低滲—特低滲白云巖儲(chǔ)層成巖相分析及測(cè)井識(shí)別
——以伊陜斜坡馬五段為例

李百強(qiáng)，張小莉，王起琮，郭彬程，郭艷琴，尚曉慶，程 浩，盧俊輝，趙 希

（1.西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系/二氧化碳捕集與封存技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心，西安710069；2.西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，西安710065；3.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京100083）

0 引言

成巖作用是低滲—特低滲碳酸鹽巖儲(chǔ)集空間最終形成及定格的主要因素，具體表現(xiàn)為成巖作用的類型和強(qiáng)度控制了儲(chǔ)集空間的形成和展布［1-3］，同時(shí)，由于碳酸鹽巖成巖作用十分復(fù)雜，造成儲(chǔ)層具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性［4］。因此，尋找能夠有效解決控制復(fù)雜成巖作用的碳酸鹽巖儲(chǔ)層展布預(yù)測(cè)問題的新途徑和新方法就顯得尤為重要［5-6］。成巖相的概念最早由美國學(xué)者Railsback［7］提出，并被認(rèn)為能夠有效解決碳酸鹽巖儲(chǔ)層非均質(zhì)性問題。隨后，陳彥華等［5］引進(jìn)了成巖相的概念，并將其定義為成巖環(huán)境和成巖產(chǎn)物的綜合，是反映成巖環(huán)境的物質(zhì)表現(xiàn)。經(jīng)過眾多學(xué)者對(duì)碳酸鹽巖成巖相的不斷探索，認(rèn)為只有搞清楚成巖相的展布特征及規(guī)律，才能深刻理解和研究?jī)?chǔ)集體的內(nèi)部非均質(zhì)性及其分布特征。因此，對(duì)于強(qiáng)非均質(zhì)性的低滲—特低滲白云巖儲(chǔ)層，要明確其儲(chǔ)層的展布規(guī)律，就必須先對(duì)其成巖相進(jìn)行有效識(shí)別及預(yù)測(cè)。

目前，預(yù)測(cè)成巖相的方法為實(shí)驗(yàn)室?guī)r心測(cè)試，包括薄片和鑄體薄片鑒定、掃描電鏡和陰極發(fā)光分析等技術(shù)［8］。其優(yōu)點(diǎn)是直觀、具體、準(zhǔn)確度高，但因取樣成本高、消耗時(shí)間長(zhǎng)、取心資料較少等問題，無法實(shí)現(xiàn)成巖相在空間上的連續(xù)評(píng)價(jià)，從而給儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)帶來了一定的困難［9］。已有學(xué)者采用測(cè)井技術(shù)對(duì)致密砂巖儲(chǔ)層成巖相進(jìn)行了識(shí)別和評(píng)價(jià)，并初步取得了較為滿意的效果［8-10］，而涉及低滲透、特低滲透碳酸鹽巖儲(chǔ)層相對(duì)較少，因此，低滲—特低滲白云巖儲(chǔ)層成巖相的測(cè)井識(shí)別可行性及可靠性也急須得到實(shí)例驗(yàn)證。以伊陜斜坡馬五5—馬五1亞段為例，通過開展低滲—特低滲白云巖儲(chǔ)層成巖作用的研究，并進(jìn)行成巖相的分類評(píng)價(jià)以及測(cè)井識(shí)別，明確儲(chǔ)層成巖相的空間展布特征，以期能夠?yàn)榘自茙r儲(chǔ)層的有利區(qū)預(yù)測(cè)提供更可靠的依據(jù)以及為低滲—特低滲碳酸鹽巖儲(chǔ)層成巖相的研究提供一定的借鑒。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)構(gòu)造上位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡中東部，北起大牛地、南至富縣、西起靖邊、東抵延川。在巖溶古地貌單元上位于巖溶斜坡帶內(nèi)（圖1）［11］。馬家溝組沉積末期，加里東運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致地層抬升至地表并經(jīng)歷了長(zhǎng)期的暴露、溶蝕及淋濾，形成了一套儲(chǔ)、滲能力較強(qiáng)、天然氣相對(duì)富集的風(fēng)化殼型碳酸鹽巖儲(chǔ)層，馬五段位于該風(fēng)化殼的頂部，因此也是馬家溝組重要的產(chǎn)氣層位［12］。

從古地理環(huán)境來看，研究區(qū)馬五5—馬五1沉積環(huán)境經(jīng)歷了開闊海臺(tái)地—蒸發(fā)臺(tái)地—局限臺(tái)地的轉(zhuǎn)變［13］。儲(chǔ)層也經(jīng)歷了早期淡水溶蝕、淺埋藏期白云石化以及表生期淡水溶蝕等復(fù)雜成巖作用的改造，形成的儲(chǔ)層巖石類型包括膏鹽溶蝕泥—粉晶白云巖、殘余砂屑粉—細(xì)晶白云巖、豹斑白云巖以及巖溶角礫泥—粉晶白云巖，儲(chǔ)集空間類型為各類鑄?？?、次生溶蝕孔、晶間孔、礫間孔以及微裂縫等?？紫抖日w為0.3%～9.0%，平均為2.5%，滲透率為0.003～10.000 mD，平均為0.1 mD，屬于典型的低孔低滲—特低滲儲(chǔ)層［2］。

