層序界面控制下差異早成巖作用對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層的影響
——以伊拉克R油田Mishrif組為例

毛先宇，宋本彪，田昌炳

（1.中國(guó)石油國(guó)際勘探開發(fā)有限公司，北京 100034；2.中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083）

0 引言

白堊系Mishrif組是伊拉克最重要的碳酸鹽巖產(chǎn)層之一，也是R油田未來較長(zhǎng)時(shí)間上產(chǎn)與穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵層組［1-2］。該層組整體埋深較淺（2 000～3 000 m）［3］，中埋藏階段成巖作用較弱，早成巖階段成巖作用是控制儲(chǔ)層發(fā)育的重要因素，其中大氣淡水環(huán)境溶蝕作用是對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育最為有利的成巖作用［4-6］。該作用一般與層序界面暴露時(shí)長(zhǎng)相關(guān)，一般情況下，暴露時(shí)間越長(zhǎng)，溶蝕強(qiáng)度越高，但儲(chǔ)層的發(fā)育程度與暴露程度并不具有簡(jiǎn)單的一致性。大氣淡水的溶蝕一方面會(huì)形成新的溶孔，另一方面暴露溶蝕的飽和碳酸鈣流體總會(huì)在相鄰的區(qū)域重新沉淀并占據(jù)原有孔隙空間，并且溶蝕與膠結(jié)作用強(qiáng)度因?qū)有蚪缑骖愋偷牟煌哂休^大的差異，也因此對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育產(chǎn)生不同程度的影響，控制儲(chǔ)層分布架構(gòu)。為了更好地進(jìn)行儲(chǔ)層成因分析與油藏內(nèi)部結(jié)構(gòu)研究，從層序地層的角度出發(fā)，對(duì)比、分析研究不同類型層序界面的差異早成巖作用十分必要。

本區(qū)此前的層序研究多集中在區(qū)域?qū)有蚩蚣艿拇罱ǎ?-8］，參考資料以露頭資料、測(cè)井曲線和部分巖心資料為主，缺乏單油田全組段精細(xì)的旋回性分析、地化數(shù)據(jù)輔助判別，以及相關(guān)綜合性研究。本文依托R油田多口Mishrif組全段取心井的巖心照片、鑄體薄片、碳氧同位素、物性測(cè)試等數(shù)據(jù)資料，進(jìn)行了米級(jí)沉積旋回特征分析，劃分了多級(jí)層序地層格架，重點(diǎn)對(duì)不同級(jí)別、不同類型層序界面的巖性、鑄體薄片、測(cè)井響應(yīng)和地化特征進(jìn)行了綜合分類分析，厘清了層序界面差異早成巖特征及其對(duì)儲(chǔ)層的控制特征，可為深入分析儲(chǔ)層成因和精細(xì)油藏建模提供地質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)研究層序與儲(chǔ)層的相關(guān)性也具有較大的借鑒意義。

1 地質(zhì)背景與資料

Mishrif組沉積時(shí)期為白堊紀(jì)中森諾曼期—早土倫期，沉積位于美索不達(dá)米亞盆地內(nèi)，東鄰特提斯洋，接受海相碳酸鹽巖沉積，但沉積物質(zhì)與沉積模式受次級(jí)構(gòu)造單元的控制。在森諾曼期，由于基底斷裂與鹽流動(dòng)作用引起的差異沉降，形成了Najaf內(nèi)盆地與Amara古凸起次級(jí)構(gòu)造單元，且構(gòu)造幅度在早土倫期進(jìn)一步增大［3，9］。受此區(qū)域構(gòu)造單元的影響，在伊拉克南部形成了北東高、南西低的緩坡沉積背景，直接控制了Mishrif組儲(chǔ)層的分布（見圖1a）。由于南北水深差異，沉積表現(xiàn)為同期異相特征，由北東部Mishrif組顆粒質(zhì)碳酸鹽巖逐漸相變?yōu)槟衔鞑縍umaila組白堊質(zhì)碳酸鹽巖。伴隨著震蕩性海退，高能顆粒灘相岸線逐漸向南西方向遷移，在沉積中后期，北東部遭受一定的暴露剝蝕，且范圍逐漸擴(kuò)大到R油田及其以南地區(qū)（見圖1a）。

