層序格架約束下沉積、成巖作用對巖石物性的控制：以中東A油田白堊系Mishrif組為例

李峰峰，郭 睿*，宋世琦

1. 中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；2. 中國石油大學（北京）地球科學學院，北京 102249

1 引言

中東白堊系碳酸鹽巖油藏主力產(chǎn)層多為厚層塊狀，儲量巨大，構(gòu)造作用影響較小，儲層主要受沉積—成巖作用綜合控制（Hollis, 2011; 高計縣等, 2013; 郭睿等, 2014; 韓海英等, 2014；Awadeesian et al., 2015; Vincent et al., 2015; 王君等, 2016; 宋新民和李勇, 2018）。碳酸鹽巖儲集層在不同時空尺度上具有顯著的差異性，單一成因儲集層發(fā)育較少，規(guī)模有效儲集層是多種建設(shè)性成巖作用的結(jié)果，不同類型儲集層孔隙發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)，以及孔隙調(diào)整和保存機理及環(huán)境存在顯著差異（趙文智等, 2014; 沈安江, 2015）。層序旋回控制了沉積環(huán)境演化，并對海水成巖環(huán)境和大氣淡水成巖環(huán)境具有重要的影響，不同沉積環(huán)境巖石結(jié)構(gòu)組分和原始物性差異顯著，對后期成巖演化具有重要的控制作用（Al-Dabbas et al., 2010; 鄧虎成等, 2014; 周文等, 2014; 余義常等, 2018; Zhong et al., 2018a,b）。復雜的沉積—成巖耦合作用造成巖石物性變化趨勢呈現(xiàn)多元化，增加了有利儲層預測的難度。中東厚層碳酸鹽巖地層內(nèi)部發(fā)育多期高頻層序旋回，不同成因的儲層空間相互疊置，巨大的物性差異導致開發(fā)

過程中儲量動用不均衡，制約了該類油藏的高效開發(fā)。本文基于A油田白堊系Mishrif組兩口鉆井巖芯、787塊物性分析樣品、785塊鑄體薄片樣品及512塊壓汞實驗數(shù)據(jù)及20口井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，在明確層序地層旋回的基礎(chǔ)上，通過觀察分析巖石的層理構(gòu)造、顆粒組分、生屑類型及微觀結(jié)構(gòu)等，將巖石物性變化與地質(zhì)成因相關(guān)聯(lián)，闡明沉積—成巖組合方式及對巖石物性的改造機理，明確不同儲層和隔夾層空間展布規(guī)律，深化儲層非均質(zhì)性認識，進而為厚層塊狀油藏合理開發(fā)提供地質(zhì)依據(jù)。

2 油藏概況

A油田構(gòu)造上屬于美索不達米亞盆地構(gòu)造前緣帶（Aqrawi，2010;圖1a），為一南北向長軸背斜，構(gòu)造簡單。主力油藏為白堊系Mishrif組生物碎屑灰?guī)r油藏，自開發(fā)至今有6口井在Mishrif組取心（圖1b），井位主要部署于構(gòu)造高部位。Mishrif組地層厚度近300 m，儲層成因多樣，隔夾層發(fā)育程度高，油藏非均質(zhì)性強。油田地質(zhì)認識程度較低，開發(fā)中矛盾問題比較突出：自油田開發(fā)至今，壓力降低了63.6%，而采出程度卻不到1%，注水開發(fā)受效慢，水竄現(xiàn)象普遍；層間產(chǎn)液貢獻不均衡，單井產(chǎn)能差異大，儲量動用程度低。儲層非均質(zhì)性認識是制約油藏高效開發(fā)的瓶頸，因此，在層序格架的控制下，明確沉積作用和成巖演化規(guī)律，闡明巖石物性改造方式，厘清層間非均質(zhì)性和層內(nèi)非均質(zhì)性主控因素，刻畫有利儲層和隔擋層空間展布，可為Mishrif組孔隙型碳酸鹽巖儲層開發(fā)策略調(diào)整和井位優(yōu)化提供依據(jù)。

圖1 A油田構(gòu)造地理位置 (a) 和Mishrif組頂面構(gòu)造圖 (b)Fig. 1 Structural location of the A oilfield and top structure of the Mishrif Formation