圖1 研究區(qū)位置Fig.1 Location of the study area

2 白云巖成巖相分類

關(guān)于碳酸鹽巖成巖相的分類目前主要有2種觀點(diǎn)：①成巖相主要指成巖作用的組合，從而提出了膠結(jié)-溶蝕、壓溶-白云化等成巖相類型；②成巖相即是成巖環(huán)境的反映，因此總結(jié)出了準(zhǔn)同生相、混合水相以及表生相等［14-16］類型。楊威等［1］認(rèn)為，這 2種觀點(diǎn)均有缺陷，主要是由于同一成巖環(huán)境下可以發(fā)生不同的成巖作用，所以成巖環(huán)境不能完全反映成巖作用特征；在不同成巖環(huán)境下也可能出現(xiàn)相同的成巖作用，但作用的機(jī)理及對(duì)儲(chǔ)層的意義差別很大，并提出了碳酸鹽巖成巖相應(yīng)與沉積相相區(qū)分，即成巖相是巖石在一定的成巖環(huán)境下各類成巖作用的綜合表現(xiàn)。因此，劃分碳酸鹽巖成巖相，既要綜合考慮成巖環(huán)境和成巖作用的雙重效應(yīng)，也要有利于進(jìn)行成巖相的定性和定量識(shí)別。依據(jù)不同的成巖作用類型，可以將碳酸鹽巖成巖相劃分為壓實(shí)相、壓溶相、溶蝕相、膠結(jié)相、云化相、去云化相、膏化相、去膏化相、重結(jié)晶相、破裂相以及充注相［1］。再結(jié)合成巖環(huán)境的不同，可以將溶蝕相進(jìn)一步劃分為大氣淡水溶蝕亞相和埋藏溶蝕亞相，將膠結(jié)相進(jìn)一步劃分為海底膠結(jié)亞相、淡水膠結(jié)亞相以及埋藏膠結(jié)亞相，將云化相進(jìn)一步劃分為準(zhǔn)同生云化亞相、埋藏云化亞相以及混合水云化亞相［1］。

采用巖心觀察、鑄體薄片鑒定、掃描電鏡及陰極發(fā)光分析等方法，考慮巖石的結(jié)構(gòu)及構(gòu)造、儲(chǔ)集空間類型等，研究馬五5—馬五1亞段低滲—特低滲白云巖的形成環(huán)境及其所經(jīng)歷的成巖作用，進(jìn)而進(jìn)行儲(chǔ)層成巖相的分類。首先識(shí)別出白云巖儲(chǔ)層主要發(fā)育溶蝕相、云化相、膠結(jié)相和充填相等四大類成巖相以及大氣淡水溶蝕亞相和埋藏云化亞相2類成巖亞相。其次根據(jù)巖石的結(jié)構(gòu)及構(gòu)造、儲(chǔ)集空間類型將大氣淡水溶蝕亞相細(xì)分為早期大氣淡水溶蝕亞相和表生期大氣淡水溶蝕亞相2類，將埋藏云化亞相劃分為淺埋藏活躍回流滲透云化亞相和淺埋藏隱伏回流滲透云化亞相2種，膠結(jié)相主要為鈣質(zhì)膠結(jié)相，充填相則以泥質(zhì)充填相為主。

2.1 溶蝕相

（1）早期大氣淡水溶蝕亞相。這是指形成于早期近地表淡水環(huán)境中，泥—微晶白云巖中的一部分孔隙被硬石膏及石鹽組分充填或膠結(jié)，當(dāng)在表生期時(shí)暴露于地表，巖溶作用使得部分石膏或石鹽組分再次發(fā)生組構(gòu)選擇性溶解，從而形成膏?？谆螓}模孔，而未被溶解的組分則仍以膠結(jié)物形式存在于白云巖中，從而形成膏鹽溶蝕泥—微晶/粉晶白云巖等一系列過程的成巖環(huán)境和成巖作用及其產(chǎn)物的組合。這類成巖相中，代表性的巖石類型為膏鹽溶蝕泥—微晶/粉晶白云巖［圖2（a）］，X射線衍射分析結(jié)果表明，礦物組分以泥—微晶白云石和泥—粉晶白云石為主，其中泥—微晶白云石主要為他形晶，白云石有序度為0.72～0.73，而泥—粉晶白云石以自形和半自形晶為主，白云石有序度一般為0.75～1.00。儲(chǔ)集空間以膏模孔和鹽?？椎辱T?？祝蹐D2（b）］為主，同時(shí)還有一些未被充填的示底構(gòu)造所形成的示底孔隙。由于受到早期淡水的溶蝕作用，在陰極發(fā)光鏡下，孔隙一般不發(fā)光或弱發(fā)光，而巖石基質(zhì)一般發(fā)光較明亮［圖2（c）］。示底構(gòu)造也是早期大氣淡水溶蝕亞相的典型巖石構(gòu)造證據(jù)，其下部一般為成巖階段的物理成因的沉積物，反映在溶解過程中的重力垮塌物，上部可以為全開放或部分開放的孔隙，也可被膠結(jié)物所填充。這類成巖亞相是研究區(qū)內(nèi)近地表環(huán)境的一類重要的建設(shè)性成巖相。