研究區(qū)R油田位于緩坡體系的西部，地層厚度約150 m，其間發(fā)育多套淺水高能灘相沉積。油藏構(gòu)造屬于長(zhǎng)軸背斜，縱向跨度約75 km，橫向跨度約15 km，中間存在的鞍部構(gòu)造將其分為北部和南部 （見圖1b）。同樣，受沉積水深影響，油田南北部?jī)?chǔ)層品質(zhì)存在較大差異，北部平均水體深度淺，沉積能量較高，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層相對(duì)發(fā)育（見圖1a）。本次研究涉及的取心井（R1—R7井）集中在油田中北部（見圖1b），總?cè)⌒拈L(zhǎng)度約809 m，平均取心率達(dá)80%以上，基本覆蓋Mishrif組全段。碳氧同位素?cái)?shù)據(jù)縱向采樣間隔為2～5 m不等，重點(diǎn)部位加密到1 m。

圖1 R油田Mishrif組沉積古地理與構(gòu)造輪廓（據(jù) Aqrawi等［3］修改，2010）

2 沉積與地層特征

伊拉克Mishrif組沉積處于Najaf內(nèi)盆地的緩坡背景，地層傾角小于 1°，且不發(fā)育大型坡折帶［3］，較適用于 Burchette經(jīng)典緩坡沉積模式［10］。 據(jù)此，將 Mishrif組沉積相由陸向海依次劃分為潮坪亞相、潟湖亞相、內(nèi)緩坡亞相、中緩坡亞相、外緩坡亞相和盆地亞相。

內(nèi)緩坡亞相位于晴天浪基面之上，沉積水體能量最高，沉積顆粒最粗，以發(fā)育厚殼蛤?yàn)闃?biāo)志性特征［11］，此外還發(fā)育雙殼類、棘皮類和底棲有孔蟲類生屑［12］；潟湖亞相位于內(nèi)緩坡亞相向陸一側(cè)，水體深度較前者淺，沉積能量低，巖石組分以泥晶基質(zhì)為主，生屑主要為底棲有孔蟲類碎屑，并含有少量的棘皮類碎屑，發(fā)育灰色泥質(zhì)條帶和縫合線構(gòu)造，其上發(fā)育潮道高能相帶，主要巖石組分為分選性、磨圓度較好的棘皮類、底棲有孔蟲類碎屑［13］；潮坪亞相位于潟湖亞相靠陸一側(cè)，水體最淺，沉積能量最低，生屑主要為底棲有孔蟲類碎屑，巖心上發(fā)育大量的生物潛穴和鉆孔等遺跡構(gòu)造；中緩坡亞相位于晴天浪基面與風(fēng)暴浪基面之間，水體能量較內(nèi)緩坡亞相低，生屑以底棲有孔蟲類、棘皮類碎屑為主，發(fā)育結(jié)核構(gòu)造；外緩坡亞相位于風(fēng)暴浪基面之下，巖石組分以泥晶基質(zhì)為主，含有少量的有孔蟲，巖心上發(fā)育大量的泥質(zhì)條帶；盆地亞相位于更深的水體環(huán)境中，表現(xiàn)為純黑色泥晶灰?guī)r（見圖2）。

在地層劃分上，Mishrif組底部與下伏Rumaila組呈整合接觸，頂部作為阿拉伯板塊廣泛發(fā)育的二級(jí)層序界面遭受長(zhǎng)時(shí)期暴露剝蝕，與上覆Khasib組呈不整合接觸。根據(jù)沉積相演化和巖性組合特征，將R油田Mishrif組分為MA和MB巖性段，進(jìn)一步又可細(xì)分為MA1，MA2，MB1，MB2，MB3 這 5 個(gè)小層。 1）MB3 小層下部為中—外緩坡亞相，上部為內(nèi)緩坡亞相；MB2，MB1小層以潟湖、潮坪亞相為主，局部發(fā)育內(nèi)緩坡亞相和潮道沉積。2）MA2小層下部以中—外緩坡亞相為主，上部南北存在較大差異，北部為內(nèi)緩坡相，發(fā)育大量生物堆積層，南部以中—外緩坡亞相為主；MA1小層南北部厚度存在較大差異，北部大多被剝蝕，厚度小，以潟湖、潮坪亞相為主，南部保存較好，整體厚，以中—外緩坡亞相為主（見圖2）。

