田兵， 鄭有偉， 趙俊梅， 朱雪峰， 何滔， 羅曉峰

(內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)與煤炭學(xué)院， 包頭 014010)

深層已成為全球油氣勘探的重要領(lǐng)域[1-3]。資料統(tǒng)計(jì)表明，在全世界深層油氣總儲(chǔ)量中，碎屑巖儲(chǔ)層占比63.3%，勘探潛力最大[4]。中國深層碎屑巖儲(chǔ)層?xùn)|新西老，其中東部斷陷盆地主要發(fā)育新生界古近系，中西部盆地主要發(fā)育古生界與中生界，整體具有深度分布范圍廣、發(fā)育時(shí)代跨度大、儲(chǔ)層物性差異大和孔隙類型多樣的特征[5]。深層構(gòu)造應(yīng)力作用增大，異常高壓發(fā)育，地溫增高，儲(chǔ)層孔隙度和滲透率普遍較低，非均質(zhì)性強(qiáng)，極大地制約了深層油氣勘探。深層儲(chǔ)層評(píng)價(jià)研究成為目前深層油氣地質(zhì)研究最為活躍的領(lǐng)域，其中，異常高孔研究是其核心。

異常高孔研究在中外已引起廣泛重視。Bloch等[6]認(rèn)為溶蝕作用形成次生孔隙，綠泥石包殼、烴類充注、早期超壓保存原生孔隙是異常高孔的主要成因。中國學(xué)者也較早地認(rèn)識(shí)到異常高孔研究在深層油氣勘探的重要性[7-8]。普遍認(rèn)為，次生孔隙的發(fā)育對(duì)于異常高孔具有主要貢獻(xiàn)，針對(duì)次生孔隙集中發(fā)育的儲(chǔ)集層先后提出了次生孔隙帶[9]、次生孔隙發(fā)育帶[10]、次生溶蝕帶[11]、次生孔隙發(fā)育密集帶[12]等概念，以強(qiáng)調(diào)次生孔隙在形成深層異常高孔中的重要作用。此外，埋藏方式[13]、異常高壓[14]、膏鹽效應(yīng)[15]、黏土膜對(duì)原生孔隙的保存作用[16]等也對(duì)深層異常高孔的形成具有積極貢獻(xiàn)。對(duì)近年來中外對(duì)深層碎屑巖儲(chǔ)層異常高孔、成因機(jī)制、量化及可預(yù)測性方面的研究現(xiàn)狀和重難點(diǎn)進(jìn)行了綜述，針對(duì)理論發(fā)展和實(shí)際需求展望未來的發(fā)展趨勢，以期對(duì)中國深層油氣勘探開發(fā)提供進(jìn)一步的參考和依據(jù)。

1 異常高孔的厘定與發(fā)育特征

異常高孔(anomalously high porosity，AHP)是地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)概念，由Ehrenberg[17]首次提出，是指深埋藏碎屑巖中比相同巖相(組分、結(jié)構(gòu))、相同埋深、經(jīng)歷正常的沉積成巖演化(年代、埋藏史、熱演化史、地壓演化史)的碎屑巖亞群中形成的最大孔隙度還要高的那一部分孔隙度，其界定是動(dòng)態(tài)的(圖1)。深層碎屑巖中的異常高孔通常呈平面分區(qū)、垂向分帶、范圍有限、非均質(zhì)性強(qiáng)的分布特征。

圖1 深層碎屑巖異常高孔空間分布示意圖Fig.1 Schematic diagram of spatial distribution of anomalously high porosity of deep clastic reservoirs

識(shí)別、厘定和劃分異常高孔是深層碎屑巖儲(chǔ)層研究的基礎(chǔ)及核心。異常高孔的識(shí)別是通過孔隙度-深度剖面對(duì)比孔隙度正常演化基準(zhǔn)線確定正常與異?？紫抖确纸缇€[6]來實(shí)現(xiàn)的。而作為判識(shí)標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)線目前有多種確定方法。如通過壓實(shí)模擬實(shí)驗(yàn)擬合出不同成分砂巖(凈砂巖、石英砂巖/巖屑砂巖等)的孔隙度隨埋深及黏土礦物含量變化的正常壓實(shí)趨勢線[10,18]；引入有效儲(chǔ)層孔隙度下限值作為基準(zhǔn)線[11]；基于剔除異常法獲得最大孔隙度正常演化趨勢線[12]等。隨著研究的深入，異常高孔的識(shí)別由定性逐漸發(fā)展到了定量識(shí)別刻畫，地質(zhì)歷史時(shí)期中的絕對(duì)高孔值(比正常壓實(shí)最大孔隙度值高)的厘定及其演化過程與機(jī)理分析越來越受到重視。

