查干凹陷有機包裹體特征及成藏期次探討

楊玉娥,許書堂,顧 勤,王志萍,張東霞

(中國石化中原油田分公司勘探開發科學研究院,河南濮陽457001)

查干凹陷有機包裹體特征及成藏期次探討

楊玉娥,許書堂,顧 勤,王志萍,張東霞

(中國石化中原油田分公司勘探開發科學研究院,河南濮陽457001)

包裹體是礦物形成過程中被捕獲的成礦介質,它包含了豐富的地質信息。通過對查干凹陷有機流體包裹體特征的觀察及均一溫度和流體成分的測定,發現該區包裹體可分為三期,這三期包裹體與烴源巖有機質熱演化階段具有很好的相關性。綜合研究認為,本區具有三期成藏的特點,第一期包裹體是烴源巖處于成熟階段并排出液態烴的標志,第二和第三期包裹體是烴源巖處于高熟和過熟階段并排除液態烴與氣態烴的標志。本區烴源巖大部分處于成熟和高熟階段,排烴較多,而處于過成熟階段的烴源巖較少,排烴也較少。

查干凹陷;有機包裹體;均一溫度;成藏期次

1 地質概況

查干凹陷地處內蒙古自治區烏拉特后旗,位于銀根-額濟納盆地東部查干德勒蘇坳陷中央,是一個次級負向構造單元。凹陷走向北東-南西向,北東長60 km,南西寬 34km,面積約 2 000 km2(圖1)。

圖1 查干凹陷區域構造位置

查干凹陷的主體是在晚古生代褶皺基底上發育起來的內陸斷陷型盆地,受海西運動的影響,凹陷內缺失三疊系及侏羅系沉積,僅發育白堊系和新生代地層。凹陷基底為一套二疊系淺變質的碎屑巖,沉積蓋層自下而上依次劃分為:下白堊統巴音戈壁組(K1b)、蘇紅圖組(K1s)、銀根組(K1y),上白堊統烏蘭蘇海組(K2w)及第三、第四系,其中下白堊統巴音戈壁組和蘇紅圖組為該凹陷的主要勘探目的層。

烴源巖主要分布在下白堊統巴音戈壁組二段和蘇紅圖組一段,均為較好-好的烴源巖。巴音戈壁組二段干酪根主要為Ⅱ1型,已達成熟-高成熟階段;蘇紅圖組一段干酪根以Ⅱ2型為主[1-3]。

2 有機包裹體特征

包裹體是礦物形成過程中被捕獲的成礦介質,被稱為成礦流體的樣品,它相當完整地記錄了礦物形成地條件和歷史,是礦物最重要的標型特征之一,可以作為譯解成礦作用、特別是內生成礦作用的密碼[4]。包裹體的研究以前多運用于熱液金屬礦床的成礦作用,在沉積巖研究中則多限于碳酸鹽巖的成巖作用,最近被越來越多地運用于油氣礦床的研究。油氣在運移、聚集過程中,由于流體的流動對成巖礦物結晶的控制作用,導致礦物將優先在流體流動帶結晶,而將其周圍的地層水、油、氣等流體以包裹體的形式捕獲。這些自生礦物中的流體包裹體不僅是多孔介質流體成分演化的唯一原始樣品,而且還記錄了其所處體系的溫壓條件,記錄了盆地油氣生成、運移和演化的信息,因而成為目前研究沉積盆地地質流體最有效的手段之一[5-9]。

研究中從CHC1井和B1井取樣14塊,用顯微鏡及熒光顯微鏡對有機包裹體的特征進行了觀測,用均一法測定了流體包裹體均一溫度,并利用激光拉曼分子微探針測定了部分單個包裹體的成分。

顯微鏡下觀察表明,研究區儲層內的有機包裹體主要產出于石英加大邊內、顆粒裂紋內和次生裂隙內。分析主要針對石英加大邊中的包裹體,這樣的包裹體能很好地反映成巖時期的流體狀況。增生邊中的包體大部分隨機分布,少量沿增生邊生長軸集中分布。包體形態主要為橢圓狀及不規則狀。據綜合分析測試所得的均一溫度數據(表1),可將其劃分為三組:第一組的溫度范圍為96～118℃,第二組為138～159℃,第三組大于180℃(圖2)。其中第一組包裹體較小,一般為3～5μm;第二和第三組的包裹體較大,一般為5～8μm,個別可達12μm。流體包裹體的氣液比一般較小,大部分介于1%～5%之間,個別氣液比較大,達20%左右。包裹體的液相成分主要是水,氣相成分主要為二氧化碳、甲烷及氮氣。第一組的包裹體成分主要為水和二氧化碳;第二和第三組包裹體除主要成分水和二氧化碳外,還含有少量甲烷及氮氣。

