張濤，馬行陟，趙衛(wèi)衛(wèi)，范俊佳，魯雪松，嚴少懷

（1.西安石油大學，陜西 西安 710065；2.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；3.中國石油天然氣集團公司盆地構(gòu)造與油氣成藏重點實驗室，北京 100083；4.中國石油大慶頭臺油田開發(fā)有限責任公司，黑龍江 大慶 166512）

磨溪-高石梯地區(qū)龍王廟組古油藏成藏特征

張濤1，2，3，馬行陟2，3，趙衛(wèi)衛(wèi)1，范俊佳2，3，魯雪松2，3，嚴少懷4

（1.西安石油大學，陜西 西安 710065；2.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；3.中國石油天然氣集團公司盆地構(gòu)造與油氣成藏重點實驗室，北京 100083；4.中國石油大慶頭臺油田開發(fā)有限責任公司，黑龍江 大慶 166512）

為了確定磨溪-高石梯地區(qū)古油藏的分布范圍,并進一步認識其流體性質(zhì)及規(guī)模，文中利用儲層定量顆粒熒光、全息掃描熒光技術(shù)，結(jié)合顯微激光拉曼分析等手段，對該地區(qū)寒武系龍王廟組古油藏進行了深入剖析。磨溪-高石梯地區(qū)儲層段龍王廟組瀝青發(fā)育，定量熒光分析結(jié)果顯示，各井儲層顆粒定量熒光都存在相對的高值，半峰寬普遍較低，TSF光譜最常用的參數(shù)總體表現(xiàn)為低值，激光拉曼光譜顯示出了瀝青的特征。研究表明：該地區(qū)存在一定規(guī)模的古油藏，古油藏總體表現(xiàn)為正常油—輕質(zhì)油，現(xiàn)今殘余瀝青成熟度較高，古油層主要以層狀分布，多發(fā)生原位裂解，與現(xiàn)今氣藏有較好的匹配關(guān)系。

古油藏剖面；定量顆粒熒光；激光拉曼；瀝青；磨溪-高石梯地區(qū)

近年來，新型的儲集層包裹體、游離烴檢測技術(shù)——顆粒熒光光譜分析技術(shù)（QFT）［1-3］（QFT是儲層顆粒定量熒光 （QGF參數(shù)）、儲層萃取液定量熒光（QGF-E參數(shù)）和三維全息掃描（TSF）的總稱）逐漸引入到油氣成藏與運移分析中來。大量工作證實，QFT在識別儲集層烴類包裹體、儲層含油性、油氣運移途徑和古今油水界面界定等方面具有獨特的優(yōu)勢，特別是對于搞清古老深層的古油藏特征方面，具有速度快、精度高、流程規(guī)范和代表性強等優(yōu)勢。

研究表明，磨溪-高石梯地區(qū)龍王廟組氣藏主要為原油裂解氣［4-5］，該地區(qū)殘留的大量儲層瀝青也暗示古油藏曾經(jīng)的存在，但古油藏的規(guī)模、原油性質(zhì)和分布情況等依然認識不清。本文結(jié)合顯微觀測與激光拉曼光譜等測試手段，探討該地區(qū)寒武系龍王廟組古油藏特征，以期對研究區(qū)下一步的油氣勘探提供幫助。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

磨溪-高石梯古隆起位于四川盆地中央地區(qū)，受基底隆升影響，從晉寧期、澄江期開始發(fā)育，經(jīng)歷了桐灣期、興凱期和加里東期的同沉積隆起和剝蝕隆升，最終定型于二疊紀前，為繼承性古隆起，核部長期位于古隆起高部位，后期構(gòu)造相對穩(wěn)定，屬于巨型構(gòu)造圈閉［6］。沉積主要為碳酸鹽臺地發(fā)育的顆粒灘，分布主要受沉積期古地貌控制，古地貌高地有利于顆粒灘沉積。龍王廟組為一套區(qū)域性優(yōu)質(zhì)儲集層，氣源來自下伏的下寒武統(tǒng)，上覆高臺組致密碳酸鹽巖夾膏鹽為直接蓋層，封蓋能力強［7］。

