碳酸盐岩基础知识

四川盆地川东北地区二叠系至中三叠统为碳酸盐岩台地相沉积，沉积了以石灰岩、白云岩、

膏盐岩为主的岩类。一直以来，该区是四川盆地油气开发的主要层系，并以中下三叠统、二

叠系、石炭系海相碳酸盐岩为主要目的层。

在碳酸盐岩岩类中，对于石灰岩、白云岩及二者的过渡型岩石，现场肉眼不易区分，

常使用化学鉴定法，如稀盐酸法、三氯化铁染色法、硝酸银和铬酸钾染色法来加以鉴定。同时还可结合录井参数如钻时相对变化量、扭矩相对变化量等来辅助判定岩性。

酸盐岩储集层，由于强烈的次生变化，特别是胶结作用和溶解作用使储集空间具有类型多样、结构复杂和分布不均的特点，因此在碳酸盐岩地质录井中必须把握以下要点：

1、在岩性观察和描述时，要特别注意白云岩和白云石化，尤其要注意由潮间和浅

滩环境形成的粉晶白云岩或粒屑白云岩；大气淡水与海水混合作用形成的中-细晶白

云岩、礁块白云岩；潮间一潮上带形成的粉晶白云岩、角砾白云岩。

2、注意对粗结构岩石的观察和描述。主要为发育滩相带及斜坡相带，在纵向上发育于沉积旋

回中部的水退阶段的岩石，如粗粒和粗晶鲕状灰岩、介屑灰岩、碎屑灰岩、生物碎屑灰岩和

礁灰岩等。

3、注意对岩石缝、洞、孔的观察统计

一是注意观察统计岩屑中的次生矿物，注意研究统计次生矿物的总量和自形晶含量，求出它

所占次生矿物的百分比，绘制出自形晶次生矿物百分比曲线，再结合钻时曲线，判断缝洞发

育层段。

二是注意对储层岩心孔、洞、缝的观察统计，注意统计张开缝、未充填缝-半充填缝、洞的数量，注意观察裂缝与裂缝、孔洞与孔洞、裂缝与孔、洞的相互关系；注意统计分析缝洞层的

孔、渗性。

三是注意对钻进中钻井参数异常情况的掌握与分析，当发生钻具放空、钻时降低、泥浆漏失

或跳钻、蹩钻等现象时，为钻遇洞缝层的标志，常有井漏、井喷或流体产出。

四是注意对岩石薄片显微孔、缝的统计分析。

鉴于碳酸盐岩组构的复杂性，在现场录井工作中仅凭肉眼及放大镜观察，已不有满足需要，采用薄片鉴定技术已成为必不可少的重要手段。通过偏光薄片鉴定，可提供岩石学分析所需要的大部分资料，如岩石的矿物成分、含量、颗粒大小、分选、磨圆度、胶结物成分、胶结类型、成岩作用及成岩自生矿物，孔隙大小、形态、分布等，这些都是影响储集层储渗性的主要内容。

1、碳酸盐岩的矿物成份研究的化学方法

碳酸盐岩主要由方解石和白云石两种矿物组成。以方解石为主为石灰岩，以白云石为主为

白云岩，在现场用5% —10%的稀盐酸和镁试剂对碳酸盐岩进行试验，作初步的成份分类命

名（见表3-1）

在岩石表面加稀HCI时，也可以大致判断出岩石中粘土含量的多少。如果粘土含量

较多，则在酸蚀的表面上留下一层未溶的粘土膜。这种未溶的残余粘土的多少，对于我们在野外工作阶段大致判断碳酸盐岩一粘土岩系中的岩石类型，是很有用的。

方法是：对一定量的研成粉末的岩石加稀HCI充分反应后过滤，称量滤纸上剩余的

泥质粉末，利用其比值可判定灰岩泥质含量。但这种方法对非泥质且在稀HCI中不

反应或微弱反应的其它含有物不能有效判别，需结合其它方法确定过滤剩余物为泥质。

在用稀盐酸区分岩石类型时，应注意岩石的新鲜程度、岩石的孔隙及渗透性、岩石表面粘附的碳酸盐岩粉末等因素的影响，要经过反复试验对比，再结合其它岩性特征定出岩石名称。

其它在碳酸盐岩中可见的碳酸盐矿物还有菱镁矿，菱铁矿，菱锰矿，特别是菱镁矿

过去易被忽视，误认为是白云石，据现代不少单位研究，在不少地层中（如乙T……）均发

现有菱镁矿。它常与硬石膏共生。

区分白云石与菱镁矿的方法可用化学分析，（MgC03高达90—100% ）染色法（二

苯胺基脲染色，菱镁矿呈鲜红色，白云石、方解石不着色），或用50%浓度的HCI

滴岩样（白云石起泡，菱镁矿不起泡）。

区别硬石膏可用氯化钡。方法是：把研成粉的岩样放入小烧杯用10%的HCI （盐酸）

反应，过滤出岩样，在滤液中加入10%氯化钡，即生成乳白色沉淀物硫酸钡。根据

乳白色沉淀物的多少定性判定硬石膏的含量。

其它在碳酸盐岩中可见的碳酸盐矿物还有菱镁矿，菱铁矿，菱锰矿，特别是菱镁矿

过去易被忽视，误认为是白云石，据现代不少单位研究，在不少地层中（如乙T……）均发

现有菱镁矿。它常与硬石膏共生。

区分白云石与菱镁矿的方法可用化学分析，（MgCO3高达90—100% ）染色法（二

苯胺基脲染色，菱镁矿呈鲜红色，白云石、方解石不着色），或用50%浓度的HCI

滴岩样（白云石起泡，菱镁矿不起泡）。

区别硬石膏可用氯化钡。方法是：把研成粉的岩样放入小烧杯用10%的HCI （盐酸）

反应，过滤出岩样，在滤液中加入10%氯化钡，即生成乳白色沉淀物硫酸钡。根据

乳白色沉淀物的多少定性判定硬石膏的含量。

在野外可做简易的薄片染色，确定化学成份，介绍如下：

a、茜素红-S （又名茜素磺酸钠）

将0.1克（100毫克）的茜素红-S粉末溶解在100毫升的浓度为0.2%的盐酸中。对矿物染色结果是：

方解石、高镁方解石、文石、毒重石都呈深红色。

白云石菱镁矿、菱锰矿、石膏等不染色。

b、鞑靼黄（或钛黄）

将0.2克的鞑靼黄溶解在25毫升的甲醇中，并加入50毫升的30%NaOH （即30毫升NaOH 加70毫升水），然后加热煮沸。热染时，将岩样放在沸腾的溶液中沉浸 5 分钟。结果：

方解石、文石、硬石膏不染色；

白云石、高镁方解石、石膏、菱镁矿呈橙红色。

c、组合染色剂

把1克茜素红一S和5克铁氰化钾一起溶解在1000毫升的、浓度为0.2%的稀盐酸中。染色结果是：方解石成深红色；铁方解石染成带兰的红色；铁白云石染成兰色。

d、区别天青石与重晶石

用玫瑰红酸钠0.5% 的饱和溶液和NaOH20% 的溶液。

步骤是：将样品浸于NaOH（浓度为20%）的溶液中，半分钟后用水冲洗；再将玫瑰红酸钠溶液滴于岩样上，约2 分钟后用水冲洗干净；结果天青石被染成桔红色或带玫瑰红色；而重