鄂爾多斯盆地蟠龍地區(qū)延長組長2、長6段流體包裹體研究

曹 青，趙靖舟，柳益群

(1.西北大學 地質(zhì)學系，西安 710069； 2.西安石油大學 地球科學與工程學院，西安 710065)

鄂爾多斯盆地蟠龍地區(qū)延長組長2、長6段流體包裹體研究

曹 青1，趙靖舟2，柳益群1

(1.西北大學 地質(zhì)學系，西安 710069； 2.西安石油大學 地球科學與工程學院，西安 710065)

通過單偏光、熒光顯微鏡和顯微冷熱臺測溫觀察等方法，對鄂爾多斯盆地延長組長2段和長6段內(nèi)流體包裹體系統(tǒng)進行研究，歸納流體包裹體巖相學、均一溫度和冰點溫度等特征，結(jié)合盆地熱演化史分析推測出儲層內(nèi)烴類充注史，并恢復(fù)研究區(qū)長6段早白堊世末期的古流體勢。研究結(jié)果顯示，研究區(qū)延長組內(nèi)長2段和長6段內(nèi)主要發(fā)生過一期油氣充注，對應(yīng)的地質(zhì)歷史時間為早白堊世中期(120～100 Ma)。

流體包裹體；油藏形成時間；古流體勢；延長組；蟠龍地區(qū)；鄂爾多斯盆地

近年來在石油地質(zhì)學領(lǐng)域，流體包裹體已被用來研究油氣運移通道，描述油氣藏演化史，對了解盆地熱演化史和儲層系統(tǒng)內(nèi)流體運移事件有很重要的作用。流體包裹體研究通常被用來判斷：(1)溫壓演化史[1-3]；(2)孔隙水鹽度的演化，及地層流體對石英膠結(jié)作用的影響[4-6]；(3)油氣運移時間及其共生礦物與油氣充注[7-15]；(4)運移路徑、油氣類型及來源[16-19]。鄂爾多斯盆地蟠龍地區(qū)目前勘探程度相對較低，針對該地區(qū)油氣成藏期次方面的研究也相對薄弱[20]。本文選取鄂爾多斯盆地蟠龍地區(qū)28塊砂巖樣品，對其中的流體包裹體開展測試分析和研究。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

蟠龍?zhí)絽^(qū)位于鄂爾多斯盆地延長油田中北部，東靠青化貶、川口油田，西接安塞油田，北鄰子長油田。區(qū)內(nèi)斷層極不發(fā)育，局部發(fā)育鼻狀隆起構(gòu)造。蟠龍油田長2段和長6段主要發(fā)育辮狀河、三角洲平原亞相沉積，分流河道砂體是油藏富集的主要沉積相帶，形成的油藏類型主要為巖性油藏[21-24]。

蟠龍?zhí)絽^(qū)三疊系延長組儲層主要為灰色細粒長石砂巖，整體具有礦物成熟度低、結(jié)構(gòu)成熟度高、成巖作用強烈、致密砂巖儲集層的巖石學特征。長2段和長6段砂巖礦物中長石顆粒風化程度深，石英顆粒次生加大普遍；伊/蒙含量介于4%～24%之間，其均值為10.4%，而間層比均值為15%。

2 實驗樣品與方法

本次研究選取蟠龍地區(qū)9口井28塊長2段和長6段內(nèi)儲層樣品，根據(jù)砂巖中流體包裹體在顯微鏡下分布特征，選取石英次生加大邊中的包裹體進行研究。包裹體類型、特征觀察采用ZEISS雙通道熒光—透射光顯微鏡；均一溫度測定采用Linkam THMS 600G型冷熱臺，測定誤差為±0.5 ℃，初始升溫速率為5 ℃/min，接近均一狀態(tài)時調(diào)整為2 ℃/min。流體包裹體顯微—熒光觀察和均一溫度測定由西安石油大學陜西省油氣成藏地質(zhì)學重點實驗室完成。

