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礁灘相碳酸鹽巖氣藏精細描述與開發技術 版權信息
- ISBN：9787030674616
- 條形碼：9787030674616 ; 978-7-03-067461-6
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
礁灘相碳酸鹽巖氣藏精細描述與開發技術 內容簡介
本書集成了作者10余年礁灘相碳酸鹽巖氣藏精細刻畫評價與高效開發技術攻關成果，主要包括礁灘相碳酸鹽巖層序劃分對比方法和沉積微相識別劃分方法、礁灘相碳酸鹽巖有利儲層發育模式、深層超深層小型分散狀礁灘相碳酸鹽巖儲層測井-地震精細刻畫及含氣性預測系列技術、礁灘相碳酸鹽巖高含硫氣藏滲流特征及硫沉積對氣井產能的影響、礁灘相碳酸鹽巖高含硫氣藏試井分析技術和產能評價技術、礁灘相碳酸鹽巖高含硫氣藏開發技術政策論證思路和方法系列、礁灘相碳酸鹽巖高含硫含水氣藏穩氣控水對策等，以及在普光、元壩、河壩等氣田應用的成果與經驗。 本書可供廣大從事油氣藏勘探開發的科研工作者、大專院校相關專業的師生參考。
礁灘相碳酸鹽巖氣藏精細描述與開發技術 目錄
目錄
前言
**章 礁灘相碳酸鹽巖發育環境 1
**節 四川盆地二疊紀—三疊紀礁灘體發育區域地質背景 1
一、礁灘體發育的構造——古地理環境 1
二、不同臺緣環境礁灘體發育特征 2
三、長興期后區域地質演化特征 4
第二節 現代生物礁形成環境與發育特征 4
一、生物礁一般形成環境 4
二、大堡礁現代地理組合模式及沉積特征 6
第三節 礁灘相地層劃分方法 11
一、識別、劃分標志 12
二、地層細分及地層組合、分布特征 15
第四節 四川盆地主要礁灘發育期沉積微相 20
一、典型井單井相及沉積類型 20
二、各期沉積微相 28
三、沉積環境演化模式 40
第二章 礁灘相碳酸鹽巖儲層地質特征 44
**節 不同類型礁灘相碳酸鹽巖儲層巖性特征 44
一、元壩長興組礁灘相碳酸鹽巖儲層巖性 44
二、普光地區礁灘相碳酸鹽巖儲層巖性 46
三、河壩地區灘相碳酸鹽巖儲層巖性 49
第二節 礁灘相碳酸鹽巖成巖作用及其對儲層特征的控制 50
一、臺緣礁灘相碳酸鹽巖成巖作用及其對儲層的控制 51
二、臺內鮞粒灘碳酸鹽巖成巖作用及其對儲層的控制 56
第三節 礁灘相儲層孔隙結構特征 61
一、儲集空間類型及識別 61
二、孔隙結構參數特征 68
第四節 礁灘相碳酸鹽巖儲層類型及有利儲層發育特征 75
一、不同巖石類型儲層物性特征 75
二、儲層分類評價 78
三、有利儲層發育特征 81
第三章 礁灘相儲層測井評價 85
**節 測井資料質量檢查與標準化 85
一、測井資料項目要求 85
二、資料質量檢查 85
三、環境校正與標準化 87
第二節 典型儲層四性關系研究 90
一、長興組儲層“四性”特征 90
二、長興組儲層四性關系 94
第三節 儲層識別與有效性評價 95
一、巖性識別 95
二、儲層識別 97
三、儲層有效性評價 100
第四節 測井解釋模型研究 104
一、泥質含量計算 104
二、礦物含量及孔隙度計算模型 105
三、滲透率計算模型 107
四、飽和度計算模型 107
第五節 儲層流體性質判別 109
一、孔隙度重疊法 109
二、電阻率絕對值與侵入特征判別法 110
