高温高压条件下碳酸盐岩溶蚀过程控制因素

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中国地质大学(北京)《工程地质与勘察》期末考试拓展学习(三)89

《工程地质与勘察》（三）影响岩溶发育的因素在讨论影响岩溶发育因素之前，我们先介绍一下岩溶发育的基本条件。

索科洛夫(Д·С·СКоπов)认为岩溶发育的基本条件有四个：①具有可溶性岩石：②岩石是透水的；③水必须具有侵蚀性；④水在岩石中应处于不断运动的状态。

这四个条件实质上反映了可溶性岩石与具侵蚀能力的水这一对矛盾的两个方面。

但是，不能把岩溶简单地理解为以室内实验为基础的溶蚀作用，应理解为岩溶作用及其所形成的地貌和水文地质现象的综合。

这样，必须把形成岩溶的条件与具体的地质环境结合起来。

从这个观点出发，岩溶发育的基本条件应为三个：①具可溶性岩石；②具溶蚀能力的水；③具良好的水的循环交替条件，即具有良好的地下水的补给、径流和排泄条件。

而岩溶发育中最为活跃而积极的是地下水的循环交替条件，它受控于气候、地形地貌、地质结构、地表非可溶岩复盖及植被发育条件等。

本节讨论影响岩溶发育的基本条件及控制岩溶发育速度、规模、形态组合、空间分布规律的主要因素。

一、碳酸盐岩岩性的影响可溶性岩石是岩溶发育的物质基础，这里仅讨论意义最大的碳酸盐岩的化学成分，矿物成分和结构等方面对岩溶发育的影响。

1. 碳酸盐岩成分与岩溶发育的关系碳酸盐岩是碳酸盐矿物含量超过50％的沉积岩。

其成分比较复杂，主要由方解石、白云石和酸不溶物(泥质、硅质等)组成。

不同类型的碳酸盐岩，其溶解度相差甚大。

因此，直接影响岩体的溶蚀强度和溶蚀速度。

为了阐明这个问题，在岩溶研究中，可用比溶蚀度和比溶解度这两个指标来表征碳酸盐岩类相对溶蚀的强度和速度。

这两个指标的含义是：以上指标的应用条件是：①标准试样为方解石或轻微大理岩化的亮晶灰岩；②所有试的蒸馏水；④在求Kv时，样块件的尺寸相同，或粉碎到相同的粒度；③循环水为高浓度CO2作用的时间一样。

