高 勇，牟智全，王永凱，竇紅坤，曾建宏

(1.中油大港油田分公司 天津 大港 300280; 2.中油東方地球物理勘探有限責(zé)任公司，天津 大港 300280)

流體包裹體在油氣成藏研究中的應(yīng)用

高 勇1，牟智全1，王永凱1，竇紅坤2，曾建宏1

(1.中油大港油田分公司 天津 大港 300280; 2.中油東方地球物理勘探有限責(zé)任公司，天津 大港 300280)

通過對濱海斷鼻沙三段、歧北斜坡沙二段和濱海斜坡沙一段流體包裹體均一溫度分布特征、烴包裹體產(chǎn)出特征、包裹體和瀝青的成因特征的分析，劃分出研究區(qū)油氣成藏期次、成藏時間以及油氣藏成因的控制因素，認(rèn)為研究區(qū)具有“兩期充注、先油后氣，差異聚集、高油低氣”的油氣成藏模式;油藏分布序列受生烴演化、構(gòu)造發(fā)育的配置關(guān)系控制;受大面積分布的巖性圈閉控制，多期砂體疊置，差異聚集是油氣藏分布倒置的主要原因。

流體包裹體;成藏期次;兩期充注;差異聚集;高油低氣;濱海地區(qū)

引言

流體包裹體是油氣運移聚集過程的直接標(biāo)志，其形成后沒有外來礦物的加入和自身物質(zhì)的溢出，因而可作為原始的成礦液體來研究，可以用來確定油氣運移的相態(tài)、時期、期次、方式、深度等［1－2］。本文主要針對濱海地區(qū)沙河街組普遍存在“高油低氣”的油氣藏特征，選擇濱海斷鼻沙三段、歧北斜坡沙二段和濱海斜坡沙一段3個目標(biāo)，通過分析流體包裹體，研究其油氣成藏期次、成藏時間和油氣藏成因，明確了“高油低氣”油氣分布倒置的主要原因，對研究該區(qū)油氣藏分布規(guī)律、尋找有利勘探目標(biāo)具有一定指導(dǎo)意義。

1 基本地質(zhì)特征

濱海地區(qū)位于北大港潛山構(gòu)造帶向歧口凹陷過渡的斜坡部位，北到海河斷層，南至歧東斷層，為一繼承性發(fā)育且被斷層復(fù)雜化的大型斜坡構(gòu)造。其構(gòu)造發(fā)育主要受濱海斷裂系控制，具有兩期構(gòu)造運動、兩期成藏的特點。

濱海地區(qū)油氣藏受油源、生烴史和構(gòu)造演化史控制，呈“高油低氣”的特征，其中濱海斷鼻高部位沙三段為油藏(Bs6)、中部為凝析氣藏(Qs6)、低部位為干氣藏(Qs1);歧北斜坡沙二段低部位bins22井區(qū)以天然氣藏為主，高斜坡Bs6井區(qū)以油藏為主;濱海斜坡沙一段低部位binh4—bins3x1井區(qū)以天然氣藏為主，高臺階部位以油藏為主。

2 包裹體類型及特征

在不同地質(zhì)地球化學(xué)環(huán)境和原油熱演化的不同階段，油氣儲層或源巖中的礦物巖石可能捕獲不同類型的烴包裹體［3］。研究區(qū)烴包裹體類型，按照室溫下的相態(tài)和組成特征主要劃分為4種:①液態(tài)烴包裹體，顏色主要為黑色、褐黑色、褐色、藍黑色等，粒度大小不等，形狀多數(shù)不規(guī)則;②氣、液態(tài)烴包裹體，主要由液態(tài)烴、氣態(tài)烴和鹽水溶液組成;③氣態(tài)烴包裹體，主要由氣態(tài)烴和鹽水溶液組成，氣泡為黑色、藍灰色、褐黑色;④含瀝青包裹體，黑色或灰黑色，無熒光，常產(chǎn)于高演化氣藏或受分異作用的油氣藏。

3 包裹體在油氣成藏研究中的應(yīng)用

3.1 油氣成藏期次的劃分

3.1.1 利用均一化溫度劃分油氣成藏期次

烴類包裹體證明儲層油氣出現(xiàn)運移充注［4］。均一化溫度可以近似地認(rèn)為是油氣充注時(即流體包裹體被捕獲時)地層的溫度，因此，通過刻畫直方圖來圈定均一化溫度分布范圍，以此來確定油氣運移充注的時期，均一化溫度分布直方圖劃分為連續(xù)型(單峰)和非連續(xù)型(雙峰或多峰)2類。

