趙中平，鄧宏文

（中國(guó)地質(zhì)大學(xué)能源學(xué)院）

敘利亞Oudeh油田上白堊統(tǒng)Shiranish組碳酸鹽巖儲(chǔ)層特征及成因模式

趙中平，鄧宏文

（中國(guó)地質(zhì)大學(xué)能源學(xué)院）

敘利亞?wèn)|北O(jiān)udeh油田上白堊統(tǒng)Shiranish油藏儲(chǔ)層為一套由孔隙性顆粒灰?guī)r構(gòu)成的碳酸鹽巖緩坡沉積，其構(gòu)造背景總體上為北西高、東南低，并被近東西和近南北走向的兩組斷層分割成若干斷塊，其中近南北走向的幾條大斷層為同生斷層，是油田內(nèi)的主控?cái)鄬?。同生斷裂作用形成的古地形高差?duì)沉積和成巖作用有一定的控制作用，從而控制了優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的形成及分布。粗粒的顆?；?guī)r沉積和有利的成巖作用帶主要分布在靠近同生斷層高部位一側(cè)的條帶內(nèi)，導(dǎo)致油藏呈近南北向條帶狀分布。據(jù)此建立了Shiranish儲(chǔ)層成因模式,該模式為預(yù)測(cè)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層分布及油田開(kāi)發(fā)的井位調(diào)整和部署提供了決策依據(jù)。

碳酸鹽巖儲(chǔ)集層；儲(chǔ)集層特征；同生斷層；儲(chǔ)集層模式；Oudeh油田；敘利亞

1 概 況

碳酸鹽巖在形成過(guò)程中的地形地貌是決定水動(dòng)力環(huán)境的最主要因素之一，它不同程度地控制了不同沉積作用帶或沉積相帶，甚至成巖相帶，導(dǎo)致儲(chǔ)層分布具有一定的規(guī)律性和可預(yù)測(cè)性，這在不同的碳酸鹽巖相帶模式［1-2］和碳酸鹽巖儲(chǔ)層研究的專著［3-5］以及諸多油田碳酸鹽巖儲(chǔ)層研究實(shí)例［6-9］中均得到了體現(xiàn)。敘利亞Oudeh油田Shiranish組儲(chǔ)層由生長(zhǎng)斷層作用形成的古地形高差對(duì)沉積和儲(chǔ)層的控制，對(duì)類似儲(chǔ)層研究具有一定的借鑒和指導(dǎo)意義。

Oudeh油田位于敘利亞?wèn)|北部，構(gòu)造位置屬于現(xiàn)今阿拉伯板塊東北緣扎格羅斯（Zagros）褶皺帶北緣（圖1）。上白堊統(tǒng)Shiranish組B段儲(chǔ)層為淺海碳酸鹽巖緩坡沉積，是目前該油田已發(fā)現(xiàn)的主力油層。

雖然Shiranish B油藏已開(kāi)發(fā)多年，但一直未開(kāi)展系統(tǒng)的綜合地質(zhì)研究工作，也未編制油田開(kāi)發(fā)方案，地質(zhì)研究基礎(chǔ)薄弱。對(duì)儲(chǔ)層控制因素及分布規(guī)律的認(rèn)識(shí)不清，制約了油田的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。2010年為了Oudeh油田的大規(guī)模開(kāi)發(fā)，開(kāi)展了系統(tǒng)的綜合地質(zhì)研究和開(kāi)發(fā)方案編制工作。本文作為Oudeh油田基礎(chǔ)地質(zhì)研究中儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的一部分，其研究目的是預(yù)測(cè)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層分布并為開(kāi)發(fā)井位調(diào)整和部署提供決策依據(jù)。本文在對(duì)構(gòu)造特征、巖性分布、儲(chǔ)層物性以及成巖作用等進(jìn)行認(rèn)識(shí)和綜合分析的基礎(chǔ)上，提出同生斷層控制了儲(chǔ)層的形成及分布特征，并由此建立了儲(chǔ)層成因模式，指出Shiranish B優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層主要分布在靠近同生斷層上升盤(pán)高部位一側(cè)的條帶內(nèi)。這一成因模式可為Oudeh油田下步井位部署及類似油氣藏的勘探和開(kāi)發(fā)提供指導(dǎo)和借鑒。文中所用原始資料由OPC公司提供。