異常高孔儲(chǔ)層的本質(zhì)是大量孔隙的形成和保存，其中包含深埋藏后保留下來的原生孔隙及埋藏成巖過程中形成并保存下來的次生孔隙兩大孔隙類型。近年來逐漸有部分學(xué)者認(rèn)識(shí)到，深層異常高孔儲(chǔ)層發(fā)育帶并非一定是次生孔隙發(fā)育帶[6,8]。這一認(rèn)識(shí)與實(shí)際地質(zhì)條件更為相符。因此，基于異常高孔中孔隙類型相對(duì)含量，將深部碎屑巖儲(chǔ)層中的異常高孔劃分為原生孔保存型(原生孔隙相對(duì)含量>60%)，次生孔改造型(次生孔隙相對(duì)含量>60%)及復(fù)合型(兩者相對(duì)含量在40%～60%，存在溶蝕痕跡但邊界不明顯，較難識(shí)別孔隙類型的儲(chǔ)層)。

深層碎屑巖儲(chǔ)層中異常高孔普遍發(fā)育，其發(fā)育和保存使得深層有效儲(chǔ)層埋深下限不斷拓深。然而，不同盆地(坳陷)間異常高孔發(fā)育的埋深差異較大，導(dǎo)致不同盆地(坳陷)間的深層勘探界限差異較大。深層勘探實(shí)踐和研究證實(shí)，中國西部地區(qū)盆地深層界線普遍要比東部深1 000～1 500 m，典型的如西部塔里木盆地內(nèi)埋深大于5 500 m的石炭系-泥盆系東河砂巖孔隙度高達(dá)8%～15%，且以異常保存的原生孔隙為主，平均滲透率大于(1～10)×10-3μm2[19]；克拉2氣田白堊系巴什基奇克組砂巖儲(chǔ)層經(jīng)歷超過6 000 m的最大古埋藏深度卻保持比較高的原生孔隙(4%～20%)[20]；中部鄂爾多斯盆地在主力氣層上古生界及主力油層三疊系均發(fā)育異常高孔，但其發(fā)育深度較西部盆地明顯變淺，為1 450～2 600 m[21]；東部盆地近年來深層勘探效果顯著，異常高孔發(fā)育深度不斷拓深，但仍淺于西部盆地(坳陷)，如渤海灣盆地東營凹陷南坡沙四上亞段灘壩砂巖儲(chǔ)集層中最深異常高孔段的埋深為3 100～3 600 m[22]，遼河坳陷雙清地區(qū)古近系2 940～3 850 m深度段為坳陷埋深最大的一套異常高孔段[8]，中國近海海域瓊東南盆地西部崖城區(qū)在4 500～4 800 m深度段[23]，西湖凹陷中央反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶花港組在3 800～4 000 m的深度發(fā)育一套低孔滲背景下的異常高孔儲(chǔ)層發(fā)育帶[24]。

同一盆地(坳陷)內(nèi)異常高孔的發(fā)育亦具有明顯的垂向分段差異。如東部富油氣斷陷湖盆的典型代表東營南坡沙四上亞段灘壩砂巖儲(chǔ)集層中劃分出3個(gè)異常孔隙度段，其深度范圍自上而下分別為：2 110～2 400 m、2 540～3 000 m和3 100～3 600 m[22]。瓊東南盆地西部崖城區(qū)明顯存在3段異常高孔帶，各自發(fā)育在2 400～3 100 m、3 600～4 100 m和4 500～4 800 m的3個(gè)深度段[23]。西湖凹陷中央反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶花港組在3 500～3 600 m與3 800～4 000 m的深度發(fā)育2套低孔滲背景下的異常高孔儲(chǔ)層發(fā)育帶[24]。

2 異常高孔的成因機(jī)制

2.1 區(qū)域?？?增孔機(jī)制影響盆地(坳陷)間異常高孔埋深差異

深部碎屑巖異常高孔的形成與保存受多方面因素的綜合影響與控制，其中，區(qū)域?？?增孔機(jī)制是造成盆地(坳陷)間異常高孔發(fā)育的埋深差異的主要機(jī)制，包括低地溫梯度、早期長期淺埋，晚期短期快速深埋的埋藏過程和盆地超壓三種重要機(jī)制，這三種機(jī)制的區(qū)域保孔-增孔耦合是導(dǎo)致盆地深層碎屑巖儲(chǔ)層異常高孔保存、有效儲(chǔ)層埋深下限拓深的關(guān)鍵因素[9,25]。