3 流體包裹體特征

3.1巖相學特征

首先對宿主礦物內(nèi)的鹽水包裹體巖相學特征進行觀察描述，明確不同產(chǎn)狀內(nèi)鹽水包裹體特征；然后通過熒光顯微鏡區(qū)別鹽水包裹體和烴類包裹體，并描述烴類包裹體的特征及其所處產(chǎn)狀，將透射光和熒光分析結(jié)果綜合確定流體包裹體巖相學組合(FIA)特征，為正確劃分流體包裹體的形成期次提供可靠巖相學依據(jù)。鏡下觀察到以下3種類型包裹體：

1)鹽水包裹體：主要產(chǎn)出于石英次生加大邊、石英顆粒微裂隙和碳酸鹽膠結(jié)物中，個體多介于2～4 μm之間，氣液比介于5%～15%，豐度相對較高。形態(tài)各異，多呈現(xiàn)圓形、橢圓形及不規(guī)則狀；部分長2段儲層砂巖內(nèi)鹽水包裹體觀察到石鹽子晶(圖1a,b,c)。

2)含液態(tài)烴包裹體：主要產(chǎn)出于石英次生加大邊及石英溶蝕微裂縫中，個體多介于2～6 μm之間，氣液比介于15%～25%之間。形態(tài)多為橢圓形及不規(guī)則狀，呈串珠狀成群成帶分布，含液態(tài)烴部分透射光下顯示淺褐色，而在熒光下顯示微弱的黃綠色熒光(圖1d,e)。

3)液態(tài)烴包裹體：主要產(chǎn)出于石英次生加大邊及石英溶蝕微裂縫中，個體多介于2～6 μm之間，氣液比介于60%～90%之間，豐度整體較低。液態(tài)烴部分透射光下顯示淺褐色，而在熒光下顯示黃綠色熒光(圖1f)。

研究區(qū)延長組長2段和長6段砂巖內(nèi)觀察到的流體包裹體顯示以下組合特征：鹽水包裹體和烴類包裹體個體整體較小，在第一期石英次生加大邊內(nèi)以鹽水包裹體和含液態(tài)烴包裹體為主。

3.2均一溫度特征

測溫觀察主要選取砂巖內(nèi)的包裹體進行，主要選取與液態(tài)烴類包裹體伴生的均相捕獲的鹽水包裹體，共得到研究區(qū)長2段和長6段內(nèi)鹽水包裹體均一測試數(shù)據(jù)共730點。

研究區(qū)長2段和長6段內(nèi)鹽水包裹體均一溫度整體顯示為一個峰值，不同層段均一溫度峰值出現(xiàn)的位置略有差異。鹽水包裹體均一溫度分布于80～130 ℃之間，其峰值介于100～110 ℃之間。其中長6段內(nèi)包裹體主均一溫度介于100～120 ℃之間，而長2段內(nèi)包裹體均一溫度峰值介于90～110 ℃之間(圖2,表1)。分析研究區(qū)包裹體均一溫度發(fā)現(xiàn)，主要層段內(nèi)的包裹體均一溫度顯示單峰式，與液態(tài)烴和含液態(tài)烴包裹體伴生的鹽水包裹體均一溫度自下而上逐漸降低且較為集中。分析認為，本地區(qū)長2段和長6段儲層內(nèi)液態(tài)烴的捕獲期次主要為一期。

圖1 鄂爾多斯盆地蟠龍地區(qū)延長組流體包裹體巖石學特征Fig.1 Petrologic characteristics of fluid inclusions in Yanchang Formation, Panlong area, Ordos Basin

鏡下觀察到的次生鹽水包裹體主要產(chǎn)出于石英加大邊內(nèi)和溶蝕微裂縫內(nèi)，分析研究區(qū)石英加大邊內(nèi)和溶蝕微裂縫內(nèi)的包裹體發(fā)現(xiàn)：長6段內(nèi)捕獲的地層流體溫度在105～115 ℃之間，長2段內(nèi)則顯示90～110℃之間，均屬于中成巖A期捕獲而形成的包裹體。以大量含液態(tài)烴包裹體和鹽水包裹體伴生為主的流體包裹體組合結(jié)果顯示，該時期儲層內(nèi)液態(tài)烴含量相對增多，因而捕獲的液態(tài)烴類包裹體比例相對較多。

圖2 鄂爾多斯盆地蟠龍地區(qū) 長2段和長6段包裹體均一溫度直方圖Fig.2 Homogenization temperature histogram of fluid inclusions in Chang2 and Chang6 sections, Yanchang Formation, Panlong area, Ordos Basin

