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技术方案

本发明专利技术提供了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，该方法是利用露头、岩心和薄片等资料识别典型岩石学标志，包括岩石类型、沉积构造、伴生岩相及组合、沉积环境和白云石晶体特征等，对白云岩形成的白云石化作用模式进行初步判识；在岩石学判识的基础上，根据白云石化作用模式对应的排他性地球化学指标，选取样品开展相应的地球化学分析；根据岩石学和地球化学分析综合判断白云岩成因类型。采用本发明专利技术提供的方案可以有效、合理地筛选必要的岩石学和地球化学分析工作优先进行，提高白云岩成因类型判识的工作效率和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术属于地质勘探与油气勘探领域，具体试剂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。
技术介绍
白云岩是重要的油气储集岩石，其中发现的油气资源占碳酸盐岩中油气资源的一半以上，北美地区更是达到80％以上(Zenger等，1980)，说明白云岩对油气资源的重要性。对于白云岩的成因，多种白云石化作用模式被提出并被证实(Warren，2000)，如蒸发泵(Bush，1973,；Warren，1991)、海水(Land，1985；Warren，1988,1990)、渗透回流(Adams和Rhodes，1960；Warren，1999)、埋藏(Heydari，1997；Warren，1999；Qing和Mountjoy，1994)、热液(Hardie，1991；Warren和Kempton，1997)和微生物白云石化作用(Lasic，1995；Warthmann等，2005)等，而不同成因的白云岩的分布规律不同，关系着对白云岩储层分布预测的可靠性。现在尚无成型且可靠的判断白云岩成因类型的方法流程。沈安江等拥有的专利技术专利(《一种白云岩储层地球化学图版生成方法》，专利号ZL201010581607.5)提出了一套利用多种地球化学分析手段建立白云岩储层成因识别图版的方法流程：进行岩心观察，对典型现象进行取样；室内制样，进行微区多参数地球化学实验分析；根据岩心和薄片观察，综合沉积背景、气候条件及成岩演化等方面确定白云岩储层成因类型；成因上关联的实验结果联合分析，编制图版；综合白云岩储层成因类型与地球化学图版，圈定白云岩储层成因类型地球化学范围；图版正确性检验。一定程度上可用来判别白云岩成因。该技术中至少存在以下几个方面的缺陷：一是强调同时测定多种地球化学分析，可能对某种白云石化作用的针对性不强，存在工序浪费的情况；二是缺乏岩石学判识标定，对地球化学结果存在较大的多解性；三是对埋藏成岩改造的白云岩的地球化学变化规律未有重视，可能误导白云岩成因判识。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种白云岩成因类型的岩石学和地球化学识别方法。本专利技术的另一目的在于提供一种白云岩成因类型的岩石学和地球化学识别系统。