2 構(gòu)造特征

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料［10-11］，北阿拉伯地臺(tái)至少由兩個(gè)或三個(gè)獨(dú)立的地塊在元古宙鑲合而成，這導(dǎo)致一個(gè)長(zhǎng)期活動(dòng)的地殼薄弱帶控制了晚中生代裂谷并在隨后的新生代沿Palmyrides山帶發(fā)生擠壓轉(zhuǎn)換和構(gòu)造反轉(zhuǎn)。敘利亞?wèn)|北中生代以來(lái)主要經(jīng)歷了兩期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，即中生代的裂谷期和第三紀(jì)—第四紀(jì)由于板塊碰撞導(dǎo)致Zagros褶皺帶形成而經(jīng)歷的構(gòu)造反轉(zhuǎn)期。裂陷作用導(dǎo)致斷裂較發(fā)育，擠壓作用下的構(gòu)造反轉(zhuǎn)主要在裂陷期沉積中心部位形成隆起。由于Oudeh油田遠(yuǎn)離中生界裂陷作用沉積中心區(qū)，故現(xiàn)今構(gòu)造主要以正斷層發(fā)育為特征。

Oudeh油田的構(gòu)造趨勢(shì)表現(xiàn)為西高東低、北高南低，斷層發(fā)育，并以正斷層為主。地層厚度由西北往東南逐漸減薄。油藏被近東西和近南北走向的兩組斷層分割成若干斷塊，其中近南北走向的幾條大斷層是油田內(nèi)的主控?cái)鄬樱瑢?dǎo)致Shiranish油藏呈近南北條帶狀高低相間的分布（圖1）。

油田中的斷層產(chǎn)狀以高角度為主，少數(shù)為中—高角度，斷距從幾米到幾百米不等，一般10～30m，斷距從深部到淺部逐漸變小，大多數(shù)斷層在Shiranish組頂界附近逐漸消失。根據(jù)構(gòu)造解釋，油田中西部近南北走向的幾條斷層為同生斷層，其中控制西部地塹的斷層在地震剖面上生長(zhǎng)斷層特征明顯，而中部緊鄰125井西傾的近南北走向斷層的生長(zhǎng)斷層特征不明顯（圖2）。根據(jù)取心等資料得到的關(guān)于儲(chǔ)層特征的信息（詳見(jiàn)后文所述）表明該斷層仍為生長(zhǎng)斷層。

圖1 敘利亞Oudeh油田位置及上白堊統(tǒng)Shiranish B油層頂面構(gòu)造圖

各種資料和油田生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征表明，生長(zhǎng)斷層作用形成的古地形高差對(duì)沉積作用、成巖改造和儲(chǔ)層分布具有一定的控制作用。

3 儲(chǔ)層特征

Shiranish組儲(chǔ)層頂部不整合面之上為下第三系古新統(tǒng)Kermav組致密泥灰?guī)r,與下伏的Shiranish A膠結(jié)的致密角礫化顆粒灰?guī)r碎屑風(fēng)化殼一起構(gòu)成良好的區(qū)域蓋層。Shiranish組之下為上白堊統(tǒng)Massive組灰?guī)r。古生界發(fā)育的多套頁(yè)巖是區(qū)域內(nèi)良好的烴源巖。

通常認(rèn)為,在風(fēng)化殼下一定距離之內(nèi)可發(fā)育良好的儲(chǔ)層，但Shiranish A段厚度較小，喀斯特作用后形成角礫化顆?；?guī)r碎屑,與少量海綠石砂巖及摻入的Kermav組泥灰?guī)r膠結(jié)形成致密層,從而不能成為儲(chǔ)層。

3.1 儲(chǔ)層劃分

根據(jù)巖性及儲(chǔ)層特征，上白堊統(tǒng)Shiranish組縱向上可劃分為A、B、C三段（表1）。上部A段為1～5m厚的殘余風(fēng)化殼，是Shiransih組沉積末期相對(duì)海平面下降，地層出露地表后風(fēng)化剝蝕所形成，為非儲(chǔ)層。B段沉積厚度變化較大，在西北部厚度可達(dá)120 m，而在東南部則薄至20 m。C段是一套較深水環(huán)境下沉積的泥灰?guī)r，巖性致密，為非儲(chǔ)層，在西北部厚度可達(dá)40 m，東南部薄至10 m。油藏主要發(fā)育于Shiranish B段，埋深1 500～1 650 m，屬中孔隙度低滲透率塊狀灰?guī)r稠油油藏。

