渠芳，連承波，柴震瀚，任冠雄

1)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都，610500； 2)西南石油大學(xué)，成都，610500；3)中國石化集團(tuán)西北油田分公司采油三廠，新疆輪臺，841600

內(nèi)容提要: 孔隙性砂巖中形成的壓實(shí)剪切型變形帶及其周圍的滲透性特征是變形帶研究的重要內(nèi)容之一，由于變形帶寬度常為毫米級別，常規(guī)滲透率測試方法因分辨率的限制無法滿足研究需求。選取遠(yuǎn)安地塹上白堊統(tǒng)紅花套組中不同規(guī)模的單條變形帶、小型及中大型簇狀變形帶樣品，在對其微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)研究的基礎(chǔ)上，采用具有高分辨率測試功能的AUTOSCAN進(jìn)行密集測試，建立了連續(xù)滲透率剖面。結(jié)果顯示，滲透率低值點(diǎn)與變形帶有顯著對應(yīng)關(guān)系，在滲透率線掃描曲線中呈下拉尖峰特征；不同變形帶滲透率異常低值點(diǎn)存在差異，變形帶厚度大則異常程度高；不同微觀結(jié)構(gòu)要素的滲透率降低程度不同，滲透率由低至高依次為：大型簇狀變形帶的核心碎裂帶<小型簇狀變形帶的核心碎裂帶<帶間區(qū)域<單條變形帶核心碎裂帶<邊緣過渡區(qū)<圍巖。分析認(rèn)為，雖然變形帶的厚度和滲透率探測孔的大小會影響探測結(jié)果，但變形帶的微觀結(jié)構(gòu)才是控制滲透率降低程度不同的本質(zhì)原因。中大型簇狀變形帶的核心碎裂帶密集發(fā)育且連續(xù)性好，很可能對流體滲流、油氣運(yùn)移等造成較大影響；而單條變形帶由于延續(xù)性較差，很難真正阻礙流體滲流，而是會增強(qiáng)巖石整體的各向異性特征。

孔隙性砂巖中變形帶(deformation band)是指發(fā)育于孔隙性巖石(孔隙度大于15%)或未完全膠結(jié)的顆粒沉積物中，多表現(xiàn)為小型、斷層狀結(jié)構(gòu)的局部應(yīng)變薄層帶，與一般的斷裂及裂縫相比，缺少獨(dú)立、連續(xù)的滑脫面(Aydin et al., 2006; Fossen et al., 2007; Braathen et al., 2009)。研究孔隙性砂巖中變形帶的滲透性特征，對于油氣田勘探開發(fā)、環(huán)境水利工程、高放廢物地質(zhì)處置等方面均具有重要意義。前人對變形帶有不同的分類，主要從變形帶的成因機(jī)制、母巖泥質(zhì)含量、力學(xué)性質(zhì)、發(fā)育規(guī)模及形態(tài)等角度將其劃分為不同類型(李廷等，2008；渠芳等，2021；Cashman and Cashman, 2000; Aydin et al., 2006; Eichhubl et al., 2010; Fossen et al., 2007; Fossen, 2010; Charalampidou et al., 2011; Schultz, 2011; Fossen et al., 2011, 2015, 2017; Ballas et al., 2013; Nicol et al., 2013; Skurtveit et al., 2013; Soliva et al., 2016; Philit et al., 2018; Robert et al., 2018)，其中，應(yīng)用較廣泛的成因分類中，碎裂型、壓溶膠結(jié)型變形帶的孔隙度及滲透率明顯低于圍巖2～6個數(shù)量級(渠芳等，2019b；Pittman, 1981; Cashman and Cashman, 2000; Olsson and Holcomb, 2000; Fisher and Knipe, 2001; Lothe et al., 2002; Shipton et al., 2002; Okubo and Schultz, 2005; Balsamo and Storti, 2010)，后續(xù)有學(xué)者從力學(xué)性質(zhì)出發(fā)進(jìn)行研究，認(rèn)為造成巖石滲透率降低明顯的是由剪切作用力為主形成的變形帶(Schultz et al., 2010; Fossen et al., 2011; Rotevatn et al., 2013; Ballas et al., 2015)。也有學(xué)者針對單條狀發(fā)育的碎裂變形帶，從其內(nèi)部結(jié)構(gòu)出發(fā)，對其不同結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行了孔隙度和滲透率測定(Rotevatn et al., 2008, 2017)。雖然學(xué)者們對變形帶對巖石物性的影響做出了諸多探討，但仍存在一些實(shí)際問題。從測量方法來說，研究滲透率的手段通常為野外手持式氣體滲透率測量儀或者實(shí)驗(yàn)室?guī)r心氣體滲透率測定，此種方法對于巖石局部小尺度范圍的滲透率測試具有很大的限制，主要是因?yàn)闈B透率是以截面積折算(李傳亮，2007；盧德義，2017)，而變形帶的厚度通常為毫米級別，因此會造成很大誤差。另外，目前多是對幾種或某種類型變形帶及圍巖的孔滲變化進(jìn)行研究，或是對某一類變形帶內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)要素的孔滲變化做出初步探討，而對不同規(guī)模的變形帶內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)要素乃至同一微觀結(jié)構(gòu)要素的孔滲差異尚未作出進(jìn)一步的系統(tǒng)研究。

