中東M油田白堊系Mishrif組碳酸鹽巖儲(chǔ)層特征及主控因素

李峰峰，郭 睿，宋世琦

(1.中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院,北京 100083；2.中國(guó)石油大學(xué)(北京)地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249 )

國(guó)內(nèi)油氣消費(fèi)需求量的快速增長(zhǎng)，促使中國(guó)的石油公司積極開拓海外油氣市場(chǎng)，開展國(guó)際油氣業(yè)務(wù)合作[1]。中東地區(qū)是中國(guó)石油公司快速提高海外油氣產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)規(guī)模發(fā)展的首選[2]。中東白堊系碳酸鹽巖油藏儲(chǔ)量巨大，構(gòu)造作用影響較弱，儲(chǔ)層主要受沉積-成巖作用綜合控制[3]。碳酸鹽巖儲(chǔ)集層在不同時(shí)空尺度上具有顯著的差異性，單一成因儲(chǔ)集層發(fā)育較少，規(guī)模有效儲(chǔ)集層是多種建設(shè)性成巖作用的結(jié)果，不同類型儲(chǔ)集層孔隙發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)，孔隙調(diào)整和保存機(jī)制及環(huán)境存在顯著差異[4-5]。中東M油田為巨型碳酸鹽巖油田，主力油藏呈厚層塊狀，多存在邊底水，油藏內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)。油藏主要采用衰竭式開采，開發(fā)過程中產(chǎn)液不均衡，油藏壓力下降幅度大，邊底水錐進(jìn)速度快。轉(zhuǎn)為注水開發(fā)后油藏受效較慢，水竄現(xiàn)象普遍，無水采油期較短，油氣采出程度低。目前，油田正處于開發(fā)上產(chǎn)階段，油藏地質(zhì)研究程度低，儲(chǔ)層非均質(zhì)性認(rèn)識(shí)成為了制約油田高效開發(fā)的瓶頸。筆者開展儲(chǔ)層特征及主控因素研究，以期為油藏開發(fā)策略調(diào)整和井網(wǎng)井位優(yōu)化提供地質(zhì)依據(jù)。

1 油藏概況

M油田構(gòu)造上位于美索不達(dá)米亞盆地構(gòu)造前緣帶(圖1(a))，油田為一南北向長(zhǎng)軸背斜(圖1(b))，主力油藏為白堊系Mishrif油藏。Mishrif組地層發(fā)育于白堊紀(jì)穩(wěn)定的被動(dòng)大陸邊緣沉積環(huán)境[6]，與下伏的Rumaila組呈整合接觸關(guān)系，與上覆Khasib組呈不整合接觸關(guān)系[7]?；趲r心資料(244.6 m)、鑄體薄片(787塊)、物性分析(787塊)、壓汞實(shí)驗(yàn)(512塊)及測(cè)井資料(57口)，從儲(chǔ)層物性、微觀結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)組分等方面著手，明確M油田Mishrif油藏儲(chǔ)集層特征，深化碳酸鹽巖儲(chǔ)層非均質(zhì)性認(rèn)識(shí)。

圖1 中東M油田構(gòu)造地理位置示意圖和Mishrif組頂面構(gòu)造Fig.1 Structure location of M Oilfield in the Middle East and contour map of Mishrif Formation

中白堊紀(jì)森諾曼階-土侖階，阿拉伯板塊東北緣形成Najaf次盆地，M油田位于Najaf次盆地的東緣，整體為淺水沉積背景[7]。M油田Mishrif組為緩坡環(huán)境[8]，發(fā)育斜坡、灘前、障壁灘、灘后、潟湖、臺(tái)內(nèi)灘、岸灘、潮道和潟湖邊緣坪等亞環(huán)境。Mishrif組早期為開闊水體環(huán)境，主要發(fā)育障壁灘、灘前和斜坡，在MB2.1段下部，隨著障壁灘的不斷加積，影響了水體的正常循環(huán)交換，在MB2.1段上部，研究區(qū)發(fā)育大面積的潟湖，障壁灘僅局部殘留，潟湖中構(gòu)造隆起處發(fā)育臺(tái)內(nèi)灘。至MB1段，研究區(qū)演變?yōu)榫窒蕹练e環(huán)境，以潟湖和岸灘為主，局部發(fā)育潟湖邊緣坪和潮道。Mishrif組地層厚度近300 m，早期研究根據(jù)測(cè)井曲線特征垂向上劃分為M Cap、MA、MB1、MB2.1、MB2.2、MC 共6個(gè)段(圖2)，在Mishrif組中識(shí)別出3個(gè)三級(jí)層序(層序Ⅰ～Ⅲ)[9]和6個(gè)四級(jí)層序(SQ1～SQ6)[10]。