圖2 伊陜斜坡馬五段白云巖儲(chǔ)層成巖相的巖石學(xué)識(shí)別標(biāo)志Fig.2 Petrological identification marks of diagenetic facies of dolomite reservoir of Ma 5 member in Yishan slope

（2）表生期大氣淡水溶蝕亞相。這是在近地表淡水溶蝕作用下，與易溶類的膏鹽層或鹽巖層相伴生的泥—粉晶白云巖被長(zhǎng)期、大范圍地非組構(gòu)選擇性地溶解形成大量溶蝕孔、洞，并伴隨著巖石的坍塌破裂形成角礫結(jié)構(gòu)及其形成巖溶角礫泥—粉晶白云巖［圖2（d）］的過程中，成巖環(huán)境與成巖作用及其產(chǎn)物的組合，以巖溶角礫泥—粉晶白云巖為代表。X射線衍射分析結(jié)果表明，泥—粉晶白云石以他形晶為主，白云石有序度變化范圍較大，一般為0.54～1.00。主要的儲(chǔ)集空間類型為溶解作用形成的溶蝕孔、洞以及巖石坍塌破裂及角礫化過程中形成的角礫間孔［圖2（e）］。由于角礫很少遭受淡水影響，而角礫間孔隙中的填隙物或膠結(jié)物受淡水影響較嚴(yán)重，因此在陰極發(fā)光鏡下，角礫不發(fā)光或發(fā)光很弱，而角礫間孔填隙物或膠結(jié)物發(fā)明亮的橙紅色光［圖2（f）］，這也是判斷表生期巖溶作用的一個(gè)重要標(biāo)志。這類成巖相為建設(shè)性成巖亞相，而其所形成的儲(chǔ)集層物性相比早期大氣淡水成巖相要差一些。

2.2 云化相

（1）淺埋藏活躍回流滲透云化亞相。這是指形成于近地表—淺埋藏超咸水環(huán)境中，蒸發(fā)臺(tái)地內(nèi)的濃鹵水在重力和密度差的驅(qū)使下向下部滲透性較好的顆粒灰?guī)r回流滲透并交代其中的灰質(zhì)組分而發(fā)生白云化作用，最終形成殘余砂屑粉—細(xì)晶白云巖，在此過程中的成巖環(huán)境、成巖作用及其產(chǎn)物的組合。這類成巖相中，代表性的巖石類型為殘余砂屑粉—細(xì)晶白云巖。此類白云巖中白云石的鹽度為2.46%～2.69%，平均為2.59%。X射線衍射分析結(jié)果表明，粉—細(xì)晶白云石自形程度相對(duì)較高（半自形—自形），白云石有序度為0.75～0.85。儲(chǔ)集空間以白云石晶間孔［圖2（g）］為主，此類孔隙連通性較好，具有良好的儲(chǔ)集性能。雖然活躍回流滲透白云化作用相對(duì)徹底，但是其屬于組構(gòu)選擇性白云巖化作用，導(dǎo)致經(jīng)過白云化流體交代后的灰?guī)r的顆粒結(jié)構(gòu)仍清晰可見，因此交代殘余結(jié)構(gòu)是識(shí)別這類成巖相的重要標(biāo)志。此外，在陰極發(fā)光鏡下，也可見到由于白云化流體交代過程中殘留的灰泥質(zhì)賦存于白云石表面，從而形成典型的霧心亮邊結(jié)構(gòu)［圖2（h）］，這也是識(shí)別這類成巖亞相的重要依據(jù)。該成巖亞相是研究區(qū)進(jìn)入淺埋藏環(huán)境后的一類重要的建設(shè)性成巖相。

（2）淺埋藏隱伏回流滲透云化亞相。這是指形成于近地表—淺埋藏變鹽度海水環(huán)境中，蒸發(fā)臺(tái)地內(nèi)的變鹽度海水（臺(tái)地內(nèi)的濃鹵水遭受再一次的海侵所形成的鹽度和密度均低于濃鹵水但仍舊高于海水的白云化流體）在重力和密度差的驅(qū)使下向下部生物鉆孔發(fā)育的泥晶灰?guī)r進(jìn)行回流滲透白云化，最終形成豹斑云巖的過程中的成巖環(huán)境、成巖作用及其產(chǎn)物的組合。這類成巖亞相中，豹斑白云巖具有代表性，其中白云石的鹽度為2.47%～2.52%，平均為2.49%。X射線衍射分析結(jié)果表明，豹斑中白云石為他形—半自形晶，其有序度變化范圍較大，主要為0.56～1.00。儲(chǔ)集空間以隱伏回流滲透白云化作用形成的白云石晶間孔以及未被填充的生物鉆孔為主，其孔隙連通性相比活躍回流滲透白云化作用所形成的晶間孔較差一些，儲(chǔ)集性能也相對(duì)較弱。這類成巖亞相最典型的巖石結(jié)構(gòu)及構(gòu)造為豹斑構(gòu)造（由豹斑和基質(zhì)構(gòu)成，其中豹斑成分為白云石，基質(zhì)成分為方解石）［圖2（i）］和一些生物活動(dòng)所留下的擾動(dòng)構(gòu)造，這也是判別這類成巖亞相的重要巖石學(xué)標(biāo)志。這類成巖亞相縱向上通常分布在比淺埋藏活躍回流滲透云化亞相埋藏更深的部位，且形成的白云巖的厚度相對(duì)更薄，是研究區(qū)內(nèi)進(jìn)入淺埋藏階段后的另一類重要的儲(chǔ)層成巖相。

