田 雨, 赫恩杰, 陳洪德, 王賀華, 徐 兵, 何 巍,袁 浩, 張藝久, 柳世成, 鄧 勇, 歐陽靜蕓

(1．振華石油控股有限公司，北京 100031; 2.成都理工大學 沉積地質研究院，成都 610059；3．成都北方石油勘探開發(fā)技術有限公司，成都 610000)

阿布吉拉迪盆地是埃及西沙漠地區(qū)最為重要的含油氣盆地之一，因其發(fā)育以白堊系碎屑巖為主要儲集層系而受到廣泛關注[1-3]。目前關于該盆地白堊系碎屑巖沉積環(huán)境及儲層方面的研究，主要是圍繞上白堊統(tǒng)Abu Roas組C段(簡稱為AR-C段)展開[2,4]。而Abu Roash組G段(簡稱為AR-G段)作為重要的目的層段之一，相關的沉積微相及儲層特征等方面研究還鮮有報道，沉積儲層特征及分布規(guī)律認識不清楚，將直接影響油氣勘探部署及后期開發(fā)方式的選取。開展碎屑巖巖石學分析，明確沉積微相類型及儲層特征，對阿布吉拉迪盆地Abu Roash組碎屑巖儲層整體高效勘探開發(fā)具有重要意義。

本文以阿布吉拉迪盆地Alam El Shawish West 區(qū)塊(簡稱為AESW區(qū)塊)上白堊統(tǒng)AR-G段碎屑巖為例，在前人研究的基礎上，通過巖心、鑄體薄片、掃描電鏡、X射線衍射、壓汞實驗、物性分析、地化分析數(shù)據(jù)及測井等資料分析，對碎屑巖沉積微相進行劃分，并重點分析儲層巖石學、儲集空間、孔隙結構、物性特征、儲層類型及儲層控制因素等特征，希望能夠為阿布吉拉迪盆地上白堊統(tǒng)碎屑巖的勘探開發(fā)提供地質依據(jù)。

1 地質背景

阿布吉拉迪盆地位于埃及西沙漠地區(qū)北部，北以卡塔拉隆起為界與北埃及盆地相隔，南為錫特拉地臺，東部為卡塔尼亞-卡塔拉隆起(圖1)。盆地呈東西向長條狀不對稱展布，東西長約330 km，南北寬為50～75 km[1]，面積約1.75×104km2[6]。

阿布吉拉迪盆地是在前寒武紀結晶基底之上發(fā)育的中生代-新生代沉積盆地[6]?；子汕昂浼o巖漿巖和變質巖組成。受構造運動影響，盆地發(fā)生多次抬升，導致多套地層遭受剝蝕，基底之上保留古生代寒武紀、奧陶紀、石炭紀以及侏羅紀以來的沉積地層(圖1)。白堊系為盆地內部重要的目的層系，由下至上發(fā)育下統(tǒng)Kharita組、上統(tǒng)Bahariya組及Abu Roash組等多套儲集巖。按照巖石類型及組合特征差異，Abu Roash組由上至下可以進一步劃分為7個巖性單元：A、B、C、D、E、F、G，其中B、D、F段為碳酸鹽巖集中發(fā)育層段，其他各段則主要為碎屑巖沉積。

AESW區(qū)塊位于阿布吉拉迪盆地中部偏南地區(qū)， 區(qū)內目前有6個油氣田，分別為Kar、Ass、Bar、Mag、Bah及Bah-SE(圖1)。AR-G段為區(qū)內重要產層之一，發(fā)育碎屑巖及碳酸鹽巖沉積，其中碎屑巖為本次研究的重要目標。

圖1 AESW區(qū)塊位置及地層綜合柱狀圖Fig.1 Location and stratigraphic column of the AESW Block (據(jù)IHS[5]修改,單井地層資料據(jù)Bah-5井)

2 沉積相類型及特征

在巖心觀察的基礎上，結合測井曲線及古生物組合特征，認為AESW區(qū)塊AR-G段碎屑巖以潮坪沉積為主，主要發(fā)育潮間帶及潮下帶亞相，并可進一步劃分為多種微相類型。劃分標志主要包括：羽狀雙向交錯層理、對稱波狀紋層、脈狀層理、透鏡狀層理及雙黏土層等典型的潮坪相沉積構造(圖2)。另外，大量的小孢子、淡水藻類及小型浮游生物等混生，也是潮坪相沉積的一大特征。