表1 查干凹陷包裹體均一溫度及成分測定結果

圖2 包裹體均一溫度分布直方圖

3 成藏期次探討

圖3 查干凹陷烴源巖演化階段劃分

根據實測的鏡質體反射率數據,可將查干凹陷烴源巖的有機質熱演化劃分為未成熟、成熟、高成熟和過成熟四個主要階段(圖3)。當烴源巖埋藏深度小于950 m時,有機質處于未成熟階段(Ro<0.5%);埋藏深度為950～2 995 m時,處于成熟階段(Ro=0.5%～1.3%);埋藏深度為2 995～3 910 m時,處于高成熟階段(Ro=1.3%～2.0%);埋藏深度大于3 910 m時,為過成熟階段(Ro>2.0%)。從包裹體均一溫度測定結果可以看出,本區存在著三期油氣流體活動。將其結果投影到烴源巖演化曲線上,結果顯示,第一期相當于烴源巖埋深到1 360～2 130 m發生的排烴活動,第二期相當于烴源巖埋深到2 830～3 565 m發生的排烴活動,第三期相當于烴源巖埋深大于4 300 m發生的排烴活動。將兩者對比可以看出,包裹體均一溫度與烴源巖有機質成熟階段具有很好的相關性。結合包裹體成分特征,可以認為第一組包裹體是烴源巖處于成熟階段并排出液態烴的標志,第二和第三組包裹體是烴源巖處于高熟和過熟階段并排除液態烴與氣態烴的標志。也就是說,本區油氣成藏活動至少有三期。從包裹體數量上來看,第一及第二組包裹體較多,而第三組包裹體較少,說明排烴以第一期和第二期為主,第三期排烴較少。也就是說烴源巖大部分處于成熟和高熟階段,排烴較多;而處于過成熟階段的烴源巖較少,排烴也較少。

4 結論

包裹體均一溫度測定結果表明,本區存在著三期油氣流體活動。包裹體的形成與烴源巖有機質熱演化階段具有很好的相關性,其中第一組包裹體是烴源巖處于成熟階段并排出液態烴的標志,第二和第三組包裹體是烴源巖處于高熟和過熟階段并排除液態烴與氣態烴的標志。綜合分析認為,本區油氣成藏活動至少有三期,排烴以第一期和第二期為主,第三期為輔。烴源巖大部分處于成熟和高熟階段,排烴較多;而處于過成熟階段的烴源巖較少,排烴也較少。

[1] 郭彥如,于均民,樊太亮.查干凹陷下白堊統層序地層格架與演化[J].石油與天然氣地質,2002,23(2):166-169.

[2] 陳建平,何忠華.銀額盆地查干凹陷基本生油條件研究[J].石油勘探與開發,2001,28(6):23-27.

[3] 林衛東.查干凹陷原油地球化學特征與油源對比[J].石油與天然氣地質,2000,21(3):249-251.

[4] 何知禮.包體礦物學[M].北京:地質出版社,1982.

[5] 李玉城.包裹體在塔中16油田成藏期次研究中的應用[J].石油地質與工程,2008,22(4):14-15,18.

[6] 張育民,王冰,歐光習.塔里木盆地孔雀河地區侏羅系油氣成藏期次研究[J].石油地質與工程,2006,20(5):2-5,20.

[7] 伍新和,向書政.包裹體研究在油氣勘探中的應用[J].天然氣勘探與開發,2000,23(3):29-34.

[8] 王紅軍,蔡迎春.流體包裹體常規特征在油氣成藏研究中的應用[J].石油勘探與開發,2000,27(5):50-52.

[9] 盧煥章,范宏瑞.流體包裹體[M].北京:科學出版社,2004.

TE112.113

A

1673-8217(2011)05-0018-02

2011-04-15;改回日期:2011-06-07

楊玉娥,1966年生,2001年畢業于華北石油財經學校石油化工專業,現從事石油地質綜合研究工作。

編輯:吳官生