吳 凡，付曉飛，卓勤功，桂麗黎，王 媛，蘆 慧

（1.東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江 大慶 163318； 2.中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司，北京 100011； 3.中國石油勘探開發(fā)研究院 中國石油天然氣集團(tuán)公司盆地構(gòu)造與油氣成藏重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083； 4.中國石油塔里木油田勘探開發(fā)研究院，新疆 庫爾勒 841000）

基于定量熒光技術(shù)的庫車拗陷英買7構(gòu)造帶古近系油氣成藏過程分析

吳 凡1，2，3，付曉飛1，卓勤功3，桂麗黎3，王 媛4，蘆 慧1

（1.東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江 大慶 163318； 2.中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司，北京 100011； 3.中國石油勘探開發(fā)研究院 中國石油天然氣集團(tuán)公司盆地構(gòu)造與油氣成藏重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083； 4.中國石油塔里木油田勘探開發(fā)研究院，新疆 庫爾勒 841000）

利用定量顆粒熒光技術(shù)，研究塔里木盆地庫車拗陷英買7構(gòu)造帶油氣調(diào)整特征.英買19古近系儲(chǔ)層砂巖樣品定量熒光光譜響應(yīng)及流體包裹體觀測、儲(chǔ)層瀝青鏡下分析結(jié)果表明：英買19有殘余油層存在且古油柱厚度大于現(xiàn)今油層厚度，古油藏發(fā)育并發(fā)生原油泄漏；英買19現(xiàn)今油水界面在4 706 m處；英買7構(gòu)造帶油氣藏早期吉迪克期～康村期以油充注為主，并形成古油藏，晚期庫車期開始以氣充注為主，天然氣經(jīng)過階段性充注、氣洗改造原有油氣藏，古油水界面多次向下調(diào)整，后受構(gòu)造抬升運(yùn)動(dòng)影響，最終形成現(xiàn)今凝析氣藏.該研究成果為英買7構(gòu)造帶古近系油氣成藏過程研究提供依據(jù).

庫車南部斜坡帶；英買7構(gòu)造帶；油氣成藏過程；古油水界面恢復(fù)；定量熒光技術(shù)

0 引言

油氣藏油水界面的變遷記錄油氣藏形成以后的調(diào)整、改造及破壞的歷史.根據(jù)恢復(fù)油氣藏在各地質(zhì)歷史時(shí)期古油水界面位置，可以確定油氣運(yùn)聚成藏的時(shí)間，恢復(fù)流體成藏的調(diào)整過程，幫助認(rèn)識(shí)油氣藏形成和分布規(guī)律，為油氣藏成藏特征研究奠定基礎(chǔ)[1].近年來，熒光技術(shù)逐步應(yīng)用于包裹體及成藏過程研究，為識(shí)別古油柱、現(xiàn)今與古油水界面等研究提供證據(jù)[2-3]，該技術(shù)具有快速、簡便和經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，已經(jīng)在油氣成藏領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[4-5].

塔里木盆地庫車拗陷作為油氣勘探的重要領(lǐng)域，人們研究油氣系統(tǒng)的成藏過程，認(rèn)為庫車拗陷具有多期次充注的特征，但成藏過程認(rèn)識(shí)存在差異[6-9].英買7構(gòu)造帶位于庫車拗陷南部斜坡帶的西南部，緊鄰塔北隆起，在古近系、白堊系、奧陶系獲得工業(yè)性油流，主要分析古近系凝析油氣藏的成藏過程.對(duì)于該構(gòu)造帶古近系油氣來源，認(rèn)為是庫車拗陷三疊系—侏羅系陸相烴源巖[6，8，10-13]，但油氣充注過程存在差異，如趙靖舟等認(rèn)為早期康村期形成英買21和英買23～17低熟氣藏，晚期庫車期形成英買19和英買7～9成熟氣藏[7]；Liang Digang等認(rèn)為中新世早期成油、上新世以來晚期聚氣[6]；趙孟軍等認(rèn)為喜馬拉雅早期油氣聚集、破壞和喜馬拉雅晚期天然氣聚集、調(diào)整[8，14].

