巨厚灰?guī)r油藏中隔夾層與高滲層成因與發(fā)育規(guī)律
——以伊拉克H油田Mishrif組為例

喬占峰，孫圓輝，曹鵬，朱光亞,邵冠銘，王擁軍，張杰，孫曉偉

1 中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院；2 中國(guó)石油集團(tuán)碳酸鹽巖儲(chǔ)層重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3 中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院

0 前 言

隔夾層和高滲層是油藏開(kāi)發(fā)策略和注水方案合理設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素，顯著影響著油藏開(kāi)發(fā)方案和開(kāi)發(fā)效果。白堊系Mishrif 組是中東地區(qū)最主要的儲(chǔ)油和產(chǎn)油層位之一［1-5］，含油層厚度可達(dá)200 余米，通常認(rèn)為是典型的巨厚塊狀油藏。然而，伊拉克南部哈法亞、西古爾納、馬基龍等油田的開(kāi)發(fā)情況表明［6-16］：盡管Mishrif 組以厚殼蛤相關(guān)生物碎屑灰?guī)r為主要儲(chǔ)集巖，整體表現(xiàn)為高孔特征，但是較強(qiáng)的層間干擾和復(fù)雜的注采關(guān)系揭示儲(chǔ)層內(nèi)部具有復(fù)雜的非均質(zhì)性，嚴(yán)重影響著油田開(kāi)發(fā)效果。除丘灘相內(nèi)部本身表現(xiàn)出的復(fù)雜結(jié)構(gòu)特征外［16-19］，其中關(guān)鍵因素之一是巨厚油藏中發(fā)育著復(fù)雜的隔夾層和高滲層，影響著油藏內(nèi)部的流體流動(dòng)。

對(duì)于隔夾層和高滲層的成因前人的研究已有涉及。鄧亞等［20］指出西古爾納油田Mishrif 組發(fā)育顆?；?guī)r、泥?；?guī)r及粒泥灰?guī)r3種隔夾層，層序地層和成巖作用控制隔層和夾層的形成與發(fā)育。杜洋等［21］針對(duì)白堊系Khasib 組提出異常高滲層的成因主要是：優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的沉積基礎(chǔ)及同生巖溶改造，淺—中埋藏期有機(jī)酸長(zhǎng)期的溶蝕對(duì)儲(chǔ)層的疊加和改造優(yōu)化，以及快速深埋藏期與烴類充注極好的耦合關(guān)系使其得以保存。以上研究對(duì)認(rèn)識(shí)伊拉克南部白堊系油藏內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供了重要參考。然而，隨著油田開(kāi)發(fā)的深入，油藏壓力降低、注水受效響應(yīng)不顯著、受效規(guī)律不明顯等問(wèn)題突出，以上認(rèn)識(shí)尚不足以很好地指導(dǎo)油田開(kāi)發(fā)問(wèn)題的解釋。

本文通過(guò)對(duì)伊拉克H 油田Mishrif 組巖心-測(cè)井-開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)的綜合分析，在層序地層框架下深入總結(jié)了隔夾層和高滲層的成因類型和發(fā)育規(guī)律，對(duì)中東、中亞及南美等地區(qū)以中新生代地層為主力產(chǎn)層的油藏開(kāi)發(fā)具有重要的指導(dǎo)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

H油田位于伊拉克東南部［22-23］（圖1），構(gòu)造上處于美索不達(dá)米亞盆地，呈北西—南東向的寬緩長(zhǎng)軸背斜，形成于新近紀(jì)扎格羅斯造山運(yùn)動(dòng)［24-26］，中白堊統(tǒng)Mishrif組為該油田的主力產(chǎn)層。

圖1 伊拉克H油田Mishrif組沉積相分布圖Fig.1 Distribution of sedimentary facies of Mishrif Formation in H Oilfield,Iraq

中東地區(qū)上白堊統(tǒng)塞諾曼階—土倫階沉積旋回始于海侵期的Ahmadi 組泥灰?guī)r，接著為Rumaila組白堊質(zhì)陸棚沉積，然后為海退期Mishrif 組碳酸鹽沉積，其頂面為區(qū)域性不整合面，上覆Khasib 組和Tanuma 組碳酸鹽沉積［27-28］。其中，Mishrif 組屬于晚白堊世早期沉積，伊拉克H 油田所處的臺(tái)地礁灘相在伊朗和伊拉克邊境以及巴士拉地區(qū)以東南走向的條帶狀分布，向南與阿拉伯地盾相接，沉積厚度約為350~400 m，西南方臨近次盆深水相，厚度逐漸變薄至150 m，東北向伊朗境內(nèi)為特提斯洋［28-29］。

