川中蓬莱地区震旦系灯影组流体包裹体特征及成藏期次_解楠.pdf

第 卷第期 年月非常规油气 引用：解楠，宋嘉琦，白栋，等川中蓬莱地区震旦系灯影组流体包裹体特征及成藏期次非常规油气，（）：，（）：川中蓬莱地区震旦系灯影组流体包裹体特征及成藏期次解楠，宋嘉琦，白栋，邹鑫洁，（西安石油大学 地球科学与工程学院，西安 ；陕西省油气成藏地质学重点实验室，西安 ；中陕核工业集团 大队有限公司，西安 ）摘要：为探讨蓬莱地区震旦系灯影组碳酸盐岩流体包裹体特征及成藏过程，将流体包裹体岩相学、组分特征、均一温度与埋藏热演化史进行综合分析。结果表明：研究区储层流体包裹体主要包括气液两相盐水包裹体和气态烃包裹体，主要赋存在裂缝和溶蚀孔洞中所充填的白云石内以及晚期形成的石英内。通过包裹体均一温度测试，发现与烃包裹体相伴生的盐水包裹体均一温度为 。赋存在裂缝和孔洞中白云石的包裹体均一温度可以反映第期充注特征，包裹体均一温度为 ，主要以盐水包裹体为主，推测其充注时间为 ；赋存在石英内的包裹体可以反映第期充注特征，包裹体均一温度为 ，包裹体组分以 为主，沥青次之，推测其充注时间为 。最终确定油气成藏主要是在二叠纪三叠纪末期，达到生油高峰且形成古油藏；侏罗纪晚白垩世，原油裂解形成古气藏。关键词：流体包裹体；油气成藏；激光拉曼光谱分析；震旦系；灯影组中图分类号：文献标识码：，（.，；.，；.，.，）：，收稿日期：基金项目：陕西省科技厅研究发展计划项目“鄂尔多斯盆地渭北隆起构造热演化及其与油气形成耦合关系”（）；陕西省教育厅重点研究计划项目“鄂尔多斯盆地奥陶系高过成熟度烷烃气甲乙烷倒转机理研究”（）第一作者简介：解楠（），女，硕士研究生，主要从事含油储层包裹体研究工作。：非常规油气油气勘探 ，：；引言近年来，流体包裹体的应用与研究取得重大进展，已成为地质学者研究油气成藏期次、孔隙流体演化、油气运移和充注时间以及古地温、古压力恢复等方面的关键技术方法。通过对与烃包裹体相伴生的盐水包裹体均一温度的测定来分析被捕获时的地层温度；通过包裹体组分以及组合特征来分析烃包裹体成分以及赋存状态；再结合储层埋藏热演化史分析可确定油气充注期次，进而确定油气成藏期次。四川盆 地 是 我 国 南 方 最 大 的 含 油 气 叠 合 盆地，其下古生界历经 余年钻探。研究区地处四川盆地中部，震旦系灯影组位于四川盆地最底层，储层时代老、埋藏深，经历多期构造运动改造，且发生多期流体充注，导致其成藏过程相当复杂。针对川中地区震旦系灯影组油气成藏过程，前人也做过一些研究，如袁海峰等对川中平店高石梯构造震旦系灯影组流体充注以及油气成藏过程进行研究，揭示了震旦系灯影组储层经历了期流体充注且每期矿物对应的流体包裹体记录了油气包裹体的成藏过程；王国芝等对川中高石梯构造灯影组油气储层中不同时期所充填的矿物和流体包裹体揭示了油气的成藏过程；杨程宇等厘定了安岳气田古油藏成藏时间，分析了古油藏的演化过程。综上所述，前期学者对灯影组流体包裹体的研究主要集中在高石梯地区，对蓬莱地区灯影组包裹体研究较少，其油气成藏过程和形成机理认识相对薄弱，制约了下一步的勘探。鉴于此，该研究选取川中蓬莱地区碳酸盐岩样品，对研究区灯影组流体包裹体特征及成藏期次进行研究，以此为认识其成藏机理提供依据，对蓬莱地区震旦系灯影组油气勘探具有一定指示意义。区域地质背景蓬莱地区位于四川省遂宁市，构造单元上位于四川盆地中部古隆起，川中古隆起形成于早古生代早期，属于加里东期古隆起，迄今为止已发现个天然产气层，如图所示。其中天然气勘探的重要层系是安岳气田的震旦系灯影组和下寒武统龙王庙组，该气田的天然气地质储量为 ，前人对这些天然气成因和来源进行分析，认为这些天然气主要为原油裂解气。自 年以来，震旦系天然气勘探又获得一次重大突破，震旦系灯影组灯二段 井测试获日产 ，经 井钻探发现灯二段台缘带是有利钻探区 。图蓬莱地区构造位置图 年月解楠等：川中蓬莱地区震旦系灯影组流体包裹体特征及成藏期次蓬莱地区发育多套储集层，主要为灯二段和灯四段。