圖2 M油田Mishrif組綜合柱狀圖Fig.2 Comprehensive chart of Mishrif Formation in M Oilfield

2 儲(chǔ)集層特征

2.1 儲(chǔ)層物性和微觀結(jié)構(gòu)

M油田Mishrif組不同沉積相儲(chǔ)層物性差異顯著，相同沉積相儲(chǔ)層物性區(qū)間跨度大，儲(chǔ)層孔、滲相關(guān)性低，包括高孔高滲、高孔中滲、高孔低滲、中孔中滲、中孔低滲、中孔特低滲、低孔低滲和低孔特低滲8大類(圖3)。高孔中高滲儲(chǔ)層主要發(fā)育于岸灘、障壁灘、灘前和臺(tái)內(nèi)灘等高能沉積環(huán)境；斜坡、潟湖、灘后和潟湖邊緣坪等儲(chǔ)層主要為低滲和特低滲。相同沉積相儲(chǔ)層物性級(jí)差較大：障壁灘和岸灘等儲(chǔ)層滲透率相差3～4個(gè)數(shù)量級(jí)，潟湖相儲(chǔ)層滲透率相差1～2個(gè)數(shù)量級(jí)，孔隙度從低孔到高孔均有發(fā)育。復(fù)雜的孔滲關(guān)系制約了滲透率場(chǎng)的有效模擬。

圖3 M油田Mishrif組巖石物性特征Fig.3 Characteristics of reservoir physical property in Mishrif Formation of M Oilfield

M油田儲(chǔ)層發(fā)育復(fù)雜的孔喉結(jié)構(gòu)，孔喉分布呈單模態(tài)、雙模態(tài)和多模態(tài)，其中單模態(tài)可根據(jù)主峰細(xì)分為2類，雙模態(tài)根據(jù)主峰、次峰分布區(qū)間細(xì)分為8類，多模態(tài)可根據(jù)主峰、次峰數(shù)量、分布曲線及順序和區(qū)間細(xì)分為6類。

障壁灘儲(chǔ)層中喉和大喉發(fā)育比例較大，單模態(tài)發(fā)育比例占60.8%(圖4(a)①和③)；雙模態(tài)發(fā)育比例占27.5%(圖4(b)②和⑦)；多模態(tài)孔喉分布曲線見圖4(c)②。岸灘儲(chǔ)層中喉發(fā)育比例較大，以單模態(tài)為主，峰值分布于0.1～1 μm(圖4(a)①)；雙模態(tài)發(fā)育比例和孔喉特征與障壁灘相似；多模態(tài)發(fā)育比例僅占0.8%(圖4(c)①)。灘前相儲(chǔ)層孔喉具有單模態(tài)和雙模態(tài)特征，單模態(tài)發(fā)育比例高達(dá)92.9%，主要為中喉單模態(tài)和大喉單模態(tài)(圖4(a)①和③)，兩者峰值分布較近，大喉單模態(tài)的曲線離散程度較大；雙模態(tài)分布曲線見圖4(b)⑥。斜坡儲(chǔ)層孔喉具有3種模態(tài)特征，單模態(tài)孔喉特征與灘相儲(chǔ)層類型。雙模態(tài)發(fā)育比例為21.1%，分布曲線見圖4(b)④；多模態(tài)主峰發(fā)育比例15.7%(圖4(c)⑥)，單模態(tài)孔喉峰值大于雙模態(tài)和多模態(tài)孔喉峰值。潟湖相儲(chǔ)層表現(xiàn)為喉道半徑較小和模態(tài)多樣性，以中喉單模態(tài)為主(圖4(a)①)，雙模態(tài)發(fā)育比例為18.9%(圖4(b)③、⑥和⑧)；多模態(tài)發(fā)育比例為10.7%(圖4(c)③和⑤)。灘后相儲(chǔ)層孔喉結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，以單模態(tài)為主，雙模態(tài)發(fā)育比例僅為3.8%，不發(fā)育多模態(tài)孔喉。單模態(tài)分布曲線見圖4(a)①和②，雙模態(tài)分布曲線為圖4(b)①。臺(tái)內(nèi)灘儲(chǔ)層孔喉模態(tài)簡(jiǎn)單且大、中喉發(fā)育比例較高，孔喉分布為單模態(tài)和雙模態(tài)，兩者發(fā)育比例相近；單模態(tài)分布曲線為圖4(a)①；雙模態(tài)為圖4(b)⑥和⑧。潟湖邊緣坪孔喉結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分布曲線為圖4(a)①，曲線聚合程度較高。

