0 前言
中东作为全球油气资源最丰富的地区，80%的油气产自碳酸盐岩储层，其中古近系—新近系的Asmari组碳酸盐岩是该地区重要的高产储集单元之一[1]。自20世纪90年代，国外大量的石油公司和研究人员围绕中东地区不同油田的Asmari组展开深入研究。Sahraeyan等[2]、Jafari等[3]和Aqrawi等[4]学者针对沉积环境、成岩作用、白云岩成因、岩石类型分类及构造断裂等方面开展了研究，形成的认识有效指导了目标油田早期的勘探与开发。近年来，国内学者开始针对伊拉克B油田Asmari组的储层特征[5]、裂缝特征[6]、岩性识别[7]、白云岩成因[8]、岩溶特征[9]以及隔夹层特征[10]开展了研究，尤其对油田的沉积相进行了详细的划分，并对其沉积特征和储层特征进行了分析。但是，伊拉克B油田主力产层Asmari组属于大型混积型碳酸盐岩油藏，发育石灰岩、白云岩、泥岩、砂岩以及混积岩等多种岩性，储层结构复杂、非均质性强，复杂岩相识别难度大。由于早期研究中获取的资料有限，对于Asmari组复杂岩性发育的控制因素尚未进行深入研究，因此对B油田勘探开发过程中的储层评价和预测形成了制约。
本次研究以B油田Asmari组混积岩为例，通过岩心观察、薄片鉴定和测井资料分析等手段，研究总结层位岩性发育特征、确定岩相组合类型，进一步分析岩相组合分布特征，结合古地貌恢复，明确伊拉克B油田Asmari组复杂岩性发育控制因素，以期为油气勘探开发提供地质依据。
1 地质背景
伊拉克B油田位于伊拉克和伊朗边境靠伊拉克一侧，构造上位于扎格罗斯造山带的低角度褶皱带（图1a）。晚白垩世以来，该区域在扎格罗斯山隆升导致的水平挤压作用下产生3期构造变形，分别是晚白垩世—渐新世的弱挤压阶段、中新世的强烈挤压阶段、上新世—更新世的衰减挤压阶段。
早渐新世，由于扎格罗斯造山运动的影响，大规模海退使得阿拉伯半岛发生频繁暴露，沉积中心逐渐向扎格罗斯山前带迁移，而西部大面积隆升为陆，东部海盆逐渐与外海封隔；渐新世末期，盆地系统演变为局限环境，新特提斯洋逐渐关闭，扎格罗斯前陆变成海槽，导致海水运动极易受限；晚渐新世至中新世，海平面升降过程中沉积物物源供给周期性变化，使得B油田的Asmari组发育碳酸盐岩和碎屑岩互层或混积地层[11-12]。Asmari组现今埋深为2 800~3 200 m，以砂岩和白云岩为主，与下伏Jaddala组呈不整合接触，与上覆Low Fars组呈整合接触[13](图1c)。B油田Asmari组沉积时期，伴随着海平面的升降，岩性、沉积特征呈现出相应的变化。根据岩性差异，可将Asmari组划分为4段，从上到下分别为A、B、C和D段。C、D段以砂岩和泥岩为主，沉积环境主要为三角洲。受三角洲间歇发育和海平面频繁波动影响，B段混积作用较强，发育砂岩、石灰岩、泥岩和白云岩[14]，但不同层段的岩性区别较大，早期以陆源碎屑沉积为主，后逐渐转变为局限性的碳酸盐沉积；根据岩性、测井曲线及沉积环境，B段自上而下可分为B1—B4四个亚段。A段则演变为蒸发作用较强的碳酸盐沉积，以白云岩为主，含生物碎屑，夹有少量硬石膏。根据岩性差异及测井曲线特征，自上而下进一步可划分为A1、A2和A3三个亚段。
