岩石碳酸盐含量的测定
(完整版)油层物理
油层物理第一章（）一、掌握下述基本概念及基本定律1.粒度组成：构成砂岩的各种大小不同颗粒的重量占岩石总重量的百分数。
2.不均匀系数：累积分布曲线上累积质量60%所对应的颗粒直径d60与累积质量10%所对应的颗粒直径d10。
3.分选系数：用累积质量20%、50%、75%三个特征点将累积曲线划分为4段，分选系数S=(d75/d25)^(1/2)4.岩石的比面（S、S p、S s）：S：单位外表体积岩石内孔隙总内表面积。
Ss：单位外表体积岩石内颗粒骨架体积。
Sp:单位外表体积岩石内孔隙体积。
5.岩石孔隙度（φa、φe、φf）：φa：岩石总孔隙体积与岩石总体积之比。
φe：岩石中烃类体积与岩石总体积之比。
φf：在含油岩中，流体能在其内流动的空隙体积与岩石总体积之比。
6.储层岩石的压缩系数:油层压力每降低单位压力，单位体积岩石中孔隙体积的缩小值。
7.地层综合弹性压缩系数：地层压力每降低单位压降时，单位体积岩石中孔隙及液体总的体积变化。
8.储层岩石的饱和度（S0、S w、S g）：S0：岩石孔隙体积中油所占体积百分数。
S g;孔隙体积中气所占体积百分数。
S w：孔隙体积中水所占体积百分数9.原始含油、含水饱和度（束缚水饱和度）S pi、S wi：s p i:在油藏储层岩石微观孔隙空间中原始含油、气、水体积与对应岩石孔隙体积的比值。
S wi:油层过渡带上部产纯油或纯气部分岩石孔隙中的水饱和度。
10.残余油饱和度：经过注水后还会在地层孔隙中存在的尚未驱尽的原油在岩石孔隙中所占的体积百分数。
11.岩石的绝对渗透率：在压力作用下，岩石允许流体通过的能力。
12.气体滑脱效应：气体在岩石孔道壁处不产生吸附薄层,且相邻层的气体分子存在动量交换，导致气体分子的流速在孔道中心和孔道壁处无明显差别13.克氏渗透率：经滑脱效应校正后获得的岩样渗透率。
14.达西定律：描述饱和多孔介质中水的渗流速度与水力坡降之间的线性关系的规律。
15.等效渗透阻力原理：两种岩石在其他条件相同时,若渗流阻力相等,则流量相等。
方解石含量检测依据
方解石含量检测依据1. 简介方解石（Calcite）是一种常见的碳酸盐矿物，其化学式为CaCO3。
方解石广泛存在于自然界中，包括岩石、沉积物、地下水和生物体内。
方解石的含量检测是在地质勘探、矿产资源评估、建筑材料质量检测等领域具有重要意义的一项工作。
本文将详细介绍方解石含量检测的依据和方法，包括样品采集与制备、仪器设备、测试原理和数据处理等内容。
2. 样品采集与制备在进行方解石含量检测之前，首先需要进行样品采集与制备工作。
采集样品时应选择代表性好的岩石或沉积物样品，并遵循以下步骤：•确定采样点位：根据勘探目标和地质条件，在合适的地点选择采样点位。
•采用合适工具：根据岩性和目标深度选择合适的钻探设备或取样工具。
•采集岩芯或土样：使用钻探设备或取样工具，采集岩芯或土样，并尽量保持样品完整。
•样品包装：将采集的岩芯或土样放入密封的塑料袋中，并标明采样点位和采样日期。
在样品制备方面，需要根据具体检测方法进行处理。
常见的制备方法包括：•岩芯切片：将岩芯进行切片，厚度通常为0.03-0.05mm，用于显微镜观察。
•粉末状样品：将岩石或沉积物样品研磨成粉末状，用于X射线衍射（XRD）分析。
3. 仪器设备方解石含量检测所需的仪器设备主要包括显微镜、X射线衍射仪（XRD）和化学分析设备等。
显微镜是观察和鉴定岩石或沉积物中方解石含量的常用工具。
通过显微镜观察样品切片，可以直接判断方解石的存在与含量。
