CN115452818A - 一种判识白云岩成因的微观鉴定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油气勘探领域，涉及一种判识白云岩成因的微观鉴定方法。该方法包括以下步骤：步骤S1：采集白云岩样品，选取同一切面，分别制成普通薄片、阴极发光薄片、电子探针薄片；步骤S2：在显微镜透射光下观察白云石晶体的大小、结构和形态；步骤S3：在阴极发光仪器中观察白云石晶粒的内部特征；步骤S4：在电子探针仪器的背散射图像中，进一步识别白云石晶体的环带和结构特征，并用点扫描和/或线扫描功能从白云石内部向外部测试主要元素变化情况；步骤S5：综合步骤S2‑S4获得的结果，进行分类分析，判识白云石的成因机制。本发明的方法能够尽量减少使用地化手段，当白云岩样品量比较少的情况下也可以判识成因。
Description
技术领域
本发明属于油气勘探领域，具体地，涉及一种判识白云岩成因的微观鉴定方法。
背景技术
近年来，中国在海相碳酸盐岩中的油气勘探不断取得突破，特别是在白云岩储层中发现了若干大型(油)气田，如塔里木盆地和田河气田、鄂尔多斯盆地苏里格气田、四川盆地普光超大型气田等。另外，塔里木盆地轮南-塔河大油田中也有部分储层为白云岩。就世界范围看，高达50％的碳酸盐岩储层是白云岩，北美碳酸盐岩中的油气80％以上储存在白云岩中。因此，对白云岩储层成因及其发育规律的认识成为关键性课题之一。
经过专利和文献检索，目前已公开的关于判识白云岩成因的微观鉴定方法与本发明提出的方法差别很大，不同之处描述如下：
公开号为CN102071929A的一种白云岩储层地球化学图版生成方法，重点在用地球化学方法，包括激光碳氧同位素、锶同位素、稀土元素等元素分析方法来分析白云岩成因。
公开号为CN111521539A的一种白云岩或松散沉积物微生物成因确定方法，是基于扫描电镜或电子探针背散射分析岩石样品是否发育微生物组构的白云岩样品。
公告号为CN107133442B的一种白云岩形成阶段判识方法及装置，是根据所述待测白云岩薄片盐水样品包裹体均一温度数据、激光拉曼光谱数据，确定所述待测白云岩的形成阶段。
公告号为CN107728232B的一种白云岩成因类型的岩石学和地球化学识别方法及系统，根据岩石学和地球化学分析综合判断白云岩成因类型。
发明内容
本发明的目的是设计一种判识白云岩成因的微观鉴定方法，为研究白云岩储层主控因素及有利区预测提供指导意见。
为了实现上述目的，本发明提供一种判识白云岩成因的微观鉴定方法，包括以下步骤：
步骤S1：白云岩样品采集和制备：采集白云岩样品，选取同一切面，分别制成普通薄片、阴极发光薄片、电子探针薄片；
步骤S2：采用显微镜对所述普通薄片进行观察：在显微镜透射光下观察白云石晶体的大小、结构和形态；
步骤S3：采用阴极发光仪器对所述阴极发光薄片进行检测：在阴极发光仪器中观察白云石晶粒的内部特征；
步骤S4：采用电子探针仪对所述电子探针薄片进行检测：在电子探针仪器的背散射图像中，进一步识别白云石晶体的环带和结构特征，并用点扫描和/或线扫描功能从白云石内部向外部测试主要元素变化情况；
步骤S5：综合步骤S2-S4获得的结果，进行分类分析，判识白云石的成因机制。
本发明设计了一种判识白云岩成因的微观鉴定方法。与现有技术的区别在于：本发明的研究对象与CN111521539A完全不同。本发明主要通过显微镜及扫描电镜等微观鉴定方法来判识白云岩成因，与CN102071929A采用的研究手段不同。本发明旨在形成一套针对白云岩成因的综合判识方法，而不仅仅是包裹体分析方法，与CN107133442B的目标不同。本发明的研究对象主要是显微镜下的微观判识方法，与CN107728232B的识别方法不同。
通过本发明的方法，可以减少使用地化手段判识白云岩成因，并且在样品量较少的情况下也可以应用，可帮助地质科研人员研究寻找白云岩发育有利区提供指导意见。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。
图1示出了本发明判识白云岩成因的微观鉴定方法的工作流程图。
图2示出了本发明的一个实施例中二叠系白云岩显微图片及线扫描结果。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
