伊朗Zagros盆地西南部白垩系Sarvak组碳酸盐岩储层特征

闫建平，司马立强，谭学群，张文才，梁 强，言 语

(1.西南石油大学 天然气地质四川省重点实验室，四川 成都 610500； 2.西南石油大学 地球科学与技术学院，四川 成都 610500；3.中国石化 石油勘探开发研究院，北京 100083)

伊朗Zagros盆地西南部白垩系Sarvak组碳酸盐岩储层特征

闫建平1,2，司马立强2，谭学群3，张文才3，梁 强2，言 语2

(1.西南石油大学 天然气地质四川省重点实验室，四川 成都 610500； 2.西南石油大学 地球科学与技术学院，四川 成都 610500；3.中国石化 石油勘探开发研究院，北京 100083)

为了阐明伊朗Zagros盆地西南部白垩系Sarvak组碳酸盐岩储层特征，利用岩心、薄片、录井、试油及测井资料，通过储层岩性类型、储集空间、物性、电性特征及孔隙发育的影响因素分析，指出Zagros盆地西南部白垩系Sarvak组碳酸盐岩储层岩性类型有白垩质灰岩、云质灰岩、颗粒灰岩，储集空间类型多，主要为次生溶孔、铸模孔，其中颗粒灰岩的物性最好，白垩质灰岩中白垩质主要为浮游有孔虫，孔隙较发育，一般随物性增加，含油性级别升高。成岩作用对储层物性影响也较大，起建设性的成岩作用有溶蚀作用、白云化作用、生物扰动及压溶产生缝合线、缝合面。泥粒灰岩、粒泥灰岩在这些成岩作用的影响下，物性有较大改善。储层孔隙发育微观上主要受控于岩相、成岩作用，平面上还和构造位置及沉积环境有关，位于构造高部位的台地浅滩微相往往物性较好。利用垂向上测井响应及平面上小层物性分布特征，明确了物性较好、含油丰度较高的层段，为寻找高产有利储层提供了依据。

低阻；台地浅滩；白垩质灰岩；Sarvak组；Zagros盆地

随着油气勘探领域的逐步深入，海外非常规油气藏已成为备受关注的勘探目标。伊朗Zagros盆地Y油田Sarvak组中低孔、低渗白垩质孔隙型灰岩油藏为一典型代表，Y油田是该盆地西南部的一巨型油气田[1-2]，位于伊朗Khuzestan(胡泽斯坦)省，在伊朗与伊拉克边界附近，面积约500 km2，地质储量较大。白垩系的Sarvak组灰岩为该油田的主力储层之一。Y油田Sarvak组和Fahliyan组沉积在浅海碳酸盐岩斜坡，前人已对Sarvak组层序地层控制的成岩作用对储层质量的影响[3]、化学地层学[4]、非均质碳酸盐岩储层流动单元的分类及分布[5-6]、Sarvak组白垩质灰岩储层特征[1]、Fahliyan组的沉积特征与储层潜力[7]、Fahliyan组岩相特征和古环境重建[8]等进行了较深入的研究，但对于Y油田下白垩统Sarvak组碳酸盐岩储层特征及优质储层发育控制因素研究较少，Sarvak组岩性类型复杂、储集空间类型多样，岩相、成岩作用及构造位置因素对物性的影响较大，尤其是Sarvak组发育的白垩质灰岩在国内少见，是一种含大量微孔的特殊碳酸盐岩储层[9]，因此，通过对Sarvak组孔隙型碳酸盐岩储层的岩性类型、物性、含油性及电性特征进行分析，结合成像测井图像、薄片等资料，探讨Sarvak组小层物性演化、有利储层发育层位、平面分布特征及控制因素，为进一步寻找高产的有利储层提供一定的依据。

1 区域地质概况

1.1 区域构造

Zagros盆地位于扎格罗斯破碎带的西边，遭受了强烈断褶，不过断褶强度向波斯湾方向逐步减弱[10]。Y油田位于Zagros盆地的西南部，构造形态为一个轴向近南北向的大型长轴背斜，发育南、北两个构造高点，北部构造高点大部分位于伊朗境内，南部构造高点主体位于伊拉克境内(图1)，包含K和H两个区域。