灯二段受断裂与岩性分隔形成多个独立气藏，储层发育主要受丘滩相和岩溶作用相互控制，岩性以藻凝块云岩及泥粉晶白云岩为主；灯四段储层发育主要受沉积和表生岩溶作用控制，岩性以藻凝块云岩、藻叠层及藻纹层白云岩为主，。岩心及镜下观察显示，溶蚀孔洞较发育，溶蚀孔洞的发育为油气的聚集和运移提供了有效的空间。样品特征及实验条件该研 究 选 取 川 中 蓬 莱 地 区 的 ，和 共口井 余件样品进行实验，其中 ，和 井埋深主要集中在 ，井埋深主要集中在 ，岩性主要以白云岩为主，如图所示。蓬莱地区震旦系灯影组碳酸盐岩部分样品信息见表。图川中古隆起震旦系地层与储层岩心照片 表蓬莱地区震旦系灯影组碳酸盐岩样品信息表 样品号井号深度层位产状 灯二段溶蚀孔洞及裂缝 灯二段溶蚀孔洞 灯二段溶蚀孔洞及裂缝 灯二段溶蚀孔洞 灯四段溶蚀孔洞及裂缝实验均在陕西省油气成藏地质学重点实验室完成，实验步骤及技术要求严格遵守行业规范。测定流体包裹体相态、分布特征及成因类型的仪器为 实验显微镜；包裹体成分测试在 激光拉曼仪器上鉴定；均一温度和冰点测定使用 冷热台，测定误差为，在室温为、湿度为 的条件下进行测温实验。实验流程：）挑选碳酸盐岩样品，再将该样品制作成包裹体薄片，在显微镜下对薄片进行岩相学分析，确定成岩关系序列；）对镜下包裹体进行识别，确定不同时期油气包裹体分布特征、大小、形态及气液比等；）利用激光拉曼仪对包裹体成分进行分析，并利用测温仪器进行均一温度实验，记录均一温度和冰点温度。流体包裹体特征 包裹体岩相学特征蓬莱地区下古生界流体包裹体显微特征如图所示。图中包括显微镜下观察，分析流体包裹体宿主矿物的类型、产状、矿物世代以及包裹体的类型等，是流体包裹体期次划分和成因分析的基础。通过对蓬莱地区震旦系灯影组岩心样品观察研究，发现其储层发育的流体包裹体数量较少，多产于孔洞充填的白云石和石英中，少部分产于裂缝中。溶蚀孔洞中充填的白云石一般为亮晶白云石，形态为不规则状，可见溶蚀残余的围岩，孔洞内部还存在石英和沥青；裂缝中充填的白云石脉可分为早和晚期。早期充填的白云石脉为微晶白云石，晚期充填的为亮晶白云石。非常规油气油气勘探 图蓬莱地区下古生界流体包裹体显微特征 包裹体类型通过镜下观察与包裹体宿主矿物分析，川中蓬莱地区储层中的流体包裹体发育丰富，主要赋存在裂缝、孔洞充填的白云石以及石英内，由激光拉曼光谱图分析可知，包裹体类型主要包括盐水包裹体、气态烃包裹体和沥青质包裹体种，如图所示。盐水包裹体在显微镜下观察发现，盐水包裹体大多都群体分布在白云石胶结物中，在透射光下，盐水包裹体大多为透明无色，并无荧光显示；包裹体大小不一，为，气液两相的盐水包裹体居多，加热一段时间后，气泡会消失变为纯液相。气态烃包裹体在镜下观察发现，气态烃包裹体主要产出于粗晶白云石和石英内，一般呈随机分布或串珠状分布（如图 所示）；包裹体大小为，形状为不规则椭圆形。在透射光下呈灰黑色，在荧光显微镜下无荧光显示。研究区气态烃包裹体主要以 为主，拉曼位移在 处有单峰出现（如图 所示）。沥青质包裹体沥青质包裹体主要赋存于粗晶白云石内，一般呈零星分布；包裹体大小、形态不一，主要是由固体沥青组成，包裹体呈黑色或褐色，周围伴有灰色的气相包裹体，不发荧光。在拉曼位移约在 和 处有双峰值出现（如图 所示）。年月解楠等：川中蓬莱地区震旦系灯影组流体包裹体特征及成藏期次图蓬莱地区震旦系碳酸盐岩储层不同烃类流体包裹体组分特征 流体包裹体温度特征 均一温度流体包裹体的均一温度是指气液两相流体通过 加 热 变 成 单 一 均 匀 相 流 体 时 的 瞬 时 温度 ，。测定与烃包裹体相伴生的盐水包裹体均一温度，不仅可以确定烃包裹体形成时的温度，还可以用作推测研究区埋藏热演化史的重要依据。由于在测温过程中烃包裹体很难通过人工加热变成单一均匀化温度，因此在利用流体包裹体均一温度法进行分析研究时，通常采用的都是与烃包裹体相伴生的盐水包裹体 。