RESERVOIR CHARACTERIZATIONS OF THE UPPER CRETACEOUS DEEP MARINE TURBIDITES TO THE CLOSE SOUTHERN PART OF SULAIMANIYAH (NORTHERN IRAQ)

Abstract

Bu çalışmada Süleymaniye ilinin (Kuzey Irak) güneydoğusunda Arbat kasabası yakınlarında yüzeyleme veren Üst Kretase yaşlı Tanjero Formasyonu'na ait türbidit kumtaşlarının rezervuar özellikleri incelenmiştir. Bu kapsamda kalınlıkları 40-50 m arasında değişen altı adet ayrıntılı ölçülü stratigrafik kesit (log) alınmıştır. Bu kesitlerin alındığı bölge tektonizmadan oldukça yoğun bir şekilde etkilenmiş olan ve yüksek kıvrımlarla temsil edilen "yüksek kıvrımlı zon" içerisinde ve bir kıvrımın güney kanadında bulunmaktadır. Formasyonun buradaki yüzeylemesi kumtaşı, silttaşı ve şeyl ardalanmalarından oluşmaktadır. Ölçülü kesitler bir antiklinalin kanadından alındığı için ve yüzeylemenin küçük bir derenin aşındırması sonucu ortaya çıkmış olmasından dolayı birimin tabanı görülememiştir. Genellikle bu bölgede birimin altında uyumlu olarak bulunan Şiraniş Formasyonu'nun burada da tabanda mevcut olduğu düşünülmektedir. İnceleme alanındaki kumtaşlarının litofasiyes analizleri ve yapısal özellikleri, 3 adet ana ve litofasiyes ve 49 adet alt fasiyesin mevcut olduğunu ortaya koymuştur. Ana fasiyesler ince taneliden iri taneliye kadar değişen kumtaşlarıyla temsil edilmektedir. Alt fasiyesler ise türbiditlerle ilişkili olan tam Bouma istifinin farklı bölümlerinin kombinasyonlarından meydana gelmektedir. Bu fasiyesler, turbiditlerin orta yelpaze ile dış yelpaze arasındaki bir alanda çökelmiş olduklarını göstermektedir. Lob hiyerarşisi bakımından ise tane boyu ve tabaka kalınlıklarına göre depolanma ortamının lob eksen bitişiği ve lob kenarı olduğu belirlenmiştir. İnceleme alanında yapısal özellik olarak sadece 10 m genişliğinde ve birkaç m kalınlığında kumlu kanal dolgusu yapısı görülmüştür. Bu yapı dış fanın başlangıcını ve lob kenarını temsil etmektedir. Porozite ve permeabilite deneyleri için ölçülü kesitlerden alınan 35 kayaç örneği incelenmiştir. İncelenen kumtaşlarının porozitesi %4,56 ile %16,56 arasında değişmekte olup ortalaması %9,2'dir. Bu ortalama "düşük- orta" değerler arasındadır. Permeabilite değerleri ise V 36,388 ile 623,328 milidarcy arasında ve 426,68 milidarcy ortalamaya sahiptir. Bu ortalama ise "çok iyi" sınıfına girmektedir. Bileşenlerin tayini ve modal analizlerine dayalı olan petrografik incelemeler, bu turbiditlerin, karbonatlı, kırıntılı, mikrokristalen ve kriptokristalen çört, radyolaryalı çört gibi sedimanter kayaç parçaları ile yakın mesafeden taşınma esnasında serbest kalmış radyolarya fosillerinden meydana geldiğini göstermiştir. Kuvars ve feldspat oranı tüm kayaç örneklerinde % 2' nin altındadır ve feldspatlar çok ender olarak görülmektedir. Modal analizler bu kumtaşlarının kalklitit olduğunu ortaya koymuştur. Buna göre kaynak alanın karbonat kayaçlarca zengin olduğu sonucuna varılır. İnceleme alındaki kumtaşlarının bileşimi ve Qm,F,KP üçgen diyagramı "litik döngü kategorisi"ni temsil etmektedir. Eski akıntı yönü analizi ve petrografik incelemelerden hareketle bu litik döngü içerisindeki birimin, türbiditlere kaynak alan (provenans) olan ve tamamen sedimanter kayaçlardan meydana gelmiş Erken Kretase yaşlı Kulkula Formasyonu olduğunu göstermektedir. Anahtar kelimeler: Tanjero Formasyonu, türbidit kumtaşları, rezervuar özellikleri, Arbat, güneydoğu Süleymaniye, Kuzey IrakIn this study reservoir characterization of the low density turbidite sandstones of Upper Cretaceous Tanjero Formation cropping out next to the Arbat town in the southeastern part of Sulaimaniyah city, Northern Iraq was analyzed. The sandstone portion of the unit has been examined by measuring six sections through field and laboratory based studies which their thicknesses are about 40-50 meter, and taking samples from the outcrop. The sections are located on the southern limb of an anticline in the high folded zone which is characterized by intense folding and orogenic uplift with closely packed narrow anticlines and synclines. The outcrops of the formation are characterized by a sequence of sandstones, siltstones and shale. The base of the logs are not clear to see which formation is underlying the logs as they were taken from an outcrop that was brought surface by a small river next to the Arbat road and on an anticline limb. Possibly it was Shranish Formation which is generally comformably underlying the unit around the city. The analysis of lithofacies and architectural elements of the sandstones in the studied area, leads to recognition of three main lithofacies and forty-nine total subfacies of the turbidites in the location. The main facies represent the grain size from fine to coarse grain sandstone. The subfacies are consisting of many types of combinations of the complete Bouma sequence associated with turbidites. These facies point out that the environment of the turbidites is in the transition area between middle fan and outer fan. In the meaning of lobe hierarchy, the turbidite beds in thin and medium thicknesses represent lobe fringe. Only one architectural element recognized in the section is small sandy channel fills in about ten meters length and a few meters thick representing beginning of outer fan or in lobe fringe. For porosity and permeability tests 35 rock samples were taken from the logs for laboratory analyses. Porosity of the studied sandstones range from 4.56% to 16.56% which is poor to III beginning of fair with an average value of 9.2%. The obtained permeability varies between 36.388-623.328 md and their mean value is 426.68 md representing very good permeability. Petrographic works based on modal analysis of the clastic rock fragments and the other components such as cement, opaque minerals ect. show that these turbidites are mainly composed of sedimentary rock fragments such as carbonate, microcrystalline and cryptocrystalline quartz bearing siliceous sedimentary cherts, radiolaria fossil bearing cherts, and released radiolaria from the cherts during a short distance transportation. Quartz and feldspar ratios in the whole thin sections are below two percent. The modal analysis of the sandstones shows calclithite (litharenite) indicating sedimentary source rocks mainly consisting of carbonate rocks and radiolarian and chert rich limestone. The composition of the sandstones suggests a recycled sedimentary sources. Likewise, the Qm,F,L ternary diagram suggests that the sediments are derived lithic recycled provenance which may be the Lower Cretaceous Qulqula Formation. Keywords: Tanjero Formation, turbidite sandstone, reservoir characterization, Arbat southeastern Sulaimaniyah, Northern Iraq.