为达到上述目的，本专利技术提供了一种白云岩成因类型的岩石学和地球化学识别方法，该方法包括以下步骤：确定白云岩岩石类型，根据露头、岩心和薄片资料，将白云岩类型划分为微生物白云岩、泥粉晶白云岩、(残余)颗粒白云岩和晶粒白云岩；对晶粒结构白云岩进行原岩结构恢复，识别白云岩原岩结构特征；确定白云岩沉积-成岩环境，根据白云岩的典型特征信息，判定白云岩沉积环境，进而初步确定白云岩成因类型；所述典型特征包括沉积构造、伴生岩性或叠置结构；白云岩成因的地球化学特征判识，针对初步判定的白云岩成因类型，选择对应的地球化学参数进行分析，比对地球化学数据范围，或与同期海水值或围岩地球化学值对比相对丰度大小，确定白云岩成因类型；白云岩受后期成岩改造程度判定，恢复后生改造前白云岩成因类型。在上述该方法中，白云岩成因类型识别方法由岩石学识别和地球化学识别两个部分组成。识别流程可概括为：利用露头、岩心和薄片等资料识别典型岩石学标志，包括岩石类型、沉积构造、伴生岩相及组合、沉积环境和白云石晶体特征等，对白云岩形成的白云石化作用模式进行初步判识；在岩石学判识的基础上，根据白云石化作用模式对应的排他性地球化学指标，选取样品开展相应的地球化学分析；根据岩石学和地球化学分析综合判断白云岩成因类型。在上述白云岩成因类型的岩石学和地球化学识别方法中，优选地，所述确定白云岩岩石类型，根据露头、岩心和薄片资料，将白云岩类型划分为微生物白云岩、泥粉晶白云岩、(残余)颗粒白云岩和晶粒白云岩的步骤具体包括：岩心上识别白云岩是否具有微生物沉积构造，判别是否为微生物白云岩；所述微生物沉积构造包括层纹石、凝块石、树枝石、叠层石、泡沫绵石或藻纹层；在普通薄片下识别白云岩为颗粒结构、晶粒结构或残余颗粒结构；残余颗粒结构与颗粒结构均作为颗粒结构对待；晶粒结构根据白云石晶体大小划分为泥粉晶白云岩和晶粒白云岩；泥粉晶白云岩的白云石晶体小于0.1mm，晶粒白云岩的白云石晶体大于0.1mm。在上述白云岩成因类型的岩石学和地球化学识别方法中，优选地，所述对晶粒结构白云岩进行原岩结构恢复，识别白云岩原岩结构特征的步骤具体包括：通过薄片观察，部分样品的原岩结构可进行较好的识别，包括微生物结构或颗粒结构；所述薄片观察是指在薄片下放置垫片，调节透射光强度，进行观察；对晶粒结构与原岩结构的相关性进行分析，包括白云石晶体为原白云石晶体的继承性是否加大，白云石晶体是否切割颗粒与胶结物边界，白云石晶体内部是否具有完整的颗粒结构。优选地，所述打印纸可以是普通打印纸，打印纸厚度影响识别效果，以70gA4纸的厚度为效果最佳。优选地，所述原岩结构识别还可以通过在露头或岩心上判断是否发育交错层理等沉积构造，判定是否原岩为颗粒结构。优选地，所述原岩结构识别还可以通过荧光薄片观察等实现。在上述白云岩成因类型的岩石学和地球化学识别方法中，优选地，所述确定白云岩沉积-成岩环境，根据白云岩的典型特征信息，判定白云岩沉积环境，进而初步确定白云岩成因类型；所述典型特征包括沉积构造、伴生岩性或叠置结构的步骤具体包括：在露头或岩心上，分析已确定岩石类型的白云岩的沉积构造特征；所述沉积构造特征包括：白云岩是否含有石膏或硬石膏，白云岩是否发育泥裂或帐篷构造，白云岩是否发育交错层理；所述伴生岩性是指与研究白云岩接触的岩石类型特征，包括：泥粉晶白云岩是否与藻纹层云岩接触，泥晶云岩是否与膏岩层接触，泥晶云岩是否与颗粒云岩或颗粒灰岩接触，晶粒云岩是否与藻纹层云岩或泥粉晶云岩接触；所述叠置结构是指研究白云岩与接触岩石类型构成的垂向叠置方式，包括向上变浅的向上变细旋回和向上变浅的向上变粗旋回；具有所述向上变浅的向上变细旋回方式的包括颗粒灰岩上覆藻纹层云岩或