2.3 膠結(jié)相

此類成巖相以鈣質(zhì)膠結(jié)相為代表，其形成主要包括2種情況：①早期近地表環(huán)境下，泥—微晶白云巖中的孔隙被鈣質(zhì)膠結(jié)，在后期淡水環(huán)境下孔隙中的鈣質(zhì)未被溶解，從而形成白云巖孔隙中的鈣質(zhì)膠結(jié)現(xiàn)象；②白云巖在早期所形成的微裂縫中，后期被鈣質(zhì)所膠結(jié)，表生期也未被淡水溶解，形成白云巖微裂縫中的鈣質(zhì)膠結(jié)。鈣質(zhì)膠結(jié)相主要發(fā)育在馬五1—馬五4亞段，非研究區(qū)的優(yōu)勢(shì)成巖相。

2.4 充填相

充填相主要為泥質(zhì)，形成于表生期巖溶環(huán)境。表生期巖溶作用會(huì)導(dǎo)致大量的巖石破裂、坍塌、溶蝕，與此同時(shí)，大氣淡水會(huì)攜帶大量的陸源泥質(zhì)灌入到所形成的溶蝕孔洞及破裂的裂縫中，從而形成白云巖溶孔、溶洞及裂縫中的泥質(zhì)充填，該成巖相同樣主要發(fā)育在馬五1—馬五4亞段。

3 成巖相測(cè)井識(shí)別

3.1 成巖相測(cè)井響應(yīng)特征

受限于取心成本以及巖心資料未必連續(xù)，因此要實(shí)現(xiàn)成巖相的單井連續(xù)劃分以及平面拓展，就必須依托測(cè)井資料建立巖心與測(cè)井資料之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系［17-18］。在巖心歸位的基礎(chǔ)上，把巖心及薄片分析所劃分出的成巖相與測(cè)井資料進(jìn)行對(duì)比，研究成巖相在測(cè)井曲線上的響應(yīng)特征，并建立了各類白云巖成巖相的測(cè)井識(shí)別模式。已有研究表明，常規(guī)測(cè)井曲線中能夠靈敏指示成巖相特征變化的曲線包括自然伽馬（GR）、聲波時(shí)差（AC）、補(bǔ)償中子（CNL）、補(bǔ)償密度（DEN）、電阻率（RLLD，RLLS）以及光電吸收截面指數(shù)（Pe）［17-22］等 7 條測(cè)井曲線。

（1）早期大氣淡水溶蝕亞相。其巖性為膏、鹽溶蝕泥—微晶白云巖及泥—粉晶白云巖，由于其泥質(zhì)含量及放射性礦物含量較低，在測(cè)井曲線上GR表現(xiàn)為相對(duì)低值；由于膏、鹽溶解作用所形成的鑄?？紫稌?huì)降低巖石的相對(duì)密度、增加巖石的孔隙度，在對(duì)應(yīng)層段的測(cè)井曲線上DEN表現(xiàn)為低值，CNL和AC均為相對(duì)高值（尤其是含氣層段）；由于巖石中含有灰質(zhì)組分，這類成巖亞相對(duì)應(yīng)層段的Pe值相對(duì)較高（圖3）。

針對(duì)數(shù)字化發(fā)展的趨勢(shì)，德國木工機(jī)械制造商協(xié)會(huì)總經(jīng)理Bernhard Dirr博士表示，德國機(jī)械設(shè)備制造業(yè)聯(lián)合會(huì)和歐洲木材加工機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)目前正基于OPC UA（開放式平臺(tái)通信統(tǒng)一架構(gòu)），制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。這將為現(xiàn)代木材加工注入新動(dòng)力，現(xiàn)在，該領(lǐng)域諸多細(xì)分市場(chǎng)已大范圍實(shí)現(xiàn)技術(shù)成熟。即使是規(guī)模較小的工廠，也能全面掌控智能化發(fā)展趨勢(shì)，輕松接入國際網(wǎng)絡(luò)，化身具備高度靈活性的小型工廠。

（2）表生期大氣淡水溶蝕亞相。其巖性為巖溶角礫泥—粉晶白云巖，角礫之間常含巖溶坍塌所攜帶的陸源泥質(zhì)，因此，在其對(duì)應(yīng)層段測(cè)井曲線上GR表現(xiàn)為高值；由于巖溶作用會(huì)形成一定的溶蝕孔隙，從而造成巖石密度的降低以及孔隙度的相對(duì)增加，表現(xiàn)在對(duì)應(yīng)層段的測(cè)井曲線上為DEN相對(duì)減小，CNL和AC有所增加，但增加幅度相對(duì)早期大氣淡水溶蝕亞相相對(duì)較小。由于這類成巖亞相內(nèi)的巖石較少或不含灰質(zhì)、石鹽及硬石膏組分，因此其Pe值相對(duì)較低（圖3）。