筆者利用定量顆粒熒光技術(shù)（QGF和QGF-E）識(shí)別古油層和殘余油層，恢復(fù)油水界面的變遷歷史，分析油氣調(diào)整特征，并結(jié)合包裹體觀測、儲(chǔ)層瀝青證據(jù)為油氣成藏過程研究提供指導(dǎo).

1 石油地質(zhì)特征

庫車拗陷位于塔里木盆地北部，構(gòu)造單元可劃分為“三帶一凹一斜坡”，從北向南依次為北部單斜帶、克拉蘇—依奇克里克構(gòu)造帶、烏什—拜城—陽霞凹陷、秋里塔格構(gòu)造帶及南部斜坡帶[15].英買7斷裂構(gòu)造帶位于南部斜坡帶西南端，是一個(gè)呈北東—西南向展布的二級(jí)構(gòu)造帶，由一系列北東向燕山—喜山期正斷層組成，沿?cái)鄬有纬梢幌盗泄沤抵涟讏紫档臄啾承?、斷鼻和斷塊構(gòu)造，東面是紅旗斷裂構(gòu)造帶，南鄰英買2號(hào)構(gòu)造，西接南喀—英買力低隆，北面是羊塔克斷裂構(gòu)造帶.構(gòu)造帶內(nèi)部自西向東可劃分為英買21號(hào)、英買23號(hào)、英買17號(hào)、英買7～19號(hào)、英買9號(hào)斷裂構(gòu)造帶（見圖1）.該地區(qū)油氣藏為典型的“復(fù)式油氣藏”，類型包括古近系的帶底油或油環(huán)的底水塊狀凝析氣藏、英買7號(hào)構(gòu)造奧陶系的潛山內(nèi)幕背斜底水塊狀油藏和英買9號(hào)構(gòu)造白堊系的邊水層狀油藏，其中古近系的油主要來源于庫車拗陷上三疊統(tǒng)黃山街組的湖相烴源巖，氣主要來自庫車拗陷侏羅系的煤系烴源巖[16-18].

圖1 英買7構(gòu)造帶油氣藏分布及剖面Fig.1 Distribution and profile of oil and gas in Yingmai 7 fault structure belt

2 樣品與實(shí)驗(yàn)

定量熒光技術(shù)（QFT）可以連續(xù)采集多口井不同深度的樣品進(jìn)行系統(tǒng)的光譜分析，根據(jù)整個(gè)樣品的剖面變化識(shí)別油水界面，判斷現(xiàn)今油層和古油層，進(jìn)而分析油氣性質(zhì)等[19-23].該技術(shù)主要包括定量顆粒熒光技術(shù)（QGF，Quantitative Grain Fluorescence）、包裹體定量顆粒熒光技術(shù)QGF+、粒間萃取物定量熒光技術(shù)（QGF-E）和三維全掃描定量熒光技術(shù)（TSF，Total Scanning Fluorescence）.