图1 伊朗扎格罗斯盆地Y油田地理位置(据徐德军等，2010，修改)[1]

1.2 地层特征及沉积环境

Sarvak组底部为早白垩世阿尔必阶的Kazhdumi组，是上、下白垩统的分界，由暗色沥青质页岩组成，同时含有黑色泥灰岩。在Y油田范围内，该层上部为黑灰到黑褐色的泥灰岩，中间为灰白色微晶灰岩，是一种低能环境沉积；下部是河道砂岩和粉砂质页岩互层，该套地层表现为一个大规模海进过程，直到阿尔必阶结束，又开始了海相碳酸盐沉积，Sarvak层就是在这种环境下沉积的。

Y油田Sarvak组沉积于浅海碳酸盐岩斜坡环境[1]，将出现的岩相和标准微相进行比较，能够识别出潟湖、礁(浅滩)、开阔海3种沉积微相[11]，底部以泥灰岩为主，间或有泥质灰岩夹层；向上演变为浅黄色、块状白垩质灰岩，中间为很厚的棕褐色灰岩(有的含生物碎屑)；上部岩相比较复杂，不同部位岩相不同：有泥粒灰岩、粒泥灰岩、粒屑灰岩等，反映了不同沉积环境。最上部是一个1 m左右的风化壳，发育碎裂的灰质角砾岩。Sarvak层以上还有Ilam和Gurpi两个层，都是大段的泥质灰岩，杂夹薄层泥页岩，反映了水体较深的海相沉积环境。

2 Sarvak组储层特征

2.1 岩性类型及特征

Sarvak组存在多种岩性类型，那么到底哪些岩石类型能够成为储层呢？通过对岩心描述资料分析发现，白垩质灰岩、颗粒灰岩(生屑)、云质灰岩这3种岩性往往物性较好，且含油性级别也较高，孔隙度通常大于6%(图2),常伴有裂缝、溶蚀、缝合线，是储层的主要岩石类型。

其中，白垩质灰岩国内较少见，白垩是一种松散到固结的、多微孔的、细粒的碳酸盐岩，其基质和颗粒由钙质远洋浮游生物碎屑组成，最为富集的生物成分一般是颗石藻(单细胞藻类)和浮游有孔虫，其他种类远洋和底栖生物碎屑也常见。而薄片与电镜显示研究区Sarvak组白垩质灰岩中的白垩主要为浮游有孔虫(图3)，颗石藻少见，有孔虫尺寸约为10～600 μm，通常小于250 μm，富含白垩(浮游有孔虫)的灰岩，孔隙较发育。

而泥质灰岩、泥灰岩(粒泥灰岩)、页状灰岩这些岩性往往显示物性差、颗粒较细、贫含油性特征，孔隙度一般小于6%。

根据岩心描述可将含油级别划分为6个等级，分别为：不含油、贫含油、贫-中等含油、中等含油、中等-高含油、高含油。统计显示，一般岩石物性增加，含油级别也升高，因此将不含油、贫含油、贫-中等含油样品划分为无效样品，将中等含油及其以上含油级别的样品划分为有效样品。同时将有效样品中的中等含油样品划分为有效样品Ⅱ，将中等-高含油、高含油样品划分为有效样品Ⅰ(表1)。

图2 伊朗Zagros盆地西南部白垩系Sarvak组储层岩性类型

图3 伊朗Zagros盆地西南部白垩系Sarvak组白垩质灰岩(含白垩，具白垩状结构的孔隙灰岩)

