同沉积期钙富集过程解析与形成机制研究

doi:10.11885/j.issn.1674-5086.2014.10.22.02

摘要/Abstract

摘要：

浅表长石砂岩中钙积层的存在是影响储层物性的重要因素之一，在古沉积地表环境中，钙的富集一般以成
片、板状等形式产出。针对上述问题，通过物理化学分析手段，指出Ca2+ 的来源、Ca2+ 富集条件、钙积层形成机理及
其主控因素。研究结果表明，Ca2+ 从硅铝酸盐矿物颗粒中分离出来，与大气酸性水的存在密不可分，湖平面的持续下
降，气候干旱，蒸发量大于降水量，河道频繁迁移摆动，河湖过渡处水流不畅等因素，有利于重碳酸钙分解形成碳酸钙
沉淀，使钙积层成片、成板状大范围分布，因此，弄清钙积层形成的主控因素及形成机理，对油田后期的高效开发无疑
具有重要意义。

关键词: 钙积层, 地下水, 大气酸性水, 古沉积环境, 成因

Abstract:

The caliche in the superficial arcose in paleodepositional environments is one of the important factors affecting
reservoir physical property. In paleodepositional surface environments，the concentration of calcium is generally in the form
of plates and flakes. The paper points out the origin of the Ca2+，the conditions of the concentration of the Ca2+ and the
mechanism and dominant factors of the caliche formation through physical-chemical study. The results show that the Ca2+
is dissociated from silicon aluminate particles，which is closely connected with the existence of the atmospheric acidic water.
When the climate is dry，with the evaporation larger than precipitation，the lake surface keeps decreasing，the river diverts or
the transition flow blocked，etc.，which are all beneficial for the decomposition of the heavy calcium carbonate，thus making
the plate-like and flaky caliches widely scattered. Therefore，we hold that a clear understanding of the mechanism and dominant
factors of calcium concentration is of significance in the efficient exploitation in the late period of production.

Key words: caliches, groundwater, atmospheric acidic water, paleodepositional environments, cause

中图分类号:

TE132
P624

单敬福1 *，张倩2，彭妙2，郭兵3，高怀玺4. 同沉积期钙富集过程解析与形成机制研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2016, 38(4): 63-70.

SHAN Jingfu1*, ZHANG Qian2, PENG Miao2, GUO Bing3, GAO Huaixi4. Mechanism and Process Analysis of Calcareous Precipitation in the#br# Syndepositional Stage[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2016, 38(4): 63-70.