Mishrif組地層發(fā)育于白堊紀穩(wěn)定被動大陸邊緣沉積環(huán)境，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（Sadooni, 1996）。A油田Mishrif組為具障壁的緩坡環(huán)境，發(fā)育開闊淺海、灘前、障壁灘、灘后、潟湖、臺內(nèi)灘、岸灘、潮道和潟湖邊緣坪等沉積相（李峰峰等, 2020）。根據(jù)區(qū)域沉積微相分析和巖相對比，在Mishrif組中識別出3個三級層序（層序Ⅰ—層序Ⅲ） （Mahdi et al., 2013）和6個四級層序（SQ1-SQ6）（李峰峰等, 2020）。油田開發(fā)早期將Mishrif組劃分 為Mcap、MA、MB1、MB2.1、MB2.2及MC等六個段（圖2）。在取心井沉積相識別的基礎(chǔ)上，通過巖電標定建立解釋模板并開展未取心井沉積相判別，在地震數(shù)據(jù)的約束小，明確了不同層段的沉積相展布和Mishrif組沉積演化特征。Mishrif組早期為開闊水體環(huán)境，沉積環(huán)境以開闊淺海、灘前和障壁灘為主，自SQ3層序開始，研究區(qū)演變?yōu)榫窒匏w環(huán)境，沉積環(huán)境包括潟湖、灘后、潟湖邊緣坪、岸灘及臺內(nèi)灘等。

不同沉積環(huán)境具有不同的巖石類型、物性特征、孔隙結(jié)構(gòu)及成巖作用，不同層序中相同沉積環(huán)境的巖石物性也具有較大的差異。岸灘、障壁灘、灘前和臺內(nèi)灘等高能沉積環(huán)境以厚殼蛤生屑灰?guī)r、似球粒生屑灰?guī)r、生屑顆?；?guī)r、圓笠蟲生屑灰?guī)r及棘屑顆粒灰?guī)r為主，局部發(fā)育亮晶生屑灰?guī)r、亮晶似球粒棘屑灰?guī)r和亮晶似球?；?guī)r。巖石物性從高孔、高滲至低孔、特低滲均有發(fā)育，滲透率級差可達2~3個數(shù)量級，儲集空間主要為粒間孔，含大量的粒間溶孔、鑄?？准吧矬w腔孔，成巖作用以溶蝕作用和膠結(jié)作用為主（圖2）。開闊淺海、潟湖、灘后、潟湖邊緣坪等低能沉積環(huán)境以泥晶生屑灰?guī)r、泥晶藻屑灰?guī)r、生屑泥晶灰?guī)r和含生屑泥晶灰?guī)r為主，局部發(fā)育亮晶有孔蟲灰?guī)r，潟湖邊緣坪以白云巖類為主。巖石滲透率以低滲為主，孔隙度從低孔到高孔均有發(fā)育。儲集空間包括基質(zhì)微孔、顆粒微孔、晶間孔、粒內(nèi)孔、溶蝕孔洞、鑄模孔和生物體腔孔等。成巖作用類型較多，包括選擇性溶蝕、膠結(jié)作用、白云化作用、壓實作用和壓溶作用（圖2）。潟湖和開闊淺海巖心普遍發(fā)育生物擾動構(gòu)造。

3 Mishrif組層序地層旋回

以Vail經(jīng)典層序地層學位理論依據(jù)，基于巖心、鑄體薄片和測井資料，在三級層序的控制下，通過識別淋濾溶蝕面、巖性轉(zhuǎn)換面及最大海泛面等，建立M油田Mishrif組四級層序地層格架。

SQ1層序： SQ1層序在Mishrif組主要發(fā)育海平面下降半旋回，地層平均厚度近30 m。層序頂界面為淋濾不整合面，溶蝕段厚度僅20 cm。最大海泛面位于Rumaila組底部。根據(jù)巖石顆粒組分和灰泥含量確定高位體系域和陸架邊緣體系域。高位體系域為開闊水體環(huán)境，發(fā)育灘前相（圖3），以泥晶藻屑灰?guī)r為主，向上變?yōu)榱辆魄蛄；規(guī)r，碳酸鹽巖沉積速率較低，地層厚度較薄。隨著海平面上升速率變緩并逐漸下降，水體深度不斷變淺，沉積水動力不斷增強，碳酸鹽巖沉積速率不斷增加，障壁灘向廣海方向進積，沉積了厚層的厚殼蛤生屑灰?guī)r，薄片上可見方解石膠結(jié)物。層序晚期海平面下降幅度較小，發(fā)育陸棚邊緣體系域，障壁灘雖然位于構(gòu)造隆起，但未發(fā)生暴露剝蝕，處于大氣淡水淋濾環(huán)境，灘體遭受淋濾形成溶蝕不整合面，發(fā)育潔凈的厚殼蛤生屑灰?guī)r，薄片上無亮晶膠結(jié)物。

