生物扰动对砂岩储集层物性的影响——以马来西亚沙捞越巴拉姆三角洲为例

Ben-Awuah Joel, Padmanabhan Eswaran（马来西亚国油科技大学地球科学与石油工程学院地球科学系）

生物扰动对砂岩储集层物性的影响——以马来西亚沙捞越巴拉姆三角洲为例

Ben-Awuah Joel, Padmanabhan Eswaran
（马来西亚国油科技大学地球科学与石油工程学院地球科学系）

摘要：以马来西亚沙捞越巴拉姆三角洲为研究对象，进行取样岩心和薄片分析，结合EDX（能量色散X射线）、FESEM（场发射扫描电镜）、压汞测孔隙度和点状渗透率测量等方法评估生物扰动对储集层孔隙度和渗透率的影响。岩心取自巴拉姆三角洲W-1井和W-6井，分析结果显示，W-1井样品主要发育双杯迹潜穴（Diplocraterion），为强烈—剧烈生物扰动，可见沉积物充填，沉积物充填活动将宿主沉积物中的细粒物质（黏土和有机物）混入潜穴充填物和潜穴衬里，降低沉积物的均质性和分选性，导致潜穴中局部区域孔隙度和渗透率降低；W-6井样品主要发育蛇形迹潜穴（Ophiomorpha），为强烈—剧烈生物扰动，黏土和泥质被清除出潜穴充填物和宿主沉积物，聚集于潜穴衬里，潜穴生物的沉积物清除活动导致潜穴内部沉积充填物的分选性变好、孔隙度和渗透率升高。生物扰动对储集层孔隙度和渗透率的影响由潜穴及其充填物和潜穴活动的类型决定。图6表3参35

关键词：巴拉姆三角洲；沙捞越盆地；生物扰动；遗迹构造；潜穴；岩石非均质性；孔隙度；渗透率；蛇形迹；双杯迹

0　引言

生物扰动是指由生物活动造成的沉积物和土壤结构的各种形式变化[1]。生物扰动作用通过使颗粒混合或再分布改变基质的物理性质，使其均质化，或通过压实作用、脱水作用、分选作用（生物地层层理化）、侵位作用（生物沉积）及清除作用（生物侵蚀作用）等产生新构造[2]。生物扰动可在沉积过程中或成岩后发生。这种对原始沉积结构的物理改变会导致孔隙度和渗透率的变化，生物扰动强烈的储集相带中，生物扰动是控制岩石物理性质的首要因素[3]。Taylor等[2]综合了沉积学与遗迹学信息，定义生物扰动作用指数（BI）以描述生物扰动强度。潜穴叠置及相应的原始沉积结构的破坏使得生物扰动强度增大。受生物扰动影响而形成的构造称为遗迹构造。

岩石非均质性通常指岩石物性在横向和纵向上的变化，如孔隙度、渗透率和毛细管力[4-6]。砂岩储集层非均质性的尺度和程度不一，小至微米，大至几百米，通常将其归因于沉积相、成岩作用和构造特征（裂缝及断层）的变化[7]。生物扰动是造成砂岩储集层微观非均质性的原因之一，它影响颗粒的分选和大小分布，以及均质性。对于经历了生物扰动的沉积区，相分析和储集层描述取决于对传统岩心生物扰动和遗迹构造的描述和解释[8]。全球范围内，生物扰动硅质碎屑沉积中发育了一些极为重要的砂岩储集层，主要包括：英国和挪威北海中侏罗统Brent组[9-10]，加拿大纽芬兰近海Jeanne d’Arc盆地下白垩统Ben Nevis组和阿尔伯达下白垩统McMurray组[3]，马来西亚沙捞越近海巴拉姆三角洲Ⅴ和Ⅵ沉积旋回砂岩[11]。

