閆建平，司馬立強，譚學群，張文才，梁 強，言 語

(1.西南石油大學 天然氣地質(zhì)四川省重點實驗室，四川 成都 610500； 2.西南石油大學 地球科學與技術學院，四川 成都 610500；3.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

伊朗Zagros盆地西南部白堊系Sarvak組碳酸鹽巖儲層特征

閆建平1,2，司馬立強2，譚學群3，張文才3，梁 強2，言 語2

(1.西南石油大學 天然氣地質(zhì)四川省重點實驗室，四川 成都 610500； 2.西南石油大學 地球科學與技術學院，四川 成都 610500；3.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

為了闡明伊朗Zagros盆地西南部白堊系Sarvak組碳酸鹽巖儲層特征，利用巖心、薄片、錄井、試油及測井資料，通過儲層巖性類型、儲集空間、物性、電性特征及孔隙發(fā)育的影響因素分析，指出Zagros盆地西南部白堊系Sarvak組碳酸鹽巖儲層巖性類型有白堊質(zhì)灰?guī)r、云質(zhì)灰?guī)r、顆?；?guī)r，儲集空間類型多，主要為次生溶孔、鑄?？?，其中顆粒灰?guī)r的物性最好，白堊質(zhì)灰?guī)r中白堊質(zhì)主要為浮游有孔蟲，孔隙較發(fā)育，一般隨物性增加，含油性級別升高。成巖作用對儲層物性影響也較大，起建設性的成巖作用有溶蝕作用、白云化作用、生物擾動及壓溶產(chǎn)生縫合線、縫合面。泥?；?guī)r、粒泥灰?guī)r在這些成巖作用的影響下，物性有較大改善。儲層孔隙發(fā)育微觀上主要受控于巖相、成巖作用，平面上還和構(gòu)造位置及沉積環(huán)境有關，位于構(gòu)造高部位的臺地淺灘微相往往物性較好。利用垂向上測井響應及平面上小層物性分布特征，明確了物性較好、含油豐度較高的層段，為尋找高產(chǎn)有利儲層提供了依據(jù)。

低阻；臺地淺灘；白堊質(zhì)灰?guī)r；Sarvak組；Zagros盆地

隨著油氣勘探領域的逐步深入，海外非常規(guī)油氣藏已成為備受關注的勘探目標。伊朗Zagros盆地Y油田Sarvak組中低孔、低滲白堊質(zhì)孔隙型灰?guī)r油藏為一典型代表，Y油田是該盆地西南部的一巨型油氣田[1-2]，位于伊朗Khuzestan(胡澤斯坦)省，在伊朗與伊拉克邊界附近，面積約500 km2，地質(zhì)儲量較大。白堊系的Sarvak組灰?guī)r為該油田的主力儲層之一。Y油田Sarvak組和Fahliyan組沉積在淺海碳酸鹽巖斜坡，前人已對Sarvak組層序地層控制的成巖作用對儲層質(zhì)量的影響[3]、化學地層學[4]、非均質(zhì)碳酸鹽巖儲層流動單元的分類及分布[5-6]、Sarvak組白堊質(zhì)灰?guī)r儲層特征[1]、Fahliyan組的沉積特征與儲層潛力[7]、Fahliyan組巖相特征和古環(huán)境重建[8]等進行了較深入的研究，但對于Y油田下白堊統(tǒng)Sarvak組碳酸鹽巖儲層特征及優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育控制因素研究較少，Sarvak組巖性類型復雜、儲集空間類型多樣，巖相、成巖作用及構(gòu)造位置因素對物性的影響較大，尤其是Sarvak組發(fā)育的白堊質(zhì)灰?guī)r在國內(nèi)少見，是一種含大量微孔的特殊碳酸鹽巖儲層[9]，因此，通過對Sarvak組孔隙型碳酸鹽巖儲層的巖性類型、物性、含油性及電性特征進行分析，結(jié)合成像測井圖像、薄片等資料，探討Sarvak組小層物性演化、有利儲層發(fā)育層位、平面分布特征及控制因素，為進一步尋找高產(chǎn)的有利儲層提供一定的依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域構(gòu)造

