王波，楊海風(fēng)，王孝轅，劉慶順

（1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452；2.中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300452）

黃河口凹陷陡坡帶B27構(gòu)造古近系油氣成藏期
——基于流體包裹體的證據(jù)

王波1，楊海風(fēng)2，王孝轅2，劉慶順2

（1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452；2.中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300452）

基于系統(tǒng)取樣和流體包裹體鏡下觀測與均一溫度測試，發(fā)現(xiàn)黃河口凹陷北部陡坡帶B27構(gòu)造古近系沙二段發(fā)育了兩期烴類包裹體，其分布特征、發(fā)育數(shù)量、形態(tài)特征與熒光特征均明顯不同。其中：第1期為單一液相烴類包裹體，數(shù)量較少，零星發(fā)育于石英次生加大邊和方解石膠結(jié)物內(nèi)；第2期為單一液相和氣液兩相烴類包裹體，數(shù)量明顯多于第1期，呈帶狀廣泛分布在石英（長石碎屑）及其次生加大邊、方解石膠結(jié)物的微裂隙內(nèi)。結(jié)合該區(qū)埋藏史，進(jìn)一步研究熱史，結(jié)果表明，研究區(qū)沙二段油氣充注應(yīng)當(dāng)具有“晚期成藏，兩期充注，晚期為主”的特點(diǎn)。其中：第1期油氣充注時間為6～3 Ma；第2期為油氣主要充注期，充注時間為2～0 Ma，充注強(qiáng)度明顯較大，展示出該區(qū)廣闊的勘探前景。

流體包裹體；充注期次；成藏時間；黃河口凹陷

0 引言

油氣成藏是在一定的時間和空間格架中的流體行為，特定時期的有效烴源巖、各種輸導(dǎo)要素、區(qū)域性蓋層的分布及其空間組合關(guān)系決定了這一時期油氣的主要充注方向和歸屬。明確一個地區(qū)主要的油氣成藏時期，即可根據(jù)這個（或幾個）關(guān)鍵時期的有效烴源巖、斷裂和砂體等輸導(dǎo)要素、區(qū)域性蓋層的展布及其組合關(guān)系來追溯油氣運(yùn)移，進(jìn)而達(dá)到預(yù)測油氣藏的目的［1］。

油氣成藏期研究一直是石油地質(zhì)學(xué)家和勘探家所關(guān)注的重要內(nèi)容之一，并且發(fā)展形成了諸如烴源巖生排烴史、流體相對充注史和流體定時定年等多種手段的定性或定量研究方法，在國內(nèi)外各種類型的含油氣盆地中均得到了較為廣泛的應(yīng)用［2］。其中，包裹體分析技術(shù)目前已成為業(yè)界研究油氣成藏期次和時間、流體性質(zhì)和來源、古油水界面識別、油氣運(yùn)移通道識別等方面的重要手段。該分析技術(shù)主要包括烴類包裹體巖相學(xué)分析、偏光-熒光分析、包裹體均一化溫度測定、流體包裹體成分分析及顯微傅里葉紅外等，應(yīng)用最廣泛的是利用包裹體均一化溫度結(jié)合埋藏史和熱史來確定油氣成藏期次和時間［3-4］。但由于渤海海域受海上作業(yè)條件和成本的限制，針對流體包裹體分析的樣品選取缺乏系統(tǒng)性，在較大程度上影響了該技術(shù)的應(yīng)用效果和大規(guī)模推廣。

本文以黃河口凹陷北部陡坡帶B27構(gòu)造古近系為研究靶區(qū)，重點(diǎn)針對古近系沙二段碎屑巖儲層進(jìn)行了系統(tǒng)密集取樣，基于包裹體偏光-熒光分析和包裹體均一化溫度測定方法，對研究區(qū)古近系油氣成藏期次和時間進(jìn)行了研究，以期對下步勘探工作有所啟示。

1 地質(zhì)概況

B27構(gòu)造位于黃河口凹陷北部陡坡帶。黃河口凹陷位于渤海海域渤中坳陷南部、濟(jì)陽坳陷的東北部，北依渤南低凸起，南鄰萊北低凸起和墾東—青坨子凸起，東部以郯廬斷裂東支為界與廟西凹陷相接，西部緊鄰沙南凹陷和沾化凹陷東部的樁西—孤東披覆背斜帶，凹陷總面積約3 300 km2，是渤海海域重要的富烴凹陷和勘探區(qū)域（見圖1）。該凹陷處于北西向張家口—蓬萊斷裂帶和北東向郯廬斷裂帶的交會處，是近東西向和北北東向斷裂控制下形成的新生界北斷南超半地塹，凹陷整體近東西走向。其中，北部陡坡帶古近系沙河街組整體埋深較大（大于3 600m），發(fā)育扇三角洲為主的近源沉積體系，已鉆井均見到了較好的油氣顯示，目前已發(fā)現(xiàn)多個含油氣構(gòu)造［5-16］。

2 實(shí)驗(yàn)樣品與方法

本次研究主要采集B27構(gòu)造帶重點(diǎn)鉆井巖性和壁心的沙二段砂質(zhì)碎屑巖作為實(shí)驗(yàn)樣品，取樣深度為3 692～3 915m，取樣間隔60m，共取樣品7個。