圖2 R油田R3井Mishirif組巖心解釋與地層劃分

3 層序地層特征

3.1 層序地層格架

碳酸鹽巖層序地層劃分主要依據(jù)沉積旋回特征，而沉積旋回主要受控于自身碳酸鹽沉積物產(chǎn)率和可容空間的變化這2個(gè)方面，二者為相互影響、相互制約的關(guān)系［14］。 一般情況下，碳酸鹽沉積物產(chǎn)率呈現(xiàn)“S”形生長(zhǎng)規(guī)律，分為3個(gè)階段：第1個(gè)階段，隨著海平面的突然上升，碳酸鹽巖會(huì)出現(xiàn)沉積滯后的現(xiàn)象；第2個(gè)階段，碳酸鹽巖出現(xiàn)追漲，對(duì)應(yīng)海侵體系域；第3個(gè)階段，碳酸鹽巖并進(jìn)，最終受環(huán)境變化而停止生長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)高位體系域。因此，碳酸鹽巖沉積主要可以分為海進(jìn)半旋回（海侵域）和海退半旋回（高位域）2 個(gè)階段［15］。

在區(qū)域地質(zhì)與基礎(chǔ)層序格架研究方面，前人做了大量基礎(chǔ)性與開創(chuàng)性工作。Sharland等［7］根據(jù)阿拉伯板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特征及大型不整合面識(shí)別，將晚前寒武紀(jì)至今分為11個(gè)構(gòu)造巨層序（AP1—AP11），并結(jié)合生物地層、巖性、測(cè)井等資料識(shí)別了63個(gè)三級(jí)層序最大海泛面。其中，白堊系Mishrif組位于構(gòu)造巨層序AP8內(nèi)，整體表現(xiàn)為相對(duì)海平面向上逐漸變淺的特征，在此期間與之關(guān)聯(lián)的海泛面包括中森諾曼期K130與早土倫期 K140。K130位于 Mishrif組或 Rumaila組底部，K140 位于 Mishrif組上部。 在此基礎(chǔ)上，Aqrawi等［3］針對(duì)伊拉克地質(zhì)情況進(jìn)一步將白堊系劃分為6個(gè)超層序，其級(jí)別介于構(gòu)造巨層序 （AP）與三級(jí)層序之間，Mishrif組位于第2個(gè)超層序，并在K130與K140之間增加劃分出1個(gè)三級(jí)層序最大海泛面K135，時(shí)期為晚森諾曼期，并認(rèn)為K135在伊拉克不同區(qū)域（Mishrif組或 Rumaila組）能夠很好地識(shí)別。 其后，Mahdi等［8］通過對(duì)伊拉克南部多個(gè)油田代表井層序界面縱向和橫向進(jìn)行分析對(duì)比，用T-R層序劃分法［16-17］劃分出3個(gè)三級(jí)層序，包括1個(gè)海退半旋回與2個(gè)完整旋回，且將最上部海泛面與OAE2事件相關(guān)聯(lián)（見圖3）。

圖3 伊拉克白堊系阿爾布階-土倫階層序地層（據(jù) Sharland 等［7］修改，2001）

針對(duì)R油田Mishrif組，在前人搭建的層序格架基礎(chǔ)上，通過連井沉積相旋回分析，可明顯識(shí)別出2套內(nèi)緩坡亞相厚殼蛤顆?；?guī)r沉積，表明其經(jīng)歷了2次沉積旋回，分別對(duì)應(yīng)三級(jí)層序S1和S2。S1位于組段下部，從下往上依次為中緩坡亞相、內(nèi)緩坡亞相、潟湖亞相和潮坪亞相，表現(xiàn)為沉積水深逐漸變淺，為1個(gè)海退半旋回，其最大海泛面位于下伏Rumaila組內(nèi)，對(duì)應(yīng)K135。這與R油田地理位置更靠南西、更接近內(nèi)盆地中心、沉積水體較深、同期異相的Rumaila組沉積較厚有關(guān)。S2位于組段上部，從S1頂面潮坪亞相到外緩坡亞相，再到潮坪亞相，表現(xiàn)為一個(gè)完整的海進(jìn)-海退旋回。該旋回的最大海泛面對(duì)應(yīng)K140，與OAE2事件相關(guān)，且S2頂面亦為二級(jí)層序界面頂。通過米級(jí)巖性旋回分析，縱向上還可以分為可橫向?qū)Ρ鹊?個(gè)四級(jí)層序（FS1—FS5），大致對(duì)應(yīng)劃分的5個(gè)小層，其中，四級(jí)層序FS1對(duì)應(yīng)本區(qū)最優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層——MB3小層（見圖4）。