很显然，比溶蚀度Kv及比溶解度Kev愈大，则岩石的溶蚀强度和溶蚀速度也愈大。

l984年，中国科学院地质研究所张寿越等，通过72块样品的室内溶蚀试验，测得碳酸盐成分与比溶蚀度的关系如图8－2所示。

碳酸盐岩储层主控因数

碳酸盐岩储层主控因数碳酸盐岩储层主要指的是由于沉积物溶解及封闭形成的固态储层，以及现今地质作用环境下一类特定储层：碳酸盐岩储层。

拥有广泛的储层分布，具有潜在的经济价值，是石油勘探开发和采收利用的重要基础性储层。

碳酸盐岩储层主要受八个因素的控制：1.物理因素：构造地质环境，裂隙、洞穴、孔隙、碎裂和岩石细致组合等，构成了储集性的固体结构，是储层发育的重要基础。

2.来源因素：储层物质的来源，如源砾、源岩、水体源、粉尘等，决定了储层的成因、物质组成及其特征。

3.沉积环境形态因素：如水体状况、潮汐周期变化和槽坑、沉积地貌，以及沉积速度、温度、压力等，会影响储层的生长、发育、分布及变化情况。

4.沉积时期因素：由于沉积背景及固体结构发生变化，储层质量会有所改变；还会受到宏观环境、细观层析变化的影响，从而导致储层质量或其他物性参数有所变化。

5.地质作用因素：地质作用是指火山活动、火山碎屑、冰川作用、海岸积层、激烈活动等，其会影响储层的岩性、空间及物理性质。

6.地球物理因素：地球物理学研究表明，储层温度、压力及含水量等受到地球物理因素的影响，对储层质量有很大的影响。

7.化学因素：由于碳酸盐岩储层的组成的主要成分是碳酸盐，矿物组成受到化学联系影响而改变，因此化学因素也会影响储层质量。

8.时间因素：沉积历史、构造演化的时间因素，也会影响碳酸盐岩储层的发育程度、质量及物性参数。

通过上述介绍，我们可以清楚地认识到碳酸盐岩储层是受八个因素控制的，即物理因素、来源因素、沉积环境形态因素、沉积时期因素、地质作用因素、地球物理因素、化学因素及时间因素，上述因素的有效结合会决定碳酸盐岩储层的发育程度、质量及物性参数，具有重要的指导意义。

要想掌握储层的状况，开展有效的勘探开发，必须对储层因素进行全面的研究，进而掌握储层的发育特征及其空间分布规律。

首先，利用钻探、测井、地球物理技术等，结合地层地质特征，进行储层分布状况的调查，然后开展油藏物性测试，进一步深入地了解储层成因、物理性质及其演化规律，从而确定储层的资源量及产能，以期更好的实现石油的勘探开发目的。