以塔里木盆地為例，區(qū)域范圍內(nèi)存在幾點(diǎn)特殊的成儲(chǔ)地質(zhì)條件。

(1)低地溫梯度。作為極具特色的低溫冷盆，盆地現(xiàn)今平均地溫梯度為(20.7±2.9)℃/km[26]。已有研究成果顯示，區(qū)域內(nèi)較低的地溫梯度會(huì)減緩砂巖成巖作用速率，尤其是降低砂巖的機(jī)械壓實(shí)速率[27]。

(2)特殊的埋藏方式?？松?大北地區(qū)白堊系巴什基奇克組砂巖經(jīng)歷了特有的早期長期淺埋[17,20](埋藏階段130～20 Ma、埋藏速率25 m/Ma)、晚期快速深埋(上新世至今，儲(chǔ)層持續(xù)埋深達(dá)6 000 m以上)的埋藏過程(圖2)。

圖2 克深地區(qū)埋藏史曲線圖[18]Fig.2 Burial history curve of wells in Keshen & Dabei district[18]

(3)深層超壓的發(fā)育。多種區(qū)域因素都可以形成超壓，如構(gòu)造擠壓、快速埋藏、斷層封閉、黏土礦物脫水、生烴增壓、穩(wěn)定膏鹽層和泥巖蓋層覆蓋等等。如庫車坳陷克拉2氣田在巴西蓋組、巴什基奇克組和姆格列木群中普遍發(fā)育異常高壓，實(shí)測壓力系數(shù)最大可達(dá)2.1[28]。類似地，鶯歌海盆地黃流組[29]和東營凹陷沙三—沙四段深層[30]，南里海盆地深層砂巖儲(chǔ)層[31]和北海中部地塹深盆區(qū)上侏羅統(tǒng)濱岸-淺海相砂巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層[32-33]的形成，也明顯受到了區(qū)域?？?增孔機(jī)制的影響。

區(qū)域?？?增孔機(jī)制可在多個(gè)方面影響深層砂巖孔隙度的演化。首先，可有效減小巖石格架所承受應(yīng)力，抑制壓實(shí)作用，從而導(dǎo)致異常高的原生孔隙保存；其次，可明顯減緩有機(jī)質(zhì)熱演化程度，利于對(duì)深埋膠結(jié)物、雜基及礦物顆粒的溶蝕，形成異常高的次生孔隙[34]。還表現(xiàn)在其抑制或減緩破壞性成巖作用的發(fā)生[35]，如抑制黏土礦物轉(zhuǎn)化，降低碳酸鹽膠結(jié)物和石英次生加大的發(fā)育。

2.2 沉積條件決定盆地(坳陷)內(nèi)深層異常高孔段發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)

對(duì)深部碎屑巖而言，儲(chǔ)層的巖石成分、結(jié)構(gòu)與其孔隙發(fā)育狀況有密切關(guān)系。原始沉積條件控制了沉積碎屑巖的骨架組分和雜基組分，是后期深埋藏成巖演化形成異常高孔的物質(zhì)基礎(chǔ)。

原始沉積條件控制了碎屑巖的初始物性，較強(qiáng)水動(dòng)力環(huán)境、較遠(yuǎn)搬運(yùn)距離形成的優(yōu)勢相帶內(nèi)沉積的結(jié)構(gòu)和成分成熟度相對(duì)高、分選更好、黏土等雜基含量低的碎屑巖具有更好的原生孔隙結(jié)構(gòu)，發(fā)育豐富的原生粒間孔且孔隙連通性好，為異常高孔的發(fā)育奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。如濟(jì)陽坳陷車鎮(zhèn)凹陷古近系深層有效儲(chǔ)層與沉積相帶關(guān)系密切。凹陷南部緩坡帶以發(fā)育三角洲沉積的中細(xì)砂巖為主，原始孔隙結(jié)構(gòu)好、成分和結(jié)構(gòu)成熟度均較高、抗壓實(shí)能力強(qiáng)，在4 000～4 400 m有效儲(chǔ)層孔隙度下限為5.6%，滲透率下限為0.5 mD，三角洲沉積42.11%的砂巖為有效儲(chǔ)層，其中有92.5%的儲(chǔ)層孔隙度大于10%、66.25%的儲(chǔ)層滲透率大于1 mD。北部陡坡帶則以湖底扇、近岸水下扇、扇三角洲、沖積扇沉積為主，近源重力流沉積主要巖性為雜基支撐粗碎屑巖，且主要為灰質(zhì)、白云質(zhì)礫石、抗壓實(shí)能力差，總體上儲(chǔ)層孔隙差，異常高孔儲(chǔ)層發(fā)育少，有效儲(chǔ)層占比僅為8.03%，其中36.17%的儲(chǔ)層孔隙度小于3%、44.68%的儲(chǔ)層滲透率小于1 mD[36]。原始沉積條件影響后期埋藏成巖改造，石英、長石等剛性顆粒含量高、結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度都較高的碎屑巖抗壓強(qiáng)，相同埋深條件下能夠保存更多的孔隙，同時(shí)為后期各類成巖流體的進(jìn)入提供優(yōu)勢通道，增強(qiáng)溶蝕作用。