Mishrif 組由5 個(gè)三級(jí)層序和10 個(gè)四級(jí)層序構(gòu)成（圖2），各三級(jí)層序頂面均由代表海平面顯著下降的潮道、下切谷或不整合面等典型相類型限定，不同層序內(nèi)，沉積相類型和展布以及儲(chǔ)層物性特征存在明顯的分異。其中，主力產(chǎn)層包括MB2 和MB1兩個(gè)段。MB2 段以粗粒生物碎屑灰?guī)r為主，厚度約為30 m，物性好，產(chǎn)量高。MB1 段厚度為100 m 左右，分為 MB1-1 和 MB1-2 兩個(gè)亞層，其中 MB1-1 亞層以致密泥晶灰?guī)r為主，厚約10~20 m，基本不發(fā)育儲(chǔ)層；MB1-2 亞層進(jìn)一步細(xì)分為MB1-2A、MB1-2B和MB1-2C 三個(gè)小層，巖性以潟湖相泥?；?guī)r和粒泥灰?guī)r等細(xì)粒碳酸鹽巖為主，其中夾潮道和生物碎屑灘相粗粒生物碎屑顆?；?guī)r，儲(chǔ)量大且儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，注水過(guò)程中表現(xiàn)出復(fù)雜的響應(yīng)特征，揭示出隔夾層和高滲層的復(fù)雜影響。

圖2 伊拉克H油田Mishrif組地層柱狀圖Fig.2 Comprehensive stratigraphic column of Mishrif Formation in H Oilfield,Iraq

2 滲透率控制因素

隔夾層和高滲層本質(zhì)上是巖石滲透性異常體，其形成和發(fā)育與滲透率控制因素有關(guān)，受沉積和成巖改造的共同控制。

2.1 巖石結(jié)構(gòu)對(duì)滲透率的控制

Lucia［30］的巖石物理結(jié)構(gòu)分類，將碳酸鹽巖劃分為顆粒主導(dǎo)的巖石組構(gòu)和灰泥主導(dǎo)的巖石組構(gòu)：顆粒主導(dǎo)的巖石組構(gòu)包括顆?；?guī)r和顆粒主導(dǎo)的泥?；?guī)r；灰泥主導(dǎo)的巖石組構(gòu)包括泥晶灰?guī)r和灰泥主導(dǎo)的泥粒灰?guī)r、粒泥灰?guī)r。大量的物性統(tǒng)計(jì)揭示，巖石灰泥含量與巖石物性關(guān)系密切：灰泥含量越高，巖石滲透率越低［30］。

由巖石薄片觀察和壓汞分析可知：伊拉克H 油田Mishrif 組顆?；?guī)r孔喉半徑最大，峰值可達(dá)10 μm，而且粒徑與孔喉半徑成正比；泥?；?guī)r、粒泥灰?guī)r和泥晶灰?guī)r隨著顆粒間灰泥增多，大孔喉占比逐漸減少，小孔喉占比逐漸升高（圖3）。此外，顆?；?guī)r中顆粒大小和分選影響喉道大小，也相應(yīng)地會(huì)影響滲透率大?。?0］，粗顆粒具有更大的喉道半徑和滲透率（圖3）。

圖3 伊拉克H油田Mishrif組主要巖石類型特征與孔喉分布Fig.3 Main rock types and pore-throat distribution of Mishrif Formation in H Oilfield,Iraq

2.2 孔隙類型對(duì)滲透率的控制

Lucia［30］從巖石物理屬性角度考慮，將碳酸鹽巖孔隙劃分為2種類型，即粒間孔隙和孔洞孔隙，孔洞孔隙包括孤立孔洞和接觸孔洞。粒間孔隙由顆粒間喉道連通；而孤立孔洞則由基質(zhì)中發(fā)育的微孔連通，喉道異常小導(dǎo)致滲透率低［30］。

顯而易見(jiàn)，粒間孔隙發(fā)育的巖石具有較高的滲透率，孔隙度和滲透率相關(guān)性比較好。孤立孔洞主要對(duì)應(yīng)于Choquette等［31］孔隙分類中的鑄?？住⒘?nèi)溶孔、晶?？住⒄诒慰缀腕w腔孔等，以該類孔隙為主的巖石盡管具有較高的孔隙度，但滲透率偏低。接觸孔洞主要包括裂縫、溶縫等，該類孔隙越發(fā)育，對(duì)滲透率的提升效果越顯著。