針對以上存在的問題，筆者等以遠(yuǎn)安地塹上白堊統(tǒng)紅花套組高孔砂巖中密集發(fā)育的變形帶為研究對象，為解析變形帶內(nèi)部及其兩側(cè)滲透性特征，采用AUTOSCAN(巖心自動掃描系統(tǒng))對不同規(guī)模的變形帶樣品的滲透率進(jìn)行密集測試，并結(jié)合變形帶的微觀結(jié)構(gòu)特征，利用獲取的高密度數(shù)據(jù)精細(xì)表征變形帶內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)要素間、同一結(jié)構(gòu)要素間以及圍巖的滲透性變化，精細(xì)解析孔隙性砂巖變形帶的微觀結(jié)構(gòu)對其滲透性的影響。

1 變形帶樣品的選擇及其微觀結(jié)構(gòu)特征

1.1 變形帶樣品的選擇

根據(jù)變形帶的力學(xué)形成機(jī)制，在地層中拉張、擠壓、剪切等作用力影響下，高孔巖石中傾向于分別形成膨脹帶、壓實(shí)帶、剪切帶等不同力學(xué)成因類型的變形帶(Fossen et al.,2011)。不過實(shí)際自然界中常見其過渡類型，如埋深小于1 km的淺層中發(fā)育的膨脹剪切帶，埋深大于1 km的中深層中擠壓和剪切力共同作用形成壓實(shí)剪切帶和剪切增強(qiáng)型壓實(shí)帶。膨脹剪切帶對巖石物性影響微乎其微。剪切增強(qiáng)型壓實(shí)帶在形成過程中以壓實(shí)作用為主導(dǎo)，顆粒破碎以形成中等破碎程度的不連續(xù)分布的碎裂核為主，對巖石物性降低有一定影響，但總體影響不大。主要由剪切變形作用形成的壓實(shí)剪切型變形帶在其形成過程中會發(fā)生明顯的顆粒碎裂及重新排列，因此相較于其它力學(xué)成因類型的變形帶，壓實(shí)剪切型變形帶顯而易見地會對巖石物性產(chǎn)生巨大影響(渠芳等，2021)。本次研究就集中于對巖石物性影響最大的壓實(shí)剪切型變形帶展開詳細(xì)分析。

