沉积盆地流体包裹体研究的理论与实践

流体包裹体作为地质流体研究的重要手段,在沉积盆地油气成藏条件分析和有机/无机矿产共存、共生关系研究中起着不可替代的作用。本文以鄂尔多斯北部、塔里木东北部、辽西-冀北坳陷中-新元古界等地的油气藏、砂岩型铀矿为例,通过流体包裹体岩相学、偏光-荧光特征、显微测温、显微傅里叶红外和包裹体同位素定年技术,结合盆地构造、地层埋藏史、热演化史等资料,探讨了流体包裹体在定性、定量分析有机/无机矿产的成矿流体性质、来源、期次、流体运/聚时空及油气成藏演化等方面的应用。     

冀北坳陷中上元古界中的油气活动——以双洞背斜为例

冀北坳陷双洞背斜为一被破坏了的古油藏:铁岭组灰岩中广泛分布的油苗、沥青和油气包裹体指示地质历史时期本区大规模的油气活动.灰岩中发育多期含油气包裹体的方解石脉,说明本区经历过多期构造运动,且每次构造运动都伴有较大规模的油气活动,构造运动使古油藏发生调整和破坏.冀北坳陷中-上元古界勘探的关键是有否好的盖层和保存条件,中-上元古界上覆地层古生界和中生界均未遭受严重破坏的地区为勘探远景区.     

基于成藏过程重建研究渤中凹陷西北缘陡坡带油气差异聚集机理

渤海湾盆地渤中凹陷西北缘陡坡带油气分布“西贫东富”,成藏条件复杂。利用储层定量荧光技术、傅立叶红外光谱技术、原油地球化学参数、流体包裹体岩相学,结合埋藏史、热史及构造演化,从古流体和现代流体特征角度进行系统定时定量化成藏过程恢复,研究差异成藏原因。研究表明,陡坡带经历了两期油气充注过程,第一期开始于明化镇组沉积早期(距今7 Ma),来自东南部沙河街组烃源岩的低熟油经历短距离运移在东区古近系成藏,该期原油充注量较少。第二期发生在明化镇组沉积中期(距今5.3 Ma),较高成熟度的烃类由东向西,由深向浅运移,在东、西区古近系形成大规模古油藏。明化镇组沉积晚期(距今3.7 Ma),边界断层活动性增强,西区断层活动速率强于东区,断层作用由封闭作用转为输导作用,西区古近系古油藏大规模破坏,东区东三段古油藏油水界面向上迁移,油气向浅层聚集成藏。第四纪沉积期(距今2.2 Ma),断层活动性减弱,逐步形成现今油藏。距离供烃源岩的远近、经历成藏期次的不同以及控藏断裂活动的强弱差异共同导致了渤中凹陷西北缘陡坡带油气差异分布的格局。     

辽西-冀北坳陷中-上元古界油源及成藏期分析

利用有机地球化学分析技术,研究了辽西-冀北坳陷中-上元古界沥青、油苗显示相对集中的地层(雾迷山组、铁岭组和下马岭组)油气的来源、成熟程度与成藏期次。研究表明,区内中-上元古界部分地层有机质丰度较高,具备油气生成的物质基础,源岩多达到成熟-高成熟的演化阶段,是中-上元古界油气的主要贡献者。中-上元古界储层中存在大量类型各异的油气包裹体,根据油气包裹体的产状与光学特征可以判定它们分属不同地质时期储层流体活动的产物,指出中-上元古界经历了三到四期的油气成藏过程,中晚期油气成藏意义较大。     

辽西-冀北地区中-新元古界储层油气特征及运聚史分析

利用显微观察、包裹体岩相学等手段,研究了辽西-冀北地区中-新元古界储集层有机质的赋存状态、油气包裹体特征和期次.结合区域构造演化史,初步分析了油气的运移和聚集历史.研究表明,辽西-冀北坳陷中-新元古界储集层同时存在液体原油、稠油和固体沥青三种有机质,储层的各种成岩矿物内发育大量的、类型各异的油气包裹体,表明它有多期油气的活动过程.据包裹体的产状和光学特征判定,储层早期活动的油气为成熟度较低的重、稠油,以自生自储为主;中-晚期活动的油气成熟度较高,成藏规模较大,油气主要沿构造运动的裂隙运移.     