2 實驗方法

2.1 顯微激光拉曼光譜技術(shù)

激光拉曼光譜可以獲得單個流體包裹體的化學成分，并且不破壞樣品，測試后保存完好。不同拉曼活性的物質(zhì)都有其不同的拉曼光譜特征，據(jù)此可以辨認物質(zhì)的種類。鏡質(zhì)體拉曼頻率振動區(qū)域在1 000～2 000 cm-1主要有2個峰，與分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)和有序化程度有關(guān)。其中：位于1 580～1 600 cm-1的拉曼峰屬于芳香結(jié)構(gòu)平面上C—C原子鍵的振動，稱為石墨峰G峰；另一個位于1 310～1 360 cm-1的拉曼峰反映了有機質(zhì)的無序結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)單元間的缺陷，被稱為缺陷峰D峰。隨著變質(zhì)作用程度的增加，G峰會變得越來越尖銳。

2.2 顆粒熒光測試參數(shù)

QGF光譜代表了古油藏的基本特性，其特征可用QGF 強度、QGF 指數(shù)、最大波長（λmax）和半峰寬（Δλ）進行表征。QGF強度用來表征QGF光譜的強度，反映了顆粒樣品中的烴類包裹體豐度，與烴類包裹體的豐度、原始含油飽和度成正比。油層的QGF指數(shù)一般大于4，水層的QGF指數(shù)一般小于4且曲線較平坦并接近基線，但QGF指數(shù)沒有一個明確的界限值，其受原油性質(zhì)、儲層性質(zhì)及包裹體發(fā)育程度等控制，不同地區(qū)的QGF指數(shù)界限值應(yīng)有所不同，應(yīng)具體情況具體分析，本文選擇是不同地區(qū)的4口井的顆粒熒光數(shù)據(jù)作比較，采用相對的方法確定各井的古油藏。最大波長（λmax）越大，原油越稠；半峰寬 Δλ>175時古油藏為中等—稠油，Δλ在120～175時古油藏為輕質(zhì)正常原油，Δλ＜120時古油藏為凝析油和超輕質(zhì)原油［3］。

QGF-E代表儲層顆粒表面吸附烴的熒光特征，可用于判定現(xiàn)今油層或殘留油層。通常，油層的QGF-E強度普遍大于40 PC，而水層樣品則普遍小于20 PC，若該地區(qū)無現(xiàn)今油藏，瀝青可以溶解于二氯甲烷中，因此QGF-E強度也可以指示殘余瀝青的性質(zhì)。一般情況下在油水界面附近，QGF指數(shù)和QGF-E曲線會有一個明顯的拐點［8］。

TSF光譜最常用的參數(shù)為R1，可用來表征殘余油的成熟度，若某地區(qū)不存在油藏，R1可以近似表征殘余瀝青的性質(zhì)。R1越大，殘余油成熟度越低，現(xiàn)今殘余瀝青成熟度越低。當R1>3.0時，現(xiàn)今油層為中等—稠油；R1在 2.0～3.0 時，現(xiàn)今油層為輕質(zhì)正常原油；R1＜2.0時，現(xiàn)今油層為凝析油和超輕質(zhì)原油［9］。TSF圖若顯示為單峰，則指示此處油源唯一；若顯示為雙峰，則代表此處原油可能存在2種不同的油源。