在本文取樣的研究區(qū)遠(yuǎn)安地塹上白堊統(tǒng)紅花套組高孔巖屑質(zhì)石英砂巖中，不同期次形成的壓實(shí)剪切型變形帶最為發(fā)育，屬于碎裂帶的一種，以單條碎裂帶及不同規(guī)模的簇狀碎裂帶形式產(chǎn)出，風(fēng)化面上呈高度不等的肋狀突出，新鮮面顏色多淺于圍巖，并在平面、剖面上以網(wǎng)狀、交叉、共軛、錯斷等多種組合方式存在(圖1a、b)(渠芳等，2019b，2021；連承波等，2020)。單條碎裂帶是由于顆粒發(fā)生旋轉(zhuǎn)、破碎，導(dǎo)致應(yīng)變硬化，從而形成的厚度約1 mm、長度幾米至十幾米的變形構(gòu)造(Aydin, 1978)。簇狀碎裂帶則是由于巖石受力在單條變形帶周圍應(yīng)力增強(qiáng)區(qū)繼續(xù)形成新的密集分布的變形帶組成，其厚度可介于幾毫米至幾十厘米之間，長度可達(dá)幾十厘米至上百米(Fossen and Bale, 2007; Johansen and Fossen, 2008; Philit et al., 2018)。對于研究區(qū)最常見的壓實(shí)剪切型變形帶而言，簇狀變形帶通常延伸長度比單條變形帶平均高出1～2個數(shù)量級，由于簇狀變形帶的寬度范圍變化很大，且延伸長度正比于其寬度，因此筆者等根據(jù)研究區(qū)變形帶的發(fā)育規(guī)模，將簇狀變形帶大致劃分為小型(寬度<5 cm)、中型(寬度介于5～10 cm)、大型(寬度>10 cm)簇狀變形帶(渠芳等，2021)。

本次研究選取了不同規(guī)模的單條變形帶、小型簇狀變形帶、中大型簇狀變形帶分別進(jìn)行測試。樣品1主要包括寬度較小的單條變形帶A、小型簇狀變形帶B、C，變形帶之間具有交叉組合特征(圖1c)。樣品2取自寬度約10 cm的較大型簇狀變形帶D，變形帶內(nèi)部可見多條密集排列的單條變形帶，較明顯的分別命名為D-1、D-2、D-3、D-4，其中D-1和D-2局部形成小分叉，肉眼觀測不明顯(圖1d)。

圖1 遠(yuǎn)安地塹上白堊統(tǒng)紅花套組變形帶野外露頭特征及測試樣品宏觀特征(圖c、d中黑框區(qū)域?yàn)闈B透率測試區(qū))

1.2 變形帶的微觀結(jié)構(gòu)特征

孔隙性砂巖中變形帶的滲透性研究主要集中在兩個方面：一是變形帶和未變形圍巖之間滲透性的差異性，另一方面是不同規(guī)模的變形帶內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)要素間的滲透性變化(Rotevatn et al., 2017; 渠芳等，2019a)。本次選取測試的樣品變形帶與圍巖界限明顯，將測試樣品制作了鑄體薄片，顯微鏡下鑄體薄片顯示，樣品圍巖粒徑多介于0.3～0.5 mm，孔隙度約22%，在變形帶發(fā)育區(qū)顆粒發(fā)生程度不同的碎裂。從變形帶的微觀結(jié)構(gòu)要素來講(渠芳等，2021)，單條變形帶A包含一條核心碎裂帶，碎裂帶和圍巖之間有寬度不等的邊緣過渡區(qū)(圖2a)。而簇狀變形帶不管其外觀寬度如何，均由多條核心碎裂帶組成，在多條核心碎裂帶之間為帶間區(qū)域(圖2b—e)，最外側(cè)核心碎裂帶和圍巖之間同樣有邊緣過渡區(qū)(圖2c、f)。其共性是核心碎裂帶中顆粒破碎程度最高，帶內(nèi)孔隙坍塌最嚴(yán)重，孔隙度<1%；帶間區(qū)域次之，顆粒多碎裂為棱角狀亞顆粒，孔隙度降低為5%～10%；而邊緣過渡區(qū)顆粒碎裂程度較低，常為局部碎裂，孔隙度約為15%。

