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深水碳酸鹽巖沉積體系與儲(chǔ)層發(fā)育控制因素
——以中東H油田白堊系Khasib組為例

2022-04-16 01:07喬占峰王友凈
海相油氣地質(zhì) 2022年1期
關(guān)鍵詞:小層碳酸鹽巖碎屑

張 杰,喬占峰,王友凈,王 鼐,呂 洲

1 中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院;2 中國(guó)石油集團(tuán)碳酸鹽巖儲(chǔ)層重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;3 中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院

0 前 言

碳酸鹽巖多被認(rèn)為是淺水環(huán)境的產(chǎn)物,但20世紀(jì)60年代以來(lái)的深海鉆探計(jì)劃、大洋鉆探計(jì)劃以及巴哈馬、澳大利亞等現(xiàn)代深水沉積研究[1]發(fā)現(xiàn)深水環(huán)境也發(fā)育大量的碳酸鹽巖。1975 年在美國(guó)得克薩斯州召開(kāi)的深水碳酸鹽巖學(xué)術(shù)會(huì)議,第一次系統(tǒng)介紹了深水碳酸鹽巖的研究進(jìn)展,馮增昭將會(huì)議論文翻譯為《深水碳酸鹽環(huán)境》一書(shū)[2],帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)深水碳酸鹽巖的研究。

深水碳酸鹽巖是相對(duì)于淺水碳酸鹽巖而言的,指正常浪基面以下直到洋盆方解石補(bǔ)償深度(CCD面)以上的較深水—深水環(huán)境中所發(fā)育的碳酸鹽巖,或大陸架邊緣至斜坡直到盆地中央沉積的碳酸鹽巖[3]。深水碳酸鹽巖包括深水重力碳酸鹽巖(濁積巖、重力流等)和非重力碳酸鹽巖(寶塔礁、遠(yuǎn)洋灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、有孔蟲(chóng)灰?guī)r、牽引流等)[4-6]。深水碳酸鹽沉積不僅在現(xiàn)代沉積中廣泛發(fā)育[7],在地質(zhì)歷史時(shí)期,深水環(huán)境也大量發(fā)育碳酸鹽沉積[8]。然而,相對(duì)于“淺、暖、亮”的淺水碳酸鹽巖,“深、涼、暗”的深水碳酸鹽巖受到的關(guān)注相對(duì)較少。近30年來(lái),作為油氣勘探的新領(lǐng)域,分布廣泛的深水環(huán)境有多個(gè)新的油氣發(fā)現(xiàn),深水碳酸鹽巖逐漸成為研究熱點(diǎn)[2]。深水碳酸鹽巖不僅可以形成有利的生油巖,也是潛在的良好儲(chǔ)集體[3]。受海底地形的影響,深水碳酸鹽巖沉積和儲(chǔ)層分布存在很大的差異性。

中東是世界上油氣發(fā)現(xiàn)和儲(chǔ)量最多的地區(qū)之一,以白堊系碳酸鹽巖為主要的儲(chǔ)層。在伊拉克中南部地區(qū)的艾哈代布油田、東巴格達(dá)油田、H 油田等多個(gè)油田,上白堊統(tǒng)Khasib 組均屬深水碳酸鹽巖油藏[9-14]。Khasib 組含油層分布范圍最廣,是伊拉克主要的油氣富集層位[12,15]。Khasib 組儲(chǔ)層主要受沉積相控制,但由于非均質(zhì)性強(qiáng),其發(fā)育規(guī)律不清,因此迫切需要開(kāi)展沉積體系和沉積演化研究,從而進(jìn)一步刻畫(huà)沉積結(jié)構(gòu)和分析儲(chǔ)層主控因素。本文基于取心井豐富的巖心薄片資料,結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景和測(cè)井、地震資料,對(duì)研究區(qū)深水碳酸鹽巖的巖石學(xué)特征、生物擾動(dòng)特征、骨屑顆粒含量、沉積背景及儲(chǔ)層特征進(jìn)行了深入研究,建立了緩坡型深水碳酸鹽巖沉積模式,明確了儲(chǔ)層主控因素,研究成果對(duì)于深水碳酸鹽巖儲(chǔ)層分布預(yù)測(cè)具有借鑒和參考意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)H 油田位于伊拉克南部,構(gòu)造上屬于阿拉伯板塊美索不達(dá)米亞盆地前淵帶[16]的陸上部分,北部為扎格羅斯褶皺帶。阿拉伯板塊在地質(zhì)歷史時(shí)期構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定,沉積物厚度大,是中東最重要的含油氣區(qū),阿拉伯地臺(tái)上的大部分油氣田集中于此[17]。H 油田為一北西—南東向的寬緩背斜,其周邊發(fā)育多個(gè)油氣田(圖1)。