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参考文献

[1] 林承焰，侯连华，董春梅，等. 辽河西部凹陷沙三段浊
积岩储层中钙质夹层研究[J]. 沉积学报，1996，14（3）：
74 82.
LIN Chengyan，HOU Lianhua，DONG Chunmei，et al.
Study on calcareous interbeds in turbidite reservoir of
Sha-3 Member of the Liaohe western Depression[J]. Acta
Sedimentologica Sinica，1996，14（3）：74 82.
[2] 徐北煤，卢冰. 硅质碎屑岩中碳酸盐胶结物及其对储层
的控制作用的研究[J]. 沉积学报，1994，12（3）：56 66.
XU Beimei，LU Bing. The study of diagenetic carbonate
in siliciclastic roek and it′s control on the reservoir[J]. Acta
Sedimentologica Sinica，1994，12（3）：56 66.
[3] 黄思静，侯中健. 地下孔隙率和渗透率在空间和时
间上的变化及影响因素[J]. 沉积学报，2001，47（2）：
224 232.
HUANG Sijing，HOU Zhongjian. Spatio-temporal variation
of subsurface porosity and permeability and its influential
factors[J]. Acta Sedimentologica Sinica，2001，
47（2）：224 232.
[4] 黄思静，武文慧，刘洁，等. 大气水在碎屑岩次生孔隙
形成中的作用以鄂尔多斯盆地三叠系延长组为
例[J]. 地球科学中国地质大学学报，2003，28（4）：
419 424.
HUANG Sijing，WU Wenhui，LIU Jie，et al. Generation
of secondary porosity by meteoric water during time
of subaerial exposure：An example from Yanchang Formation
sandstone of Triassic of Ordos Basin[J]. Earth
Science Journal of China University of Geosciences，
2003，28（4）：419 424.
[5] 纪友亮，赵澄林，刘孟慧. 东濮凹陷沙河街组碎屑岩成
岩作用与有机质演化的关系[J]. 石油与天然气地质，
1995，16（2）：148 154，205.
JI Youliang，ZHAO Chenglin，LIU Menghui. Diagnesis
of clastic rocks in Shahejia Formation Dongpu Depression
and its relation to organic matter evolution[J]. Oil & Gas
Geology，1995，16（2）：148 154，205.
[6] 金振奎，张响响，邹元荣，等. 黄骅坳陷千米桥地区奥
陶系碳酸盐胶结物的形成序次[J]. 古地理学报，2003，
5（4）：426 438.
JIN Zhenkui，ZHANG Xiangxiang，ZOU Yuanrong，et al.
Precipitation sequence of carbonate cement of the ordovician
in Qianmiqiao Area，Huanghua Depression[J]. Journal
of Palaeogeography，2003，5（4）：426 438.
[7] 巩恩普，陈登辉，梁俊红，等. 辽西义县组碳酸盐岩夹
层及其环境意义[J]. 地质学报，2011，85（4）：459 466.
GONG Enpu，CHEN Denghui，LIANG Junhong，et al.
Carbonate interlayers of the Yixian Formation in western
Liaoning and their environmental significance[J]. Acta
Geologica Sinica，2011，85（4）：459 466.
[8] 李嵘，张娣，朱丽霞. 四川盆地川西坳陷须家河组砂岩
致密化研究[J]. 石油实验地质，2011，33（3）：274 281.
LI Rong，ZHANG Di，ZHU Lixia. Densification of Upper
Triassic Xujiahe tight sandstones，Western Sichuan，China[
J]. Petroleum Geology & Experiment，2011，33（3）：
274 281.
[9] 朱世发，朱筱敏，王绪龙，等. 准噶尔盆地西北缘二叠
系沸石矿物成岩作用及对油气的意义[J]. 中国科学：
地球科学，2011，41（11）：1602 1612.
ZHU Shifa，ZHU Xiaomin，WANG Xulong，et al. Zeolite
diagenesis and its control on petroleum reservoir
quality of Permian in northwestern margin of Junggar
Basin，China[J]. Scientia Sinica（Terrae），2011，41（11）：
1602 1612.
[10] 刘媛，梁和成，唐朝晖，等. 滑坡水土作用体系中Ca2+
的地球化学行为的反向模拟[J]. 水文地质工程地质，
2012，39（2）：106 110.
LIU Yuan，LIANG Hecheng，TANG Chaohui，et al.
Inverse modeling of geochemical behavior of Ca2+ in
landslide water-soil interaction system near the Three
Gorges Reservoir[J]. Hydrogeology & Engineering Geology，
2012，39（2）：106 110.
[11] 楼明君，顾尚义，李金娟. 钙基蒙脱石对氟离子吸附及
解吸实验[J]. 辽宁工程技术大学学报（自然科学版），
2012，31（4）：516 521.
LOU Mingjun，GU Shangyi，LI Jinjuan. Experimental
study on fluoride adsorption and desorption by Camontmorillonite[
