車排子凸起石炭系流體包裹體特征及油氣成藏期次

仲偉軍，韓俊峰，熊婷，賈春明，吳孔友

（1.中國石油新疆油田分公司勘探開發研究院，新疆 烏魯木齊 830013；2.新疆油田公司陸梁油田作業區，新疆 克拉瑪依834000；3.中國石油大學(華東)地球資源與信息學院地科系，山東 青島 266580）

研究區總體構造特征為東南傾單斜，石炭系為火成巖地層，巖性以褐、灰褐及深灰色玄武質火山角礫巖、玄武巖為主，夾灰及灰紫色凝灰巖、角礫凝灰巖。軸部發育多條走滑斷裂，構造形成期與油氣生排烴期配置關系較好[1]。南部石炭系構造位置有利，走滑斷裂發育，石炭系埋藏相對較深，風險大，需研究個體目標儲層、裂縫、構造高點、巖性高點發育情況，建立個體目標與油源斷層匹配關系。北部斷階區的3個條帶形成于海西早期，多期火山噴發形成多個斷層-巖性圈閉。這些圈閉普遍成藏，形成350 km2的石炭系油藏發育區，各井均見油氣顯示，表明勘探潛力巨大（圖1）[2]。

流體包裹體測溫是包裹體地球化學中的主要研究內容，均一法是礦物中包裹體測溫的基本方法[3-6]。成巖礦物中流體包裹體記錄了宿主礦物結晶時地層流體的各種物理化學信息，流體包裹體的賦存狀態、均一溫度、鹽度、熒光特征等常用于確定：①地層溫度、壓力史；②流體運移及充注期次；③古油水界面等[7-10]。目前針對車排子凸起石炭系內幕“凹凸”相間，主要受火山熱隆作用影響，主體部位是古構造高點（受風化更嚴重），油氣成藏期次及時間的認識存在一定爭議。本次研究，重點采集了車排子凸起主要斷裂帶不同結構內部發育明顯的脈體進行流體包裹體測試。通過測定與有機流體相關的鹽水包裹體的均一溫度，有效分析斷裂帶成藏期次，對研究區油氣勘探極為重要[11-13]。

圖1 研究區構造位置Fig.1 Geological location of study area

1 流體包裹體特征

本次研究選用車排子凸起石炭系完鉆的6口井共采集50塊儲集層樣品，其中4塊樣品中發現烴類包裹體。針對方解石、石英、沸石等斷裂帶內常見的脈體膠結物進行包裹體均一溫度測試，測得有效數據73個，采用流體包裹體組合（FIA）原理對測溫數據的可靠性進行檢驗并對流體活動期次進行分析。據EJ/T105-1999礦物流體包裹體進行鏡下鑒定，均一溫度的測定對象均為烴類包裹體伴生的同期鹽水包裹體及含烴鹽水包裹體[14-15]。按其相態，這些包裹體分為單一液相包裹體、氣液兩相包裹體兩類[16-19]。

1.1 有機流體包裹體熒光特征

車排子凸起石炭系儲層樣品中，單個包裹體為1～10 μm，主要為7～10 μm，整體偏小，形態有負晶形、長條形、橢圓形、三角形等。群體包裹體含量較多，由多個小包裹體組成，呈線狀、面狀、簇狀分布于方解石解理、裂縫、晶體邊緣等處，包裹體多為單一液相（圖2）。另發現有一定數量的烴類包裹體，但總體含量較少，烴類包裹體形態多樣，單偏下呈淺棕黃色，熒光下呈明顯的淺黃、黃綠色（圖3）。

圖2 石炭系儲集層樣品中的群體包裹體形態Fig.2 The fluid inclusion form in samples of Carboniferous reservoirs

圖3 石炭系儲集層樣品中的烴類包裹體顯微特征Fig.3 Hydrocarbon inclusion microscopic features in samples of Carboniferous reservoirs

1.2 流體包裹體均一溫度與流體活動期次

通過包裹體測溫發現，斷裂帶樣品中，部分流體包裹體溫度明顯偏高，超過140°C（達180～230°C），偏離了準噶爾盆地正常的地溫演化曲線。該現象很可能與較高溫度的含油氣流體從深部迅速向上運移過程有關，大量發育的群體包裹體證實了這種快速充注過程的存在。斷裂帶強烈活動導致古地溫升高，并捕獲高溫包裹體，隨著深部源巖熱流體和淺部儲集層中相對冷的地層流體相混合，流體溫度逐漸降低，從而使包裹體均一溫度發生變化[20-31]。因此，斷裂帶內這類較高溫度流體包裹體的存在證實斷裂強烈活動對流體及油氣運移成藏的重要作用（表1，圖4）

從表1可看出：包裹體均一溫度變化范圍很大，反映了流體復雜的活動特點，即60°C ～90°C、90°C～120°C、120°C ～150°C 3個溫度范圍內，主峰分別為70°C ～80°C、110°C ～120°C、130°C ～140°C（圖4）。整體來看，斷裂帶內膠結物流體包裹體從60°C～150°C均有發育，說明斷裂帶內的膠結是一個長期過程，主要分為3期膠結，即存在3期流體活動。

2 油氣成藏期次判斷

利用EE1井埋藏史對流體活動時間進行分析，3期流體活動分別對應三疊紀中晚期、早中白堊世及古近紀中晚期—新近紀早期，時間分別對應225～208 Ma，133～108 Ma和54～7 Ma（圖5）。

石炭系樣品中，烴類包裹體主要出現在中晚三疊世、早中白堊世流體活動中。古近紀中晚期—新近紀早期流體活動，該地區未發現有油氣充注，因此推斷這期流體活動與油氣充注無關。這期流體活動時間較長，所攜帶的大量成巖、成礦物質對斷裂帶內部起到重要的膠結封閉作用，為油氣成藏提供了良好的封閉條件。紅車斷裂帶內廣泛發育的3期流體中，三疊紀中晚期和早中白堊世的熱液流體與油氣藏呈“邊充注、邊膠結”狀態，古近紀中晚期—新近紀早期的流體主要起膠結封閉作用[32-36]。

3 認識

圖4 車排子凸起斷裂帶內流體包裹體均一溫度分布直方圖Fig.4 Distribution histogram of homogenization temperature in fluid inclusion of fault zone in Chepaizi uplift

表1 石炭系儲集層樣品中的鹽水包裹體測試數據Table 1 Aqueous inclusion test data of sample from Carboniferous reservoirs

圖5 車排子凸起EE1井埋藏史圖Fig.5 Well EE1 burial history of Chepaizi uplift

（1）車排子凸起石炭系儲層鏡下觀察，烴類包裹體以氣態兩相包裹體為主?？傮w含量較少，烴類包裹體形態多樣，單偏下呈淺棕黃色，說明有機質成熟度中等。

（2）車排子凸起石炭系深層次熱液流體與油氣流體延斷裂一同向上運移，形成了斷裂帶內復雜的流體活動特征。

（3）利用巖心、鏡下、包裹體資料，綜合分析認為，車排子凸起紅車斷裂帶主要經歷三疊紀中晚期、早中白堊世及古近紀中晚期—新近紀早期3期流體活動，三疊紀中晚期和早中白堊世的熱液流體與油氣藏呈“邊充注、邊膠結”狀態。

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