圖2 單條及簇狀變形帶微觀結(jié)構(gòu)特征

壓實(shí)剪切型變形帶的核心碎裂帶通常連續(xù)性較好，其形成時(shí)受到的剪切力越大則帶內(nèi)顆粒破碎程度越高。如圖2a—d中，核心碎裂帶帶內(nèi)巖屑及長石顆粒多碎裂為暗褐色泥質(zhì)化碎基，石英顆粒破碎為幾十微米的亞顆粒夾裹其中。簇狀變形帶內(nèi)部多條核心碎裂帶及帶間區(qū)域顆粒破碎非均質(zhì)程度較強(qiáng)，從而造成孔隙度和孔隙結(jié)構(gòu)存在較大差異(圖2d—f)。如圖2d中為變形帶D-3局部，其核心碎裂帶及帶間區(qū)域內(nèi)顆粒碎裂程度均強(qiáng)于圖2e、f中相對應(yīng)的結(jié)構(gòu)要素，且其核心碎裂帶顆粒泥質(zhì)化程度很強(qiáng)，局部甚至未見孔隙，但可見強(qiáng)烈剪切作用形成的微小剪切縫，周圍帶間區(qū)域也只有少量粒間孔和溶蝕孔，且連通性較差(圖2d)。圖2e、f分別為變形帶D-2和D-4局部，可清晰看到二者核心碎裂帶及帶間顆粒碎裂程度分別相當(dāng)，核心碎裂帶顆粒泥質(zhì)化程度較低，有較多100～200 μm左右的棱角狀亞顆粒包裹其中。但圖2e中的帶間區(qū)域孔隙度明顯大于圖2f中帶間區(qū)域的孔隙度，約為10%。這些差異體現(xiàn)了在簇狀變形帶中，由于各單條變形帶之間應(yīng)變硬化作用大小的不同，而導(dǎo)致形成其內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的強(qiáng)烈非均質(zhì)性?？傮w而言，簇狀變形帶內(nèi)部的核心碎裂帶數(shù)量較多，且寬度較單條變形帶核心碎裂帶大，介于1～2 mm之間。

2 測試儀器及測試方案

2.1 測試儀器及測試原理

本次研究所用測試儀器為油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2014年引進(jìn)的美國GIocom Inc研發(fā)的AUTOSCAN測試平臺，主要由樣品放置平臺、測試系統(tǒng)、控制與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、操作手柄4部分組成(圖3)。AUTOSCAN具有定位精度高、測試結(jié)果可靠、測量范圍廣、自動化強(qiáng)的特點(diǎn)，可以建立詳細(xì)的巖石滲透率剖面(竇春霞等，2016; 池美瑤等，2019)。

圖3 AUTOSCAN測試平臺的組成

AUTOSCAN配有激光位移傳感器，可以通過人工或軟件系統(tǒng)將探測儀對測試點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確定位和移動，移動范圍在長1.36 m、寬0.75 m之間，移動步長最大精度可達(dá)1 mm。因此，AUTOSCAN具有對巖石任意點(diǎn)的滲透率進(jìn)行測量的功能，可以測量出毫米尺度空間范圍滲透率變化。其測量基本原理是通過毫米尺度直徑的探測孔壓在所需測量點(diǎn)，且形成探測孔頂端與巖石表面的密閉，然后采用穩(wěn)態(tài)注氣技術(shù)從探測孔頂端向巖石表面注入加壓氣體，氣體通過巖石而后流向大氣。在這個過程中測定流過巖石的氣體流速和壓力降，再根據(jù)壓力變化來計(jì)算滲透率。為了提高滲透率測試的準(zhǔn)確性，在滲透率計(jì)算方法中考慮了高速流動效應(yīng)、氣體滑脫效應(yīng)和非達(dá)西流等因素對滲透率的準(zhǔn)確性的影響，并對最終滲透率結(jié)果做了對應(yīng)修正，提高了測試結(jié)果的可靠性。

2.2 樣品滲透率測試方案

為了防止測試結(jié)果的片面性，本次測試遵循著盡可能多的穿越變形帶的原則，且穿越變形帶的方向測點(diǎn)密度要盡可能大，這樣有利掌握變形帶向兩側(cè)滲透性的變化，以達(dá)到解決孔隙性砂巖中變形帶滲透性特征的關(guān)鍵問題。根據(jù)上述原則和研究目的，本次掃描區(qū)域如圖1c、圖1d中黑框所示區(qū)域，以水平方向?yàn)閄方向，豎直方向?yàn)閅方向。網(wǎng)格設(shè)計(jì)方案為：兩個樣品沿X方向的測點(diǎn)間隔均為1 mm，樣品1在Y方向的測點(diǎn)間隔為5 mm，樣品2在Y方向的測點(diǎn)間隔為10 mm。根據(jù)上述網(wǎng)格設(shè)計(jì)，在AUTOSCAN測試平臺上依據(jù)樣品形狀和大小進(jìn)行初始點(diǎn)設(shè)置和網(wǎng)格劃分，樣品1共設(shè)置四條測線，每條測線沿X方向?yàn)?6個測試點(diǎn)；樣品2共設(shè)置六條測線，每條測線沿X方向?yàn)?1個測試點(diǎn)。然后讓其自動對網(wǎng)格滲透率進(jìn)行測試(圖4a、圖5a)。

