伊拉克HF 油田Mishrif 组层序地层特征

赵晨阳，王园园，夏 宇

（成都理工大学能源学院，四川成都 610059）

HF 油田位于伊拉克东南部，该油田于1976 年被发现，2005 年4 月开始投产，至2018 年6 月，已经钻井两百多口。白垩系和古近系-新近系均已发现含油层，而主要产油层位为白垩系Mishrif 组碳酸盐岩储层，超过总储量的80%，开发潜力巨大，但探明程度较低。因此，需要进一步深化对Mishrif 组层序地层的认识。本文综合前人的研究成果[1-4]，采用岩心描述、测井解释、井震结合等技术手段，建立HF 油田Mishrif 组油藏层序地层格架及划分方案，为该区勘探开发提供地质资料。

1 区域地质概况

HF 油田位于伊拉克东南部，距首都巴格达400 km；在区域构造位置上，HF 油田处于美索不达米亚盆地的前渊带，为一宽缓长轴背斜，约38 km 长，12 km 宽，长轴走向为北西-南东向。早阿尔卑斯构造旋回在二叠纪末期开始，美索不达米亚构造带沉降幅度较大，形成了较厚的碳酸盐岩沉积；白垩纪时期，伊拉克地区一直以浅海碳酸盐岩沉积为主，只有Nahr Umr 组形成了广泛的碎屑岩沉积，HF 油田在白垩纪时期旋回为森诺曼阶，该沉积旋回从Ahamadi 组海进期开始，沉积形成泥灰岩，上覆Rumaila 组沉积含白垩的浅海陆棚相碳酸盐岩，其后为Mishrif 组海退过程中的以含厚壳蛤类为主的碳酸盐岩沉积[5-11]。美索不达米亚盆地的Amara 地区，Mishrif 组顶面出露并遭受严重剥蚀，后被岩溶角砾岩覆盖，表明森诺曼-早土仑期海退沉积旋回结束。

2 层序界面特征

通过对岩心、测井资料以及地震反射界面的观察，可以识别出HF 油田Mishrif 组顶界一级层序界面、MB1 段与MB2 段顶面两个三级层序界面和多个四级层序界面，这些层序界面的性质不完全一致。

2.1 Mishrif 组顶部一级层序界面特征

Mishrif 组顶部一级层序界面是区域上的不整合面。Mishrif 组顶界与Khasib 组呈不整合接触，底界与Rumaila 组整合接触，Mishrif 组与Khasib 组之间不整合面在整个美索不达米亚盆地能够追踪，界面以下为一套灰质砾石和灰绿色泥混杂在一起的岩溶角砾岩，厚度约20 m，角砾磨圆差，具有地表风化岩溶的特征[12]。角砾岩的粒度从不整合面向下逐渐变细，直至较为破碎的致密胶结带，由于岩溶角砾岩的发育，测井曲线表现出低声波、高密度和低中子的特征，物性非常差（图1）。同时，通过拉平Khasib组顶界，在地震剖面上可见Mishrif 组顶界存在一定程度的上超现象。

图1 Mishrif 组一级层序界面特征

2.2 Mishrif 组内三级层序界面特征

Mishrif 组内部发育三级层序界面为岩相突变面，由于海平面下降导致沉积相突变。Mishrif 组内部界面下伏为含大量厚壳蛤的介屑颗粒灰岩，溶蚀强烈，在碳酸盐岩储层中，当存在任何级别的暴露时，层序界面之下的岩性均易产生强烈溶蚀；上覆岩性为相对致密的泥灰岩和粒泥灰岩（图2），反映了明显的沉积环境转化，说明了沉积环境发生了突变，海平面的明显下降；同时，MB2-1 层发育潮道、沼泽等特殊的沉积环境，都指示了该层顶部存在陆上暴露环境，也是该界面存在的沉积标志。测井特征表现为界面以上自然伽马为齿化曲线，可达到40 API，声波和中子相对较小，密度较高；界面之下自然伽马仅4～8 API，声波和中子相对高，密度较小，表明了该界面上下岩性的明显差异（图2）。在地震反射剖面上，可识别出该界面处存在上超的特征。

2.3 Mishrif 组四级层序界面特征

Mishrif 组四级层序界面为沉积相变化导致的岩性突变面。Mishrif 组存在多个四级层序的海进海退旋回，根据沉积相的变化，可识别出四级层序界面，四级层序为一个完整的海进海退旋回，四级层序界面之下为灰坪相泥灰岩和粒泥灰岩的互层，向上突变为界面之上的颗粒灰岩和泥粒灰岩。测井界面由下至上孔隙度曲线显示物性由差突变为好（图3）。

3 层序地层的划分与旋回特征

根据层序地层的区域发育背景，HF 油田主要的含油层Mishrif 组处于一级层序AP8 内，与Rumaila组和Ahamadi 组同处于一个二级层序SS4 内。通过对研究区层序界面的识别，HF 油田Mishrif 组可划分为两个三级层序S7 和S8（图4）。

