碳酸盐岩裂缝与岩溶的关系分析

2017年06
碳酸盐岩裂缝岩溶的关系分析
陈萍廖伟伟吴燕张凯李光明(塔里木油田公司,新疆库尔勒841000)
摘要:岩溶在地质领域中的具体含义是一种可溶性岩石,其成分多为碳酸盐类,如灰岩、白云岩等,这种岩石在受到含有二氧化碳的流水侵蚀时,就会产生诸如洞穴、石林、溶洞等奇特地貌。岩溶作用是溶蚀作用的继续,是一种在特殊地质条件下的大规模溶蚀作用,对储层的孔渗性能有着重要作用,是储层发育的主要控制因素。
关键词:碳酸盐岩裂缝;岩溶作用;断裂;构造作用
1岩溶作用分类
对古岩溶从地质大背景出发进行分析,碳酸盐岩古岩溶可分为沉积、局部以及区域古岩溶。沉积古岩溶形成的原因主要为岩石中的碳酸盐沉积速率增加并暴露在大气中,受大气侵蚀形成的。局部古岩溶形成原因为地质运动造成碳酸盐岩少部分暴露大气中形成。而区域古岩溶的形成则是与海平面的升降或者是地质运动造成大部门暴露大气侵蚀造成的,这类岩溶发育的范围和深度都要比局部岩溶大很多。
裂缝检测
根据岩溶形成的原理和时间顺序可将岩溶作用划分为四种类型:(准)同生岩溶、表生期岩溶、埋藏期岩溶以及褶皱期岩溶。(准)同生岩溶作用出现于沉积的同生期或准同生期,沉积物形成不久,未完全脱离其自身沉积环境,在地层中以小规模层状或是透镜状出现。表生期岩溶是由于海平面下降或地质原因地层抬升,造成碳酸盐岩暴露,并受到大气和水长期风化以及林滤侵蚀作用下形成的岩溶。而埋藏期是指有机质成岩作用相互联系的溶蚀作用和过程。褶皱期岩溶是指碳酸岩在发生褶皱过程中也发生岩溶作用,即大气、淡水渗入了构造运动中伴生的断层和裂缝中所引起的岩溶作用。
2裂缝的分类及控制因素
按形成机理进行分类,裂缝可分为构造缝、成岩缝和溶蚀缝三种类型。构造缝主要是指岩石由于受到构造应力作用,超过其弹性界限而破裂所形成的裂缝,其形成与发育特征受岩性、岩层厚度、构造位置、构造运动等因素的影响。而碳酸盐岩成岩缝、溶蚀缝以及压溶缝可统称为非构造缝,这类型裂缝
的形成是由于岩石在重力、体积力、成岩作用等条件下诱发形成的一种与构造应力无关或间接有关的裂缝类型。岩性是影响裂缝发育的内在因素,碳酸盐岩储层中一般白云石含量越高,裂缝越发育,主要是由于白云石属于原生脆性组分,而脆性成分越高的岩石中裂缝密度越大。这里需要特别强调的是,断层与裂缝之间有着密切的关系。断层的产状、距离影响着裂缝的产状和发育程度,例如逆冲断层往往形成不同角度的剪切缝。
3裂缝与岩溶的关系分析
3.1构造缝与岩溶作用的关系
构造运动产生的断裂造成碳酸盐岩破碎,从而导致裂缝十分发育。构造缝对储层物性的影响非常重大,裂缝在形成前期往往未充填,较易形成复杂的裂缝系统。构造裂缝的出现不仅有利于溶蚀作用的进行,而且有利于地下水的汇集、冲蚀及岩溶的发育。溶蚀洞和溶缝大量发育形成有效的储渗系统,进一
步优化了储集性。构造裂缝一方面形成了油气运移的主要通
道,另一方面也成为流体重要的储集空间。3.2非构造缝加速岩溶作用的发生
有成岩作用出现的地层断裂,具体形成原因是岩石在一定埋深条件下,在上覆岩石的重力以及孔隙流
体压力的共同作用下,碳酸盐岩出现选择溶解现象,达到一定程度形成缝合线结构。该结构是压实与岩溶共同作用的产物,外形结构即反应岩石的压实程度,岩石表面的碳酸钙或盐类物质被水溶解带走,造成岩石表面多为不溶杂质,成分为有机质居多。
另一种是表生裂缝,它是一种通过水流溶解改变裂缝特性的非构造裂缝。这种风化、冲刷溶解不仅发生在风化表面,而且作用到深部。表生裂缝通过已经形成的裂缝,通过淋水流溶解作用使不断增大,最终形成裂缝高度连通的地段。不整合面的岩溶如果被后期的低渗透性地层覆盖,就可以形成良好的油藏。世界上部分高产油田与此种碳酸盐岩储层有关,其储层裂缝非常发育。据统计,碳酸盐岩的许多高产井,往往与表生裂缝系统密切相关。
4结语
从裂缝的成因及发育规律出发,研究裂缝与岩溶之间的关系。多期次的地质构造运动,决定碳酸盐岩岩溶发育环境,并在一定程度上控制了岩溶的分布。(1)构造缝、溶蚀缝促进岩溶作用,是岩溶发育的主要通道,还可以自身溶蚀扩大形成复杂的裂缝系统,成为油气储集的主要空间,是改善碳酸盐岩储层物性重要因素之一。(2)成岩缝等非构造裂缝的存在,为流体运移提供了条件,对加速岩溶作用的发生虽也起一定作用,成为了油气重要的运聚空间。
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