圖4 樣品1滲透率點(diǎn)線掃描測試網(wǎng)格方案與測試結(jié)果

3 測試結(jié)果與討論

為了探討孔隙性砂巖中變形帶滲透率結(jié)果，本次重點(diǎn)結(jié)合變形帶的微觀結(jié)構(gòu)特征，聯(lián)合變形帶的力學(xué)性質(zhì)、宏觀特征和測試儀器自身特點(diǎn)進(jìn)行綜合解析。

3.1 變形帶的總體滲透性特征

根據(jù)測試結(jié)果歸位，對每塊樣品的4條橫向測點(diǎn)線的滲透率測試結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)(圖4b，圖5b)，結(jié)合測點(diǎn)位置、樣品微觀結(jié)構(gòu)分析具有以下特征：

(1)樣品1中，Y值為10、15、20 mm的橫向點(diǎn)線的滲透率均有三個明顯滲透率異常低值點(diǎn)，形成向下的尖峰曲線的特征；Y值為5 mm的橫向點(diǎn)線位于巖樣最下方，橫穿多條變形帶交叉區(qū)域，呈現(xiàn)4個滲透率低值點(diǎn)；樣品2則整體呈現(xiàn)4個較明顯的尖峰低值點(diǎn)，且與變形帶發(fā)育區(qū)域?qū)?yīng)；

(2)滲透率異常低值點(diǎn)存在差異，即異常程度存在差異，變形帶厚度大則異常程度高。樣品1的圍巖測試滲透率高達(dá)(7000～8000)×10-3μm2，其變形帶滲透率最低值為(3～4)×10-3μm2，位于小型簇狀變形帶C中下部(圖4b中藍(lán)色線X=40 mm處下拉尖峰)；樣品2為厚度較大的簇狀變形帶，未涉及真正圍巖，其變形帶滲透率最低值為0.47×10-3μm2，位于D-3變形帶上部(圖5b中綠色線X=29 mm處下拉尖峰)。

圖5 樣品2滲透率點(diǎn)線掃描測試網(wǎng)格方案與測試結(jié)果

3.2 變形帶的微觀結(jié)構(gòu)與滲透性的關(guān)系解析

將研究視角更加細(xì)致化，結(jié)合變形帶的微觀結(jié)構(gòu)來看，可以發(fā)現(xiàn)以下幾點(diǎn)特征：

(1)不同規(guī)模的變形帶，不同的結(jié)構(gòu)要素其滲透率降低程度不同。滲透率由低至高進(jìn)行排序?yàn)椋捍笮痛貭钭冃螏У暮诵乃榱褞?小型簇狀變形帶的核心碎裂帶<帶間區(qū)域<單條變形帶核心碎裂帶<邊緣過渡區(qū)<圍巖(表1)。

表1 樣品中變形帶不同結(jié)構(gòu)要素的滲透率測定值統(tǒng)計(jì)

(2)即使是同一變形帶內(nèi)部的同一結(jié)構(gòu)要素，其滲透率也存在較明顯差異。例如單條變形帶A，其核心碎裂帶沿走向延伸方向滲透率變化區(qū)間為(170.8～401.1)×10-3μm2；簇狀變形帶D內(nèi)部的不同核心碎裂帶以及不同帶間區(qū)域，其滲透率差異很大(表2)。D-1、D-3核心碎裂帶滲透率降低劇烈，整體呈特低滲特征；D-4核心碎裂帶總體表現(xiàn)為低滲特征；D-2核心碎裂帶總體為中等滲透率。并且由于核心碎裂帶碎裂程度的差異，導(dǎo)致帶間區(qū)域DJ3～4相較于DJ1～2和DJ2～3呈現(xiàn)更低的滲(3)變形帶的微觀結(jié)構(gòu)是導(dǎo)致測試滲透率降低程度不同的主要因素。通過測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)變形帶為滲透率的低值區(qū)，這說明變形帶的形成導(dǎo)致了巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化?？紫缎陨皫r中變形帶與未變形圍巖相比顆粒明顯變小且分選和磨圓差，導(dǎo)致變形帶內(nèi)孔隙變小且孔隙之間連通性變差，而孔隙的大小和連通性決定了其滲透性，這是變形帶滲透率低的本質(zhì)原因。