圖4 M油田Mishrif組儲(chǔ)層孔喉結(jié)構(gòu)Fig.4 Characteristics of reservoir pore throat in Mishrif Formation of M Oilfield

2.2 儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)組分

M油田Mishrif組碳酸鹽巖儲(chǔ)層巖石類型較多，儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)主要包括以下幾種：①顆粒支撐結(jié)構(gòu),顆粒潔凈，粒間孔發(fā)育，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層多具有該結(jié)構(gòu)，根據(jù)生屑類型和粒徑可分為粗粒碎屑支撐和細(xì)粒碎屑支撐(圖5(a)和(b));②泥粒結(jié)構(gòu),發(fā)育環(huán)境較廣，顆粒多被溶蝕后又被膠結(jié)，生屑類型難以識(shí)別,巖石粒間孔隙中灰泥含量較高，儲(chǔ)層物性通常較差(圖5(c));③粒泥結(jié)構(gòu)和漂浮結(jié)構(gòu),巖石灰泥含量較高，生屑可被溶蝕形成鑄?？祝Ｄ嘟Y(jié)構(gòu)中生屑粒徑較小且分選較好，漂浮結(jié)構(gòu)中生屑粒徑較大，分選較差(圖5(d)和(e));④泥晶結(jié)構(gòu)，巖石以泥晶為主，顆粒組分含量較低，巖石原始物性通常較低，具泥晶結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)層通常伴隨生物擾動(dòng)構(gòu)造，生物擾動(dòng)和溶蝕作用耦合有效改善了巖石物性(圖5(f));⑤細(xì)晶結(jié)構(gòu)和含泥細(xì)晶結(jié)構(gòu)，巖石為白云巖類，白云石含自形程度較好，可發(fā)育晶間孔和晶間溶孔，白云石晶體間可見交代殘余的生屑(圖5(g)和(h))。

M油田Mishrif組碳酸鹽巖顆粒組分以生物介殼碎屑為主，生屑包括棘皮類、腹足類、苔蘚類、圓笠蟲、雙殼類、藻類、厚殼蛤、珊瑚類、底棲有孔蟲類、海綿骨針及似球粒等(圖5(i)～(p))。不同生屑的抗溶蝕能力和抗壓實(shí)強(qiáng)度差異顯著，通常情況下，腹足類、底棲有孔蟲、介形蟲和藻類等生屑抗溶蝕能力較弱，海水成巖環(huán)境中即可發(fā)生降解溶蝕；雙殼類、厚殼蛤類等生屑以低鎂方解石為主，抗溶蝕能力較強(qiáng)，通常是在大氣淡水環(huán)境下發(fā)生溶蝕；棘皮類化學(xué)性質(zhì)最穩(wěn)定，生屑難以被溶蝕。生物碎屑多樣性為差異成巖演化和復(fù)雜孔隙類型奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

圖5 M油田Mishrif組儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)和生屑多樣性Fig.5 Reservoir structure and biological diversity in Mishrif Formation of M Oilfield