依據(jù)研究區(qū)流體包裹體資料分析濱海地區(qū)油氣充注存在2種類型:即連續(xù)型(單峰)多次沖注1期成藏(Qs6、Gs4沙三段等)和非連續(xù)型(雙峰)多次沖注2期成藏(Qs1沙三段)(圖1)。Qs1井在沙三段為多次非連續(xù)充注且兩期成藏，包裹體均一化溫度早期為56.7～90.1℃，包裹體均一化溫度晚期為130～150℃;Gs4、Qs6井沙三段為多次連續(xù)充注1期成藏，Qs6包裹體均一化溫度井為130～150℃，而Gs4井為101～116℃。

圖1 濱海斷鼻沙三段包裹體均一化溫度分布

3.1.2 利用烴包裹體產(chǎn)出特征劃分油氣成藏期次

為了剖析油氣運移、聚集和成藏過程，深入研究了礦物中油氣包裹體的類型特征。根據(jù)包裹體中含油、氣、水和瀝青質(zhì)的特征，劃分為不同期次的烴包裹體［5］。研究區(qū)烴包裹體產(chǎn)出分布特征主要是:1期形成的烴包裹體主要沿石英次生加大邊內(nèi)側(cè)成帶分布，或沿切及加大邊早期的裂縫成帶分布，熒光顏色以褐色、深褐色為主，如:BS6井3 557 m油斑細砂巖(單偏光)石英加大邊內(nèi)側(cè)深褐色液烴包體(圖2a)，BH8井3 981.8 m，中—細砂巖(單偏光)，石英碎屑內(nèi)微裂縫中成帶分布深褐色液烴包體(圖2b)，BS22井4 616.5 m，油斑細砂巖 (單偏光)石英加大邊內(nèi)側(cè)淺黃色液烴包體淺藍綠色熒光 (圖2c);2期形成的包裹體主要分布在碎屑及次生加大邊外側(cè)和晚期的裂縫中，多成帶分布，熒光顏色為淺藍、淺黃、綠、灰色，如: BS22井4 616.5 m，油斑細砂巖，沿石英次生加大邊外側(cè)分布的氣液烴包體，單偏光呈淡黃色、淡黃－灰色氣液烴和氣液烴包體，熒光照射下為較強的淺藍色熒光。

3.1.3 利用包裹體和瀝青的成因特征判斷油氣成藏期次

劉德漢等［6］已經(jīng)證實:由于原油裂解形成的氣藏，儲層中常有中間相結(jié)構(gòu)焦瀝青和高溫流體包裹體、含瀝青的礦物包裹體。而干酪根熱解形成的氣藏，礦物包裹體比較簡單，以不含瀝青和重?zé)N的甲烷包裹體為主。

經(jīng)過分析，Qs1井沙三段烴類包裹體為早期和晚期2期成藏。Qs1井的一部分天然氣是干酪根經(jīng)高溫直接裂解形成，包裹體特征檢測結(jié)果為氣態(tài)烴包裹體;另一部分是新構(gòu)造運動之后，一些埋藏較深未遭受破壞的早期油藏，經(jīng)過高溫裂解成天然氣，該井4 978 m包裹體特征檢測結(jié)果為瀝青包裹體，直接證實了原油裂解成因氣藏。

3.2 確定古地溫梯度

古地溫梯度可根據(jù)均一化溫度、成巖礦物形成的時間和盆地的沉積埋藏歷史推斷［7－9］。通過測定流體包裹體的均一化溫度來確定研究區(qū)古地溫梯度，測定結(jié)果顯示:鹽度為1%～5%NaCl且深度在3 000～5 000 m的鹽水相流體包裹體，均一化溫度的主要區(qū)間為105～150℃，深度和溫度成正比關(guān)系，隨深度增加，溫度增高;其中，濱海斷鼻—濱海斜坡沙河街組的古地溫梯度為0.035 3℃/m。歧北斜坡沙二段古地溫梯度為0.035 4℃/m。

圖2 1期液烴包產(chǎn)出體分布特征

3.3 確定油氣成藏時間

依據(jù)上述劃分的油氣成藏期次、古地溫梯度，結(jié)合本區(qū)埋藏史的恢復(fù)，分別確定了濱海斷鼻沙三段、歧北斜坡沙二段和濱海斜坡沙一段儲集層中油氣運聚充注和成藏的時期。

濱海斷鼻沙三段:Qs1井早期成藏時間距今28.5～19.5 Ma，相當(dāng)于Ed—Ng早期沉積時期;晚期成藏時間距今6.25～1.5 Ma，相當(dāng)于Nm晚期到Q早期;Qs6井1期成藏(晚期)，成藏時間距今不大于3 Ma，相當(dāng)于Nm末期到Q沉積時期(圖3)。

歧北斜坡沙二段:BS6井2期成藏，以晚期成藏為主，成藏時間為1.5 Ma以后，相當(dāng)于Q—現(xiàn)今。BS22井2期成藏，以晚期成藏為主，成藏時間為7.0～3.2 Ma和1 Ma以后，相當(dāng)于Nm中晚期和Q晚期—現(xiàn)今(圖4)。