圖2 AESW區(qū)塊AR-G段典型潮坪相沉積構造標志Fig.2 Typical tidal flat sedimentary structures of the Abu Roash G Member in the AESW Block

2.1 潮間帶

潮間帶發(fā)育低能的泥坪、高能的砂坪及中等能量的混合坪等微相。區(qū)內潮間帶以泥坪及混合坪為主，其中泥坪巖石類型主要為灰-深灰色塊狀及層狀泥巖，測井上為明顯的高伽馬反射。局部夾粉砂巖及極細砂巖條帶，發(fā)育菱鐵礦碎屑、殼體碎屑及生物擾動構造等(圖3-A)。混合坪以淺灰-灰色極細-細砂巖、灰-深灰色泥質粉砂巖、灰色砂質粉砂巖及深灰色泥巖等互層沉積為主。發(fā)育平行層理、波狀層理及脈狀層理等，見生物擾動構造，生物碎屑發(fā)育(多為生物殼體碎片)。自然伽馬呈中高值反射特征(圖3-B)。

2.2 潮下帶

潮下帶以砂質沉積為主，區(qū)內主要發(fā)育潮汐水道及水下砂壩微相。

2.2.1 潮汐水道

潮汐水道沉積整體上呈下粗上細的正韻律變化特征，垂向上往往多期疊置發(fā)育，形成規(guī)模較大的砂體(圖3-C)。水道底部可發(fā)育礫質砂巖等粗粒沉積物，與下伏地層呈侵蝕接觸。其中礫石成分以泥質為主，向上礫石含量逐漸減少，泥礫長軸多平行于地層面，具定向分布特征，巖性較致密。向上過渡為中-細砂沉積，物性條件好，常見中等-嚴重油浸，導致巖石呈棕灰色(圖3-C)，為區(qū)內重要的儲層發(fā)育沉積微相類型。主要發(fā)育小型交錯層理，局部見波狀層理及脈狀層理等。

2.2.2 水下砂壩

水下砂壩沉積整體上呈下細上粗的反韻律特征，垂向上常見多個向上變粗的砂壩疊加形成砂壩復合體。單個旋回內部向上由極細砂向細-中砂過渡，對應自然伽馬值由下至上呈減小的變化趨勢。常發(fā)育平行層理及波狀層理，見小型交錯層理及壓扁層理等(圖3-D)。物性條件較好，為區(qū)內另一重要的儲層發(fā)育微相類型。

3 儲層特征

3.1 巖石學特征

開展碎屑巖巖石學特征研究，對碎屑巖來源分析[7-11]、砂巖類型劃分[8,10-11]、成巖作用類型[7,11-12]、儲層特征分析[12-14]等具有重要意義。

巖心、薄片、掃描電鏡及X射線衍射等結果表明：石英占據(jù)碎屑組分主體，包括單晶石英及多晶石英兩類，并以單晶石英為主，單晶石英的質量分數(shù)可達75%以上，平均為57.9%；多晶石英較少，平均質量分數(shù)為1%左右。長石的質量分數(shù)為1.5%～11.5%，平均為5.6%。其中斜長石廣泛發(fā)育，質量分數(shù)為0.5%～9%，平均為3.1%；鉀長石在大部分樣品中測得，質量分數(shù)多在4%以下。巖屑在部分樣品中測得，成分主要為花崗巖及燧石等，質量分數(shù)多在2%以下。依據(jù)信荃麟的成分-成因分類方案[15]，AESW區(qū)塊AR-G段砂巖類型主要為石英砂巖及長石質石英砂巖(圖4)。砂巖粒度為極細砂-細砂級別，分選性中等-好，顆粒多呈次棱角-次圓狀；主要為顆粒支撐，顆粒之間多呈線狀、凹凸狀接觸：表現(xiàn)出較高的成分成熟度及結構成熟度特征。另外，云母、重礦物、不透明礦物、海綠石、磷酸鹽、生物碎屑及碳質碎屑等顆粒均有發(fā)育，其中海綠石較為常見，平均質量分數(shù)為3.5%。

圖3 AESW區(qū)塊AR-G段潮坪相不同類型沉積微相綜合柱狀圖Fig.3 Comprehensive column showing different tidal flat microfacies of the Abu Roash G Member in the AESW Block

圖4 AESW區(qū)塊AR-G段砂巖類型劃分圖Fig.4 Sandstone classification for the Abu Roash G Member in the AESW Block