松辽盆地长岭断陷龙凤山次凹营城组油气成藏期次 与差异性研究

通过流体包裹体岩相学特征、盐度特征、均一温度分析,结合地层埋藏史与热史分析,综合研究松辽盆地长岭断陷龙凤山次凹营城组油气成藏期次与地质时间。结果表明,研究区主要存在两期油气成藏过程,第1期包裹体均一温度显示分布于90～100℃,第2期包裹体均一温度则显示分布于130～140℃。结合埋藏史与热演化史分析结果,表明登娄库中期与泉头组—嫩江组中期是主要的油气成藏地质时间,埋深变浅,油气成藏时间变晚;斜坡带油气成藏时间比深洼区晚。     

川西坳陷中段上三叠统须家河组二段原油裂解成因天然气发现及成藏模式初探

川西坳陷中段具备多套烃源层、多个烃源区、多期油气生成、多期油气成藏同时又经历了多个构造期调整和破坏,纵向上发育的多套生储盖组合孕育了多层含气层系。天然气碳同位素分析表明,该区上三叠统须家河组产出的部分天然气乙烷碳同位素具有明显偏负的特征,相关图版的判别显示,这部分天然气具有原油裂解气的性质。同时在研究区上三叠统须家河组储层中发现了大量的储层沥青充填物,通过岩芯观察、显微照片、元素、热解等分析,发现该储层沥青充填物具有多种类型、多种分布形态、边界较为清楚等特征,且这些沥青充填物的反射率较高,尤其是须二段的储层沥青,这一特征与焦沥青的基本特征类似,表现为油藏裂解后残余物的特征,原油裂解气和焦沥青的发现证实了川西坳陷中段须家河组古油藏的存在。在此基础上,通过综合分析生油及裂解条件等,对研究区须家河组古油藏裂解气成藏模式进行了初步探讨,将这一过程分为印支晚期古油藏形成、燕山中期古油藏裂解、燕山晚期-喜山期气藏调整三个连续的阶段,这对深化认识川西坳陷中段天然气的成因和分布具有一定的意义。     

贵州石头寨二叠系生物礁型古油藏包裹体特征

贵州紫云石头寨二叠系生物礁型古油藏是滇黔桂地区上古生界生物礁型古油藏的典型代表。古油藏发育3期溶孔,裂缝充填方解石,其中含丰富的油气包裹体,与3期油气包裹体共生的气液水包裹体的均一温度分别为77～84℃,91～103℃和103～155℃。古油藏的油气充注始于印支中期,在印支晚期至燕山早期达到高峰,燕山中晚期遭受破坏,形成现今的残余古油藏。     

晴隆锑矿古油藏沥青及烃类包裹体的拉曼光谱特征

贵州晴隆锑矿是我国重要的锑矿床。前人在晴隆锑矿的包裹体中多见含烃包裹体,但对烃类来源的认识并不明确。晴隆锑矿古油藏的发现为研究锑矿中有机质的来源提供了新的契机,也为黔西南坳陷和峨眉山玄武岩组的油气勘探拓展了新的区域。晴隆锑矿古油藏的存在说明晴隆锑矿田曾经发生过较大规模的油气运移。沥青及烃类包裹体的拉曼光谱特征显示,古油藏的演化程度很高,并且在演化过程中生成大量以甲烷为主的天然气。推测曾有古气藏存在,在黔西南坳陷保存较好的地区有天然气勘探的潜力。结合现有的晴隆锑矿成矿年龄数据和埋藏史曲线等证据,认为古油藏的形成和热演化均应早于晴隆锑矿的成矿。     

