西克尔地区下奥陶统鹰山组岩性物性特征研究

摘 要：在大量前人研究的基础上，通过对西克尔野外露头区实地考察，对露头区5个典型的岩溶风化壳剖面取样进行岩性物性分析，研究区储层平均孔隙度为0.58%，储层平均渗透率为0.063×10-3μm2，其整体属于特低孔低渗储层。样品显示孔隙度与渗透率呈一定的线性关系，但按照Lucia（1995）岩石组构与物性交会图版，颗粒大小对孔--渗关系的影响不明显。统计分析表明，岩石结构与孔隙度的大小是有关的，随颗粒含量减少孔隙度有减小趋势，但渗透率的大小与岩石结构的关系不密切。

关键词：西克尔;鹰山组;岩性物性特征;特低孔低渗

西克尔地区位于新疆伽什县，位于天山西南麓的柯坪塔格推覆体上，柯坪断隆沿寒武系盐膏层滑脱推覆冲断，地面发育两排构造，前缘发育隐伏背斜，西克尔野外露头区处于西克尔隐伏背斜上。

本文即是对西克尔地区野外露头进行实地考察的基础上，对露头区5个典型岩溶风化壳剖面取样进行物性分析。目的是通过对巴楚西克尔地区野外岩溶风化壳露头剖面地层岩性及物性特征的详细调查及取样分析，建立岩溶风化壳的岩性、物性结构剖面，阐述其岩性--物性关系，从而进一步深化认识风化壳储层中的孔、洞、缝发育特征，揭示缝洞发育的控制因素和地质规律，为进一步深入建立该类储层的地震检测模型提供可靠的地质模型。

1 岩性特征

西克尔地区发育以溶丘、垄岗、洼地、槽谷、嶂谷和侵蚀--溶蚀沟谷为主的地貌组合，通过对研究区的实地考察，本区上奥陶统遭受强烈溶蚀和剥蚀，石牙、溶沟和溶槽极为发育，下奥陶统鹰山组直接暴露地表或被志留系以填平补齐的方式覆盖，部分洼地中还残存志留纪原状地层，这些特征均反映该区发育加里东中期岩溶[1]。针对露头区5个典型岩溶风化壳剖面，我们进行了详细的地层岩性及物性的调查及取样分析，考虑到岩石组构--物性之间的相关性，研究采用了Dunham碳酸盐岩的结构分类方案，在野外观察和详细薄片鉴定的基础上，将研究区的各个剖面的岩石划分为5类：即颗粒岩、泥粒岩、粒泥岩、泥岩和粘结岩。颗粒岩几乎全由颗粒组成，不含泥或泥很少。泥粒岩主要由颗粒组成，颗粒与颗粒是相互接触的，其粒间孔隙中充填着泥。这两种岩石都是颗粒支撑的。粒泥岩主要由泥组成，还含有少量颗粒，这些颗粒分散于泥中，互不相接。泥岩几乎全由泥组成，这两种岩石都是泥支撑的。粘结岩是Dunham分出的特殊的石灰岩类型。

2 物性特征

物性分类标准：

国家储量委员会根据国内主要油气田储集层物性分布规律和相关储集层分类方案研究，于1997年颁布了碎屑岩储集层和非碎屑岩储集层物性分级的一个标准。表1为碎屑岩储集层物性分类标准。

根据西克尔地区5个鹰山组剖面94块樣品的孔隙度、渗透率分析求得的储层孔隙度和渗透率数据统计表明：储层孔隙度主要分布在0.18%～2.2%之间，平均为0.58%;储层渗透率主要分布范围为（0.02～1.51）×10-3μm2，平均0.063×10-3μm2。