2.3 隔夾層和高滲層

M油田Mishrif組油藏中發(fā)育潟湖環(huán)境沉積型、深水環(huán)境沉積型、暴露風(fēng)化膠結(jié)型、暴露淋濾膠結(jié)型和潟湖暴露炭化型等5種成因的隔夾層[11](圖6)。深水環(huán)境沉積型發(fā)育于斜坡環(huán)境，斜坡通常位于風(fēng)暴浪基面之下，水體較深，巖石泥質(zhì)含量較高。巖石孔喉半徑較小，滲透率較低，形成巖性隔擋。該類隔夾層厚度較大，分布穩(wěn)定，主要在層序SQ2海侵體系域和高位體系域早期發(fā)育，對(duì)底水具有重要的隔擋作用(圖6)。潟湖環(huán)境沉積型發(fā)育于潟湖，潟湖位于正常浪基面之下，水體能量較低，巖石泥晶含量較高。該類隔夾層在Mishrif組上部發(fā)育頻率較高，隔夾層厚度和分布范圍跨度較大，呈“千層餅狀”和“迷宮狀”(圖6)，“千層餅狀”隔夾層厚度較大、分布穩(wěn)定，有利于油藏分層系開發(fā)，而“迷宮狀”隔夾層厚度較小、分布不穩(wěn)定，疊置程度低。暴露風(fēng)化膠結(jié)型屬于物性隔夾層，發(fā)育在Mishrif組頂部，厚度較大，分布穩(wěn)定，將Mishrif組油藏和Khasib組油藏分割成不同的開發(fā)層系(圖6)。海平面大幅度下降，地層長(zhǎng)時(shí)間暴露，濕潤(rùn)和干旱氣候交替。干旱氣候條件下，風(fēng)化作用造成巖石結(jié)構(gòu)松散，裂縫發(fā)育；潮濕氣候條件下，溶蝕性流體易沿縫隙滲透，地層上部發(fā)生溶蝕作用，流體在向下運(yùn)移的過程中逐漸達(dá)到飽和，因此溶蝕帶下部通?？尚纬赡z結(jié)帶。干旱氣候條件下，頂部溶蝕帶通常被剝蝕殆盡，僅殘留底部膠結(jié)帶。Mishrif組以殘留的致密膠結(jié)角礫巖為主。淺灘淋濾膠結(jié)型主要發(fā)育在障壁灘和岸灘環(huán)境，臺(tái)內(nèi)灘和灘前環(huán)境中也可發(fā)育，屬于物性隔夾層，通常發(fā)育于灘體下部。灘體上部淋濾形成Ca2+向?yàn)w下部運(yùn)移，在潛流帶達(dá)到過飽和，同時(shí)潛流帶中CO2的脫氣作用也促使碳酸鈣發(fā)生沉淀[12]，形成致密膠結(jié)帶。隔夾層發(fā)育厚度較小，分布不穩(wěn)定(圖6)。潟湖暴露炭化型為有機(jī)隔夾層，巖石類型為炭質(zhì)泥巖。海平面大幅度下降，潮濕氣候條件下降水豐富，潟湖長(zhǎng)期暴露且植被發(fā)育。植被死亡后被快速埋藏，還原環(huán)境下，有機(jī)物被保存下來，具備陸相泥沼環(huán)境特征，發(fā)育淤化帶。隨著地層沉降，適宜的溫度和壓力使埋藏環(huán)境具備成煤條件，有機(jī)質(zhì)逐漸演化為炭質(zhì)泥巖[13]，該類隔夾層發(fā)育在層序SQ3頂部，厚度較小，但分布比較穩(wěn)定(圖6)。

圖6 M油田Mishrif組隔夾層特征Fig.6 Interlayers characteristics in Mishrif Formation of M Oilfield