三、P1/2法 110
四、孔隙度-含水飽和度交會法 111
五、電阻率與孔隙度交會判別法 112
六、縱橫波速度比-縱波時差交會法 113
七、泊松比與體積壓縮系數重疊法 114
八、核磁共振測井判別法 114
第六節 儲層綜合解釋與評價 117
一、建立儲層評價標準 117
二、快速產能預測 118
三、礁灘相儲層測井評價案例 118
第四章 礁灘相碳酸鹽巖儲層精細刻畫與含氣性預測 120
**節 礁體和灘體地震識別 120
一、礁灘相碳酸鹽巖儲層井震響應特征分析 120
二、礁體和灘體地震識別模式研究 122
第二節 礁灘相碳酸鹽巖儲層地震預測 125
一、敏感地震屬性研究 125
二、礁灘相碳酸鹽巖儲層常規地震屬性分析 128
三、礁灘相儲層厚度定量預測 136
四、基于神經網絡的孔隙度反演 144
五、儲層裂縫預測 149
第三節 礁灘相儲層精細刻畫 154
一、生物礁相儲層精細刻畫 156
二、灘相儲層精細描述 166
第四節 儲層含氣性地震預測 172
一、頻率依賴疊后地震屬性流體識別技術 172
二、疊前彈性波阻抗反演技術 180
三、多屬性信息融合氣富集區分析 188
第五章 礁灘相碳酸鹽巖氣藏特征與有利目標 191
**節 氣水分布特征 191
一、普光氣田長興組-飛仙關組氣藏氣水關系 191
二、元壩長興組氣藏氣水縱橫向分布特點 193
第二節 氣藏地質建模 197
一、建模思路與方法 197
二、長興組氣藏地質模型建立與檢驗 198
第三節 氣藏特征 206
一、流體性質 206
二、氣藏地層壓力與溫度 208
三、氣藏類型 210
第四節 有利開發目標區及其儲量評價 210
一、儲層綜合評價 210
二、儲量評價 212
第六章 礁灘相碳酸鹽巖高含硫氣藏滲流特征 213
**節 氣水相對滲透率測定實驗 213
一、實驗方法 213
二、實驗結果 216
第二節 礁灘相碳酸鹽巖氣藏敏感性實驗分析 219
一、應力敏感性實驗 219
二、礁相、灘相巖心氣相速敏性分析 222
三、礁相、灘相巖心酸敏性分析 224
第三節 硫沉積及其對氣井產能的影響 226
一、高含硫氣藏開發中發生硫沉積 226
二、高含硫氣藏硫析出特征 227
三、高含硫氣藏滲流特征研究 234
四、考慮液態硫析出的高含硫氣藏數值模擬技術 237
第七章 礁灘相碳酸鹽巖高含硫氣藏試井分析 245
**節 礁灘相碳酸鹽巖高含硫氣井試井理論模型及解釋方法 245
一、礁灘相碳酸鹽巖高含硫氣藏試井分析難點 245
二、礁灘相碳酸鹽巖高含硫氣井試井理論模型及解釋方法 245
第二節 元壩礁灘相氣井試井解釋 259
一、不穩定試井分析 259
二、典型井不穩定試井分析 261
三、元壩礁灘相儲層初步認識 266
第八章 碳酸鹽巖高含硫氣藏產能評價技術 273
**節 氣井產能評價方法優選 273
一、產能測試現狀 273
二、產能評價方法優選 274
三、測試時間對產能評價的影響及校正 279
四、試井設計分析產能影響因素 282
第二節 元壩長興組氣藏氣井測試層段產能評價 285
一、礁相儲層單井分析與評價 285
二、灘相儲層單井分析與評價 296
第三節 元壩長興組碳酸鹽巖高含硫氣藏氣井產能初步認識 297
第九章 碳酸鹽巖高含硫氣藏開發技術政策研究 301