2 岩性特征与岩相组合发育特征
2.1 岩性特征与岩相组合类型
混积岩分类采用张雄华[16]的三端元分类方案结合沉积岩的三级命名法。研究区共发育含砂白云岩、含砂泥质白云岩、含砂灰岩、含白云石砂岩、含白云石膏质砂岩、砂质白云岩、砂质灰岩、白云质砂岩等8类混积岩性。含砂白云岩（图3a），含砂约10%，含白云石约90%；含砂泥质白云岩（图3b），含砂约12%，含泥质25%，含白云石约60%，以粉晶白云石为主；含砂灰岩（图3c），含砂量15%，含方解石80%；含白云石砂岩（图3d），含砂约85%，含白云石约15%，以粉晶白云石为主；含白云石膏质砂岩（图3e），含砂量65%，含石膏约25%，含白云石约10%，以细晶白云石为主；砂质白云岩（图3f），含砂约30%，含白云石约70%，以细晶白云石为主；砂质灰岩（图3g），含石英约25%，含方解石约75%；白云质砂岩（图3h），含砂约65%，含白云石约35%，以细晶白云石为主。
研究区Asmari组沉积过程复杂，沉积环境变化频繁，进行岩相组合类型分析能进一步明确该区沉积环境的演变过程。基于不同区域发育的岩相特征，结合测录井资料，在Asmari组识别出混积岩-陆源碎屑岩、混积岩-碳酸盐岩、碳酸盐岩-陆源碎屑岩、混积岩-碳酸盐岩-陆源碎屑岩、混积岩-混积岩、碳酸盐岩-碳酸盐岩、陆源碎屑岩-陆源碎屑岩等7种主要岩相组合（图4）。
混积岩-陆源碎屑岩岩相组合包括砂岩、含白云石泥质砂岩、泥质砂岩、泥岩、含砂白云岩。通过岩相组合可以清楚看出水动力的变化：在潮汐作用控制下，陆源碎屑异地搬运的混积沉积发育含砂白云岩、含白云石砂岩、泥质砂岩和砂质泥岩的岩性组合；受物源控制的分流河道砂就近改造形成的混积沉积发育泥质砂岩、含泥白云质砂岩、砂岩、含砂白云岩的岩性组合。
混积岩-碳酸盐岩岩相组合包括白云岩、生屑白云岩、含砂白云岩、砂质白云岩、含泥白云岩、含白云石砂岩、砂质泥岩。从薄片照片中可以看出，含砂白云岩、砂质白云岩的石英含量有明显变化，通常晶间孔也较发育。白云岩呈灰色，泥岩呈红褐色。含白云石砂岩和砂质白云岩，白云石晶形通常为粉晶—粗晶，晶间溶孔和晶间孔较发育。此组合中，陆源碎屑组分和碳酸盐组分的含量存在明显的变化，是间断混合或者风暴流的产物。
碳酸盐岩-陆源碎屑岩组合包括生屑白云岩、晶粒白云岩与膏质白云岩、砂岩、泥质砂岩、泥岩。此组合中，陆源碎屑岩和碳酸盐岩垂向上交互发育。
混积岩-碳酸盐岩-陆源碎屑岩岩相组合岩性复杂，主要由各类混积岩组成。白云岩呈浅灰色，质地坚硬，通常发育珊瑚、底栖有孔虫等古生物。含砂和含泥质的白云岩，在镜下薄片可见石英颗粒分布散漫，是相缘混合的产物。泥岩呈红色；砂岩呈黄褐色、灰色至深灰色，粒度细—中。这一时期海平面频繁变化使得生屑白云岩、砂岩垂向上交互发育，易形成多套组合，且白云石化现象在该组合段较常见，也影响着有利储层的形成。
