伊拉克HF 油田Mishrif 組層序地層特征

趙晨陽，王園園，夏 宇

（成都理工大學能源學院，四川成都 610059）

HF 油田位于伊拉克東南部，該油田于1976 年被發現，2005 年4 月開始投產，至2018 年6 月，已經鉆井兩百多口。白堊系和古近系-新近系均已發現含油層，而主要產油層位為白堊系Mishrif 組碳酸鹽巖儲層，超過總儲量的80%，開發潛力巨大，但探明程度較低。因此，需要進一步深化對Mishrif 組層序地層的認識。本文綜合前人的研究成果[1-4]，采用巖心描述、測井解釋、井震結合等技術手段，建立HF 油田Mishrif 組油藏層序地層格架及劃分方案，為該區勘探開發提供地質資料。

1 區域地質概況

HF 油田位于伊拉克東南部，距首都巴格達400 km；在區域構造位置上，HF 油田處于美索不達米亞盆地的前淵帶，為一寬緩長軸背斜，約38 km 長，12 km 寬，長軸走向為北西-南東向。早阿爾卑斯構造旋回在二疊紀末期開始，美索不達米亞構造帶沉降幅度較大，形成了較厚的碳酸鹽巖沉積；白堊紀時期，伊拉克地區一直以淺海碳酸鹽巖沉積為主，只有Nahr Umr 組形成了廣泛的碎屑巖沉積，HF 油田在白堊紀時期旋回為森諾曼階，該沉積旋回從Ahamadi 組海進期開始，沉積形成泥灰巖，上覆Rumaila 組沉積含白堊的淺海陸棚相碳酸鹽巖，其后為Mishrif 組海退過程中的以含厚殼蛤類為主的碳酸鹽巖沉積[5-11]。美索不達米亞盆地的Amara 地區，Mishrif 組頂面出露并遭受嚴重剝蝕，后被巖溶角礫巖覆蓋，表明森諾曼-早土侖期海退沉積旋回結束。

2 層序界面特征

通過對巖心、測井資料以及地震反射界面的觀察，可以識別出HF 油田Mishrif 組頂界一級層序界面、MB1 段與MB2 段頂面兩個三級層序界面和多個四級層序界面，這些層序界面的性質不完全一致。

2.1 Mishrif 組頂部一級層序界面特征

Mishrif 組頂部一級層序界面是區域上的不整合面。Mishrif 組頂界與Khasib 組呈不整合接觸，底界與Rumaila 組整合接觸，Mishrif 組與Khasib 組之間不整合面在整個美索不達米亞盆地能夠追蹤，界面以下為一套灰質礫石和灰綠色泥混雜在一起的巖溶角礫巖，厚度約20 m，角礫磨圓差，具有地表風化巖溶的特征[12]。角礫巖的粒度從不整合面向下逐漸變細，直至較為破碎的致密膠結帶，由于巖溶角礫巖的發育，測井曲線表現出低聲波、高密度和低中子的特征，物性非常差（圖1）。同時，通過拉平Khasib組頂界，在地震剖面上可見Mishrif 組頂界存在一定程度的上超現象。

圖1 Mishrif 組一級層序界面特征

2.2 Mishrif 組內三級層序界面特征

Mishrif 組內部發育三級層序界面為巖相突變面，由于海平面下降導致沉積相突變。Mishrif 組內部界面下伏為含大量厚殼蛤的介屑顆粒灰巖，溶蝕強烈，在碳酸鹽巖儲層中，當存在任何級別的暴露時，層序界面之下的巖性均易產生強烈溶蝕；上覆巖性為相對致密的泥灰巖和粒泥灰巖（圖2），反映了明顯的沉積環境轉化，說明了沉積環境發生了突變，海平面的明顯下降；同時，MB2-1 層發育潮道、沼澤等特殊的沉積環境，都指示了該層頂部存在陸上暴露環境，也是該界面存在的沉積標志。測井特征表現為界面以上自然伽馬為齒化曲線，可達到40 API，聲波和中子相對較小，密度較高；界面之下自然伽馬僅4～8 API，聲波和中子相對高，密度較小，表明了該界面上下巖性的明顯差異（圖2）。在地震反射剖面上，可識別出該界面處存在上超的特征。

2.3 Mishrif 組四級層序界面特征

Mishrif 組四級層序界面為沉積相變化導致的巖性突變面。Mishrif 組存在多個四級層序的海進海退旋回，根據沉積相的變化，可識別出四級層序界面，四級層序為一個完整的海進海退旋回，四級層序界面之下為灰坪相泥灰巖和粒泥灰巖的互層，向上突變為界面之上的顆粒灰巖和泥粒灰巖。測井界面由下至上孔隙度曲線顯示物性由差突變為好（圖3）。

3 層序地層的劃分與旋回特征

根據層序地層的區域發育背景，HF 油田主要的含油層Mishrif 組處于一級層序AP8 內，與Rumaila組和Ahamadi 組同處于一個二級層序SS4 內。通過對研究區層序界面的識別，HF 油田Mishrif 組可劃分為兩個三級層序S7 和S8（圖4）。