**節 碳酸鹽巖高含硫氣藏技術經濟界限研究 301
一、技術經濟界限計算方法 301
二、典型區塊單井經濟界限測算 303
第二節 碳酸鹽巖高含硫氣藏井網設計 304
一、井網設計 305
二、井型優選技術 305
三、井距優化方法 313
四、布井方式研究 317
第三節 碳酸鹽巖高含硫氣藏合理產量確定 318
一、合理產量確定原則及單井初期界限產量研究 319
二、綜合多種方法進行初步配產 319
三、數值模擬方法確定全氣藏氣井合理產量 324
四、生產動態跟蹤優化配產 324
第四節 碳酸鹽巖高含硫氣藏采氣速度確定 325
一、國內外類似氣藏實例 325
二、典型區塊合理采氣速度研究 326
第五節 碳酸鹽巖高含硫氣藏廢棄地層壓力與采收率確定 328
一、廢棄地層壓力的確定 328
二、采收率的確定 330
第十章 碳酸鹽巖高含硫氣藏穩氣控水對策 332
**節 氣藏數值模型建立 332
一、靜態模型建立 332
二、模型的初始化 333
三、生產歷史擬合 333
第二節 礁灘相碳酸鹽巖含水氣藏控水對策 335
一、多方法綜合確定氣藏水侵模式 335
二、水侵識別圖版研制 337
三、氣藏控水對策 340
第三節 高含硫氣藏液硫析出后控硫對策 342
一、大型礁灘相碳酸鹽巖高含硫氣藏考慮液硫析出模擬方法 342
二、液硫析出控硫措施效果預測 342
第四節 礁灘相碳酸鹽巖氣藏井網加密對策 345
一、儲量動用狀況分析 345
二、加密井目標區潛力評價 347
三、加密井方案論證 348
參考文獻 351
前言
**章 礁灘相碳酸鹽巖發育環境 1
**節 四川盆地二疊紀—三疊紀礁灘體發育區域地質背景 1
一、礁灘體發育的構造——古地理環境 1
二、不同臺緣環境礁灘體發育特征 2
三、長興期后區域地質演化特征 4
第二節 現代生物礁形成環境與發育特征 4
一、生物礁一般形成環境 4
二、大堡礁現代地理組合模式及沉積特征 6
第三節 礁灘相地層劃分方法 11
一、識別、劃分標志 12
二、地層細分及地層組合、分布特征 15
第四節 四川盆地主要礁灘發育期沉積微相 20
一、典型井單井相及沉積類型 20
二、各期沉積微相 28
三、沉積環境演化模式 40
第二章 礁灘相碳酸鹽巖儲層地質特征 44
**節 不同類型礁灘相碳酸鹽巖儲層巖性特征 44
一、元壩長興組礁灘相碳酸鹽巖儲層巖性 44
二、普光地區礁灘相碳酸鹽巖儲層巖性 46
三、河壩地區灘相碳酸鹽巖儲層巖性 49
第二節 礁灘相碳酸鹽巖成巖作用及其對儲層特征的控制 50
一、臺緣礁灘相碳酸鹽巖成巖作用及其對儲層的控制 51
二、臺內鮞粒灘碳酸鹽巖成巖作用及其對儲層的控制 56
第三節 礁灘相儲層孔隙結構特征 61
一、儲集空間類型及識別 61
二、孔隙結構參數特征 68
第四節 礁灘相碳酸鹽巖儲層類型及有利儲層發育特征 75
一、不同巖石類型儲層物性特征 75
二、儲層分類評價 78
三、有利儲層發育特征 81
第三章 礁灘相儲層測井評價 85
**節 測井資料質量檢查與標準化 85
一、測井資料項目要求 85
二、資料質量檢查 85
三、環境校正與標準化 87
第二節 典型儲層四性關系研究 90
一、長興組儲層“四性”特征 90
二、長興組儲層四性關系 94
第三節 儲層識別與有效性評價 95
一、巖性識別 95
二、儲層識別 97
三、儲層有效性評價 100