同类岩相组合中，混积岩同类组合主要的岩性为含砂白云岩和含白云石砂岩。此岩相组合通常靠近受物源控制的分流河道且发育于受潮汐作用控制的陆源碎屑异地搬运混合沉积背景下；碳酸盐岩同类岩相组合主要的岩性有生屑白云岩、晶粒白云岩与膏质白云岩，海平面相对上升时沉积的晶粒白云岩、海平面相对下降时沉积的生屑白云岩和相对暴露环境沉积的膏质白云岩交替叠置发育；陆源碎屑岩同类岩相组合主要的岩性为砂岩和泥岩，在垂向上呈正旋回，自下而上粒度逐渐变细，底部主要发育中砂岩和细砂岩，中上部以发育粉砂岩、泥质粉砂岩为主，大套砂岩底部可见冲刷面，具有明显的河道特征。
2.2 岩相组合纵横向发育特征
对研究区南北走向的F-1井—F-2井—F-3井—F-4井剖面进行岩相对比（图5）。F-1井的岩相类型以碳酸盐岩、混积岩为主，主要发育碳酸盐岩-碳酸盐岩岩相组合；F-2井发育碳酸盐岩、混积岩和陆源碎屑岩3类岩相，主要发育碳酸盐岩-碳酸盐岩和混积岩-碳酸盐岩-陆源碎屑岩岩相组合；F-3井的岩相类型以陆源碎屑岩、碳酸盐岩为主，主要发育混积岩-碳酸盐岩-陆源碎屑岩和陆源碎屑岩-陆源碎屑岩岩相组合；F-4井的岩相类型以碳酸盐岩、陆源碎屑岩为主，主要发育碳酸盐岩-碳酸盐岩和碳酸盐岩-陆源碎屑岩岩相组合。研究区在纵向上呈现出碳酸盐岩同类岩相组合→碳酸盐岩、混积岩与陆源碎屑岩三类岩相垂向叠置→碳酸盐岩同类岩相组合的变化特征；横向上从西北部至东南部依次呈现出碳酸盐岩同类岩相组合→碳酸盐岩、混积岩与陆源碎屑岩三类岩相垂向叠置→混积岩与陆源碎屑岩垂向组合→混积岩与碳酸盐岩互层叠置的变化特征。
在研究区不同的区域，地形及物源供应不同，导致形成的岩相组合类型和分布范围也不同。岩相组合在平面上（图6）的表现为：中部发育陆源碎屑岩同类岩相组合，北部和东南部发育碳酸盐岩同类岩相组合，而在其余过渡带则广泛发育不同类岩相混合组合。
3 岩性发育的控制因素
3.1 古地貌对岩性发育的控制
Asmari组沉积时期，研究区构造活动相对稳定。研究区整体呈现出西北和东南低、中部高，整体坡度较缓的古地貌背景（图7）。西部阿拉伯地盾长期出露地表，为研究区提供物源。
选取研究区B油田A3亚段底部区域性发育的泥岩层为基准面，通过井震标定开展基于层拉平的古地貌恢复（图7）。结合研究区岩相组合平面图分析，从古隆起区至古洼地区，随着古地貌海拔不断下降，相对海平面不断上升，原地沉积的碳酸盐岩开始大量发育，陆源碎屑的比例逐渐减小；在海拔接近海平面的过渡区，由于海平面的高频升降，岩相组合愈加复杂。因此，A3亚段古地貌对岩性发育的控制作用在平面上表现为：中部由于地貌较高、距离物源较近的原因，发育陆源碎屑岩同类岩相组合。西北和东南两个地貌低点，水深较大、水动力条件弱，发育碳酸盐岩同类岩相组合。而在地貌高低点之间宽泛的斜坡过渡带则广泛发育不同类岩相混合组合——在近地貌低点斜坡带发育混积岩-碳酸盐岩岩相组合；在近地貌高点斜坡带发育混积岩-陆源碎屑岩岩相组合；在地貌中部位，近浪基面斜坡带，发育混积程度最高的3类岩相混合组合。