SQ2層序：SQ2層序地層平均厚度近50 m，層序頂界面為淋濾溶蝕面，與三級層序界面重合，溶蝕段厚度近3 m，根據(jù)最大海泛面劃分海侵體系域和高位體系域，根據(jù)沉積環(huán)境和巖石特征將高位體系域劃分為早、晚兩段。海侵體系域，碳酸鹽巖產(chǎn)率迅速降低，障壁灘持續(xù)退積，至最大海泛面時，研究區(qū)整體處于開闊淺海環(huán)境（圖3），以含生屑泥晶灰?guī)r和生屑泥晶灰?guī)r為主。高位體系域早期，水體依舊較深，沉積環(huán)境仍以開闊淺海為主，巖石包括生屑泥晶灰?guī)r、亮晶生屑灰?guī)r和亮晶似球?；?guī)r。高位體系域晚期，沉積水動力不斷加強，碳酸鹽巖產(chǎn)率逐漸增加，灘體向廣海發(fā)生進積，研究區(qū)發(fā)育大規(guī)模的障壁灘和灘前，發(fā)育厚層的泥晶厚殼蛤灰?guī)r、亮晶似球?；?guī)r和厚殼蛤生屑灰?guī)r。層序晚期海平面大幅度下降發(fā)育低位體系域，障壁灘巖石遭受強烈的淋濾溶蝕，層序頂部發(fā)育淋濾溶蝕不整合面。

圖3 A油田Mishrif組層序旋回與沉積演化圖Fig. 3 Sequence cycle and sedimentary evolution in the Mishrif Formation A oilfield

SQ3層序：SQ3層序地層平均厚度近60 m，層序界面處為薄層的炭質(zhì)泥巖，厚度近10 cm，與三級層序界面重合，反映了區(qū)域海平面的大幅度下降。根據(jù)最大海泛面劃分海侵體系域和高位體系域。海侵體系域，灘體規(guī)模不斷減小，障壁灘向陸一側(cè)形成灘后環(huán)境（圖3），以亮晶生屑灰?guī)r和含生屑泥晶灰?guī)r為主。隨著海平面的持續(xù)上升，沉積相帶不斷遷移，高位體系域演變?yōu)闈暫h(huán)境。低位體系域，潟湖中由于地貌起伏變化，構(gòu)造古隆起處發(fā)育臺內(nèi)灘，臺內(nèi)灘規(guī)模較小，研究區(qū)整體依舊處于潟湖環(huán)境。層序晚期海平面持續(xù)大幅下降，發(fā)育低位體系域，潟湖發(fā)生長期暴露，具備陸相成煤環(huán)境特征，層序頂部發(fā)育薄層炭質(zhì)泥巖。

SQ4層序：SQ4層序地層平均厚度近40 m，層序界面為淋濾溶蝕面，溶蝕段厚度近35 cm。根據(jù)最大海泛面劃分海侵體系域和高位體系域。海侵體系域，潟湖逐漸被淹沒，至最大海泛面時，研究區(qū)整體處于潟湖環(huán)境，以泥晶生屑灰?guī)r和亮晶生屑灰?guī)r為主。隨著海平面的下降，水體條件適宜碳酸鹽巖沉積，障壁灘再次發(fā)生向陸和向海雙向進積，研究區(qū)局部為障壁灘（圖3），發(fā)育厚層的亮晶生屑灰?guī)r。層序晚期海平面下降幅度較小發(fā)育陸架邊緣體系域，障壁灘頂部發(fā)生溶蝕，而灘體底部依舊處于海水成巖環(huán)境，膠結(jié)作用比較強烈，潟湖地勢低洼，地層難以遭受溶蝕。