通過(guò)對(duì)640件薄片的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，在Mishrif組中，Lucia 分類［30］的各類孔隙均發(fā)育（圖4），而且不同類型孔隙傾向發(fā)育于特定的巖石類型：細(xì)粒生物碎屑灰?guī)r中多以粒間孔隙為主，粗粒生物碎屑灰?guī)r中粒間孔隙和粒內(nèi)孔隙均較發(fā)育；而粒泥/泥?；?guī)r中則表現(xiàn)為以孤立孔洞為主，部分樣品發(fā)育接觸孔洞。因此，孔隙類型與巖石類型一起對(duì)滲透率起到了重要的控制作用。特別是泥?；?guī)r，由于孤立孔洞占比較高，雖然孔隙度較高，但是實(shí)際滲透率相對(duì)偏低（圖5），這是造成儲(chǔ)層厚度大但內(nèi)部滲流差異顯著的重要原因之一。

圖4 伊拉克H油田Mishrif組主要孔隙類型圖版Fig.4 Macro and micro photos showing main pore types of Mishrif Formation in H Oilfield,Iraq

圖5 伊拉克H油田Mishrif組主要巖石類型孔隙度和滲透率特征Fig.5 The porosity and permeability values of different rock types of Mishrif Formation in H oilfield,Iraq

2.3 成巖改造對(duì)滲透率的影響

除巖石類型和孔隙類型差異造成滲透率差異外，碳酸鹽巖的成巖改造也會(huì)造成滲透率顯著的差異，主要存在2個(gè)方面，即膠結(jié)作用和溶蝕作用。

2.3.1 膠結(jié)作用對(duì)滲透率的影響

膠結(jié)作用因?qū)е聨r石中孔隙空間被充填，造成滲透率降低，這在絕大多數(shù)碳酸鹽巖后生成巖改造中較為普遍。通過(guò)大量薄片觀察發(fā)現(xiàn)，伊拉克H 油田MB1-2 亞段灰?guī)r中總體上膠結(jié)作用不甚強(qiáng)烈，大量的泥晶灰?guī)r或粒泥灰?guī)r含有大量的微孔即是很好的證據(jù)。但是，存在2 種類型的膠結(jié)作用對(duì)巖石滲透率造成影響：一方面是潟湖等低能背景中的細(xì)粒沉積，由于沉積速率低、生長(zhǎng)緩慢，形成厚約0.5 m的硬底構(gòu)造，巖石中大量發(fā)育的微孔和有孔蟲(chóng)等的體腔孔也被幾乎完全充填，從而形成致密層（圖4g）；另一方面，經(jīng)歷早期海底環(huán)邊膠結(jié)的顆?；?guī)r，由于得到環(huán)邊膠結(jié)物的保護(hù)（圖4b），在完全固結(jié)成巖過(guò)程中，壓實(shí)壓溶作用改造較弱，因此薄片上少見(jiàn)縫合線接觸的顆粒，多見(jiàn)顆粒與環(huán)邊膠結(jié)物一起發(fā)生的機(jī)械壓實(shí)破碎，導(dǎo)致微裂縫發(fā)育，因此在粒間孔可以得到較好的保存的同時(shí)，后期壓實(shí)破碎造成的微裂縫，使得巖石具有相對(duì)較高的滲透率。

2.3.2 溶蝕作用對(duì)滲透率的影響

溶蝕作用改造通過(guò)提升孔隙或孔洞連通性或形成溶縫改善基質(zhì)滲透率。壓汞分析結(jié)果與薄片聯(lián)合分析顯示，在巖石結(jié)構(gòu)相同的情況下，溶縫和溶蝕擴(kuò)大孔發(fā)育的泥粒灰?guī)r具有明顯更低的進(jìn)汞壓力，揭示更高的孔隙連通性和滲透性。同時(shí)，對(duì)于不同巖石類型，如顆粒灰?guī)r和泥?；?guī)r，溶蝕改造的效應(yīng)存在差異。對(duì)于顆?；?guī)r的溶蝕改造表現(xiàn)為孔隙度和滲透率同步提升；而對(duì)于泥粒灰?guī)r來(lái)說(shuō)，主要表現(xiàn)為灰泥間微孔的大量發(fā)育，增孔更為明顯，而滲透率提升有限（圖3）。

3 隔夾層成因類型與發(fā)育規(guī)律

3.1 隔夾層成因類型與識(shí)別特征

隔夾層本質(zhì)上是在空間上具有一定規(guī)模的由滲透性差的巖石類型構(gòu)成的低滲透層。隔夾層在特定的沉積背景和海平面變化以及成巖演化背景下形成，對(duì)地下流體流動(dòng)形成遮擋作用。根據(jù)隔夾層發(fā)育規(guī)律及在儲(chǔ)滲單元中的作用將其劃分為隔層、夾層、側(cè)向隔擋層?；跐B透率控制因素和沉積演化的認(rèn)識(shí)，可知Mishrif 組內(nèi)隔夾層存在沉積成因和成巖成因2種類型（表1）。