圖1 伊拉克中南部地區(qū)白堊系Khasib組地層等厚圖(據(jù)文獻(xiàn)[19])Fig.1 Isopach map of the Cretaceous Khasib Formation in central and southern Iraq(cited from reference[19])

經(jīng)歷了古生代古特提斯洋的開(kāi)啟、閉合及新特提斯洋的開(kāi)啟等階段后,阿拉伯板塊在中生代的沉積演化主要受新特提斯洋擴(kuò)張的影響,屬于被動(dòng)大陸邊緣沉積。晚白堊世土倫期至馬斯特里赫特期,隨著新特提斯洋的收縮,阿拉伯板塊開(kāi)始發(fā)育前陸盆地沉積。古近紀(jì),新特提斯洋逐漸閉合,在阿拉伯板塊形成托羅斯—扎格羅斯造山帶。中新世時(shí),新特提斯洋消亡,阿拉伯板塊的東北被動(dòng)大陸邊緣的前緣變?yōu)橐粋€(gè)碰撞邊緣[18-19]。

伊拉克地區(qū)在白堊紀(jì)時(shí)位于新特提斯洋邊緣,主要為淺海沉積環(huán)境[19-20]。中白堊世塞諾曼期末發(fā)生的海退形成了中、上白堊統(tǒng)之間的區(qū)域性不整合,Khasib 組位于上白堊統(tǒng)下部,與下伏Mishrif 組為不整合接觸,與上覆Tanuma 組為整合接觸(圖2)。研究區(qū)Khasib 組厚度介于70~90 m,自上而下分為KA1-1、KA1-2、KA2、KB-1、KB-2、KB-3 共 6 個(gè)小層(圖 2),其中 KA1-2 小層和 KB 段為主要的產(chǎn)層段。

圖2 伊拉克H油田白堊系Khasib組地層綜合柱狀圖Fig.2 Comprehensive sratigraphic column of the Cretaceous Khasib Formation in H Oilfield,Iraq

阿拉伯板塊自寒武紀(jì)至今的地層可以劃分為11 個(gè)巨層序[20],其中,上侏羅統(tǒng)至白堊系頂部屬于AP8 和 AP9 的 2 個(gè)巨層序。Khasib 組位于 AP9 巨層序的底部,發(fā)育海侵體系域—高位域的三級(jí)層序[22],以KA2小層底部發(fā)育的泥灰?guī)r/灰質(zhì)泥巖的底界為最大海泛面,下部的KB 段發(fā)育海侵體系域(TST),上部的KA段發(fā)育高位體系域(HST)。

2 沉積特征

2.1 巖石類(lèi)型

通過(guò)對(duì)區(qū)域巖石學(xué)特征的調(diào)研[12,20-21],結(jié)合 4口取心井(M3、N5、Y1、N8)Khasib 組巖心與薄片的觀察,發(fā)現(xiàn)H 油田Khasib 組發(fā)育的碳酸鹽巖泥質(zhì)含量普遍較高,主要的生物碎屑為浮游有孔蟲(chóng)、顆石藻等微體生物,以及少量雙殼類(lèi)、棘皮類(lèi)碎片等骨屑顆粒。

Khasib 組少見(jiàn)顆?;?guī)r,主要巖石類(lèi)型有5 種,分別為生物碎屑顆粒灰?guī)r、生物碎屑泥?;?guī)r、含生物碎屑粒泥灰?guī)r、泥晶灰?guī)r和灰質(zhì)泥巖(圖3)。

生物碎屑顆?;?guī)r 顆粒以軟體類(lèi)碎片、棘皮類(lèi)和有孔蟲(chóng)為主,顆粒大小普遍為較小的毫米至厘米級(jí)(圖3a),偶見(jiàn)個(gè)別較大的厚殼蛤顆粒(圖3b)。顆粒間填充少量灰泥??紫栋l(fā)育,主要為粒間孔、粒間溶孔、格架孔。生物碎屑顆?;?guī)r主要發(fā)育于KA1-2 小層和KB 段生物碎屑灘、灘翼以及受偶發(fā)性風(fēng)暴影響的沉積微相中。