同时，还可以观察方解石晶体形态、颜色和透明度等特征，进一步了解其成因和演化过程。
X射线衍射仪（XRD）是一种常用的分析仪器，可以通过测量样品对X射线的衍射图谱，来确定样品中的矿物组成和含量。
方解石具有特定的衍射峰，可以通过与标准曲线对比确定方解石的含量。
化学分析设备用于定量化学分析，可以通过测定样品中钙离子（Ca2+）或碳酸根离子（CO32-）的含量来间接推算方解石的含量。
常用的化学分析方法包括滴定法、原子吸收光谱法等。
常见碳酸盐岩的描述实例
常见碳酸盐岩的描述实例01鲕粒石灰岩（1）手标本描述岩石呈暗紫红色，滴少量稀盐酸强烈起泡，矿物成分为方解石，质纯。
有少量铁质侵染使鲕粒呈红色。
颗粒含量为70％左右，几乎全为鲕粒，鲕粒大多为球形，直径1~2mm，有的鲕粒可见白色的生物碎屑作为核部，同心层厚，且以正常鲕为主，鲕粒分布较均匀。
填隙物约占岩石的30％，成分为亮晶方解石和泥晶两种，以亮晶胶结物为主。
孔隙-接触式胶结。
鲕粒支撑结构。
岩石致密坚硬，块状构造。
有时可见长形颗粒半定向排列。
定名：暗紫红色鲕粒石灰岩。
（2）薄片描述矿物成分为方解石，占岩石的90％以上，含少量铁质，浸染后使鲕粒颜色变红。
还有少量其他矿物。
结构组分为颗粒、亮晶胶结物和泥晶，分别占岩石的70％、20％、10％。
以鲕粒为主，约占颗粒的90％以上。
含有少量生物碎屑和砂屑。
鲕粒主要为正常鲕，少量为偏心鲕、表鲕和变形鲕，还有少量藻鲕。
正常鲕多而大，直径1~2mm，同心层数多面分布密集，成分为泥晶方解石，可见少量方解石晶体切割同心层。
核部成分多样，主要为棘皮类、三叶虫生物碎屑，也有砂屑作为核部，同心层的厚度大于鲕核直径。
偏心鲕同心层分布疏密不均，鲕核偏向一侧。
表鲕同心层厚度小于鲕核直径，有的表鲕的核部为棘皮类生物骨骼，仅有少数同心层环绕。
变形鲕发生破裂或片状剥离，有的变形鲕内部结构保存较好，仍清楚可见。
生物碎屑含量低，主要为长条形的三叶虫碎屑，它们独立存在于岩石中。
砂屑含量较低，由泥晶方解石组成，具有一定的磨圆度。
填隙物包括亮晶和泥晶两种，以亮晶为主，约占岩石的20％，泥晶约占岩石的10％。
亮晶方解石干净，透明度好，以细晶为主，具有栉壳状结构，可见两个世代的亮晶方解石，第一世代的晶体自形程度较高，围绕颗粒边缘呈犬牙状生长；第二世代的方解石多为他形或半自形，分布在孔隙中央，晶粒接触界线较平直。
泥晶方解石表面污浊，透明度差。
这些泥晶多经重结晶作用形成粉-细晶，晶粒之间接触界面不规则，有三重接触现象。
石膏中碳酸盐含量的测定方法
石膏中碳酸盐含量的测定方法
1.原理：
用过量的0.1mol/L的盐酸与碳酸盐反应，除去CO2，在加入HCl前，亚硫酸盐已用H2O2氧化，而不再与盐酸发生反应，多余的盐酸用NaOH反滴定。
2.药品
H2O2 1:1
盐酸标准溶液：0.1mol/L
氢氧化钠标准溶液：0.1mol/L,已标定
双氧水：1:1
酚酞指示剂：0.2%
3.分析步骤：
准确称取1g石膏样品加入烧杯中，用除盐水稀释至150ml，并加入1mL H2O2混合。
于电炉上加热至微沸，约5分钟后，准确加入10mL 0.1mol/L盐酸，再加热5分钟。
溶液冷却后，加入3滴酚酞，用0.1mol/L的氢氧化钠反滴定至溶液呈微红色。
4.计算公式：
C=（b－a）*（C1/2）/m
其中：C=石膏碳酸盐浓度，mmol/g
a=样品试验时消耗的0.1mol/L氢氧化钠标准溶液体积，ml
b=空白试验时消耗的0.1mol/L氢氧化钠标准溶液体积，ml
C1=氢氧化钠标准溶液浓度，mol/L。
碳酸盐岩