第四節 測井解釋模型研究 104
一、泥質含量計算 104
二、礦物含量及孔隙度計算模型 105
三、滲透率計算模型 107
四、飽和度計算模型 107
第五節 儲層流體性質判別 109
一、孔隙度重疊法 109
二、電阻率絕對值與侵入特征判別法 110
三、P1/2法 110
四、孔隙度-含水飽和度交會法 111
五、電阻率與孔隙度交會判別法 112
六、縱橫波速度比-縱波時差交會法 113
七、泊松比與體積壓縮系數重疊法 114
八、核磁共振測井判別法 114
第六節 儲層綜合解釋與評價 117
一、建立儲層評價標準 117
二、快速產能預測 118
三、礁灘相儲層測井評價案例 118
第四章 礁灘相碳酸鹽巖儲層精細刻畫與含氣性預測 120
**節 礁體和灘體地震識別 120
一、礁灘相碳酸鹽巖儲層井震響應特征分析 120
二、礁體和灘體地震識別模式研究 122
第二節 礁灘相碳酸鹽巖儲層地震預測 125
一、敏感地震屬性研究 125
二、礁灘相碳酸鹽巖儲層常規地震屬性分析 128
三、礁灘相儲層厚度定量預測 136
四、基于神經網絡的孔隙度反演 144
五、儲層裂縫預測 149
第三節 礁灘相儲層精細刻畫 154
一、生物礁相儲層精細刻畫 156
二、灘相儲層精細描述 166
第四節 儲層含氣性地震預測 172
一、頻率依賴疊后地震屬性流體識別技術 172
二、疊前彈性波阻抗反演技術 180
三、多屬性信息融合氣富集區分析 188
第五章 礁灘相碳酸鹽巖氣藏特征與有利目標 191
**節 氣水分布特征 191
一、普光氣田長興組-飛仙關組氣藏氣水關系 191
二、元壩長興組氣藏氣水縱橫向分布特點 193
第二節 氣藏地質建模 197
一、建模思路與方法 197
二、長興組氣藏地質模型建立與檢驗 198
第三節 氣藏特征 206
一、流體性質 206
二、氣藏地層壓力與溫度 208
三、氣藏類型 210
第四節 有利開發目標區及其儲量評價 210
一、儲層綜合評價 210
二、儲量評價 212
第六章 礁灘相碳酸鹽巖高含硫氣藏滲流特征 213
**節 氣水相對滲透率測定實驗 213
一、實驗方法 213
二、實驗結果 216
第二節 礁灘相碳酸鹽巖氣藏敏感性實驗分析 219
一、應力敏感性實驗 219
二、礁相、灘相巖心氣相速敏性分析 222
三、礁相、灘相巖心酸敏性分析 224
第三節 硫沉積及其對氣井產能的影響 226
一、高含硫氣藏開發中發生硫沉積 226
二、高含硫氣藏硫析出特征 227
三、高含硫氣藏滲流特征研究 234
四、考慮液態硫析出的高含硫氣藏數值模擬技術 237
第七章 礁灘相碳酸鹽巖高含硫氣藏試井分析 245
**節 礁灘相碳酸鹽巖高含硫氣井試井理論模型及解釋方法 245
一、礁灘相碳酸鹽巖高含硫氣藏試井分析難點 245
二、礁灘相碳酸鹽巖高含硫氣井試井理論模型及解釋方法 245
第二節 元壩礁灘相氣井試井解釋 259
一、不穩定試井分析 259
二、典型井不穩定試井分析 261
三、元壩礁灘相儲層初步認識 266
第八章 碳酸鹽巖高含硫氣藏產能評價技術 273
**節 氣井產能評價方法優選 273
一、產能測試現狀 273
二、產能評價方法優選 274
三、測試時間對產能評價的影響及校正 279
四、試井設計分析產能影響因素 282
第二節 元壩長興組氣藏氣井測試層段產能評價 285