生物碎屑泥?;?guī)r 相較于生物碎屑顆?;?guī)r,該類(lèi)巖石灰泥含量較高(圖3c—3e),生物碎屑以雙殼類(lèi)碎片、有孔蟲(chóng)為主,見(jiàn)少量顆石藻等浮游生物(圖3f—3h)。巖石具泥質(zhì)紋層/條帶,局部呈疙瘩狀(圖3f)??紫遁^發(fā)育,主要為粒間孔、體腔孔(圖3d,3g,3h)。生物碎屑泥?;?guī)r主要發(fā)育于KA1-2 小層和KB 段生物碎屑灘、灘翼以及受偶發(fā)性風(fēng)暴影響的微相中。

含生物碎屑粒泥灰?guī)r 生物碎屑含量為5%~20%,主要為灰泥支撐。生物碎屑主要為微米至毫米級(jí)別的雙殼、棘皮類(lèi)、有孔蟲(chóng)、介形蟲(chóng)等(圖3i)。孔隙較少,主要為體腔孔。含生物碎屑粒泥灰?guī)r主要發(fā)育于KA1-1 小層、KA2 小層的緩坡灰泥微相。此外,受Mishrif 組頂部暴露不整合的影響,Khasib 組底部的KB-3 小層普遍存在約1m 厚的高泥質(zhì)含量的高GR段,為巖性較為致密的粒泥灰?guī)r(圖 3i)。

泥晶灰?guī)r 生物碎屑含量不足5%,以灰泥為主,孔隙不發(fā)育(3j)。泥晶灰?guī)r主要發(fā)育于KA1-1小層和KA2小層的緩坡灰泥微相。

灰質(zhì)泥巖 泥質(zhì)含量高,具紋理特征,較破碎,孔隙不發(fā)育(圖3k)?;屹|(zhì)泥巖主要發(fā)育于KA2 小層底部,屬于受風(fēng)暴影響的重力流沉積。

圖3 伊拉克H油田Khasib組巖石學(xué)特征Fig.3 Petrologic characteristics of Khasib Formation in H Oilfield,Iraq

2.2 沉積構(gòu)造

生物擾動(dòng)是Khasib 組主要的沉積構(gòu)造,在伊拉克地區(qū)白堊系普遍發(fā)育。沈瑛楚等[11]識(shí)別了AD 油田Khasib 組的4 類(lèi)生物遺跡,并劃分了3 類(lèi)非均質(zhì)性?xún)?chǔ)層。H油田的生物擾動(dòng)主要是由于底棲生物在能量較低的松散基底覓食、潛穴、活動(dòng)所形成,在整個(gè)Khasib 組均有發(fā)育,包含具蹼狀構(gòu)造的覓食跡Teichichnus、古藻跡Paleophycus、小型Chondrites、居住跡Thalassinoides、漫游跡Planolites等。不同生物遺跡類(lèi)型或密集成群分布(如Chondrites),或單獨(dú)發(fā)育(如Teichichnus)。擾動(dòng)深度一般為幾毫米至2 cm,且多與層面呈低角度斜交。

3 沉積體系演化與沉積模式

3.1 沉積微相類(lèi)型

Khasib組深水碳酸鹽巖可以分為非重力碳酸鹽巖和重力碳酸鹽巖。非重力碳酸鹽巖為原地沉積的細(xì)粒碳酸鹽巖,包括受風(fēng)暴影響而發(fā)育的生物碎屑灘、灘翼以及緩坡灰泥3類(lèi)沉積微相。

生物碎屑灘 巖心上為深棕色—棕褐色,富含油,其巖性主要為生物碎屑顆?;?guī)r、生物碎屑泥粒灰?guī)r,生物碎屑含量介于20%~50%,以厚殼蛤碎片、非厚殼蛤雙殼類(lèi)、棘皮類(lèi)、藻類(lèi)、較大的底棲有孔蟲(chóng)為主,生物碎屑較為破碎,大小多為比較小的毫米至厘米級(jí),偶見(jiàn)分米級(jí)生物碎屑片,分選較差,分散狀分布,主要發(fā)育于KA1-2 小層和KB 段。測(cè)井上表現(xiàn)為低GR和CGR(去鈾GR),低密度。

