恩施地区石炭-三叠系储层岩石学和物性特征研究

白俊，侯中健，孟祥豪

（1.油气藏地质及开发工程国家重点实验室（成都理工大学），四川成都610059；2.成都理工大学沉积地质研究院，四川成都610059；3.成都理工大学地球科学学院，四川成都610059）

油气地质

恩施地区石炭-三叠系储层岩石学和物性特征研究

白俊1，2，侯中健2，3，孟祥豪1

（1.油气藏地质及开发工程国家重点实验室（成都理工大学），四川成都610059；2.成都理工大学沉积地质研究院，四川成都610059；3.成都理工大学地球科学学院，四川成都610059）

恩施区块是中上扬子地区海相油气的重点勘探领域，弄清地层基本特征对后续的油气勘探具有积极意义。本文通过野外和室内外研究分析，采用野外剖面实测对比、样品制备、薄片鉴定和物性测试等方法，详细的对研究区石炭系、二叠系、三叠系重点地层进行岩石学和物性特征分析。研究结果表明：（1）研究层位岩性主要为泥微晶灰岩、生物灰岩、泥岩、碳质泥岩，局部见少量泥晶-粉晶白云岩，孔隙不太发育，主要为次生溶孔、溶洞，但绝大部分被方解石、白云石充填，也可见生物体腔被方解石、白云石交代；（2）泥岩致密，具备好的盖层能力；储层物性相对较差，孔隙度、渗透率较低，为超低孔-低渗致密性储层，受微裂缝影响，孔渗相关性不明显。

恩施地区；岩石学特征；石炭系；二叠系；三叠系；物性特征

湖北恩施地区辖于扬子板块内。扬子板块是原始扬子陆块（泛扬子陆块）的一部分。原始扬子陆块形成于1 700 Ma以前（即前中元古代）。它经历了复杂的裂解与拼合过程。川中、滇中、黄陵（中扬子）、下扬子、松潘、柴达木、塔里木、羌塘等地块均是原始扬子陆块裂解作用的产物。在1 000 Ma～1 050 Ma（武陵运动发生前），松潘、柴达木、塔里木、羌塘等地块已明显分裂出去成独立的板块；川中、滇中、黄陵、下扬子等地块拼合为扬子板块，扬子板块东南依次为华南洋、华夏板块，华南洋壳向扬子板块东南缘俯冲，形成增生带，扬子板块与华夏板块拼接。目前对于该研究区，前人也做了相关研究［1～5］，如牙形石的分类及分带意义（王国庆等，2004），奥陶-志留的沉积间断的研究（王怿等，2011），鄂西南嘉陵江组白云岩化机制（胡广成等，2011），中扬子二叠系碳酸盐岩岩相（刘仲横等，1991）中扬子西部灯影组白云岩特征（牛晓燕等，2009）等，但总体研究程度都比较低，尚未开展具体层系的基本特征研究，尤其是岩石学和物性特征方面。因此针对中上扬子海相重点区地层岩石学和物性特征研究，对后续的油气勘探具有重要指导意义。

1　区域地质概况

湖北恩施地区主要位于齐跃山和雪峰山之间［6］，山之东面为灰褐色山区和山间盆地，山之西面为紫色丘陵及丘陵盆地，构造上为上扬子克拉通东部及相邻被动大陆边缘盆地的过渡区［7，8］。雪峰山西侧地区，由于地形地理条件、地质和油气条件复杂，古生界、特别是下古生界油气勘探工作投入相对较少［10-11］，油气地质工作程度较低，而已有资料成果显示原始成烃成藏条件良好，勘探潜力巨大［12］。本论文主要研究区块为利川-恩施区，研究区所涉地层主要为石炭系、二叠系、三叠系的相关地层。

2　岩石学和物性特征

通过对恩施地区石炭系－三叠系地层岩石薄片观察表明，其岩性主要为泥微晶灰岩、生物灰岩、泥岩、碳质泥岩，局部见少量泥晶-粉晶白云岩，其中泥石炭系、二叠系，泥岩种类也多样，有黑色碳质泥岩、黑色黄色泥岩，泥岩致密，局部含有硅质、方解石，孔隙不发育，区内微裂缝发育，推测可能受构造作用影响而形成，但大多数都被方解石充填，一般这类方解石晶型完整粗大，少数未被完全充填的裂缝，形成残余次生孔隙。局部地区形成的次生孔隙中有溶洞的发育，而且溶洞充填至少两期的胶结物，一期胶结物呈针状、马牙状，二期胶结物呈粒状产出（见图1a，b）。泥岩碳化程度高，尤其是碳质泥岩，总有机碳含量可以达8.02%，一般总有机碳含量可在0.160 2%～8.022%。通过对恩施区块泥岩扫描电镜、薄片分析、有机碳分析，该区块泥岩总体致密，有机碳丰度高，胶结致密，具备好的盖层能力，对研究区台地-台地边缘相油气藏封盖具有较大意义。