高滲層又稱為“賊層”，指滲流性明顯高于圍巖，開發(fā)過程中造成產(chǎn)液不均衡的層段。賊層地質(zhì)成因包括構(gòu)造裂縫、沉積作用或后期成巖改造等。M油田Mishrif組賊層為沉積成因，取芯井上，該段巖心近1.5 m，沉積環(huán)境為臺(tái)內(nèi)灘，巖石為圓笠蟲生屑灰?guī)r，粒間孔隙發(fā)育，儲(chǔ)層物性較好。圍巖多為潟湖沉積，巖石以泥晶灰?guī)r和含生屑泥晶灰?guī)r為主，薄片上肉眼難以見到孔隙，巖石物性較差。兩種巖石滲透率相差2～3個(gè)數(shù)量級(jí)。該段賊層厚度遠(yuǎn)大于測(cè)井的垂向分辨率，但在巖心和測(cè)井精細(xì)標(biāo)定歸位后，發(fā)現(xiàn)賊層與圍巖之間并無明顯特征，自然伽馬(GR)曲線、電阻率(RT)曲線、密度(DEN)曲線和聲波時(shí)差(AC)曲線均變化平緩(圖7)。開發(fā)過程中，高滲層產(chǎn)液較高，造成儲(chǔ)量動(dòng)用不均衡，證實(shí)該段為“賊層”。綜合分析認(rèn)為：賊層在測(cè)井上的難以識(shí)別是由賊層和圍巖的巖石學(xué)特征造成的。該段“賊層”雖然顆粒組分含量高，但生屑泥晶化程度較高，導(dǎo)致生屑顆粒與泥晶基質(zhì)的性質(zhì)趨同，造成自然伽馬測(cè)井曲線響應(yīng)較弱；而且，圍巖巖心上具有良好的油氣顯示，與賊層段的含油性差異較小，導(dǎo)致電阻率曲線響應(yīng)特征趨同；此外，圍巖與“賊層”雖然滲透率差異較大，但孔隙度差異較小，圍巖中基質(zhì)微孔和次生溶孔對(duì)孔隙度的貢獻(xiàn)較大，孔隙度以中高孔為主，導(dǎo)致密度曲線和聲波曲線在“賊層”段的響應(yīng)較弱。“賊層”在測(cè)井資料上隱蔽性較高，非取芯井難以有效識(shí)別，制約了油藏的高效開發(fā)。

圖7 M油田Mishrif組“賊層”特征Fig.7 Thief zone characteristics in Mishrif Formation of M Oilfield

3 主控因素

3.1 層序地層旋回

中東白堊系碳酸鹽巖油藏主力產(chǎn)層多為厚層塊狀，巨厚地層內(nèi)部發(fā)育多期高頻層序旋回，海平面升降控制了沉積環(huán)境演化，并對(duì)早期成巖環(huán)境具有重要的影響，沉積-成巖耦合作用造成不同成因的儲(chǔ)層相互疊置，側(cè)向上儲(chǔ)層與非儲(chǔ)層交替。M油田Mishrif組發(fā)育6個(gè)四級(jí)層序，不同層序的沉積序列、層序界面、有利儲(chǔ)層及隔夾層發(fā)育位置等差異顯著。SQ1、SQ2和SQ4層序界面為淋濾溶蝕面，層序早期為厚層的斜坡沉積，晚期為灘前和障壁灘互層(圖8(a))。層序頂部障壁灘發(fā)生淋濾溶蝕，儲(chǔ)層物性得到有效改善。該類層序中，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層主要發(fā)育在高位體系域晚期和低位體系域，儲(chǔ)層厚度較大，分布穩(wěn)定，物性較高，灘體內(nèi)部可發(fā)育由膠結(jié)作用形成的物性隔夾層。SQ3層序頂界面與三級(jí)層序頂界面相同，界面處發(fā)育薄層炭質(zhì)泥巖，層序旋回整體處于局限環(huán)境，發(fā)育多套臺(tái)內(nèi)灘和潟湖互層(圖8(b))。層序內(nèi)部?jī)?yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育程度較低，以差儲(chǔ)層為主，高位體系域早期巖石中鑄?？装l(fā)育程度較高，儲(chǔ)層物性較好且分布穩(wěn)定。高位體系域晚期，薄層的臺(tái)內(nèi)灘以粒間孔隙為主，泥質(zhì)含量較低，可形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。層序晚期海平面大幅度下降，發(fā)育低位體系域，潟湖相地層經(jīng)歷暴露淋濾后比較致密，發(fā)育穩(wěn)定分布的隔夾層。SQ5層序沉積環(huán)境為潟湖和岸灘互層，岸灘厚度不斷增大，層序頂部沉積環(huán)境為潟湖邊緣坪。海平面下降造成潟湖邊緣暴露發(fā)生白云石化作用，形成白云巖，層序界面為巖性轉(zhuǎn)換面(圖8(c))。優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層主要發(fā)育在高位體系域晚期岸灘環(huán)境，而高位體系早期岸灘膠結(jié)作用較強(qiáng)，物性較差，可形成物性遮擋。潟湖環(huán)境成巖改造程度較低，形成隔夾層或差儲(chǔ)層，層序界面處白云巖泥質(zhì)含量較高，儲(chǔ)層物性較差。SQ6層序沉積環(huán)境為潟湖和岸灘互層(圖8(d))，高位體系域?yàn)w膠結(jié)作用較強(qiáng)，儲(chǔ)層物性較差。低位體系域?qū)有蝽敳堪l(fā)育大段的角礫巖帶，巖石遭受多期交替淋濾作用和風(fēng)化作用，形成致密膠結(jié)帶，發(fā)育穩(wěn)定的物性隔夾層。

