查干凹陷有機(jī)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(guó)石化中原油田分公司勘探開發(fā)科學(xué)研究院,河南濮陽(yáng)457001)

查干凹陷有機(jī)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(guó)石化中原油田分公司勘探開發(fā)科學(xué)研究院,河南濮陽(yáng)457001)

包裹體是礦物形成過程中被捕獲的成礦介質(zhì),它包含了豐富的地質(zhì)信息。通過對(duì)查干凹陷有機(jī)流體包裹體特征的觀察及均一溫度和流體成分的測(cè)定,發(fā)現(xiàn)該區(qū)包裹體可分為三期,這三期包裹體與烴源巖有機(jī)質(zhì)熱演化階段具有很好的相關(guān)性。綜合研究認(rèn)為,本區(qū)具有三期成藏的特點(diǎn),第一期包裹體是烴源巖處于成熟階段并排出液態(tài)烴的標(biāo)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(tài)烴與氣態(tài)烴的標(biāo)志。本區(qū)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(jī)包裹體;均一溫度;成藏期次

1 地質(zhì)概況

查干凹陷地處內(nèi)蒙古自治區(qū)烏拉特后旗,位于銀根-額濟(jì)納盆地東部查干德勒蘇坳陷中央,是一個(gè)次級(jí)負(fù)向構(gòu)造單元。凹陷走向北東-南西向,北東長(zhǎng)60 km,南西寬 34km,面積約 2 000 km2(圖1)。

圖1 查干凹陷區(qū)域構(gòu)造位置

查干凹陷的主體是在晚古生代褶皺基底上發(fā)育起來(lái)的內(nèi)陸斷陷型盆地,受海西運(yùn)動(dòng)的影響,凹陷內(nèi)缺失三疊系及侏羅系沉積,僅發(fā)育白堊系和新生代地層。凹陷基底為一套二疊系淺變質(zhì)的碎屑巖,沉積蓋層自下而上依次劃分為:下白堊統(tǒng)巴音戈壁組(K1b)、蘇紅圖組(K1s)、銀根組(K1y),上白堊統(tǒng)烏蘭蘇海組(K2w)及第三、第四系,其中下白堊統(tǒng)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(tǒng)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(dá)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(jī)包裹體特征

包裹體是礦物形成過程中被捕獲的成礦介質(zhì),被稱為成礦流體的樣品,它相當(dāng)完整地記錄了礦物形成地條件和歷史,是礦物最重要的標(biāo)型特征之一,可以作為譯解成礦作用、特別是內(nèi)生成礦作用的密碼[4]。包裹體的研究以前多運(yùn)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(lái)越多地運(yùn)用于油氣礦床的研究。油氣在運(yùn)移、聚集過程中,由于流體的流動(dòng)對(duì)成巖礦物結(jié)晶的控制作用,導(dǎo)致礦物將優(yōu)先在流體流動(dòng)帶結(jié)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(zhì)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(yùn)移和演化的信息,因而成為目前研究沉積盆地地質(zhì)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(duì)有機(jī)包裹體的特征進(jìn)行了觀測(cè),用均一法測(cè)定了流體包裹體均一溫度,并利用激光拉曼分子微探針測(cè)定了部分單個(gè)包裹體的成分。

顯微鏡下觀察表明,研究區(qū)儲(chǔ)層內(nèi)的有機(jī)包裹體主要產(chǎn)出于石英加大邊內(nèi)、顆粒裂紋內(nèi)和次生裂隙內(nèi)。分析主要針對(duì)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(shí)期的流體狀況。增生邊中的包體大部分隨機(jī)分布,少量沿增生邊生長(zhǎng)軸集中分布。包體形態(tài)主要為橢圓狀及不規(guī)則狀。據(jù)綜合分析測(cè)試所得的均一溫度數(shù)據(jù)(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(gè)別可達(dá)12μm。流體包裹體的氣液比一般較小,大部分介于1%～5%之間,個(gè)別氣液比較大,達(dá)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?dú)狻５谝唤M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?dú)狻?/p>

表1 查干凹陷包裹體均一溫度及成分測(cè)定結(jié)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(jù)實(shí)測(cè)的鏡質(zhì)體反射率數(shù)據(jù),可將查干凹陷烴源巖的有機(jī)質(zhì)熱演化劃分為未成熟、成熟、高成熟和過成熟四個(gè)主要階段(圖3)。當(dāng)烴源巖埋藏深度小于950 m時(shí),有機(jī)質(zhì)處于未成熟階段(Ro<0.5%);埋藏深度為950～2 995 m時(shí),處于成熟階段(Ro=0.5%～1.3%);埋藏深度為2 995～3 910 m時(shí),處于高成熟階段(Ro=1.3%～2.0%);埋藏深度大于3 910 m時(shí),為過成熟階段(Ro>2.0%)。從包裹體均一溫度測(cè)定結(jié)果可以看出,本區(qū)存在著三期油氣流體活動(dòng)。將其結(jié)果投影到烴源巖演化曲線上,結(jié)果顯示,第一期相當(dāng)于烴源巖埋深到1 360～2 130 m發(fā)生的排烴活動(dòng),第二期相當(dāng)于烴源巖埋深到2 830～3 565 m發(fā)生的排烴活動(dòng),第三期相當(dāng)于烴源巖埋深大于4 300 m發(fā)生的排烴活動(dòng)。將兩者對(duì)比可以看出,包裹體均一溫度與烴源巖有機(jī)質(zhì)成熟階段具有很好的相關(guān)性。結(jié)合包裹體成分特征,可以認(rèn)為第一組包裹體是烴源巖處于成熟階段并排出液態(tài)烴的標(biāo)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(tài)烴與氣態(tài)烴的標(biāo)志。也就是說(shuō),本區(qū)油氣成藏活動(dòng)至少有三期。從包裹體數(shù)量上來(lái)看,第一及第二組包裹體較多,而第三組包裹體較少,說(shuō)明排烴以第一期和第二期為主,第三期排烴較少。也就是說(shuō)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(jié)論

包裹體均一溫度測(cè)定結(jié)果表明,本區(qū)存在著三期油氣流體活動(dòng)。包裹體的形成與烴源巖有機(jī)質(zhì)熱演化階段具有很好的相關(guān)性,其中第一組包裹體是烴源巖處于成熟階段并排出液態(tài)烴的標(biāo)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(tài)烴與氣態(tài)烴的標(biāo)志。綜合分析認(rèn)為,本區(qū)油氣成藏活動(dòng)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(tǒng)層序地層格架與演化[J].石油與天然氣地質(zhì),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(fā),2001,28(6):23-27.

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

[4] 何知禮.包體礦物學(xué)[M].北京:地質(zhì)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(yīng)用[J].石油地質(zhì)與工程,2008,22(4):14-15,18.

[6] 張育民,王冰,歐光習(xí).塔里木盆地孔雀河地區(qū)侏羅系油氣成藏期次研究[J].石油地質(zhì)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(yīng)用[J].天然氣勘探與開發(fā),2000,23(3):29-34.

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

[9] 盧煥章,范宏瑞.流體包裹體[M].北京:科學(xué)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(yè)于華北石油財(cái)經(jīng)學(xué)校石油化工專業(yè),現(xiàn)從事石油地質(zhì)綜合研究工作。

編輯:吳官生