圖2 過(guò)Oudeh油田中部北西—南東向地震剖面及主要斷層

表1 Oudeh油田上白堊統(tǒng)Shiranish組地層劃分與儲(chǔ)層物性表

3.2 巖性分布特征

根據(jù)油田取心資料，Shiranish B儲(chǔ)層縱向上總體為一個(gè)向上變淺的沉積旋回，它由三個(gè)向上變淺的次級(jí)沉積旋回所組成。從下往上三個(gè)巖性組合分別為：① 生物擾動(dòng)黏土質(zhì)泥灰?guī)r—粗粒生物顆?；?guī)r，② 中-細(xì)粒生物顆?；?guī)r—中-粗粒生物顆?；?guī)r—粗粒生物顆?；?guī)r，③ 中-粗粒生物顆粒灰?guī)r—粗粒生物顆?；?guī)r。粗粒的顆?；?guī)r中發(fā)育交錯(cuò)層理，表明沉積時(shí)水體能量較強(qiáng)。電測(cè)曲線表現(xiàn)為低伽馬、高電阻的特征。中部及上部高時(shí)差、低密度的特征明顯，反映了儲(chǔ)層物性比較好（圖3）。Shiranish B段頂部含油性最好，中部次之，底部最差。

圖3 Oudeh油田105井Shiranish B儲(chǔ)層綜合柱狀圖

平面上的巖性分布與構(gòu)造位置的高低關(guān)系密切,構(gòu)造高部位巖性顆粒較粗,反映了淺水高能的沉積特點(diǎn)，而低部位巖性顆粒相對(duì)較細(xì)。圖4為近東西向穿過(guò)不同構(gòu)造單元的取心井剖面圖?？梢钥闯?，根據(jù)Shiranish B段頂部取心段揭示的巖性，由西部地塹經(jīng)中部斷塊至東南低部位，巖性表現(xiàn)出細(xì)—粗—細(xì)特征，即西部低部位地塹和東南部低部位巖性主要為泥灰?guī)r和粒泥灰?guī)r為主，中部高部位主要以顆粒灰?guī)r為主。而在中部斷塊間的低部位巖性則以泥?；?guī)r和顆粒灰?guī)r為主。

從圖4也可看出，位于東南低部位井的Shiransih B段儲(chǔ)層與下伏Shiranish C段致密層，其電測(cè)曲線特征相對(duì)于中部的鉆井較難以區(qū)分與對(duì)比，這也反映了Shiranish B段往東南低部位沉積環(huán)境逐漸演變?yōu)樯钏湍艿某练e特征。

3.3 儲(chǔ)層物性特征與成巖作用

3.3.1 儲(chǔ)層物性平面分布特征

圖4 Oudeh油 田233井—105井—101井ShiranishB儲(chǔ) 層取心段巖性對(duì)比剖面

根據(jù)Shiranish組巖心分析的孔隙度和滲透率交匯圖，對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行大致分類，即高孔隙度、高滲透率為Ⅰ類儲(chǔ)層，中等孔隙度和中等滲透率為Ⅱ類儲(chǔ)層，低孔隙度和低滲透率為Ⅲ類儲(chǔ)層，孔隙度小于8%為非儲(chǔ)層（圖5）。根據(jù)這一劃分標(biāo)準(zhǔn)，將對(duì)應(yīng)的取心井所代表的儲(chǔ)層類型標(biāo)注到構(gòu)造圖上（圖1），由此可以看出,Ⅰ類儲(chǔ)層分布在靠近生長(zhǎng)斷層一側(cè)的構(gòu)造高部位，Ⅱ類儲(chǔ)層分布在相鄰的較低部位，Ⅲ類儲(chǔ)層分布在東南部的構(gòu)造低部位。因此儲(chǔ)層物性的分布與構(gòu)造位置關(guān)系密切，且與巖性的分布具有相同的特征。

圖5 Oudeh油田Shiranish油藏取心井巖心物性分析及儲(chǔ)層分類

3.3.2 主要成巖作用

根據(jù)鑄體薄片資料，Shiranish B儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間主要為粒間（溶）孔、粒內(nèi)孔及晶間微孔。除壓實(shí)、膠結(jié)等成巖作用外，還發(fā)生有與暴露有關(guān)的溶蝕及白云石化作用。