Zagros盆地位于扎格羅斯破碎帶的西邊，遭受了強烈斷褶，不過斷褶強度向波斯灣方向逐步減弱[10]。Y油田位于Zagros盆地的西南部，構(gòu)造形態(tài)為一個軸向近南北向的大型長軸背斜，發(fā)育南、北兩個構(gòu)造高點，北部構(gòu)造高點大部分位于伊朗境內(nèi)，南部構(gòu)造高點主體位于伊拉克境內(nèi)(圖1)，包含K和H兩個區(qū)域。

圖1 伊朗扎格羅斯盆地Y油田地理位置(據(jù)徐德軍等，2010，修改)[1]

1.2 地層特征及沉積環(huán)境

Sarvak組底部為早白堊世阿爾必階的Kazhdumi組，是上、下白堊統(tǒng)的分界，由暗色瀝青質(zhì)頁巖組成，同時含有黑色泥灰?guī)r。在Y油田范圍內(nèi)，該層上部為黑灰到黑褐色的泥灰?guī)r，中間為灰白色微晶灰?guī)r，是一種低能環(huán)境沉積；下部是河道砂巖和粉砂質(zhì)頁巖互層，該套地層表現(xiàn)為一個大規(guī)模海進過程，直到阿爾必階結(jié)束，又開始了海相碳酸鹽沉積，Sarvak層就是在這種環(huán)境下沉積的。

Y油田Sarvak組沉積于淺海碳酸鹽巖斜坡環(huán)境[1]，將出現(xiàn)的巖相和標準微相進行比較，能夠識別出潟湖、礁(淺灘)、開闊海3種沉積微相[11]，底部以泥灰?guī)r為主，間或有泥質(zhì)灰?guī)r夾層；向上演變?yōu)闇\黃色、塊狀白堊質(zhì)灰?guī)r，中間為很厚的棕褐色灰?guī)r(有的含生物碎屑)；上部巖相比較復雜，不同部位巖相不同：有泥粒灰?guī)r、粒泥灰?guī)r、粒屑灰?guī)r等，反映了不同沉積環(huán)境。最上部是一個1 m左右的風化殼，發(fā)育碎裂的灰質(zhì)角礫巖。Sarvak層以上還有Ilam和Gurpi兩個層，都是大段的泥質(zhì)灰?guī)r，雜夾薄層泥頁巖，反映了水體較深的海相沉積環(huán)境。

2 Sarvak組儲層特征

2.1 巖性類型及特征

Sarvak組存在多種巖性類型，那么到底哪些巖石類型能夠成為儲層呢？通過對巖心描述資料分析發(fā)現(xiàn)，白堊質(zhì)灰?guī)r、顆粒灰?guī)r(生屑)、云質(zhì)灰?guī)r這3種巖性往往物性較好，且含油性級別也較高，孔隙度通常大于6%(圖2),常伴有裂縫、溶蝕、縫合線，是儲層的主要巖石類型。

其中，白堊質(zhì)灰?guī)r國內(nèi)較少見，白堊是一種松散到固結(jié)的、多微孔的、細粒的碳酸鹽巖，其基質(zhì)和顆粒由鈣質(zhì)遠洋浮游生物碎屑組成，最為富集的生物成分一般是顆石藻(單細胞藻類)和浮游有孔蟲，其他種類遠洋和底棲生物碎屑也常見。而薄片與電鏡顯示研究區(qū)Sarvak組白堊質(zhì)灰?guī)r中的白堊主要為浮游有孔蟲(圖3)，顆石藻少見，有孔蟲尺寸約為10～600 μm，通常小于250 μm，富含白堊(浮游有孔蟲)的灰?guī)r，孔隙較發(fā)育。

而泥質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r(粒泥灰?guī)r)、頁狀灰?guī)r這些巖性往往顯示物性差、顆粒較細、貧含油性特征，孔隙度一般小于6%。