一、礁相儲層單井分析與評價 285
二、灘相儲層單井分析與評價 296
第三節 元壩長興組碳酸鹽巖高含硫氣藏氣井產能初步認識 297
第九章 碳酸鹽巖高含硫氣藏開發技術政策研究 301
**節 碳酸鹽巖高含硫氣藏技術經濟界限研究 301
一、技術經濟界限計算方法 301
二、典型區塊單井經濟界限測算 303
第二節 碳酸鹽巖高含硫氣藏井網設計 304
一、井網設計 305
二、井型優選技術 305
三、井距優化方法 313
四、布井方式研究 317
第三節 碳酸鹽巖高含硫氣藏合理產量確定 318
一、合理產量確定原則及單井初期界限產量研究 319
二、綜合多種方法進行初步配產 319
三、數值模擬方法確定全氣藏氣井合理產量 324
四、生產動態跟蹤優化配產 324
第四節 碳酸鹽巖高含硫氣藏采氣速度確定 325
一、國內外類似氣藏實例 325
二、典型區塊合理采氣速度研究 326
第五節 碳酸鹽巖高含硫氣藏廢棄地層壓力與采收率確定 328
一、廢棄地層壓力的確定 328
二、采收率的確定 330
第十章 碳酸鹽巖高含硫氣藏穩氣控水對策 332
**節 氣藏數值模型建立 332
一、靜態模型建立 332
二、模型的初始化 333
三、生產歷史擬合 333
第二節 礁灘相碳酸鹽巖含水氣藏控水對策 335
一、多方法綜合確定氣藏水侵模式 335
二、水侵識別圖版研制 337
三、氣藏控水對策 340
第三節 高含硫氣藏液硫析出后控硫對策 342
一、大型礁灘相碳酸鹽巖高含硫氣藏考慮液硫析出模擬方法 342
二、液硫析出控硫措施效果預測 342
第四節 礁灘相碳酸鹽巖氣藏井網加密對策 345
一、儲量動用狀況分析 345
二、加密井目標區潛力評價 347
三、加密井方案論證 348
參考文獻 351
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礁灘相碳酸鹽巖氣藏精細描述與開發技術 節選
**章 礁灘相碳酸鹽巖發育環境 礁灘相碳酸鹽巖發育環境具有特殊性。由于生物礁和生屑灘屬生物成因，鮞粒灘、粒屑灘等對物源、水動力條件要求較苛刻，其空間分布分散和地質特征變化很快，故地層劃分對比、沉積相的識別與微相細分、巖石及其組合特征分析既重要又十分困難。本章在四川盆地二疊紀—三疊紀礁灘體發育區域地質背景研究基礎上，以現代生物礁形成環境與發育特征分析成果為指導，建立了礁灘相層序劃分對比方法和點、線、面相結合的沉積微相識別劃分方法，從典型井單井相分析入手，充分利用巖心、分析化驗、測錄井、三維地震等資料，開展幾個地區礁灘相微相及演化、碳酸鹽巖發育特征研究。 **節 四川盆地二疊紀—三疊紀礁灘體發育區域地質背景 一、礁灘體發育的構造——古地理環境 四川盆地具有明顯的多旋回特點，經歷了前震旦紀(AnZ)基底形成階段、Z1—T2克拉通盆地階段、T3x前陸盆地階段、侏羅紀—中新世拗陷盆地階段的構造演化(李啟桂等，2010)。 晚二疊世晚期(即長興期)，四川盆地基本屬克拉通臺盆性質。在巴中-安康-黃石以北為被動陸緣，向南地勢較平坦，并且在伸展構造環境下，總體為西高東低的臺地及其中一些北西向展布的深拗。在長興期經歷一次從早期到晚期的海水進退旋回，在現今四川盆地東北部地區整體呈現臺-盆(海槽)相間的古地理格局，分別在蓬溪-武勝、開江-梁平、城口-鄂西形成深水環境(圖1-1)。