恩施地區(qū)石炭-三疊系儲(chǔ)層巖石學(xué)和物性特征研究

白俊，侯中健，孟祥豪

（1.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（成都理工大學(xué)），四川成都610059；2.成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，四川成都610059；3.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川成都610059）

油氣地質(zhì)

恩施地區(qū)石炭-三疊系儲(chǔ)層巖石學(xué)和物性特征研究

白俊1，2，侯中健2，3，孟祥豪1

（1.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（成都理工大學(xué)），四川成都610059；2.成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，四川成都610059；3.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川成都610059）

恩施區(qū)塊是中上揚(yáng)子地區(qū)海相油氣的重點(diǎn)勘探領(lǐng)域，弄清地層基本特征對(duì)后續(xù)的油氣勘探具有積極意義。本文通過野外和室內(nèi)外研究分析，采用野外剖面實(shí)測(cè)對(duì)比、樣品制備、薄片鑒定和物性測(cè)試等方法，詳細(xì)的對(duì)研究區(qū)石炭系、二疊系、三疊系重點(diǎn)地層進(jìn)行巖石學(xué)和物性特征分析。研究結(jié)果表明：（1）研究層位巖性主要為泥微晶灰?guī)r、生物灰?guī)r、泥巖、碳質(zhì)泥巖，局部見少量泥晶-粉晶白云巖，孔隙不太發(fā)育，主要為次生溶孔、溶洞，但絕大部分被方解石、白云石充填，也可見生物體腔被方解石、白云石交代；（2）泥巖致密，具備好的蓋層能力；儲(chǔ)層物性相對(duì)較差，孔隙度、滲透率較低，為超低孔-低滲致密性儲(chǔ)層，受微裂縫影響，孔滲相關(guān)性不明顯。

恩施地區(qū)；巖石學(xué)特征；石炭系；二疊系；三疊系；物性特征

湖北恩施地區(qū)轄于揚(yáng)子板塊內(nèi)。揚(yáng)子板塊是原始揚(yáng)子陸塊（泛揚(yáng)子陸塊）的一部分。原始揚(yáng)子陸塊形成于1 700 Ma以前（即前中元古代）。它經(jīng)歷了復(fù)雜的裂解與拼合過程。川中、滇中、黃陵（中揚(yáng)子）、下?lián)P子、松潘、柴達(dá)木、塔里木、羌塘等地塊均是原始揚(yáng)子陸塊裂解作用的產(chǎn)物。在1 000 Ma～1 050 Ma（武陵運(yùn)動(dòng)發(fā)生前），松潘、柴達(dá)木、塔里木、羌塘等地塊已明顯分裂出去成獨(dú)立的板塊；川中、滇中、黃陵、下?lián)P子等地塊拼合為揚(yáng)子板塊，揚(yáng)子板塊東南依次為華南洋、華夏板塊，華南洋殼向揚(yáng)子板塊東南緣俯沖，形成增生帶，揚(yáng)子板塊與華夏板塊拼接。目前對(duì)于該研究區(qū)，前人也做了相關(guān)研究［1～5］，如牙形石的分類及分帶意義（王國(guó)慶等，2004），奧陶-志留的沉積間斷的研究（王懌等，2011），鄂西南嘉陵江組白云巖化機(jī)制（胡廣成等，2011），中揚(yáng)子二疊系碳酸鹽巖巖相（劉仲橫等，1991）中揚(yáng)子西部燈影組白云巖特征（牛曉燕等，2009）等，但總體研究程度都比較低，尚未開展具體層系的基本特征研究，尤其是巖石學(xué)和物性特征方面。因此針對(duì)中上揚(yáng)子海相重點(diǎn)區(qū)地層巖石學(xué)和物性特征研究，對(duì)后續(xù)的油氣勘探具有重要指導(dǎo)意義。

1　區(qū)域地質(zhì)概況

湖北恩施地區(qū)主要位于齊躍山和雪峰山之間［6］，山之東面為灰褐色山區(qū)和山間盆地，山之西面為紫色丘陵及丘陵盆地，構(gòu)造上為上揚(yáng)子克拉通東部及相鄰被動(dòng)大陸邊緣盆地的過渡區(qū)［7，8］。雪峰山西側(cè)地區(qū)，由于地形地理?xiàng)l件、地質(zhì)和油氣條件復(fù)雜，古生界、特別是下古生界油氣勘探工作投入相對(duì)較少［10-11］，油氣地質(zhì)工作程度較低，而已有資料成果顯示原始成烴成藏條件良好，勘探潛力巨大［12］。本論文主要研究區(qū)塊為利川-恩施區(qū)，研究區(qū)所涉地層主要為石炭系、二疊系、三疊系的相關(guān)地層。