SQ5層序：SQ5層序地層平均厚度近70 m，層序界面為巖性轉(zhuǎn)換面，由白云巖類轉(zhuǎn)換為灰?guī)r，白云巖厚度近8 m。根據(jù)最大海泛面劃分海侵體系域和高位體系域，根據(jù)巖石類型劃分高位體系域和低位體系域。海侵體系域，水體深度不斷增加，灘體規(guī)模不斷減小，至最大海泛時，研究區(qū)處于潟湖環(huán)境中，發(fā)育亮晶有孔蟲灰?guī)r和亮晶似球?；?guī)r。高位體系域，水體深度不斷降低，岸灘發(fā)生進積，潟湖規(guī)模不斷減小（圖3），以厚層亮晶生屑灰?guī)r和生屑顆粒灰?guī)r為主。層序晚期海平面下降發(fā)育低位體系域，潮道切割灘體，潟湖邊緣暴露發(fā)生白云巖化作用，形成潟湖邊緣坪，發(fā)育厚層白云巖（圖3）。

SQ6層序：SQ6層序地層平均厚度近40 m，層序界面為暴露不整合面，與三級層序界面重合，發(fā)育風化角礫巖，厚度近5 m，根據(jù)最大海泛面劃分海侵體系域和高位體系域，根據(jù)巖石類型劃分高位體系域和低位體系域。海侵體系域，水體逐漸沒過障壁灘，潮道和潟湖邊緣坪消失，以厚層亮晶生屑灰?guī)r為主。高位體系域，水體深度適宜碳酸鹽巖沉積，岸灘持續(xù)向潟湖進積，潟湖規(guī)模不斷減?。▓D3），以泥晶生屑灰?guī)r和生屑顆?；?guī)r為主。層序晚期海平面大幅度下降發(fā)育低位體系域，地層發(fā)生長期暴露，并多次交替經(jīng)歷干旱和潮濕氣候，巖石交替遭受強烈的風化淋濾，形成風化角礫巖，發(fā)育區(qū)域不整合面。

4 沉積—成巖組合

基于787塊物性分析樣品，通過生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)標定，明確有利儲層物性特征。通過巖心觀察和鑄體薄片分析，確定儲層沉積特征和成巖作用。并與儲層物性精細擬合標定，明確不同成因環(huán)境對儲層物性的影響。根據(jù)沉積水體能量和成巖改造方式，可將沉積—成巖組合分為5類：（1）高能沉積環(huán)境+建設(shè)性成巖作用，（2）高能沉積環(huán)境+破壞性成巖作用，（3）低能沉積環(huán)境+建設(shè)性成巖作用，（4）低能沉積環(huán)境+破壞性成巖作用，和（5）低能沉積環(huán)境+弱成巖作用。

4.1 高能沉積環(huán)境+建設(shè)性成巖作用

高能沉積環(huán)境+建設(shè)性成巖作用形成優(yōu)質(zhì)儲層。該類組合形成于海平面下降時期，主要發(fā)育在障壁灘、岸灘、臺內(nèi)灘和灘前等環(huán)境，成巖環(huán)境為大氣淡水淋濾環(huán)境，成巖作用為非選擇性溶蝕和選擇性溶蝕。高能沉積環(huán)境以生屑顆?；?guī)r為主，泥質(zhì)含量較少，顆粒組分以生物殼體碎屑為主，生物類型主要為厚殼蛤、雙殼類及棘皮類等。巖石多呈顆粒支撐結(jié)構(gòu)，粒間孔發(fā)育，孔隙連通性較好，儲層物性多為中高孔、中高滲，大喉發(fā)育比例較高，儲層排驅(qū)壓力較低。灘體處于古地貌隆起，相對海平面下降更容易處于大氣淡水環(huán)境，灘體良好的巖石結(jié)構(gòu)有利于可溶性流體的滲入，對生屑進行非選擇性溶蝕或選擇性溶蝕，形成粒間溶孔、鑄模孔及生物體腔孔等，大幅提高巖石物性。巖心上，灘體溶蝕后呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)，溶蝕孔隙肉眼可見，易見厘米級生物介殼碎屑，鑄體薄片上厚殼蛤碎屑破碎程度較高，少見亮晶膠結(jié)物，孔隙半徑可大于1000 μm，面孔率較高（圖4a）。