一般假定生物扰动降低沉积地层渗透率，是由于生物活动对层状沉积物的搅动降低了层内沉积物的分选性[12]。但是前人研究发现生物扰动作用也可提高渗透率[13-16]。Tonkin等[3]将生物扰动活动划分为6类：沉积物混合型、沉积物清除型、沉积物充填型、钻孔与沉积物充填型、沉积物清除与充填组合型、钻孔与沉积物充填组合型。沉积物充填和沉积物混合型生物扰动一般会降低分选性而使孔隙度、渗透率下降，而沉积物清除型生物扰动则增大分选性而使孔隙度和渗透率提高[3]。其他3种生物扰动对储集层物性的影响取决于潜穴充填物与其周围的岩性差异[3]。

马来西亚沙捞越盆地巴拉姆三角洲的主要砂岩储集层为滨岸相—河海相Ⅴ和Ⅵ沉积旋回[17]。尽管前人已在巴拉姆三角洲识别了生物扰动地层[11,18]，然而针对巴拉姆三角洲生物扰动及其对砂岩储集层的影响尚缺乏全面细致的研究。本文旨在评估巴拉姆三角洲生物-沉积物相互作用（生物扰动作用）对砂岩储集层孔隙度和渗透率的影响。

1　地质背景

巴拉姆三角洲发现于1969年，是沙捞越近海盆地已发现的7个地质区域中油气资源最为丰富的一个区域[11]（见图1），发育多层叠置的浅海相砂岩储集层，估算原油储量超过0.48×108m3。巴拉姆三角洲形成于活动大陆边缘[19-21]，其形状和大小表明其由拉分盆地发展而来，拉分盆地的长度和宽度由边界断层决定[11]。巴拉姆三角洲共发育9个油田，已投入开发30年[22]，平均采收率约30%[23]。

巴拉姆三角洲近海地层发育滨岸相—河海相砂岩，自中中新世（Ⅳ旋回以上）开始沉积，形成向西北方向进积的三角洲，其中Ⅴ旋回（中上中新统）至Ⅶ旋回（上更新统）最为发育[11,17,24]。

生物扰动是造成研究区储集层非均质性的主要原因[25]。砂岩沉积于浅海环境中，并伴随生物扰动。生物扰动受控于三角洲水动力活动的强弱变化：强水动力活动对应低强度的生物扰动，而弱水动力活动则伴生高强度的生物扰动。

取自巴拉姆三角洲的岩心显示，砂岩的生物扰动特征明显：发育大量由潜穴生物活动产生的具不同颜色和结构的水平、垂直潜穴，易于辨识。因此生物扰动砂岩明显区别于非生物扰动砂岩。有学者提出巴拉姆三角洲发育3种砂岩亚相：弱分层砂岩、生物扰动砂岩和低角度/平行层理—丘状交错层理砂岩[11]，且已有研究指出生物扰动相为巴拉姆三角洲的主要岩相之一[18,26]。本文主要研究生物扰动砂岩。潜穴类型很大程度上取决于潜穴生物种类和潜穴活动。

2　岩心与研究方法

本次研究所用岩心取自巴拉姆三角洲两个油田的W-1和W-6井的砂岩储集层段（旋回Ⅴ和Ⅵ），其生物扰动强度范围从无生物扰动（BI为0）到强烈—剧烈扰动（BI为60%～99%）[25]。蛇形迹和双杯迹是取心段最明显的两种遗迹构造，因此本文主要研究这两种遗迹构造对孔隙度和渗透率的影响。综合应用薄片研究、扫描电镜、压汞测孔隙度和点状渗透率测量等方法，进行岩心分析。

研究选用W-1井30 m岩心（1 473～1 503 m）、W-6井221 m岩心（1 581～1 803 m）。样品S1取自W-1井1 477～1 478 m层段（见图2），样品S2和样品S3分别取自W-6井的1 682～1 683 m和1 689.5～1 690.0 m层段（见图3），各取心段均为具不同程度生物扰动的砂岩。两口井都进行了岩心录井，重点观察其组构（分选性、颗粒大小与分布）、微构造、颜色、化石和矿物学特征。选取岩心片表面2 cm×4 cm的切片制成薄片。参照标准分选对比表，观察薄片估算颗粒分选性[27]，并评估颗粒尺寸。