其中前者較淺，整體為臺洼；中者較深，馬永生等(2006)稱之為陸棚，但王興志等(2002)和王一剛等(2006)認為是海槽；后者*深，為海槽。在開江-梁平陸棚兩側發育了開闊臺地、臺內淺灘、臺緣礁灘、臺緣斜坡等沉積微相組合帶，其中普光氣田的礁灘是其東緣礁灘組合帶的典型代表，而元壩氣田、龍崗氣田的礁灘則為西緣典型代表；城口-鄂西臺間海槽的臺地邊緣礁、灘相也十分發育，沿臺間海槽伸展方向呈線狀或點狀展布，其北部的雞唱、盤龍洞、河口、渡口和滿月等地均發育有生物礁、灘。 生物礁：按照通常定義是指具有一定數量的原地造礁生物格架，能夠抗擊較強的風浪，地形上常凸起的、獨立的碳酸鹽沉積體。由于造礁生物生長快，以其為格架形成的礁體(即碳酸鹽沉積體)遠比其周邊同期沉積物厚。 生物礁的造礁生物可以是珊瑚蟲，也可以是藻類、苔蘚蟲、鈣質海綿、層孔蟲及古杯類動物等多種生物。生物礁的內部都含有豐富的造礁生物的化石。不同地史時期造礁生物不同，而且不同造礁生物的造礁作用與能力不同。 雖然生物礁可發育在碳酸鹽巖臺地內部(如點礁和岸礁等)、碳酸鹽巖臺地邊緣(一般叫邊緣礁)、盆地內部(常為塔礁和馬蹄形礁)，但在四川盆地，現今發現*重要的是邊緣礁，即沿深水陸棚或海槽兩側的臺緣發育的生物礁。 圖1-1 四川盆地長興組二段沉積相圖(據段金寶，2016修改) 由于臺緣附近生物發育，同時水動力強度較高，故在臺緣生物礁之間及向臺地內部的地帶同期形成各種灘，如生屑灘(主要是粒級較粗的生物碎屑灰巖、生物灰巖)、鮞粒灘(灰巖)等。這些灘體相對顆粒粗、物性好，也是重要的油氣儲層。 在一些地區岸邊還發育一定高度的風成沙丘，向外則是一個相對有一定坡度的開闊臺地，沉積物主要是泥晶灰巖和泥質灰巖，顆粒由岸至海逐漸變細，直到臺地邊緣出現更大坡度的斜坡。 二、不同臺緣環境礁灘體發育特征 同樣位于開江-梁平陸棚的側翼臺地邊緣，礁灘體發育特征有較大差異。 元壩地區長興組生物礁、生屑灘數量多(三維地震區內能識別出的礁灘體多達幾十個)，但單個生物礁、生屑灘規模小(面積小于5km2的礁灘體占絕大多數)；平面上生物礁分散，呈4個帶展布，而生屑灘則散布在生物礁之后較大的范圍內；縱向上多個礁灘體復雜疊置。普光地區則不同，長興組—飛仙關組生物礁個數少(在三維地震區里僅5個)，粒屑灘也僅1個，但規模大，特別是厚度遠比元壩礁灘大，形成下礁上灘簡單疊置關系。 造成發育特征變化的原因是沉積背景不同，經過仔細對比分析，發現開江-梁平陸棚是非對稱發育的(圖1-2、圖1-3)。其東翼較陡，形成陡坡，在海水進退大旋回中的多次海平面升降引起的環境變化主要是一個狹窄地區(其中一段即為普光地區)海水整體深淺變化，而非橫向上遷移變化，故造礁生物基本固定在這狹窄地區生長或死亡，持續疊加即形成較大規模(特別是巨厚)的礁灘體。其西翼較緩，形成一個面積較大的緩坡，特別是元壩一帶坡度很小，在海平面多次升降時，適合造礁生物生長的環境(如水深、透光性等)在橫向遷移，從而造礁生物在多個地帶生長但每個帶生長時間短，因此形成多個平行的礁帶。每個礁帶由多個礁連接而成，同時在礁帶之后的較寬區域內形成大量生屑灘，這些礁體和灘體面積小、厚度小，相互之間有疊加、并置，但彼此連通性差。 