灘翼 巖心上為深灰色—灰棕色,含油,巖性主要為生物碎屑泥?;?guī)r、含生物碎屑粒泥灰?guī)r,生物碎屑含量為15%~30%,以小的雙殼類(lèi)碎片、棘皮類(lèi)、有孔蟲(chóng)為主,主要發(fā)育于KA1-2 小層和KB 段。測(cè)井上表現(xiàn)為中—低GR和CGR,中—低密度。

緩坡灰泥 巖性主要為含生物碎屑粒泥灰?guī)r,泥晶灰?guī)r以及灰質(zhì)泥巖。除KB-2 小層外的整個(gè)Khasib 組均有發(fā)育,尤以KA1-1 小層和KA2 小層最為發(fā)育。測(cè)井上表現(xiàn)為高GR和CGR,高密度。

重力碳酸鹽巖為重力流沉積,巖性為含角礫的粒泥灰?guī)r、泥灰?guī)r和灰質(zhì)泥巖,具有明顯的高GR、縮徑的特征,僅發(fā)育于KA2小層底部(圖2,圖3k)。

3.2 沉積體系與沉積演化

在中白堊統(tǒng)Mishrif 組頂部經(jīng)歷了約3 Ma 的暴露剝蝕后[20],土倫階沉積末期的海侵使得伊拉克中南部整體進(jìn)入了淺海緩坡沉積環(huán)境。

對(duì)伊拉克多個(gè)油田區(qū)域沉積背景的調(diào)研[11,14]發(fā)現(xiàn),研究區(qū)在中白堊統(tǒng)頂部暴露后無(wú)明顯構(gòu)造運(yùn)動(dòng),地層橫向上較為連續(xù),地層傾角低,不發(fā)育臺(tái)緣帶、障壁等沉積相帶[15,22]。從4 口取心井的連井相對(duì)比來(lái)看(圖4),Khasib 組各層段的沉積比較穩(wěn)定,沉積厚度變化不大,沉積相平面分布連續(xù)性較好。同時(shí)結(jié)合取心井巖石學(xué)特征(圖3),認(rèn)為研究區(qū)在Khasib 期整體屬于緩坡沉積環(huán)境[15,22]。從地層厚度圖(圖1)和周邊油田資料來(lái)看,伊拉克西部暴露無(wú)沉積,伊拉克中南部為中緩坡/中陸架[20]的深水沉積環(huán)境,主要發(fā)育細(xì)粒碳酸鹽巖。

圖4 伊拉克H油田Khasib組沉積微相連井對(duì)比剖面Fig.4 Inter-well correlation section of microfacies of Khasib Formation in H Oilfield,Iraq

研究區(qū)Khasib 組為海侵—高位體系域[23]的中緩坡沉積環(huán)境,其中KB 段為海侵體系域,KA 段為高位體系域沉積。Khasib 組內(nèi)部可以識(shí)別出1 個(gè)三級(jí)旋回、4個(gè)四級(jí)旋回(圖2)。

KB 段屬于三級(jí)層序的海侵旋回,總厚度為15~25 m。沉積微相類(lèi)型包括生物碎屑灘、灘翼和緩坡灰泥。巖性以生物碎屑顆?;?guī)r(圖3a)、厚殼蛤灰?guī)r(圖3b)和生物碎屑泥?;?guī)r(圖3f)為主,其次為含生物碎屑粒泥灰?guī)r(圖3i)。與KA 段相比,KB 段整體水體能量較高,泥質(zhì)含量較低。KB段為研究區(qū)主要的儲(chǔ)層段,顆粒含量較高,其生物碎屑顆粒主要為毫米至厘米級(jí)的厚殼蛤、非厚殼蛤雙殼類(lèi)、棘皮類(lèi)、腹足類(lèi)等較大的生物顆粒,以及浮游有孔蟲(chóng)、介形蟲(chóng)、顆石藻等微體生物,孔隙類(lèi)型主要為粒間孔和格架孔。由于處于海侵體系域早期,研究區(qū)KB-3 和KB-2 小層的生物碎屑灘和灘翼分布范圍相對(duì)較大,單個(gè)灘體厚度約為1 m 左右,發(fā)育生物碎屑顆?;?guī)r、生物碎屑泥?;?guī)r。KB-1 小層沉積時(shí),生物碎屑灘和灘翼分布范圍明顯縮小,顆?;?guī)r含量減少,以粒泥灰?guī)r和泥晶灰?guī)r占主導(dǎo)的緩坡灰泥范圍擴(kuò)大。