图2 Mishrif 组三级层序界面特征

图3 Mishrif 组四级层序界面特征

S7 与下伏Rumaila 组和Ahamadi 组处于同一海侵旋回内。在S7 内存在一套厚度较大且稳定的灰坪相沉积，其中自然伽马最高值识别为最大海泛面，根据此最大海泛面将S7 划分为海侵体系域和高位体系域。S7 处于开阔台地至台地边缘的沉积环境下，海侵体系域发育开阔台地台内滩-台坪沉积体系。研究区中部为开阔台地台内滩沉积区，周缘局部地区发育灰坪，高位体系域发育台地边缘沉积体系。S8 内也发育一套稳定的灰坪相，厚度约14 m，为该层序内部的海泛面，S8 处于局限台地-开阔台地沉积环境下，海侵体系域发育局限台地台坪相，研究区大部分为局限台地的滩与灰坪交互相沉积，局部有小规模的高能滩发育。高位体系域发育开阔台地台内滩沉积体系。研究区中部发育近南北向的滩间沉积，其余为台内滩沉积区[13]。

Mishrif 组可进一步划分为5 个四级层序，自下而上分别为IV1、IV2、IV3、IV4、IV5。每个四级层序均以中部自然伽马最高值处为海泛面，发育完整的海进海退旋回。按照四级层序的划分，HF 油田Mishrif 组划分为5 个大层，自下而上分别对应于开发层系的MC3、MC2、MC1-MB2、MB1 和MA。各大层内又根据岩性变化特征，细分为18 个小层。

Ahamadi 组MC3-1 层顶界为一次海平面上升的过程，IV1 是这次海侵晚期阶段。IV2 层序发育于第二次更大规模的海平面升降过程中。MC1-4 层沉积开始，至海泛时期MC1-3 层的泥质含量最高处，为新一轮的海平面上升过程，再至MB2 层顶为海平面逐渐下降的过程，且此次下降幅度大，最终导致MB2 层顶部短暂暴露并被溶蚀，暴露地表后被植被覆盖，植物死亡并埋藏最终沉积了一套碳质泥灰岩。MB1 层底开始海平面再次上升，但此次上升幅度小，发育了上百米的滩与灰坪交互相沉积；上升至MB1-1 泥质含量最高处达到海平面最高水平，再缓慢下降。MA2 层沉积开始再次短暂海侵，在海退期沉积了一套分布较稳定的滩。

4 层序地层对比

图4 HF 油田四级层序划分方案

通过连井对比可得，五个四级层序的横向对比性好，厚度变化相对较稳定。对平面上各单井（以直井和定向井为主）四级层序厚度的统计，并编制了厚度等值线图（图5）。IV1 层序为MC3 段，处在海平面上升的过程，具有西南厚，向北东方向减薄的特征，表明海侵早期西南水体较深，沉积厚度大；IV2 层序为MC2 段，海平面继续上升，表现为研究区东北较厚，反映海侵过程在研究区东北部变深；IV3 层序为MC1-MB2 段，此过程海平面逐渐下降，研究区中部存在两个北东向变厚的条带；IV4 层序为MB1 段，此时开始第二次海侵，海平面上升，在MB1-1 顶界达到最高海平面，研究区东南部和西北部相对较厚，中部较薄，与IV3 厚度分布规律相反；IV5 层序为MA 段，海平面下降，研究区东部与西南角较厚，中部相对较薄。IV3 顶部为MB2 层顶部的三级界面，剥蚀造成了古地貌差异，从而导致IV4 层序的厚度与IV3 之间具有镜像关系，同时，也进一步验证了该界面为暴露剥蚀面。

图5 四级层序IV1-IV4 厚度等值线特征

5 结论

（1）伊拉克HF 油田Mishrif 组顶界发育一个一级层序界面，Mishrif 组内部发育两个三级层序和五个四级层序。一级层序界面为区域上的不整合面，Mishrif 组为海退过程形成的碳酸盐岩沉积，沉积旋回上表现为海侵域和高位域；发育的两个三级层序S7 和S8，是由于海平面下降而形成的岩相突变面；五个四级层序自下而上分别为IV1、IV2、IV3、IV4、IV5，是由于沉积相突变而形成的岩性突变面。S8 以海侵体系域为主，发育两个四级层序，以滩与灰坪交互相为主；S7 以高位体系域为主，发育三个四级层序，纵向上多期滩相叠置。

（2）Mishrif 组沉积厚度较大，层序界面横向可以进行对比，其沉积过程受海平面变化的控制。IV1和IV2 层序处在海平面上升过程，在IV3 层序过程中海平面下降，IV4 和IV5 则为第二次海进海退旋回过程。Mishrif 组层序地层厚度较为稳定，变化不大。IV1 层序的厚度具有西南厚，向北东减薄的特征；IV2 层序的厚度在研究区东北较厚；IV3 和IV4的厚度变化比IV1、IV2 更明显，厚度差接近30 m，两个层序的厚度分布具有一定的镜像关系。