膠結物類型多樣，常見碳酸鹽、黏土礦物、硅質及鐵質等，局部見蒸發(fā)鹽。其中碳酸鹽膠結物以鐵方解石為主，質量分數(shù)可達20%以上；菱鐵礦在部分樣品中發(fā)育，含量相對較少。黏土礦物以高嶺石為主，個別樣品的黏土礦物質量分數(shù)可達10%以上。硅質膠結物主要以石英次生加大的形式出現(xiàn)，質量分數(shù)一般在3.5%以下。黃鐵礦普遍發(fā)育，但含量較低，質量分數(shù)<1.5%。蒸發(fā)鹽膠結物以硬石膏為主，僅在個別樣品中測得，質量分數(shù)多在2%以下。

3.2 儲集空間類型

AESW區(qū)塊AR-G段砂巖儲集空間以孔隙為主(圖5)，局部發(fā)育少量裂縫，規(guī)模較小?？紫栋ㄊＳ嘣ｉg孔及次生的粒間、粒內溶孔等。其中剩余原生粒間孔形狀較規(guī)則，常呈三角形及多邊形，孔壁較光滑(圖5-A)。粒間溶孔及粒內溶孔往往具有選擇性，主要為長石、碳酸鹽膠結物等易溶礦物發(fā)生溶解形成(圖5-B、C)。其中粒間溶孔的孔壁不規(guī)則，多呈鋸齒狀(圖5-B)，與剩余原生粒間孔伴生時，在剩余原生粒間孔基礎上疊加擴大，改善儲層物性條件。粒內溶孔常見于顆粒內部(圖5-A、B、C)，多呈孤立的斑點狀、蜂窩狀分布，連通性較差，具有一定的儲集性能。

3.3 孔隙結構特征

壓汞實驗結果，如壓汞曲線形態(tài)、排驅壓力、中值壓力、中值半徑及分選系數(shù)等參數(shù)在巖石孔隙結構特征及儲層分類中起到非常重要的作用[16-18]?；趨^(qū)內AR-G段12個巖心樣品壓汞實驗結果，開展了儲層微觀孔隙結構特征分析。砂巖樣品物性特征整體較好，其中孔隙度(q)為16.2%～24.4%，平均為21.6%；滲透率(K)為(0.98～341)×10-3μm2，平均為127.16×10-3μm2(表1)。不同樣品壓汞曲線形態(tài)存在差異，顯示出儲層孔喉特征存在一定差別(圖6)。

樣品2F～10F的壓汞曲線初始段位置較低且長度較短，中間平緩段長，末端上翹段緩慢上升(圖6)，表明巖石喉道分布集中、分選性好。排驅壓力較小，為0.06～0.09 MPa，平均為0.077 MPa；中值壓力為0.12～0.28 MPa，平均為0.184 MPa；中值半徑為2.63～6.13 μm，平均為4.35 μm(表1)?？缀戆霃街饕性?.079～11.851 μm(圖7)，達到粗-中喉道級別，為滲流條件最好的儲層。

樣品1F、12F的壓汞曲線位置及初始段升高，初始段變長，中間段較長，表明分選性較好(圖6)。其中2個樣品排驅壓力分別為0.15 MPa及0.25 MPa；中值壓力分別為0.48 MPa及0.95 MPa；中值半徑分別為1.53 μm及0.77 μm(表1)。2個樣品孔喉半徑主要集中在0.533～4.444 μm及0.356～3.555 μm(圖7)，為中-細喉道級別，滲流條件中等。

樣品11F的壓汞曲線位置最高，初始段最長，中間段較長(圖6)，分選性相對較好。排驅壓力及中值壓力值較大，分別為1.47 MPa及5.41MPa；中值半徑較小，為0.14 μm(表1)。該樣品孔喉半徑分布比率最大值為27.16%，對應的孔喉半徑為0.053 μm，為微喉道級別；另一個孔喉半徑集中在0.267～0.533 μm，占總孔喉的31.24%(圖7)，為細喉級別。整體上該樣品為細-微喉道，且滲透率較低(0.98×10-3μm2)，儲層滲流條件較差。

圖5 AESW區(qū)塊AR-G段砂巖孔隙類型及特征Fig.5 Pore types and characteristics of sandstone in the Abu Roash G Member (A)長石質石英砂巖，發(fā)育剩余原生粒間孔、粒間及粒內溶孔(藍色)，見長石溶蝕形成的粒內溶孔(紅色箭頭處)，Bah-4井，鑄體薄片,(-); (B)石英砂巖，主要發(fā)育粒間(藍色)及粒內溶孔(紅色箭頭處)，長石幾乎被完全溶蝕(紅色箭頭處)，Bah-4井，鑄體薄片,(-); (C)長石質石英砂巖，發(fā)育粒間孔(藍色區(qū)域)、長石溶蝕形成的粒內孔 (紅色區(qū)域)，Bah-4井，掃描電鏡照片; (D)石英砂巖，發(fā)育粒間孔，Bah-3井，掃描電鏡照片