J]. Journal of Liaoning Technical University（
Natural Science），2012，31（4）：516 521.
[12] 徐仲元，刘正宏，胡风翔，等. 内蒙古大青山地区孔兹
岩系中钙硅酸盐岩的组成和地球化学特征[J]. 吉林大
学学报（地球科学版），2005，35（6）：3 11.
XU Zhongyuan，LIU Zhenghong，HU Fengxiang，et al.
Geochemical characteristics of the calc-silicate rocks in
Khondalite series in Daqingshan Area，Inner Mongolia[J].
Journal of Jilin University（Earth Science Edition），2005，
35（6）：3 11.
[13] 谢寅符，李洪奇. 准噶尔盆地钙质夹层成因及层序地
层学意义[J]. 石油学报，2005，26（5）：28 31.
XIE Yinfu，LI Hongqi. Origin of calcareous interbeds
and its significance of sequence stratigraphy in Junggar
Basin[J]. Acta Petrolei Sinica，2005，26（5）：28 31.
[14] 杨献忠，杨祝良，陈敬中，等. 蒙脱石脱水作用与地
面沉降关系的研究展望[J]. 岩石矿物学杂志，2005，
24（6）：659 665.
YANG Xianzhong，YANG Zhuliang，CHEN Jingzhong，
et al. Researches on the relationship between montmorillonite
dehydration and land subsidence in prospect[J]. Acta
Petrologica Et Mineralogica，2005，24（6）：659 665.
[15] 李景阳，朱立军. 论碳酸盐岩现代风化壳和古风化
壳[J]. 中国岩溶，2004，23（1）：57 63.
LI Jingyang，ZHU Lijun. On modern weathering crust and
palaeo-weathering crust of carbonate rock[J]. Carsologica
Sinica，2004，23（1）：57 63.
[16] 王行信，周书欣. 泥岩成岩作用对砂岩储层胶结作用
的影响[J]. 石油学报，1992，13（4）：20 30.
WANG Xingxin，ZHOU Shuxin. The effects of diagenesis
of mudstone on the cementation of a sandstone reservoir[
J]. Acta Petrolei Sinica，1992，13（4）：20 30.
[17] RITTS B D，KEELE D，DARBY B J，et al. Ordos Basin
gas reservoir outcrop analogs：Permian braided fluvial
sandstone of the Zhuozi Shan and Helan Shan，China[J].
International Geology Review，2006，48（7）：573 584.
[18] CHUANG B，YUELONG C，DAPENG L，et al. Provenances
of the Mesozoic sediments in the Ordos Basin and
implications for collision between the North China Craton
（NCC）and the South China Craton（SCC）[J]. Journal of
Asian Earth Sciences，2014，96：296 307.
[19] ZHU H，LIU K，YANG X，et al. Sedimentary controls
on the sequence stratigraphic architecture in intra-cratonic
basins：An example from the Lower Permian Shanxi
Formation，Ordos Basin，northern China[J]. Marine and
Petroleum Geology，2013，45：42 54.
[20] 严科，赵红兵. 三角洲前缘储层中钙质夹层分布及成
因探讨[J]. 西南石油大学学报（自然科学版），2014，
36（1）：33 38.
YAN Ke，ZHAO Hongbing. A discussion on distribution
pattern and genesis of the calcareous intercalation in delta
front reservoir[J]. Journal of Southwest Petroleum University（
Science & Technology Edition），2014，36（1）：
33 38.
[21] 伍家忠，孟红丽，徐杰，等. 固相颗粒对低渗透砂岩油
藏注水开发影响研究[J]. 西南石油大学学报（自然科学
版），2014，36（1）：134 138.
WU Jiazhong，MENG Hongli，XU Jie，et al. Study on the
effect of solid particle on water-flooding development in
low permeability sandstone reservoir[J]. Journal of Southwest
Petroleum University（Science & Technology Edition），
2014，36（1）：134 138.
[22] 孙琳，王兵，蒲万芬，等. 热水对超低渗储集层微观孔
喉结构的影响[J]. 西南石油大学学报（自然科学版），
2015，37（1）：153 158.
SUN Lin，WANG Bing，PU Wanfen，et al. The effect
of hot water on the microscopic pore throat structure
of ultra-low permeability reservoir[J]. Journal of Southwest
Petroleum University（Science & Technology dition），
2015，37（1）：153 158.