緊鄰西部地塹構(gòu)造高部位的119井，其Shiranish B儲(chǔ)層頂部巖心見(jiàn)未被白堊充填的溶蝕孔洞，鑄體薄片也見(jiàn)粒間（溶）孔發(fā)育（圖6），而其中下部則普遍見(jiàn)白堊充填。

圖6 Oudeh油田119井Shiranish B儲(chǔ)層頂部的溶蝕孔隙特征

部分井在Shiranish B儲(chǔ)層中下部存在一段厚約5m左右的電阻率曲線突然降低段，呈水層特征，而對(duì)應(yīng)的密度曲線則相應(yīng)降低，聲波時(shí)差和中子曲線也相應(yīng)增大，表明儲(chǔ)層物性明顯優(yōu)于其他井段（圖7）。巖心分析結(jié)果表明，該段地層具有較高的孔隙度和滲透率，且比上覆和下伏的儲(chǔ)層均高。光電吸收截面曲線（PEF）值約為3，是白云巖的典型特征，取心資料揭示該段為溶孔溶洞發(fā)育的灰質(zhì)白云巖，其溶孔溶洞部分被白堊質(zhì)充填（圖7巖心照片中的白色斑點(diǎn))，含油性差或不含油。

圖7 181井Shiranish B儲(chǔ)層中下部低阻段測(cè)井曲線及含油性特征

該段白云巖之所以呈低阻特征、含油性差或不含油，是由于局部存在的裂縫溝通了Shiranish C段下伏的低礦化度水層而導(dǎo)致高孔高滲的白云巖段中原存儲(chǔ)的稠油被驅(qū)替，從而發(fā)育成“次生水體”。

這一白云巖低阻特征段可作井間對(duì)比，而且其集中分布在靠近油田中部?jī)蓷l近南北走向斷層的局部構(gòu)造高部位（圖1）。在其他區(qū)域，這種特征則不明顯。

分析認(rèn)為，溶蝕孔洞發(fā)育的白云巖是由于灰?guī)r沉積后局部暴露期間由大氣淡水淋濾溶蝕并發(fā)生混合白云石化作用而成［1,12-14］。這一白云石化作用在研究區(qū)不是普遍發(fā)育，但其存在反映了在此沉積期該局部區(qū)域是一構(gòu)造古高地。

4 儲(chǔ)層模式

綜上所述，Oudeh油田Shiranish B儲(chǔ)層物性受地層演化、沉積環(huán)境和大氣淡水淋濾改造等作用的綜合控制。Shiranish B段縱向上總體為一個(gè)向上變淺的沉積旋回，它由三個(gè)向上變淺的次級(jí)沉積旋回組成，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育在旋回的頂部。南北走向的生長(zhǎng)斷層控制了Shiranish B沉積期的古地形，導(dǎo)致沉積物巖性、溶蝕孔隙和白云石化作用的分布在平面上具有一定的規(guī)律性。據(jù)此建立了Shiranish B儲(chǔ)層模式（圖8）。

儲(chǔ)層成為目前的面貌，一般來(lái)說(shuō)經(jīng)歷了三種地質(zhì)作用——沉積作用、成巖作用和構(gòu)造作用，其中沉積作用是決定性的因素。膠結(jié)作用、白云石化作用和溶蝕作用等均與孔隙水的性質(zhì)及其流動(dòng)性密切相關(guān)［1］，因此成巖作用在一定程度上受沉積作用制約。

Oudeh油田生長(zhǎng)斷層作用控制了古構(gòu)造高地的形成，間接控制了粗粒碳酸鹽巖沉積物的分布。在表生成巖作用階段，淺水高能的構(gòu)造高部位沉積物顆粒粗，粒間孔發(fā)育，海水、大氣淡水或混合水在其內(nèi)部易于流動(dòng)并能及時(shí)帶走溶解物質(zhì)，因而膠結(jié)作用、溶蝕作用和局部白云石化作用較強(qiáng)；在其他低能環(huán)境下沉積物粒度細(xì)，水體不易流動(dòng)，膠結(jié)作用、溶蝕作用和局部白云石化均較弱。在埋藏期早期發(fā)育的膠結(jié)作用和白云石化作用又能極大地妨礙壓實(shí)作用的進(jìn)行。因此，沉積時(shí)的淺水高能帶最終能保留較多的粒間孔隙和溶蝕孔隙，從而儲(chǔ)層物性好，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育。需要指出的是，如果后期成巖作用異常強(qiáng)烈并徹底改變了沉積后的儲(chǔ)層面貌，則上述模式不再適用。