表1 伊拉克H油田Mishrif組隔夾層成因與發(fā)育特征Table 1 Genesis and development characteristics of barrier and baffles of Mishrif Fomation in H Oilfield,Iraq

3.1.1 隔層

隔層是指具一定厚度、分布范圍較廣的低滲層，對(duì)儲(chǔ)層起到了垂向分割作用。隔層上下構(gòu)成基本獨(dú)立的流動(dòng)單元。對(duì)巖石類型和物性資料的分析表明，研究區(qū)Mishrif組隔層存在2種成因：較深水沉積型隔層和淺水沉積型隔層。

較深水沉積型隔層 主要由潮下帶或潟湖相等水體較深環(huán)境沉積的泥晶灰?guī)r和粒泥灰?guī)r構(gòu)成。該類隔層沉積于海侵期水體相對(duì)較深的環(huán)境，以細(xì)粒沉積為主，成巖后孔隙欠發(fā)育，實(shí)測(cè)滲透率多小于 3×10-3μm2，可作為有效隔擋，且具有大面積分布的潛力。測(cè)井上表現(xiàn)為高伽馬、高電阻率、高密度、低聲波時(shí)差，為致密灰?guī)r的測(cè)井響應(yīng)特征（圖6）。

圖6 伊拉克H油田Mishrif組MB1-2亞段綜合柱狀圖Fig.6 Comprehensive column of MB1-2 submember of Mishrif Formation in H oilfield,Iraq

淺水沉積型隔層 主要由沼澤相或潮坪相等淺水沉積環(huán)境下沉積的碳質(zhì)泥巖、含煤泥巖或泥灰?guī)r等細(xì)粒沉積構(gòu)成，通常為薄層狀，具有顯著偏低的垂向滲透率，測(cè)井上表現(xiàn)為異常高的伽馬值。

3.1.2 夾層

夾層一般規(guī)模較小、分布范圍相對(duì)局限，是發(fā)育在儲(chǔ)集體內(nèi)部的低滲層，可以影響流體流動(dòng)但是不足以完全分割儲(chǔ)集體。巖心和薄片分析顯示，研究區(qū)目的層的夾層存在沉積型和成巖型2 種成因類型。

沉積型夾層 由物性較差的巖相或微相對(duì)于物性較好的顆粒巖相造成隔擋而形成，存在2 種情況：①由于潮道相獨(dú)特的相序結(jié)構(gòu)和疊置特征造成。潮道具有典型的“二元結(jié)構(gòu)”，下部的顆?；?guī)r和泥粒灰?guī)r均可構(gòu)成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，而上部的灰泥主導(dǎo)的泥粒灰?guī)r和粒泥灰?guī)r雖然具有一定的儲(chǔ)集性，但是滲透性明顯更差。潮道往往具有遷移、多期疊置的特征，表現(xiàn)為低滲泥?；?guī)r和粒泥灰?guī)r夾于顆?；?guī)r和泥粒灰?guī)r儲(chǔ)層中間，相對(duì)于顆粒灰?guī)r和泥?；?guī)r起隔擋作用（圖7）。②與潮道類似，在生物碎屑灘遷移過(guò)程中，顆粒灰?guī)r沉積中間會(huì)夾有相對(duì)低能的泥?；?guī)r或粒泥灰?guī)r沉積，可構(gòu)成局部的夾層。

圖7 伊拉克H油田Mishrif組MB1-2亞段潮道相中沉積型夾層發(fā)育柱狀圖Fig.7 Comprehensive column showing the development of sedimentary barrier and baffles in tidal channel facies of MB1-2 submember of Mishrif Formation in H oilfield,Iraq

成巖型夾層 主要指由于成巖作用主導(dǎo)形成的致密層，如潟湖相中的硬底，由于沉積速率低、成巖時(shí)間長(zhǎng)而導(dǎo)致巖石致密。薄片觀察顯示，硬底主要由泥晶灰?guī)r或粒泥灰?guī)r構(gòu)成，膠結(jié)作用強(qiáng)烈，基質(zhì)孔隙欠發(fā)育（圖4g）。硬底的發(fā)育與海平面的頻繁振蕩具有密切關(guān)系，可能代表潟湖相半受限環(huán)境水動(dòng)力間歇性影響的結(jié)果。海平面上升溝通開(kāi)闊水體攜帶生物碎屑顆粒進(jìn)入，海平面下降后水體受限，沉積速率降低，硬底形成。硬底段厚度雖僅有不到0.5 m，但延伸可達(dá)數(shù)十千米，構(gòu)成儲(chǔ)層內(nèi)部的夾層，影響流體流動(dòng)。