碳酸盐岩地质学中的溶蚀与沉积作用

碳酸盐岩地质学中的溶蚀与沉积作用碳酸盐岩是一种由碳酸钙和其他碳酸盐组成的沉积岩，并且在地球上广泛分布。

在碳酸盐岩地质学中，溶蚀与沉积作用是其中两个重要的地质过程。

本文将探讨这两个过程的作用、原因以及对地貌和地质形态的影响。

一、溶蚀作用溶蚀是指地下水通过溶解、化学反应或物理破碎等方式，将碳酸盐岩层下部分物质溶解并移走的过程。

碳酸盐岩由于其组成物质易溶解的特性，常常受到地下水的侵蚀影响。

溶蚀过程中，地下水中的溶解物质会与岩石中的碳酸钙反应，形成溶蚀通道和洞穴。

溶蚀作用通常发生在地下水位限制的地方，比如地下水难以进入或排出的区域。

而溶蚀通道的形成则是由于地下水中的二氧化碳进一步扩大了溶解碳酸盐岩的能力。

这种二氧化碳在地下水以及土壤中的产生与腐植物质的分解过程密切相关。

溶蚀作用对地貌的影响主要体现在岩溶地貌的形成上。

岩溶地貌是碳酸盐岩地区地表和地下的一种特殊地貌，包括溶洞、峡谷、塌陷等地形。

这些地貌形成于碳酸盐岩溶蚀作用的结果，使得地表和地下形成了丰富多样的山洞和地下水道。

二、沉积作用沉积作用是指通过物理或化学过程，将固体颗粒沉积在碳酸盐岩地质层上的过程。

尤其是在海洋和湖泊环境中，由于泥沉积和水体中碳酸盐沉淀的存在，所以碳酸盐岩的沉积作用十分常见。

碳酸盐岩的沉积作用与环境变化以及生物活动的关系密切。

例如，在靠近海岸线的区域，潮汐和波浪会将颗粒物质带到碳酸盐岩沉积层，形成岸边沙丘或者浅水沉积。

在深海环境中，藻类和珊瑚等生物会产生大量的碳酸钙骨架，沉积下来形成珊瑚礁或者白垩。

碳酸盐岩的沉积作用不仅影响地质形态，也对生态系统起到重要作用。

许多海洋生物依赖碳酸盐岩沉积的结构提供住所，例如海草床和珊瑚礁，这些生物还能吸收二氧化碳，并将其转化为碳酸钙氨基酸。

总结碳酸盐岩地质学中的溶蚀与沉积作用是两个重要的地质过程。

溶蚀作用通过地下水的侵蚀作用形成岩溶地貌，而沉积作用则通过颗粒物质的沉积和生物骨架的形成来改变地质形态。

不同水流速度下温度对奥陶系碳酸盐岩溶蚀速度的影响

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塔里木盆地某地区奥陶系古岩溶作用机理及控制因素分析

形态的差别，在垂向上可以划分不同的岩溶相带。受地下水
升至地表或近地表环境，大气水对岩石的溶蚀作用。碳酸盐岩古岩溶储层是指碳酸盐岩在经历沉积埋藏以后受构造抬升作用露出地表，并经过长期的风化溶蚀作用（生岩溶）表以及在深埋过程中由于成岩作用（埋藏岩溶）形成的以溶洞、
中国西部 பைடு நூலகம்技
２１０２年０２月第１１卷第０２期总第２１期７
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塔里木盆地某地区奥陶系古岩溶作用机理及控制因素分析
冯益潘李忠权刘玉丽万双双朱凯
（．１成都理工大学地球科学学院，四川成都６０９．１５；２成都大地工程勘察设计有限公司，四川成都６００．０１０；３成都理工０大学能源学院，四川成都６５）１０９０摘要：古岩溶是一种重要的聚集油气的地质体，储层发育状况和油气聚集的情况比较复杂。塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩储
裂缝和溶蚀孔隙为主要储集空间的储层。由于碳酸盐岩本身
动力分布的控制，古岩溶地貌在垂向上，自上而下可分为地表岩溶带、垂直渗流岩溶带和水平潜流岩溶带３不同的岩个
溶相带【（图１。见）
成因的特殊性和构造、岩溶作用的非均质性，使得碳酸盐岩古岩溶储层的预测难度极大【。ｌＪ据翟晓先、林忠民［３２】￣研究表明，塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩因基质岩性致密，不具备有效的储渗能力，只有溶洞和裂缝储集体为其主要的储集空间，认识古岩溶作用机理及控制因素分析对研究碳酸盐岩古岩溶储层的尤为重要。对于古岩溶作用机理的研究，我们将通过将今论古的方法，借助现代喀斯特岩溶学和洞穴说的研究成果，结合塔里木盆地某地区奥陶系溶洞储层研究资料，统的探讨古岩溶的作用机系理及模型，进而分析控制古岩溶的形成和发育的诸多因素。古岩溶形成的控制因素很多，如海平面变化、古气候、古地貌、隆升作用、不整合面、断裂、沉积相、岩石物理性质、深部热液作用和火山活动等等【。本文讨论的岩溶作用主要４】

中国地质大学(武汉)工程地质学基础考研真题分章总结

一：绪论1.工程地质（学）：地质学的分支学科，属于应用地质学范畴。

它是一门研究与工程建设的地质问题，为工程建设服务的科学。

2.工程地质条件：与工程建筑有关的地质要素的综合，包括：地形地貌、岩土类型及其工程性质、地质结构、水文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料六个方面。

3.工程地质问题：工程建筑物与工程地质条件之间的矛盾或问题。

如：地基沉降、水库渗漏等。

4.（名词解释仍答上面的）工程地质问题：工程建筑物与工程地质条件之间所存在的矛盾或问题。

对于场地工程地质条件不同，建筑物内容不同，所出现的工程地质问题也各不相同：岩土工程：地基承载力、沉降、基坑边坡问题、地下洞室稳定性问题。

矿山开采：边坡稳定性、基坑突水、矿坑稳定.水利水电工程：渗透变形、水库渗漏、斜坡稳定性、坝体抗滑稳定性。

5.不良地质现象：对工程建设不利或有不良影响的动力地质现象。

泛指由地球外动力作用为主引起的各种地质现象，如：崩塌，滑坡，泥石流，岩溶，土洞，河流冲刷，渗透变形等。

6.地质灾害：是指在地球的发展演化过程中，由各种自然地质作用和人类活动所形成的灾害性地质事件。

7.工程地质研究方法：自然历史分析法（定性），数学力学分析法（定量），模型模拟试验法（定量），工程地质类比法（既可定性，亦可定量）。

其中自然历史分析法是最重要，最根本的方法，是其他研究方法的基础。

8.工程地质类比法：工程地质研究的常用方法，通过场地内的工程地质条件与地质分析（主要指分析以前类似的）相结合进行对工程问题的分析及解答方法。

主要用于定性评价，有时也可以用于半定量评价，是将已建建筑物工程地质问题的评价经验用到自然地质条件与之大体相似的拟建建筑物中去的方法。

9.岩石力学、土力学与工程地质学有何关系？岩石力学和土力学与工程地质学有着十分密切的关系，工程地质学中的大量计算问题，实际上就是岩石力学和土力学中所研究课题，因此在广义的工程地质学概念中，甚至将岩石力学、土力学也包含进去。