QGF根據(jù)儲(chǔ)層樣品顆粒的熒光響應(yīng)，分析不同烴類的QGF光譜特征反映油質(zhì)的輕重，由輕至重光譜向長波方向偏移；凝析油和輕質(zhì)油的光譜曲線在300～600 nm之間呈現(xiàn)不對(duì)稱且向短波長方向傾斜的特征，波峰位置介于375～475nm之間；重質(zhì)油的光譜曲線在475 nm附近形成寬峰.四環(huán)芳香烴和極性化合物最大光譜峰出現(xiàn)在475～550 nm之間，次級(jí)峰在375 nm附近.QGF指數(shù)是波長在375～475 nm之間平均光譜強(qiáng)度與波長300 nm處光譜強(qiáng)度的歸一化值，可以作為識(shí)別古油水界面的標(biāo)志，油層的QGF指數(shù)比水層的高；QGF-E是QGF的拓展，測量吸附于儲(chǔ)層巖石顆粒表面的、可溶于二氯甲烷（DCM）的烴類提取物的紫外激發(fā)光的熒光強(qiáng)度和光譜特征[8，9，11-15]，參數(shù)主要有Imax（最大熒光強(qiáng)度）和λmax（最大熒光強(qiáng)度對(duì)應(yīng)波長），一般認(rèn)為油層熒光強(qiáng)度普遍較高，而水層樣品的熒光強(qiáng)度很低，譜線很平緩且接近基線，殘余油層熒光強(qiáng)度介于油層與水層之間[22-23]，分析結(jié)果可以用于勘探和鉆井評(píng)價(jià)中現(xiàn)今油層及殘余油層的判定.Liu K等指出在解釋油水界面的依據(jù)時(shí)還要因地區(qū)而異，需要綜合考慮油藏QGF指數(shù)和QGFE光譜特征、整體強(qiáng)度和強(qiáng)度隨深度變化的趨勢(shì)，通常油水界面附近存在一個(gè)QGF-E強(qiáng)度突然增加的拐點(diǎn)[22].QGF、QGF-E檢測儀器是Varian Cary-Eclipse熒光光譜分光光度計(jì)，它對(duì)儲(chǔ)集層抽提物和固體顆粒熒光光譜可以進(jìn)行快速和高精度檢測.

分析樣品來自英買19井，位于英買7構(gòu)造帶中的英買19號(hào)斷背斜上.在英買19井古近系4 670.0～4 715.0 m的取心井段內(nèi)系統(tǒng)采集29塊巖石樣品，其中，氣油界面4 697.5 m之上樣品17塊，油層4 698.5～4 704.5 m段樣品6塊，油水同層過渡帶4 704.5～4 707.5 m樣品3塊，水層4 707.5～4 715.0 m樣品3塊，每0.5～2.0 m間隔取樣，樣品巖性多為細(xì)砂巖，少部分為粉砂巖和中砂巖.另外，流體包裹體和孔隙瀝青的存在是油氣運(yùn)移及原油充注最直接的證據(jù)[24-25]，利用ZEISS Imager A1m多功能顯微鏡，對(duì)英買19井儲(chǔ)層巖石樣品薄片進(jìn)行鏡下觀測、分析.

定量熒光技術(shù)實(shí)驗(yàn)方法：首先，將樣品研磨并篩選出40～60目的單顆粒，每個(gè)樣品稱取質(zhì)量2.500 g，電子稱稱量精度達(dá)到10-3g.將稱量好的樣品分別放在50 m L燒杯中，加入20 m L二氯甲烷，將燒杯放入超聲儀中，進(jìn)行超聲10 min，烘干.然后，每個(gè)燒杯中分別加入40 m L、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的雙氧水，將樣品在超聲儀中進(jìn)行超聲10 min，放置在通風(fēng)廚中靜置40 min，再進(jìn)行超聲10 min，用蒸餾水清洗樣品，除去雙氧水溶解的物質(zhì).之后，加入40 m L、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.6%的鹽酸，用玻璃棒攪動(dòng)20 min，倒掉燒杯中鹽酸溶液，用蒸餾水清洗樣品3遍.最后，將樣品放在烘烤箱中烘烤24 h，溫度為60℃，烘干后分別加入20 m L二氯甲烷，進(jìn)行超聲10 min，每個(gè)樣品分別提取10 m L溶液注入溶液瓶中，密封好，用做QGF-E分析，剩余樣品倒掉二氯甲烷，晾干后固體樣品做QGF分析.