需要指出的是，與高頻層序界面相關(guān)的溶蝕作用垂向上的影響范圍可貫通五級(jí)旋回，進(jìn)而影響硬底的垂向隔檔性能。如M316井MB1-2B小層上部，雖發(fā)育大量硬底，表現(xiàn)為高密度、低中子和低聲波時(shí)差（圖6），但是由巖心和測(cè)井標(biāo)定可知，受到溶蝕作用影響，生物潛穴垂向溶蝕擴(kuò)大明顯，實(shí)測(cè)垂向滲透率多大于水平滲透率（圖6），造成原本分割的儲(chǔ)集層上下串通。

3.1.3 側(cè)向隔擋層

側(cè)向隔擋層是由于物性差異導(dǎo)致儲(chǔ)層側(cè)向分割的低滲帶，研究區(qū)存在2種類型：灰泥充填型潮道和下切谷。Mishrif 組MB1-2 亞段發(fā)育大量潮道沉積，鉆井和地震結(jié)合可判斷潮道部分段以充填灰泥為主，切割生物碎屑灘或孔隙型潟湖相儲(chǔ)層后，可導(dǎo)致儲(chǔ)層分割，造成側(cè)向隔擋。

下切谷形成于三級(jí)層序末期。在進(jìn)入下一個(gè)三級(jí)層序低位域期間，由于臺(tái)地暴露溶蝕下切形成條帶狀河谷，低位域—海侵域海平面上升過(guò)程中充填低滲透性的泥晶灰?guī)r或粒泥灰?guī)r，對(duì)層序高水位體系域形成的生物碎屑灰?guī)r儲(chǔ)層段構(gòu)成側(cè)向隔擋，甚至可能形成兩個(gè)獨(dú)立的油藏。

3.2 隔夾層發(fā)育規(guī)律

隔夾層的發(fā)育與海平面變化/高頻旋回關(guān)系密切。區(qū)域性隔層往往與較大規(guī)模的海平面上升形成的較深水低能沉積有關(guān)，主要發(fā)育于三級(jí)層序最大海泛面附近或四級(jí)層序海侵體系域下部（圖6）。代表三級(jí)層序海侵域的MC2-1、MC1-1和MB1-2亞段底部以泥晶灰?guī)r為主，構(gòu)成了區(qū)域上穩(wěn)定的隔層。對(duì)M316井MB1-2B小層的取心段分析可知，該四級(jí)層序底部海侵體系域潟湖相受溶蝕作用改造弱，盡管局部孔隙度較高，但是垂向滲透率明顯小于水平滲透率，厚度約為3~5 m，具有較好的分割性，且在油田大部分區(qū)域發(fā)育較穩(wěn)定，將MB1-2B和MB1-2C 小層有效地分割。另外，MB1-2C 小層底部潟湖相泥晶灰?guī)r和粒泥灰?guī)r構(gòu)成的隔層，厚度為10 m 左右，區(qū)域上發(fā)育穩(wěn)定，構(gòu)成MB2 和MB1段儲(chǔ)層間的區(qū)域隔層。

淺水型隔層主要發(fā)育于灘體頂部的沼澤相或潮坪相，與高頻旋回末期的海平面下降有關(guān)，其特點(diǎn)是橫向連續(xù)性依賴于地貌和灘體的遷移疊置，可形成油藏范圍內(nèi)覆蓋范圍較大的連續(xù)隔層，但是難以形成分割油藏的穩(wěn)定的區(qū)域隔層。此外，受灘體疊置的影響，該類隔層也可能表現(xiàn)為復(fù)雜的疊置特征，可能夾于儲(chǔ)層中或表現(xiàn)為側(cè)向封堵。

夾層均發(fā)育于儲(chǔ)層內(nèi)部，且沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的受層序約束的特征，但是不同類型夾層的發(fā)育規(guī)律不同。對(duì)于潮道或?yàn)w中的沉積型夾層來(lái)說(shuō)，其發(fā)育主要受顆粒沉積側(cè)向疊置控制，該類夾層表現(xiàn)為側(cè)向分割特征，影響流體的側(cè)向流動(dòng)；對(duì)于如硬底的成巖夾層來(lái)說(shuō)，其主要表現(xiàn)為平行層面發(fā)育，主要影響流體的垂向流動(dòng)。