图3　W-6井的岩相分布和生物扰动强度

点渗透率测量采用CoreLab公司的剖面衰减渗透率测量仪（PDPKTM300系统）。点渗透率测量仪通过将氮气注入岩石来测量渗透率，探针压力为0.14 MPa，测试（氮气）压力为0.04 MPa，探头直径为5 mm[28]；渗透率计算以毫达西（10−3µm2）为单位，采用经几何参数（Go）的半空间解（Go为探头封盖厚度的函数）校正的达西方程计算[12, 29]，实验中Go值取1.83。在岩心切片上绘制网格，测量网格结点的渗透率。为了保证取值的准确性，每个网格点测量3～5次，取其平均值作为该点的最终值。测量中可能会因氮气泄露而产生异常值，分析时应将其剔除。

从每个样品中切出一个1 cm×1 cm×1 cm的立方体进行压汞孔隙度测量，采用Thermo Scientific公司的PASCAL 240系列压汞孔隙度测量仪。测试温度为25 ℃，汞密度为13.5 g/cm3，注入压力由0增加至最大值200 MPa。根据注入汞体积计算样品孔隙度。

从每个岩心切片取2 cm×2 cm样品进行电镜扫描。为了更好地描述生物扰动带和宿主砂岩的组构和微构造，进行高倍放大扫描。扫描电镜使用Carl Zeiss Supra 55VP FESEM仪器，变压范围为2～133 Pa，探测电流为1 pA～10 nA。对样品中的某些特定点进行能散X射线光谱（EDX）测量，以确定其元素组成。

3　结果与讨论

3.1 巴拉姆三角洲储集层生物扰动相

生物扰动作用是造成巴拉姆三角洲储集层非均质性的重要原因之一。遗迹构造分析对于生物扰动相的岩石物理性质评价非常重要。影响生物扰动作用的主要古环境因素包括沉积速率、盐度、浊度、氧化作用、基质一致性、水动力能量和事件地层沉积[30]。影响三角洲沿岸沉积物沉积、搬运和改造的物理过程控制生物扰动作用的强度、差异和遗迹构造分布。生物扰动在浅海沉积中普遍存在。影响生物扰动的物理-化学参数包括颗粒大小、浊度、光线、温度和沉积物供给，而生物限定条件包括造迹生物的耐盐性、食物供给和潜穴形态[3]。三角洲环境中的物理-化学过程差异控制遗迹化石的类型和丰度。

在所有沉积环境中，遗迹化石的分布与水动力条件具有本质联系。三角洲区域水动力强度变化导致某些井段遗迹化石丰富，而其他井段缺少遗迹化石。近岸W-1井以双杯迹潜穴为主，而远岸的W-6井则主要发育蛇形迹潜穴。滨岸相和近三角洲相以水动力能量高和沉积速率快为特征，有利于形成双杯迹（如W-1井）；而较弱的水动力条件和缓慢沉积有利于形成蛇形迹（如W-6井）。双杯迹形态以垂直为主，而蛇形迹则为水平和垂直潜穴的组合。双杯迹潜穴、蛇形迹潜穴和其他遗迹化石的充填物很大程度上受控于沉积环境和造迹生物的摄食模式。摄食习性变化会导致潜穴内部充填砂质或泥质（分选不一），从而影响宿主沉积物和潜穴的孔隙度和渗透率。据推断，浅海环境（例如巴拉姆三角洲）遗迹化石群落的摄食行为是悬浮、清除、园艺觅食和沉积等多种摄食习性的混合[31-32]。

3.2 W-1井生物扰动砂岩

3.2.1 沉积特征和遗迹构造

W-1井主要发育3种岩相：砂岩相、粉砂岩相和泥岩相。取心段最重要的岩相是砂岩相，包括3个亚相：块状砂岩、层状砂岩和生物扰动砂岩。

图4　样品S1岩心切面、薄片和EDX光谱

生物扰动带以双杯迹遗迹构造为主。样品S1（见图4）取自生物扰动砂岩层段，为深灰橙色（Munsell颜色代号为10YR8/2）、细粒、块状构造且固结良好，生物扰动强度为60%～99%，根据生物扰动指数分类标准定为强烈—剧烈生物扰动[2]。