巖性組合方式及組合內(nèi)砂體厚度對(duì)深層碎屑巖物性有重要影響。研究表明，深埋藏砂泥巖互層組合中，砂巖在砂泥巖界面處一般膠結(jié)更強(qiáng)，物性較差。隨著砂巖厚度增大，呈砂包泥結(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)離砂泥巖界面的厚層砂巖內(nèi)部膠結(jié)作用變?nèi)?，孔隙保存相?duì)較好。而且，原始沉積條件控制了泥質(zhì)烴源巖的發(fā)育程度及其與沉積砂體的組合關(guān)系，進(jìn)而又控制了砂體次生孔隙發(fā)育程度。如東營凹陷薄片觀察及儲(chǔ)層物性與碳酸鹽膠結(jié)物含量相關(guān)性分析表明，單一薄層砂體(厚度<2 m)，砂體碳酸鹽膠結(jié)物含量高，儲(chǔ)層物性較差；厚層砂體(厚度>2 m)在砂泥巖接觸界面附近，碳酸鹽膠結(jié)物含量高，儲(chǔ)層物性差，但隨著距泥巖距離增大，儲(chǔ)層碳酸鹽膠結(jié)物含量減少，物性變好[37]。在松遼、鄂爾多斯等盆地深層同樣發(fā)現(xiàn)了類似的物性發(fā)育特征[38-39]。

2.3 內(nèi)部改造機(jī)制控制深層異常高孔發(fā)育的垂向差異

深層異常高孔發(fā)育的垂向差異普遍存在，主要受控于儲(chǔ)層演化過程中的區(qū)域或局部內(nèi)部改造機(jī)制。常見且影響明顯的內(nèi)部改造機(jī)制包括次生溶蝕作用、顆粒包膜及烴類充注。

2.3.1 次生溶蝕作用

目前普遍認(rèn)為，次生溶蝕孔的發(fā)育與否及多少是異常高孔形成并局部富集的關(guān)鍵因素。相應(yīng)的，有機(jī)質(zhì)熱演化機(jī)制[40]、大氣淡水淋濾機(jī)制[41]、堿性流體溶蝕機(jī)制[42]、深部熱液溶蝕機(jī)制[43]等多種次生溶蝕機(jī)制也發(fā)展迅速，并有力地推動(dòng)了深層異常高孔的判識(shí)和機(jī)理發(fā)展。

理論分析及實(shí)際觀測表明，各類膠結(jié)物(碳酸鹽、沸石、石膏膠結(jié)物等)尤其是碳酸鹽膠結(jié)物溶蝕[8,10-12]是深層異常高孔的重要成因，次生孔隙與孔隙度—深度曲線凹凸變化的正相關(guān)關(guān)系和次生孔隙—膠結(jié)物含量的負(fù)相關(guān)關(guān)系均驗(yàn)證了這一觀點(diǎn)。經(jīng)典的Schmidt模式[40]——有機(jī)質(zhì)脫羧形成酸性流體——是膠結(jié)物溶蝕的主要機(jī)制。此外，骨架顆粒(以長石為主)的次生溶蝕改善儲(chǔ)層物性，對(duì)深部碎屑巖異常高孔的形成也具有積極作用[11-12]，溶蝕次生膠結(jié)產(chǎn)物(如高嶺石)含量與異常高孔發(fā)育帶的正相關(guān)關(guān)系加以印證。然而，實(shí)際地質(zhì)環(huán)境中由長石等顆粒溶蝕形成深層異常高孔的案例并不多，尤其是深層流體普遍處在封閉、半封閉環(huán)境中，流動(dòng)不暢，溶蝕即使發(fā)生，也會(huì)原地或附近沉淀堆積大量的自生黏土礦物和硅質(zhì)膠結(jié)物等次生產(chǎn)物，造成原生及溶蝕孔的堵塞。因此，深層流體系統(tǒng)是否開放流暢、溶蝕產(chǎn)物能否被有效帶出溶蝕區(qū)并搬運(yùn)出儲(chǔ)層段，是次生溶蝕作用能否改善儲(chǔ)層物性及改善程度大小的決定因素[40-41]。