圖3 溶蝕相測(cè)井響應(yīng)（FG7井）Fig.3 Logging response of dissolution diagenetic facies

（3）淺埋藏活躍回流滲透云化亞相。該亞相以殘余砂屑粉—細(xì)晶白云巖為主，富含晶間孔，因此在測(cè)井曲線上往往表現(xiàn)為低GR值、中等DEN值和低—中等CNL值，電阻率值一般根據(jù)含氣情況而變化，通常表現(xiàn)為相對(duì)較高值，且RLLD與RLLS具有一定的幅度差，Pe值相對(duì)較低（圖4）。

圖4 淺埋藏活躍回流滲透云化亞相測(cè)井響應(yīng)（D48井）Fig.4 Logging response of shallow buried active reflux seepage dolomitization diagenetic subfacies

（4）淺埋藏隱伏回流滲透云化亞相。該亞相以豹斑白云巖為主，因此，在測(cè)井曲線上GR也表現(xiàn)為低值。由于其白云石化程度沒有活躍回流滲透白云石化作用徹底，所以DEN為中等—高值，CNL值為低—中等，電阻率值比前2類溶蝕亞相要高，但相比活躍回流滲透云化亞相要低，且RLLD與RLLS幅度差不明顯，Pe值相對(duì)較低，但高于淺埋藏活躍回流滲透云化亞相（圖5）。

圖5 淺埋藏隱伏回流滲透云化亞相測(cè)井響應(yīng)（D78井）Fig.5 Logging response of shallow buried latent reflux seepage dolomitization diagenetic subfacies

（5）鈣質(zhì)膠結(jié)相。該相以泥—微晶白云巖孔隙、微裂縫中的鈣質(zhì)膠結(jié)物為代表，因此其測(cè)井響應(yīng)特征為“三高三低”，即Pe，DEN和RLLD值較高，而GR，CNL及AC值均相對(duì)較低，此外，RLLD與RLLS之間通常具有一定的幅差。

（6）泥質(zhì)充填相。泥質(zhì)充填相在測(cè)井上的響應(yīng)特征為“兩高四低”，由于此類成巖相泥質(zhì)組分含量最高，因此具有最高的GR值；泥質(zhì)組分一般較致密的白云巖相對(duì)疏松一些，因此其DEN值相對(duì)較低，AC值相對(duì)較高；該成巖相一般不含天然氣組分，因此其CNL和RLLD值也較低。此外，泥質(zhì)充填相也具有相對(duì)較低的Pe值。

3.2 成巖相定量表征與識(shí)別

3.2.1 測(cè)井曲線交會(huì)圖分析及定量識(shí)別

選取研究區(qū)近90個(gè)樣品，采用對(duì)成巖相敏感度相對(duì)較高的 GR，AC，DEN，CNL，RLLD，RLLS以及Pe等測(cè)井曲線的交會(huì)分析，可以較為直觀、清晰地區(qū)分6類成巖相之間的分界（圖6）。雖然不同成巖相分布區(qū)域可能會(huì)有一定程度的重疊，但以DENPe，RLLD-Pe，RLLD-AC交會(huì)圖為例，能夠較為清晰地區(qū)分6類成巖相。由于DEN能夠反映儲(chǔ)層的總孔隙度，而Pe能夠有效反映碳酸鹽巖的巖性。一般情況下，早期大氣淡水溶蝕亞相主要發(fā)育在膏鹽溶蝕泥—粉晶白云巖，由于早期大氣淡水溶蝕石膏及石鹽組分形成鑄?？缀?，一部分可能會(huì)被后期的鈣質(zhì)（方解石）膠結(jié)填充，因此其Pe相對(duì)較高，而密度值中等；表生期大氣淡水溶蝕亞相主要發(fā)育在巖溶角礫泥—粉晶白云巖中，巖溶作用能夠形成大量的溶蝕孔洞，增加巖石孔隙度，但隨之而來的泥質(zhì)灌入也會(huì)填充孔隙，因此其Pe相對(duì)早期大氣淡水溶蝕亞相要低，其密度變化范圍相對(duì)較大；淺埋藏活躍回流滲透云化亞相主要發(fā)育在殘余砂屑粉—細(xì)晶白云巖中，富含大量晶間孔，白云化程度相對(duì)徹底，因此其DEN和Pe均相對(duì)較低，而淺埋藏隱伏回流滲透白云化亞相主要發(fā)育在豹斑白云巖中，其相比活躍回流滲透白云化亞相的云化程度弱一些，灰質(zhì)組分相對(duì)更多，孔隙發(fā)育相對(duì)較差，因此具有比活躍回流滲透云化亞相更高的DEN以及相對(duì)更高的Pe；鈣質(zhì)膠結(jié)相在幾種成巖相中Pe值最大，由于孔隙度很小，因此DEN值也相對(duì)較高；泥質(zhì)充填相測(cè)井響應(yīng)特征也比較明顯，具有最低的DEN值以及相對(duì)較低的Pe。