表2 樣品2中簇狀變形帶D主要結(jié)構(gòu)要素滲透率(×10-3μm2)測定值

無論是單條變形帶還是簇狀變形帶，其核心碎裂帶的孔喉結(jié)構(gòu)均明顯變差，與邊緣過渡帶、帶間區(qū)域等結(jié)構(gòu)要素相比，核心碎裂帶的滲透率降低最大，在本次測試中最大可降低五個數(shù)量級。簇狀變形帶的帶間區(qū)域顆粒碎裂程度總體呈中等，但在測試中發(fā)現(xiàn)，由于其顆粒碎裂非均質(zhì)程度較強(qiáng)，導(dǎo)致滲透率差異最大。如簇狀變形帶D，由于其各條核心碎裂帶之間存在明顯滲透率差異，代表著核心碎裂帶及其周圍帶間區(qū)的顆粒碎裂及應(yīng)變硬化程度也存在較大差異。因此，帶間滲透率可低至14×10-3μm2，也可高達(dá)600×10-3μm2左右(表2)。核心碎裂帶之間的間距越小，則其應(yīng)變硬化作用會越強(qiáng)，對應(yīng)的帶間滲透率也越低。邊緣過渡區(qū)雖然也有一定程度的滲透率降低，但不會影響流體滲流。因此，變形帶能否影響流體滲流，主要取決于其核心碎裂帶及帶間區(qū)域的發(fā)育特征。

3.3 影響變形帶滲透性的其他因素

(1)變形帶的厚度和滲透率探測孔的大小會影響滲透率測試結(jié)果。雖然AUTOSCAN可以探測毫米尺度變形帶滲透率特征，但是滲透率探測孔的半徑為2 mm，當(dāng)變形帶厚度小于其探測直徑時(shí)，所測得滲透率則會附加圍巖的影響。變形帶厚度越大，圍巖影響越小。測試樣品1中變形帶厚度在1～3 mm范圍，樣品2中被測試簇狀變形帶厚度約4 cm。將滲透率歸位測試樣品點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，樣品1除了左邊的A、B、C 3條變形帶之外，在其最右側(cè)還有一條厚度約1～2 mm的小型變形帶，在測點(diǎn)過程中下面兩條測線稍有涉及，但在測試數(shù)據(jù)中相對應(yīng)位置并未表現(xiàn)出明顯的滲透率降低(圖4)。這主要是因?yàn)橐环矫孀冃螏Ш穸容^小，所測滲透率疊加了周圍圍巖的滲透率；另一方面最右下這條變形帶位于樣品1的邊緣，且?guī)r石比較疏松高孔，在制樣過程中樣品邊緣難免會形成一定的微裂縫，從而影響到真實(shí)滲透率的探測結(jié)果。因此本次實(shí)驗(yàn)針對樣品1取相對遠(yuǎn)離邊緣的探測數(shù)據(jù)更為可信。而樣品2中變形帶厚度遠(yuǎn)大于探測孔直徑及A、B、C變形帶，其所測滲透率異常低值幅度也遠(yuǎn)大于樣品1。這主要因?yàn)樗鶞y點(diǎn)的滲透率是折算到探測孔截面積之上的滲透率，當(dāng)變形帶厚度越大，越能表征接近變形帶的真實(shí)滲透率。盡管由于變形帶厚度的差異導(dǎo)致AUTOSCAN所測滲透率接近真實(shí)滲透率的程度不同，但是由于位移精度可達(dá)1 mm，通過高密度滲透率掃描而建立的滲透率剖面在一定程度上可以客觀反映變形帶及其向周邊的滲透率演化規(guī)律。