濱海斜坡沙一段:bai21－1井成藏時間距今8.5～3.5 Ma，相當(dāng)于Nm中晚期沉積時期;bai10－3井1期成藏(晚期)，成藏時間距今6.5～4.0 Ma，相當(dāng)于Nm中晚期(圖5)。

3.4 油氣藏成因

濱海地區(qū)油氣藏分布具有高油低氣的特征，即構(gòu)造高部位以油藏為主，構(gòu)造低部位以氣藏為主，即表現(xiàn)在不同層段之間，也表現(xiàn)在同一層段之內(nèi)。依據(jù)包裹體資料分析結(jié)果，結(jié)合砂體追蹤、描述和圈閉形成期的綜合分析，研究表明造成這種現(xiàn)象的原因主要有3個。

(1)濱海地區(qū)沙河街組形成“高油低氣”的油氣藏分布序列，主要是受生烴演化階段與構(gòu)造發(fā)育配置關(guān)系的控制。沙三段烴源巖在沙河街—東營組時期進入成熟階段，以生油為主，明化鎮(zhèn)組時期進入高熟及過熟階段，大量熱成因氣排出。具有2期充注、先油后氣的成藏特點。第1期東營組(Ed)沉積時期沙三段烴源巖成熟，進入生油高峰期，形成自生自儲油藏。第2期明上時期(Nm—Q)，沙三段上部烴源巖進入生氣階段，沙三段形成自生自儲氣藏，原油在重力分異作用下沿油源通道向上運聚，在構(gòu)造高部位成藏。同時部分演化程度較高的油氣進入沙二段儲層。第四紀(jì)時期沙三段烴源巖持續(xù)生氣，在鄰近高成熟源巖附近沙二圈閉聚集成藏。

(2)受大面積分布的巖性圈閉控制，砂體多期疊置，差異聚集是形成同層段“高油低氣”油氣藏分布特征的主要原因，如歧北斜坡沙二段(圖6)。“上油下氣”油氣藏分布于不同的大面積分布的構(gòu)造－巖性和巖性圈閉中。

圖3 濱海斷鼻沙三段油氣充注期與成藏時間

圖4 岐北斜坡沙二段油氣充注期與成藏時間

圖5 濱海斜坡沙一段油氣充注期與成藏時間

(3)斷層側(cè)向封閉性控制了油氣分布的差異。持續(xù)活動的大斷裂及其伴生的次級斷裂是油氣差異聚集的主要運移通道［10］。烴源巖大量生氣及晚期的快速深埋也可以形成油氣分布倒置。

圖6 B81x1—BS1—BS6井油藏剖面

4 結(jié)論與認(rèn)識

(1)沙河街組油氣充注存在2種類型:即連續(xù)型多次沖注1期成藏(晚期)和非連續(xù)型多次沖注2期成藏(早期和晚期)。

(2)不同期次形成的包裹體其產(chǎn)出特征不同，1期形成的烴包裹體主要沿石英次生加大邊內(nèi)側(cè)成帶分布，或沿切及加大邊早期的裂縫成帶分布，熒光顏色以褐色、深褐色為主;2期形成的包裹體主要分布在晚期的裂縫中以及碎屑、石英次生加大邊外側(cè)，多成帶分布，熒光顏色為淺藍、淺黃、綠、灰色。

(3)Qs1井烴類包裹體成因特征表明，研究區(qū)沙三段為早期和晚期兩期成藏。第1期是早期充注的油形成油藏，經(jīng)原油裂解成因形成氣藏;第2期是由高溫深埋后的干酪根直接裂解的天然氣形成氣藏。

(4)研究區(qū)沙河街組的油氣成藏模式為“兩期充注、先油后氣，差異聚集、高油低氣”，構(gòu)造發(fā)育的配置關(guān)系和生烴演化階段雙重控制油藏分布序列。

(5)砂體多期疊置，“高油低氣”油氣藏受大面積分布的巖性圈閉控制，差異聚集是油氣藏分布倒置的主要原因。

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編輯 張 雁

TE122.1

A

1006－6535(2012)04－0037－05

10.3969/j.issn.1006－6535.2012.04.010

20120112;改回日期:20120415

中國石油天然氣股份有限公司項目“歧口富油氣凹陷大油氣田勘探及綜合配套技術(shù)研究”子項目“歧口凹陷分層系含油氣評價及目標(biāo)優(yōu)選”(2008E－0602)

高勇(1976－)，男，工程師，2004年畢業(yè)于長江大學(xué)石油勘查工程專業(yè)，現(xiàn)從事石油地質(zhì)勘探研究工作。