鉆井編號深度/mq/%K/10-3 μm2排驅壓力/MPa中值壓力/MPa中值半徑/μmBah-41FX106.1522.7 61.61 0.150.481.53 Bah-42FX108.0322.2 157.05 0.070.135.65 Bah-43FX114.2725.0 260.78 0.080.154.90 Bah-44FX115.8723.0 274.12 0.070.126.13 Bah-45FX118.6422.6 188.47 0.070.184.08 Bah-46FX120.1722.3 152.77 0.060.184.08 Bah-47FX124.6923.1 132.03 0.080.135.65 Bah-48FX130.1013.8 8.34 0.080.272.72 Bah-49FX133.7820.0 8.73 0.090.223.34 Bah-410FX134.4920.5183.800.090.282.63Kar-111FX141.1216.20.981.475.410.14Kar-112FX141.8620.27.440.250.950.77

圖6 AESW區(qū)塊AR-G段砂巖樣品壓汞曲線Fig.6 Mercury injection curves of the Abu Roash G Member sandstones in the AESW Block

圖7 AESW區(qū)塊AR-G段砂巖樣品孔喉半徑分布圖Fig.7 Distribution frequency of pore throat radius of the Abu Roash G Member sandstones in the AESW Block

3.4 物性特征

巖心物性分析結果表明，AESW區(qū)塊AR-G段砂巖孔隙度及滲透率分別達26.7%及801.8×10-3μm2(圖8)?？紫抖燃皾B透率分布圖表明砂巖孔隙度主要集中在15%～25%，占所測樣品總數(shù)的79.5%(圖9-A)。滲透率分布峰值集中在(50～500)×10-3μm2，占樣品總數(shù)的47%；次為(10～50)×10-3μm2，占樣品總數(shù)的28.3%(圖9-B)。

圖8 AESW區(qū)塊AR-G段砂巖孔隙度與滲透率關系Fig.8 Permeability vs. porosity of the Abu Roash G Member sandstones in the AESW Block

圖9 AESW區(qū)塊AR-G段砂巖孔隙度及滲透率分布特征Fig.9 Distribution characteristics of porosity and permeability of the Abu Roash G Member sandstones in the AESW Block

依據(jù)石油天然氣行業(yè)儲層孔隙度滲透率分類標準(SY/T6285-2011)，AESW區(qū)塊AR-G段砂巖儲層主要為中孔中滲級別，次為中孔低滲型儲層。孔隙度與滲透率之間較好的正相關性進一步表明砂巖受裂縫影響相對較小，儲集空間主要為孔隙，形成以孔隙型為主的砂巖儲層(圖8)。

4 儲層控制因素

4.1 沉積微相對儲層的控制作用

不同沉積環(huán)境所形成的沉積物類型存在差異，導致沉積微相對儲層發(fā)育有著明顯的控制作用[4,13]。如前所述，AESW區(qū)塊AR-G段以潮坪沉積為主，主要發(fā)育潮間帶泥坪及混合坪、潮下帶潮汐水道及水下砂壩等微相類型。不同微相物性分析結果表明：水下砂壩與潮汐水道為有利的儲集巖發(fā)育微相類型，其中水下砂壩砂巖物性條件最好，平均孔隙度可達22%以上；次為潮汐水道，平均孔隙度為19%左右；混合坪物性條件一般，平均孔隙度為9.2%；泥坪相以泥質沉積為主，巖性較致密，物性較差(圖10)。

圖10 AESW區(qū)塊AR-G段不同沉積微相平均孔隙度直方圖Fig.10 Histogram showing average porosity of different sedimentary microfacies of the Abu Roash G Member

4.2 成巖作用對儲層的控制作用

地球化學分析結果表明，區(qū)內AR-G段鏡質體反射率(Ro)可達0.6%，熱解最高峰溫(tmax)可達 450℃，孢粉顏色TAI值為3，依據(jù)石油天然氣行業(yè)碎屑巖成巖階段劃分標準(SY/T 5477-2003)，AR-G段總體上達到中成巖A期。不同成巖作用對儲層改造結果不同[7,12,14,19]，按照成巖作用對儲層的影響，可劃分為破壞性成巖作用和建設性成巖作用2種類型。