三級(jí)層序末期海平面下降到臺(tái)地以下，可能形成下切谷切割臺(tái)地，在下一次海平面上升期間，其中易于充填細(xì)粒泥晶灰?guī)r或粒泥灰?guī)r，構(gòu)成側(cè)向隔擋層（圖8），主要表現(xiàn)為在橫切臺(tái)緣方向?qū)w造成切割。

圖8 伊拉克H油田Mishrif組隔夾層發(fā)育規(guī)律與對(duì)比Fig.8 Development law and comparison of barrier and baffles of Mishrif Formation in H Oilfield,Iraq

4 高滲層成因類型與發(fā)育規(guī)律

4.1 高滲層成因類型

高滲層是指具有高滲流能力、側(cè)向連續(xù)、厚度較薄、產(chǎn)液和吸水速度高、滲流性質(zhì)明顯高于圍巖的一類流動(dòng)單元［32-36］。根據(jù) Lucia［30］對(duì)巖石物理性質(zhì)的分類，在不考慮裂縫的情況下，粒間孔隙和連通孔洞發(fā)育程度決定滲透率大小，這2 類孔隙分別為沉積成因和成巖成因，在伊拉克H 油田Mishrif組均有發(fā)育（圖4），對(duì)應(yīng)地，伊拉克H 油田Mishrif組高滲層可劃分為沉積型和成巖型2 種類型（表2）。

表2 伊拉克H油田Mishrif組高滲層成因與發(fā)育特征Table 2 Genesis and development characteristics of high permeable streak of Mishrif Formation in H Oilfield,Iraq

4.1.1 沉積型高滲層

沉積型高滲層指主要由巖石類型差異造成的相對(duì)于儲(chǔ)層背景滲透率異常高的高滲層，如潮道顆?；?guī)r，相對(duì)于潟湖相泥?；?guī)r或粒泥灰?guī)r的滲透率高多個(gè)數(shù)量級(jí)，可構(gòu)成高滲通道。雖然潟湖相粒泥灰?guī)r孔隙度也可達(dá)10%以上，為有效儲(chǔ)層，但是在油氣開(kāi)采或注水過(guò)程中顆?；?guī)r相高滲層必然會(huì)壓制潟湖相泥?；?guī)r中的流體流動(dòng)。

4.1.2 成巖型高滲層

成巖型高滲層主要由暴露溶蝕改造作用形成。四級(jí)層序末伴隨有較大規(guī)模的海平面下降［16］，導(dǎo)致臺(tái)地范圍內(nèi)大面積暴露，溶蝕作用（或早表生巖溶作用）發(fā)生［13,37］，使得臺(tái)地沉積遭受溶蝕改造，發(fā)生模式與鐘原等提出的模式相似［37-38］。其中，臺(tái)內(nèi)灘頂部顆?；?guī)r由于沉積水體較淺，海平面下降容易發(fā)生暴露溶蝕，對(duì)先期存在的連通孔洞（粒間孔）進(jìn)一步溶蝕擴(kuò)大，或形成微裂縫（圖4a，4b），使得孔隙連通性得到進(jìn)一步改善，相較未受強(qiáng)烈溶蝕改造的顆粒灰?guī)r具有更高的滲透率，構(gòu)成高滲層。

此外，原本難以構(gòu)成儲(chǔ)層的潟湖相泥粒/粒泥灰?guī)r經(jīng)歷四級(jí)層序相關(guān)的暴露溶蝕改造后，也形成較優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層（圖6），孔隙度大于10%，且由于溶孔和溶縫的發(fā)育而滲透率較高（圖4e，4f），相對(duì)于未/弱溶蝕潟湖相可構(gòu)成高滲層。統(tǒng)計(jì)表明：潟湖相粒泥灰?guī)r溶蝕改造段主要位于四級(jí)層序界面之下30 m 范圍之內(nèi)，顯示了其與暴露大氣水溶蝕的密切關(guān)系（圖9）。

圖9 伊拉克H油田Mishrif組MB1-2亞段溶蝕發(fā)育頻率與距四級(jí)層序頂面距離關(guān)系圖Fig.9 Relationship between the frequency of dissolution development and the distance to the top surface of the 4th-order sequence in the MB1-2 submember of Mishrif Formation in H Oilfield,Iraq