KA段屬于高位體系域沉積,總厚度為46~80 m。沉積微相類(lèi)型主要為緩坡灰泥,局部層段發(fā)育生物碎屑灘和灘翼微相。主要巖性為生物碎屑泥?;?guī)r(圖3g,3h)和泥晶有孔蟲(chóng)泥?;?guī)r(圖3e),其次為泥晶灰?guī)r(圖3j)。主要的生物類(lèi)型為浮游有孔蟲(chóng)和少量棘皮類(lèi)、雙殼類(lèi)碎片,其中發(fā)育顆石藻(圖3h)。下部的KA2 小層厚度最大,約為28~50 m,主要為緩坡灰泥沉積,泥質(zhì)含量高,發(fā)育生物碎屑粒泥灰?guī)r和泥晶灰?guī)r,生物碎屑以浮游有孔蟲(chóng)和顆石藻等微體生物為主。KA2 小層底部發(fā)育灰質(zhì)泥巖(圖3k)、泥灰?guī)r夾含生物碎屑粒泥灰?guī)r,為泥巖沉積后重力滑塌所致。KA1-2 小層生物碎屑泥?;?guī)r發(fā)育(圖3g,3h),為主要儲(chǔ)層段,其主要沉積微相類(lèi)型為生物碎屑灘、灘翼和緩坡灰泥,生物碎屑灘局部連片分布,單個(gè)灘體厚度均只有幾十厘米。KA1-1小層整體為緩坡灰泥沉積,主要為含少量生物碎屑的泥晶灰?guī)r。

3.3 緩坡型碳酸鹽沉積模式

基于區(qū)域資料、地層等厚圖(圖1)、周邊油田資料[23-28]和H 油田4 口取心井巖心薄片資料和連井剖面對(duì)比(圖4),認(rèn)為伊拉克地區(qū)Khasib 期構(gòu)造活動(dòng)弱,缺乏臺(tái)地邊緣沉積,主要為緩坡沉積環(huán)境,從而建立了伊拉克中南部地區(qū)從西到東的緩坡沉積模式(圖5)。該模式展示了從西部濱岸向東直到外緩坡、洋盆的沉積環(huán)境[19]。

圖5 伊拉克地區(qū)白堊系Khasib組緩坡沉積模式圖(內(nèi)緩坡部分參考文獻(xiàn)[19])Fig.5 Ramp sedimentary model of the Cretaceous Khasib Formation in Iraq(inner ramp cited from reference[19])

內(nèi)緩坡 伊拉克西部地區(qū)在Khasib 組時(shí)期為暴露—濱岸相沉積,向東水體逐漸加深,到正常浪基面以上為內(nèi)緩坡相,發(fā)育潟湖以及較為連片分布的生物碎屑灘、灘翼沉積微相,潟湖內(nèi)可發(fā)育點(diǎn)灘。主要的生物類(lèi)型為較為完整的厚殼蛤、非厚殼蛤雙殼類(lèi)、苔蘚蟲(chóng)、棘皮類(lèi)、藻類(lèi)等。

中緩坡 向東直到風(fēng)暴浪基面以上為中緩坡相,發(fā)育緩坡灰泥沉積,局部地勢(shì)較高,受風(fēng)暴作用影響,局部發(fā)育生物碎屑灘和灘翼沉積;由于重力作用,局部發(fā)育滑塌重力流沉積的灰質(zhì)泥巖(圖3k)。主要的生物類(lèi)型為厚殼蛤等雙殼類(lèi)碎片、藻類(lèi)、有孔蟲(chóng)等。

外緩坡—盆地相 風(fēng)暴浪基面以下的部分,平面上向東直到伊朗及以東地區(qū)為外緩坡—盆地相沉積,主要發(fā)育遠(yuǎn)洋灰?guī)r、白堊灰?guī)r[19]。主要的生物類(lèi)型為浮游有孔蟲(chóng)、顆石藻等微體生物。