研究区Asmari组沉积期，地貌单元隆凹相间，决定了不同岩性优先发育的场所。在洼地这种水深较大的地貌单元中，发育原地深水碳酸盐岩沉积；隆起为相对凸起的地貌单元，靠近物源供给区且有利于碎屑物质搬运，为陆源碎屑沉积物的运输通道，主要发育陆源碎屑沉积；缓坡区地形宽缓且相对地势较高，限制了原地碳酸盐的沉积，在相对海平面高频升降的影响下，同时部分区域受到分流河道影响，广泛发育碳酸盐岩、陆源碎屑岩和混积岩互相叠置的复杂岩相组合（图8）。
3.2 海平面升降对岩性发育的控制
除了古地貌对岩性发育具有明显控制作用外，在同样的沉积古地貌背景下，海平面升降引起的水动力条件变化同样制约岩性发育[15]。
古地貌高部位处于浪基面之上，水动力条件强，海水淘洗作用显著，碳酸盐岩岩性以颗粒白云岩为主，含有部分生屑白云岩（图8）；混积岩岩性多为含白云石砂岩，白云石含量低，受到分流河道改造区域的砂岩与白云岩交互叠置发育。海侵时期，高点被海水淹没，陆源碎屑输入减少，但水深较浅、能量较高，仍以碎屑沉积为主，碳酸盐生物因光照和盐度波动受限，若海侵持续时间长且物源匮乏，可能发育薄层生物碎屑灰岩（如鲕粒灰岩）；海退时期，高点暴露或处于浅水高能环境，陆源碎屑输入增强，碳酸盐沉积几乎停止，若海退伴随干旱气候，可能发育蒸发岩。
古地貌中部位处于浪基面附近，水动力条件中等，具有一定的海水淘洗作用，混积岩岩性多为白云质砂岩，白云质含量高，白云石粒度以粉—细晶为主。海平面上升时，中部位过渡区水深增加，水动力减弱，碳酸盐沉积增强，碎屑输入减少，形成碳酸盐岩夹少量泥岩；海平面下降时，过渡区变为浅水环境，碎屑输入增多，与碳酸盐沉积混合，形成白云质砂岩，海平面高频波动时，导致碎屑岩与碳酸盐岩频繁互层。
古地貌低部位处于平均低潮线之下，水动力条件弱，海水淘洗作用差，岩性以泥晶白云岩为主，部分区域在潮汐作用下陆源碎屑异地搬运，形成含砂白云岩。海平面上升时期，低部位完全被深水覆盖，形成静水环境，碎屑输入极少；海平面下降时期，低部位可能变为局限潟湖，蒸发作用主导形成膏质白云岩或膏盐层。
3.3 物源供给对岩性发育的控制
物源供给强度通过控制沉积物的输入量与类型，塑造平缓斜坡不同地貌单元（高点、过渡区、低点）的岩性组合特征（图8）。研究区的强物源影响区（古地貌高点）在高能水动力条件下，近源快速堆积抑制碳酸盐生产，以发育粗粒碎屑岩为主；中物源影响区（斜坡过渡带）间歇性碎屑输入与原地碳酸盐沉积同时存在，物源强度波动导致不同岩相组合形成垂向互层，岩性以砂质白云岩、白云质砂岩为主；弱物源影响区（古地貌低点），物源匮乏条件下，陆源碎屑输入被抑制，碳酸盐主导沉积过程，以发育晶粒白云岩为主。
4 岩性发育模式
根据B油田沉积特征，综合利用测井、岩心资料，在古地貌复原的基础上，结合研究区沉积背景、构造特征与纵横向岩相组合分布特征，明确了平缓斜坡背景下古地貌形态、海平面波动与物源供给三者动态耦合控制的复杂岩相组合发育机制。古地貌限定沉积可容空间与水动力条件，海平面周期性变化控制沉积相带迁移节奏，物源供给决定物质输入类型与速率。