有效和无效样品分别有各自的孔隙度、渗透率分布范围，将有效样品从低孔隙间隔到高孔隙间隔进行正统计；将无效样品从高孔隙间隔到低孔隙间隔进行逆统计。一般认为两条累积百分曲线的交点对应的物性值就是判断有效储层和无效储层的界限值[12]。通过将无效样品、有效样品(Ⅰ、Ⅱ)的物性数据进行正、逆统计分析，可得到有效储层的物性下限及Ⅰ类、Ⅱ类储层的界限值，有效储层的物性下限为：孔隙度为6%，渗透率为0.25×10-3μm2，Ⅰ类、Ⅱ类储层的界限值为：孔隙度为12%，渗透率为1.0×10-3μm2。

将不同物性对应的不同岩性类型数据点进行交会统计，可看出Ⅰ类储层以颗粒灰岩、有Δ作用的泥粒灰岩为主；Ⅱ类储层以泥粒灰岩(有或无Δ结构)为主(图4)(Δ作用：白垩状结构、厚壳蛤类、生物扰动、白云化)。

表1 伊朗Zagros盆地西南部白垩系Sarvak组有效、无效样品划分

2.2 物性特征

Sarvak组的储集空间类型多样(图5)，包括原生组构选择性孔隙(粒间孔、粒内孔)、次生组构选择性孔隙(晶间孔、铸模孔)、次生非组构选择性孔隙(溶蚀孔、裂缝(张开缝、充填缝))，但主要为次生溶蚀孔、铸模孔；Sarvak组孔隙度主要分布于3%～12%，平均为10%，渗透率主要分布于(0.1～15)×10-3μm2，平均为4.23×10-3μm2，表现为中低孔、低渗透特征；裂隙样品渗透率偏高、孔渗相关性较低，裂隙对储层的渗透性改善起着重要作用。

图4 伊朗Zagros盆地西南部白垩系Sarvak组Ⅰ类、Ⅱ类储层岩性类型

图5 伊朗Zagros盆地西南部白垩系Sarvak组储集空间类型

2.3 含油性特征

Sarvak组储层孔隙度高的样品，含油性较好，通常为中等-高含油，而物性差的样品，岩石致密，一般表现为贫含油。表明储层物性增加，一般含油性级别也升高；Sarvak油层原油为重质油，平均粘度为3.96 mPa·S，具有高粘度、低凝固点、含硫高的特点。

2.4 低电阻率特征

Sarvak组地层水矿化度较高，一般超过240 000 mg/L，使得油层电阻率较低，尤其是靠近水层的油层电阻率低于2.5 Ω·m，但通常低阻油层仍然大于RFT测试为水层的电阻率，因此，流体性质识别难度较国内低阻油层要小。

3 储层物性演化及控制因素

以关键井K1井为例，统计Sarvak组每一小层的加权孔隙度(图6a)、储层厚度(图6b)，可以看出，S4,S6和S7层的孔隙度较高， S2，S4，S6和S7层储层厚度较厚，其中S6和S7层一般为水层，S4层电成像测井图像显示孔隙较发育，溶蚀现象比较明显。

图7 伊朗Zagros盆地西南部白垩系Sarvak组K1井Sarvak组储层物性演化

图7中，将测井曲线、岩心物性分析数据、测井计算孔隙度曲线、基准面旋回、试油及测井解释结论信息综合起来分析，可以明显看出，从下到上S7.1中下部、S6.1，S4和S2.2层段物性较好，测井曲线特征表现为：“两低、两高、一差异”，即GR或CGR和DEN低值，CNL和AC较高，深浅电阻率存在差异，通常油层电阻率为正差异、水层为负差异或不明显，三孔隙度曲线呈明显的“U”型特征；岩心物性分析测试数据也显示，S4和S2.2层段的物性较好，其中S4段的裂缝较发育。将孔、渗曲线与Dunham分类的岩性剖面对比，显示物性发育的层段岩性主要为颗粒灰岩，少量为泥粒灰岩、粒泥灰岩，表明颗粒灰岩的物性最好。