4.2 高能沉積環(huán)境+破壞性成巖作用

高能沉積環(huán)境+破壞性成巖作用形成物性隔夾層或差儲層。該組合主要發(fā)育在海平面下降時期，主要發(fā)育在淺灘環(huán)境，成巖環(huán)境包括海水成巖環(huán)境和大氣淡水潛流環(huán)境，破壞性成巖作用指膠結(jié)作用。當灘體處于海水成巖環(huán)境，水體飽和度較高，膠結(jié)作用比較嚴重，形成針狀或片狀膠結(jié)物，海水成巖環(huán)境溶質(zhì)充足，但由于水體循環(huán)較好，通常不能將孔隙致密充填，膠結(jié)作用只是降低了儲層物性，通常形成差儲層，儲層物性表現(xiàn)為中低孔中低滲。當灘體處于大氣淡水潛流帶，膠結(jié)作用最為強烈，滲流帶形成的富含Ca2+流體通過重力作用下移，造成潛流帶流體過飽和，膠結(jié)物大量析出，充填巖石孔隙和喉道，大幅降低巖石物性（鄧亞等，2016）。巖石物性是膠結(jié)物對孔隙和吼道充填程度的函數(shù)，膠結(jié)物含量越高，巖石物性越差。若膠結(jié)物僅局部充填，巖石仍殘留一定量的連通孔隙，則可形成差儲層；當膠結(jié)物將孔隙和喉道完全充填，造成巖石孔、滲流性質(zhì)極差，則可形成物性隔夾層。物性隔夾層發(fā)育在灘體內(nèi)部，隱蔽性較高，加劇了儲層的非均質(zhì)性。巖心上，物性隔夾層呈淺黃白色，可見巖石顆粒被致密膠結(jié)，鑄體薄片上，巖石呈亮晶結(jié)構(gòu)，可見厚殼蛤、雙殼類、底棲有孔蟲和棘皮類等生屑，部分生屑先被溶蝕而又被膠結(jié)，肉眼難以看見孔隙（圖4b）。

圖4 Mishrif組高能沉積環(huán)境與成巖作用組合方式Fig. 4 Combinations of high-energy environment and diagenesis types in the Mishrif Formation

4.3 低能沉積環(huán)境+建設(shè)性成巖作用

低能沉積環(huán)境+建設(shè)性成巖作用形成差儲層，該組合發(fā)育于海平面下降時期，主要在潟湖、開闊淺海、潟湖邊緣坪和灘后環(huán)境，成巖環(huán)境主要為大氣淡水環(huán)境或暴露環(huán)境，成巖作用包括選擇性溶蝕作用和白云巖化作用。低能沉積環(huán)境巖石主要為泥?；?guī)r、粒泥灰?guī)r和泥晶灰?guī)r，泥晶組分含量較高，生屑類型復雜，包括藻類、底棲有孔蟲、介形蟲、腹足類和雙殼類等，偶見厚殼蛤碎屑。泥晶組分多為低鎂方解石，化學性質(zhì)穩(wěn)定，而生物殼體多為文石質(zhì)或高鎂方解石質(zhì)。低能沉積環(huán)境通常地勢低洼，若海平面下降幅度較小，地層依舊處于海水成巖環(huán)境，難以發(fā)生溶蝕作用。只有當海平面大幅度下降，地層才能處于大氣淡水環(huán)境，不飽和流體對生物碎屑進行選擇性溶蝕，形成鑄模孔、生物體腔孔和殼體溶孔等次生溶孔。溶蝕生屑主要為雙殼類、藻類和底棲有孔蟲類。次生溶孔多為孤立孔，對孔隙度的影響較大，但對滲透率的貢獻較小，造成巖石物性表現(xiàn)為中高孔、低滲、特低滲特征。巖心上，未發(fā)生溶蝕的區(qū)域為淺黃白色致密狀，而被溶蝕區(qū)域呈深褐色，鑄體薄片上，可見溶蝕孔隙多孤立分布于泥晶基質(zhì)中，面孔率較高，可見未被溶蝕的殘余碎屑（圖5a）。

白云巖化作用主要發(fā)生在潟湖邊緣，白云巖類是潟湖邊緣坪的主要巖石類型，以含泥細晶云巖為主。巖心上，白云巖呈淺黃褐色，肉眼難以識別孔隙，可見石膏結(jié)核，鑄體薄片上，細晶白云石含量較高，晶體自形程度好，晶體粒徑多介于10~100 μm之間，顆粒分選較好，晶間孔發(fā)育，孔隙半徑多大于10 μm?？梢姲自苹蟮臍堄嚯p殼和棘皮生屑（圖5b）。白云巖物性以中高孔、中低滲為主。白云巖化作用主要發(fā)生在低位體系域，潟湖邊緣發(fā)生暴露，潮道的存在導致潟湖水體為半咸化狀態(tài)，潟湖邊緣強烈的蒸發(fā)作用從而發(fā)生準同生白云巖化，造成方解石不斷被白云石交代（朱筱敏, 2008）。若后期晶間孔發(fā)生溶蝕作用，可進一步改善巖石物性。