研究區(qū)Khasib 組主要屬于中緩坡深水碳酸鹽沉積環(huán)境[26],發(fā)育于正常浪基面以下直到風(fēng)暴浪基面的范圍,主要為灰泥支撐的細(xì)粒碳酸鹽巖,大型生物碎屑較少。在間發(fā)性的風(fēng)暴作用下會(huì)發(fā)育生物碎屑灘、灘翼和滑塌重力流沉積。中緩坡的生物碎屑灘以生物碎屑泥粒灰?guī)r為主,主要為灰泥支撐,厚度薄,多為幾厘米至幾十厘米,局部含有少量厚殼蛤、非厚殼蛤雙殼類(lèi)以及棘皮類(lèi)等厘米級(jí)骨屑顆粒,與內(nèi)緩坡顆?;?guī)r占主導(dǎo)、顆粒支撐、厚度達(dá)幾米的生物碎屑灘具有明顯差別。Khasib組水體相對(duì)比較安靜,生物擾動(dòng)發(fā)育,多為水體安靜的較深水環(huán)境下的居住跡、覓食跡(圖6)。

圖6 伊拉克H油田白堊系Khasib組生物擾動(dòng)特征及對(duì)儲(chǔ)層的改造Fig.6 Bioturbation characteristics and reservoir reconstruction of Cretaceous Khasib Formation in H Oilfield,Iraq

4 中緩坡深水碳酸鹽巖儲(chǔ)層發(fā)育控制因素

與淺水碳酸鹽巖不同,研究區(qū)中緩坡深水碳酸鹽巖的骨屑顆粒含量較少,而且個(gè)體較?。▓D7)。由于中緩坡環(huán)境位于正常浪基面以下,沉積水體環(huán)境能量較低,泥質(zhì)含量較高,中緩坡的生物碎屑灘儲(chǔ)層孔隙較小,多為微米至毫米級(jí)。作為典型的中緩坡深水碳酸鹽巖,研究區(qū)Khasib 組為孔隙型灰?guī)r油藏,主要的儲(chǔ)層段和開(kāi)發(fā)層段為KB段和KA1-2小層。2個(gè)儲(chǔ)層段厚度變化不大,平均厚度分別為20 m和12 m,骨屑顆粒含量較高,巖石孔隙較發(fā)育,平面上分布較為連續(xù)(圖4)。儲(chǔ)層孔隙類(lèi)型主要為體腔孔、粒內(nèi)溶孔(圖3g,3h)和少量微裂縫(圖3j)。其中KB段的孔隙度為10%~25%,平均滲透率為2.55×10-3μm2,KA1-2 小層的孔隙度為8%~20%,平均滲透率為0.52×10-3μm2,屬于中高孔低滲型儲(chǔ)層。

圖7 伊拉克H油田白堊系碳酸鹽巖緩坡不同環(huán)境發(fā)育的灘體差異Fig.7 Shoal differences in different environments of carbonate ramp of Cretaceous in H Oilfield,Iraq

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),儲(chǔ)層滲透率與骨屑顆粒含量之間具有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系,厚殼蛤、棘皮類(lèi)等較大的生物骨屑顆粒含量越高,滲透率越高,生物碎屑灘部位滲透率最高可以達(dá)到100×10-3μm2。有孔蟲(chóng)等微體生物占主導(dǎo)的粒泥灰?guī)r大多孔隙度雖高,但滲透率很低。

在研究區(qū)內(nèi),較大的生物顆粒主要發(fā)育于中緩坡內(nèi)相對(duì)高部位,且受到風(fēng)暴作用影響的生物碎屑顆?;?guī)r(圖3a)、生物碎屑泥?;?guī)r(圖3c—3g)中,而這兩種巖石類(lèi)型主要分布于生物碎屑灘和灘翼微相,可見(jiàn)是否發(fā)育較大生物碎屑的沉積微相差異是控制Khasib組儲(chǔ)層滲透率的主控因素。

此外,在中緩坡沉積環(huán)境,巖石受生物擾動(dòng)較為普遍(圖6)。生物擾動(dòng)導(dǎo)致巖石非均質(zhì)性增強(qiáng),擾動(dòng)部位比未擾動(dòng)部位灰泥含量少,孔隙較發(fā)育(圖6c,6d),且孔隙連通性變好,故而在生物擾動(dòng)比較強(qiáng)烈的部位,巖石孔隙度和滲透率均較高,孔隙度最高可以達(dá)到22%,滲透率最高可以達(dá)到13×10-3μm2。因此,是否發(fā)育生物擾動(dòng)也是導(dǎo)致Khasib 組儲(chǔ)層差異的主要因素。

