高速發展，能源的勘探研究也在不斷深入。碳酸鹽巖儲致密，具有強大儲集能力，能夠提供大量的油氣，是全球油氣增儲的重點對象，也是當下油氣開發的主要目標。碳酸鹽巖的儲集能力受地質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和特征進行分析，進一步對碳酸鹽巖的油氣儲進行研究，以期對后續研究者和我國石油工業貢獻一份力量。

關鍵詞：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現其身影。而且碳酸鹽巖對于油氣儲集、開發、勘探而言極其重要。碳酸鹽巖油氣儲存含量占據全時間油氣儲值的一半，油氣產量更是占據世界油氣產能的六成以上。碳酸鹽巖形成過程需要具備兩個基礎條件，一是該區域有足夠大的區間可以容納礦物質，且中間區域必須是凹陷，防止物質流失。二是周邊需要有其他的物質供給，比如碎屑、鹽礦、泥質等。一般來說，根據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，可用來產油，含油氣的土地面積達310萬km2，蘊含巨大能源。海相碳酸鹽巖盆地規模較大，構造也相對簡單，是世界上多數生油巖的主要形式。相比陸相碳酸鹽巖，海相碳酸鹽巖沒有那么大的局限性，其板塊運動小，受到地質因素影響較小，且咸水環境對比陸地淡水更加適合有機物的存儲。湖相碳酸鹽巖在世界范圍內分布更為廣泛，我國已經勘探到的湖相碳酸鹽巖的油氣總儲量也達到了了幾億噸，是尚未開發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，能夠形成更加優質的巖儲集層，提供熱值更大的油氣能源。

2 湖相碳酸鹽巖的性質

陸相和海相碳酸鹽巖的成功勘探促進了科研人員對湖相碳酸鹽巖的性質的探索進度。根據海相和陸相碳酸鹽巖所獲知的結論，勘探人員也進一步遐想湖相碳酸鹽巖中的溶蝕結構和機理，包含最常見的準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方面分析，最早出現于二疊紀，當時海水褪去，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，南方的多數陸地發展成了湖盆。經過時間的沉積，當前我國的湖相碳酸鹽巖油氣儲值能達到幾億噸。

湖盆的演變一共經歷了“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離子，對湖水起到鹽化作用的同時也推動了白云石化的進程，是湖盆具備良好的白云巖儲層。另一方面，通過勘察發現，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出不規則形狀。二是對湖相碳酸鹽巖中混合的碎屑在保留大部分形態的基礎上進行了微改造，促進儲層空間的構成。三是讓縫隙和裂縫得以擴大，對油氣儲集空間進行拓展。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準。另外，湖相碳酸鹽巖的儲集能力還受到儲集空間構型、環境控制因素、成藏地質條件等因素的影響，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，進而加速勘探的進度。

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成，根據湖相碳酸鹽巖的環境分析，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無關，其巖層的產生主要是由于多數顆粒經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、海藻團等等。同樣為非生物物質構成的泥晶碳酸鹽巖，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域，且空間分布的厚度較小。泥晶碳酸鹽巖常見的呈現形式為頁巖狀的泥灰巖或者是泥頁巖。結晶碳酸鹽巖的含量較少，存在的形式也頗為稀少，其主要以螺灰巖結晶體的形式存在。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現其身影。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，最后展現的形式也差異較大。根據資料分析，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。裂隙的大小和結構性質同樣受到碳酸鹽巖環境的影響，進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、構造、高壓下的微裂縫網絡。這三類的儲集空間內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本身不易發生溶蝕，因此就不易產生滲透縫隙，從而達到一個好的儲能效果。其次，溶蝕的作用時間較長且酸性強度不一，從而導致在有限的空間內，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，未形成較大規模。在實際的勘探中，技術人員會對盆地的結構和環境背景進行調研，著重研究未被生成巖強烈作用的生油弱力區域。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生影響。泥分較高、巖層致密、壓實作用強的碳酸鹽巖中，酸性流體難以滲透和流通，因此碳酸鹽巖的溶蝕作用難發生，其溶蝕效應也會大大減弱。

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噶爾盆地地區，該區域主要由泥頁巖和多種白云巖構成，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質條件。因此，該區域從遠古時期海退之后，晶體、生物等骨架和殼類物質不斷沉積，隨著時間的積累，該區域湖相碳酸鹽巖均儲集了大量的致密油能源。經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，而不需要經過長距離的相互移動或者運輸才能形成。“致密”是湖相碳酸鹽巖生油巖的最重要特征之一，其孔隙小，巖石物性差，滲透率小于常規數據，使得碳酸鹽巖的儲集能力大大提升。研究學者還發現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域不規則且分布的空間跨度很大，干酪根類的類型多種多樣，其蘊含的有機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，在空間上呈現連續性分布且沒有明顯的邊界來進行界定，與傳統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，屬于優質的輕質油，是能源供給的優秀原料。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，且含油區域巨大，儲存大量待開發油氣資源。

4 結論

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，根據對湖相碳酸鹽巖的溶蝕效應分析，勘探隊伍應該從尋找“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。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域或者是巖層沉積點為中心的勘探布井方式，從而進一步開發出優質油氣儲集巖層，增加油氣產量。

參考文獻：

[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].地學前緣，2008.