深層還存在一類流體熱循環(huán)對(duì)流溶蝕機(jī)制[44-45]。表現(xiàn)為：①地層傾角較大，發(fā)育流體運(yùn)移通道；②深部熱流體的熱膨脹作用導(dǎo)致密度降低，垂向上產(chǎn)生密度差，沿通道向上運(yùn)移；③隨熱流體的向上運(yùn)移，供給不足、封閉性斷層遮擋及超壓帶封存等狀況使得上移流體趨于停止，轉(zhuǎn)而表現(xiàn)為熱循環(huán)對(duì)流運(yùn)動(dòng)。在上述熱流體循環(huán)過程中，可在深層高溫部位溶蝕大量易溶物質(zhì)，并將其溶解產(chǎn)物帶到上傾低溫部位形成礦物沉淀，流體再次循環(huán)至深部時(shí)又可導(dǎo)致深層的溶蝕。對(duì)流使溶解物質(zhì)不斷遷移，從而形成深層高溫帶異常高孔，頂部低溫帶致密封堵層的孔隙發(fā)育模式(圖3)。這種機(jī)制可見于以東濮凹陷為代表的東部斷陷盆地內(nèi)[45]。

圖3 渤海灣盆地東濮凹陷地層流體的熱循環(huán)對(duì)流示意圖[45]Fig.3 Schematic diagram of fluid-flowing convection in Dongpu Depression, Bohai Bay Basin[45]

2.3.2 顆粒包膜

深層碎屑巖中異常高孔的發(fā)育還與局部存在顆粒包膜緊密相關(guān)[46-47]。國外很早在海相石英砂巖中就發(fā)現(xiàn)了這一規(guī)律，如挪威大陸架深層海相砂巖中無論是綠泥石還是伊利石顆粒包膜的發(fā)育，都明顯形成異常高孔的發(fā)育(圖4)[17,48]。針對(duì)中國塔里木盆地志留系和泥盆系、四川盆地三疊系和侏羅系、鄂爾多斯盆地三疊系、松遼盆地侏羅系和白堊系、東濮凹陷第三系等陸相砂巖中顆粒包膜(以綠泥石為主)的形成機(jī)制及其與異常高孔關(guān)系的研究亦發(fā)現(xiàn)，陸相砂黏土膜的發(fā)育大多有利于異常高孔儲(chǔ)層的發(fā)育[49-56]。

顆粒包膜的發(fā)育可有效抑制次生石英在顆粒表面的潛在成核，從而限制石英膠結(jié)物的發(fā)育(圖4)，為原生孔隙的保存提供重要支撐，使得孔隙能夠被保存到深層[46-47]。但并不是在任意情況下顆粒包膜都可以發(fā)揮原生孔隙保存的作用。顆粒包膜的含量太少、厚度太薄或完整性差，將不能有效地占據(jù)結(jié)晶基底或充當(dāng)保護(hù)屏障而無法有效抑制石英次生加大的發(fā)育；而含量過多或厚度過厚，則不斷膨脹的顆粒包膜體積會(huì)占據(jù)大量砂巖儲(chǔ)層原生孔隙，也不利于后期次生孔隙的發(fā)育。目前的普遍共識(shí)是，異常高孔儲(chǔ)層往往與同生(準(zhǔn)同生)或相對(duì)早期成巖過程中形成的黏土膜共生。

圖4 鮞粒及石英顆粒表面發(fā)育綠泥石膜(埋深5 096 m)[48]Fig.4 Chlorite coats was developed on the surface of oolite and quartz particles at 5 096 m[48]