根據(jù)巖心描述可將含油級別劃分為6個等級，分別為：不含油、貧含油、貧-中等含油、中等含油、中等-高含油、高含油。統(tǒng)計顯示，一般巖石物性增加，含油級別也升高，因此將不含油、貧含油、貧-中等含油樣品劃分為無效樣品，將中等含油及其以上含油級別的樣品劃分為有效樣品。同時將有效樣品中的中等含油樣品劃分為有效樣品Ⅱ，將中等-高含油、高含油樣品劃分為有效樣品Ⅰ(表1)。

圖2 伊朗Zagros盆地西南部白堊系Sarvak組儲層巖性類型

圖3 伊朗Zagros盆地西南部白堊系Sarvak組白堊質(zhì)灰?guī)r(含白堊，具白堊狀結(jié)構(gòu)的孔隙灰?guī)r)

有效和無效樣品分別有各自的孔隙度、滲透率分布范圍，將有效樣品從低孔隙間隔到高孔隙間隔進行正統(tǒng)計；將無效樣品從高孔隙間隔到低孔隙間隔進行逆統(tǒng)計。一般認為兩條累積百分曲線的交點對應的物性值就是判斷有效儲層和無效儲層的界限值[12]。通過將無效樣品、有效樣品(Ⅰ、Ⅱ)的物性數(shù)據(jù)進行正、逆統(tǒng)計分析，可得到有效儲層的物性下限及Ⅰ類、Ⅱ類儲層的界限值，有效儲層的物性下限為：孔隙度為6%，滲透率為0.25×10-3μm2，Ⅰ類、Ⅱ類儲層的界限值為：孔隙度為12%，滲透率為1.0×10-3μm2。

將不同物性對應的不同巖性類型數(shù)據(jù)點進行交會統(tǒng)計，可看出Ⅰ類儲層以顆粒灰?guī)r、有Δ作用的泥?；?guī)r為主；Ⅱ類儲層以泥?；?guī)r(有或無Δ結(jié)構(gòu))為主(圖4)(Δ作用：白堊狀結(jié)構(gòu)、厚殼蛤類、生物擾動、白云化)。

表1 伊朗Zagros盆地西南部白堊系Sarvak組有效、無效樣品劃分

2.2 物性特征

Sarvak組的儲集空間類型多樣(圖5)，包括原生組構(gòu)選擇性孔隙(粒間孔、粒內(nèi)孔)、次生組構(gòu)選擇性孔隙(晶間孔、鑄?？?、次生非組構(gòu)選擇性孔隙(溶蝕孔、裂縫(張開縫、充填縫))，但主要為次生溶蝕孔、鑄?？?；Sarvak組孔隙度主要分布于3%～12%，平均為10%，滲透率主要分布于(0.1～15)×10-3μm2，平均為4.23×10-3μm2，表現(xiàn)為中低孔、低滲透特征；裂隙樣品滲透率偏高、孔滲相關性較低，裂隙對儲層的滲透性改善起著重要作用。

圖4 伊朗Zagros盆地西南部白堊系Sarvak組Ⅰ類、Ⅱ類儲層巖性類型

圖5 伊朗Zagros盆地西南部白堊系Sarvak組儲集空間類型

2.3 含油性特征

Sarvak組儲層孔隙度高的樣品，含油性較好，通常為中等-高含油，而物性差的樣品，巖石致密，一般表現(xiàn)為貧含油。表明儲層物性增加，一般含油性級別也升高；Sarvak油層原油為重質(zhì)油，平均粘度為3.96 mPa·S，具有高粘度、低凝固點、含硫高的特點。

2.4 低電阻率特征

Sarvak組地層水礦化度較高，一般超過240 000 mg/L，使得油層電阻率較低，尤其是靠近水層的油層電阻率低于2.5 Ω·m，但通常低阻油層仍然大于RFT測試為水層的電阻率，因此，流體性質(zhì)識別難度較國內(nèi)低阻油層要小。

3 儲層物性演化及控制因素

以關鍵井K1井為例，統(tǒng)計Sarvak組每一小層的加權孔隙度(圖6a)、儲層厚度(圖6b)，可以看出，S4,S6和S7層的孔隙度較高， S2，S4，S6和S7層儲層厚度較厚，其中S6和S7層一般為水層，S4層電成像測井圖像顯示孔隙較發(fā)育，溶蝕現(xiàn)象比較明顯。