2　巖石學(xué)和物性特征

通過對(duì)恩施地區(qū)石炭系－三疊系地層巖石薄片觀察表明，其巖性主要為泥微晶灰?guī)r、生物灰?guī)r、泥巖、碳質(zhì)泥巖，局部見少量泥晶-粉晶白云巖，其中泥石炭系、二疊系，泥巖種類也多樣，有黑色碳質(zhì)泥巖、黑色黃色泥巖，泥巖致密，局部含有硅質(zhì)、方解石，孔隙不發(fā)育，區(qū)內(nèi)微裂縫發(fā)育，推測(cè)可能受構(gòu)造作用影響而形成，但大多數(shù)都被方解石充填，一般這類方解石晶型完整粗大，少數(shù)未被完全充填的裂縫，形成殘余次生孔隙。局部地區(qū)形成的次生孔隙中有溶洞的發(fā)育，而且溶洞充填至少兩期的膠結(jié)物，一期膠結(jié)物呈針狀、馬牙狀，二期膠結(jié)物呈粒狀產(chǎn)出（見圖1a，b）。泥巖碳化程度高，尤其是碳質(zhì)泥巖，總有機(jī)碳含量可以達(dá)8.02%，一般總有機(jī)碳含量可在0.160 2%～8.022%。通過對(duì)恩施區(qū)塊泥巖掃描電鏡、薄片分析、有機(jī)碳分析，該區(qū)塊泥巖總體致密，有機(jī)碳豐度高，膠結(jié)致密，具備好的蓋層能力，對(duì)研究區(qū)臺(tái)地-臺(tái)地邊緣相油氣藏封蓋具有較大意義。

2.1石炭系

恩施石炭系黃龍組：主要以泥微晶灰?guī)r、生物灰?guī)r、泥灰?guī)r及泥巖為主，局部硅化、方解石化，泥微晶灰?guī)r晶間孔發(fā)育，孔洞發(fā)育，脈體發(fā)育，孔洞縫內(nèi)充填有巨晶白云石、方解石，見有生物體腔，但被方解石充填，經(jīng)過物性分析，孔隙度主要分布在0.45%～0.54%，滲透率主要分布在0.001 591×10-3μm2～0.186 1×10-3μm2，巖石非均質(zhì)性強(qiáng)（見圖2a，b）。

2.2二疊系

恩施棲霞組：主要以灰色、灰黑色、青灰色泥微晶灰?guī)r、生物灰?guī)r為主，局部重結(jié)晶、局部去云化（見圖3a），見有方解石脈、硅質(zhì)，黑色縫合線發(fā)育，蛋白石沿脈體也有不同程度的發(fā)育，巖石相對(duì)比較致密，0.32%～0.54%，平均值為0.54%，滲透率主要分布在0.178 3× 10-3μm2～0.512 1×10-3μm2，滲透率平均值為0.002 762× 10-3μm2。

恩施茅口組：灰色、灰黑色、青灰色灰?guī)r、生物灰?guī)r，生物灰?guī)r中細(xì)晶自形白云石呈分散狀分布生物體腔中，粗晶方解石、白云石充填孔洞縫，脈內(nèi)也充填中粗晶白云石、方解石（見圖3b，圖3c）；泥微晶灰?guī)r中局部重結(jié)晶，硅質(zhì)、黑色泥質(zhì)以及鞍形白云石填充孔洞縫。

此外，在二疊系地層中，還可以見到蛋白石沿脈發(fā)育，硅質(zhì)十分發(fā)育（見圖3d）。

圖1　

圖2　

圖3　

2.3三疊系

恩施大冶群：主要以青灰色泥微晶灰?guī)r、含泥灰?guī)r為主，微晶灰?guī)r局部發(fā)生白云石化（見圖4a），縫洞內(nèi)充填粗晶方解石、白云石，個(gè)別樣品中還能見到鞍型白云石（見圖4b），脈體發(fā)育，其物性孔隙度0.36%～1.77%，孔隙度平均值為0.89%，滲透率為0.009 56×10-3μm2～0.002 7×10-3μm2，平均值為0.001 75×10-3μm2。