3 結(jié)果與討論

3.1 QGF、QGF—E實(shí)驗(yàn)結(jié)果

英買19井的QGF參數(shù)和QGF-E參數(shù)結(jié)果見表1.QGF指數(shù)分布在2.3～7.1之間，其中54.8%≥4，80.6%≥3，表現(xiàn)出分段規(guī)律性變化，從淺到深依次劃分為4 670.1～4 679.0、4 679.0～4 686.5、4 686.5～4 700.3、4 703.3～4 711.0 m四段，每一段隨深度增加QGF指數(shù)逐漸降低.QGF熒光強(qiáng)度分布在0.9～6.3 p.c.之間，λmax分布在369～403 nm之間，具有明顯的熒光強(qiáng)度峰值（見圖2）.QGF-E強(qiáng)度分布在9～721 p.c.之間，在4 670.0～4 690.0 m之間普遍大于20 p.c.，且其中有3個(gè)大于40 p.c.，在4 692.0～4 706.0 m之間普遍遠(yuǎn)大于40 p.c.，但在4 698.0、4 698.8 m處出現(xiàn)小于20 p.c.的特殊值，此處QGF指數(shù)也較低，結(jié)合巖性分析是由泥巖夾層段導(dǎo)致的；4 706.0 m以下普遍小于20 p.c.，且4 706.0 m處出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)；λmax分布在319～477 nm之間，普遍分布在370 nm左右，4 706.0 m以下曲線平緩，略呈微弱的峰形（見圖2）.

3.2 古油藏發(fā)育

樣品的QGF熒光響應(yīng)結(jié)果見表1、圖2.QGF指數(shù)存在20 m（4 688.0～4 698.0、4 701.1～4 709.0 m）的儲(chǔ)層段QGF指數(shù)基本大于4，符合古油藏的顆粒熒光剖面特征，可以確定古油藏發(fā)育，推測古油柱厚度大于現(xiàn)今油層厚度，曾發(fā)生過原油泄漏；QGF光譜和QGF-E光譜具有明顯的熒光強(qiáng)度峰值，為凝析油和輕質(zhì)油光譜特征；QGF光譜峰值絕大數(shù)在400 nm左右，而局部在350 nm左右，說明早期有輕組分烴充注，后期有成熟度較高的油或氣充注.

通過包裹體觀測，在氣層段4 693.6 m處的包裹體薄片中發(fā)現(xiàn)黃色熒光包裹體（見圖3），根據(jù)熒光顏色與油包裹體密度的關(guān)系，近黃色包裹體密度大，近藍(lán)色包裹體密度小[26-27]，認(rèn)為該包裹體屬于烴類包裹體，為該氣層曾發(fā)生過原油充注提供直接證據(jù).

通過鏡下觀察，在氣層4 697.2 m處薄片樣品的儲(chǔ)集層顆粒間與石英微裂縫中，發(fā)現(xiàn)大量發(fā)褐色熒光儲(chǔ)集層瀝青物質(zhì)（見圖4），屬于成熟度相對(duì)偏低的膠質(zhì)瀝青，推測為早期原油充注、遭受氣侵改造后殘留形成，是早期原油充注的原始證據(jù).

表1 英買19的QGF和QGF—E實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 1 QGF and QGF—E results in Yingmai 19

圖2 英買19儲(chǔ)層砂巖不同深度QGF光譜特征Fig.2 QGF spectrum characterization of sandstone samples in different depth of Yingmai 19

圖3 儲(chǔ)層流體包裹體特征及賦存狀態(tài)（英買19井，4 693.6 m，E）Fig.3 Microgragh of the fluid inclusion in the reservoir（Yingmai 19，4 693.6 m，E）

圖4 儲(chǔ)集層瀝青鏡下特征（英買19井，4 697.2 m，E）Fig.4 The microscopic characteristics of asphalt in reservoir（Yingmai 19，4 697.2 m，E）

3.3 油水界面變遷

QGF、QGF-E實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果見圖5，QGF-E強(qiáng)度在氣層段普遍大于20 p.c.，為殘余油層熒光強(qiáng)度特征，表明在整個(gè)氣層段曾發(fā)生過原油充注.根據(jù)QGF-E熒光強(qiáng)度分布特征顯示，在4 706.0 m處出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)，結(jié)合綜合解釋4 704.5～4 707.5 m為油水同層，推斷4 706.0 m為現(xiàn)今油水界面.QGF指數(shù)和QGF-E熒光強(qiáng)度分段性特征表明，英買19存在古油藏分段調(diào)整的特征，推測不同時(shí)期存在4個(gè)古油水界面，分別為4 679.0、4 686.5、4 693.6、4 700.3 m.