弱生物扰动岩相代表强水动力条件下的沉积[33]。强水动力活动阻碍生物-沉积相互作用，从而造成生物扰动强度低，甚至无生物扰动。沉积环境具有高能环境和低能环境交替的特征，且以中等能量的滨岸环境为典型：水动力活动较强（高能）时，生物扰动强度低；水动力活动较弱（低能）时，生物扰动强度高。砂岩和粉砂岩中的砂泥互层反映低能和高能沉积环境的交替。层状砂岩发育水平纹层和波状层理，层状粉砂岩通常沉积于砂岩之上。

样品S1为细粒砂岩，组分以石英为主，含有少量黏土和氧化铁。岩心薄片显示颗粒呈次棱状—次圆状，分选性中等，孔隙主要为原生晶间孔。砂岩基质与潜穴充填物的颗粒密度不同，潜穴内颗粒比基质颗粒更为密集（见图4b）。由于颗粒边缘清晰、胶结物不发育，成岩过程主要为机械压实作用。

3.2.2 砂岩孔渗条件和双杯迹构造

EDX分析表明，砂岩样品S1组分以石英为主，并含少量钙质和氧化铁（见图4d、4g）。双杯迹潜穴EDX分析显示其充填物含有大量的氧化铁、黏土和石英（见图4c、4f）。薄片显示潜穴内部和潜穴衬里的颗粒分选性低于宿主沉积物（见图4b）。扫描电镜结果显示潜穴内存在高岭石和黄铁矿（见图4h、4i）。岩心切面的可视化评估表明潜穴内存在有机质（见图4a）。潜穴生物穿过潜穴时会分泌黏液，利用黏液捕获有机质或细粒颗粒；或结合碎屑（砂质或泥质）形成潜穴壁或衬里[34]。潜穴中黏土-有机质-氧化铁充填物表明沉积物经历沉积混合型生物扰动，这种类型的生物扰动通常会降低孔隙度和渗透率。潜穴和潜穴衬里的充填物随着沉积物中生物的摄食活动而聚集。该沉积混合型生物扰动将细粒物质（如黏土和有机质）从宿主沉积物吸收到潜穴充填物或衬里，从而降低沉积物的均质性和分选性，也使局部渗透率下降[3]。潜穴生物使局部区域的孔隙度和渗透率降低：压汞孔隙度测量数据显示宿主沉积物的孔隙度为27%，而潜穴内部孔隙度为24%；点渗透率测量结果也证实了这一点，宿主沉积物的渗透率较高，其次为潜穴衬里，潜穴内部最低，宿主沉积物渗透率为（158～381）×10−3µm2，而潜穴内部和衬里渗透率为（33.8～176.0）×10−3µm2（见图4e、表1），潜穴充填物相对宿主沉积物渗透率降低78%。

表1　样品S1渗透率分布

3.3 W-6井生物扰动砂岩

3.3.1 沉积特征和遗迹构造

W-6井主要发育砂岩相、粉砂岩相和泥岩相。砂岩相可进一步划分为块状砂岩亚相、层状砂岩亚相、富含化石砂岩亚相和生物扰动砂岩亚相。

本次研究中的样品S2和样品S3均取自生物扰动砂岩段，且均为暗黄色(Munsell颜色代号为5Y6/4)、块状构造、固结良好、分选性中等。根据生物扰动指数分类标准[2]，其生物扰动强度为60%～99%，代表强烈—剧烈扰动。生物扰动地层以发育螺旋泥质衬壁蛇形迹潜穴为特征（见图5、图6）。

样品S2和样品S3均为细粒砂岩，主要成分为石英，其次为黏土，分选性为中等—好，颗粒为次棱状—次圆状，以原生晶间孔为主。类似于样品S1，清晰的颗粒边缘表明主要成岩过程为机械压实作用。