雖然變形帶的厚度會對其滲透率產(chǎn)生影響，但這只是表層現(xiàn)象。變形帶厚度的大小并不是控制滲透高低的主要因素，變形帶自身滲透率的高低主要受控于變形帶的微觀結(jié)構(gòu)。

(2)變形帶力學(xué)性質(zhì)、宏觀發(fā)育特征影響滲透率。筆者等曾從變形帶力學(xué)性質(zhì)角度探討了常見的剪切型碎裂帶和剪切增強(qiáng)型壓實(shí)帶的物性差異(渠芳等，2021)。不同力學(xué)成因類型的變形帶之所以會產(chǎn)生巨大的物性差異，歸根結(jié)底還是由于其形成的微觀結(jié)構(gòu)不同導(dǎo)致的。但即使是同一種力學(xué)成因的變形帶，受其宏觀發(fā)育特征的影響，不同延伸長度、發(fā)育密度、展布寬度、三維連續(xù)性等宏觀發(fā)育特征均會在整體上對巖石滲透率產(chǎn)生不同影響。對于中大型簇狀變形帶而言，由于其核心碎裂帶密集發(fā)育，間距小，帶間應(yīng)變硬化作用也較強(qiáng)，且在三維空間中連續(xù)性好，因此滲透率降低劇烈，很可能對流體滲流、油氣運(yùn)移等造成較大影響；而單條變形帶由于其延續(xù)性較差，即使局部核心碎裂帶滲透率很低，但總體上很難真正阻礙流體滲流，而是會增強(qiáng)巖石整體的各向異性特征。因此，在對高孔砂巖中廣泛展布的壓實(shí)剪切型變形帶的宏觀發(fā)育規(guī)律進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步剖析變形帶內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)對巖石滲透性的影響，對之后進(jìn)行孔隙性巖層流體滲流模擬、高精度掌握流體運(yùn)移特征，甚至是斷裂帶的精細(xì)化建模、提高油氣采收率等方面均具有重要意義。

4 結(jié)論

(1)對于常見的壓實(shí)剪切型碎裂變形帶，單條變形帶的微觀結(jié)構(gòu)要素包括核心碎裂帶及邊緣過渡區(qū)；簇狀變形帶則包括多條核心碎裂帶、帶間區(qū)域及邊緣過渡區(qū)。核心碎裂帶中顆粒破碎程度最高，帶內(nèi)孔隙坍塌最嚴(yán)重，孔隙度<1%；帶間區(qū)域次之，顆粒多碎裂為棱角狀亞顆粒，孔隙度降低為5%～10%；而邊緣過渡區(qū)顆粒碎裂程度較低，常為局部碎裂，孔隙度約為15%。

(2)AUTOSCAN建立的變形帶滲透率詳細(xì)剖面顯示滲透率低值點(diǎn)與變形帶有非常顯著的對應(yīng)關(guān)系，在滲透率線掃描曲線中造成下拉尖峰特征。變形帶厚度越大則滲透率異常幅度越大。

(3)變形帶的微觀結(jié)構(gòu)是導(dǎo)致測試滲透率降低程度不同的主要因素。測試滲透率由低至高進(jìn)行排序?yàn)椋捍笮痛貭钭冃螏У暮诵乃榱褞?小型簇狀變形帶的核心碎裂帶<帶間區(qū)域<單條變形帶核心碎裂帶<邊緣過渡區(qū)<圍巖。核心碎裂帶的顆粒碎裂程度越強(qiáng)，間距越小，則應(yīng)變硬化作用越強(qiáng)，對應(yīng)滲透率越低。變形帶能否影響流體滲流，主要取決于其核心碎裂帶及帶間區(qū)域的發(fā)育特征。

(4)變形帶的厚度、滲透率探測孔的大小及其力學(xué)性質(zhì)、宏觀發(fā)育特征均會影響滲透率探測結(jié)果。變形帶厚度越大，測試結(jié)果可靠程度越高。中大型簇狀變形帶核心碎裂帶密集發(fā)育，在三維空間中連續(xù)性好，很可能對流體滲流、油氣運(yùn)移等造成較大影響；而單條變形帶延續(xù)性較差，即使局部核心碎裂帶滲透率很低，但總體上很難真正阻礙流體滲流，而是會增強(qiáng)巖石整體的各向異性特征。