3.4 油氣成藏過程分析

英買19井早期為原油充注，后期為天然氣階段性注入，結(jié)合庫車拗陷南部斜坡帶地區(qū)構(gòu)造演化史，認(rèn)為英買7構(gòu)造帶油氣成藏過程主要經(jīng)歷階段（見圖6[7]）：古近系末（見圖6（a）），英買7構(gòu)造帶初步形成幾個(gè)平緩的背斜，因?yàn)橛驮垂┙o不足而未形成油氣藏；新近系吉迪克組沉積期（N1j，23.0～12.0 Ma；見圖6（b）），庫車拗陷三疊系湖相烴源巖處于生油高峰，生成的原油從北向南經(jīng)過長距離側(cè)向運(yùn)移到南部斜坡帶，英買7構(gòu)造帶現(xiàn)今局部構(gòu)造基本形成，開始形成油藏，后因喜馬拉雅早期運(yùn)動(dòng)、斷層開啟等，聚集的油藏遭到一定程度的破壞而未形成統(tǒng)一油水界面；康村期（N1-2k，12.0～5.0 Ma；見圖6（c））英買7構(gòu)造帶原油繼續(xù)充注，并開始初步形成統(tǒng)一的油水界面，東部英買19油水界面在深度4 679.0 m處；庫車早中期（N2k，5.0～3.0 Ma；見圖6（d））侏羅系煤系烴源巖開始生干氣，由于存在干氣充注和構(gòu)造擠壓運(yùn)動(dòng)，原有的早期古油藏被氣洗并改造，逐漸形成凝析氣藏，英買19油水界面調(diào)整到4 686.5 m處；庫車晚期（2.5～1.6 Ma）進(jìn)入大量生氣階段，氣洗和改造作用進(jìn)一步加強(qiáng)，原油再次被天然氣排替，原有凝析氣藏又一次被改造，油水界面變至4 693.5 m處；第四紀(jì)西域期（1.6～0 Ma）由于受不斷充注的天然氣排替作用，古油水界面在原古油藏布局基礎(chǔ)上再次下調(diào)，后因構(gòu)造抬升運(yùn)動(dòng)，最終形成現(xiàn)今油氣藏（見圖6（e））.

圖5 英買19古近系儲(chǔ)層砂巖定量熒光綜合剖面Fig.5 Quantitative fluorescence integrated profile of Paleogene reservoir sandstone samples in Yingmai 19

圖6 英買7構(gòu)造帶油氣藏演化剖面Fig.6 The profiles of the evolution of reservoir in Yingmai 7 tectonic belt

4 結(jié)論

（1）根據(jù)英買19凝析氣藏古近系儲(chǔ)集層段29個(gè)砂巖樣品的定量顆粒熒光實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果，結(jié)合包裹體觀測、儲(chǔ)層瀝青分析、區(qū)域構(gòu)造演化史分析，英買19古近系凝析氣藏現(xiàn)今油水界面位于井深4 706.0 m，原油表現(xiàn)為凝析油和輕質(zhì)油特征.

（2）在英買19古近系氣層段發(fā)現(xiàn)發(fā)黃色熒光的包裹體和發(fā)褐色熒光遭受氣侵的儲(chǔ)集層瀝青，根據(jù)定量顆粒熒光結(jié)果，得出有殘余油層存在且古油柱厚度大于現(xiàn)今油層厚度，表明古油藏發(fā)生原油泄漏.

（3）英買7構(gòu)造帶由于早期油充注、晚期氣階段充注的特征及構(gòu)造抬升運(yùn)動(dòng)影響，英買19古油水界面發(fā)生4次變遷，分別為4 679.0、4 686.5、4 693.6、4 700.3 m.

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TE135.6；TE122.1

A

2095-4107（2014）04-0032-07

2014-04-14；

任志平

國家科技重大專項(xiàng)（2011ZX05003）；中國石油天然氣股份有限公司科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目（2011B-04）

吳 凡（1988-），男，碩士研究生，主要從事構(gòu)造地質(zhì)學(xué)與油氣成藏綜合方面的研究.

DOI 10.3969/j.issn.2095-4107.2014.04.005