流体包裹体在油气成藏研究中的应用

2012-09-15牟智全王永凯窦红坤曾建宏

特种油气藏 2012年4期

关键词：高油油气藏滨海

高勇，牟智全，王永凯，窦红坤，曾建宏

(1.中油大港油田分公司天津大港 300280; 2.中油东方地球物理勘探有限责任公司，天津大港 300280)

流体包裹体在油气成藏研究中的应用

高勇1，牟智全1，王永凯1，窦红坤2，曾建宏1

(1.中油大港油田分公司天津大港 300280; 2.中油东方地球物理勘探有限责任公司，天津大港 300280)

通过对滨海断鼻沙三段、歧北斜坡沙二段和滨海斜坡沙一段流体包裹体均一温度分布特征、烃包裹体产出特征、包裹体和沥青的成因特征的分析，划分出研究区油气成藏期次、成藏时间以及油气藏成因的控制因素，认为研究区具有“两期充注、先油后气，差异聚集、高油低气”的油气成藏模式;油藏分布序列受生烃演化、构造发育的配置关系控制;受大面积分布的岩性圈闭控制，多期砂体叠置，差异聚集是油气藏分布倒置的主要原因。

流体包裹体;成藏期次;两期充注;差异聚集;高油低气;滨海地区

引言

流体包裹体是油气运移聚集过程的直接标志，其形成后没有外来矿物的加入和自身物质的溢出，因而可作为原始的成矿液体来研究，可以用来确定油气运移的相态、时期、期次、方式、深度等［1－2］。本文主要针对滨海地区沙河街组普遍存在“高油低气”的油气藏特征，选择滨海断鼻沙三段、歧北斜坡沙二段和滨海斜坡沙一段3个目标，通过分析流体包裹体，研究其油气成藏期次、成藏时间和油气藏成因，明确了“高油低气”油气分布倒置的主要原因，对研究该区油气藏分布规律、寻找有利勘探目标具有一定指导意义。

1 基本地质特征

滨海地区位于北大港潜山构造带向歧口凹陷过渡的斜坡部位，北到海河断层，南至歧东断层，为一继承性发育且被断层复杂化的大型斜坡构造。其构造发育主要受滨海断裂系控制，具有两期构造运动、两期成藏的特点。

滨海地区油气藏受油源、生烃史和构造演化史控制，呈“高油低气”的特征，其中滨海断鼻高部位沙三段为油藏(Bs6)、中部为凝析气藏(Qs6)、低部位为干气藏(Qs1);歧北斜坡沙二段低部位bins22井区以天然气藏为主，高斜坡Bs6井区以油藏为主;滨海斜坡沙一段低部位binh4—bins3x1井区以天然气藏为主，高台阶部位以油藏为主。

2 包裹体类型及特征

在不同地质地球化学环境和原油热演化的不同阶段，油气储层或源岩中的矿物岩石可能捕获不同类型的烃包裹体［3］。研究区烃包裹体类型，按照室温下的相态和组成特征主要划分为4种:①液态烃包裹体，颜色主要为黑色、褐黑色、褐色、蓝黑色等，粒度大小不等，形状多数不规则;②气、液态烃包裹体，主要由液态烃、气态烃和盐水溶液组成;③气态烃包裹体，主要由气态烃和盐水溶液组成，气泡为黑色、蓝灰色、褐黑色;④含沥青包裹体，黑色或灰黑色，无荧光，常产于高演化气藏或受分异作用的油气藏。

3 包裹体在油气成藏研究中的应用

3.1 油气成藏期次的划分

3.1.1 利用均一化温度划分油气成藏期次

烃类包裹体证明储层油气出现运移充注［4］。均一化温度可以近似地认为是油气充注时(即流体包裹体被捕获时)地层的温度，因此，通过刻画直方图来圈定均一化温度分布范围，以此来确定油气运移充注的时期，均一化温度分布直方图划分为连续型(单峰)和非连续型(双峰或多峰)2类。

依据研究区流体包裹体资料分析滨海地区油气充注存在2种类型:即连续型(单峰)多次冲注1期成藏(Qs6、Gs4沙三段等)和非连续型(双峰)多次冲注2期成藏(Qs1沙三段)(图1)。Qs1井在沙三段为多次非连续充注且两期成藏，包裹体均一化温度早期为56.7～90.1℃，包裹体均一化温度晚期为130～150℃;Gs4、Qs6井沙三段为多次连续充注1期成藏，Qs6包裹体均一化温度井为130～150℃，而Gs4井为101～116℃。