2.3.3 烴類充注

烴類是深層碎屑巖中流體的重要組成部分，對(duì)儲(chǔ)層成巖及物性的影響值得關(guān)注。一般來說，烴類充注可導(dǎo)致局部異常高壓，抑制壓實(shí)減孔。其次，烴類充注排驅(qū)孔隙內(nèi)原有流體，改變流體成分，改變儲(chǔ)層成巖環(huán)境，尤其是降低孔隙流體流動(dòng)性及離子濃度，減低礦物/離子間的有效置換，從而抑制或延緩自生黏土礦物、硅質(zhì)以及碳酸鹽膠結(jié)物的形成，起到保存孔隙的效果[57]。需要注意的是，烴類充注過程中如石英顆粒仍能保持水潤濕，且硅質(zhì)來源充足，則烴類充注對(duì)硅質(zhì)膠結(jié)的影響較小[58]。此外，烴類侵位后仍有可能會(huì)有規(guī)模酸性流體注入并形成溶蝕進(jìn)而改善深層儲(chǔ)層物性。

庫車坳陷克拉2氣田存在三期油充注和一期天然氣充注，流體包裹體揭示后兩期油充注發(fā)生在庫車組快速沉積階段早期(距今5.5～4.5 Ma)，對(duì)應(yīng)砂巖儲(chǔ)層埋藏深度小于3 500 m，地層溫度小于100 ℃，當(dāng)時(shí)儲(chǔ)層原生孔隙度較高。該期的構(gòu)造擠壓使地層快速沉降，斷層活動(dòng)，烴源巖滯留油排出并充注至儲(chǔ)層，因而形成欠壓實(shí)或者阻止膠結(jié)物的形成，同時(shí)在砂巖儲(chǔ)層中形成異常高的孔隙流體壓力。在距今3～2 Ma，構(gòu)造擠壓增強(qiáng)，地層發(fā)生抬升剝蝕并伴隨通源斷層活動(dòng)，儲(chǔ)層中天然氣充注，使早期充注的油從背斜邊緣泄漏。由于烴源巖孔隙流體壓力大于儲(chǔ)層孔隙流體壓力，排出的高壓、高密度天然氣使儲(chǔ)層一直維持異常高的流體壓力和孔隙度(圖5)[28]。

圖5 庫車坳陷克拉2氣田地層埋藏、 油氣充注和孔隙演化模式[28]Fig.5 Burial and thermal history as well as hydrocarbon charging and porosity evolution mode in Kela-2 gas field, the Kuqa Depression[28]

3 異常高孔評(píng)價(jià)預(yù)測的關(guān)鍵和難點(diǎn)

通過以上對(duì)深層碎屑巖儲(chǔ)層異常高孔的主控因素及其在不同盆地(坳陷)內(nèi)的應(yīng)用，可以看出異常高孔在深層碎屑巖儲(chǔ)層中發(fā)育的普遍性，以及分析不同主控因素及其儲(chǔ)層效應(yīng)對(duì)異常高孔發(fā)育評(píng)價(jià)預(yù)測的重要性。然而，在異常高孔評(píng)價(jià)預(yù)測中除了細(xì)致分析各主控因素及儲(chǔ)層效應(yīng)外，還存在幾個(gè)需要重點(diǎn)關(guān)注的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)。

3.1 異常高孔類型歸屬劃分

不同類型的異常高孔成因機(jī)制不同，規(guī)模大小不同，對(duì)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)、預(yù)測的指導(dǎo)意義也不同，準(zhǔn)確識(shí)別其歸屬類型對(duì)于深層油氣勘探至關(guān)重要。但是，由于直觀觀測區(qū)分孔隙類型存在很大的多解性，異常高孔儲(chǔ)層中發(fā)育的大量孔隙歸屬劃分一直存在較大爭議，爭論的焦點(diǎn)在于依據(jù)有限的溶蝕痕跡很難將鏡下觀察的大量粒間孔隙界定為原生孔隙或溶蝕孔隙。因此，在識(shí)別與劃分異常高孔類型時(shí)要格外謹(jǐn)慎，孔隙歸屬劃分的鑒別手段和識(shí)別精度急需提高。