3.3.2 宿主沉积物孔渗条件和蛇形迹潜穴斑状遗迹构造样品S2和样品S3的主要遗迹构造为泥质衬壁蛇形迹潜穴（见图5a、6a）。EDX分析显示样品S2和样品S3岩石成分以石英为主，含有少量方解石（见图5c、6d），同时潜穴衬里和潜穴壁的氧化铁和黏土含量较高（见图5d、6e），且已被薄片分析所证实。与潜穴充填物和宿主沉积物相比，氧化铁和黏土在潜穴衬里和潜穴壁更为聚集（见图6b）。两个样品均具有沉积物清除型生物扰动特征。与潜穴生物形成的沉积物充填型相反，氧化铁和黏土被选择性地清除出潜穴充填物，并聚集于潜穴衬里。由于泥质和有机质被优先从宿主沉积物中清除，泥质衬壁潜穴形成生物清除型砂岩带，从而提高分选性，并增大孔隙度[3]。

图5　样品S2岩心切面和EDX光谱

样品S3以蛇形迹扰动构造为主，呈潜穴斑状（见图6c）。有学者认为潜穴斑状结构代表对原生沉积的均质化作用[35]，并可提高渗透率，这正好解释了样品S3中潜穴渗透率增强现象。

潜穴充填物孔隙度和渗透率高于宿主沉积物，远高于潜穴衬里。宿主沉积物孔隙度为30%，潜穴内部孔隙度为32%；点渗透率测试发现潜穴内部渗透率增大。样品S2中，潜穴充填物、潜穴衬里和宿主沉积物的渗透率分别为（661～712）×10−3µm2、（236～267）× 10−3µm2和（290～606）×10−3µm2。相比于潜穴衬里和宿主沉积物，潜穴充填物渗透率分别提高167%和146%（见图5b、表2）。

样品S3中，潜穴充填物、宿主砂岩和潜穴衬里渗透率分别为（572～642）×10−3µm2、（176～555）×10−3µm2和95.4×10−3µm2。相对于宿主砂岩和潜穴衬里，潜穴充填物渗透率分别增加了169%和573%（见图6a、表3）。

3.4 生物扰动效应差异

两口井生物扰动样品主要差别在于生物扰动降低了样品S1的渗透率，而样品S2和样品S3的渗透率却因生物扰动而增大。原因在于潜穴活动和潜穴充填物的不同。样品S2和样品S3中可见沉积物清除型潜穴活动，而样品S1表现为沉积物充填型潜穴活动。样品S2和样品S3中潜穴内黏土和有机质被选择性地从砂岩基质中清除，并聚集于潜穴衬里，从而使砂岩基质分选性更好、均质性更强（见图6b），并促使潜穴内局部区域的渗透率增大。样品S1中可见沉积物充填活动，潜穴生物将砂岩基质中的黏土、氧化铁和有机质压实/整合至潜穴充填物，并因此使得先前经水动力分选的潜穴内部颗粒的分选性和均质性降低，进而降低局部渗透率（见图4a—4h）。

图6　样品S3岩心切面、薄片和能量色散X射线光谱

表2　样品S2渗透率分布

表3　样品S3渗透率分布

本文研究结果可用于分析巴拉姆三角洲储集层的生物扰动效应。渗透率是储集层重要物性，应对渗透率的影响因素进行细致深入的研究。本次研究表明，在三角洲砂岩的描述和建模过程中，应重点研究生物扰动砂岩，不能与非生物扰动砂岩等同视之。还需重点关注潜穴活动和潜穴类型，以及潜穴充填物。研究显示砂质充填型潜穴通常改善储集层质量。

