浅谈川东北地区碳酸盐岩岩性鉴定方法

文/张立明

浅谈川东北地区碳酸盐岩岩性鉴定方法

文/张立明

本文主要针对碳酸盐岩常用的鉴定方法进行了详细的叙述，同时结合川东北地区各层位优化鉴定方法进行了叙述。

常用鉴定方法 各层位优化鉴定方法

前言

川东北地区海相地层岩性复杂，现场鉴定困难，为了加快钻进速度，多使用PDC钻头加螺杆的钻进方式，此种钻进方式造成岩屑碎小，且经螺杆的研磨使岩屑二次成型，岩屑肉眼难于鉴定，增加了岩屑的描述困难。笔者经过多年的摸索，结合实际工作，形成了一套方法，现简述如下，与大家分享。

一、碳酸盐岩常用的鉴定方法

碳酸盐盐岩常用的简单方法主要有以下几种：

（一）稀盐酸法：

1、操作方法：取少量岩屑样品放入试管中，加入浓度5%（根据天气适当调整浓度，夏天浓度4%，冬天浓度6%）的稀盐酸。

2、鉴定依据：根据反应强烈程度粗略判断灰质（CaCo3）含量，纯灰岩反应剧烈，且持续时间长；含泥质、膏质、白云质灰岩，反应强度低，且持续时间短，含泥质灰岩反应完后一般含有泥垢；纯白云岩加入冷盐酸不反应，需加热后反应强烈。

3、鉴定特点：操作简单，可以快速鉴定，现场进行鉴定时最普遍的方法，缺点是不能准确判断灰质含量。

（二）碳酸盐岩含量分析仪法

1、操作方法：使用前要用100%碳酸钙粉末标定仪器。挑选适量岩屑样品(真岩屑的干燥样品)研成粉末，取1克粉末倒入反应池的外围槽中，将5ml浓度为20%的盐酸用滴管滴入反应池的中间酸槽中，拧好反应池，接好联线，再将反应池倾斜，使之完全反应。

2、鉴定依据：碳酸钙含量是碳酸盐含量曲线上转折点的百分比读数，白云石含量曲线最大值与转折点的百分比读数之差。现场根据碳酸盐岩图谱的形状，参考仪器数值进行综合判断。（见图1～图4）

3、鉴定特点：能够准确的确定灰质、白云质的含量，能够很好的区分灰质白云岩，白云质灰岩，这是其它方法无法做到的，缺点是需要较长时间，现场不能逐包鉴定。

（三）茜素红溶液法

1、操作方法：茜素红溶液的配方是将0.1克的茜素红粉末溶解在100毫升的浓度为0.2%的盐酸中，溶液颜色为黄色。取少量岩样放入茜素红溶液中，观察溶液颜色变化。

2、鉴定依据：灰岩、含灰质的岩性，溶液颜色将变红，纯白云岩颜色无变化。（见图5）

3、鉴定特点：操作简单，能快速识别，缺点含白云质不能判断出来。

（四）镁试剂法

1、操作方法：镁试剂配方是取20克NaOH固体溶于500ml蒸馏水中，待NaOH溶解后加入0.1克镁试剂粉末，溶液颜色为紫色。取少量岩样先用浓度为5%的盐酸充分反应，将反应后的残留物用滤纸滤出，放入镁试剂溶液中，观察溶液颜色的变化。

2、鉴定依据：白云岩、含白云质的岩性溶液由紫色变为兰色。纯灰岩无变化。（见图6）

3、鉴定特点：操作简单，能快速识别，缺点含灰质不能判断出来。

（五）氯化钡溶液法

1、操作方法：利用氯化钡溶液可以很好的判断石膏岩。氯化钡溶液配方是取10克氯化钡粉末溶于90毫升蒸馏水中，溶液为透明液体。取适量的岩屑混合样，用浓度5%的稀盐酸充分反应，用滤纸将反应完后的盐酸虑出，然后滴入盛有氯化钡溶液的试管中，观察溶液变化。

2、鉴定依据：如形成白色沉淀，即可断定含有石膏。（见图7）

3、鉴定特点：操作简单易行，缺点是不能准确确定石膏含量。

（六）钻时辅助法

在相同条件下（钻压、转速、钻头型号及新旧程度），白云岩的钻时最大，灰岩次之，石膏的钻石最小，现场可以根据钻时的变化，粗略判断岩性，且可以作为分层的依据。

（七）氯离子滴定辅助法

在钻遇盐岩地层时，由于盐溶解于钻井液中，且在清洗砂样过程中溶于水中，故捞取的砂样中很难发现盐岩，现场可根据氯离子的变化情况（钻遇盐岩地层氯离子含量明显升高），结合区域地质情况可以判断盐岩。