2.1石炭系

恩施石炭系黄龙组：主要以泥微晶灰岩、生物灰岩、泥灰岩及泥岩为主，局部硅化、方解石化，泥微晶灰岩晶间孔发育，孔洞发育，脉体发育，孔洞缝内充填有巨晶白云石、方解石，见有生物体腔，但被方解石充填，经过物性分析，孔隙度主要分布在0.45%～0.54%，渗透率主要分布在0.001 591×10-3μm2～0.186 1×10-3μm2，岩石非均质性强（见图2a，b）。

2.2二叠系

恩施栖霞组：主要以灰色、灰黑色、青灰色泥微晶灰岩、生物灰岩为主，局部重结晶、局部去云化（见图3a），见有方解石脉、硅质，黑色缝合线发育，蛋白石沿脉体也有不同程度的发育，岩石相对比较致密，0.32%～0.54%，平均值为0.54%，渗透率主要分布在0.178 3× 10-3μm2～0.512 1×10-3μm2，渗透率平均值为0.002 762× 10-3μm2。

恩施茅口组：灰色、灰黑色、青灰色灰岩、生物灰岩，生物灰岩中细晶自形白云石呈分散状分布生物体腔中，粗晶方解石、白云石充填孔洞缝，脉内也充填中粗晶白云石、方解石（见图3b，图3c）；泥微晶灰岩中局部重结晶，硅质、黑色泥质以及鞍形白云石填充孔洞缝。

此外，在二叠系地层中，还可以见到蛋白石沿脉发育，硅质十分发育（见图3d）。

图1　

图2　

图3　

2.3三叠系

恩施大冶群：主要以青灰色泥微晶灰岩、含泥灰岩为主，微晶灰岩局部发生白云石化（见图4a），缝洞内充填粗晶方解石、白云石，个别样品中还能见到鞍型白云石（见图4b），脉体发育，其物性孔隙度0.36%～1.77%，孔隙度平均值为0.89%，渗透率为0.009 56×10-3μm2～0.002 7×10-3μm2，平均值为0.001 75×10-3μm2。

2.4物性对比

通过对研究区的石炭系的黄龙组和三叠系巴东组、大冶群的物性进行对比研究发现，巴东组表现出良好的孔隙度和渗透率，大冶组表现出极低的渗透率，但通过孔渗参数统计分析发现，时代越新，其孔隙度越高，由于受到微裂缝影响孔隙相关性较弱（见图5）。

图4　

图5　石炭和二叠系部分地层孔隙度，渗透率对比

3　结论

（1）湖北恩施地区储层岩性主要为泥微晶灰岩、生物灰岩、泥岩、碳质泥岩等，其中泥岩在石炭系、二叠系，泥岩种类也多样，有黑色碳质泥岩、黑色黄色泥岩，泥岩致密，局部含有硅质、方解石，孔隙不发育，泥岩碳化程度高。

（2）储层物性相对较差，为超低孔-低渗致密性储层，三叠系两个组平均孔隙度为0.715%，平均渗透率为0.002 26×10-3μm2，石炭系一个组的平均孔隙度为0.495%，平均渗透率为0.093 85×10-3μm2，地层时代越新，其孔隙度越高，由于受到微裂缝的影响孔渗相关性较差。

［1］贺孝贵.湖北恩施市发现大量古生代腕足类化石［J］.化石，2001，（1）：28.

［2］胡广成，鲍志东.鄂西南下三叠统嘉陵江组二段白云岩化机制［J］.矿物岩石，2011，31（3）：96-102.

［3］胡作维，黄思静，张超，等.碳酸盐白云化作用模式研究进展［J］.海洋地质前言，2011，27（10）：1-13.

［4］黄思静，王春梅，黄培培，等.碳酸盐成岩作用的研究前沿和值得思考的问题［J］.成都理工大学学报（自然科学版），2008，35（1）：1-10.

［5］黄思静，张雪花，刘丽红，等.碳酸盐成岩作用研究现状与前瞻［J］.地学前缘，2009，16（5）：219-231.

［6］Scientific research frontiers and prospect of carbonate diagenesis［J］.Earth Science Frontiers，2009，16（5）：219-231.

［7］刘宝珺.沉积岩石学［M］.北京：地质出版社，1980：55-75.

［8］刘仲衡，范德江.中扬子二叠系碳酸盐岩岩相模式［J］.青岛海洋大学学报，1991，21（3）：79-89.

［9］牛晓燕，李建明.中扬子西部地区灯影组白云岩储层控制因素分析［J］.石油地质与工程，2009，23（5）：33-34.

［10］王国庆，夏文丞.鄂西地区上二叠统的牙形石及其分带意义［J］.地质科技情报，2004，23（4）：30-34.

［11］王怿，樊隽轩，张元动，徐洪河，等.湖北恩施太阳河奥陶纪-志留纪之交沉积间断的研究［J］.地层学杂志，2011，35（4）：361-366.

［12］朱筱敏.沉积岩石学［M］.北京：石油工业出版社，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-），成都理工大学2012级在读硕士研究生，研究方向为储层沉积学，邮箱：zchlsqw@163.com。