圖1-2 元壩長興組上段沉積相圖 圖1-3 普光長興組沉積相圖 三、長興期后區域地質演化特征 長興組沉積之后，在早、中三疊世，四川盆地區域構造基本延續了二疊紀晚期的格局、整體呈現為西高東低，原有臺洼、陸棚及海槽在該時期逐漸變淺，形成一套廣泛分布，厚度大(約1000余米)、巖性比較穩定的臺地相碳酸鹽巖沉積，其間發育一些粒屑灘(如鮞粒灘、砂屑灘)和生屑灘。中三疊世末發生印支運動，擠壓作用使四川盆地形成，在盆地內部發生了隆升和剝蝕，形成瀘州-開江古隆起，在北緣米倉山-漢南隆升造山。 自晚三疊世始，四川盆地進入陸相盆地演化階段，在四周擠壓造山同時，盆地內部逐步從殘留海沉積發展為陸相湖盆沉積，發育了巨厚的上三疊統須家河組、侏羅系和下白堊統地層。特別是在川西、川東北等地區形成典型的前陸盆地，累計陸相地層厚達5000m以上。到晚白堊世—新生代，四川盆地表現為快速隆升，整體遭受長期剝蝕，剝蝕厚度一般均在1000m以上。 在這一大降大升的過程中，長興組礁灘相儲層受到早期快速壓實、中期高溫高壓作用和酸性流體作用、晚期泄壓降溫的影響，成巖作用十分復雜，形成有效儲層與非儲層混雜、儲層物性總體較差且非均質性強、儲集體間連通性差、氣水關系復雜的特征。 第二節 現代生物礁形成環境與發育特征 為了深入分析川東北二疊系生物礁發育特征，筆者團隊采取將今論古的思路，實地考察了澳大利亞大堡礁，并聘請了澳大利亞昆士蘭大學Jell教授(2011a，2011b)做系統講解，同時閱讀了大量期刊文獻和網絡信息，開展了現代生物礁形成環境與發育特征研究。 一、生物礁一般形成環境 (一)造礁生物及其生長環境 在某一環境中，能否發育生物礁，主要取決于該環境中造礁生物是否發育。現代生物礁一般稱為珊瑚礁，是指珊瑚群體死后其遺骸構成的巖體，即珊瑚是其造礁生物。珊瑚是海洋中的一種腔腸動物，在生長過程中能吸收海水中的鈣離子和二氧化碳，然后分泌出石灰石，變為自己生存的外殼。每一個單體的珊瑚只有米粒那樣大小，它們一群一群地聚居在一起，一代一代地新陳代謝，生長繁衍，同時不斷分泌出石灰石，并黏合在一起，再經過壓實、石化，形成珊瑚礁。 蟲黃藻與珊瑚共生，它吸收珊瑚排出的CO2，為珊瑚提供鈣質，形成骨骼中甲殼質(幾丁質)的有機成分，它們構成一個相互依存的生態系統。紅藻中的珊瑚藻是完全鈣化藻，可形成層狀骨架，參與造礁。藻屑是珊瑚礁中常見的組分，一般占20%～50%。藻類還可黏結礁骨架和生物屑，并有富鎂作用，形成高鎂方解石。 珊瑚生長的水深范圍是0～50m，*佳水深為20m以淺；水溫為20～30℃，*佳水溫為23～27℃；海水鹽度為27‰～40‰，*佳鹽度范圍是34‰～36‰；一般還需要較清澈的海水，較強的光照(平均光照率在50%及以上)，適度的風浪，溶解有充足的O2、CO2等氣體和N、P等物質。另外，不能有大型河流注入，因為大量河水注入將導致海水鹽度降低，海水透明度低，會使珊瑚窒息而死。因此，生物礁(即珊瑚礁)主要發育在熱帶海區，我國南海和澳大利亞東北海域即處于珊瑚礁發育*佳地區。 (二)生物礁發育特征 珊瑚礁的發育步驟：原生骨架的建造、骨架被破壞形成碎屑、碎屑的搬運、碎屑的沉積——沉積/障積/捕獲、骨架和碎屑沉積物的均一化——黏結、包殼、膠結。這一過程基本是珊瑚生長過程及其死亡后成巖過程。 一般而言，珊瑚礁總是生長于海底的正地形上，如大洋中的平頂海山、海底火山、大陸架的邊緣堤及構造隆起上。往往在海平面上升時，使原來陸地邊緣起伏不平的地形，如低丘地帶，整體淹沒在海洋中，仍然未被淹沒的高地稱之為陸島，而在海平面之下的高部位(即正地形)則形成岸礁、點礁、帶狀礁和群礁(圖1-4)。 