圖6 常規(guī)測(cè)井曲線交會(huì)圖Fig.6 Crossplot of conventional logging curves

在其他油田中可能含有較多的開發(fā)井，因而缺少Pe曲線等測(cè)井資料，加之DEN，CNL和Pe等測(cè)井曲線的探測(cè)范圍相對(duì)較小，易受井徑的影響，因此就需要借助更常用且探測(cè)范圍相對(duì)較大的測(cè)井曲線資料來區(qū)分不同的白云巖成巖相類型。RLLD-AC和RLLD-GR交會(huì)圖也可以較為清晰地區(qū)別幾類成巖相（圖6）。以RLLD-AC交會(huì)圖為例，不同礦物或巖石的電阻率大小均不同，通常黏土礦物或泥質(zhì)的電阻率最小，白云巖的電阻率小于灰?guī)r的電阻率，方解石和硬石膏的電阻率相對(duì)較大。因此，在6類成巖相中，鈣質(zhì)膠結(jié)相的RLLD值最大，泥質(zhì)充填相最小，2種云化亞相中由于巖石含有一定的灰質(zhì)組分，從而其RLLD值要大于2類溶蝕亞相，表生期大氣淡水溶蝕亞相中可能由于巖石所含泥質(zhì)含量相對(duì)高于早期大氣淡水溶蝕亞相，因此其RLLD值相對(duì)更低。

3.2.2 測(cè)井定量識(shí)別成巖相的方法

根據(jù)上述交會(huì)圖特征，采用Forward軟件編寫了成巖相定量劃分程序，利用方程對(duì)交會(huì)圖中白云巖成巖相區(qū)域進(jìn)行劃分，進(jìn)而建立成巖相測(cè)井交會(huì)識(shí)別圖版（圖7）。以DEN-Pe，RLLD-Pe和RLLDAC交會(huì)圖為例，3種識(shí)別方法的具體步驟分別如［圖8（a）—（c）］所示。

表1 伊陜斜坡馬五段白云巖儲(chǔ)層成巖相的測(cè)井響應(yīng)Table 1 Logging response characteristics of diagenetic facies of dolomite reservoir of Ma 5 member in Yishan slope

圖7 伊陜斜坡馬五段白云巖儲(chǔ)層成巖相測(cè)井識(shí)別圖版Fig.7 Logging identification chart of diagenetic facies of dolomite reservoir of Ma 5 member in Yishan slope

圖8 伊陜斜坡馬五段白云巖儲(chǔ)層成巖相劃分流程Fig.8 Flow chart of quantitative division of diagenetic facies of dolomite reservoir of Ma 5 member in Yishan slope

3.2.3 成巖相單井識(shí)別及結(jié)果驗(yàn)證

用上述方法對(duì)Y101井進(jìn)行了單井白云巖成巖相縱向劃分。運(yùn)用Pe與DEN交會(huì)圖法識(shí)別出的成巖相結(jié)果與其他4條測(cè)井曲線（GR，AC，CNL，RLLD/RLLS）的形態(tài)變化均具有較好的匹配關(guān)系（圖9），也印證了Pe-DEN交會(huì)圖法的可行性。早期大氣淡水溶蝕亞相和表生期大氣淡水溶蝕亞相分布于馬五1—馬五4亞段，淺埋藏活躍回流滲透云化亞相和淺埋藏隱伏回流滲透云化亞相則分布于馬五5亞段，鈣質(zhì)膠結(jié)相主要分布于馬五1—馬五4亞段，泥質(zhì)充填相主要分布于馬五1—馬五3亞段。為了進(jìn)一步驗(yàn)證該方法的有效性，將測(cè)井解釋與薄片分析的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，可以看出，馬五1亞段底部（3 249.6～3 251.0 m）層段測(cè)井解釋成巖相結(jié)果與薄片鑒定識(shí)別結(jié)果不符，原因是該段發(fā)生了擴(kuò)徑，導(dǎo)致Pe和DEN測(cè)井響應(yīng)失真，此時(shí)就可以利用受井徑影響小、探測(cè)范圍相對(duì)較大的RLLD與AC曲線交會(huì)圖進(jìn)行識(shí)別?？傮w上，利用薄片資料所確定的白云巖成巖相與測(cè)井解釋結(jié)果的符合率可達(dá)92.85%，而測(cè)井解釋的成巖相在縱向上與實(shí)測(cè)的巖心孔隙度也具有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中早期大氣淡水溶蝕亞相儲(chǔ)層物性最好，孔隙度為1.27%～8.40%，平均為4.05%；淺埋藏活躍回流滲透云化亞相次之，孔隙度為1.14%～5.83%，平均為3.14%；表生期大氣淡水溶蝕亞相相對(duì)較差，孔隙度為0.36%～5.55%，平均為2.59%，而淺埋藏隱伏回流滲透云化亞相更差，鈣質(zhì)膠結(jié)相和泥質(zhì)充填相物性均差。此外，利用測(cè)井解釋的成巖相與利用CNL-DEN曲線綜合識(shí)別的巖性剖面在縱向上也具有較好的匹配性，即早期大氣淡水溶蝕亞相發(fā)育在馬五1—馬五4亞段的泥晶白云巖中，表生期大氣淡水溶蝕亞相發(fā)育在含泥白云巖或泥云巖中，淺埋藏活躍回流滲透云化亞相多集中發(fā)育在馬五5亞段的粉—細(xì)晶白云巖中，而淺埋藏隱伏回流滲透云化亞相發(fā)育在豹斑云巖中，鈣質(zhì)膠結(jié)相以孔隙、微裂縫中的鈣質(zhì)充填物為主，泥質(zhì)充填相以溶蝕孔、洞中的泥質(zhì)最為典型。上述對(duì)比結(jié)果均表明，利用Pe-DEN交會(huì)圖定量識(shí)別低滲—特低滲白云巖儲(chǔ)層成巖相具有可靠性。在缺乏Pe，DEN測(cè)井資料或利用Pe-DEN交會(huì)圖定量識(shí)別白云巖儲(chǔ)層成巖相存在誤差的情況下，可以用RLLD-AC交會(huì)替代以進(jìn)一步提高測(cè)井解釋成巖相的精度。