3 龍王廟組古油藏分析

3.1 瀝青的類型與產(chǎn)狀

龍王廟組地層中含豐富的瀝青，類型多，通過偏光顯微鏡觀察，按形態(tài)和分布規(guī)律可分為以下幾種：脈狀（裂縫）分布（見圖 1a）、溶蝕孔分布（見圖 1c）、粒間孔分布（見圖 1b，1f）和晶間孔分布（見圖 1d，1e）。 脈狀瀝青暗示了這里曾經(jīng)可能是油氣運移的通道；溶蝕孔分布的瀝青在研究區(qū)很常見，一般溶蝕孔發(fā)育的地方多有瀝青發(fā)育，指示了這里曾經(jīng)發(fā)生過原油的原位裂解，殘余下大量瀝青。與其他成因的瀝青相比，熱蝕變成因的焦瀝青具有比較清楚、平直的邊界，而古老深層的環(huán)境使龍王廟組地層經(jīng)歷了高溫高壓的環(huán)境，此次觀察的粒間孔瀝青邊界較清晰，表明其可能具有熱蝕變成因［10］。再有，研究區(qū)瀝青多為黑色碳質(zhì)瀝青，熒光顯微鏡下不發(fā)熒光，指示了其熱演化程度高。這些特征都指示了龍王廟組儲層中的孔隙、溶洞中都曾經(jīng)聚集過油氣，或者發(fā)生過油氣的運移，在熱裂解作用下不同程度地殘余了瀝青［11-12］。

3.2 寒武系龍王廟組古油藏特征

對該區(qū)4口井GS17井、MX39井、GT2井和MX13井的龍王廟組共66個樣品進行顆粒熒光實驗，對部分樣品進行了激光拉曼實驗。

3.2.1 GS17井

該古油藏QGF指數(shù)分布在5.1～19.3，高值集中在4 462.95～4 475.00 m和4 493.50～4 505.70 m，指示地質(zhì)歷史時期曾經(jīng)發(fā)育了一定規(guī)模的古油藏（見圖2）。Δλ分布在100.4～150.9，絕大多數(shù)小于120.0，λmax較小，足見當時古油藏成熟度較高，可能是正常油—輕質(zhì)油。QGF-E強度分布在12.9～98.6 PC，殘余油響應(yīng)較強，主要是原油裂解后殘留下來瀝青的貢獻。R1分布在1.00～2.51，絕大多數(shù)小于2.00，說明殘余油整體成熟度較高，即現(xiàn)今殘余瀝青具有較高的成熟度，與實測鏡質(zhì)體反射率（等效Ro為1.74%～3.00%）的結(jié)果一致，表明川中古隆起在地質(zhì)歷史中經(jīng)受了高溫熱演化作用。

圖1 磨溪-高石梯古隆起龍王廟組瀝青發(fā)育特征照片

圖2 GS17井顆粒熒光剖面

3.2.2 MX13井

該古油藏QGF指數(shù)分布在3.6～58.3（見圖3），高值集中在4 607～4 617 m，指示了該部位油包裹體豐度高，普遍發(fā)育；QGF-E分布在7.4～245.8 PC，其分布特征與QGF強度相似，高值分布與QGF指數(shù)亦有一定的對應(yīng)關(guān)系，多集中在古油藏的深度段。R1分布在0.70～5.67，在古油層的深度段上集中出現(xiàn)了R1的高值，高值可以達到5左右，遠高于研究區(qū)其他井。Δλ分布在99.6～137.4，λmax較小，高值也對應(yīng)了古油藏深度段，表明古油藏成熟度也較高，屬于正常油—輕質(zhì)油。

古油層段上，R1出現(xiàn)了高值也出現(xiàn)了低值，且高值出現(xiàn)的比較集中，說明4 607～4 617 m這段的殘余瀝青成熟度高，側(cè)面說明了古油藏裂解的比較充分。充分裂解的古油藏暗示此處當時地質(zhì)條件良好，古油藏沒有遭受到破壞，溫壓條件一旦達到就能進行裂解，此處大量分布的溶蝕孔瀝青也印證了此點?，F(xiàn)今的見氣層段卻遠大于古油藏的厚度，說明后期的構(gòu)造變動發(fā)生在古油藏原油裂解之后，而MX13井位于背斜的翼部，構(gòu)造活動較強烈，易發(fā)生變形抬升，導(dǎo)致生成的大量氣體向周圍運移，形成現(xiàn)今的氣層厚度（見圖3）。