圖5 Mishrif組低能沉積環(huán)境與成巖作用組合方式Fig. 5 Combinations of low-energy environment and diagenesis types in the Mishrif Formation

需要指出的是，低能沉積環(huán)境中普遍發(fā)育生物擾動現(xiàn)象，尤其在潟湖和開闊淺海中最為發(fā)育，生物擾動對改變巖石物性具有重要的影響。通常情況下，潟湖相巖石泥質(zhì)含量高，孔喉半徑較小，滲流性質(zhì)較差，成巖流體難以滲入（圖6a）。而經(jīng)生物擾動后形成大量的潛穴，潛穴本身也可作為儲集空間（牛永斌等, 2018），潛穴中若充填粗粒碎屑或細晶白云石顆粒，潛穴物性明顯高于擾動基底（Gingras et al., 2012; Baniak et al., 2013, 2014）（圖6b），溶蝕性流體可沿潛穴滲入，對潛穴進行擴溶，而溶蝕后的潛穴規(guī)模擴大，空間上可以相互連片，更有利于成巖流體的運移。而且，潛穴形成的同時造成巖石結(jié)構(gòu)松散，流體從潛穴更容易向基質(zhì)滲透，潛穴邊緣成巖作用向基質(zhì)中蔓延（圖6c）。生物擾動主要受沉積速率影響，沉積速率越低，生物擾動越充分（楊式溥等，2004），潛穴發(fā)育密度越大，越有利于溶蝕作用的發(fā)生。生物擾動將巖石破壞的“千瘡百孔”，而且裂縫的存在也為流體提供了滲流通道，從而促進了低能沉積環(huán)境巖石物性的提高（圖6d）。

圖6 生物擾動作用對巖石物性的影響Fig. 6 Impact of bioturbation on the physical properties of rocks

4.4 低能沉積環(huán)境+破壞性成巖作用

低能沉積環(huán)境+破壞性成巖作用形成致密膠結(jié)帶，該類組合主要發(fā)育區(qū)域海平面大幅度下降，通常發(fā)育于三級層序頂界，主要發(fā)育在潟湖環(huán)境，地層經(jīng)歷了長期暴露，成巖作用為壓實作用、膠結(jié)作用。由于地層暴露的氣候條件不同，膠結(jié)帶的巖石特征和形成機理可分為膠結(jié)炭化型和風化膠結(jié)型兩類。

膠結(jié)炭化型發(fā)育在SQ3層序頂部，以泥?；?guī)r為主，顆粒被溶蝕后又被膠結(jié)充填，生屑破碎程度比較高，巖石經(jīng)歷了強烈的壓實作用，顆粒呈定向排列（圖7a）。該類膠結(jié)帶主要在低位體系域中發(fā)育，海平面大幅度下降，潟湖相地層長期發(fā)生暴露。潮濕氣候條件，地層頂部發(fā)育植被，植被死亡后被快速埋藏，還原環(huán)境下有機質(zhì)保存下來，適宜的溫壓條件下發(fā)生淤泥化（邵龍義等, 2009），形成厚度近10 cm的炭質(zhì)泥巖。炭質(zhì)泥巖反映了陸相成煤環(huán)境，是重要的層序界面，其下部為大段的致密膠結(jié)帶，物性呈低孔超低滲，可行成良好的遮擋層。

圖7 Mishrif組低能沉積環(huán)境+破壞性成巖作用組合方式Fig. 7 Combination of low-energy environment and destructive diagenesis in the Mishrif Formation

風化膠結(jié)型發(fā)育在SQ6層序頂部，以粒泥灰?guī)r為主，巖心呈角礫巖致密狀，破碎程度比較高，縫隙中充填黃綠色膠結(jié)物，鑄體薄片中可見厚殼蛤、雙殼類和底棲有孔蟲等生屑，呈漂浮狀于泥晶基質(zhì)中，生屑被溶蝕后又被致密膠結(jié)（圖7b）。該類膠結(jié)帶在低位體系域中發(fā)育，海平面大幅下降，潮濕氣候和干旱氣候交替，干旱氣候條件下發(fā)生風化作用，造成巖石結(jié)構(gòu)松散破碎，形成角礫巖，潮濕氣候條件下發(fā)生淋濾作用，形成的飽和流體在縫隙中發(fā)生膠結(jié)，降低巖石的物性。