圖9 Y101井白云巖儲(chǔ)層成巖相測(cè)井解釋及結(jié)果驗(yàn)證Fig.9 Logging interpretation and result verification of diagenetic facies of dolomite reservoir in well Y101

4 成巖相空間展布

4.1 成巖相剖面展布

利用單井識(shí)別白云巖成巖相的方法對(duì)伊陜斜坡近百口井的馬五段進(jìn)行了白云巖成巖相的縱向定量劃分，并建立連井剖面（圖10）。可以看出：早期大氣淡水溶蝕亞相和表生期大氣淡水溶蝕亞相分布于馬五1—馬五4亞段，其中FG7井的馬五1亞段下部、馬五2亞段以及馬五3亞段上部以早期大氣淡水溶蝕亞相為主，而馬五3亞段中下部及馬五4亞段主要發(fā)育表生期大氣淡水溶蝕亞相，馬五5亞段則以淺埋藏活躍回流滲透白云化亞相為主，僅在頂部發(fā)育淺埋藏隱伏回流滲透白云化亞相；Y844井馬五1—馬五4亞段整體以早期大氣淡水溶蝕亞相為主，而表生期大氣淡水溶蝕亞相僅分布于馬五1亞段中部、馬五3亞段上部以及馬五4亞段中部，馬五5亞段演變?yōu)橐詼\埋藏隱伏回流滲透白云化亞相為主；向北至Y101井，馬五1亞段頂部、馬五3亞段以及馬五4亞段中部演變?yōu)橐员砩诖髿獾芪g亞相為主，馬五5亞段則發(fā)育淺埋藏活躍回流滲透白云化亞相；S153井的馬五2、馬五3亞段以及D48井的馬五2亞段頂部和底部、馬五3亞段以及馬五4亞段表生期大氣淡水溶蝕亞相發(fā)育，但D48井的單層厚度相對(duì)較小，而馬五5亞段2口井均以淺埋藏活躍回流滲透云化亞相為主。整體上，馬五1亞段主要發(fā)育早期大氣淡水溶蝕亞相，其底部發(fā)育泥質(zhì)充填相；馬五2、馬五3亞段在中部、北部及馬五3亞段在南部較發(fā)育表生期大氣淡水溶蝕亞相，且在Y101井區(qū)馬五2亞段頂部發(fā)育鈣質(zhì)膠結(jié)相；馬五4亞段在南部、北部發(fā)育表生期大氣淡水溶蝕亞相，在中部主要發(fā)育早期大氣淡水溶蝕亞相及鈣質(zhì)膠結(jié)相；馬五5亞段在中南部發(fā)育淺埋藏隱伏回流滲透云化亞相，在全區(qū)主要發(fā)育淺埋藏活躍回流滲透云化亞相。

圖11 伊陜斜坡中東部馬五段白云巖儲(chǔ)層成巖相圖Fig.11 Diagenetic facies of dolomite reservoir of Ma 5 member in central-eastern Yishan slope

4.2 成巖相平面展布及有利儲(chǔ)層分布預(yù)測(cè)

（1）成巖相平面展布特征。在白云巖成巖相單井分析、連井剖面對(duì)比的基礎(chǔ)上，繪制了區(qū)內(nèi)各層段的白云巖成巖相平面分布圖。分別以馬五1亞段和馬五5亞段為例，可以看出，馬五1亞段表生期大氣淡水溶蝕亞相的巖石為泥云巖、含泥含灰云巖以及含灰泥云巖，分布于區(qū)內(nèi)西北部靠近剝蝕區(qū)的D48井西部—S153井—S257井區(qū)、西部S123井—S124井—S245井區(qū)、東南部Y61井—延川—延長(zhǎng)—Y104井一帶以及南部Y558井—富縣—Yt1井一帶。早期大氣淡水溶蝕亞相巖石以泥—粉晶白云巖為主，分布范圍相對(duì)較廣，研究區(qū)西北部、東北部、中部以及西南部，連片性較好［圖11（a）］。