古地貌作为沉积作用的空间框架，通过地形梯度与水动力条件调控沉积物分配：古地貌高点陆源碎屑优先堆积，强水动力筛选粗粒物质，抑制碳酸盐生物繁盛；斜坡过渡带碎屑岩与碳酸盐岩共存，形成砂质白云岩、白云质砂岩等混积岩性，生物扰动与风暴事件加剧了非均质性；地貌低点远离物源，发育原地碳酸盐沉积。海平面变化作为时间尺度，驱动沉积可容空间与相带迁移：海侵期可容空间增加，碳酸盐原地沉积占主导，碎屑输入受限，低点发育深水碳酸盐岩；海退期陆源碎屑向海进积，物源供给增强，陆源碎屑岩比例上升。物源供给通过陆源碎屑的输入制约岩性组成：强物源供给时碎屑岩沉积比例上升，形成以碎屑岩为主导的岩性；弱物源供给时以原地深水碳酸盐沉积为主，偶见潮汐作用下陆源碎屑异地搬运形成含砂白云岩。
研究区平缓斜坡背景下的海平面高频旋回导致了在同一时间维度内发育了多套“能量-时间-物质”的组合。海退驱动的碎屑进积与古地貌高点结合，发育厚层河道砂岩，形成陆源碎屑岩-陆源碎屑岩岩相组合；海侵驱动的碎屑退积与古地貌高点结合，形成混积岩-陆源碎屑岩岩相组合，岩性主要为砂岩与白云质砂岩。海退期的过渡斜坡带发育混积岩-陆源碎屑岩岩相组合，岩性主要为白云质砂岩与砂岩；海侵期的过渡斜坡带发育混积岩-碳酸盐岩岩相组合，岩性主要为砂质白云岩与白云岩。处于近浪基面的斜坡带，频繁的海平面升降导致发育3类岩相混合组合，岩性主要为砂质白云岩和白云质砂岩。海侵期碳酸盐沉积于低点，发育碳酸盐岩同类岩相组合，岩性以泥微晶白云岩为主；而在物源供给侧的洼地则由于物源供给强度较大，有部分碎屑岩沉积，主要发育碳酸盐岩与少量碎屑岩。
古地貌形态、海平面波动与物源供给通过能量分配、时间演替与物质输运的动态耦合，塑造了岩性的空间分异与垂向序列。结合复杂岩性发育特征，建立了平缓斜坡背景的岩性发育模式（图9）。
5 结论
利用岩心、薄片和测井等资料，针对伊拉克B油田Asmari组沉积古地貌特征及复杂岩性发育控制因素开展研究，明确了研究区的岩性发育模式，取得的主要认识如下：
（1）Asmari组沉积岩可划分为碳酸盐岩、混积岩以及陆源碎屑岩3种岩相大类，其中混积岩又可细分为8类；识别出混积岩-碳酸盐岩-陆源碎屑岩、混积岩-碳酸盐岩、混积岩-陆源碎屑岩、碳酸盐岩-陆源碎屑岩、混积岩-混积岩、碳酸盐岩-碳酸盐岩、陆源碎屑岩-陆源碎屑岩等7种岩相组合。
（2）明确Asmari组不同岩相组合的空间发育特征：中部发育陆源碎屑岩的同类岩相组合，北部和南东发育碳酸盐岩的同类岩相组合，而在其余过渡带则广泛发育不同类的岩相混合组合。
（3）明确Asmari组复杂岩性发育机理。Asmari组沉积时期具有“西北和东南低，中部高，整体坡度较缓”的平缓斜坡古地貌格局，古地貌与海平面升降、古物源联合制约了岩性发育的分布特征：在古隆起主要发育陆源碎屑岩；古洼地发育碳酸盐岩，过渡斜坡带混积岩发育的比例最高。总结古地貌形态、海平面波动与物源供给三者动态耦合控制的复杂岩性发育机制，在此基础上建立研究区平缓斜坡背景下的复杂岩性发育模式。