按照碎屑岩储集层物性分类标准，西克尔露头区整体应属于特低孔低渗储层。

储集层孔隙度和渗透率都是评价储集层品质的重要参数。孔隙度反映岩石的储集空间大小，而渗透率则反映储集层孔隙空间的连通性和岩石的渗流能力。

对于大多数常规碎屑岩储集层而言，渗透率与孔隙度之间往往存在一定的相关性，而碳酸盐岩储层由于储集介质类型的复杂性，并不是所有储层二者之间均具有良好的相关性[2]。Lucia（1983、1995，1999）基于碳酸盐岩岩石（组构）特征，提出了一个岩石组构--岩石物理孔隙分类方案，将最常见和重要的孔隙--颗粒或晶体之间的孔隙空间称为粒间孔隙，其余的孔隙空间统称为溶孔。后者根据连通性又进一步划分为孤立溶孔和连通溶孔。孤立溶孔只能通过粒间孔隙网络相互连接，而连通溶孔则由溶孔形成相互连接的孔隙体系。

通过对大量实际地区碳酸盐岩储层孔渗参数与岩石结构（主要是颗粒或晶粒大小）的分析后，他认为非孔洞型碳酸盐岩孔隙度--渗透率关系与颗粒大小间存在三个不同的相关性区域：①颗粒大小在100-500um之间的孔--渗关系区域，称为类型I;②颗粒大小在100-20um之间的孔-渗关系区域称为类型II;③颗粒大小小于20um的孔--渗关系区域称为类型III区域。因而反映出岩石组构与物性之间是存在明显的关系，这也是Lucia（1983、1995，1999）组构--岩石物理分类的依据和基础。

依据测得的孔隙度与渗透率的数据，按照Lucia（1995）的分类，绘制出西克尔地区的孔隙度与渗透率的关系图。该交会图版中样品点的分布比较杂乱，究其原因，可能是因为特低孔低渗的储集层中，有相当一部分孔隙属于孤立孔隙，影响到了孔隙度与渗透率的相关性。

3 岩性与物性的关系

由图1，从颗粒岩至粘结岩，平均孔隙度的大小依次降低，颗粒岩的平均孔隙度最高，为0.71%;泥粒岩、粒泥岩和泥岩的平均孔隙度很接近，分别（下转第226页）

（上接第224页）为0.51%、0.46%和0.45%，这三种都是含泥晶结构;粘结岩的平均孔隙度最低，为0.44%。说明孔隙度的大小是与岩石结构有关的，颗粒支撑的岩石孔隙度较高，随颗粒含量减少孔隙度有减小趋势。

图1   各种岩性与孔隙度的关系

图2    各种岩性与渗透率的关系

从图2中，粘结岩的平均渗透率最高，为0.089mD;其次是颗粒岩为0.085mD;粒泥岩的平均渗透率为0.061mD;

泥岩的平均渗透率为0.020mD;泥粒岩的平均渗透率最低，为0.005mD。前面已分析，粘结岩的平均孔隙度最低，而其平均渗透率是最高的，充分说明渗透率的大小与岩石结构的关系不密切。

4 结论

①94块样品的孔隙度和渗透率分析表明，储层孔隙度主要分布在0.18%～2.2%之间，平均为0.58%，以0.3%-0.5%为主;储层渗透率主要分布范围为（0.002～1.51）×10-3μm2，平均0.063×10-3μm2以0.002mD-0.006mD为主，研究区整体属于特低孔低渗储层;②西克尔野外露头区样品按照Lucia（1995）岩石组构与物性交会图版，颗粒大小对孔--渗关系的影响不明显;③统计分析表明，岩石结构与孔隙度的大小是有关的，随颗粒含量减少孔隙度有减小趋势，但渗透率的大小与岩石结构的关系不密切。

参考文献：

[1]冯海霞，李树新，陈冬梅，等.新疆西克尔地区下奥陶统鹰山组岩溶分带性研究[J].现代地质，2010，24（6）：1065-1071.

[2]赵路子.碳酸盐岩隐蔽滩相储层特征及预测模型[D].成都：成都理工大学，2008.

作者简介：

冯海霞（1985- ），女，助理研究员，从事油气地质综合研究工作。