上覆晶粒云岩或上覆(含膏)泥粉晶云岩，以及，颗粒云岩上覆藻纹层云岩或上覆晶粒云岩或上覆(含膏)泥粉晶云岩；具有所述向上变浅的向上变粗旋回方式的包括泥粉晶云岩上覆颗粒云岩，以及，微生物白云岩上覆颗粒云岩；所述白云岩沉积环境包括潮上带、潮间带或潮下带；潮上环境常发育(含膏)泥粉晶白云岩或藻纹层白云岩，可发育泥裂、帐篷构造或膏模孔；泥粉晶白云岩与藻纹层白云岩互层，可能夹膏盐层和晶粒云岩；主要为向上变浅的向上变细旋回，多为米级旋回；通过部分或全部以上特征可初步判定为潮上环境，可判定为蒸发泵白云石化成因白云岩；潮间环境常发育泥粉晶白云岩、颗粒白云岩、叠层石白云岩、生物礁白云岩或泡沫绵白云岩，可能发育膏模孔；主要发育向上变浅的向上变粗旋回，也可发育向上变浅的向上变细旋回，米级旋回为主；处于台地边缘相带，台内发育厚层膏盐岩，向上变粗旋回的(残余)颗粒白云岩，可初步判定为渗透回流白云石化成因白云岩；处于台地边缘相带，台内不发育厚层膏盐岩，向上变细旋回的颗粒白云岩，可初步判定为海水白云石化成因白云岩；潮下环境常发育薄层-中层泥粉晶白云岩、层纹石白云岩、凝块石白云岩、树枝石白云岩等，少见水动力改造的沉积构造；单岩性旋回为主，旋回厚度可大于10m；通过部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种白云岩成因类型的岩石学和地球化学识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：确定白云岩岩石类型，根据露头、岩心和薄片资料，将白云岩类型划分为微生物白云岩、泥粉晶白云岩、(残余)颗粒白云岩和晶粒白云岩；对晶粒结构白云岩进行原岩结构恢复，识别白云岩原岩结构特征；确定白云岩沉积‑成岩环境，根据白云岩的典型特征信息，判定白云岩沉积环境，进而初步确定白云岩成因类型；所述典型特征包括沉积构造、伴生岩性或叠置结构；白云岩成因的地球化学特征判识，针对初步判定的白云岩成因类型，选择对应的地球化学参数进行分析，比对地球化学数据范围，或与同期海水值或围岩地球化学值对比相对丰度大小，确定白云岩成因类型；白云岩受后期成岩改造程度判定，恢复后生改造前白云岩成因类型。

【技术特征摘要】
1.一种白云岩成因类型的岩石学和地球化学识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：确定白云岩岩石类型，根据露头、岩心和薄片资料，将白云岩类型划分为微生物白云岩、泥粉晶白云岩、(残余)颗粒白云岩和晶粒白云岩；对晶粒结构白云岩进行原岩结构恢复，识别白云岩原岩结构特征；确定白云岩沉积-成岩环境，根据白云岩的典型特征信息，判定白云岩沉积环境，进而初步确定白云岩成因类型；所述典型特征包括沉积构造、伴生岩性或叠置结构；白云岩成因的地球化学特征判识，针对初步判定的白云岩成因类型，选择对应的地球化学参数进行分析，比对地球化学数据范围，或与同期海水值或围岩地球化学值对比相对丰度大小，确定白云岩成因类型；白云岩受后期成岩改造程度判定，恢复后生改造前白云岩成因类型。2.