根據(jù)這一模式，南北走向生長(zhǎng)斷層?xùn)|側(cè)的古高地巖性顆粒粗，溶蝕和白云石化等有利成巖改造作用也主要發(fā)育在構(gòu)造高部位，導(dǎo)致儲(chǔ)集性能好和滲透性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層主要分布在兩條西傾生長(zhǎng)斷層的東側(cè)高部位。該儲(chǔ)層模式與目前油藏實(shí)際開(kāi)發(fā)情況吻合，主要分布在兩個(gè)高構(gòu)造帶上的鉆井開(kāi)發(fā)效果較好，次高構(gòu)造帶上的鉆井生產(chǎn)效果不理想。

按照這一模式，Oudeh油田Shiranish B油藏下步大規(guī)模開(kāi)發(fā)應(yīng)集中在兩條西傾生長(zhǎng)斷層的東側(cè)上升盤(pán)高部位，在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行井位部署和調(diào)整。另外，這一模式對(duì)于Oudeh油田Shiranish組之下的其他中生代地層、油田外圍以及類似區(qū)塊的油氣勘探也具有一定的借鑒和指導(dǎo)意義。

圖8 Oudeh油田上白堊統(tǒng)Shiranish B儲(chǔ)層模式圖

5 結(jié) 論

敘利亞Oudeh油田古地形直接控制了碳酸鹽巖沉積物的分布，而成巖作用在一定程度上又受沉積作用的制約，若經(jīng)歷的成巖作用未徹底改變?cè)嫉某练e面貌且構(gòu)造裂縫不發(fā)育，則目前Shiranish B優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的分布與古地形關(guān)系密切。

Oudeh油田南北走向的兩條西傾生長(zhǎng)斷層控制了油田范圍內(nèi)Shiranish B儲(chǔ)層沉積期的局部古地形，導(dǎo)致沉積物巖性、溶蝕孔隙和白云石化作用的分布在平面上具有一定的規(guī)律性，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層主要分布在兩條西傾生長(zhǎng)斷層的東側(cè)高部位。據(jù)此建立的儲(chǔ)層模式可為Oudeh油田儲(chǔ)層預(yù)測(cè)、生產(chǎn)井位部署和調(diào)整以及類似儲(chǔ)層和油藏的研究提供指導(dǎo)和借鑒。

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Characteristics and Genesis Model of Upper Cretaceous Shiranish Carbonate Reservoir in Oudeh Oilfield,Syria

Zhao Zhongping，Deng Hongwen

The Oudeh Oilfield is located at the northeast of Syria.The upper Cretaceous Shiranish reservoir in this oilfield is mainly comprised of porous grainstone/packstone in a carbonate ramp.Under a tectonic setting of being high northwestwards and low southeastwards,the oilfield is cut into several fault blocks by approximately N-S trending and E-W trending faults,among which several major N-S trending ones are growth faults,which are also the dominant faults in this oilfield.Height difference of paleotopography caused by contemporaneous faulting has control over sedimentation and diagenesis in some extent therefore it controls the formation and distribution of excellent reservoir.Coarse-grained grainstone/packstone and favorable zone of digenesis,such as meteoric water leaching and dolomitization,mainly distribute in a banded zone that is close to one side of growth faults,which results in nearly S-N directional zonal distribution of the reservoir.Based on the above-mentioned study,a genesis model of Shiranish reservoir is established and illustrated.This model provides good reference and guidance for prediction of excellent reservoirs and exploration of similar reservoirs.

Later Cretaceous；Carbonate reservoir；Reservoir characteristics；Reservoir model；Oudeh Oilfield；Syria

TE112.23

A

10.3969/j.issn.1672-9854.2011.02.003

1672-9854(2011)-02-0018-09

2011-01-28；改回日期：2011-03-08

趙中平：1975年生，工程師，2002年在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)獲碩士學(xué)位，現(xiàn)為中國(guó)地質(zhì)大學(xué)能源學(xué)院在讀博士研究生。主要從事油藏精細(xì)描述方面的研究工作。通訊地址：100083北京市海淀區(qū)

趙國(guó)憲

Zhao Zhongping：male,Engineer,Doctor student.Add:Faculty of Energy Resources,China University of Geosciences（Beijing）,29 Xueyuan Rd.,Beijing，100083,China.