（八）综合录井仪电导率参数辅助法

在钻遇石膏、盐岩地层时，电导率将会升高，现场可据此辅助判断膏盐岩地层。

二、川东北地区碳酸盐岩各层位优化鉴定方法

以上方法各有优缺点，现场描述时不可能每种方法都是用，在实际工作中，结合区域地层情况，综合几种手段综合判断，不同的层位鉴定方法各有所偏重，以达到快速、准确的判断岩性。下面结合川东北元坝地区某井的地层情况，不同层位岩性采用的鉴定方法叙述如下：

（一）雷口坡组：

雷口坡组共分为四段：（见图8）

1、雷四段：上部岩性灰岩、白云岩及灰质白云岩、白云质灰岩互层。雷口坡上部地层为陆相砂、泥岩互层，滴、冷热盐酸及滴茜素红即可快速鉴定出进入海相地层的深度。本段岩过渡性岩性较多，川东北地区过渡性岩性较难鉴定，碳酸盐分析仪可以较好的判断出，但时间较长，PDC钻头钻时较快，故本段应安排专人负责做分析，可以满足跟要求，跟上钻头描述。

中部岩性白云岩与石膏互层，石膏可以用氯化钡溶液法鉴定出，但钻开含膏地层后，由于石膏容易垮塌，后续地层中岩屑中会含膏，此时再用氯化钡法不能准确判断，应结合钻时及综合录井仪电导率参数辅助判断，含膏地层钻时快，电导率上升。

下部岩性为一套白云岩、灰质白云岩、含泥白云，可用茜素红试剂法鉴定，（镁试剂法操作起来比茜素红溶液法复杂，现场较少使用）溶液颜色无变化者为白云岩，茜素红少量变红，可判断为含灰质。碳酸盐分析仪可选择性做，如果含量值较低，可以判断为含泥质(或含膏质)，滴盐酸加以印证，如含泥垢确定为含泥质。

2、雷三段：岩性以灰岩为主夹薄层的石膏、及含泥灰岩，本段重点是确定石膏，首先观察钻时变化，钻时变快处用氯化钡溶液法加以印证，同时参考综合录井仪电导率参数变化。含泥灰岩可逐包滴盐酸，如含泥垢，然后用碳酸盐分析仪加以印证。

3、雷二段、雷一段：岩性较杂，灰岩、白云岩、膏岩互层，以钻时结合氯化钡溶液法确定膏岩，茜素红溶液法区分纯白云岩、纯灰岩，加密做碳酸盐分析仪分析，区分白云质、灰质等过渡性岩性。

（二）嘉陵江组：

嘉陵江组可分为四段（见图9）

1、嘉五、四段：岩性为白云岩、灰岩、膏盐岩不等厚互层。本段难点是盐岩的判断，盐岩易溶于钻井液中，再经过清洗，捞取的砂岩中，几乎很难发现。首先观察钻时变化，在快钻时处加密做氯离子滴定，参考综合录井仪电导率参数可有效判断盐岩，盐岩的氯离子明显升高，电导率升高。

快钻时处一般为膏盐岩，碳酸盐分析可不做。

2、嘉四段：本段岩性组合区域上较稳定，上部为白云岩下部为灰岩、泥质灰岩，用茜素红溶液法加滴盐酸，即可判断，要注意泥质灰岩的出现（加盐酸见泥垢）。另外本段中部有层膏岩，在区域上分布稳定，可用钻时加氯化钡溶液法判断。

3、嘉二段：本段岩性组合可分为三个亚段：三个“上石膏岩、下云岩灰岩”韵律旋回。根据岩性组合采用不同的鉴定方法。膏岩钻时变快，白云岩、灰岩茜素红即可辨别出，过渡性岩性用碳酸盐分析仪。

4、嘉一段：岩性为一大套灰岩，本段岩性简单，所要注意的是过渡性岩性和含泥灰岩的出现，可按5m左右的间距做碳酸盐岩分析和滴镁试剂，二者井深岔开，这样2至3m即可判断出有无白云质灰岩。含泥灰岩滴盐酸加碳酸盐岩分析可准确鉴定。

综上所述海相碳酸盐岩的鉴定方法的优化组合采取的方法是：首先熟悉区域情况，了解区域岩性组合变化情况，然后确定目前所钻层位，预测下一步岩性组合，然后据岩性变化情况，优化鉴定方法，可以快速、准确地鉴定出岩性来。

结束语

现场岩性鉴定应以准确鉴定为主，兼顾快速，满足甲方描述跟上钻头的要求。希望此文所描述的鉴定方法抛砖引玉，对各位同仁有所帮助，如有错、漏之处，衷心希望提出批评指正，愿与大家共同讨论，以提高海相地层的岩性鉴定，提高剖面符合率，满足甲方的要求，提升胜利品牌在外部市场的形象。（作者简介：张立明，男，42岁，高级技师，现任胜利石油管理局地质录井公司二分公司录井队长）