叠层石的形态变化多样，明显地受环境因素 的制约。基本形态有层状、波状、柱状及锥状。
山东汶南寒武系
安徽淮南寒武系
叠层石的形态与水动力条件有关
六、碳酸盐岩的分类和命名 1．化学成分分类： 碳酸盐占 50% 以上（ CaCO3 、 MgCO3 、 SrCO3 等），主要 用于经济地质上的分类，区分矿与非矿，在岩类学研究上一般不 以此为分类标准。 2．矿物成分分类：
缝合线（styolite）
缝合线是一种裂缝构造。
常见于碳酸盐岩中，但也出现在石英砂岩、
硅质岩及蒸发岩中。
在岩层的切面上，它呈现为锯齿状的曲
线——缝合线
在平面上，它呈现的参差不齐凹凸起伏 的面——缝合面； 从立体上看，这些凹下或凸起的大小不 等的柱体——缝合柱。
缝合线大小：1mm～几十厘米（起伏）
矿物的转化作用包括两种情况。
一种是矿物的同质多象转化，这种转化仅 发生晶格和晶形的变化，并不发生化学成分的 变化，如文石转变为低镁方解石即属这种类型。
另一种变化有离子的带出即有化学成分的 变化，但不发生晶格和晶形的变化，如高镁方 解石转化为低镁方解石有镁离子的带出，但无 晶格和晶形的变化 。
重结晶作用分简单重结晶作用和应变重结 晶作用。
七、碳酸盐岩的主要类型： 1．内碎屑灰岩 2．生物屑灰岩 3．鲕粒灰岩 4．球粒/团粒灰岩 5．泥（微）晶灰岩 6．结核状（瘤状）石灰岩 7．生物礁灰岩 8．其它灰岩类：非海相碳酸钙沉积 9．白云岩 10．菱镁矿 八、碳酸盐岩的研究方法 九、碳酸盐岩的矿产利用（P158） 石灰岩、白云岩、菱铁矿
产状：有的与层面平行，甚至与层面一致， 有的则与层面交叉。
生物生长构造—叠层构造
土壤碳酸盐几种测定方法的比较
土壤碳酸盐几种测定方法的比较王莲莲;杨学云;杨文静【摘要】碳酸盐是石灰性土壤碳库的重要组成,探索其测定方法对碳循环研究有重要意义.采用不同碳酸盐含量的(蝼)土为样本,比较CO2吸收法、改良气量法及总有机碳分析仪法测定碳酸盐含量的差异.结果表明:3种方法之间存在显著的相关性,改良气量法快速且易于操作,适合大批量样品的测定,但结果稍偏高;总有机碳分析仪法测定的无机碳含量回收率偏低,变异系数相对较大,当土壤无机碳含量较低时尤其明显;CO2吸收法相对于其他两种方法比较稳定,变异系数较小,回收率达到98.46％,但测定相对耗时,适合样品比较多且精度要求较高的测定.【期刊名称】《西北农业学报》【年(卷),期】2013(022)005【总页数】7页(P144-150)【关键词】土壤无机碳;改良气量法;CO2吸收法;总有机碳分析仪法【作者】王莲莲;杨学云;杨文静【作者单位】西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌 712100;西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌 712100;西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌712100【正文语种】中文【中图分类】S153.6土壤碳库是地球上最大的碳库并参与全球碳循环过程，它包括土壤有机碳库（SOC）和无机碳（SIC）库，后者主要指土壤风化成土过程中形成的发生性碳酸盐矿物态碳，是半湿润到干旱地区土壤的一个重要组成部分［1－3］。
土壤中碳酸盐主要是难溶性的方解石（CaCO3）和白云石（CaCO3·MgCO3），在盐碱土中则含有少量易溶性碳酸盐（Na2CO3和NaHCO3）［4］。