4.2 高滲層發(fā)育規(guī)律

不同成因高滲層的發(fā)育規(guī)律差異明顯（圖10）。沉積型高滲層明顯受沉積微相控制，局限在潮道內(nèi)發(fā)育，且由于受潮道典型的“二元結(jié)構(gòu)”控制，高滲層主要發(fā)育于潮道充填物中下部（圖7，圖10）。巖心觀察顯示潮道底部多發(fā)育類似河道的滯留沉積，灰泥含量相對(duì)較高，沉積型高滲層主要發(fā)育于潮道底部沖刷面之上；層序格架內(nèi)，潮道主要發(fā)育于四級(jí)層序末期，下切潟湖相和臺(tái)內(nèi)灘相，橫切剖面上呈下凹型，高滲層發(fā)育于其中充填的顆?；?guī)r內(nèi)，呈塊狀；平面上，高滲層沿潮道發(fā)育，受顆?；?guī)r發(fā)育展布約束，呈帶狀、曲流河形態(tài)。

成巖型高滲層的發(fā)育受層序界面控制，分布于溶蝕改造作用區(qū)。層序末期，與潮道相沉積伴生的周圍的潟湖相和臺(tái)內(nèi)灘沉積接受大氣水溶蝕作用改造，從而形成成巖型高滲層。通常情況下，層序界面以下，越靠近層序界面，溶蝕強(qiáng)度越大，越有利于發(fā)育高滲層。特別是暴露于大氣水的臺(tái)內(nèi)灘沉積，本身具有向上變粗的結(jié)構(gòu)旋回，上部基質(zhì)孔隙發(fā)育，在暴露期間，靠近頂部溶蝕作用更強(qiáng)。因此，高滲層多發(fā)育于臺(tái)內(nèi)灘頂部，橫向上呈透鏡狀發(fā)育，平面上呈片狀分布，即灘核部位（圖10）。

圖10 伊拉克H油田Mishrif組MB1-2亞段高滲層發(fā)育模式圖Fig.10 Development model of high permeable streak of MB1-2 submember of Mishrif Formation in H oilfield,Iraq

溶蝕改造潟湖內(nèi)高滲層的發(fā)育受層序界面和微地貌的共同控制。該類高滲層同樣表現(xiàn)為受層序界面的宏觀控制，總體上靠近層序界面（圖9）。此外，還具有一定的相控性，即原巖結(jié)構(gòu)較粗、顆粒含量高、孔隙較發(fā)育的巖石，在溶蝕改造后滲透率更高。因此，在多數(shù)情況下，高滲層并非直接發(fā)育于層序界面下，而是其下巖性結(jié)構(gòu)相對(duì)較粗的層段。M316井巖心分析顯示：①?gòu)?qiáng)溶蝕帶并非總是直接位于層序界面之下，頂部由于灰泥含量較高，溶蝕后壓溶改造較強(qiáng)，導(dǎo)致儲(chǔ)層質(zhì)量欠佳。②溶蝕改造強(qiáng)度受微地貌控制。潮道沿低地形部位延伸，潮道周圍具有相對(duì)較高地貌，并存在起伏，暴露期也會(huì)形成小型的溶蝕區(qū)和匯水區(qū)，靠近臺(tái)內(nèi)灘發(fā)育區(qū)的潟湖相更易受溶蝕改造。③潟湖相本身表現(xiàn)為孔隙性泥粒/粒泥灰?guī)r與硬底頻繁互層的特點(diǎn)（圖6），在大氣水向下滲流溶蝕的過(guò)程中，可能會(huì)受到硬底的隔擋作用，使得溶蝕改造改變方向以側(cè)向溶蝕為主。需要指出的是，局部硬底生物潛穴較發(fā)育，可穿越硬底進(jìn)一步向下溶蝕，導(dǎo)致溶蝕潟湖層狀發(fā)育的情況下，可能向下貫穿多個(gè)儲(chǔ)層段，使得儲(chǔ)層內(nèi)部的滲流通道異常復(fù)雜。

高滲層成因差異導(dǎo)致高滲層井間對(duì)比關(guān)系復(fù)雜（圖11）。成巖型高滲層的形成均與該層序界面的暴露溶蝕相關(guān)，因此，在同一個(gè)四級(jí)層序界面下的該類高滲層在一定范圍內(nèi)連通的可能性較大。但是，沉積型高滲層和成巖型高滲層即使距離上較接近，連通的可能性也偏低（圖11）。主要原因在于，前者發(fā)育于潮道沉積中下部，而后者主要發(fā)育于旋回頂部。

圖11 伊拉克H油田Mishrif組不同成因類型高滲層對(duì)比圖Fig.11 Comparison of different genetic types of high permeable streak of Mishrif Formation in H Oilfield,Iraq