此外，根據(jù)Schmidt有機(jī)質(zhì)熱演化溶蝕模式，膠結(jié)物尤其是碳酸鹽膠結(jié)物的大量溶蝕需要有機(jī)酸的大量生成、有效保存、快速運(yùn)移及途中低損耗等諸多前提條件。部分學(xué)者從有機(jī)質(zhì)生、排酸能力、流體供給能力等這一根源去系統(tǒng)計(jì)算了深埋成巖過程中有機(jī)酸的溶蝕增孔能力，表明在最大生酸—最大排酸—最低消耗的情況下，如果缺少不整合和斷裂體系等優(yōu)勢運(yùn)移通道，有機(jī)酸溶解碳酸鹽膠結(jié)物僅能形成1%～2%的次生溶孔[59-60]。骨架顆粒尤其是長石溶蝕的貢獻(xiàn)度也是存在較大分歧。如東營凹陷北帶[61]的研究表明，盡管長石溶蝕較快，能夠形成最大約4.0%面孔率的次生溶蝕孔隙，但高溫封閉環(huán)境下的流體在顆粒間流動(dòng)速度緩慢，伴隨硅質(zhì)膠結(jié)物和自生黏土礦物的原地或準(zhǔn)原地沉淀，因此長石溶蝕凈增孔隙度普遍小于0.25%。Taylor等[62]對(duì)全球盆地不同層位儲(chǔ)層鏡下鑒定孔隙度及骨架顆粒次生孔隙度的系統(tǒng)總結(jié)表明，大多數(shù)層位中由骨架顆粒溶蝕導(dǎo)致的次生孔隙平均值小于2%～3%，對(duì)儲(chǔ)層整體孔隙的影響相對(duì)有限。各盆地間及盆地內(nèi)不同地質(zhì)時(shí)期的成巖環(huán)境存在差異，在分析異常高孔中次生溶蝕孔的貢獻(xiàn)度時(shí)要因地制宜。

3.2 關(guān)鍵成藏期異常高孔表征

當(dāng)前，對(duì)于深層碎屑巖儲(chǔ)層中異常高孔的研究主要集中于現(xiàn)今儲(chǔ)層表征。而對(duì)于實(shí)際地質(zhì)情況來說，普遍低孔低滲的深層碎屑巖能否成藏的關(guān)鍵在于地質(zhì)歷史時(shí)期關(guān)鍵油氣充注-成藏時(shí)的古孔隙度發(fā)育情況，也就是古異常高孔隙度與關(guān)鍵油氣成藏期的耦合匹配關(guān)系?！跋戎旅堋⒑蟪刹亍薄跋瘸刹?、后致密”以及“邊致密、邊成藏”等耦合機(jī)制下的深層碎屑巖油氣藏的勘探潛力及勘探策略大有不同。近年來，已有部分學(xué)者對(duì)深層碎屑巖儲(chǔ)層孔隙演化過程及其與油氣成藏的耦合關(guān)系開展了探索。如從孔隙度與深度為切入點(diǎn)，建立孔隙度隨深度與時(shí)間演化的關(guān)系，結(jié)合埋藏史可得歷史時(shí)期任一點(diǎn)的儲(chǔ)層孔隙度；更多的研究嘗試對(duì)成巖過程中孔隙度變化特征及其控制因素進(jìn)行多方面探討，將孔隙度增-減過程、成巖演化史、埋藏史三者結(jié)合，建立了諸多函數(shù)關(guān)系或經(jīng)驗(yàn)方程，利用“反演回剝法”[22]和“成巖作用效應(yīng)模擬法”[63]，并對(duì)各期成巖作用中損失孔隙度進(jìn)行壓實(shí)校正[64]，對(duì)儲(chǔ)層的孔隙度演化進(jìn)程進(jìn)行恢復(fù)。

3.3 異常高孔空間分布預(yù)測

通常學(xué)者們側(cè)重于對(duì)異常高孔縱向分布特征的確定，對(duì)于其確定方法當(dāng)前學(xué)術(shù)界認(rèn)識(shí)也較為統(tǒng)一，即通過多種方法厘定儲(chǔ)層的孔隙度正常壓實(shí)趨勢線，以此作為異常高孔縱向發(fā)育的基準(zhǔn)線在孔隙度—深度剖面識(shí)別異常高孔。而在實(shí)際油氣勘探開發(fā)過程，深層碎屑巖中異常高孔的發(fā)育評(píng)價(jià)與預(yù)測更應(yīng)注意其發(fā)育的三維空間屬性。

碎屑巖沉積展布的空間非均質(zhì)性及成巖流體在不同區(qū)域的空間非均質(zhì)性決定了深層碎屑巖儲(chǔ)層的三維空間分布都具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性，而異常高孔的平面分布特征則是當(dāng)前研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)，中國學(xué)者在這方面也做了很多有益的嘗試，主要在沉積相圖、地層壓力圖和成巖相等關(guān)鍵控制因素平面圖劃分的基礎(chǔ)上，采用多圖疊合法預(yù)測異常高孔的平面分布[65]。

4 未來趨勢展望

為了解決現(xiàn)今深層碎屑巖儲(chǔ)層異常高孔評(píng)價(jià)與預(yù)測過程中存在的不足與問題，未來的研究方向和發(fā)展趨勢有以下幾點(diǎn)。