圖1-4 生物礁形成環境變化模式(據Jell，2011b) 在不同的海底地形上水動力作用不盡一致，因此地形特征有時對礁體發育有很大影響。如極淺的平緩海底往往形成離岸礁；而岸坡較陡，則礁體緊貼岸線發育。珊瑚在海底固著生活，在堅硬的巖石基底上發育較好，部分屬種也可在水下砂坎上發育，說明對底質有一定的選擇。 一般迎風浪一側礁發育較好。新月形和馬蹄形礁體的凸面是迎風迎浪的。如果風浪有季節性變化，礁的形狀會出現雙馬蹄形。所以根據古代礁的形態可判斷古風向。過強的風浪使珊瑚蟲難以在基底上固著，不發育礁。 當海平面穩定時，珊瑚礁平鋪發展，但厚度不大；當海平面上升時，礁體快速增長，可發育成塔形、柱形，礁層厚度較大，但若海平面上升過快，有的礁體可能深溺于海面以下成為溺礁；當海平面下降時，礁體生長受阻，甚至高出水面而死亡，礁層厚度不大。 正常情況下，珊瑚礁形成于低潮線以下50m淺的海域，高出海面者是地殼上升或海平面下降的反映；反之，則標志該處地殼下沉。 二、大堡礁現代地理組合模式及沉積特征 (一)基本情況 大堡礁是目前海洋中*大的生物礁系統，位于澳大利亞東北沿海地帶，是太平洋西緣濱淺海區。大堡礁北至Papua灣(緯度9°15′S)的Bramble和Anchor礁島，南到Lady Elliot島和Breaksea Spit(緯度24°10′S)之間的海峽；西至Torres Strait礁群(經度145°55′E)和昆士蘭海岸，東至大陸架邊緣，*東邊位于Swains complex(經度152°50′E)。整個大堡礁南北長度2300km，東西寬度30～300km，面積265000km2，其間礁體約3500個，合計礁體面積超過25000km2，不到該帶總面積的10%。澳大利亞原本是古地盾，大地構造非常穩定，但在白堊紀開始拉張。古近紀又開始拉張，在澳大利亞昆士蘭以東形成由多條地塹組成的深水盆地，其兩側為大陸架，水體較淺，特別是其西側基本處于200m以淺的較平緩的環境。另外，澳大利亞板塊一直在北移，在約20Ma前該帶北邊即達到南緯20°，形成較好的生物礁發育環境，因此生物礁年齡*老可有20Ma；現今整個帶處于南緯10°～23°，熱帶氣候和暖洋流利于珊瑚等造礁生物生長，從而形成全球著名的大堡礁，其中南端生物礁年齡＜2Ma。 目前關于大堡礁的內部地層、巖性等的信息較少，只有16口鉆井資料和有限的地震資料。鉆井資料(圖1-5)顯示，不同地區礁體發育情況及內部巖性組合不同。礁體巖石主要包括礁灰巖、泥質珊瑚灰巖、紅藻灰巖，其下的非礁體巖石包括灰巖、鈣質砂巖、石英質砂巖等。似乎有距離陸地邊緣越近礁體巖石越薄之趨勢。北部是礁灰巖、泥質珊瑚灰巖、紅藻灰巖組合，而南部則為較單一的礁灰巖。 (二)典型生物礁特征——蒼鷺島 1. 蒼鷺島基本情況 蒼鷺島(Heron Island)是大堡礁中一個典型的生物礁，位于大堡礁的南部，規模中等(9.5km×4.5km)。蒼鷺島珊瑚礁是世界上研究*為深入的生物礁之一。按照Hopley(1982)對臺地礁發展階段的劃分，蒼鷺島生物礁處于生物礁發育的成熟期，屬于壯年礁。從該島鉆井巖心分析看(圖1-6)，蒼鷺島在晚更新世至全新
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