5 開(kāi)發(fā)指導(dǎo)意義

隔夾層和高滲層對(duì)于地下流體流動(dòng)軌跡具有重要的約束作用，特別是對(duì)于巨厚油藏來(lái)說(shuō)，是影響開(kāi)發(fā)效果的關(guān)鍵要素。然而，由于碳酸鹽巖滲透率的測(cè)井解釋仍存在較大問(wèn)題，很多情況下隔夾層和高滲層無(wú)法得到直接的識(shí)別和評(píng)價(jià)，因此，在成因類型和發(fā)育規(guī)律認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合地質(zhì)背景進(jìn)行隔夾層和高滲層的綜合預(yù)測(cè)，對(duì)于油藏開(kāi)發(fā)早期制定合理開(kāi)發(fā)方案、以及中晚期適當(dāng)調(diào)整開(kāi)發(fā)方案具有重要的指導(dǎo)意義。

一方面，開(kāi)發(fā)層系設(shè)計(jì)需要充分考慮隔夾層和高滲層的發(fā)育情況。沉積型隔夾層和高滲層受到層序地層的顯著控制，區(qū)域性沉積型隔層主要發(fā)育于四級(jí)層序海侵體系域或三級(jí)層序的最大海泛面附近，而高滲層大概率可能發(fā)育于高水位體系域頂部，因此，在碳酸鹽巖油藏開(kāi)發(fā)初期劃分開(kāi)發(fā)單元時(shí)，應(yīng)避免將全部產(chǎn)層打開(kāi)，特別是要避開(kāi)隔夾層和高滲層可能發(fā)育的層序頂部和底部，以方便后期可能的開(kāi)發(fā)調(diào)整。因?yàn)殚_(kāi)發(fā)初期油藏壓力大，可能獲得較大的產(chǎn)量，但是由于隔夾層和高滲層的發(fā)育，以及層間物性差異，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中很有可能造成顯著的層間干擾，降低開(kāi)發(fā)效率，而如果將隔夾層和高滲層發(fā)育段打開(kāi)，就不利于后期的調(diào)整。

另一方面，注水層段的選擇應(yīng)充分認(rèn)識(shí)隔夾層和高滲層的影響。首先，應(yīng)盡可能在同一開(kāi)發(fā)層系內(nèi)建立合理的注采關(guān)系，由區(qū)域沉積型隔層約束注采單元，根據(jù)內(nèi)部夾層和高滲層發(fā)育方式確定注采方式：如硬底等成巖型夾層大量發(fā)育的層段適宜采用側(cè)向注采關(guān)系；而在潮道生物碎屑灰?guī)r的沉積型高滲層發(fā)育的情況下，應(yīng)在潮道單元內(nèi)進(jìn)行注采。此外，跨層系進(jìn)行注水的時(shí)候需要充分考慮產(chǎn)層所在層序底部或注水層的層序頂部是否發(fā)育隔層，如有發(fā)育，則難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的注采效果。

6 結(jié) 論

（1）基于巖石學(xué)特征和物性特征的聯(lián)合分析顯示，伊拉克H 油田Mishrif 組生物碎屑灰?guī)r的滲透率與巖石結(jié)構(gòu)、孔隙類型和成巖改造等因素關(guān)系密切，揭示隔夾層和高滲層等異常滲透體的形成發(fā)育受沉積相、沉積旋回和成巖改造的共同控制。

（2）隔夾層可劃分為隔層、夾層和側(cè)向隔擋層3種類型，其中夾層存在沉積型和成巖型兩種類型。沉積型隔層由層序底部和層序頂部的細(xì)粒沉積構(gòu)成，表現(xiàn)出受層序旋回和沉積結(jié)構(gòu)的顯著控制，四級(jí)層序底部和三級(jí)層序最大海泛面附近有利于發(fā)育區(qū)域隔層；側(cè)向隔擋層由下切谷和潮道等條帶狀負(fù)向地形沉積微相的細(xì)粒沉積物構(gòu)成，主要發(fā)育于三級(jí)層序和四級(jí)層序頂部。

（3）高滲層發(fā)育沉積型和成巖型兩種類型，沉積型主要為潟湖等低能細(xì)粒沉積背景下發(fā)育的潮道相和生物碎屑灘相生物碎屑灰?guī)r，成巖型包括經(jīng)溶蝕改造后的潟湖相細(xì)粒沉積和溶蝕改造后的生物碎屑顆粒灰?guī)r，溶蝕改造導(dǎo)致其較圍巖具有異常高的滲透率，兩種類型的高滲層均主要發(fā)育于四級(jí)或三級(jí)層序高水位體系域上部，平面上受微相和地形地貌控制。