本发明提供一种判识白云岩成因的微观鉴定方法，工作流程如图1所示，包括以下步骤：
步骤S1：白云岩样品采集和制备：通过岩心观察和野外露头勘察，采集白云岩样品，选取同一切面，分别制成普通薄片、阴极发光薄片、电子探针薄片。
步骤S2：采用显微镜对所述普通薄片进行观察：在显微镜透射光下观察白云石晶体的大小、结构和形态；具体地，根据白云石晶体的大小可将白云石晶体分为小于0.05mm、大于等于0.05mm至小于0.25mm、大于等于0.25mm至小于0.5mm，大于等于1mm至小于等于4mm；根据白云石晶体的结构可将白云石晶体分为粉晶、细晶、中晶、粗晶、巨晶；根据白云石晶体的形态可将白云石晶体分为平直晶面自行晶、平直晶面半自形晶、非平直晶面它形晶。回流渗透白云化作用发育的白云石常见雾心亮边，热液白云化作用发育的鞍型白云石在正交光下具波状消光特征。因此，步骤S1中还包括判断白云石晶体是否存在雾心亮边特征或波状消光特征。
步骤S3：采用阴极发光仪器对所述阴极发光薄片进行检测：在阴极发光仪器中观察白云石晶粒的内部特征；具体地，所述内部特征包括但不限于：晶粒发光特征、边缘形态特征；由于受到流体改造影响，Fe2+和Mn2+的含量变化，白云石晶粒可发出不同亮度的红光，因此所述晶粒发光特征包括但不限于不同亮度的红光特征。不同成因机理下的白云石还会有相应的环带特征，如回流渗透白云化作用下发育环带结构，以细晶为主；热液成因作用下常见鞍状白云石，以中粗晶为主，晶体中微裂纹发育、晶面弯曲、呈镰刀状或阶梯状，晶体中可见较多的包裹体。因此所述边缘形态特征包括但不限于：环带特征，晶体中微裂纹发育、晶面弯曲、呈镰刀状或阶梯状特征，以及包裹体特征。
步骤S4：采用电子探针仪对所述电子探针薄片进行检测：在电子探针仪器的背散射图像中，进一步识别白云石晶体的环带和结构特征，并用点扫描和/或线扫描功能从白云石内部向外部测试主要元素变化情况；所述主要元素包括Mg、Ca、Fe、Mn和Sr。
步骤S5：综合步骤S2-S4获得的结果，按照表1进行分类分析，判识白云石的成因机制，其中，白云石的成因包括：蒸发泵白云化、回流渗透白云化、埋藏白云化和热液白云化。
表1
如表1所示，所述蒸发泵白云化成因的晶体特征包括：晶粒小于0.05mm；晶体结构为泥粉晶结构或残余颗粒；元素组成特征包括：Mg:Ca比为10～30，除此外还具有Fe、Mn含量低，Sr含量高的特征；以及呈薄层或页状层，具鸟眼构造、藻纹层的特征。
本文元素组成特征中的“高”、“低”的含义为本领域技术人员公知，是指相对于周围沉积岩中相应元素含量“变高”或“变低”。例如，将白云岩样品中的相应元素与周围石灰岩样品中的相应元素相比较。
所述回流渗透白云化成因的晶体特征包括：晶粒大于等于0.05mm至小于0.25mm；晶体结构为细晶结构及残余颗粒；晶体形态为平直晶面自形晶；元素组成特征包括：Mg:Ca比为10～30、除此外还具有Fe、Mn含量高，Sr含量低的特征；以及具环带状结构的特征。
所述埋藏白云化成因的晶体特征包括：晶粒大于等于0.25mm至小于0.5mm；晶体结构为细-中晶结构；晶体形态为平直晶面半自形晶；元素组成特征包括：Mg:Ca比为4～10，除此外还具有Fe、Ba含量高，Sr、Zn含量低的特征；以及多见于缝合线附近的特征。
所述热液白云化成因的晶体特征包括：晶粒大于等于1mm至小于等于4mm；晶体结构为中-粗晶结构；晶体形态为非平直晶面它形晶，呈鞍形或镰刀状；元素组成特征为Mg:Ca比为4～10，除此外还具有Sr含量高的特征；以及含有较多的包裹体、正交光下具波状消光特征。
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的范围并不局限于这些实施例。
实施例1
本发明提出的技术方法，已于2020年在中国石化石油勘探开发研究院构造与沉积储层实验室得到成功应用，用于川东南二叠系白云岩储层孔隙特征的研究，具体实施步骤如下：
第一步：采集川东南二叠系白云岩样品，包括岩心观察和野外勘察等，制备普通薄片、阴极发光薄片、电子探针薄片；
第二步：在透射光下观察白云石晶体，可见孔洞内发育鞍形白云石，正交光下具有波状消光特征，基质为平直晶面半自形细晶白云石；