圖3 MX13井顆粒熒光剖面

3.2.3 MX39井

該古油藏QGF指數(shù)分布在3.4～90.9（見圖4），高值分布比較集中，主要分布在4 860.35～4 865.35 m及4 889.55～4 897.05 m，說明這2個層段古油藏較發(fā)育。QGF-E強度分布在9.2～42.8 PC，殘余油響應(yīng)弱。同時，R1的值分布在0.74～1.45，說明殘余瀝青演化程度高，即古油藏裂解充分。對其古油藏段的瀝青進行激光拉曼掃描，拉曼峰大約在1 316.71 cm-1和1 603.72 cm-1附近，具有瀝青拉曼峰的特性（見圖5），且D峰和G峰的峰寬較肩窄，反映了較高的熱演化程度［13］，說明此殘余瀝青基本沒有生氣潛力。Δλ的值分布在90.2～117.7，表明了古油藏主要為輕質(zhì)油。TSF圖也顯示出成熟度較高，同時表現(xiàn)出不太明顯的雙峰特征，推測古油藏調(diào)整改造過程中可能經(jīng)歷了一定程度的氣洗或水洗作用。

圖4 MX39井顆粒熒光剖面

GT2井由于受樣品少的限制，在5 600～5 628 m段缺少測試數(shù)據(jù)。其QGF指數(shù)高值范圍受樣品少的局限，主要分布在5 631.7～5 649.3 m，說明該層段曾經(jīng)發(fā)育了古油藏，盡管目前勘探證實為差氣層。

4 龍王廟組古油藏分布

利用研究區(qū)關(guān)鍵井龍王廟組儲層瀝青分布、定量顆粒熒光、TSF光譜和顯微激光拉曼光譜等結(jié)果，初步確定了龍王廟組古油藏的剖面分布范圍及特征（見圖6）。

前人對龍王廟組古油藏的分布狀態(tài)有2種認識：羅冰等認為龍王廟組古油藏是以大面積片狀分布；而魏國齊等［6］認為龍王廟組古油藏以層狀分布。本次研究印證了層狀分布的觀點，魏國齊［6］在成藏模式圖中認為GT2井龍王廟組沒有存在古油藏，然而通過實驗手段確實發(fā)現(xiàn)了一定厚度的古油藏。層狀分布的古油藏與現(xiàn)今也為層狀分布的氣藏有良好的對應(yīng)關(guān)系，并且現(xiàn)今氣層與古油層分布關(guān)系有一定的規(guī)律性，在相對構(gòu)造較高的部位具有一定的繼承性。構(gòu)造高部位的GS17井和MX13井古油藏發(fā)生原位裂解后，天然氣多為原位聚集。原油熱裂解所產(chǎn)生的氣體遠大于油的體積，同時天然氣比原油更容易散失，此處的原位聚集說明后期調(diào)整改造影響不大，保存條件較好。而位于相對低部位的MX39井和GT2井，盡管曾經(jīng)聚集了一定規(guī)模的古油藏，但由于后期構(gòu)造運動和調(diào)整，導(dǎo)致保存條件破壞，大部分天然氣沿著斷裂等優(yōu)勢運移通道運移并在構(gòu)造較高部位等有利圈閉中聚集，還有一部分天然氣散失，只有小部分的天然氣殘留在原地，形成比較薄的氣層或者干層（見圖6）。

圖5 MX39井激光拉曼圖

在前人研究的基礎(chǔ)上［14-16］，通過本次研究，對龍王廟組的成藏過程有了進一步的認識：加里東期，古隆起初步形成，在奧陶紀末古隆起高部位的烴源巖進入低成熟階段，石油初次生成，但隆升使古油藏被破壞；二疊紀以來，寒武系烴源巖隨埋深加大二次生烴，二疊世—中三疊世，烴源巖處于生、排烴的高峰期，石油繼續(xù)向高部位運移，在磨溪-高石梯構(gòu)造下形成較大規(guī)模的古油藏；晚三疊世后，高成熟度的原油開始大量裂解成氣，到晚侏羅世—白堊紀，處于生氣高峰期，至白堊系末古油藏幾乎裂解殆盡，古油藏原油或分散液態(tài)烴已基本裂解形成氣藏，為天然氣成藏的關(guān)鍵時期；喜馬拉雅期，四川盆地及其周緣發(fā)生了強烈的隆升運動，是氣藏調(diào)整的關(guān)鍵定型時期。