馬五5亞段主要發(fā)育淺埋藏活躍回流滲透云化亞相和淺埋藏隱伏回流滲透云化亞相。其中，研究區(qū)北部和中部廣大地區(qū)以及南部Y112井—Y135井—Y106井一線以南主要為淺埋藏活躍回流滲透云化亞相，巖石類型以含云灰?guī)r、云灰?guī)r以及含灰白云巖為主；淺埋藏隱伏回流滲透云化亞相分布面積相對(duì)較小，發(fā)育在區(qū)內(nèi)南部Y558井—延安—Y127井—延長(zhǎng)—Y130井一帶［圖 11（b）］。

（2）有利儲(chǔ)層分布預(yù)測(cè)。利用成巖相平面展布特征與測(cè)井解釋的孔隙度等值線平面疊合圖對(duì)區(qū)內(nèi)有利儲(chǔ)層的分布區(qū)進(jìn)行了初步預(yù)測(cè)?？梢钥闯?，馬五1亞段優(yōu)勢(shì)成巖相類型主要為早期大氣淡水溶蝕亞相和表生期大氣淡水溶蝕亞相，其中早期大氣淡水溶蝕亞相中儲(chǔ)層分布面積相對(duì)較廣，多呈連片式發(fā)育，該亞相儲(chǔ)層物性較好，孔隙度通常為2.0%～4.0%；表生期大氣淡水溶蝕亞相中儲(chǔ)層分布面積相對(duì)較小，主要發(fā)育在橫山地區(qū)、S124井區(qū)以及研究區(qū)的東南部，儲(chǔ)層物性相對(duì)較差，孔隙度一般為1.5%～3.0%。馬五5亞段儲(chǔ)層的優(yōu)勢(shì)成巖相為淺埋藏活躍回流滲透云化亞相和淺埋藏隱伏回流滲透云化亞相，儲(chǔ)層主要發(fā)育在淺埋藏活躍回流滲透云化亞相，呈孤立狀分布于橫山、S245井區(qū)、安塞西部、延川西部以及研究區(qū)南部地區(qū)，該亞相內(nèi)儲(chǔ)層物性也相對(duì)較好，孔隙度為1.0%～3.5%；淺埋藏隱伏回流滲透云化亞相儲(chǔ)層分布面積相對(duì)較小，物性較差，孔隙度為1.0%～2.0%。

5 結(jié)論

（1）巖心觀察及鏡下薄片鑒定認(rèn)為，伊陜斜坡中東部馬五5—馬五1亞段低滲—特低滲白云巖儲(chǔ)層成巖相可劃分為早期大氣淡水溶蝕亞相、表生期大氣淡水溶蝕亞相、淺埋藏活躍回流滲透云化亞相、淺埋藏隱伏回流滲透云化亞相、鈣質(zhì)膠結(jié)相和泥質(zhì)充填相等6類。

（2）以Pe-DEN，RLLD-Pe交會(huì)為代表，配合RLLDAC交會(huì)的測(cè)井參數(shù)交會(huì)圖法及Forward軟件處理劃分程序綜合應(yīng)用是進(jìn)行伊陜斜坡馬五5—馬五1亞段低滲—特低滲白云巖儲(chǔ)層不同成巖相單井縱向上定量識(shí)別與連續(xù)劃分的有效方法。

（3）早期大氣淡水溶蝕亞相分布于伊陜斜坡中部及南部的馬五1—馬五2亞段以及中部的馬五4亞段，而表生期大氣淡水溶蝕亞相分布于南部和北部的馬五3—馬五4亞段以及中部的馬五3亞段；淺埋藏活躍回流滲透云化亞相分布于研究區(qū)最南部、中部及北部地區(qū)的馬五5亞段，而淺埋藏隱伏回流滲透云化亞相多分布在區(qū)內(nèi)南部的馬五5亞段；鈣質(zhì)膠結(jié)相主要分布于馬五2亞段中、上部及馬五4亞段中部；泥質(zhì)充填相主要分布于馬五1亞段底部。

（4）伊陜斜坡馬五1亞段早期大氣淡水溶蝕亞相相對(duì)更發(fā)育，分布于區(qū)內(nèi)西北部、東北部、中部及西南部地區(qū)，而表生期大氣淡水溶蝕亞相分布在區(qū)內(nèi)靠近剝蝕區(qū)的北部D48井西部—橫山地區(qū)、西部S123—S245井一帶、南部Y558井—富縣地區(qū)以及清澗—延川—延長(zhǎng)—Y104井一帶；馬五5亞段區(qū)內(nèi)除南部Y558井—延安—延長(zhǎng)一帶為淺埋藏隱伏回流滲透云化亞相發(fā)育區(qū)，其余廣大地區(qū)則以淺埋藏活躍回流滲透云化亞相為主，有利儲(chǔ)層主要分布于早期大氣淡水溶蝕亞相和淺埋藏活躍回流滲透云化亞相，其次為表生期大氣淡水溶蝕亞相，淺埋藏隱伏回流滲透云化亞相儲(chǔ)層分布最少。