4　结论

沉积物和沉积岩中生物-沉积作用形成各种遗迹化石、微构造和遗迹构造。生物将沉积物、矿物颗粒和有机物质重组，改变沉积岩的原始组构。生物扰动作用既能提高岩石的分选性和均质性，增大孔隙度和渗透率，又可降低沉积物和矿物颗粒的分选性，降低孔隙度和渗透率。巴拉姆三角洲W-1和W-6井储集层岩心以双杯迹和蛇形迹遗迹构造为主，生物扰动砂岩的孔隙度和渗透率取决于潜穴生物活动和潜穴充填物。①潜穴生物的沉积物清除活动使潜穴充填物更清洁、分选性更好，因此增大渗透率（如样品S2和样品S3）。与宿主沉积物和潜穴衬里相比，样品S3中潜穴渗透率分别提高了169%和573%；样品S2中潜穴渗透率分别提高了167%和146%。潜穴生物将宿主沉积物和潜穴内细粒物质选择性清除至潜穴衬里，导致氧化铁和黏土聚集，增大潜穴和宿主砂岩的分选性和渗透率。②沉积物充填活动将细粒物质（黏土和有机质）从宿主沉积物混入潜穴充填物或潜穴衬里，降低潜穴沉积物的均质性和分选性，使得潜穴内局部区域的孔隙度和渗透率下降（如样品S1）。样品S1潜穴充填物的实测渗透率比宿主砂岩低78%。因此可知，生物扰动对巴拉姆三角洲储集层孔隙度和渗透率的影响由潜穴充填物与潜穴活动的类型决定。

渗透率分布的非均质性表明使用稳态气体渗透率测量仪测量强烈生物扰动砂岩的全岩心渗透率不能代表砂岩的实际渗透率。由于生物扰动作用造成储集层的微观非均质性，对于强烈—剧烈生物扰动的砂岩，点渗透率测量更有意义。对于微观非均质性（如生物扰动储集层）研究，点渗透率测量法非常有效，因为该方法能更快地测量特定点的渗透率。

本次研究的主要应用价值在于提出了对储集层中生物扰动地层的物性预测方法：根据生物扰动岩石的生物扰动类型，可预测生物扰动影响下储集层物性是改善还是变差。

参考文献：

[1]Richter R. Marks and traces in the Hunsrück slate(II): Stratification and basic life[J]. Senckenbergiana, 1936, 18: 215-244.

[2]Taylor A M, Goldring R. Description and analysis of bioturbation and ichnofabric[J]. Journal of the Geological Society, 1993, 150(1): 141-148.

[3]Tonkin N S, McIlroy D, Meyer R, et al. Bioturbation influence on reservoir quality: A case study from the Cretaceous Ben Nevis Formation, Jeanne d’Arc Basin, offshore Newfoundland, Canada[J]. AAPG Bulletin, 2010, 94(7): 1059-1078.

[4]Alpay O A. A practical approach to defining reservoir heterogeneity[J]. Journal of Petroleum Technology, 1972, 24(7): 841-848.

[5]Evans R C. An investigation into the influence of common sedimentary structures and diagenesis on permeability heterogeneity and anisotropy in selected sands and sandstones[R]. SPE 17130-MS, 1987.

[6]Moraes M A, Surdam R C. Diagenetic heterogeneity and reservoir quality: Fluvial, deltaic, and turbiditic sandstone reservoirs, Potiguar and Reconcavo rift basins, Brazil[J]. AAPG Bulletin, 1993, 77(7): 1142-1158.

[7]Morad S, Al-Ramadan K, Ketzer J M, et al. The impact of diagenesis on the heterogeneity of sandstone reservoirs: A review of the role of depositional facies and sequence stratigraphy[J]. AAPG Bulletin, 2010, 94(8): 1267-1309.

[8]Martin M A, Pollard J E. The role of trace fossil(ichnofabric)analysis in the development of depositional models for the Upper Jurassic Fulmar Formation of the Kittiwake field(Quadrant 21 UKCS)[M]//Canham A C, Mackertich D S, Hurst A, et al. Geology of the Humber Group: Central Graben and Moray Firth, UKCS. London: The Geological Society of London, 1996: 163-183.

[9]Fraser S I, Robinson A M, Johnson H D, et al. Upper Jurassic[M]//Evans D, Graham C, Armour A, et al. The millenium atlas: Petroleum geology of the central and northern North Sea. London: The Geological Society of London, 2003: 157-189.

[10]Goldsmith P J, Hudson G, Van Veen P. Triassic[M]//Evans D, Graham C, Armour A, et al. The millenium atlas: Petroleum geology of the central and northern North Sea. London: The Geological Society of London, 2003: 105-127.