在岩相学与组分的基础上进行实验，发现研究区流体包裹体主要以盐水裹体和气态烃包裹体为主，统计与烃包裹体相伴生的盐水包裹体的均一温度数据后发现，裂缝充填与孔洞充填的白云石内包裹体均一温度无明显差异。研究区口井皆经历了次油气运移。灯影组储层包裹体的均一温度从 连续分布，其中赋存在白云石内的盐水包裹体的均一温度值为 ，主峰温度在 ；赋存在石英内的盐水包裹体的均一温度值为 ，主峰温度在 （如图 所示）。图蓬莱地区震旦系灯影组流体包裹体温度特征 非常规油气油气勘探 冰点温度在流体包裹体温度测定中，冰点温度和初融温度的测定是反映并确定包裹体含盐体系的重要参数 ，经测试得出初融温度在 以上，说明所测流体包裹体的溶液成分主要是 体系。蓬莱地区灯影组的冰点温度为 ，且晚期充填的石英和白云石冰点温度有很明显的分区化（如图 所示）。通过实验测定的冰点温度，可以进一步计算出其盐度值。盐度值是反映流体特征及来源的重要参数 ，盐度的大小是根据所测流体包裹体的冰点温度来确定的，计算盐度的方法有 很 多 种，实 验 中 采 用 等 提 出 的 经 验 公式 计算并处理流体包裹体的冰点温度，研究区所计算的盐度值整体不高，为 ，其中晚期充填的白云石和石英均一温度及盐度值较高，可能是受到深部热流体的影响。包裹体组合特征根据流体包裹体镜下观察结果以及组分特征，可将研究区的流体包裹体划分为种组合，包裹体组合和包裹体组合分别是指赋存在裂缝和孔洞充填的白云石内捕获的流体包裹体，而包裹体组合则是指赋存在石英矿物内的流体包裹体。在这种包裹体组合中发育有不同成分以及类型的包裹体特征，具体见表。图蓬莱地区震旦系灯影组流体包裹体 年月解楠等：川中蓬莱地区震旦系灯影组流体包裹体特征及成藏期次表蓬莱地区灯影组储层流体包裹体组合特征 包裹体组合宿主矿物大小气液比类型特征盐水包裹体均一温度裂缝充填的白云石 盐水包裹体 晶洞充填的白云石 由盐水包裹体和部分气态烃组成，少量沥青包裹体 石英 主要由盐水包裹体和气态烃组成，少量沥青包裹体 油气成藏分析目前确定油气成藏期次的主要方法是将实验测得的流体包裹体均一温度以及根据冰点温度所计算出来的盐度相结合 ，再结合埋藏热演化史图，最后通过投影确定达到相应温度的地质历史时间，进而可以判定油气充注时间，确定油气藏的成藏时间。该研究将测得的包裹体均一温度和包裹体组合类型相结合，发现蓬莱地区灯影组发育了个期次的流体包裹体，对每一期包裹体均一温度进行分析，结果显示：赋存在裂缝和孔洞的白云石矿物内的流体包裹体均一温度为 ，主峰温度在 ；赋存在石英矿物内的流体包裹体均一温度为 ，主峰温度在 。根据研究区标志井的埋藏热演化史研究，将所测得的期盐水包裹体均一温度进行投影（如图所示），再结合裂缝和溶蚀孔洞中充填矿物以及成岩序列，判定蓬莱地区灯影组储集层至少存在期油气充注。早期充注主要以原油充注为主，在志留纪末期，此时烃源岩已进入生油期；在二叠纪之前，由于构造作用，地层抬升，生烃停止；在二叠纪三叠纪末期，大于，烃源岩处于生油高峰期，此时形成古油藏，推测其充注时间为 。第期充注主要为油气充注，根据捕获的包裹体特征，该阶段的包裹体主要赋存在晚期充填的粗晶白云石和石英内，其中气态烃包裹体居多且气液比较大，捕获到的与气态烃包裹体相伴生的盐水包裹体的均一温度较高，为 ；根据激光拉曼光谱分析看出气态烃包裹体主要以 为主，也有少部分沥青出现，可能是因为古油藏中的原油开始裂解，形成沥青和天然气，推测充注时间为 ，即侏罗纪晚白垩世，生成天然气。通过分析研究区流体包裹体显微特征、组合特征以及与烃包裹体相伴生的盐水包裹体均一温度等参数，可将川中蓬莱地区下古生界油气充注分为期，二叠纪三叠纪末期形成古油藏，侏罗纪晚白垩世古油藏中的油藏裂解生成天然气。图蓬莱地区 井埋藏及热演化史图 结论）根据四川盆地中部蓬莱地区震旦系灯影组碳酸盐岩储层内流体包裹体产状、岩相学特征以及成分分析，得出以下结论：蓬莱地区震旦系灯影组碳酸盐岩储层发育类包裹体，即盐水包裹体、气态烃包裹体和沥青质包裹体；其主要赋存在裂缝充填的白云石、晶洞充填的白云石以及石英矿物中