圖8 M油田Mishrif組儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)Fig.8 Reservoir architecture in Mishrif Formation of M Oilfield

3.2 沉積作用

M油田在白堊系構(gòu)造影響較弱，沉積作用和成巖作用對(duì)儲(chǔ)層品質(zhì)具有重要的影響。不同沉積環(huán)境中巖石特征、生屑類型及結(jié)構(gòu)構(gòu)造等差異顯著(圖9)。障壁灘以厚殼蛤生屑灰?guī)r和生屑顆?；?guī)r為主，生屑主要為厚殼蛤、固著類雙殼和棘皮類，分選磨圓較差，巖石結(jié)構(gòu)成熟度較低。岸灘以生屑顆粒灰?guī)r和泥晶生屑灰?guī)r為主，生屑主要為雙殼類、棘皮類和底棲有孔蟲，生屑分選較好。臺(tái)內(nèi)灘形成于潟湖中的構(gòu)造隆起，巖石泥質(zhì)含量較高，以泥晶生屑灰?guī)r、生屑泥晶灰?guī)r和圓笠蟲生屑灰?guī)r為主。灘前發(fā)育在障壁灘向海一側(cè)，水體開闊，沉積水動(dòng)力較強(qiáng)，巖石包括泥晶棘屑灰?guī)r、似球粒生屑灰?guī)r和亮晶有孔蟲灰?guī)r，顆粒分選和磨圓較好，巖石結(jié)構(gòu)成熟度較高。灘后形成于障壁灘向陸一側(cè)，沉積水動(dòng)力較弱，以生屑漂浮巖為主，分選較差，巖石結(jié)構(gòu)成熟度較低。潟湖位于障壁灘向陸一側(cè)的構(gòu)造洼地，主體位于正常浪基面以下，水體能量較低，巖石泥質(zhì)含量較高，包括含掘穴泥灰?guī)r、綠藻泥晶灰?guī)r、泥晶生屑灰?guī)r、生屑泥晶灰?guī)r等，主要為廣鹽性生物碎屑，以底棲有孔蟲、腹足類和藻類為主，含少量的雙殼類和介形蟲。潟湖邊緣坪以白云巖類為主，白云石晶體間可見殘余雙殼類生屑。斜坡位于風(fēng)暴浪基面之下，水體安靜，以泥灰?guī)r為主，生屑主要為海綿骨針、介形蟲及栗孔蟲等深水生物碎屑。

