基于稳定同位素分析的叠层石与钙华判别方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于稳定同位素分析的叠层石与钙华判别方法及系统。所述方法包括：获取标准判别图版，所述标准判别图版为叠层石和钙华的碳氧稳定同位素交会图；获取待判别的岩样的碳氧稳定同位素分析结果；基于所述岩样的碳氧稳定同位素分析结果和所述标准判别图版判别所述岩样的类型。所述系统包括一一对应地实现上述各步骤的标准判别图版获取模块、碳氧稳定同位素分析结果获取模块和岩样类型判别模块。根据本发明专利技术，能够解决现有微生物碳酸盐岩勘探开发中存在的叠层石与钙华难以区分的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
基于稳定同位素分析的叠层石与钙华判别方法及系统


[0001]本专利技术属于油气地质领域，更具体地，涉及一种基于稳定同位素分析的叠层石与钙华判别方法及系统。

技术介绍

[0002]按照经典分类，微生物岩分为叠层石、凝块石、树枝石和均一石四种。然而，叠层石的亚类中包含钙华(Riding,2006)，这就从成因上说明，钙华也属于微生物岩。叠层石作为最重要的油气储层，在桑托斯盆地、坎波斯盆地、阿曼盐盆、塔里木盆地、四川盆地和二叠盆地等区域均有发现，其中，所在层系包括震旦系、寒武系、白垩系和二叠系等，勘探开发潜力巨大。而钙华作为油气储层的报道还较为少见。
[0003]在宏观形貌和微观形态上，叠层石和钙华均较为类似。具体地，两者在宏观形貌上均可表现为碳酸盐岩建隆，在微观形态方面，两者均具有典型的树状或灌木状结构。因此，在实际研究中，容易出现将钙华类比为叠层石的错误实例。由于叠层石和钙华在形成机理、主控因素和分布规律上均具有巨大的差异，对叠层石和钙华进行正确区分是后续沉积学、储层地质学研究的基础，可为石油和天然气的勘探开发提供决策方向。
[0004]目前，单独针对叠层石和钙华的识别研究成果较多。总体而言，主要从岩石学特征和分布规律等方面来判别。
[0005]叠层石的概念由来已久，早期主要指具有叠层构造的一类岩石，不具有成因意义。关于叠层的成因有多种假说，如年纹层、季节纹层和昼夜纹层等。随后，相关学者明确了叠层石是蓝细菌等微生物通过颗粒粘结和沉淀等有机成矿作用所形成，多具有层状、树状或灌木状结构(Awramik，1974；Riding,2000)。叠层石的主要造岩微生物是蓝细菌，还包括葛万菌、表附菌、肾形菌和灌木菌等(罗平等，2013)。叠层石在湖相和海相环境均有分布。至于叠层石的识别，在分布规律方面叠层石等微生物岩主要分布于恶劣环境，且多分布于生物灭绝事件之后(Riding,2006；Chen,2014；郝雁，2018)。在微观尺度，蓝细菌或葛万菌丝状体在普通显微镜下即可识别(Ahr，2009)，而造岩微生物单细胞形态多为球状、哑铃状、丝状、杆状或螺旋状(罗平等，2013；王红梅，2013)。此外，胞外聚合物的识别作为微生物碳酸盐岩存在证据得到广泛的认可，据相关报道，胞外聚合物形态包括蜂窝状、微米球状、针状和片状等(Folk 2001；Catto，2016；Warren 2017)。
[0006]钙华是指泉水、河水、湖水或者洞穴周围沉积的非海相碳酸钙沉积物(刘海生，2020)，对应于“tufa”和“travertine”，但“tufa”多指常温地表喀斯特淡水堆积，广泛分布于峡谷内、山坡、山麓、河谷
‑
盆地(杨汉奎，1986)。由于这种沉积物表面附生蓝细菌，且沉积岩内具有蓝细菌层纹结构，所以常温淡水钙华为微生物成因(田友萍，1998)。温泉钙华主要是由于富含钙离子和碳酸氢根离子的温泉热水上升至地表，二氧化碳游离，碳酸钙沉淀所形成，多围绕温泉口附近分布。其主要因素包括水化学、水动力、生物效应和沉积环境(刘海生，2020)。微观特征方面，与树状/灌木状叠层石类似，钙华同样具有树状/灌木状结构，且非均质性极强。已有研究表明，意大利更新世热水钙华碳酸盐岩孔隙度范围为4％
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30％，渗
透率最大可达数百毫达西(Ronchi，2015)。
[0007]随着微生物碳酸盐岩研究热潮的到来，国内外学者关于叠层石的研究报道较多，研究层位多样，最老储层层位为震旦系灯影组(陈娅娜，2017)，国外则多为白垩系(张德民，2018；王颖，2016)。相对而言，钙华沉积研究成果较少，以更新世沉积物为主，且以热水钙华更为多见。但对二者区别的研究成果尚不多见。
[0008]鉴于叠层石和钙华沉积的形态学相似性，成因机理和分布规律的差异性，有必要从新的角度判别二者，对微生物碳酸盐岩的勘探开发提供新思路和新方法。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于解决现有微生物碳酸盐岩勘探开发中存在的叠层石与钙华难以区分的问题。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术提供一种基于稳定同位素分析的叠层石与钙华判别方法及系统。