圖7 伊朗Zagros盆地西南部白堊系Sarvak組K1井Sarvak組儲層物性演化

圖7中，將測井曲線、巖心物性分析數(shù)據(jù)、測井計算孔隙度曲線、基準面旋回、試油及測井解釋結(jié)論信息綜合起來分析，可以明顯看出，從下到上S7.1中下部、S6.1，S4和S2.2層段物性較好，測井曲線特征表現(xiàn)為：“兩低、兩高、一差異”，即GR或CGR和DEN低值，CNL和AC較高，深淺電阻率存在差異，通常油層電阻率為正差異、水層為負差異或不明顯，三孔隙度曲線呈明顯的“U”型特征；巖心物性分析測試數(shù)據(jù)也顯示，S4和S2.2層段的物性較好，其中S4段的裂縫較發(fā)育。將孔、滲曲線與Dunham分類的巖性剖面對比，顯示物性發(fā)育的層段巖性主要為顆?；?guī)r，少量為泥?；?guī)r、粒泥灰?guī)r，表明顆?；?guī)r的物性最好。

通過測井物性解釋模型計算孔隙度參數(shù)，將計算的孔隙度曲線鏡像化(圖7)，可直觀地反映出S7.1中下部和S6.1，S4，S2.2層段的物性較好，整體物性自下而上先增加后降低。從成巖作用角度分析，Sarvak組儲層成巖作用類型有壓實作用、膠結(jié)作用、白云石化作用、生物擾動、微晶化、黃鐵礦化及壓溶縫合作用。成巖作用對物性影響較大，有建設或破壞性作用[13-14]。對比物性曲線(包括物性分析數(shù)據(jù))、巖性剖面及成巖作用特征，表明Sarvak組對儲層物性起建設性改造的有溶蝕作用和白云化作用、生物擾動及壓溶產(chǎn)生的縫合線、縫合面作用，泥?；?guī)r、粒泥灰?guī)r在這些成巖作用的影響下，物性有較大改善，而膠結(jié)作用使物性變差。

此外，Sarvak組儲層厚度、物性平面分布顯示構(gòu)造高部位儲層物性較好、Ⅰ類和Ⅱ類儲層厚度較大，這為從平面上尋找高產(chǎn)儲層提供了依據(jù)，但忽略了小層物性的變化情況，優(yōu)質(zhì)儲層到底分布在哪些層位？還需要再分析Sarvak組各小層物性的演化情況。

Sarvak組劃分為7大層、16個小層，根據(jù)RFT測試資料分析[15-17]，Sarvak組為正常壓力系統(tǒng)，油藏類型為分層性底水塊狀油藏。同時RFT壓力測試分析與測井解釋相結(jié)合進行流體性質(zhì)解釋顯示，S6和S7層段儲層為水層，而S2，S3，S4和S5層段儲層主要為油層，油層以中低孔、低滲透儲層為主，因此重點分析這4個層位的物性變化情況。

小層平面孔隙發(fā)育微觀上主要受控于巖相、成巖作用，而宏觀上主要受控于沉積微相及構(gòu)造位置因素，位于構(gòu)造高部位的臺地淺灘微相往往物性較高，在表2中，整體上看S5.2，S4.2，S4.1，S3.1和S2.1在K區(qū)和H區(qū)發(fā)育優(yōu)質(zhì)儲層，是進一步尋找高產(chǎn)儲層的有利層位。

4 結(jié)論

1) 伊朗Zagros盆地西南部Sarvak組孔隙型灰?guī)r儲層表現(xiàn)為中低孔、低滲透特征，存在少量裂隙，儲層巖性類型有白堊質(zhì)灰?guī)r、云質(zhì)灰?guī)r、顆?；?guī)r，其中顆?；?guī)r的物性最好，儲集空間類型多樣，主要為次生溶孔、鑄?？?，一般物性增加，含油性級別也升高。白堊質(zhì)灰?guī)r國內(nèi)較少見，白堊質(zhì)主要為浮游有孔蟲，顆石藻較少出現(xiàn)，富含白堊(浮游有孔蟲)的灰?guī)r，孔隙較發(fā)育。