3.2 不同類型層序界面特征

3.2.1 層序界面類型

不同級(jí)別層序受控于不同驅(qū)動(dòng)力，層序界面可對(duì)比范圍也不一致。二級(jí)層序受控于大洋擴(kuò)張和閉合，層序界面可全球追蹤對(duì)比；三級(jí)層序受控于區(qū)域板塊運(yùn)動(dòng)，層序界面在測(cè)井曲線和巖心柱上具有明顯變化特征，可以用于區(qū)域?qū)有虺醪絼澐峙c對(duì)比；四級(jí)層序受軌道力和自旋回作用，層序界面可以在油田或者更大范圍內(nèi)劃分與對(duì)比［18］。但在淺水碳酸鹽巖臺(tái)地相地層中，由于溫室條件下相對(duì)海平面表現(xiàn)為高頻次、低幅度的特點(diǎn)，某些層序界面并不表現(xiàn)為明顯的分布廣泛的單一類型界面，而是更多表現(xiàn)為小尺度的多類型特征［19］。層序界面代表著沉積間斷，與所處的古沉積微地貌有關(guān)，根據(jù)其沉積微環(huán)境橫向變化可以分為地表剝蝕、海底剝蝕、海底無沉積等多種形式［19］。從巖心特征觀察來看，一般表現(xiàn)為地表暴露和水下硬底兩大類。前者作為典型的沉積間斷，可成為層序界面，在此不作詳述；后者在研究時(shí)易被忽視，但也是重要的沉積間斷類型與層序界面，有時(shí)可能會(huì)直接影響開發(fā)效果。比如，在緩坡相碳酸鹽臺(tái)地儲(chǔ)層中垂直驅(qū)替時(shí)，海底硬底形成的膠結(jié)夾層是影響油氣采收率的最重要因素［20］。

“硬底”一詞最初來源于Murray與Renard（1891）航海時(shí)對(duì)深海沉積物取樣的描述。從20世紀(jì)60年代開始，“硬底”作為同沉積海底巖化的標(biāo)準(zhǔn)化名詞，對(duì)其相關(guān)研究也逐漸展開，出現(xiàn)了各種不同的定義［19］。Fursich［21］將“硬底”廣義定義為“通過侵蝕或淹沒形成海底較老的巖層”，其他研究者也提出了多種“硬底”衍生概念。為了簡(jiǎn)化相關(guān)術(shù)語(yǔ)，Christ等［22］提出將“硬底”定義為“在海底或部分近海底處沉積柱上具有早期海水環(huán)境膠結(jié)作用特征的巖層”，突出了早期海水環(huán)境膠結(jié)作用的重要性，也涵蓋了一部分缺乏生物遺跡特征的前寒武洋底。結(jié)合本次研究的白堊系Mishrif組，各種軟體類生物發(fā)育豐富，早期海水環(huán)境膠結(jié)作用明顯，以及發(fā)育生物鉆孔、潛穴等遺跡構(gòu)造都是硬底發(fā)育的重要特征和指標(biāo)。

3.2.2 不同類型層序界面識(shí)別特征

在層序界面識(shí)別和劃分中，測(cè)井曲線與鉆井取心是較為常規(guī)的資料。此外，微量元素、同位素等地化資料也具有較高價(jià)值［23］，如稀土元素、碳氧同位素、87Sr/86Sr等。其中，碳氧同位素是識(shí)別地表暴露和水下“硬底”的重要指標(biāo)。其原理是，當(dāng)相對(duì)海平面下降時(shí)，沉積物短暫暴露于地表或處于近地表環(huán)境，通過垂直滲流與水平潛流方式，富集輕碳（12C）和輕氧（16O）的大氣淡水會(huì)不同程度改變孔隙水中碳氧同位素的組成，形成的泥晶或膠結(jié)物會(huì)包含輕碳和輕氧的成分，表現(xiàn)為負(fù)偏差的特征。一般情況下，受大氣淡水改造程度越高，形成的膠結(jié)物占比越高，負(fù)偏差偏移越大；反之，水深越深，受大氣淡水影響越小，加之受沉積水體溫度的影響，水體較深處 δ13C 與 δ18O 出現(xiàn)正偏差［24-26］。本次研究參考的多口井全段碳氧同位素?cái)?shù)據(jù)，對(duì)層序界面的劃分與早成巖特征的判斷起著重要的作用。