碳酸盐岩成因与演化研究

碳酸盐岩成因与演化研究碳酸盐岩是一类由碳酸盐矿物组成的岩石，包括石灰岩、白云岩和大理石等。

碳酸盐岩具有特殊的成因和演化过程，在地质学研究领域一直备受关注。

本文将从碳酸盐岩的成因以及演化方面进行详细介绍。

成岩作用是指沉积物堆积后经历一系列地质作用的过程，主要包括压实、溶蚀、脱水、矿化等。

压实是指沉积物在上覆压力的作用下逐渐减小孔隙空间，同时增加了岩石的密度和强度。

溶蚀是指地下水或其他溶解液的侵蚀作用，溶解掉部分碳酸盐矿物，使岩石中的空腔和溶洞形成。

脱水是指碳酸盐岩中水分的流失，使岩石中的结晶物质得以生长和发展。

矿化是指在一定的温度、压力和化学条件下，由溶质物质的结合形成矿物的过程。

碳酸盐岩的演化是指在成岩作用的基础上经历了更长时间的作用和变化，主要涉及到岩石的变质和变形。

碳酸盐岩在高温、高压的条件下会发生变质作用，产生变质岩。

变质岩一般具有晶粒大、岩石结构发育和矿物组合变化等特点。

变质作用使碳酸盐岩中的矿物重新排列，从而改变了岩石的性质和结构。

此外，碳酸盐岩还会受到地壳活动的影响，如构造变形、断裂和褶皱等，形成各种构造形态和地貌特征。

碳酸盐岩成因与演化的研究对于理解地球历史发展以及矿产资源的形成起着关键作用。

通过研究碳酸盐岩的成因和演化，可以了解地球内部和外部环境变化、地壳运动的规律，预测地质灾害的发生和地下水资源的赋存。

此外，碳酸盐岩中还蕴含丰富的石油、天然气和矿产资源，对于石油地质和矿产勘探具有重要意义。

因此，碳酸盐岩成因与演化研究是地质学领域的一个重要课题，对于推动地质学的发展和实用化具有重要价值。

碳酸盐岩储层影响因素及产能评价方法探讨

［图分类号］Ｔｌ２２；Ｔｌ５［中Ｅ２．４Ｅ５文献标识码］Ａ
［章编号］１０ —９５（０２７０５ —０文００７２２１）０ — ０３４
碳酸盐岩储层和砂岩储层是现今石油工业进行勘探开发最常见的两大储层类型。目前可识别的碳酸盐岩储层主要有６种类型：不整合面封闭储层、白云岩储层、鲕粒和团粒浅滩储层、生物礁储层、微孔隙储层及微裂缝储层。相对于砂岩储层的产能评价，碳酸盐岩储层油气产能评价更为复杂，也通常被认为是勘探开发中的难点。为此，笔者对碳酸盐岩储层产能的影响因素和产能评价方法进行研究。
石油天然气学报
ＪｕｎｌｆＯｉａｄＧａｃｎｌｇＪ１２１Ｖｏ・４Ｎｏ７ｏｒａｌｎｓＴｅｈｏｏｙｕ．０２ｏｌ３・
２１年７０２月
第３卷第７４期
・３５・
碳酸盐岩储层影响因素及产能评价方法探讨
发最优化方案和生产效率。下面通过分析原生生物活动的影响和孔隙结构的变化来论述碳酸盐岩储层产
能评价的难点和影响因素。
１１原生生物活动环境及沉积方式的影响．１１１原生生物活动环境的影响．．
Hale Waihona Puke １碳酸盐岩储层产能的影响因素
储层产能评价是指评价估计储层岩石内储集有机质的能力和总体含量，并以此对储集层总体经济生