碳酸盐土壤中CaCO3含量变化范围从很微量到80%以上，通常存在于中性或碱性土壤中，但在某些酸性环境中也发现有一些以结核态存在的碳酸盐［5］。
目前，土壤碳研究已成为全球性的热点，但绝大多数集中在土壤有机碳方面，对土壤无机碳的研究仍然比较薄弱［6－7］。
而以碳酸盐为主要存在形态的土壤无机碳库在全球陆地碳循环中占重要地位，全球土壤无机碳库量约700～1 000Pg，中国约为60Pg，相当于全球的5%～6.7%［8－9］。
碳酸盐岩微相识别标志及研究意义
152Brown于1943年首次引入“微相”的概念，而后Flügel对其进行补充，指明微相是在薄片、岩石揭片或抛光片中具有鉴别意义的古生物特征和沉积学标志的综合。
Wilson根据现代碳酸盐岩沉积的资料，于1975年建立了一个描述热带镶边碳酸盐岩台地的标准相模式，根据显微结构特征将碳酸盐岩划分为24个标准微相类型（SMF），并将其总结为9个标准相带。
Flügel（2010）充分考虑冷水环境下的碳酸盐岩台地，对Wilson提出的分类方案进行修订，将标准微相类型（SMF）修订为26个，SMF1~SMF26分别对应由盆地至地表暴露区的顺序排列[1]；同时将缓坡模式的标准微相类型（RMF）归纳为30个，将相带更改为10个，该标准被广泛应用到微相研究工作中。
1 微相研究方法微相研究主要包括野外工作、样品采集及实验研究三个部分。
（1）野外工作。
野外工作是开展地质学研究的工作基础。
在野外观测过程中要注意识别：岩性、颜色、结构特征、构造特征、成岩特征、化石及生物特征等相标志[2]。
碳酸盐岩会因沉积氧化还原条件、成岩作用过程和风化作用影响呈现出不同特征。
（2）实验研究。
早期实验技术主要利用偏光显微镜对岩石薄片、揭片或切片进行观察。
后期逐步演变为将常规薄片资料与更精密显微设备（如扫描电子显微镜、阴极发光显微镜、荧光显微镜等）相结合分析观察，辅之地球化学分析得出准确可靠的研究结果。
偏光显微镜是微相研究的基础工具，可以用来观测样品薄片的颗粒类型、灰泥/亮晶相对百分碳酸盐岩微相识别标志及研究意义张雨辰成都理工大学沉积地质研究院 四川 成都 610059摘要：碳酸盐岩是一类重要的沉积岩，在全球范围内广泛分布，不仅蕴含丰富的油气资源，还承载着重要的地下水资源，近年来国内外科学家对其成因及油气资源利用高度关注，微相研究作为碳酸盐岩沉积学研究的基础，可以为岩石地层划分及油气资源勘探提供参考。
介绍了碳酸盐岩微相发展历程及研究方法，重点阐述碳酸盐岩微相识别标志及应用，探讨微相分析与沉积环境演化对应关系。
12-第九章 碳酸盐岩概论
变形颗粒
第三节 碳酸盐岩的结构组分
二、泥 泥级的碳酸盐质点
与颗粒相对应
与粘土岩/粘土质粉砂岩 中的粘土泥相当（<0.005mm）
二、泥
同义语：微晶碳酸盐泥、微晶、泥晶、泥屑 分类 灰泥：方解石成分，也称“微晶方解石泥” 云泥：白云石成分，多为交代灰泥产物 成因 机械破碎 化学沉淀：现代海洋中的针状文石泥 生物成因：生物死亡分解 要区分它们 困难
正常鲕 同心鲕 核心为 石英
同心鲕
椭形鲕
偏心鲕、椭形鲕
椭形鲕
偏心鲕
椭形鲕
复鲕
放射鲕
一、颗粒——（3）鲕粒的种类
按次生变化 变形鲕：同生期水底部水流冲刷或拖曳变形而成 压溶鲕：压力下变形破裂，局部压溶，常与缝合线形成有关 单晶鲕、多晶鲕 重结晶作用导致核心和同心层消失 早期淋滤，后期被流经充填，保留了鲕的外膜 负鲕（空心鲕）——鲕粒内溶蚀孔隙 核心或同心层大部或全部被溶蚀，只剩外壳层 按成因 藻鲕、无机成因鲕、洞穴鲕、潮汐鲕