沉積作用不但控制了巖石的原始組構(gòu)和物性，還對(duì)后期成巖演化具有重要的影響。障壁灘、岸灘、臺(tái)內(nèi)灘和灘前等高能沉積環(huán)境，水體沖刷篩選能力較強(qiáng)，巖石原始物性較高，成巖流體容易滲入。在海侵體系域或高位體系域早期，水體深度較大，灘體通常處于海水成巖環(huán)境。海水提供了充足的溶質(zhì)，且波浪或潮汐可推動(dòng)海水穿過相當(dāng)大厚度的沉積層，發(fā)生強(qiáng)烈的海水膠結(jié)[14]。高能沉積通常處于古地貌隆起，在高位體系域晚期或低位體系域，地層容易處于大氣淡水環(huán)境。灘體頂部溶蝕形成大量粒間溶孔和生物體腔孔，有效改善巖石的物性。若灘體厚度較大，灘體底部則處于潛流帶，流體的飽和度較高，以膠結(jié)作用為主，形成方解石充填孔隙，降低儲(chǔ)層物性。潟湖、灘后、斜坡等低能沉積環(huán)境，巖石泥質(zhì)組分含量高，以基質(zhì)微孔為主，排驅(qū)壓力較大，巖石的原始滲透率較低，成巖流體不易滲入，成巖作用較弱。而且，低能沉積環(huán)境地勢(shì)低洼，若海平面下降幅度較小，地層依舊處于海水成巖環(huán)境，成巖作用依舊較弱。只有當(dāng)海平面大幅度下降時(shí)，巖石才能有機(jī)會(huì)遭受溶蝕。

圖9 M油田Mishrif組沉積相對(duì)儲(chǔ)層特征的控制作用Fig.9 Reservoir characteristics controlled by facies in Mishrif Formation of M Oilfield

3.3 成巖作用復(fù)雜

M油田Mishrif組儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間中次生孔隙占據(jù)了較大的比例，包括粒間溶孔、殼體溶孔、生物體腔孔、鑄?？?、顆粒微孔、粒內(nèi)孔、晶間孔及晶間溶孔等。多樣的孔隙歸因于復(fù)雜的成巖改造，M油田Mishrif組成巖作用類型主要為包括溶蝕作用、膠結(jié)作用、白云石化作用，作用對(duì)象包括生屑顆粒、泥晶基質(zhì)和生物潛穴中的充填物。

(1)溶蝕作用。溶蝕作用是重要的建設(shè)性成巖作用，可分為非選擇性溶蝕和選擇性溶蝕。非選擇性溶蝕不但溶解粒間的亮晶膠結(jié)物，還可以溶解低鎂方解石質(zhì)的生屑顆?；蚰嗑Щ|(zhì)，如厚殼蛤類、雙殼類等生屑。非選擇性溶蝕主要作用于淺灘環(huán)境，在灘后和潟湖中也可發(fā)育。大氣淡水環(huán)境下，流體的溶蝕性較強(qiáng)，灘體發(fā)生淋濾溶蝕，巖石原始結(jié)構(gòu)遭到破壞，行成大量的粒間孔、粒間溶孔和溶蝕孔洞(圖10(a)～(c))。泥晶基質(zhì)或亮晶膠結(jié)物通常為低鎂方解石，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，流體對(duì)生屑不飽和而對(duì)填隙物飽和，生屑顆粒被選擇性溶蝕，形成大量的鑄?？住⑸矬w腔孔和粒內(nèi)孔(圖10(d)～(i))。M油田Mishrif組選擇性溶蝕作用比較普遍，在高能灘體和低能潟湖中均有發(fā)育。

圖10 M油田Mishrif組儲(chǔ)層成巖作用類型和孔隙特征Fig.10 Diagenesis and pore characteristics in Mishrif Formation of M Oilfield