[0011]根据本专利技术的第一方面，提供了一种基于稳定同位素分析的叠层石与钙华判别方法，该方法包括以下步骤：
[0012]获取标准判别图版，所述标准判别图版为叠层石和钙华的碳氧稳定同位素交会图；
[0013]获取待判别的岩样的碳氧稳定同位素分析结果；
[0014]基于所述岩样的碳氧稳定同位素分析结果和所述标准判别图版判别所述岩样的类型。
[0015]作为优选的是，所述获取标准判别图版包括：
[0016]获取预定的叠层石样品和钙华样品，每份叠层石样品和每份钙华样品均取样自各自对应的预定地区的预定层系；
[0017]获取所述叠层石样品和所述钙华样品的碳氧稳定同位素分析结果；
[0018]基于所述叠层石样品和所述钙华样品的碳氧稳定同位素分析结果获取所述标准判别图版。
[0019]作为优选的是，所述基于所述叠层石样品和所述钙华样品的碳氧稳定同位素分析结果获取所述标准判别图版包括：
[0020]以氧稳定同位素为横坐标，碳稳定同位素为纵坐标建立初始图版；
[0021]将每份样品的碳氧稳定同位素分析结果投点至所述初始图版，得到所述标准判别图版。
[0022]作为优选的是，每份叠层石样品和每份钙华样品的取样层系均为沉积环境已知的新近系。
[0023]作为优选的是，在所述获取待判别的岩样的碳氧稳定同位素分析结果之前，还包括：
[0024]初步取样：对目的层段岩石进行岩石学观察并取样，对取得的样品进行磨制，得到薄片；
[0025]其中，本步骤中取样的原则为：首选生物壳部位，次选微晶灰岩部位。
[0026]作为优选的是，所述对目的层段岩石进行岩石学观察的观察内容包括岩石类型、
沉积结构、构造、古生物、成岩作用类型和孔隙类型；
[0027]在所述初步取样中，取得的样品为成岩蚀变程度相对较低且包含的沉积结构、裂缝和孔隙在整体上相对较少的样品。
[0028]作为优选的是，在所述初步取样之后，还包括：
[0029]精细取样：对所述薄片进行镜下岩石学分析和阴极发光观察，确定待精细取样区域，并采用预定的微区取样工具在所述待精细取样区域中获取所述待判别的岩样；
[0030]所述待精细取样区域为未受微孔隙、微裂缝、多期成岩作用和成岩非均质影响的区域。
[0031]作为优选的是，在所述精细取样之后还包括：
[0032]对所述待判别的岩样进行碳氧稳定同位素分析：将所述岩样粉碎至预定的目数，并采用预定的同位素分析设备对粉碎后的岩样进行碳氧稳定同位素分析。
[0033]作为优选的是，所述基于所述岩样的碳氧稳定同位素分析结果和所述标准判别图版判别所述岩样的类型包括：
[0034]将所述岩样的碳氧稳定同位素分析结果投点至所述标准判别图版；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于稳定同位素分析的叠层石与钙华判别方法，其特征在于，包括：获取标准判别图版，所述标准判别图版为叠层石和钙华的碳氧稳定同位素交会图；获取待判别的岩样的碳氧稳定同位素分析结果；基于所述岩样的碳氧稳定同位素分析结果和所述标准判别图版判别所述岩样的类型。2.根据权利要求1所述的叠层石与钙华判别方法，其特征在于，所述获取标准判别图版包括：获取预定的叠层石样品和钙华样品，每份叠层石样品和每份钙华样品均取样自各自对应的预定地区的预定层系；获取所述叠层石样品和所述钙华样品的碳氧稳定同位素分析结果；基于所述叠层石样品和所述钙华样品的碳氧稳定同位素分析结果获取所述标准判别图版。3.根据权利要求2所述的叠层石与钙华判别方法，其特征在于，所述基于所述叠层石样品和所述钙华样品的碳氧稳定同位素分析结果获取所述标准判别图版包括：以氧稳定同位素为横坐标，碳稳定同位素为纵坐标建立初始图版；将每份样品的碳氧稳定同位素分析结果投点至所述初始图版，得到所述标准判别图版。4.根据权利要求2所述的叠层石与钙华判别方法，其特征在于，每份叠层石样品和每份钙华样品的取样层系均为沉积环境已知的新近系。5.根据权利要求1所述的叠层石与钙华判别方法，其特征在于，在所述获取待判别的岩样的碳氧稳定同位素分析结果之前，还包括：初步取样：对目的层段岩石进行岩石学观察并取样，对取得的样品进行磨制，得到薄片；其中，本步骤中取样的原则为：首选生物壳部位，次选微晶灰岩部位。6.根据权利要求5所述的叠层石与钙华判别方法，其特征在于，所述对目的层段岩石进行岩石学观察的观察内容包括岩石类型、沉积结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：张德民，孙建芳，段太忠，张忠民，朱奕璇，王桐，徐海，赵磊，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：