4.5 低能沉積環(huán)境+弱成巖改造

低能沉積環(huán)境+弱成巖作用主要形成巖性隔夾層，該類組合發(fā)育在海侵體系域和高位體系域早期，主要發(fā)育在潟湖和開闊淺海環(huán)境，成巖環(huán)境通常指海水成巖環(huán)境。若沉積速率較高，水體深度較大，埋藏速度較快，巖石未發(fā)生生物擾動，成巖早期巖石比較致密，流體難以滲入，成巖作用較弱，巖石保留了其原始物性。在埋藏環(huán)境中，細粒沉積物被壓實，由于其致密結(jié)構(gòu)，成巖流體依舊無法滲入，成巖作用仍較弱，巖石物性無法得到有效改善。若沉積速率較慢，生物擾動作用比較充分，有效改善巖石致密結(jié)構(gòu)，各成巖環(huán)境中成巖作用均比較強烈。因此，該類組合的發(fā)育控制因素主要為沉積速率和地層埋藏速率。

5 層序格架控制下儲層和隔夾層展布

層序格架內(nèi)，隨著海平面的升降旋回，沉積—成巖組合不斷變化，控制了巖石物性的發(fā)展趨勢，導致Mishrif組儲層和隔夾層展布規(guī)律復雜。

SQ1層序發(fā)育開闊淺海、灘前和障壁灘。開闊淺海以泥晶灰?guī)r和含生屑泥晶灰?guī)r為主，巖石物性較低，由于“低能沉積環(huán)境+弱成巖改造”組合發(fā)育巖性隔夾層。巖性隔夾層由于灰泥含量較高，基質(zhì)微孔毛管壓力較大，流體在非外加作用力條件下難以自由流動，故而滲透率較低，形成隔夾層。SQ1巖性隔夾層單層厚度最大可達10 m，空間分布比較穩(wěn)定，展布范圍較大，呈厚層板狀，可有效抑制底水的推進。灘前和障壁灘由于“高能沉積環(huán)境+建設(shè)性成巖作用”組合，形成優(yōu)質(zhì)儲層，儲層厚度較大且分布穩(wěn)定，其內(nèi)部由于“高能沉積環(huán)境+破壞性成巖作用”組合形成物性隔夾層，物性隔夾層巖石顆粒組分含量較高，巖石原始物性較好，后期由于發(fā)生強烈的膠結(jié)作用而形成物性遮擋。物性隔夾層厚度較薄，多介于1~3 m，空間分布不穩(wěn)定，展布范圍較小，垂向上疊置程度較低（圖8），對流體的遮擋能力較低。巖性隔夾層和物性隔夾層最主要的差異是其地質(zhì)成因，巖性隔夾層是沉積成因，是由于低能沉積環(huán)境而形成的；而物性隔夾層屬于成巖成巖，是由于后期成巖作用降低了巖石物性而形成的，其通常與優(yōu)質(zhì)的灘體儲層相伴生，且分布不穩(wěn)定，對開發(fā)的生產(chǎn)影響更大。

圖8 Mishrif組層序旋回對儲層和隔夾層的控制Fig. 8 Combination of low-energy environment and destructive diagenesis in the Mishrif Formation

SQ2層序沉積環(huán)境與SQ1類似，灘前和障壁灘主要發(fā)育優(yōu)質(zhì)儲層，局部發(fā)育薄層的物性隔夾層。海侵體系域和高位體系域早期，開闊淺海由于“低能沉積環(huán)境+弱成巖作用”組合，整體以巖性隔夾層為主。隔夾層厚度大，最大可達15 m，空間分布比較穩(wěn)定，呈厚層塊狀，連續(xù)性高，垂向上對流體的隔擋性能好，將MC段和MB2.1段劃分為不同的開發(fā)層系。由于“低能沉積環(huán)境+建設(shè)性成巖作用”組合，開闊淺海局部發(fā)育差儲層（圖8）。