Khasib 組發(fā)育的主要孔隙為早期的粒內(nèi)孔、體腔孔(圖3),從圖2 和圖4 可以看出,孔隙發(fā)育段多位于 KA1-2 小層上部、KB-1 小層頂部、KB-2 小層等四級(jí)層序頂部海平面相對(duì)較低的部位,反映這些孔隙的形成與受到四級(jí)層序界面控制的準(zhǔn)同生溶蝕作用密不可分。

綜上所述,Khasib 組儲(chǔ)層發(fā)育的主控因素為沉積微相,其次為生物擾動(dòng)和準(zhǔn)同生溶蝕作用。

5 結(jié)論與啟示

本文以伊拉克H 油田白堊系Khasib 組為例,基于區(qū)域地質(zhì)資料、周邊油田資料和4 口井巖心薄片資料,對(duì)深水碳酸鹽巖沉積與儲(chǔ)層特征進(jìn)行了深入研究,取得了以下認(rèn)識(shí):

(1)H 油田Khasib 組中緩坡深水碳酸鹽巖發(fā)育5 種巖石類(lèi)型:生物碎屑顆?;?guī)r、生物碎屑泥?;?guī)r、含生物碎屑粒泥灰?guī)r、泥晶灰?guī)r和灰質(zhì)泥巖。生物碎屑顆?;?guī)r和生物碎屑泥?;?guī)r主要發(fā)育于KA1-2 小層和KB 段,含生物碎屑粒泥灰?guī)r和泥晶灰?guī)r主要發(fā)育于KA1-1小層和KA2小層,灰質(zhì)泥巖發(fā)育于KA2小層底部。

(2)研究區(qū)Khasib 組為海侵—高位體系域沉積,可以劃分為1個(gè)三級(jí)旋回、4個(gè)四級(jí)旋回。KB段為海侵體系域,KA 段為高位體系域。建立了伊拉克地區(qū)從西到東濱岸—內(nèi)緩坡—中緩坡—外緩坡的緩坡型碳酸鹽沉積模式,識(shí)別了Khasib 組中緩坡的生物碎屑灘、灘翼、緩坡灰泥3類(lèi)非重力碳酸鹽巖沉積微相和1 類(lèi)重力碳酸鹽巖沉積微相。KB 段和KA1-2 小層主要發(fā)育生物碎屑灘、灘翼和緩坡灰泥,KA2小層和KA1-1小層主要發(fā)育緩坡灰泥,KA2小層底部發(fā)育重力流沉積的灰質(zhì)泥巖。

(3)沉積微相、生物擾動(dòng)和受層序控制的準(zhǔn)同生溶蝕作用是控制中緩坡深水碳酸鹽巖儲(chǔ)層發(fā)育的主要因素。骨屑顆粒含量與滲透率呈正相關(guān)關(guān)系,強(qiáng)烈的生物擾動(dòng)、受四級(jí)層序界面控制的準(zhǔn)同生溶蝕有利于改善儲(chǔ)層物性。

深水碳酸鹽巖的分布范圍比淺水碳酸鹽巖更廣泛,深水碳酸鹽巖沉積是沉積學(xué)重要的組成部分。深水碳酸鹽巖領(lǐng)域雖然有一些油氣發(fā)現(xiàn),然而目前受到的關(guān)注仍然較少。從全球范圍來(lái)看[29-30],深水領(lǐng)域已經(jīng)逐漸成為油氣新發(fā)現(xiàn)的主要領(lǐng)域,占油氣總發(fā)現(xiàn)的57.22%[31-32],具有廣闊的發(fā)展空間。深水碳酸鹽巖是重要的勘探領(lǐng)域,相關(guān)研究對(duì)我國(guó)3 大海相盆地乃至全球范圍內(nèi)油氣勘探具有重要意義[33]。深入開(kāi)展深水碳酸鹽巖沉積和油氣地質(zhì)研究,可以拓展勘探接替領(lǐng)域,應(yīng)用前景廣闊。

致謝:感謝中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)龔一鳴教授在生物擾動(dòng)方面給予的指導(dǎo)和幫助,感謝中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)顏佳新教授在巖相和沉積相研究方面的指導(dǎo)。

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