[23] 司马立强，袁龙，吴思仪，等. 川东北地区须三段钙屑
砂岩储层特征及控制因素[J]. 西南石油大学学报（自然
科学版），2015，37（2）：178 188.
SIMA Liqiang，YUAN Long，WU Siyi，et al. Reservoir
characteristics and main control factors of Xu3 Member
calcarenaceous sandstone in northeast Sichuan Area[J].
Journal of Southwest Petroleum University（Science &
Technology Edition），2015，37（2）：178 188.
[24] 漆滨汶，林春明，邱桂强，等. 东营凹陷古近系沙河街
组砂岩透镜体钙质结壳形成机理及其对油气成藏的影
响[J]. 古地理学报，2006，8（4）：519 530.
QI Binwen，LIN Chunming，QIU Guiqiang，et al. Formation
mechanism of calcareous incrustation in lenticular
sandbody of the Shahejie Formation of Paleogene
and its influence on hydrocarbon accumulation in Dongying
Sag[J]. Journal of Palaeogeography，2006，8（4）：
519 530.
[25] 孟小海，时佃海，张保卫. 王庄油田粘土矿物转化对储
层的影响[J]. 特种油气藏，2006，13（6）：80 83，109.
MENG Xiaohai，SHI Dianhai，ZHANG Baowei. The
impact of clay mineral alternation on reservoirs of
Wangzhuang Oilfield[J]. Special Oil and Gas Reservoirs，
2006，13（6）：80 83，109.
[26] 高玉飞，钟建华，王志坤，等. 利用钙质夹层判断层
组界面的可行性探讨[J]. 特种油气藏，2008，15（1）：
32 35，105.
GAO Yufei，ZHONG Jianhua，WANG Zhikun，et al. Feasibility
study of identifying interface by calcareous intercalation[
J]. Special Oil and Gas Reservoirs，2008，15（1）：
32 35，105.
[27] 胡雯燕，李国蓉，江涛. 塔河油田奥陶系油田水地球化
学特征与油气分布关系的研究[J]. 内蒙古石油化工，
2008，34（18）：87 89.
HU Wenyan，LI Guorong，JIANG Tao. The chsracteristies
of formation water from ordovician Tahe Oilfield
and its relationship to the distribution of oil and gas[J].
Inner Mongolia Petrochemical Industry，2008，34（18）：
87 89.
[28] 刘元晴，曾溅辉，周乐，等. 惠民凹陷沙河街组地
层水化学特征及其成因[J]. 现代地质，2013，27（5）：
1110 1119.
LIU Yuanqing，ZENG Jiahui，ZHOU Le，et al. Geochemical
characteristic and origin of Shahejie Formation water
in Huimin Sag[J]. Geoscience，2013，27（5）：1110 1119.
[29] 吴素娟. 丽水凹陷古近系储层砂岩中的碳酸盐胶结物
及成因研究[D]. 成都：成都理工大学，2006.
WU Sujuan. Research of carbonate cements and genetic
from sandy reservoir of Palaeogene in Lishui Sag[D].
Chengdu：Chengdu University of Technology，2006.
[30] 刘雅利，刘鹏，伊伟. 渤南洼陷沙四上亚段沉积相及有
利储集层分布[J]. 新疆石油地质，2014，35（1）：39 44.
LIU Yali，LIU Peng，YI Wei. Depositional facies and
favorable reservoir distribution of Sha-4 upper Member
of Shahejie Formation in Bonan sub-Sag[J]. Xinjiang
Petroleum Geology，2014，35（1）：39 44.
[31] 柳成志，张雁，单敬福，等. 砂岩储层隔夹层的形成机
理及分布特征以萨中地区PI2 小层曲流河河道砂
岩为例[J]. 天然气工业，2006，26（7）：15 17.
LIU Chengzhi，ZHANG Yan，SHAN Jingfu. Genetic
mechanism and distribution features of barriers and baffles
in sand-stone reservoir[J]. Natural Gas Industry，2006，
26（7）：15 17.
[32] 单敬福，纪友亮，史榕，等. 曲流河道单砂体驱油效
率主控因素[J]. 地球科学与环境学报，2007，29（2）：
170 173，191.
SHAN Jingfu，JI Youliang，SHI Rong，et al. Main controlling
factors for oil displacement efficiency by single
sand body in meandering river channel[J]. Journal of Earth
Sciences and Environment，2007，29（2）：170 173，191.
[33] 单敬福，陈欣欣，乐江华，等. 塔贝尔凹陷铜钵庙组沉
积相分析[J]. 西南石油大学学报（自然科学版），2013，
35（3）：1 8.
SHAN Jingfu，CHEN Xinxin，LE Jianghua，et al. Sedimentary
facies analysis in Tongbomiao Formation of Tarbell
Depression[J]. Journal of Southwest Petroleum University（
Seienee & Technology Edition），2013，35（3）：
1 8.