2.4物性對(duì)比

通過對(duì)研究區(qū)的石炭系的黃龍組和三疊系巴東組、大冶群的物性進(jìn)行對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，巴東組表現(xiàn)出良好的孔隙度和滲透率，大冶組表現(xiàn)出極低的滲透率，但通過孔滲參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，時(shí)代越新，其孔隙度越高，由于受到微裂縫影響孔隙相關(guān)性較弱（見圖5）。

圖4　

圖5　石炭和二疊系部分地層孔隙度，滲透率對(duì)比

3　結(jié)論

（1）湖北恩施地區(qū)儲(chǔ)層巖性主要為泥微晶灰?guī)r、生物灰?guī)r、泥巖、碳質(zhì)泥巖等，其中泥巖在石炭系、二疊系，泥巖種類也多樣，有黑色碳質(zhì)泥巖、黑色黃色泥巖，泥巖致密，局部含有硅質(zhì)、方解石，孔隙不發(fā)育，泥巖碳化程度高。

（2）儲(chǔ)層物性相對(duì)較差，為超低孔-低滲致密性儲(chǔ)層，三疊系兩個(gè)組平均孔隙度為0.715%，平均滲透率為0.002 26×10-3μm2，石炭系一個(gè)組的平均孔隙度為0.495%，平均滲透率為0.093 85×10-3μm2，地層時(shí)代越新，其孔隙度越高，由于受到微裂縫的影響孔滲相關(guān)性較差。

［1］賀孝貴.湖北恩施市發(fā)現(xiàn)大量古生代腕足類化石［J］.化石，2001，（1）：28.

［2］胡廣成，鮑志東.鄂西南下三疊統(tǒng)嘉陵江組二段白云巖化機(jī)制［J］.礦物巖石，2011，31（3）：96-102.

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［4］黃思靜，王春梅，黃培培，等.碳酸鹽成巖作用的研究前沿和值得思考的問題［J］.成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008，35（1）：1-10.

［5］黃思靜，張雪花，劉麗紅，等.碳酸鹽成巖作用研究現(xiàn)狀與前瞻［J］.地學(xué)前緣，2009，16（5）：219-231.

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［7］劉寶珺.沉積巖石學(xué)［M］.北京：地質(zhì)出版社，1980：55-75.

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［10］王國(guó)慶，夏文丞.鄂西地區(qū)上二疊統(tǒng)的牙形石及其分帶意義［J］.地質(zhì)科技情報(bào)，2004，23（4）：30-34.

［11］王懌，樊雋軒，張?jiān)獎(jiǎng)樱旌楹樱?湖北恩施太陽河奧陶紀(jì)-志留紀(jì)之交沉積間斷的研究［J］.地層學(xué)雜志，2011，35（4）：361-366.

［12］朱筱敏.沉積巖石學(xué)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2008：25-101.

The petrological characteristics and physical properties of the reservoirs in Enshi area

BAI Jun1，2，HOU Zhongjian2，3，MENG Xianghao1
（1.State Key Laboratory of Oil&Gas Reservoir Geology and Exploitation（Chengdu University of Technology），Chengdu Sichuan 610059，China；2.Institute of Sedimentary Geology of Chengdu University of Technology，Chengdu Sichuan 610059，China；3.College of Earth Sciences of Chengdu University of Technology，Chengdu Sichuan 610059，China）

Enshi is the key oil and gas exploration area of the upper Yangtze region of marine，to understand basic characteristics on subsequent formation of oil and gas exploration has positive significance.Through specific indoor and outdoor analysis，it mainly include measurement and contrast of field profiles，sample preparation，slice identification and physical analysis.The strata in this area mainly belong to carboniferous，permian and triassic.Theresults showed that，（1）the lithology of these reservoirs mainly includes micritic limestone，biogenic limestone，mudstone and carbonaceous mudstone，and also includes micritic or crystal powder dolomite in some regions.Pores in this area did not greatly developed，mainly containing secondary dissolution pores and dissolved caves，most of which were filled with calcites and dolomites.Some biological body cavities were also filled by calcites and dolomites.（2）The type of the reservoirs in this area is extremely low porosity and low permeable reservoir with relatively bad physical property because of low porosity and permeability.

Enshi area；petrological characteristics；carboniferous；permian；triassic；physical characteristics

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.03.020

TE122.23

A

1673-5285（2015）03-0074-04

2014－12-18

白俊，男（1987-），成都理工大學(xué)2012級(jí)在讀碩士研究生，研究方向?yàn)閮?chǔ)層沉積學(xué)，郵箱：zchlsqw@163.com。