基于上述層序界面類型特征與識(shí)別方法，通過對(duì)7口取心井的巖心描述，并結(jié)合碳氧同位素資料、測(cè)井曲線，以及緩坡沉積模式下的沉積相變化特征，對(duì)Mishrif組不同級(jí)別、不同類型層序界面進(jìn)行綜合研究（見圖4），共劃分出3級(jí)5種層序界面（見圖5，圖中φ為孔隙度，K為滲透率），包括二級(jí)層序界面1種、三級(jí)層序界面1種和四級(jí)層序界面3種。同時(shí)，結(jié)合微古地貌特征對(duì)四級(jí)層序界面多樣性進(jìn)行了分析（見圖6）。

3.2.2.1 二級(jí)層序界面

三級(jí)層序S2界面位于Mishirif組頂部，同為板塊尺度的二級(jí)層序界面，層序級(jí)別最高，暴露時(shí)間最長(zhǎng)，遭受了長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)化淋濾，形成溶塌礫屑構(gòu)造。以R5井為例，巖心上表現(xiàn)為潮坪亞相灰綠色巖溶礫屑質(zhì)泥晶—粒泥灰?guī)r突變?yōu)橥饩徠聛喯嗪噘|(zhì)條帶黑色泥晶灰?guī)r，界面下部巖石致密，裂縫和礫屑間的孔隙后期均被大氣淡水膠結(jié)物充填。碳氧同位素亦表現(xiàn)為厚層、高幅度的負(fù)偏移，是大氣淡水成巖環(huán)境下發(fā)生強(qiáng)膠結(jié)作用的結(jié)果。在測(cè)井曲線上，層序界面處也具有明顯的變化特征，表現(xiàn)為密度異常降低，聲波時(shí)差、中子孔隙度異常升高的特征。綜合上述特征，將二級(jí)層序S2界面定義為長(zhǎng)期地表暴露型（見圖4、圖5）。

圖4 R 油田Mishrif 組取心井連井層序格架綜合分析

3.2.2.2 三級(jí)層序界面

三級(jí)層序S1界面位于Mishrif組中部，巖心上表現(xiàn)為潟湖或潮坪亞相灰白色粒泥灰?guī)r突變?yōu)橥饩徠聛喯嗷液谏嗑Щ規(guī)r，特征明顯易識(shí)?；野咨Ｄ嗷?guī)r下部發(fā)育近垂直的大型生物鉆孔，上部發(fā)育生物潛穴構(gòu)造、近垂向的溶蝕管以及溶蝕孔洞，后期基本被膠結(jié)，且在溶蝕管邊緣可觀察到紅色鐵質(zhì)特征，均表明上部遭受過暴露氧化。在測(cè)井響應(yīng)特征上，層序界面在米級(jí)尺度表現(xiàn)為自然伽馬逐漸增加、電阻率逐漸降低的特征。界面上、下地層致密且平面分布穩(wěn)定，是R油田內(nèi)可識(shí)別的一套標(biāo)準(zhǔn)隔層。碳氧同位素方面，除了R1井有較薄的負(fù)偏移外，其他偏移不明顯，說明整體受大氣淡水環(huán)境膠結(jié)作用影響小。綜合上述特征，將三級(jí)層序S1界面定義為中長(zhǎng)期間歇暴露硬底型（見圖4、圖5）。