黄骅坳陷滨海地区沙三段储层的油气成藏特征:流体包裹体证据

黄骅坳陷滨海地区沙河街组三段储层是中国深部油气勘探的新层位之一。为揭示该区油气成藏演化,对储层中流体包裹体岩相学特征、产出特征、包裹体均一温度和含油包裹体丰度进行了研究。结果表明,沙河街组三段储层中存在三期油气包裹体,分别代表了三期油气注入。Ⅰ期包裹体的均一温度为86℃～126℃,GOI为15%～35%,油气充注时期为36～25 Ma,开始有油气进入到储层中;Ⅱ期包裹体的均一温度为120℃～140℃,GOI为30%～60%,油气注入时期为27～12 Ma,烃源岩进入生排烃高峰期,发生大规模油气运聚,是主要的成藏时期;Ⅲ期包裹体的均一温度为138℃～155℃,GOI为1%～8%,油气注入时期为12～6 Ma,油气运移规模急剧减小。     

中国南方存在印支期的油气藏——Re-Os同位素体系的制约

利用Re-Os同位素方法开展富含有机质的沥青、原油等的研究,是确定油气成藏时间和破坏时间有效的但极富挑战性的新途径,在国内尚无研究实例报道。以我国南方最大的古油藏之一的麻江古油藏中的沥青为主要对象,采用Re-Os同位素方法试图限定油气的成藏时间和破坏时间。研究表明,麻江古油藏的固体沥青Re、Os同位素质量分数分别在41.5×10-6～642×10-6和0.21×10-6～12.15×10-6之间,N(187Re)/N(188Os)比值较高,且变化范围较大,在270.90～4074.99之间,Os同位素组成指示中等放射成因,其N(187Os)/N(188Os)比值在0.3400～3.6557之间变化。所有沥青样品的模式年龄在28～144Ma之间变化,集中在85Ma左右。通过沥青Re-Os同位素研究,结合详细地质资料,认为麻江古油藏的成藏时间为印支期—早燕山期(144Ma之前),而油藏破坏时间为燕山晚期即85Ma左右。     

羌塘盆地逆冲推覆构造特征及油气资源效应

羌塘盆地南羌塘坳陷地表古油藏作为了解盆地石油地质条件的良好窗口,经过多年来对古油藏详细解剖,通过详细的地表构造填图、二维地震和地质浅钻综合揭示了盆地存在大量的逆冲推覆构造。古油藏为盆地自北向南逆冲推覆至地表的大型构造岩席,主要表现为中生代海相地层推覆至晚白垩—中新世湖湘红层之上,古油藏含油层位是中侏罗布曲组砂糖状含油白云岩。针对古油藏石油地质条件解剖表明逆冲推覆构造虽然破坏了上坪油气藏,但是该构造活动不但能够使地层增厚利于有效烃源岩二次生烃,并对下坪地层有效遮挡封盖,同时构造活动有利于优质白云岩储集层和构造圈闭的形成,为二次成藏创造了良好的生储盖时空匹配关系,有利于逆冲推覆型油气藏的形成。     

中扬子北缘京山二叠系古油藏特征及石油地质意义

通过详细的野外地质调查和有机地球化学、流体包裹体、(U-Th)/He、裂变径迹及盆地模拟等测试分析手段,深入系统地探讨了中扬子北缘京山雁门口二叠系古油藏源岩、原油有机地球化学特征及古油藏形成-改造过程。研究结果表明：区内二叠系烃源岩有机质丰度高、类型好,属于优质烃源岩;区内油气显示主要为黄绿色或褐黄色轻质油苗,产状以晶洞型、裂缝型和缝洞型为主;源岩和原油的有机质主要来源于海相还原环境,推测原油可能主要来源于二叠系烃源岩,为自生自储;古油藏油气显示保存至今的最主要因素可能是保存条件或封闭条件较好。通过流体包裹体和地层埋藏史分析认为,区内二叠系烃源岩生油时间主要在早三叠世初期;而在晚三叠世-晚侏罗世(203~159 Ma)有一期或多期与油气运移有关的热流体活动,同时也是古油藏形成的关键期。裂变径迹和(U-Th)/He热年代学证据则显示古油藏形成后主要经历3期构造叠加改造(晚侏罗-早白垩世的强烈构造抬升-冷却、晚白垩世-古近纪早期的缓慢抬升-冷却及古近纪中后期以来的相对强烈的抬升-冷却),其中晚侏罗世-早白垩世的构造抬升剥蚀-冷却事件可能是古油藏被改造,乃至完全破坏的主要因素。通过对该古油藏系统分析认为,在中扬子燕山期构造活动较弱地区,二叠系裂缝、晶洞发育带内上古生界海相油气勘探潜力较大。     