[11]Tan D N K, Rahman A H Abd, Anuar A, et al. West Baram Delta[M]//Meng L K. The petroleum geology and resources of Malaysia. Kuala Lumpur: Petroliam Nasional Berhad(PETRONAS), 1999: 291-341.

[12]Gingras M K, Baniak G., Gordon J, et al. Porosity and permeability in bioturbated sediments[J]. Developments in Sedimentology, 2012, 64: 837-868.

[13]Dawson W C. Improvement of sandstone porosity during bioturbation[J]. AAPG Bulletin, 1978, 62(3): 508-509.

[14]Gingras M K, Mendoza C A, Pemberton S G. Fossilized worm burrows influence the resource quality of porous media[J]. AAPG Bulletin, 2004, 88(7): 875-883.

[15]Pemberton S G, Gingras M K. Classification and characterizations of biogenically enhanced permeability[J]. AAPG Bulletin, 2005, 89(11): 1493-1517.

[16]Gordon J B, Pemberton S G, Gingras M K, et al. Biogenically enhanced permeability: A petrographic analysis of Macaronichnus segregatus in the Lower Cretaceous Bluesky Formation, Alberta, Canada[J]. AAPG Bulletin, 2010, 94(11): 1779-1795.

[17]Ho K F. Stratigraphic framework for oil exploration in Sarawak[J]. Bulletin of the Geological Society of Malaysia, 1978(10): 1-13.

[18]Abd Rahman A H, Menier D, Mansor Y M. Sequence stratigraphic modelling and reservoir architecture of the shallow marine successions of Baram field, West Baram Delta, offshore Sarawak, East Malaysia[J]. Marine and Petroleum Geology, 2014, 58(4): 687-703.

[19]Liechti P, Roe F W, Haile N S. The geology of Sarawak, Brunei and the western part of north Borneo[R]. Borneo: Brit. Borneo Geology Survey, 1960.

[20]Ali A, Padmanabhan E. Impact of morphological variations of quartz on the stability of Tertiary rocks from North East Sarawak[R]. Egypt: International Conference of Petroleum Engineering and Geoscience, 2014.

[21]Geological Survey of Malaysia. Annual report[R]. Kuala Lumpur,Malaysia: Geological Survey Department, Ministry of Primary Industries, 1995.

[22]Surdiman S B, Samsudin Y B, Darman N H. Planning for regional EOR pilot for Baram Delta, offshore Sarawak, Malaysia: Case study, lessons learnt and way forward[R]. Jakarta: Asia Pacific Oil and Gas Conference and Exhibition, 2007.

[23]Bakar M A, Chong Y Y, Nasir E, et al. EOR evaluation for Baram Delta operations fields, Malaysia[R]. SPE 144533-MS, 2011.

[24]Hutchinson C S. Geology of North-West Borneo: Sarawak, Brunei and Sabah[M]. Amsterdam: Elsevier Science, 2005.

[25]Ben-Awuah J, Padmanabhan E. Impact of bioturbation on reservoir quality: A case study of biogenically reduced permeabilities of reservoir sandstones of the Baram Delta, offshore Sarawak, Malaysia[R]. Sabah: International Oil and Gas Symposium and Exhibition, 2013.

[26]Ben-Awuah J, Padmanabhan E. Geochemical variations in hydrocarbon components distribution in a prograding deltaic sequence: A case study of the Baram delta, offshore Sarawak Basin, Malaysia[J]. Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology, 2014, 7(11): 2278-2285.

[27]Jerram D A. Visual comparators for degree of grain size sorting in two and three-dimensions[J]. Computers & Geoscience, 2001, 27(4): 485-492.

[28]Ben-Awuah J, Padmanabhan E. Porosity and permeability modifications by diagenetic processes in fossilferous sandstones of the West Baram Delta, offshore Sarawak[J]. International Journal of Petroleum and Geosciences Engineering, 2014, 2(2): 151-170.

[29]Goggin D J, Thrasher R L, Lake L W. A theoretical and experimental analysis of minipermeameter response including gas slippage and high velocity flow effects[J]. In Situ, 1988, 12(1/2): 79-116.