(1)類型劃分區(qū)域化。在異常高孔孔隙類型劃分時(shí)，在微觀圖像識(shí)別的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)區(qū)域流體場及流體-巖石相互作用研究，著重聚焦不同類型沉積盆地、不同構(gòu)造、沉積背景及不同成巖流體環(huán)境下碎屑巖儲(chǔ)層埋藏演化的差異性與特殊性，應(yīng)用多種分析測試技術(shù)(如場發(fā)射掃描電鏡、CT等)明確儲(chǔ)層微觀孔喉結(jié)構(gòu)及不同成因孔隙的貢獻(xiàn)度，提高異常高孔定量表征與類型劃分的精度與準(zhǔn)度。次生孔隙的規(guī)?；l(fā)育與區(qū)域流體場演化密切相關(guān)，封閉成巖環(huán)境下流體的注入和排除都很困難，難以形成大規(guī)模次生孔隙的物質(zhì)基礎(chǔ)環(huán)境。因此，更加注重宏觀成巖環(huán)境分析與微觀成巖現(xiàn)象表征之間的結(jié)合，則能更有效地開展深部碎屑巖異常高孔歸屬類型劃分工作。

(2)孔隙演化模型化。目前，孔隙度演化的定量評(píng)價(jià)及在地史中不同控制因素的貢獻(xiàn)度研究已引起領(lǐng)域內(nèi)的重視但仍有待深入。如何再現(xiàn)或重演漫長地質(zhì)歷史時(shí)期內(nèi)的孔隙演化過程，一直是儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)界的難題。近些年來發(fā)展起來的高溫高壓長周期多環(huán)境成巖演化物理模擬實(shí)驗(yàn)，可最大限度地推演真實(shí)地史中的流體、成巖作用及孔隙演化過程。在深層碎屑巖異常高孔評(píng)價(jià)及形成機(jī)制研究過程中，應(yīng)充分利用并改進(jìn)成巖演化物理模擬，加強(qiáng)定量的異常高孔形成演化—主油氣成藏期次耦合匹配關(guān)系研究，以更科學(xué)地評(píng)價(jià)深層碎屑巖儲(chǔ)層的勘探潛力。

(3)交叉資料集成化。在分析異常高孔的諸多控制因素及其效應(yīng)時(shí)，越來越多的應(yīng)用現(xiàn)代數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法，分析評(píng)價(jià)各單因素在有效儲(chǔ)層形成過程中的權(quán)重系數(shù)，為有利儲(chǔ)層分布預(yù)測奠定基礎(chǔ)。如今，在地震地層學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的儲(chǔ)層地震學(xué)(地震沉積學(xué)與層控非線性隨機(jī)反演等)，將地球物理資料、地質(zhì)、測井及油藏工程等資料有機(jī)結(jié)合起來，對(duì)儲(chǔ)層巖性變化及含油氣性變化作出綜合預(yù)測，不僅實(shí)現(xiàn)了證據(jù)鏈的集成化利用，還提高了評(píng)價(jià)預(yù)測的可信度。這些交叉學(xué)科的理論體系和技術(shù)研究方法均有很大的發(fā)展空間，也是未來異常高孔形成機(jī)理研究的主要發(fā)展趨勢。

5 結(jié)論

異常高孔發(fā)育區(qū)帶是深層碎屑巖儲(chǔ)層油氣勘探的“甜點(diǎn)區(qū)”。介紹了異常高孔的內(nèi)涵、厘定及分類方法，總結(jié)了異常高孔區(qū)帶發(fā)育特征。重點(diǎn)敘述了異常高孔的成因機(jī)制及其儲(chǔ)層效應(yīng)，引出了開展異常高孔評(píng)價(jià)預(yù)測中的類型歸屬劃分、關(guān)鍵成藏期異常高孔表征和空間分布預(yù)測是其重點(diǎn)和難點(diǎn)所在，并對(duì)今后異常高孔研究展望了類型劃分區(qū)域化、孔隙演化模型化及交叉資料集成化的未來發(fā)展趨勢。以助于業(yè)界準(zhǔn)確把握目前深層碎屑巖儲(chǔ)層異常高孔的主要識(shí)別、評(píng)價(jià)預(yù)測方法，清晰認(rèn)識(shí)異常高孔的成因機(jī)制和面臨的關(guān)鍵問題，對(duì)提高深層碎屑巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)預(yù)測精度和未來深層油氣勘探開發(fā)提供一定的參考和借鑒。