(2)膠結(jié)作用。膠結(jié)作用是與溶蝕作用相伴生的成巖類型。方解石膠結(jié)物，充填儲(chǔ)層孔隙和喉道，降低儲(chǔ)層物性。膠結(jié)作用主要影響淺灘相儲(chǔ)層物性，潟湖相儲(chǔ)層也受膠結(jié)作用影響。根據(jù)膠結(jié)物含量，將M油田Mishrif組膠結(jié)作用分為弱膠結(jié)、中等膠結(jié)和致密膠結(jié)：致密膠結(jié)將沉積物的孔隙和喉道完全充填，肉眼難以見到孔隙，巖石滲流性質(zhì)差，通常形成物性隔夾層。弱膠結(jié)指方解石零星分布于儲(chǔ)層粒間孔或粒間溶孔中，對(duì)儲(chǔ)層物性影響較小。中等膠結(jié)指部分孔隙和喉道被膠結(jié)物充填堵塞，形成殘余鑄?？谆驓堄嗔ｉg孔(圖10(j))。灘體不同部位經(jīng)受的溶蝕-膠結(jié)作用不同，導(dǎo)致儲(chǔ)層物性分異較大。強(qiáng)溶蝕、弱膠結(jié)提高儲(chǔ)層物性，弱溶蝕、強(qiáng)膠結(jié)降低儲(chǔ)層物性。

(3)白云石化作用。白云石化作用主要發(fā)生在潟湖邊緣坪、潟湖和斜坡中。海平面下降階段，潟湖邊緣發(fā)生暴露，發(fā)生準(zhǔn)同生白云石化作用，形成大量的晶間孔隙(圖10(k))。潟湖邊緣坪的發(fā)育受水介質(zhì)條件和氣候控制，僅在MA層下部發(fā)育。巖石泥晶含量較高，可見白云石化后的殘余雙殼和棘皮生屑。若發(fā)生溶蝕作用，形成大量的晶間溶孔，可有效改善儲(chǔ)層物性(圖10(l))。

(4)M油田Mishrif組潟湖環(huán)境中生物擾動(dòng)現(xiàn)象比較普遍[15]，潛穴與基底具有不同的結(jié)構(gòu)組分和化學(xué)成分。當(dāng)潛穴中充填了粗粒碎屑，則潛穴物性高于基底，連通的潛穴可為成巖流體提供滲流通道，若有溶蝕性流體滲入，潛穴中可發(fā)生溶蝕作用，形成粒間溶孔和鑄?？?圖10(m))，有效改善潛穴物性，若有飽和流體滲入，潛穴中發(fā)生強(qiáng)烈的膠結(jié)作用，降低潛穴物性(圖10(n))。當(dāng)潛穴中充填了生物新陳代謝形成的糞便和黏滯物等有機(jī)質(zhì)，埋藏成巖環(huán)境下，有利于發(fā)生白云石化作用[16-17]，白云石與方解石發(fā)生等摩爾交代后，形成大量的晶間孔隙[18](圖10(o))。若后期有溶蝕性流體滲入，白云石晶體間孔隙體積進(jìn)一步擴(kuò)大，形成晶間溶孔。生物擾動(dòng)作用主要發(fā)生在潟湖環(huán)境中，生物擾動(dòng)比較充分，潛穴發(fā)育密度大，潟湖相巖石改造程度高。潟湖中普遍發(fā)育微裂縫(圖10(p))，是造成儲(chǔ)層低孔高滲的主要原因。

4 結(jié) 論

(1)Mishrif組發(fā)育6個(gè)四級(jí)層序，海平面升降旋回造成沉積環(huán)境變遷，海水成巖環(huán)境和大氣淡水環(huán)境不斷轉(zhuǎn)換。沉積-成巖耦合作用控制著巖石的物性，形成有利儲(chǔ)層、差儲(chǔ)層、賊層及不同成因的隔夾層等。多期層序旋回造成不同儲(chǔ)層和隔夾層交替變化，導(dǎo)致儲(chǔ)層垂向具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性。

(2)M油田Mishrif組為具障壁的緩坡環(huán)境，沉積相類型較多，不同沉積相由于結(jié)構(gòu)組分和成巖改造差異，儲(chǔ)層物性差異較大，相同沉積相不同部位成巖作用類型和強(qiáng)度不同，導(dǎo)致儲(chǔ)層物性級(jí)差較大。成巖作用主要為非選擇性溶蝕作用、選擇性溶蝕作用、膠結(jié)作用及白云石化作用，復(fù)雜的成巖演化造成Mishrif組儲(chǔ)層次生孔隙類型多樣、孔喉結(jié)構(gòu)復(fù)雜。