湘西黔东地区铅锌矿床与古油藏关系初探

本文以湖南花垣铅锌矿床和贵州牛角塘铅锌矿床为例,探讨了湘西黔东地区铅锌矿与古油藏的关系。二者在空间分布上关系密切,存在"共生"和"上油下矿"两种关系,下寒武统清虚洞组既是铅锌矿重要的赋矿层位也是古油藏储集层之一;铅锌矿源层可能为新元古代基底岩系或下寒武统石牌组碎屑岩,古油藏烃源岩主要为下寒武统牛蹄塘组。古油藏中的油田卤水萃取了石牌组碎屑岩中的铅锌等成矿物质,形成成矿流体并运移,在古油藏形成后,由于加里东末期的构造运动的影响,古油藏和成矿流体的平衡被打破导致铅锌矿质沉淀,在这个过程中古油藏中的油田卤水可能为铅锌矿的沉淀提供了部分硫源。铅锌矿成矿时代与加里东期形成或破坏的古油藏时间上较为一致。     

利用油包裹体丰度识别古油藏和限定成藏方式

储集层中残留烃类数量指示了它在地质历史中的古含油饱和度,它包括赋存于孔隙和裂隙之中的烃类和胶结物中的烃类流体包裹体,目前采用的分析技术有储层可溶烃数量和成分(抽提、TLC-FID、HPLC、ROCK-EVAL),油包裹体丰度(含油包裹体颗粒指数GOI,荧光颗粒定量QGF)、储层固体沥青数量(SBI)与流体包裹体地层学(FIS)。利用油包裹体丰度可识别古油藏,判识古油水界面(POWC),寻找再运移石油,确定天然气或凝析气藏早期是否有石油充注事件,识别次生油藏,寻找下伏油藏,限定油气充注模式。本文以塔里木盆地牙哈凝析气气藏与英南2气藏为例,展示了如何利用油包裹体丰度识别古油藏和限定成藏方式。     

渤海湾盆地及周边的古生古储油气藏——以双洞背斜古油藏与刘其营、苏桥潜山油气藏为例

双洞背斜古油藏、刘其营潜山油气藏、苏桥潜山油气藏均为古生古储或自生自储的油气藏(古油藏)。双洞古油藏位于燕山褶皱带山海关隆起北部,邻近渤海湾盆地,其含油层为中—上元古界铁岭组,而该处根本没有下第三系生油层,说明中—上元古界和古生界是其生烃层。刘其营油气藏位于冀中坳陷,储层为奥陶系,盖层为石炭系—二叠系,其上部新生界主要生油层为沙河街组三段,中间相隔厚度约1000～3000m的沙河街组四段和孔店组隔层。沙河街组三段所生之油气,无法穿过这一隔层及不整合面向下运移到奥陶系储层中,因此刘其营潜山油气藏也不可能是新生古储的。苏桥油气藏是一复式油气藏,上部石炭系—二叠系气藏与下部奥陶系油藏叠合,根据油、气、水性质的对比也可以排除新生古储的成藏模式。渤海湾盆地古生界和中—上元古界具有生烃能力,其中的临清坳陷具备在深部古老地层寻找原生油气藏的条件。     

南盘江盆地古油藏沥青地球化学特征及成因

南盘江地区生物礁古油藏的储层沥青主要分布在上二叠统和中上泥盆统。古油藏的储集层均为生物礁滩灰岩,沥青的主要储集空间以洞、缝为主,其次为基质孔隙和生物体腔内。南盘江古油藏沥青的成熟度很高, H／C原子比小于0．4,主要由残碳构成,这是沥青的非极性和极性抽提无抽提物的直接原因。在古油藏沥青地球化学特征研究的基础上,综合分析认为南盘江古油藏沥青主要源自泥盆系烃源岩,其次可能与下二叠统烃源岩有关。南盘江古油藏沥青与生物降解沥青和沉淀沥青质有很大的区别,其成因是油藏深埋时在高温、高压的作用下原油裂解成气后的焦沥青。