圖5 Mishrif組不同類型層序界面綜合特征

3.2.2.3 四級(jí)層序界面

受碳酸鹽巖產(chǎn)率差異與高頻次、低幅度海平面變化雙重作用控制，油田范圍內(nèi)四級(jí)層序界面橫向上特征多樣，表現(xiàn)出不同類型的沉積間斷。以四級(jí)層序FS1界面為例，總體表現(xiàn)為粗粒的內(nèi)緩坡亞相突變?yōu)榧?xì)粒的潟湖亞相或潮坪亞相特征，但從層序界面不同位置內(nèi)巖心特征來看（見圖4），內(nèi)緩坡沉積特征與早成巖環(huán)境差異較大。綜合巖性、測(cè)井響應(yīng)、碳氧同位素等特征，研判這與微古地貌密切相關(guān)，主要表現(xiàn)以下兩方面：1）微古地貌高低控制的沉積水深影響沉積顆粒類型與粗細(xì)，沉積水深越淺處，水體能量越高，沉積顆粒越粗，厚殼蛤越發(fā)育。2）微古地貌高低決定了風(fēng)化暴露周期，古地貌越高，暴露時(shí)間越長(zhǎng)，溶蝕作用越強(qiáng)；相反，長(zhǎng)期處于水下成巖環(huán)境沉積物膠結(jié)作用越強(qiáng)，溶蝕作用越弱。依據(jù)微古地貌高低及其相關(guān)成巖環(huán)境，由北向南將四級(jí)層序界面劃分為中期地表暴露型、短期地表暴露型、水下硬底型3種類型（見圖5、圖6）。

圖6 R油田四級(jí)層序FS1界面微古地貌模式

第1類為中期地表暴露型，對(duì)應(yīng)古地貌相對(duì)高處，水體能量強(qiáng)，厚殼蛤快速堆積而較易暴露。該類型層序界面各類特征變化最為明顯（見圖6）。以R3井為例，巖性由厚殼蛤礫屑灰?guī)r突變?yōu)榱Ｄ嗷規(guī)r，肉眼可見厘米—分米級(jí)厚殼蛤碎屑，局部發(fā)育強(qiáng)烈的膠結(jié)作用，呈“斑塊”狀分布。測(cè)井響應(yīng)變化特征明顯，表現(xiàn)為自然伽馬、密度呈“臺(tái)階”式增大，聲波時(shí)差、中子孔隙度和電阻率呈“臺(tái)階”式降低（見圖5）。碳氧同位素方面，在層序界面處，δ13C表現(xiàn)為-3‰～-4‰高幅度負(fù)偏移，δ18O亦有高幅度負(fù)偏移特征，表明儲(chǔ)層受大氣淡水環(huán)境膠結(jié)作用的影響，R1井也表現(xiàn)出相似的特征，但變化幅度較小（見圖4）。

第2類為短期地表暴露型，對(duì)應(yīng)古地貌次高位置，水體能量降低，巖石組分中厚殼蛤占比減少，暴露時(shí)間較第1類短（見圖6）。以R4井為例，巖性由漂礫灰?guī)r突變?yōu)槟嗔；規(guī)r，漂礫主要為厚殼蛤，雙殼類、棘皮類也較為發(fā)育，頂部發(fā)育溶蝕孔洞。測(cè)井曲線變化幅度降低，表現(xiàn)為自然伽馬呈“弱臺(tái)階”式增大，其他曲線均呈漸變趨勢(shì)（密度逐漸增大，聲波時(shí)差、中子孔隙度和電阻率逐漸降低）。碳氧同位素中，δ18O只有一個(gè)較窄負(fù)偏移，表明受淡水環(huán)境膠結(jié)作用影響程度低（見圖4、圖 5）。

第3類為水下硬底型，對(duì)應(yīng)古地貌相對(duì)低處，水體能量更低，沉積顆粒更細(xì)，基本被海水覆蓋，暴露時(shí)間更短（見圖6）。以R5井為例，巖性表現(xiàn)為漂礫或泥?；?guī)r突變?yōu)槟嗔！Ｄ嗷規(guī)r，巖石呈斑塊狀膠結(jié)，膠結(jié)處發(fā)育溶蝕孔洞及輕微生物鉆孔遺跡，表明遭受一定的溶蝕作用（見圖5）。碳氧同位素方面，δ13C與δ18O基本無偏移，表明受大氣淡水環(huán)境膠結(jié)作用影響小。測(cè)井響應(yīng)上為無明顯變化特征與趨勢(shì)，此外R6井和R7井也具有相似特征（見圖4）。值得注意的是，位于北部R2井層序界面在巖性上也基本無變化，均為泥粒灰?guī)r，測(cè)井響應(yīng)上變化特征不明顯，碳氧同位素也表現(xiàn)為極低幅度負(fù)偏移 （見圖4）。這說明R2井與R5井相同，也長(zhǎng)期處于海水成巖環(huán)境，但該井層序界面處孔隙整體發(fā)育，巖石顆粒具有較好的分選與磨圓，說明遭受很強(qiáng)的水動(dòng)力篩選。綜合判斷，R2井可能處于內(nèi)緩坡潮汐水道環(huán)境［12］，這也與等時(shí)地層格架中R2井位置表現(xiàn)為“下凹”特征相印證（見圖4）。類似潮道地貌的發(fā)現(xiàn)也為之后沉積模式綜合研判提供了支撐。