通过测井物性解释模型计算孔隙度参数，将计算的孔隙度曲线镜像化(图7)，可直观地反映出S7.1中下部和S6.1，S4，S2.2层段的物性较好，整体物性自下而上先增加后降低。从成岩作用角度分析，Sarvak组储层成岩作用类型有压实作用、胶结作用、白云石化作用、生物扰动、微晶化、黄铁矿化及压溶缝合作用。成岩作用对物性影响较大，有建设或破坏性作用[13-14]。对比物性曲线(包括物性分析数据)、岩性剖面及成岩作用特征，表明Sarvak组对储层物性起建设性改造的有溶蚀作用和白云化作用、生物扰动及压溶产生的缝合线、缝合面作用，泥粒灰岩、粒泥灰岩在这些成岩作用的影响下，物性有较大改善，而胶结作用使物性变差。

此外，Sarvak组储层厚度、物性平面分布显示构造高部位储层物性较好、Ⅰ类和Ⅱ类储层厚度较大，这为从平面上寻找高产储层提供了依据，但忽略了小层物性的变化情况，优质储层到底分布在哪些层位？还需要再分析Sarvak组各小层物性的演化情况。

Sarvak组划分为7大层、16个小层，根据RFT测试资料分析[15-17]，Sarvak组为正常压力系统，油藏类型为分层性底水块状油藏。同时RFT压力测试分析与测井解释相结合进行流体性质解释显示，S6和S7层段储层为水层，而S2，S3，S4和S5层段储层主要为油层，油层以中低孔、低渗透储层为主，因此重点分析这4个层位的物性变化情况。

小层平面孔隙发育微观上主要受控于岩相、成岩作用，而宏观上主要受控于沉积微相及构造位置因素，位于构造高部位的台地浅滩微相往往物性较高，在表2中，整体上看S5.2，S4.2，S4.1，S3.1和S2.1在K区和H区发育优质储层，是进一步寻找高产储层的有利层位。

4 结论

1) 伊朗Zagros盆地西南部Sarvak组孔隙型灰岩储层表现为中低孔、低渗透特征，存在少量裂隙，储层岩性类型有白垩质灰岩、云质灰岩、颗粒灰岩，其中颗粒灰岩的物性最好，储集空间类型多样，主要为次生溶孔、铸模孔，一般物性增加，含油性级别也升高。白垩质灰岩国内较少见，白垩质主要为浮游有孔虫，颗石藻较少出现，富含白垩(浮游有孔虫)的灰岩，孔隙较发育。

表2 伊朗Zagros盆地西南部白垩系Sarvak组小层孔隙垂向演化

注：表中的箭头表示从S5.2开始一直到S2.1的各小层。

2) 成岩作用对Sarvak组储层物性影响也较大，起建设性改造的成岩作用有溶蚀作用、白云石化作用、生物扰动及压溶产生的缝合线、缝合面作用，泥粒灰岩、粒泥灰岩在这些成岩作用的影响下，物性有较大改善，而胶结作用使物性变差。

3) Sarvak组储层测井响应模式为“两低、两高、一差异”，即GR和DEN低值，CNL和AC高，深浅电阻率有差异，三孔隙度曲线显示“U”型特征；垂向上，储层孔隙发育主要受控于岩相、成岩作用，平面上还和构造位置及沉积环境(沉积微相)有关，位于构造高部位的台地浅滩微相往往物性较高，整体上看S5.2，S4.2，S4.1，S3.1和S2.1在研究区发育优质储层，为进一步寻找高产储层提供了依据。

致谢:本文完成过程中，西南石油大学地球科学与技术学院陶艳忠老师在电镜照片解释方面给予了很多帮助，在此表示感谢！

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(编辑 张亚雄)

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。

闫建平(1980—)，男，副教授，测井沉积学、岩石物理及非常规储层测井评价技术。E-mail:yanjp_tj@163.com。

国家科技重大专项(2011ZX05031-003-006HZ);国家自然科学基金项目(41202110)；四川省应用基础研究项目(2015JY0200)；胜利油田低渗透示范基地项目(30200000-13-ZC0607-0050)；西南石油大学校级科技基金项目(2012XJZ004)；四川省教育厅天然气地质创新团队项目(13TD0024)。

0253-9985(2015)03-0409-07

10.11743/ogg20150309

TE122.2

A