成巖流體包裹體顯微測溫實(shí)驗(yàn)使用的是Linkam公司的THMSG600型地質(zhì)冷熱臺，溫度分辨率0.1℃。均一化溫度測定時的升溫速率為10～15℃/min，當(dāng)包裹體臨近均一狀態(tài)時升溫速率調(diào)整為5℃/min。均一法測溫精度±1℃。選取與有機(jī)包裹體共生的均相捕獲的鹽水包裹體進(jìn)行顯微測溫，同時滿足以下條件：宿主礦物以石英最佳；測溫的包裹體屬于某一流體包裹體組合；選擇形態(tài)較規(guī)則、相界限清楚、直徑大于4 μm的包裹體測溫；選取氣液比較小的包裹體測溫；選擇與烴包裹體共生的均相捕獲之鹽水包裹體進(jìn)行測溫；測溫時要注意觀察溫度升降過程中包裹體相態(tài)及形態(tài)的變化，檢測包裹體有無發(fā)生自然爆裂、泄露、變形，如果發(fā)生上述現(xiàn)象，則溫度數(shù)據(jù)無效。

3 包裹體鏡下特征與相對豐度特征

3.1 油包裹體鏡下特征

成巖流體包裹體是成巖作用中捕獲的流體包裹體，廣泛發(fā)育于膠結(jié)物、砂巖的石英晶體及其次生加大邊中、石英顆粒愈合微裂隙之中。根據(jù)相態(tài)分類法將有機(jī)包裹體劃分為液態(tài)烴包裹體、氣液態(tài)烴包裹體和氣烴包裹體等，且烴類包裹體的相態(tài)、單偏光顏色、熒光顏色和強(qiáng)度與油氣成熟度有密切關(guān)系，隨著有機(jī)質(zhì)由低成熟向高成熟演化，有機(jī)包裹體單偏光下顏色的變化由淺到深，熒光逐漸變淺。

根據(jù)成巖礦物特征和烴類包裹體單偏光和熒光鏡下特征，可以判斷研究區(qū)沙二段主要發(fā)育2期烴類包裹體。

第1期，零星發(fā)育于石英次生加大早期或方解石膠結(jié)期間。包裹體沿切及（未切穿）石英次生加大邊的微裂隙呈帶狀分布，或呈群分布于方解石膠結(jié)物內(nèi)，主要為呈褐色的單一液相烴類包裹體。該類包裹體單偏光下呈褐色（見圖2a），藍(lán)光激發(fā)下呈褐色或無熒光顯示，紫外光激發(fā)下也呈褐色或無熒光顯示，形狀不規(guī)則，普遍較小（見圖2b）。

第2期，廣泛發(fā)育于石英次生加大期后，包裹體沿切穿石英、長石碎屑或及其次生加大邊的平直微裂隙（面）呈帶狀分布，或沿切穿方解石膠結(jié)物的平直微裂隙呈帶狀分布。主要存在單一液相和氣液兩相烴類包裹體，其中液烴包裹體約占20%，氣液烴包裹體約占80%。該類包裹體中的液烴單偏光下呈無色—淺黃色（見圖2c），藍(lán)光激發(fā)下呈強(qiáng)黃綠色熒光，紫外光激發(fā)下呈強(qiáng)淺藍(lán)色熒光（見圖2d），包裹體2～20 μm，大小不等，氣液比較小2%～10%，包裹體形態(tài)各異，有橢圓形、近圓形、半圓形、長條形和不規(guī)則形態(tài)，絕大部分包裹體呈帶狀定向排列。

圖2 B27構(gòu)造沙二段含油包裹體特征

3.2 含油包裹體相對豐度特征

對研究區(qū)含油包裹體相對豐度（GOI）縱向分布特征統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，沙二段（3 692～3 825m）砂巖中有機(jī)包裹體豐度高，GOI為20%～50%，為典型的古油層特征。并且結(jié)合對應(yīng)層段含油包裹體的鏡下觀察分析，可以看出這些含油包裹體熒光極強(qiáng)，藍(lán)光激發(fā)下呈亮黃綠色熒光，紫外光激發(fā)下呈藍(lán)白色熒光，反映了烴類成熟度較高、油質(zhì)較輕的特點(diǎn)。

這種特征與沙河街組二段儲層孔隙內(nèi)賦存油的熒光特征極為相似（孔隙內(nèi)原油的熒光顏色極強(qiáng)，藍(lán)光激發(fā)下呈強(qiáng)黃綠色，且沙二段3 750～3 845m處獲得的原油樣品的地面原油密度為0.874 g/cm3，溶解氣油比為121m3/m3，現(xiàn)今油藏為較高成熟度的輕質(zhì)油），側(cè)面反映了含油包裹體的形成時間可能與現(xiàn)今油層的形成時間是相近或同步的，可能充注的均為晚期相對高成熟度的原油。

