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伊朗西南部Ilam组沉积环境与储层特征研究

摘要

文章对伊朗西南部Dezful Embayment和Abadan平原Cenomanian-Santonian期Ilam组开展综合研究。通过四口钻井的岩心薄片、测井数据及成岩分析,识别出12种碳酸盐微相和1种页岩岩相,揭示其形成于同斜碳酸盐岩缓坡环境,包括潟湖、浅滩和开阔海相带。层序地层分析表明该组为三级层序,包含海侵体系域(TST)和高位体系域(HST)。基于Kozeny-Carman方程和流动单元划分方法,在2850-2911米层段识别出6个流动单元,其中单元5因微孔隙和有效裂缝具最佳储层质量,单元6因强压实作用质量最差。

1. 引言

伊朗扎格罗斯褶皱冲断带(ZFTB)作为阿拉伯板块东北缘的碰撞构造带,蕴藏中东重要油气资源。白垩纪Bangestan群中的Ilam组是区域核心储层,但其沉积环境异质性与成岩作用对储层质量的控制机制尚待深入探究。本研究针对Dezful Embayment和Abadan平原四口钻井(A-D井)的Ilam组,通过微相分析、成岩过程解析和储层参数定量评价,揭示其沉积演化模式与储层非均质性成因。

2. 地质背景与方法

研究区位于扎格罗斯前陆盆地西南部,受Mountain Front断裂带控制。Ilam组岩性以灰岩为主,夹页岩和泥质灰岩。基于388份薄片鉴定,采用Dunham(1962)碳酸盐岩分类方案和Burchette-Wright(1992)沉积模型重建古环境。层序边界通过Hunt-Tucker(1992)模型识别,储层流动单元划分整合Kozeny-Carman方程、Amaefule流动带指标(FZI)及Gunter的Winland-Lorenz方法。

3. 沉积环境与微相特征

3.1 微相组合

识别出三大相带十二类微相:开阔海相带(MF1-MF5)以含浮游有孔虫泥粒岩为主,发育于风暴浪基面之下;浅滩相带(MF6-MF9)以鲕粒颗粒岩为特征,指示高能环境;潟湖相带(MF10-MF12)含底栖有孔虫泥晶灰岩,反映低能局限环境。页岩岩相(PF1)与潟湖微相伴生。

3.2 沉积模式

微相垂向组合揭示Ilam组形成于同斜碳酸盐岩缓坡,缺乏潮汐带沉积证据。海平面升降导致相带迁移:TST期发育开阔海微相,HST期转为浅滩-潟湖微相组合。最大海泛面(MFS)表现为伽马测井值突降,对应浮游有孔虫富集段。

4. 成岩作用与孔隙演化

4.1 关键成岩过程

成岩序列控制储集空间改造:胶结作用形成纤维状等厚环边胶结(浅滩鲕粒)和块状亮晶胶结(裂缝充填);选择性白云石化沿缝合线分布;溶解作用在开放海相带产生铸模孔/洞孔(平均孔隙度18.5%);化学压实形成毫米级缝合线,降低潟湖相储集性。

4.2 孔隙系统分类

识别裂缝孔隙、粒内孔、晶间孔等类型。其中裂缝孔隙虽占比低(<5%),但显著提升渗透率;微孔隙(<0.1μm)在白云石化带发育,渗透率不足0.2mD。孔隙结构参数满足方程:

\[ k = \frac{\Phi_e^3}{(1 - \Phi_e)^2} \left[ \frac{1}{2 \tau^2 s_{gv}^2} \right] \]

其中 \( k \) 为渗透率,\( \Phi_e \) 为有效孔隙度,\( \tau \) 为迂曲度。

5. 储层流动单元评价

基于FZI聚类与R35孔隙喉道半径分析,划分6个流动单元:

  • 单元5(2889-2890m):FZI=0.491,渗透率2.75mD,裂缝-微孔隙组合使其成为优质"高速带"
  • 单元6(2991-2911m):FZI=0.374,渗透率0.21mD,强压实作用导致"屏障带"
  • 单元1-4属"缓冲带",渗透率0.64-2.13mD

Lorenz曲线显示储层非均质性受控于沉积微相差异与成岩改造强度:浅滩相溶蚀孔与裂缝组合(单元5)的流动能力(\( k \cdot h \))是潟湖相压实带(单元6)的13倍。

6. 结论

Ilam组三级层序的储层质量受沉积微相与成岩作用双重控制:浅滩相鲕粒灰岩经历大气水溶蚀形成高渗带,开阔海相泥晶灰岩因压实作用显著降低孔隙度。流动单元划分验证成岩改造对渗透率的优化效应,为扎格罗斯盆地碳酸盐岩储层预测提供地质依据。

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