4 層序界面類型對(duì)儲(chǔ)層的差異影響

不同類型層序界面之下，原生沉積物質(zhì)、沉積結(jié)構(gòu)，及其早成巖作用類型與強(qiáng)度均不相同，相互疊加作用控制儲(chǔ)層品質(zhì)，對(duì)其進(jìn)行深入分析有助于儲(chǔ)層成因認(rèn)識(shí)，也可為地質(zhì)建模提供理論支撐［4，27-29］。

四級(jí)層序FS1界面下為內(nèi)緩坡高能環(huán)境，巖石組分以生屑為主，以厚殼蛤?yàn)榈湫痛?，還包含雙殼類、棘皮類等粗碎屑，但生屑在橫向上分布不均，微古地貌越高處，厚殼蛤占比越高，厚殼蛤顆粒越大。上述劃分的3種類型早成巖特征差異較大，直接影響儲(chǔ)層品質(zhì)（見圖 5）。

中期地表暴露型沉積顆粒最粗，生屑以厘米—分米級(jí)厚殼蛤?yàn)橹鳎瑤r石呈“蜂窩”狀，發(fā)育大量溶洞，表明遭受較長(zhǎng)時(shí)間暴露溶蝕，形成大量次生孔隙，海水膠結(jié)物不發(fā)育，儲(chǔ)層最為發(fā)育。如R3井厚殼蛤顆?；?guī)r儲(chǔ)層厚度可達(dá)19 m，儲(chǔ)滲能力極強(qiáng)（見圖4）。但儲(chǔ)層頂部“斑塊”狀膠結(jié)作用明顯，薄片上表現(xiàn)為潔凈鑲嵌狀結(jié)構(gòu)，通過發(fā)育特征和碳氧穩(wěn)定同位素等資料證實(shí)為大氣淡水膠結(jié)物［27］（見圖 6、圖 7a），這主要與緩坡沉積背景及較高的原生孔隙度有關(guān)。中期暴露使原生孔隙中充填了大量的大氣淡水，孔隙水在緩坡背景下流動(dòng)性差，溶解物質(zhì)不易被帶出，當(dāng)溶解物質(zhì)濃度達(dá)到一定程度，大氣淡水環(huán)境膠結(jié)作用則會(huì)取代溶解作用占主導(dǎo)地位，部分孔隙將被大氣淡水膠結(jié)物充填。隨后，伴隨相對(duì)海平面上升，殘余孔隙繼續(xù)被“粉晶質(zhì)”海水膠結(jié)物充填，形成完全膠結(jié)。這種特征使得在優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層中有形成夾層的可能。

短期地表暴露型沉積顆粒稍細(xì)，厚殼蛤仍占主導(dǎo)地位，頂部暴露時(shí)間較前者短，受膠結(jié)作用影響小，早成巖作用以單一溶解作用為主，非選擇性溶蝕作用明顯，表現(xiàn)為殼體“港灣”狀邊緣，并發(fā)育大量溶洞，海水、大氣淡水膠結(jié)物發(fā)育較少，儲(chǔ)層整體孔滲性較好（見圖6、圖 7b）。

水下硬底型一般水體相對(duì)較深，沉積能量較低，沉積顆粒較細(xì)，棘皮類、雙殼類占比增加，泥晶組分增多。由于長(zhǎng)時(shí)間位于水下，沉積緩慢，海水環(huán)境膠結(jié)作用明顯，有些被完全膠結(jié)，有些遭受一定大氣淡水溶蝕，發(fā)育次生鑄?？缀托⌒凸铝⑷芸祝ㄒ妶D6、圖7c），儲(chǔ)層品質(zhì)受到較大影響。而位于潮道內(nèi)的沉積物，基本以雙殼類、棘皮類，以及底棲有孔蟲類為主，沉積能量較高，具有較好的分選性、磨圓度，儲(chǔ)層孔隙連通性好，儲(chǔ)層品質(zhì)高（見圖 7d）。

區(qū)別于四級(jí)層序界面，三級(jí)層序界面下屬于潟湖或潮坪相局限低能環(huán)境，沉積能量低，泥質(zhì)組分占比高，以粒泥灰?guī)r為主，且?guī)r性橫向變化較小，生物以底棲有孔蟲為主，發(fā)育大量潛穴、鉆孔等生物遺跡構(gòu)造。局限環(huán)境下，水體較淺，沉積物易間歇性暴露溶蝕，早期海水膠結(jié)物也受到一定溶蝕，并形成鑄?？?，但孔隙空間大多被后期地層水膠結(jié)物充填，次生孔隙較不發(fā)育，與上覆中、外緩坡亞相泥晶灰?guī)r形成一套穩(wěn)定的隔層（見圖 6、圖 7e）。

二級(jí)層序界面下發(fā)育潮坪相低能沉積，以粒泥灰?guī)r為主。與三級(jí)層序界面相比，其早成巖特征具有巨大差別，遭受了更為長(zhǎng)期的風(fēng)化剝蝕和溶蝕坍塌，形成了礫屑質(zhì)結(jié)構(gòu)和大量孔隙，但這些孔隙后期完全被大氣淡水膠結(jié)物充填，對(duì)應(yīng)碳氧同位素高幅度負(fù)偏移特征，儲(chǔ)層物性整體差，與上覆Khasib組泥晶灰?guī)r構(gòu)成Mishrif組穩(wěn)定的蓋層。此外，大氣淡水流體向下滲透，直接作用于下伏四級(jí)層序界面下內(nèi)緩坡相顆?；?guī)r，大量次生溶孔被大氣淡水膠結(jié)物充填，儲(chǔ)層物性急劇降低，儲(chǔ)層品質(zhì)顯著變差（見圖4、圖6、圖7f）。

圖7 R油田Mishrif組層序界面典型薄片

5 結(jié)論

1）結(jié)合區(qū)域地質(zhì)認(rèn)識(shí)，根據(jù)沉積旋回特征和多種資料，建立了R油田層序地層格架，分為1.5個(gè)三級(jí)層序（S1，S2）和5個(gè)四級(jí)層序。其中，S1為海退半旋回，S2為一套完整旋回，其三級(jí)層序最大海泛面對(duì)應(yīng)K140，與OAE2事件相關(guān)。

2）不同類型層序界面特征多樣，根據(jù)其差異沉積與早成巖演化特征，可歸納為3級(jí)5種類型，分別為二級(jí)層序長(zhǎng)期地表暴露型、三級(jí)層序S1界面中長(zhǎng)期間歇暴露硬底型、四級(jí)層序FS1界面的中期地表暴露型、短期地表暴露型和水下硬底型。

3）不同類型層序界面控制下早成巖作用對(duì)儲(chǔ)層的差異影響，主要體現(xiàn)在溶蝕作用與膠結(jié)作用強(qiáng)度以及二者的相對(duì)關(guān)系上。二級(jí)層序界面對(duì)應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間暴露，導(dǎo)致溶蝕垮塌，大氣淡水環(huán)境膠結(jié)作用占主導(dǎo)地位，儲(chǔ)層物性極差，是蓋層的重要組成部分。在R油田范圍內(nèi)，三級(jí)層序界面以潟湖或潮坪環(huán)境為主要標(biāo)志，底棲有孔蟲活躍，發(fā)育大量生物遺跡構(gòu)造，頂部間歇暴露形成的鑄?？状蠖啾缓笃诘貙铀z結(jié)物充填，儲(chǔ)層物性差，形成一套穩(wěn)定的隔層。在R油田范圍內(nèi)，四級(jí)層序FS1界面主要是內(nèi)緩坡環(huán)境，粗碎屑發(fā)育，但橫向上早成巖特征構(gòu)成較為復(fù)雜，中期地表暴露型發(fā)育厘米—分米級(jí)厚殼蛤，溶蝕作用最強(qiáng)，儲(chǔ)層最為發(fā)育，但孔隙局部會(huì)被大氣淡水與海水膠結(jié)物充填，有形成夾層的可能；短期地表暴露型以溶蝕作用為主，形成大量溶蝕孔洞，儲(chǔ)層較發(fā)育；水下硬底型海水膠結(jié)物保存較好，只發(fā)育一定的鑄模孔與孤立溶孔，儲(chǔ)層品質(zhì)一般。