SQ3層序沉積環(huán)境包括潟湖、灘后和臺內(nèi)灘。潟湖和灘后由于“低能沉積環(huán)境+建設(shè)性成巖作用”組合形成厚層差儲層，而臺內(nèi)灘由于“高能沉積環(huán)境+建設(shè)性成巖作用”組合形成優(yōu)質(zhì)儲層。薄層優(yōu)質(zhì)儲層分布于厚差儲層中，兩者具有較大的滲流級差，開發(fā)過程中優(yōu)質(zhì)儲層產(chǎn)液能力較強，易形成“賊層”。SQ3層序晚期為潮濕氣候條件，潟湖相地層由于“低能沉積環(huán)境+破壞性成巖作用”組合，形成暴露炭化型膠結(jié)帶。此次海平面下降幅度大，膠結(jié)帶厚度介于1.5~6 m，空間分布比較穩(wěn)定，形成了良好的物性遮擋，將MB2.1段和MB1段劃分為不同的開發(fā)層系（圖8）。

SQ4層序以潟湖環(huán)境為主，局部發(fā)育障壁灘。障壁灘若是“高能沉積環(huán)境+建設(shè)性成巖作用”組合則形成優(yōu)質(zhì)儲層，若是“高能沉積環(huán)境+破壞性成巖作用”組合形成差儲層或物性隔夾層。潟湖環(huán)境整體由于“低能沉積環(huán)境+建設(shè)性成巖作用”組合形成厚層差儲層，局部由于“低能沉積環(huán)境+弱成巖改造”形成巖性隔夾層，巖性隔夾層分布不穩(wěn)定，厚度介于0.5~1.5 m，垂向上疊置程度較低，隔擋性能較差，加劇了儲層的非均質(zhì)性（圖8）。

SQ5層序沉積環(huán)境主要包括岸灘和潟湖，局部發(fā)育潟湖邊緣坪。岸灘由于“高能沉積環(huán)境+建設(shè)性成巖作用”組合形成厚層優(yōu)質(zhì)儲層，其內(nèi)部由于“高能沉積環(huán)境+破壞性成巖作用”組合形成物性隔夾層，物性隔夾層發(fā)育頻率較高，厚度介于0.5~2 m，分布不穩(wěn)定，垂向上呈“多層樓狀”，隔擋效果較差，加劇了儲層的非均質(zhì)性。潟湖和潟湖邊緣坪由于“低能沉積環(huán)境+建設(shè)性成巖作用”組合形成差儲層，海侵體系域發(fā)育薄層巖性隔夾層（圖8）。

SQ6層序主要為潟湖和岸灘環(huán)境。海侵體系域，潟湖由于“低能沉積環(huán)境+弱成巖改造”組合形成厚層巖性隔夾層，厚度最大可達12 m；而岸灘由于“高能沉積環(huán)境+破壞性成巖作用”形成厚層差儲層。高位體系域，岸灘由于“高能沉積環(huán)境+建設(shè)性成巖作用”組合形成厚層優(yōu)質(zhì)儲層，儲層內(nèi)部隔夾層發(fā)育頻率較低。低位體系域為交替的潮濕與干旱氣候，由于“低能沉積環(huán)境+破壞性成巖作用”，潟湖地層形成暴露風化膠結(jié)型膠結(jié)帶（圖8）。膠結(jié)帶的厚度介于3~13 m，區(qū)域分布穩(wěn)定，呈均質(zhì)厚層狀，對流體的隔擋性能較好，將Mishrif組和上覆Khasib組分成不同的開發(fā)層系。

6 結(jié)論

（1）A油田Mishrif組發(fā)育6個四級層序旋回，沉積環(huán)境從開闊淺海環(huán)境演化為局限沉積環(huán)境，高能沉積環(huán)境主要指岸灘、障壁灘、臺內(nèi)灘和灘前等沉積相，巖石原始物性較好，成巖作用強烈。低能沉積環(huán)境主要指潟湖、開闊淺海、灘后和潟湖邊緣坪等沉積相，巖石原始物性較差，若生物擾動充分，則可發(fā)生一定的成巖改造，若缺乏生物擾動，則成巖流體難以滲入，成巖改造作用較弱。

（2）A油田Mishrif組發(fā)育5種沉積—成巖組合方式，其中高能沉積環(huán)境+建設(shè)性成巖作用組合形成優(yōu)質(zhì)儲層，高能沉積環(huán)境+破壞性成巖作用組合形成差儲層或物性隔夾層，低能沉積環(huán)境+建設(shè)性成巖作用形成差儲層，低能沉積環(huán)境+破壞性成巖作用形成致密膠結(jié)帶，低能沉積環(huán)境+弱成巖作用形成巖性隔夾層。多期層序旋回控制下，沉積—成巖組合方式不斷變化，造成Mishrif組儲層—隔夾層展布規(guī)律復雜。