4.2.1 破壞性成巖作用

破壞性成巖作用主要包括壓實作用及膠結作用。①壓實作用：為AESW區(qū)塊AR-G段儲層孔隙度降低的重要因素，在砂巖儲層內部廣泛發(fā)育。強烈的壓實作用導致顆粒之間呈線-凹凸狀接觸(圖11-A、B)，儲集空間及滲流能力大幅度降低。②膠結作用：為砂巖物性變差的另一重要成巖作用，區(qū)內膠結物類型多樣，并以鐵方解石為主(質量分數(shù)可達20%以上，圖11-A)，次為高嶺石(含量可達10%以上，圖11-B、C)；另外，硅質及黃鐵礦等膠結物普遍發(fā)育(圖11-C、D)，但含量相對較少。膠結物多以粒間膠結或孔隙充填物等形式出現(xiàn)，極大地降低了儲層孔隙度，對儲層起破壞性作用。

4.2.2 建設性成巖作用

溶蝕作用是區(qū)內AR-G段砂巖內部次生孔隙形成的最為重要的成巖作用類型，對儲層物性改善起到重要建設性作用。被溶組分以碳酸鹽膠結物及長石等易溶礦物為主，形成粒間溶孔、粒內溶孔及鑄?？椎却紊紫额愋?圖5-A、B、C)，提升了砂巖儲集空間，極大地改善儲層物性條件。

中侏羅統(tǒng)Khatatba組烴源巖(泥頁巖+煤層)為主力烴源巖，以Ⅱ-Ⅲ型干酪根為主。盆地埋藏史及生烴史表明：該套烴源巖在白堊紀早期Ro值達0.55%，進入生油窗；白堊紀晚期達到生烴高峰，開始大量排烴(圖12)[20]。烴類沿斷裂等運移通道進入AR-G段砂巖儲層，并在白堊紀晚期成藏[5]。烴類生成過程中會產生大量有機酸，進入儲層時能夠對長石及碳酸鹽等礦物加以溶蝕[21]；同時，烴類聚集能夠有效抑制膠結、交代及重結晶等成巖作用，對原生孔隙起到保護作用。區(qū)內基底斷裂發(fā)育，局部可向上斷至古近系。在斷層溝通下，基底熱液可沿斷層進入AR-G段儲層內部，對儲層加以溶蝕改造。

圖11 AESW區(qū)塊AR-G段砂巖主要破壞性成巖作用類型及特征Fig.11 Types and characteristics of main destructive diagenesis of the Abu Roash G Member sandstones in the AESW Block

圖12 阿布吉拉迪盆地BED 3-3井埋藏史及生烴史Fig.12 Burial and hydrocarbon formation history for Well BED 3-3 in Abu Gharadig Basin

5 結 論

a．埃及阿布吉拉迪盆地Alam El Shawish West區(qū)塊(簡稱為AESW區(qū)塊)上白堊統(tǒng)Abu Roash組G段(簡稱為AR-G段)為區(qū)內重要的目的層段。該段碎屑巖以潮坪沉積為主，主要發(fā)育潮間帶及潮下帶亞相，并可進一步劃分為多種微相類型。

b．AESW區(qū)塊上白堊統(tǒng)AR-G段砂巖類型以石英砂巖及長石質石英砂巖為主，砂巖粒度平均為極細砂-細砂級別，顆粒分選性中等-好，多呈次棱角-次圓狀。砂巖主要為顆粒支撐，顆粒之間多呈線狀、凹凸狀接觸。表現(xiàn)出較高的成分成熟度及結構成熟度特征。

c．砂巖儲集空間以孔隙為主，包括剩余原生粒間孔及次生的粒間、粒內溶孔。依據(jù)微觀孔隙特征，將儲層劃分為粗-中喉道、中-細喉道及微喉道。儲層以中孔中滲型為主，次為中孔低滲型，形成以孔隙型為主的砂巖儲層。

d．砂巖儲層的發(fā)育及分布受沉積微相及成巖作用等多種因素控制，其中潮下帶水下砂壩及潮汐水道為區(qū)內有利的儲層發(fā)育微相類型，儲層物性較好。壓實作用及膠結作用為區(qū)內重要的破壞性成巖作用，導致儲層物性條件變差；溶蝕作用形成的次生儲集空間極大地改善了儲層物性條件，最終形成區(qū)內重要的潮坪相砂巖儲層。