3.3冰點溫度

初熔溫度和冰點溫度是流體包裹體溫度測定的重要內(nèi)容，它們是確定包裹體含鹽體系成分的重要參數(shù)。經(jīng)實驗觀察測試，研究區(qū)長2段和長6段內(nèi)鹽水包裹體的始熔溫度均在-20.8 ℃以上，表示其中溶液的主要成分是NaCl體系的。

實驗觀察研究區(qū)長2段和長6段內(nèi)鹽水包裹體的冰點溫度(表1)均大于-8 ℃，表明包裹體內(nèi)為鹽度小于12%的NaCl-H2O體系的鹽水溶液。冰點測試結(jié)果主體介于-5～-8 ℃之間，其鹽度介于9.73%～10.49%之間，整體屬于中等鹽度。通過對與烴類包裹體伴生的鹽水包裹體均一溫度及其對應(yīng)的冰點溫度對比發(fā)現(xiàn)(圖3)，均一溫度與冰

圖3 鄂爾多斯盆地蟠龍地區(qū)長2段和 長6段部分均一溫度和冰點溫度交匯圖Fig.3 Homogenization temperature vs. ice temperature of Chang2 and Chang6 sections, Yanchang Formation, Panlong area, Ordos Basin 表1 鄂爾多斯盆地蟠龍地區(qū)長2和長6段部分包裹體測試數(shù)據(jù)及相關(guān)計算結(jié)果Table 1 Testing data of fluid inclusions in Chang2 and Chang6 sections, Yanchang Formation, Panlong area, Ordos Basin

井號層位測溫點/個均一溫度/℃最小最大均值冰點/℃鹽度/%深度/m剝蝕厚度/m古壓力/MPa古流體勢/(m2·s-2)馮88長26088．2121．2102．3-6．810．24789．90105020．81812馮139長23385．4118．6101．9-6．710．11345．48135020．42905馮152長23884．5116．8103．3-6．910．36839．28105021．62165馮155長23892．2116．2104．7-6．29．47612．65138022．92445馮171長23086．9117．9102．1-6．59．86310．93140020．62940馮173長23194．2113．2103．9-6．49．73618．69132022．22262馮152長63996．1119．9107．9-6．39．601130．63105025．83398馮155長65296．5122．5108．1-6．59．86893．63138026．62625馮158長615492．7120．1108．7-6．59．86864．33145026．52767馮189長63889．6119．3106．5-6．810．24711．85135025．132693257長621794．8124．5108．5-6．810．24871．20135026．33452

點溫度相關(guān)性不明顯。初步分析認為，長2段內(nèi)較高鹽度的鹽水包裹體其內(nèi)捕獲的地層水可能受到不同層段地層水的影響，其鹽度顯示不同地層鹽度混合后的狀態(tài)。

4 流體包裹體地質(zhì)意義

4.1成藏時間

不同學者利用流體包裹體法，結(jié)合地層埋藏史和熱演化史對鄂爾多斯盆地三疊系延長組石油充注期次進行了綜合研究，但研究結(jié)果卻不盡相同。目前針對鄂爾多斯盆地三疊系延長組成藏期次主要有2種認識，即一期石油充注[25-26]及二期石油充注[27-31]。

首先根據(jù)盆地熱史和埋藏史恢復(fù)研究區(qū)延長組古地溫演化曲線，再根據(jù)包裹體均一溫度推算其捕獲時間[32-33]。鄂爾多斯盆地由多個構(gòu)造單元組成，不同構(gòu)造單元的地溫梯度均有明顯差別。本研究區(qū)位于中央古隆起一級構(gòu)造單元中。根據(jù)該構(gòu)造單元的古地溫數(shù)據(jù)，粗略的繪制其古地溫演化趨勢圖。通過推算，研究區(qū)長2段和長6段內(nèi)包裹體形成時間在距今100～125 Ma之間；推及整個研究區(qū)，此類鹽水包裹體的形成時間多在早白堊世(圖4)。因此初步推斷，與該期鹽水包裹體同時捕獲的烴類包裹體，在儲層中大量形成于早白堊世，即在早白堊世液態(tài)烴在儲層中運移，因此延長組油氣成藏主要為一期。