第三步：通过阴极发光仪器和电子探针测试拍摄的白云石图像如图2所示，孔洞内充填的白云石晶体具有热液白云石的典型特征，由两期热液流体改造而成，第二期白云石阴极发光颜色较深，与方解石的颜色相近，表明后期流体来源与方解石的成岩流体相近；
第四步：从电子探针图像上可以清晰看出，白云石先后经历五次流体改造过程。线扫描结果显示白云石在阴极发光下环带颜色变暗时，Fe含量升高，Mn含量降低。
第五步：综合以上各实验测试结果，按照表1内各项判识标准，判断出川东南二叠系白云岩为热液成因，并经历后期流体多次改造作用过程。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (10)
1.一种判识白云岩成因的微观鉴定方法，包括以下步骤：
步骤S1：白云岩样品采集和制备：采集白云岩样品，选取同一切面，分别制成普通薄片、阴极发光薄片、电子探针薄片；
步骤S2：采用显微镜对所述普通薄片进行观察：在显微镜透射光下观察白云石晶体的大小、结构和形态；
步骤S3：采用阴极发光仪器对所述阴极发光薄片进行检测：在阴极发光仪器中观察白云石晶粒的内部特征；
步骤S4：采用电子探针仪对所述电子探针薄片进行检测：在电子探针仪器的背散射图像中，进一步识别白云石晶体的环带和结构特征，并用点扫描和/或线扫描功能从白云石内部向外部测试主要元素变化情况；
步骤S5：综合步骤S2-S4获得的结果，进行分类分析，判识白云石的成因机制。
2.根据权利要求1所述的判识白云岩成因的微观鉴定方法，其中，
根据白云石晶体的大小将白云石晶体分为小于0.05mm、大于等于0.05mm至小于0.25mm、大于等于0.25mm至小于0.5mm，大于等于1mm至小于等于4mm；
根据白云石晶体的结构将白云石晶体分为粉晶、细晶、中晶、粗晶、巨晶；
根据白云石晶体的形态将白云石晶体分为平直晶面自行晶、平直晶面半自形晶、非平直晶面它形晶。
3.根据权利要求1所述的判识白云岩成因的微观鉴定方法，其中，步骤S1中还包括判断白云石晶体是否存在雾心亮边特征或波状消光特征。
4.根据权利要求1所述的判识白云岩成因的微观鉴定方法，其中，步骤S3中，所述内部特征包括：晶粒发光特征、边缘形态特征；
所述晶粒发光特征包括不同亮度的红光特征；
所述边缘形态特征包括：环带特征，晶体中微裂纹发育、晶面弯曲、呈镰刀状或阶梯状特征，以及包裹体特征。
5.根据权利要求1所述的判识白云岩成因的微观鉴定方法，其中，步骤S4中，所述主要元素包括Mg、Ca、Fe、Mn和Sr。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的判识白云岩成因的微观鉴定方法，其中，白云石的成因包括：蒸发泵白云化、回流渗透白云化、埋藏白云化和热液白云化。
7.根据权利要求6所述的判识白云岩成因的微观鉴定方法，其中，所述蒸发泵白云化成因的晶体特征包括：晶粒小于0.05mm；晶体结构为泥粉晶结构或残余颗粒；元素组成特征包括：Mg:Ca比为10～30；以及呈薄层或页状层，具鸟眼构造、藻纹层的特征。
8.根据权利要求6所述的判识白云岩成因的微观鉴定方法，其中，所述回流渗透白云化成因的晶体特征包括：晶粒大于等于0.05mm至小于0.25mm；晶体结构为细晶结构及残余颗粒；晶体形态为平直晶面自形晶；元素组成特征包括：Mg:Ca比为10～30；以及具环带状结构的特征。
9.根据权利要求6所述的判识白云岩成因的微观鉴定方法，其中，所述埋藏白云化成因的晶体特征包括：晶粒大于等于0.25mm至小于0.5mm；晶体结构为细-中晶结构；晶体形态为平直晶面半自形晶；元素组成特征包括：Mg:Ca比为4～10；以及多见于缝合线附近的特征。
10.根据权利要求6所述的判识白云岩成因的微观鉴定方法，其中，所述热液白云化成因的晶体特征包括：晶粒大于等于1mm至小于等于4mm；晶体结构为中-粗晶结构；晶体形态为非平直晶面它形晶；元素组成特征为Mg:Ca比为4～10；以及含有较多的包裹体、正交光下具波状消光特征。
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2021
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