二、碳酸盐岩的化学成分 （一）含量最多的化学成分 主要是CaO、MgO、CO2 其余有SiO2、TiO2、FeO、Fe2O3、K2O、Na2O和H2O。 纯石灰岩/纯方解石——CaO56%和CO244%； 纯白云岩/纯白云石——CaO30.4%，MgO21.7%， CO247.9%。 （二）微量元素锶、钡、锰、钴、镍、铅、锌、铜、钒、镓、钛、硼等→地层的划分和对比
骼中
文石和高镁方解石易向低镁方解石/白云石转 化 低镁方解石，即一般方解石，最稳定，三方晶系 古代碳酸盐岩，特别是石灰岩，主要由低镁 方解石组成
第一节 碳酸盐岩的成分
一、碳酸盐岩的矿物成分 2.白云石矿物体系 白云石（CaMg[CO3]2） 理论上的，有序的，Ca:Mg=1:1，自然界中很少 原白云石 富钙的白云石，向白云石转化碳酸盐岩中的白云石通常是富钙的，
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中国石油大学 油层物理 实验报告
实验日期： 2011.10.28 成
绩：
班级： 学号 姓名： 教师：
实验五 岩石碳酸盐含量的测定
一. 实验目的
1．加深了解碳酸盐含量的概念和意义。
2．掌握测定碳酸盐含量的原理和方法。
二．实验原理
岩石中的碳酸岩主要是方解石（CaCO3）和白云岩
（CaMg(CO3)2）。反应容器体积一定，一定量的岩样与足量稀盐
酸反应，产生CO2气体，容器内的压力增加。反应式如下：
CaCO3+2HCl=H2O+CaCl2+CO2↑
CaMg(CO3)2+4HCl=2H2O+ CaCl2+MgCl2+2CO2↑
岩样中碳酸盐含量越多，容器中产生CO2气体的压力越大。将
一定质量的纯碳酸钙和一定质量的岩样分别与足量的稀盐酸反应后
产生的CO2气体压力进行比较，可计算出样品中所含的碳酸盐含
量。计算公式如下：
式中：纯碳酸钙的质量，g；
岩样质量，g；
-岩样中含碳酸盐的质量百分数；
-分别为纯碳酸钙及岩样反应后的压力，kPa。
三．实验流程与设备
(a)流程图
(b)GMY-Ⅱ型碳酸盐含量测定仪控制面板
四．实验步骤
1．用样品伞称取0.2克左右纯碳酸钙。
2．将样品伞安放于反应室盖下方，用顶杆顶住。
3．量取20ml、5%的稀盐酸倒入反应杯内，并将反应杯置于夹
持器中，转动T形转柄使之密封。
4．关闭放空阀，记录初始压力读数。
5．拉动顶杆使样品伞掉进反应室中，使纯碳酸钙与盐酸反
应，待压力稳定后，记录反应后压力读数，得到气体压力；
6．打开放空阀，逆时针转动T形转柄取出反应杯，用清水冲洗
反应杯与样品伞。
7．用样品伞称取0.2克左右岩样粉末，按上述步骤测量反应后
的压力并记录。
五．数据处理与计算
根据一定质量的纯碳酸钙和一定质量的岩样分别与足量的稀盐
酸反应后产生的CO2气体压力，可计算出样品中所含的碳酸盐含
量。计算公式如下：
表1 岩石碳酸盐含量测定原始记录
纯碳酸钙质量,g0.240 岩样质量 ,g0.264
初始压力, kPa -0.3初始压力, kPa -0.4
反应后压力表读数, kPa 208.7反应后压力表读数, kPa
133.1
反应后气体压力,kPa 209.0 反应后气体压力,kPa
133.5
对反应后的气体压力进行校正：
反应后气体压力
反应后气体压力
则样品中所含的碳酸盐含量为：
六．实验总结
通过做这次试验，掌握了测定碳酸盐含量的原理和方法，也学会
了如何使用GMY-Ⅱ型碳酸盐含量测定仪以及如何对其进行操作。其
实对于这种方法我们在以前就知道，原理简单，计算过程也相对简
单，这个实验主要是我们对实验过程的理解以及仪器的设计思路，
注重操作过程和课本知识的联系。