根据权利要求1所述的白云岩成因类型的岩石学和地球化学识别方法，其特征在于，所述确定白云岩岩石类型，根据露头、岩心和薄片资料，将白云岩类型划分为微生物白云岩、泥粉晶白云岩、(残余)颗粒白云岩和晶粒白云岩的步骤具体包括：岩心上识别白云岩是否具有微生物沉积构造，判别是否为微生物白云岩；所述微生物沉积构造包括层纹石、凝块石、树枝石、叠层石、泡沫绵石或藻纹层；在普通薄片下识别白云岩为颗粒结构、晶粒结构或残余颗粒结构；残余颗粒结构与颗粒结构均作为颗粒结构对待；晶粒结构根据白云石晶体大小划分为泥粉晶白云岩和晶粒白云岩；泥粉晶白云岩的白云石晶体小于0.1mm，晶粒白云岩的白云石晶体大于0.1mm。3.根据权利要求1所述的白云岩成因类型的岩石学和地球化学识别方法，其特征在于，所述对晶粒结构白云岩进行原岩结构恢复，识别白云岩原岩结构特征的步骤具体包括：通过薄片观察，部分样品的原岩结构可进行较好的识别，包括微生物结构或颗粒结构；所述薄片观察是指在薄片下放置垫片，调节透射光强度，进行观察；对晶粒结构与原岩结构的相关性进行分析，包括白云石晶体为原白云石晶体的继承性是否加大，白云石晶体是否切割颗粒与胶结物边界，白云石晶体内部是否具有完整的颗粒结构。4.根据权利要求1所述的白云岩成因类型的岩石学和地球化学识别方法，其特征在于，所述确定白云岩沉积-成岩环境，根据白云岩的典型特征信息，判定白云岩沉积环境，进而初步确定白云岩成因类型；所述典型特征包括沉积构造、伴生岩性或叠置结构的步骤具体包括：在露头或岩心上，分析已确定岩石类型的白云岩的沉积构造特征；所述沉积构造特征包括：白云岩是否含有石膏或硬石膏，白云岩是否发育泥裂或帐篷构造，白云岩是否发育交错层理；所述伴生岩性是指与研究白云岩接触的岩石类型特征，包括：泥粉晶白云岩是否与藻纹层云岩接触，泥晶云岩是否与膏岩层接触，泥晶云岩是否与颗粒云岩或颗粒灰岩接触，晶粒云岩是否与藻纹层云岩或泥粉晶云岩接触；所述叠置结构是指研究白云岩与接触岩石类型构成的垂向叠置方式，包括向上变浅的向上变细旋回和向上变浅的向上变粗旋回；具有所述向上变浅的向上变细旋回方式的包括颗粒灰岩上覆藻纹层云岩或上覆晶粒云岩或上覆(含膏)泥粉晶云岩，以及，颗粒云岩上覆藻纹层云岩或上覆晶粒云岩或上覆(含膏)泥粉晶云岩；具有所述向上变浅的向上变粗旋回方式的包括泥粉晶云岩上覆颗粒云岩，以及，微生物白云岩上覆颗粒云岩；所述白云岩沉积环境包括潮上带、潮间带或潮下带；潮上环境常发育(含膏)泥粉晶白云岩或藻纹层白云岩，可发育泥裂、帐篷构造或膏模孔；泥粉晶白云岩与藻纹层白云岩互层，可能夹膏盐层和晶粒云岩；主要为向上变浅的向上变细旋回，多为米级旋回；通过部分或全部以上特征可初步判定为潮上环境，可判定为蒸发泵白云石化成因白云岩；潮间环境常发育泥粉晶白云岩、颗粒白云岩、叠层石白云岩、生物礁白云岩或泡沫绵白云岩，可能发育膏模孔；主要发育向上变浅的向上变粗旋回，也可发育向上变浅的向上变细旋回，米级旋回为主；处于台地边缘相带，台内发育厚层膏盐岩，向上变粗旋回的(残余)颗粒白云岩，可初步判定为渗透回流白云石化成因白云岩；处于台地边缘相带，台内不发育厚层膏盐岩，向上变细旋回的颗粒白云岩，可初步判定为海水白云石化成因白云岩；潮下环境常发育薄层-中层泥粉晶白云岩、层纹石白云岩、凝块石白云岩、树枝石白云岩等，少见水动力改造的沉积构造；单岩性旋回为主，旋回厚度可大于10m；通过部分或全部以上特征可初步判定为潮下环境，初步判定为微生物白云石化成因白云岩；处于潮间-潮下带的晶粒白云岩，原岩结构恢复为颗粒白云岩，局部残留颗粒灰岩，可能见鞍状白云石，可初步判定为埋藏白云石化成因白云岩；与沉积环境无关，分布上与断裂或不整合面相关，鞍状白云石发育，见萤石、石膏等热液矿物伴生，可初步判定为热液白云石化成因白云岩。5.