高孔隙性砂岩内变形带特征及对流体流动的影响——以柴达木盆地西缘油砂山背斜为例

传统观点认为岩石受力变形发生破裂作用形成裂缝,对流体流动起到输导作用.实际上,高孔隙性岩石受力变形,发生颗粒的旋转、滚动、重排和(或)破碎,应变集中形成与裂缝特征截然不同的变形带,降低了储层的孔隙度和渗透率,影响流体的流动.基于野外观察描述和室内分析测试资料,以柴达木盆地西缘油砂山背斜下油砂山组地层为研究对象,从变形带形成机制出发,系统描述了高孔隙性砂岩中变形带的宏观、微观特征,剖析了变形带和未变形母岩的物性特征,明确了变形带形成时期和油气成藏期的耦合关系,探讨了变形带对流体流动的影响.研究结果表明:油砂山背斜带转折端处下油砂山组高孔隙性砂岩受力变形发生了碎裂作用,形成了典型的碎裂型变形带.碎裂型变形带的颜色发白,比母岩浅;呈正风化地形特征,以“肋状”凸出的形态发育;极少单条发育,多呈“簇状”等组合特征发育.微观上,碎裂型变形带表现为颗粒发生旋转、滚动,沿着颗粒接触边界摩擦导致颗粒破碎,颗粒尺寸明显减小、分选变差,带内颜色相对变深和孔隙坍塌、孔隙空间明显降低的特征.与母岩相比,变形带的孔隙度平均降低约17.4％.应用母岩与变形带渗透率比值与流体流动效率的定量图版分析,当变形带渗透率较母岩降低3个数量级以上时,对流体流动起到阻碍作用,油砂山背斜带变形带渗透率降低1～2个数量级,对流体流动基本无明显阻滞作用.