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关于钙结岩(Caliche)的研究,国外研究历史较长、研究程度较高、研究成果以钙结岩的特征、识别及成因研究为主,钙结岩附近常富集金矿、铅锌矿、铝土矿、铀矿、硝石等多项矿产资源;国内对钙结岩认知程度低,研究成果极少,钙结岩这一地质课题对国内学者而言,是较新的、基础性的、挑战性的研究领域。 本论文通过对覆盖区和露头区钙结岩岩石学特征的研究,参考国外对典型钙结岩的研究成果,提取了研究区钙结岩的识别标志;对其分布特征及形成条件进行了研究,建立了钙结岩形成模式;分析了钙结岩的油气储集性能,统计了该类储层的测井响应特征,建立了测井识别及预测方法;调研成果结合地质实际,拟定了钙结岩的薄片鉴定标准。 济阳坳陷位于渤海湾盆地东南部,是在前中生界基岩背景上发育起来的中、新生代陆相断陷-坳陷盆地,古近纪沙四段沉积期在湖盆边缘形成了大面积的碳酸盐岩沉积;该沉积期末期气候干热,滨岸区和水下隆起区水体较浅,湖相碳酸盐岩受湖平面变化影响显著,具有较频繁暴露于地表的条件,相应形成了分布广泛的钙结岩,厚度变化多在1-50m之间,最厚达100m左右;单井剖面中出现的钙结岩与正常沉积组合的多旋回特征,反映暴露成岩多期发育。 济阳坳陷古近系钙结岩主要分布在东营凹陷滨南、梁家楼一带和沾化凹陷义东、邵家地区,钙结岩识别标志变化多样,既有各类钙结团块,又见丰富的根构造、粪球粒、肺泡结构等生物成因组分,亦见干裂缝、粘土胶膜等典型暴露标志,及渗流鲕、渗流砂等渗流带产物,其中东营凹陷南坡常见纹层状钙质壳,反映钙结岩相对更为发育。 钙结岩储层的发现,确定了济阳坳陷油气勘探的一类新的储层成因类型,储集空间类型主要包括粒间(溶)孔、粒内溶孔、生物(溶)孔等,以铸模孔发育为其重要特征;储集空间成因主要有三种:岩石风化破碎、经钙结作用后可保留一定数量的粒间孔隙,淡水淋滤形成各类次生溶蚀孔隙,植物活动可形成相当数量的根孔及相关孔隙。 济阳坳陷钙结岩储层为碳酸盐岩母岩改造的结果,储层非均质性强,物性参数变化范围大,孔隙度一般5%-30%,渗透率一般1-80×10-3um2;相对而言,东营凹陷南坡钙结岩储层物性明显优于沾化凹陷的义东、邵家地区,原因是前者受暴露改造程度强、埋藏深度浅、后期埋藏成岩作用较弱。 根据济阳坳陷古近系沙四段碳酸盐岩测井响应特征,利用数据交会法优选出自然电位(SP)、冲洗带电阻率(RXO)和感应电导率(COND)三种测井曲线组合来识别钙结岩层段;钙结岩储层普遍具有低SP、高RXO、低COND的特征;利用声波(AC)和密度(DEN)曲线,可进一步细分钙结岩层段,钙结岩上部层段物性好、非均质性强。 中国东部古近纪发育有一系列陆相盆地,其中山东平邑盆地官庄组和广东三水盆地土布心组沉积期大致与济阳坳陷沙四段沉积期相近;官庄组和土布心组碳酸盐岩沉积地层中,亦发现有微海松、钙结团块、根模孔及肺泡结构及渗流带特征,说明在相近地质时期也形成了暴露成因的钙结岩,可以推测中国东部沿海内陆盆地古近系可能广布始新统不整合面型钙结岩。 济阳坳陷钻遇古近系钙结岩的井数多,保存的岩心及薄片资料丰富,本次研究在资料调研基础上,结合济阳坳陷地质实际,拟定了钙结岩薄片鉴定标准,对国内学者研究钙结岩具有重要借鉴意义。