4 油氣成藏期次及充注時期

流體包裹體均一溫度代表了古流體被捕獲時的最低溫度，將給定現(xiàn)今埋深樣品的、與油氣包裹體相伴生的鹽水包裹體的均一溫度“投影”到標(biāo)有等溫線的埋藏史圖上，根據(jù)所對應(yīng)時間軸上的值即可判斷流體充注儲層的時間［8-10］。B27構(gòu)造沙二段取得7塊樣品中共測得與烴類包裹體相伴生的鹽水包裹體的有效測溫點(diǎn)216個。

均一化溫度分析結(jié)果表明，沙二段應(yīng)該至少存在兩期的油氣充注過程，且第2期表現(xiàn)為相對強(qiáng)烈的充注特征。具體表現(xiàn)為：

第1期充注過程中發(fā)育的流體包裹體均一溫度分布在110～125℃（見表1），但該期包裹體相對較少，共測得47個有效測溫點(diǎn)，且主要溫度分布區(qū)間為120～125℃。進(jìn)一步結(jié)合研究區(qū)埋藏史和熱史分析，可確定該期的主要充注時間為6～3 Ma（見圖3）。

表1 B27構(gòu)造沙二段儲集層流體包裹體測溫?cái)?shù)據(jù)

圖3 B27構(gòu)造沙二段油氣充注時間與期次特征

第2期充注過程中發(fā)育的流體包裹體均一溫度分布在130～150℃，主要溫度分布區(qū)間為135～145℃，該期包裹體發(fā)育豐度明顯較高，共獲得169個有效測溫點(diǎn)（見表1）。

進(jìn)一步結(jié)合研究區(qū)埋藏史和熱史分析，可確定該期的充注時間為2～0 Ma，即現(xiàn)今仍可能為重要的油氣充注成藏期（見圖3）。

5 結(jié)論

1）研究區(qū)究區(qū)沙二段主要發(fā)育兩期烴類包裹體：第1期零星發(fā)育于石英次生加大早期或方解石膠結(jié)期的單一液相烴類包裹體；第2期為廣泛發(fā)育于石英次生加大期后，包裹體沿切穿石英、長石碎屑或及其次生加大邊的平直微裂隙（面）呈帶狀分布，或沿切穿方解石膠結(jié)物的平直微裂隙呈帶狀分布，主要為單一液相和氣液兩相烴類包裹體。

2）沙二段油氣充注表現(xiàn)為典型的“晚期成藏，兩期充注，晚期為主”的特征：第1期油氣充注時間為6～3 Ma；第2期為油氣主要充注期，充注時間為2～0 Ma。

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（編輯 楊會朋）

Paleogene accumulation period in B27 Structure of northern steep slope belt,Huanghekou Sag:based on evidence from fluid inclusions

WANG Bo1,YANG Haifeng2,WANG Xiaoyuan2,LIU Qingshun2
(1.Oilfield Construction Engineering Company,Energy Technology&Services Limited,CNOOC,Tianjin 300452,China;2.Tianjin Branch of CNOOC Ltd.,Tianjin 300452,China)

Based on the systematic sampling and microscope observation and homogenization temperature testing for fluid inclusion,it is shown that there are two period hydrocarbon inclusions which have different distribution,quantity,morphology and fluorescence characteristics in B27 Structure of the 2nd Member of Shahejie Formation in the northern steep slope belt,Huanghekou Sag.Among them,the first period is of a single liquid phase hydrocarbon inclusion,fewer,sporadic development in quartz overgrowth and calcite cements;the second period is of a single liquid phase and gas-liquid hydrocarbon inclusion,significantly more than the number of first period,zonal widely distributed within the quartz(detrital feldspar)and quartz overgrowth,micro cracks of calcite cements.Combined with the burial history and thermal history of the area,further study shows that the oil and gas filling in the 2nd Member of Shahejie Formation has the characteristics of"late hydrocarbon accumulation,two periods of filling and mainly at late stage".The first period of oiland gas filling time is about6-3 Ma.The second period is the main hydrocarbon charging stage and the filling time is about 2-0 Ma. The latter filling intensity is significantly stronger,which shows broad exploration prospect.

fluid inclusion;charging stage;hydrocarbon accumulation time;Huanghekou Sag

國家重大科技專項(xiàng)課題“近海大中型油氣田形成條件及勘探技術(shù)”（2011ZX05023-002）

TE121

A

10.6056/dkyqt201606003

2016-03-01；改回日期：2016-09-22。

王波，女，1980年生，工程師，碩士，2008年畢業(yè)中國石油大學(xué)（北京）有機(jī)地球化學(xué)專業(yè)，主要從事有機(jī)地化實(shí)驗(yàn)分析評價。E-mail：wangbo6@cnooc.com.cn。

王波，楊海風(fēng)，王孝轅，等.黃河口凹陷陡坡帶B27構(gòu)造古近系油氣成藏期：基于流體包裹體的證據(jù)［J］.斷塊油氣田，2016，23（6）：693-696.

WANG Bo，YANG Haifeng，WANG Xiaoyuan，et al.Paleogene accumulation period in B27 Structure of northern steep slope belt，Huanghekou Sag:based on evidence from fluid inclusions［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2016，23（6）：693-696.