表2 伊朗Zagros盆地西南部白堊系Sarvak組小層孔隙垂向演化

注：表中的箭頭表示從S5.2開始一直到S2.1的各小層。

2) 成巖作用對Sarvak組儲層物性影響也較大，起建設性改造的成巖作用有溶蝕作用、白云石化作用、生物擾動及壓溶產(chǎn)生的縫合線、縫合面作用，泥?；?guī)r、粒泥灰?guī)r在這些成巖作用的影響下，物性有較大改善，而膠結(jié)作用使物性變差。

3) Sarvak組儲層測井響應模式為“兩低、兩高、一差異”，即GR和DEN低值，CNL和AC高，深淺電阻率有差異，三孔隙度曲線顯示“U”型特征；垂向上，儲層孔隙發(fā)育主要受控于巖相、成巖作用，平面上還和構(gòu)造位置及沉積環(huán)境(沉積微相)有關，位于構(gòu)造高部位的臺地淺灘微相往往物性較高，整體上看S5.2，S4.2，S4.1，S3.1和S2.1在研究區(qū)發(fā)育優(yōu)質(zhì)儲層，為進一步尋找高產(chǎn)儲層提供了依據(jù)。

致謝:本文完成過程中，西南石油大學地球科學與技術學院陶艷忠老師在電鏡照片解釋方面給予了很多幫助，在此表示感謝！

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(編輯 張亞雄)

Carbonate reservoir characteristics of the Creataceous Sarvak Formation in southwestern Zagros Basin,Iran

Yan Jianping1,2，Sima Liqiang2，Tan Xuequn3，Zhang Wencai3，Liang Qiang2，Yan Yu2

(1.SichuanKeyLaboratoryofNaturalGasGeology,SouthwestPetroleumUniversity,Chengdu，Sichuan610500，China;2.SchoolofGeoscienceandTechnology,SouthwestPetroleumUniversity,Chengdu,Sichuan610500,China;3.PetroleumExplorationandProductionResearchInstitute,SINOPEC,Beijing100083,China)

In order to reveal the characteristics of the Cretaceous Sarvak Formation carbonate reservoir in the southwestern Zagros Basin,a comprehensive study was carried out by integrating the core,thin section,production test and well log data.Analyses of the reservoir rock types,reservoir space,physical property,electrical property and the factors influencing pore development show that the lithology types of the Sarvak reservoir includes chalky limestone,dolomitic limestone and grainstone.And the reservoir spaces are dominated by secondary dissolved pores and mold pores.The physical property of grainstone is the best.The chalk in chalky limestone is mainly planktonic foraminifera which have well-developed porosity.Generally,the oil-bearing property enhances with the improvement of physical property.The diagenesis also have great impact on reservoir’s physical property,and the constructive diagenesis include dissolution,dolomitization,biological disturbance,stylolites of pressolution origin.The physical property of packstone and wackestone are greatly improved under the influences of these constructive diageneses.Microscopically,the development of reservoir’s pore is mainly controlled by facies and diagenesis.Laterally,it is also related to tectonic location and sedimentary environment.The physical pro-perty of platform shoal microfacies on structural high is commonly better.The vertical logging response and the areal distribution of physical property of sublayers can be used to identify zones with better physical property and oil-bearing abundance,thus providing a basis for highly productive reservoirs.

low resistivity,shoal facies,chalky limestone,Sarvak Formation,Zagros Basin

2014-07-11;

2015-04-10。

閆建平(1980—)，男，副教授，測井沉積學、巖石物理及非常規(guī)儲層測井評價技術。E-mail:yanjp_tj@163.com。

國家科技重大專項(2011ZX05031-003-006HZ);國家自然科學基金項目(41202110)；四川省應用基礎研究項目(2015JY0200)；勝利油田低滲透示范基地項目(30200000-13-ZC0607-0050)；西南石油大學校級科技基金項目(2012XJZ004)；四川省教育廳天然氣地質(zhì)創(chuàng)新團隊項目(13TD0024)。

0253-9985(2015)03-0409-07

10.11743/ogg20150309

TE122.2

A