[30]McIlroy D. A review of ichnological concepts, methodologies, applications and frontiers[M]//McIlroy D. The application of ichnology to palaeoenvironmental and stratigraphic analysis. London: The Geological Society of London, 2004: 3-27.

[31]McIlroy D. Ichnofabrics and sedimentary facies of a tide-dominated delta: Jurassic Ile Formation of Kristin Field, Haltenbanken, offshore mid-Norway[M]//McIlroy D. The application of ichnology to palaeoenvironmental and stratigraphic analysis. London: The Geological Society of London, 2004: 237-272.

[32]MacEachern J A, Gingras M K, Bann K, et al. Applications of ichnology to high-resolution genetic stratigraphic paradigms[M]// MacEachern J A, Gingras M K, Bann K L, et al. Applied ichnology: SEPM short course notes 52. Tulsa: SEPM, 2007: 95-131.

[33]Aigner T. Storm depositional systems: Dynamic stratigraphy in modern and ancient shallow-marine sequences[M]. Berlin: Springer-Verlag, 1985: 1-174.

[34]Bromley R G. Trace fossils: Biology and taphonomy[M]. London: Unwin- Hyman, 1990: 1-280.

[35]Meyer R, Krause F F. Permeability anisotropy and heterogeneity of a sandstone reservoir analog: An estuarine to shoreface depositional system in the Virgelle Member, Milk River Formation, Writing-on-Stone Provincial Park, southern Alberta[J]. Bulletin of Canadian Petroleum Geology, 2006, 54: 301-318.

（编辑 林敏捷）

Effect of bioturbation on reservoir rock quality of sandstones: A case from the Baram Delta, offshore Sarawak, Malaysia

Ben-Awuah Joel, Padmanabhan Eswaran
(Department of Geosciences, Faculty of Geosciences and Petroleum Engineering, Universiti Teknologi PETRONAS, Tronoh, Perak 31750, Malaysia)

Abstract:With the Baram Delta in Malaysia as research subject, the effect of bioturbation on porosity and permeability of reservoir sandstones is evaluated and analyzed based on core and thin section analysis, EDX(energy-dispersive X-ray), FESEM(Field Emission Scanning Electron Microscope), mercury porosimetry and spot permeametry measurement. Samples are from cored intervals of two wells in the Baram Delta, W-1 and W-6. Analysis results indicate that the cored intervals in well W-1 are dominated by Diplocraterion ichnofabrics, intensely bioturbated, sediment packing activity is observed, and fine grade materials(clays and organic matter)from the host sediment are incorporated into burrow fills and linings, thereby decreasing isotropy and sorting of the sediments and reducing the local porosity and permeability in the burrows. The cored intervals in well W-6 are dominated by Ophiomorpha ichnofabrics, highly to intensely bioturbated, clays and mud are cleaned from the burrow fill and host sediment and concentrated in the burrow linings, sediment cleaning activity by burrowing organisms results in cleaner and well sorted burrow fill materials, thereby increasing the local porosity and permeability in the burrows. Porosity and permeability of reservoir rocks in the Baram Delta have therefore either been enhanced or reduced by bioturbation depending on the type of burrow, fill material and burrowing activity.

Key words:Baram Delta; Sarawak basin; bioturbation; ichnofabric; burrows; rock heterogeneity; porosity; permeability; Ophiomorpha; Diplocraterion

收稿日期：2014-07-06 修回日期：2015-01-25

作者简介：第一Ben-Awuah Joel（1985-），男，加纳人，现为马来西亚国油科技大学石油地质专业博士研究生，主要从事盆地模拟、含油气系统、油藏地球化学、油气分布规律、油藏非均质性和油气资源评价方面的研究。地址：Department of Geosciences, Faculty of Geosciences and Petroleum Engineering, Universiti Teknologi PETRONAS（UTP）, 31750 Tronoh, Perak, Malaysia。E-mail：jbenawuah@gmail.com

DOI:10.11698/PED.2015.02.09

文章编号：1000-0747(2015)02-0200-09

文献标识码：A

中图分类号：TE122