图1 滨海断鼻沙三段包裹体均一化温度分布

3.1.2 利用烃包裹体产出特征划分油气成藏期次

为了剖析油气运移、聚集和成藏过程，深入研究了矿物中油气包裹体的类型特征。根据包裹体中含油、气、水和沥青质的特征，划分为不同期次的烃包裹体［5］。研究区烃包裹体产出分布特征主要是:1期形成的烃包裹体主要沿石英次生加大边内侧成带分布，或沿切及加大边早期的裂缝成带分布，荧光颜色以褐色、深褐色为主，如:BS6井3 557 m油斑细砂岩(单偏光)石英加大边内侧深褐色液烃包体(图2a)，BH8井3 981.8 m，中—细砂岩(单偏光)，石英碎屑内微裂缝中成带分布深褐色液烃包体(图2b)，BS22井4 616.5 m，油斑细砂岩 (单偏光)石英加大边内侧浅黄色液烃包体浅蓝绿色荧光 (图2c);2期形成的包裹体主要分布在碎屑及次生加大边外侧和晚期的裂缝中，多成带分布，荧光颜色为浅蓝、浅黄、绿、灰色，如: BS22井4 616.5 m，油斑细砂岩，沿石英次生加大边外侧分布的气液烃包体，单偏光呈淡黄色、淡黄－灰色气液烃和气液烃包体，荧光照射下为较强的浅蓝色荧光。

3.1.3 利用包裹体和沥青的成因特征判断油气成藏期次

刘德汉等［6］已经证实:由于原油裂解形成的气藏，储层中常有中间相结构焦沥青和高温流体包裹体、含沥青的矿物包裹体。而干酪根热解形成的气藏，矿物包裹体比较简单，以不含沥青和重烃的甲烷包裹体为主。

经过分析，Qs1井沙三段烃类包裹体为早期和晚期2期成藏。Qs1井的一部分天然气是干酪根经高温直接裂解形成，包裹体特征检测结果为气态烃包裹体;另一部分是新构造运动之后，一些埋藏较深未遭受破坏的早期油藏，经过高温裂解成天然气，该井4 978 m包裹体特征检测结果为沥青包裹体，直接证实了原油裂解成因气藏。

3.2 确定古地温梯度

古地温梯度可根据均一化温度、成岩矿物形成的时间和盆地的沉积埋藏历史推断［7－9］。通过测定流体包裹体的均一化温度来确定研究区古地温梯度，测定结果显示:盐度为1%～5%NaCl且深度在3 000～5 000 m的盐水相流体包裹体，均一化温度的主要区间为105～150℃，深度和温度成正比关系，随深度增加，温度增高;其中，滨海断鼻—滨海斜坡沙河街组的古地温梯度为0.035 3℃/m。歧北斜坡沙二段古地温梯度为0.035 4℃/m。

图2 1期液烃包产出体分布特征

3.3 确定油气成藏时间

依据上述划分的油气成藏期次、古地温梯度，结合本区埋藏史的恢复，分别确定了滨海断鼻沙三段、歧北斜坡沙二段和滨海斜坡沙一段储集层中油气运聚充注和成藏的时期。

滨海断鼻沙三段:Qs1井早期成藏时间距今28.5～19.5 Ma，相当于Ed—Ng早期沉积时期;晚期成藏时间距今6.25～1.5 Ma，相当于Nm晚期到Q早期;Qs6井1期成藏(晚期)，成藏时间距今不大于3 Ma，相当于Nm末期到Q沉积时期(图3)。

歧北斜坡沙二段:BS6井2期成藏，以晚期成藏为主，成藏时间为1.5 Ma以后，相当于Q—现今。BS22井2期成藏，以晚期成藏为主，成藏时间为7.0～3.2 Ma和1 Ma以后，相当于Nm中晚期和Q晚期—现今(图4)。

滨海斜坡沙一段:bai21－1井成藏时间距今8.5～3.5 Ma，相当于Nm中晚期沉积时期;bai10－3井1期成藏(晚期)，成藏时间距今6.5～4.0 Ma，相当于Nm中晚期(图5)。

3.4 油气藏成因

滨海地区油气藏分布具有高油低气的特征，即构造高部位以油藏为主，构造低部位以气藏为主，即表现在不同层段之间，也表现在同一层段之内。依据包裹体资料分析结果，结合砂体追踪、描述和圈闭形成期的综合分析，研究表明造成这种现象的原因主要有3个。

(1)滨海地区沙河街组形成“高油低气”的油气藏分布序列，主要是受生烃演化阶段与构造发育配置关系的控制。沙三段烃源岩在沙河街—东营组时期进入成熟阶段，以生油为主，明化镇组时期进入高熟及过熟阶段，大量热成因气排出。具有2期充注、先油后气的成藏特点。第1期东营组(Ed)沉积时期沙三段烃源岩成熟，进入生油高峰期，形成自生自储油藏。第2期明上时期(Nm—Q)，沙三段上部烃源岩进入生气阶段，沙三段形成自生自储气藏，原油在重力分异作用下沿油源通道向上运聚，在构造高部位成藏。同时部分演化程度较高的油气进入沙二段储层。第四纪时期沙三段烃源岩持续生气，在邻近高成熟源岩附近沙二圈闭聚集成藏。

(2)受大面积分布的岩性圈闭控制，砂体多期叠置，差异聚集是形成同层段“高油低气”油气藏分布特征的主要原因，如歧北斜坡沙二段(图6)。“上油下气”油气藏分布于不同的大面积分布的构造－岩性和岩性圈闭中。