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２．ＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ＆ＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＳＩＮＯＰＥＣ，Ｂｅｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ；
３．ＷｕｘｉＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆＰｏｅｔｒｏｌｅｕｍＧｅｏｌｏｇｙ，ＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ＆ＰｒｏｄｃｔｕｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｓｔｎｉｔｔｅｕ，ＳＩＮＯＰＥＣ，Ｗｕｘｉ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１４１５１，Ｃｈｉａ；ｎ４．ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆＰｏｅｇ），Ｂｅｉｉｆｎｇ１０２２４９，Ｃｈｉｎａ］
专天热乞北
第３８卷第４期
ＯＩＬ＆ＧＡＳＧＥＯＬＯＧＹ２０１７年８月
ｄｏｉ：１０．１１７４３／ｏｇｇ２０１７０４１５
文章编号：０２５３— ９９８５（２０１７）０４— ０７８４— ０８
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｄｅｅｐａｎｄｕｌｔｒａ — ｄｅｅｐｃａｒｂｏｎａｔｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓｈａｖｅｓｈｏｗｎｇｒｅａｔｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｎｐｅｔｒｏｌｅｕｍｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙｄｅｅｐａｎｄｕｌｔｒａ — ｄｅｅｐｃａｒｂｏｎａｔｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓｉｓｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄｂｙｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｏｆｔｈｅｍｅｃｈ —
Ｆａｃｔｏｒｓｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎｕｎｄｅｒｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅ
高温条件下硫酸根离子和矿物晶体表面阳离子的络合过程促进了白云岩的溶解。关键词：白云岩；硫酸根；溶解一沉淀；表面络合物；深层一超深层；碳酸盐岩储层中图分类号：ＴＥｌ２２．２文献标识码：Ａ
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Ｅ同泪
ＪＬ．．
Ｉｔｒｎ
高同１－１；条件下碳酸盐岩溶蚀过程控制因素
丁茜，何治亮，沃玉进，张军涛，范明，岳小娟
［１．页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室，北京１０００８３；２．中国石化石油勘探开发研究院，北京１０００８３；
３．中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所，江苏，无锡２１４１５１；４．中国石油大学（北京），北京１０２２４９］
摘要：近年来的油气勘探实践表明深层一超深层碳酸盐岩具有良好的勘探潜力，地层深部碳酸盐岩储层溶解一沉淀过程是制约深层一超深层碳酸盐岩优质储层预测的关键科学问题，对于该过程的研究有助于深入了解油气储集空间孔隙发育机理。通过开展溶蚀一沉淀模拟实验，利用岩相学和地球化学相结合的分析手段查明常温常压到高温高压条件下（～２００ｏＣ一７０ＭＰａ）温度、压力、水岩比、溶液离子等因素对碳酸盐岩溶解一沉淀过程的影响程度和作用机制。实验得到开放系统碳酸盐岩溶蚀窗温度范围为７５～１５０℃ ，间歇性开放系统碳酸盐岩溶蚀窗温度范围为１２０～１７５℃ 。在开放系统，０．３％Ｃ０溶液中，方解石溶蚀率明显高于白云石。在半开放系统，０．３％Ｃ０：溶液中，云质灰岩溶蚀率最高。在开放系统，稀硫酸流体中，当温度超过１７５ｏＣ时白云岩溶蚀量超过灰岩，
ＤｉｎｇＱｉｎ，ａＨｅＺｈｉｌｉａｎｇ一，ＷｏＹｕｊｉｎ一，ＺｈａｎｇＪｕｎｔａｏ一，ＦａｎＭｉｎｇ，ｒｕｅＸｉａｏｊｕａｎ
［１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｈａｌｅＯｉｌａｎｄＧａｓＡｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄＥｆｅｃｔｉｖｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ；