中东地区X油田Mishrif组生物碎屑灰岩成岩作用特征及其对储层品质的差异控制

毛先宇，宋本彪，田昌炳

（中国石油勘探开发研究院，北京 100083）

中东地区油气资源丰富，石油可采储量达836.1亿桶，约占全球可采储量的48%，石油产量巨大，平均日产油量为31 762 千桶，约占全球总产量的33%。中东地区石油地质储量的70%以上、剩余可采储量的80%以上为碳酸盐岩油藏［1］，其中白垩系Mishrif 组是最重要的碳酸盐岩产层［2］，面临较大的上产压力，对储层进行更深入的研究迫在眉睫，X油田为典型代表。区别于中国四川盆地相控孔隙型白云岩储层或塔里木盆地断控岩溶缝洞型灰岩储层，Mishrif 组储层生物碎屑丰富，以厚壳蛤为典型代表，储集空间以孔洞型为主［3-9］。成岩作用对储层物性的影响至关重要，针对这一类生物碎屑灰岩储层成岩作用，前人从各个方面做了较为深入的研究，有研究者对成岩物质基础包括不同种属生物碎屑类型分布、形态、成分，以及不同种属生物碎屑所造成的差异成岩作用及其储层特征进行了对比分析研究［9-10］，在Mishrif 组生物碎屑灰岩储层成岩作用类型［11-13］、成岩作用序列以及演化模式［11］等方面亦做了大量研究，但研究重点多集中在物性条件较好的厚壳蛤相储层中［11-12］，对全岩性段成岩特征方面研究不够全面，各期次胶结作用、白云岩化作用相互关系不够清晰，其常见组合关系不明，多期次白云岩化作用特征与成因不清，各成岩作用对储层物性影响不明，不利于储层整体评价与开发方案的设计。为此，通过岩心、薄片观察，结合阴极发光特征［14-15］，笔者建立了X 油田Mishrif 组生物碎屑灰岩成岩作用序列，梳理胶结、白云岩化作用相互关系与组合特征，总结对比各期白云岩化作用发育特征，探讨其成因模式，最后分析各成岩作用对储层物性的影响，以期为油田开发方案的设计提供地质基础。

1 区域地质概况

X 油田位于伊拉克南部，区域构造上位于阿拉伯板块北部美索不达米亚盆地（图1），属于被动大陆边缘沉积，受Amara古突起影响，与新特提斯洋未直接对接，沉积围绕Najaf内盆地，整体呈缓坡形态，水深由北东向南西逐渐加深［16-17］。X 油田为近南北向的长轴背斜，南北纵向跨度为70 km，东西横向跨度约为10 km，中间存在鞍部构造，可分为北部与南部，由于沉积水深原因，北部遭受风化剥蚀，地层厚度整体小于南部，但储层物性普遍优于南部，北部占Mishrif 组油藏储量的70%，目前产量的80%，因此以北部取心井为研究对象，分析Mishrif 组的成岩作用特征。本次研究共涉及取心井7 口（X1—X7井），Mishrif 组累积取心长度约为758 m，基本覆盖全组段，包含铸体薄片照片约750张，阴极发光照片约50张。

图1 伊拉克X油田区域构造位置Fig.1 Geographical location of X Oilfield in Iraq

2 地层及沉积特征

2.1 地层及岩石类型

X 油田Mishrif 组地层厚度约为150 m，顶部与Khasib 组呈明显的不整合接触，底部与Rumaila 组呈整合接触，沉积时水体整体向上逐渐变浅，又包含多个次级旋回，可识别出多个暴露不整合面，结合岩性与物性特征，从下到上可细分为MB 段（MB3，MB2 和MB1 小段）和MA 段（MA2 和MA1 小段）。其中MB 段储层物性明显优于MA 段，是该油田开发地质研究的重点（图2）。

图2 X2井Mishrif组岩性描述综合柱状图Fig.2 Stratigraphic integrated column of Mishrif Formation in Well X2

X 油田Mishrif 组岩石组分主要为生物碎屑，生物类型、生屑结构类型复杂多样，常见生物及其碎屑包括厚壳蛤类、其它双壳类、有孔虫类、棘皮类、藻类等。其中底栖有孔虫由于泥晶化作用整体结构保存较好，其它生物大多呈现破碎状态，如板状厚壳蛤碎屑、微弯曲状壳类碎屑、“蜂窝状”单晶骨板棘皮碎屑等。此外还能识别分选磨圆较好的球粒、似球粒颗粒（图3）。

通过岩心、薄片的观察，结合岩石结构、构造特征与生物碎屑种属、类型以及组合特征，根据DUN⁃HAM 等岩性分类方案［18-19］，将X 油田Mishrif 组分为12 种岩石类型，分别为厚壳蛤砾屑灰岩、厚壳蛤漂浮砾岩、厚壳蛤颗粒灰岩、厚壳蛤泥粒灰岩、厚壳蛤/双壳/棘皮泥粒-颗粒灰岩、双壳/棘皮泥粒灰岩、棘皮/底栖有孔虫泥粒灰岩、底栖有孔虫粒泥-泥粒灰岩、偶含腹足类底栖有孔虫粒泥灰岩、棘皮/有孔虫粒泥-泥粒灰岩、棘皮/有孔虫粒泥灰岩、泥晶灰岩（图3）。另可见大量局部白云岩化现象以及较少分散分布的白云岩条带。

MB3小段厚度约为30 m，下部主要为棘皮/有孔虫粒泥-泥粒灰岩、棘皮/有孔虫粒泥灰岩、泥晶灰岩，偶见白云岩，如X7井可见白云岩条带，厚度不足2 m（图4），上部或大部分为厚壳蛤砾屑灰岩、厚壳蛤漂浮砾岩、厚壳蛤颗粒灰岩、厚壳蛤泥粒-颗粒灰岩。MB2 和MB1 小段特征较为相似，厚度约为25 m，岩性主要为厚壳蛤/双壳/棘皮泥粒-颗粒灰岩、双壳/棘皮泥粒灰岩、棘皮/底栖有孔虫泥粒灰岩、底栖有孔虫粒泥-泥粒灰岩、偶含腹足类底栖有孔虫粒泥灰岩（图3），局部可见白云岩化作用。

2.2 沉积相特征

图4 X7井MB3小段白云岩岩心、薄片照片Fig.4 Dolomite core and thin section of MB3 Member in Well X7

X 油田Mishrif 组沉积时期整体为缓坡背景，地层倾角小于1°，未发育明显的台缘相带［20］，依据BURCHETTE 等提出的经典缓坡相沉积模式［21］，从岸向海根据晴天浪基面与风暴浪基面依次可以划分为潟湖亚相、内缓坡亚相、中缓坡亚相以及外缓坡亚相。为了更好地厘清不同沉积相所经历的差异成岩作用，综合优势岩性特征以及所关联的典型成岩作用，划分出A（潟湖低能胶结相），B（潟湖高能颗粒相），C（内缓坡高能颗粒相），D（中缓坡高能颗粒相）和E（中-外缓坡低能相）5 种代表性岩相。岩相A 主要分布在MB2 和MB1 小段，沉积能量低，生物碎屑大多为底栖有孔虫，多为粒泥-泥粒灰岩或泥粒灰岩；岩相B 同样主要分布在MB2 和MB1 小段，沉积能量较高，颗粒较粗，包含大量生物碎屑，以双壳、底栖有孔虫和棘皮为主，多为泥粒灰岩。岩相C 主要分布于MB3 小段，沉积能量最高，颗粒最粗，富含厚壳蛤，生屑占比高，可含砾屑颗粒；岩相D 主要分布在MB3 小段中下部，沉积能量较高，发育结核，生物碎屑主要为棘皮碎屑，以粒泥-泥粒灰岩为主；岩相E 分布在MB3 小段更靠下位置，沉积能量低，岩石组成中生物占比少，为粒泥灰岩或泥晶灰岩（图2，图3）。

3 成岩作用特征

3.1 成岩作用类型与期次

根据各成岩作用对孔隙度产生增孔或者减孔的效果，可分为建设性成岩作用、破坏性成岩作用以及其它成岩作用。建设性成岩作用包括准同生期非选择性溶蚀作用和选择性溶蚀作用、中埋藏期压溶作用和溶解作用等，形成孔隙空间包括铸模孔、粒内溶孔、粒间溶孔、晶间溶孔以及裂缝与缝合线等；破坏性成岩作用包括同生期以及准同生期多期次海水、大气淡水胶结作用，以及埋藏期的压实作用与地层水胶结作用等；此外同一种成岩作用在不同孔隙水环境或成岩阶段下对孔隙度的影响可能不同，例如潟湖环境下泥晶基质早期的白云岩化作用形成晶间孔，提高整体孔隙度，起建设性作用，但进入埋藏期，分布在裂缝、粒间孔等空间内的细粒或粗粒白云石晶体会占据储集空间，降低储层的渗流能力，起破坏性作用（图5）。

3.1.1 建设性成岩作用

泥晶化作用 泥晶化作用为最早的成岩作用，各类沉积环境均发育，尤其在岩相A和B更为发育，在底栖有孔虫上表现最为明显，泥晶化作用使其保留外壳与内部隔壁形态，便于种属区分，亦有利于铸模孔保存。但铸模孔后期易发生胶结作用而被填充（图版Ⅰ-图片A，图版Ⅱ-图片C，H）。

选择性溶蚀作用 在准同生期大气淡水条件下，文石质生物或生物碎屑被优先完全溶解或局部溶蚀，在底栖有孔虫与厚壳蛤上表现最为明显。铸模孔是选择性溶蚀作用代表性产物，且分布广泛，在岩相A，B，C，D均有发育，但随着文石质生物数量以及溶蚀作用程度的不同，铸模孔的发育规模也具有较大差异。通过具有铸模孔的底栖有孔虫壳体形态和分房结构可以用来推断其种属，主要识别出栗孔虫、蜂巢虫和缘孔虫等［9］，此外该成岩作用还有一类重要的产物——粒内溶孔，是在生物活动反复钻孔的基础上大气淡水进一步扩溶形成的，常在砾屑级生物碎屑颗粒上可见，呈随机分布（图版Ⅰ-图片A，B，G，图版Ⅱ-图片C，H）。

非选择性溶蚀作用 随着沉积物持续暴露，大气淡水溶蚀范围不断增大，进一步无选择溶解方解石颗粒，主要形成次生的粒间孔，同时也对生物碎屑颗粒进行溶蚀，形成港湾状的外壳，主要发育在岩相B，C，D 中。非选择性溶蚀作用是成岩阶段中最重要的增孔作用之一，一般在一定时期内经过大气淡水淘洗时间越长，溶蚀范围越广，次生孔隙越发育，在岩相C中最为明显，生物碎屑快速堆积后随着相对海平面的下降经过较长时间的暴露，形成疏松的岩石结构，无泥质杂基，孔隙度最大可达40%～50%（图版Ⅰ-图片C，图版Ⅱ-图片C，D）。

压溶作用 在早-中埋藏期，由于地层压力变大以及多次构造运动，颗粒逐渐从点接触到面接触，接触部位发生溶蚀作用，并伴有多期裂缝与缝合线发育，有些裂缝被方解石充填，有些呈开启状态，部分有烃类物质残余（图版Ⅰ-图片D）。

地层水溶解作用 在中埋藏期，包含烃类在内的酸性物质随裂缝或其它渗流通道注入，发生溶解作用，表现为裂缝以及缝合线的扩溶等特征。

3.1.2 破坏性成岩作用

文石新生变形作用 文石新生变形作用发生在成岩作用早期，在文石质生物碎屑中发育。厚壳蛤生物碎屑中表现最为明显，部分被交代为低镁方解石而得以保存，阴极发光表现为暗色不发光特征（图版Ⅰ-图片E，G，H，图版Ⅱ-图片A）。

海水胶结作用 海水胶结物一般表现为混杂-较洁净的方解石晶体形态，主要是由于胶结时间相对较短以及在静水环境下容易有杂基混入。可观察到早、晚2期海水胶结作用，分别发育在同生期和准同生期后期，二者晶体的形态和大小亦有区别，并且保留的大多为准同生期后期的胶结物，因为此类胶结物免于遭受后期大气淡水溶蚀而较容易保留。

图5 X油田Mishrif组各岩相成岩作用序列Fig.5 Diagenetic sequence of each lithofacies of Mishrif Formation in X Oilfield

早期海水胶结作用以在生物碎屑颗粒上发育等厚环边叶片状胶结物为特征，方解石晶体长宽比为1.5∶1～6∶1，一般厚度小于100 μm，晶体由于包含包裹体而表现为较洁净，此类胶结物受到后期大气淡水溶蚀作用会被溶解一部分。同时期在棘皮骨板碎屑颗粒周围也可形成共轴生长胶结物，大小比前者大，最大可以达到500 μm，晶体同样表现为较洁净形态，此类早期的胶结作用可有效提高岩石抗压能力，有利于孔隙的保留（图版Ⅱ-图片C，D，H）。

晚期海水胶结作用主要发育在岩相A 中，以环边状胶结物形态占据早期的裂缝、铸模孔以及较大的大气淡水溶蚀孔洞为特征，晶体表面呈混杂状态，内部晶体无明显界线，向外可以继续发育地层水块状方解石胶结物（图版Ⅱ-图片E，G）。在岩相C 中，此类胶结物一般发育在大气淡水胶结作用之后继续填充粒内孔空间（图版Ⅰ-图片E）。从阴极发光特征来看表现为斑点状暗棕色—暗橙色，表明在埋藏期又发生了重结晶作用（图版Ⅱ-图片F）。

大气淡水胶结作用 大气淡水胶结作用是准同生期重要的破坏性成岩作用，其作用强度直接影响残余孔隙度，对储层储集性能影响较大。由于其形成环境的水动力条件较强，一般形成的方解石胶结物表现为无杂基较洁净形态。根据胶结作用发育的位置与作用阶段，可分为早、晚2期。早期胶结作用发生在大气淡水渗流带，主要发育在岩相B，C和D中，大气淡水以垂向流动为主，胶结物形态以拉长的水滴状、新月状为特征（图版Ⅰ-图片F），研究区发育较少，此类大气淡水胶结物与早期海水胶结物共同作用可以粘结生物碎屑颗粒，有效增强岩石的抗压实能力，为孔隙空间的保存提供基础。从铸体薄片特征来看，高孔高渗透储层（渗透率大于100 mD）一般早期胶结作用较强（图版Ⅰ-图片C）。晚期胶结作用发生在大气淡水潜流带，大气淡水以横向流动为主，较早期胶结作用形成晶粒粗，以粗晶为主，在岩相C中较为常见。一般以等粒状、晶簇状形态分布在粒间孔、粒内孔、晶间孔或水平裂缝内，填充空隙，降低储层的孔渗能力，未填充的空间可分别被海水胶结物或者地层水胶结物继续填充（图版Ⅰ-图片E，G，H，图版Ⅱ-图片A）。从阴极发光上来看，内部表现为不发光，但外部有一条明亮的橙色条纹发光带。可能与大气淡水带来上覆风化土壤提供少量铁元素相关（图版Ⅱ-图片B）。

地层水胶结作用 地层水胶结作用发育广泛，作用时间长，期次多，与埋藏期白云岩化作用穿插进行，一般发育在裂缝、铸模孔以及溶蚀孔洞中，此外也可围绕前期棘皮颗粒继续次生加大而填充粒间孔。表现为等轴-块状形态，晶粒以粗晶为主，晶体洁净且粒间分明。由于受到压实以及构造变形等作用，晶体或呈一定程度的扭曲（图版Ⅰ-图片D，G，图版Ⅱ-图片E，G，H，图版Ⅲ-图片B，E，G）。阴极发光上与其它胶结物具有明显的区别，表现为黄棕色较强发光或褐棕色发光（图版Ⅰ-图片H，图版Ⅲ-图片F，H）。

机械压实作用 在埋藏期，由于受到上覆重力作用会普遍发生压实作用，表现为颗粒重新排列、接触方式变化、破碎，储层整体孔隙度下降，但如果颗粒间存在早期大气淡水或海水胶结作用，则其抗压实能力较强（图版Ⅰ-图片C）。

3.1.3 白云岩化作用

储层整体白云岩化作用相对较弱，但成因多样且局部层段发育程度较高，对储层局部孔渗性影响较大且效果不一。根据其时序关系以及差异成因特征，可分为早、中、晚3 期共4 种白云岩化作用。早期发育2种白云岩化作用，发生在准同生期，均表现为自形、半自形晶粒结构，但发育岩相、作用强度以及成因机理具有明显区别。中期发生在早埋藏早期，表现为尺寸比早期小的他形白云石，成因与结核构造相关，这类胶结物规模不大，对储层影响也较小。晚期发生在中埋藏期，一般与早期潟湖相白云石共生，表现为粗晶洁净鞍状白云石晶粒结构，较易识别，对储层渗透性影响较大。

早期第1 种白云岩化作用一般发育在MB2 和MB1 小段，在X2 与X6 井薄片中特征最为显著。主要发育于局限环境岩相A 中，呈自形或半自形细晶（100～300 μm）晶体结构，可局部或完全交代小型溶洞或者潜穴充填泥质杂基，或是充填天然裂缝，主要取决于早期的渗流条件。晶体内含包裹体而表现浑浊的内核结构，称之为“雾心”，并具有相对洁净的外部结构（图版Ⅲ-图片A，B，C，E）。阴极发光特征较为复杂，表现为核部暗棕色不发光，夹杂微发光的红色斑点，中间为浅橙色薄带，外部为稍亮的褐棕色，该特征反映交代过程具有快速以及多步骤的特点，且外部交代通道更为洁净，核部的红色斑点表明可能发生重结晶作用。白云石外侧的块状方解石胶结物阴极发光显示为黄棕色，表明白云石形成后又发生地层水方解石的胶结（图版Ⅲ-图片F）。

早期第2 种白云岩化作用一般发育在MB3 小段，只在X7 井及其临井薄片中观察到，主要发育于岩相D 中，纵向厚度一般不超过2 m，且呈多层条带发育，白云岩化程度一般较高，晶体形态与早期第1种白云岩化作用的相似，表现为具有“雾心”的自形或半自形细晶（100～300 μm）结构，呈蔗糖状。不同的是，前者主要部分或完全交代裂缝、溶洞中杂基，后者可以无差别交代岩石组分，可能会有棘皮类生物碎屑残留。测井响应上具有明显的突变特征，表现为中子孔隙度与密度曲线分开，自然伽马与声波曲线降低，电阻率曲线升高，表明泥质含量降低，密度升高，孔隙空间增大，含油性增强，这点也在实测储层物性上得到体现，表现为渗透率数量级的增长。一般情况下岩心附近发育结核，推测结核的溶解可能是离子的主要来源，说明白云岩成因环境与前者具有较大区别。阴极发光同样表现为暗棕色—褐棕色，中间包含细的橙色条带，核部偶尔具有红色斑点，表明后期发生重结晶作用（图4）。

中期白云岩化作用一般发育在MB3 小段底部，临近下伏Rumaila 组，在大部分取心井薄片中都可观察到，主要发育于岩相E中，表现为较洁净他形粉晶晶体结构，主要交代缝合线和溶蚀缝中充填的泥晶基质，呈零星分布。相比于早期自形或半自形白云石，该期白云石外观更洁净，晶体尺寸更小，交代程度低，且与压溶作用形成的裂缝具有较好的关联性，表明可能是埋藏后成岩作用产物。从发育层段位置看，位于岩心底部，临近Rumaila 组，推测成因与下伏白垩系Rumaila 组富镁相关。这种白云石发育规模小且对储层物性改造意义不大（图版Ⅲ-图片D）。

晚期白云岩化作用主要发育在MB2 和MB1 小段，大部分取心井薄片都可观察到，尤其以X6 井特征最为明显，主要发育于岩相A 中，表现为粗晶（最大为2 mm）洁净鞍状或块状晶体结构，一般填充在溶洞（岩溶管、溶蚀扩大孔）、铸模孔中等。特别是在潟湖相的溶洞内，这期鞍状白云石常在早期第1种自形、半自形白云石基础上共轴生长，填充孔隙，在多口井MB1 和MB2 小段都可以观察到这种相伴生特征（图版Ⅲ-图片B，C，E）。表明白云岩化作用物质来源很可能与早期白云石溶解有关。阴极发光特征表现为暗棕色发光，夹带多条红色相间的同心条带，从发育次序上看，穿插在多期地层水胶结作用之中进行（图版Ⅲ-图片E，F，G，H）。

3.2 差异成岩作用序列

受控于沉积、成岩环境，各岩相所经历成岩演化过程不同，各成岩作用顺序关系、组合方式也具有较大差异。

根据海平面旋回性基本特征，成岩作用可以分为同生期、准同生期以及早-中埋藏3个阶段。其中部分成岩作用发生在全部岩相中且作用阶段单一，比如泥晶化作用、压实与压溶作用等（图5）；部分成岩作用发生的岩相较为局限，比如非选择性溶蚀作用多发生在岩相B，C，D 中，是各岩相差异成岩演化的重要表现；此外胶结与白云岩化作用期次繁多，相互关系也较为复杂，是差异成岩演化另一个重要表现。依据薄片以及阴极发光特征，对其发生前后序列进行了梳理，认为最早发生早期海水胶结作用，一般广泛发育，主要围绕生物碎屑壳壁生长；其后为早期大气淡水胶结作用，局限在岩相B，C，D中，保存性差且发育程度低；再后为晚期大气淡水胶结作用，分布范围局限，一般填充次生溶蚀孔洞，在岩相C 厚壳蛤中最为常见；再后为晚期海水胶结作用，在岩相A 中分布最为广泛，与此同时，发生早期白云岩化作用，表现为岩相A 或D 中分别发育自形或半自形细晶白云石；再后为埋藏期多期地层水胶结作用，表现为次生孔隙中广泛发育等轴/块状方解石，伴随穿插2期白云岩化作用，其中中期白云岩化作用发育在岩相E中，发生在早埋藏期，晚期白云岩化作用发育在岩相A 中，穿插进行在中埋藏期地层水胶结作用中（表1）。

在成岩作用组合特征方面，除了共有的几种成岩作用外，胶结与白云岩化作用有以下5 种常见组合方式：①早期大气淡水/海水胶结与后期地层水胶结；②晚期大气淡水胶结与晚期海水胶结；③晚期海水胶结与地层水胶结；④早期（第1种）、晚期白云岩化作用与地层水胶结；⑤单独早期（第2种）、中期白云岩化作用。

表1 Mishrif组主要胶结作用与白云岩化作用特征Table1 Summary of main cementation/dolomitization characteristics of Mishrif Formation

4 白云岩化作用成因探讨

通过岩心、薄片观察与资料调研认为，X 油田Mishrif 组生物碎屑灰岩存在多期白云岩化作用，且其成岩环境与成因机理不一，在成岩环境中既有早期准同生环境，也有中后期早-中埋藏环境，形成机理随环境变化而存在差异。

早期第1 种白云岩化作用发生于准同生期，发育在潟湖环境下渗流能力强的洞穴、早期裂缝中，交代杂基、充填裂缝，呈现具有“雾心”的自形或半自形细晶特征，分布广泛，随机性强且发育程度不一，有时只是零星交代，有时全部被交代，主要取决于前期岩石基础渗流能力以及离子供应，为典型的回流渗透白云岩化作用［22］。中、晚期白云岩化作用发生于埋藏期，分别发育在岩相E和A中，分布受控于前期结核或早期白云石处，这些物质溶解是主要的Mg2+来源，表现为洁净的他形或鞍状粗晶形态，分别零星交代杂基或充填溶洞与粒间孔，属于典型的埋藏白云岩化作用，这2 种白云岩成因机理已有报道［22］。但早期第2 种白云岩化作用鲜有涉及，这种白云岩化作用非广泛发育，只在取心井X7 井中可见，但对局部储层影响较大。从岩心、薄片观察来看，其发生于准同生期，发育在中缓坡棘皮碎屑滩环境下，附近发育结核构造，属于非局限环境，与蒸发成因模式显然不符，且呈多层层状条带分布，说明与沉积古地貌相关且受海水快速振荡的影响，早期粗粒生物碎屑优质的渗流基础、持续的混合水作用以及结核溶解作用均为白云岩化提供了条件，综合推断这种早期非局限环境白云岩化作用为混合水白云岩化作用。通过对白云石形态与成因背景分析，结合KYSER 等成果认识［23］，将这种白云岩成因模式分为3个阶段（图6）：①初始阶段，外缓坡相、中缓坡相以及内缓坡相依次沉积；②中期阶段，随着相对海平面的下降，在中缓坡沉积临近海面处，大气淡水与海水达到一定的混合比例，形成条带状的早期结核与早期白云石核的富集；③晚期阶段，相对海平面上升，在海水环境下，早期结核的溶解使得局部离子富集，白云石进一步交代成形。这种白云岩成因模式既解释了非蒸发环境成因与局部层状分布，也解释了白云石双层结构特征。

5 成岩作用对储层品质的差异控制

各类型成岩作用对储层品质的影响可以笼统分为提高和降低两方面，但其发育范围、作用强度与作用效果具有明显差异。

泥晶化作用发育十分普遍，全段均有分布，主要体现在底栖有孔虫上，该作用有助于对生物房室结构的识别，也有利于铸模孔保存；选择性溶蚀作用主要表现为文石质溶解，该作用分布广泛，强度较大，可形成大量的孔隙空间，如铸模孔以及窗格状板状厚壳蛤的粒内孔，部分虽被后期胶结，但总体上对储层品质具有较强提高作用。文石新生变形作用相对较少，只在局部发育，且对储层物性影响不大；非选择性溶蚀作用发育范围相对局限，只在岩相B，C和D中发育，但产生大量的次生粒间孔、粒内孔，是储层孔隙发育的重要基础，为提高储层品质最重要的作用。

早期海水胶结作用广泛，但强度较低，只在生物碎屑周围发育，特别是棘皮碎屑共轴增生，所占据孔隙空间不大（图版Ⅱ-图片C，D）；晚期海水胶结作用范围局限，但作用强度大，充填占据储层早期裂缝、溶蚀孔洞等，大大降低了储层孔渗性（图版Ⅱ-图片A，E，G）。早期大气淡水胶结作用一般发生在岩相B，C，D 中，以新月状、水滴状形态出现，保存性较差，但其与早期海水胶结共同作用使得生屑颗粒早期固结，有效提高了抗压实能力，对孔隙保存具有十分重要的意义（图版Ⅰ-图片C，图版Ⅱ-图片C，D）；晚期（潜流期）大气淡水胶结作用范围局限，在岩相C 中表现最为明显，且局部作用强度大，占据大量次生铸模孔、粒间孔，对局部储层品质产生较大的负面影响（图版Ⅰ-图片E，G，图版Ⅲ-图片A）。地层水胶结作用普遍发育，且在基础渗流能力较强的部位尤为活跃，无论是棘皮碎屑继承性共轴增生以及等粒、块状的方解石胶结物对储层孔渗能力都是极大的破坏（图版Ⅰ-图片G，图版Ⅱ-图片E，G，H）。压实作用同样相当普遍，无论是颗粒间点接触再到面接触，或者生屑破碎都会进一步降低储层品质。压溶作用所产生的裂缝以及缝合线较为发育，是油气运移的重要通道，部分裂缝与缝合线还可见沥青残余（图版Ⅰ-图片B，D）；随着油气注入，成岩环境变化使得储层发生一定的溶解作用，一定程度上增强了储层储渗能力，有助于储层品质提高。

图6 混合水白云岩化作用成因模式Fig.6 Genetic model of dorag dolomitization

多期白云岩化作用对储层品质控制方面具有双重作用，既可以有效改善局部孔隙结构，提高局部孔隙度以及渗透性，也可以充填裂缝、溶洞以及粒间孔，从而严重降低孔渗能力。准同生期白云岩化作用交代泥晶形成晶间孔、晶间缝都可以提高储层渗流能力（图版Ⅲ-图片A，B，图4）；埋藏期形成的鞍状粗粒的白云石填充溶洞、裂缝，大大降低渗流能力（图版Ⅲ-图片B，C，E，G）。值得注意的是，早期第1种白云岩化作用发育于潟湖环境中基础渗流能力较高的区域，比如裂缝、溶洞等，因此呈分散分布，加之后期空隙空间易被胶结填充，对层段整体渗流能力提高有限，但早期第2 种白云岩化作用发育位置整体白云岩化程度高，且受后期胶结作用影响小，虽对孔隙度提高不大，但对渗透率提高明显，更有利于流体渗流，对提高局部储层品质作用明显（图4）。

6 结论

根据生屑类型与结构特征，可将X 油田Mishrif组生物碎屑灰岩分为12种岩石类型，分别为厚壳蛤砾屑灰岩、厚壳蛤漂浮砾岩、厚壳蛤颗粒灰岩、厚壳蛤泥粒灰岩、厚壳蛤/双壳/棘皮泥粒-颗粒灰岩、双壳/棘皮泥粒灰岩、棘皮/底栖有孔虫泥粒灰岩、底栖有孔虫粒泥-泥粒灰岩、偶含腹足类底栖有孔虫粒泥灰岩、棘皮/有孔虫粒泥-泥粒灰岩、棘皮/有孔虫粒泥灰岩、泥晶灰岩。结合沉积相归纳出5 大类岩相类型，分别为岩相A（潟湖低能胶结相）、岩相B（潟湖高能颗粒相）、岩相C（内缓坡高能颗粒相）、岩相D（中缓坡高能颗粒相）、岩相E（中-外缓坡低能相）。

各岩相差异成岩特征主要表现在2 个方面：一是准同生期溶蚀作用一般在岩相B，C，D 作用明显；二是胶结与白云岩化作用期次繁多、次序复杂，且发生在特定岩相，一般遵循以下规律，在同生期与准同生期：①早期海水胶结（所有岩相）；②早期大气淡水胶结（岩相B，C，D）；③晚期大气淡水胶结（岩相C）；④早期白云岩化作用（岩相A或岩相D）与晚期海水胶结作用（岩相A）；在早-中埋藏期主要发生多期地层水胶结作用（所有岩相），中间穿插中期白云岩化作用（岩相E）与晚期白云岩化作用（岩相A）。

X 油田Mishrif 组发育早、中、晚3 期4 种白云岩化作用，早期第1 种与第2 种白云岩化作用均发育含“雾心”的自形或半自形细晶白云石，但二者成因明显不同，推测第2 种白云岩化作用为混合水白云岩化作用，中期白云岩化作用发育较洁净他形粗粉晶白云石，晚期白云岩化作用发育洁净鞍状粗晶白云石。

在对储层品质的差异控制方面：溶蚀作用是提高储层品质最重要的作用；一般胶结作用占据孔隙空间，降低储层储渗能力，但早期生屑颗粒间胶结作用具有抗压实作用，有助于孔隙空间保存，从而有利于储层品质的提高；早期白云岩化作用一般有利于局部渗流能力的改善，晚期白云岩化作用占据储层残余空隙，降低储层品质。

图版Ⅰ

图版Ⅱ

图版Ⅲ