圖2 Mishrif 組三級層序界面特征

圖3 Mishrif 組四級層序界面特征

S7 與下伏Rumaila 組和Ahamadi 組處于同一海侵旋回內。在S7 內存在一套厚度較大且穩定的灰坪相沉積，其中自然伽馬最高值識別為最大海泛面，根據此最大海泛面將S7 劃分為海侵體系域和高位體系域。S7 處于開闊臺地至臺地邊緣的沉積環境下，海侵體系域發育開闊臺地臺內灘-臺坪沉積體系。研究區中部為開闊臺地臺內灘沉積區，周緣局部地區發育灰坪，高位體系域發育臺地邊緣沉積體系。S8 內也發育一套穩定的灰坪相，厚度約14 m，為該層序內部的海泛面，S8 處于局限臺地-開闊臺地沉積環境下，海侵體系域發育局限臺地臺坪相，研究區大部分為局限臺地的灘與灰坪交互相沉積，局部有小規模的高能灘發育。高位體系域發育開闊臺地臺內灘沉積體系。研究區中部發育近南北向的灘間沉積，其余為臺內灘沉積區[13]。

Mishrif 組可進一步劃分為5 個四級層序，自下而上分別為IV1、IV2、IV3、IV4、IV5。每個四級層序均以中部自然伽馬最高值處為海泛面，發育完整的海進海退旋回。按照四級層序的劃分，HF 油田Mishrif 組劃分為5 個大層，自下而上分別對應于開發層系的MC3、MC2、MC1-MB2、MB1 和MA。各大層內又根據巖性變化特征，細分為18 個小層。

Ahamadi 組MC3-1 層頂界為一次海平面上升的過程，IV1 是這次海侵晚期階段。IV2 層序發育于第二次更大規模的海平面升降過程中。MC1-4 層沉積開始，至海泛時期MC1-3 層的泥質含量最高處，為新一輪的海平面上升過程，再至MB2 層頂為海平面逐漸下降的過程，且此次下降幅度大，最終導致MB2 層頂部短暫暴露并被溶蝕，暴露地表后被植被覆蓋，植物死亡并埋藏最終沉積了一套碳質泥灰巖。MB1 層底開始海平面再次上升，但此次上升幅度小，發育了上百米的灘與灰坪交互相沉積；上升至MB1-1 泥質含量最高處達到海平面最高水平，再緩慢下降。MA2 層沉積開始再次短暫海侵，在海退期沉積了一套分布較穩定的灘。

4 層序地層對比

圖4 HF 油田四級層序劃分方案

通過連井對比可得，五個四級層序的橫向對比性好，厚度變化相對較穩定。對平面上各單井（以直井和定向井為主）四級層序厚度的統計，并編制了厚度等值線圖（圖5）。IV1 層序為MC3 段，處在海平面上升的過程，具有西南厚，向北東方向減薄的特征，表明海侵早期西南水體較深，沉積厚度大；IV2 層序為MC2 段，海平面繼續上升，表現為研究區東北較厚，反映海侵過程在研究區東北部變深；IV3 層序為MC1-MB2 段，此過程海平面逐漸下降，研究區中部存在兩個北東向變厚的條帶；IV4 層序為MB1 段，此時開始第二次海侵，海平面上升，在MB1-1 頂界達到最高海平面，研究區東南部和西北部相對較厚，中部較薄，與IV3 厚度分布規律相反；IV5 層序為MA 段，海平面下降，研究區東部與西南角較厚，中部相對較薄。IV3 頂部為MB2 層頂部的三級界面，剝蝕造成了古地貌差異，從而導致IV4 層序的厚度與IV3 之間具有鏡像關系，同時，也進一步驗證了該界面為暴露剝蝕面。

圖5 四級層序IV1-IV4 厚度等值線特征

5 結論

（1）伊拉克HF 油田Mishrif 組頂界發育一個一級層序界面，Mishrif 組內部發育兩個三級層序和五個四級層序。一級層序界面為區域上的不整合面，Mishrif 組為海退過程形成的碳酸鹽巖沉積，沉積旋回上表現為海侵域和高位域；發育的兩個三級層序S7 和S8，是由于海平面下降而形成的巖相突變面；五個四級層序自下而上分別為IV1、IV2、IV3、IV4、IV5，是由于沉積相突變而形成的巖性突變面。S8 以海侵體系域為主，發育兩個四級層序，以灘與灰坪交互相為主；S7 以高位體系域為主，發育三個四級層序，縱向上多期灘相疊置。

（2）Mishrif 組沉積厚度較大，層序界面橫向可以進行對比，其沉積過程受海平面變化的控制。IV1和IV2 層序處在海平面上升過程，在IV3 層序過程中海平面下降，IV4 和IV5 則為第二次海進海退旋回過程。Mishrif 組層序地層厚度較為穩定，變化不大。IV1 層序的厚度具有西南厚，向北東減薄的特征；IV2 層序的厚度在研究區東北較厚；IV3 和IV4的厚度變化比IV1、IV2 更明顯，厚度差接近30 m，兩個層序的厚度分布具有一定的鏡像關系。