根据权利要求1所述的白云岩成因类型的岩石学和地球化学识别方法，其特征在于，所述白云岩成因的地球化学特征判识，针对初步判定的白云岩成因类型，选择对应的地球化学参数进行分析，比对地球化学数据范围，或与同期海水值或围岩地球化学值对比相对丰度大小，确定白云岩成因类型的步骤具体包括：根据初步确定的白云石化作用类型，选取具有排他性指标的地球化学方法优先进行分析；所述地球化学方法包括有序度、碳同位素、氧同位素、锶同位素比值、微量元素、稀土元素或包裹体；其中，蒸发泵白云石化成因白云岩和热液白云石化成因白云岩根据实际情况选择是否需要进行地球化学实验分析；微生物白云石化成因白云岩、渗透回流白云石化成因白云岩、海水白云石化成因白云岩和埋藏白云石化成因白云岩选择地球化学分析的序列为有序度、碳氧同位素、微量元素、锶同位素比值，视情况决定是否选用稀土元素分析。6.根据权利要求5所述的白云岩成因类型的岩石学和地球化学识别方法，其特征在于，微生物白云石化成因的排他性指标的地球化学识别方法为有序度、碳同位素和氧同位素；蒸发泵白云石化成因的排他性指标的地球化学识别方法为氧同位素、微量元素和锶同位素比值；渗透回流白云石化成因的排他性指标的地球化学识别方法为有序度、氧同位素、锶同位素比值和微量元素；台缘海水白云石化成因的排他性指标的地球化学识别方法为有序度、碳氧同位素、微量元素、锶同位素比值和稀土元素；埋藏白云石化成因的排他性指标的地球化学识别方法为有序度、氧同位素、锶同位素比值和微量元素；热液白云石化成因的排他性指标的地球化学识别方法为氧同位素和稀土元素。7.根据权利要求5或6所述的白云岩成因类型的岩石学和地球化学识别方法，其特征在于，各种地球化学指标的范围，或与同期海水值或围岩地球化学值的相对丰度大小如下：微生物白云石化成因的排他性指标中：有序度为0.4-0.6；碳同位素偏正，为0-2‰；氧同位素偏负，为0至-4‰；蒸发泵白云石化成因的排他性指标中：碳同位素较海水值偏负，为-4‰至-8‰；锶同位素比值大于同期海水值；微量元素分布表现为富Fe和Mn，贫Sr和Na；渗透回流白云石化成因的排他性指标中：有序度为0.7-1；氧同位素较海水值偏负，为-4‰至-8‰；锶同位素比值处于同期海水值范围内；微量元素分布表现为富Sr和Na，贫Fe和Mn；台缘海水白云石化成因的排他性指标中：有序度为0.3-0.5；碳同位素偏正，为1‰至4‰；氧同位素较海水值偏正，为4‰至-4‰；微量元素、锶同位素比值和稀土元素处于同期海水值范围内；埋藏白云石化成因的排他性指标中：有序度为0.7-0.1；氧同位素较海水值偏负，小于-6‰；锶同位素比值大于围岩的锶同位素比值；微量元素表现为贫Sr和富Mn；热液白云石化成因的排他性指标中：氧同位素较围岩更偏负，小于-6‰；稀土元素表现为Eu正异常。8.根据权利要求1所述的白云岩成因类型的岩石学和地球化学识别方法，其特征在于，所述白云岩受后期成岩改造程度判定，恢复后生改造前白云岩成因类型的步骤具体包括：分析白云石晶体是否存在环带生长、重结晶，有序度与锶同位素比值、锶含量与锶同位素比值是否具有相关性判别；所述相关性指有...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔占峰，沈安江，潘立银，郑剑锋，黄理力，张杰，曹鹏，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11