圖6 現(xiàn)今氣藏和古油藏連井剖面對比

5 結(jié)論

1）磨溪-高石梯地區(qū)龍王廟組瀝青發(fā)育好，成熟度總體較高，但也存在少量相對低演化程度的瀝青，造成了QGF-E和R1的高值。

2）龍王廟組古油層段對應(yīng)的QGF指數(shù)值相對較大，古油藏呈層狀分布。

3）龍王廟組古油藏總體表現(xiàn)為正?！p質(zhì)油，古油藏成熟度較高，易在高溫高壓下發(fā)生裂解，形成大型氣藏。

4）龍王廟組構(gòu)造高部位的古油藏與現(xiàn)今氣藏有較好的匹配關(guān)系，古油藏發(fā)生原位裂解后多原位聚集；在構(gòu)造低部位，由于保存條件差裂解氣發(fā)生運移，導(dǎo)致構(gòu)造低部位成藏條件較差。

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（編輯 趙旭亞）

Characteristics of paleo-oil reservoir of Longwangmiao Formation in Moxi-Gaoshiti Area

ZHANG Tao1，2，3,MA Xingzhi2，3,ZHAO Weiwei1,FAN Junjia2，3,LU Xuesong2，3,YAN Shaohuai4
(1.Xi′an Shiyou University,Xi′an 710065,China;2.Research Institute of Petroleum Exploration&Development,PetroChina,Beijing 100083,China;3.Key Laboratory of Basin Structure&Hydrocarbon Accumulation,CNPC,Beijing 100083,China;4.Toutai Oilfield Development Company,Daqing Oilfield Company,PetroChina,Daqing 166512,China)

In order to determine the paleo-oil reservoir′s distribution range in Moxi-Gaoshiti Area and to have a further understanding of the fluid properties and scale of paleo-oil reservoir,the quantitative fluorescence technique,total scanning fluorescence,and the Raman spectroscopy methods are used to analyze the paleo-oil reservoir of Cambrian Longwangmiao Formation in Moxi-Gaoshiti Area.The Longwangmiao Formation reservoir developed bitumen.The results of quantitative fluorescence techniques show relatively high value of QGF index of each well,wide half-peak width,and generally low λ and R1;laser Raman spectroscopy shows the characteristics of bitumen.Researches show that it has certain scale paleo-oil reservoir in this area and the paleo-oil reservoir is of normal oil and light oil;now with the higher residual bitumen maturity,paleo-oil reservoir is mainly of stratiform and tends to occur in situ cracking,it has good matching relationship with the current gas reservoir.

paleo-oil reservoir profile;quantitative fluorescence technique;Raman spectroscopy;bitumen;Moxi-Gaoshiti Area

TE122.1

A

國家科技重大專項課題“前陸沖斷帶及復(fù)雜構(gòu)造區(qū)油氣成藏、分布規(guī)律與有利區(qū)評價”（2016ZX05003-002）；中國石油天然氣股份有限公司科學研究與技術(shù)開發(fā)項目“古老油氣系統(tǒng)成藏關(guān)鍵要素研究課題”（2016A-0206）

10.6056/dkyqt201704007

2016-12-01；改回日期：2017-05-09。

張濤，男，1992年生，在讀碩士研究生，現(xiàn)主要從事油氣成藏研究工作。E-mail：313282874@qq.com。

張濤，馬行陟，趙衛(wèi)衛(wèi)，等.磨溪-高石梯地區(qū)龍王廟組古油藏成藏特征［J］.斷塊油氣田，2017，24（4）：466-470.

ZHANG Tao，MA Xingzhi，ZHAO Weiwei，et al.Characteristics of paleo-oil reservoir of Longwangmiao Formation in Moxi-Gaoshiti Area［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2017，24（4）：466-470.