4.2古流體勢恢復(fù)

根據(jù)研究區(qū)地層剝蝕厚度恢復(fù)，推算長2段頂部的古埋深值；并結(jié)合流體包裹體測試的結(jié)果求取古流體鹽度、密度和流體古壓力，最終恢復(fù)繪制長2段早白堊世末期的古流體勢等值線圖(圖5)。

圖4 鄂爾多斯盆地蟠龍地區(qū)長2段和 長6段古地溫演化與包裹體形成時間推算Fig.4 Predication of thermal evolution and fluid inclusion formation time of Chang2 and Chang6 sections, Yanchang Formation, Panlong area, Ordos Basin

圖5 鄂爾多斯盆地蟠龍地區(qū) 長2段儲層早白堊世末期古流體勢等值線Fig.5 Contour of Cretaceous paleo-fluid potential for Chang 2 section in Panlong area, Ordos Basin

研究區(qū)長2段早白堊世末期古流體勢延伸趨勢為北東—南西方向，等值線間距在東西向變化較大。研究區(qū)長2段東南部為相對的高勢區(qū)，李家貶和張坪一帶古流體勢相對較低；儲層內(nèi)流體的運移受流體勢影響，顯示從研究區(qū)東南及西北兩側(cè)向其內(nèi)運聚的趨勢。在儲層及保存條件配套良好的情況下，低勢區(qū)中發(fā)現(xiàn)油氣藏的可能性較大。目前，長2段的試油結(jié)果顯示東南部高勢區(qū)以產(chǎn)水為主，而在馮88—馮20井低勢區(qū)以油水同出為主，且產(chǎn)油量相對較高。

5 結(jié)論

1)流體包裹體組合(FIA)特征以鹽水包裹體和含液態(tài)烴包裹體為主，液態(tài)烴部分在熒光下顯示黃綠色。長6段內(nèi)捕獲的地層流體溫度在105～115 ℃內(nèi)，長2段內(nèi)則顯示90～105 ℃之間，屬于在中成巖A期捕獲而形成包裹體；其鹽度多小于10.5%，整體屬于中等鹽度。

2)根據(jù)盆地熱史和埋藏史恢復(fù)研究區(qū)延長組古地溫演化曲線，再根據(jù)包裹體均一溫度推算其捕獲時間。研究區(qū)長2段和長6段內(nèi)烴類包裹體的捕獲時間在距今100～125 Ma之間，即在早白堊世期間儲層內(nèi)烴類運移富集。

致謝：感謝編輯和審稿老師在文章修改過程中提出的寶貴建議。西安石油大學地球科學與工程學院研究生陳瑩和崔琳等同學參與了部分基礎(chǔ)工作，在此表示感謝。

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(編輯黃 娟)

FluidinclusionsofChang2andChang6sectionsinYanchangFormation,Panlongarea,OrdosBasin

Cao Qing1, Zhao Jingzhou2, Liu Yiqun1

(1.DepartmentofGeology,NorthwestUniversity,Xi’an,Shaanxi710069,China;2.SchoolofEarthSciencesandEngineering,Xi’anPetroleumUniversity,Xi’an,Shaanxi710065,China)

With methods such as polarizing and fluorescence microscope observation, homogeneous temperature and ice point temperature measurement and analysis of composition, a systematic study was conducted to acquire petrographic, salinity and homogenization temperature of fluid inclusions in the Yanchang Formation of the Triassic reservoir in the Ordos Basin. Combined with the thermal evolution of basin, fluid injection history and corresponding paleo-fluid potential were constituted. The oil and gas accumulations of reservoirs in the Chang2 and Chang6 sections were characterized by one stage, and might happen in the Middle Cretaceous, about 120-100 Ma.

fluid inclusion; formation period of oil-and-gas reservoir; paleo-fluid potential; Yanchang Formation; Panlong area; Ordos Basin

1001-6112(2013)04-0384-05

10.11781/sysydz201304384

TE122.1

A

2012-09-19；

2013-06-01。

曹青(1979—)，女，博士，講師，從事油氣成藏方面的研究。E-mail: cao.qing@foxmail.com。

國家科技重大專項“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”子課題“鄂爾多斯盆地及周邊頁巖氣資源評價”(2011ZX05018001-004)。