查干凹陷有机包裹体特征及成藏期次探讨

杨玉娥,许书堂,顾 勤,王志萍,张东霞

(中国石化中原油田分公司勘探开发科学研究院,河南濮阳457001)

查干凹陷有机包裹体特征及成藏期次探讨

杨玉娥,许书堂,顾 勤,王志萍,张东霞

(中国石化中原油田分公司勘探开发科学研究院,河南濮阳457001)

包裹体是矿物形成过程中被捕获的成矿介质,它包含了丰富的地质信息。通过对查干凹陷有机流体包裹体特征的观察及均一温度和流体成分的测定,发现该区包裹体可分为三期,这三期包裹体与烃源岩有机质热演化阶段具有很好的相关性。综合研究认为,本区具有三期成藏的特点,第一期包裹体是烃源岩处于成熟阶段并排出液态烃的标志,第二和第三期包裹体是烃源岩处于高熟和过熟阶段并排除液态烃与气态烃的标志。本区烃源岩大部分处于成熟和高熟阶段,排烃较多,而处于过成熟阶段的烃源岩较少,排烃也较少。

查干凹陷;有机包裹体;均一温度;成藏期次

1 地质概况

查干凹陷地处内蒙古自治区乌拉特后旗,位于银根-额济纳盆地东部查干德勒苏坳陷中央,是一个次级负向构造单元。凹陷走向北东-南西向,北东长60 km,南西宽 34km,面积约 2 000 km2(图1)。

图1 查干凹陷区域构造位置

查干凹陷的主体是在晚古生代褶皱基底上发育起来的内陆断陷型盆地,受海西运动的影响,凹陷内缺失三叠系及侏罗系沉积,仅发育白垩系和新生代地层。凹陷基底为一套二叠系浅变质的碎屑岩,沉积盖层自下而上依次划分为:下白垩统巴音戈壁组(K1b)、苏红图组(K1s)、银根组(K1y),上白垩统乌兰苏海组(K2w)及第三、第四系,其中下白垩统巴音戈壁组和苏红图组为该凹陷的主要勘探目的层。

烃源岩主要分布在下白垩统巴音戈壁组二段和苏红图组一段,均为较好-好的烃源岩。巴音戈壁组二段干酪根主要为Ⅱ1型,已达成熟-高成熟阶段;苏红图组一段干酪根以Ⅱ2型为主[1-3]。

2 有机包裹体特征

包裹体是矿物形成过程中被捕获的成矿介质,被称为成矿流体的样品,它相当完整地记录了矿物形成地条件和历史,是矿物最重要的标型特征之一,可以作为译解成矿作用、特别是内生成矿作用的密码[4]。包裹体的研究以前多运用于热液金属矿床的成矿作用,在沉积岩研究中则多限于碳酸盐岩的成岩作用,最近被越来越多地运用于油气矿床的研究。油气在运移、聚集过程中,由于流体的流动对成岩矿物结晶的控制作用,导致矿物将优先在流体流动带结晶,而将其周围的地层水、油、气等流体以包裹体的形式捕获。这些自生矿物中的流体包裹体不仅是多孔介质流体成分演化的唯一原始样品,而且还记录了其所处体系的温压条件,记录了盆地油气生成、运移和演化的信息,因而成为目前研究沉积盆地地质流体最有效的手段之一[5-9]。

研究中从CHC1井和B1井取样14块,用显微镜及荧光显微镜对有机包裹体的特征进行了观测,用均一法测定了流体包裹体均一温度,并利用激光拉曼分子微探针测定了部分单个包裹体的成分。

显微镜下观察表明,研究区储层内的有机包裹体主要产出于石英加大边内、颗粒裂纹内和次生裂隙内。分析主要针对石英加大边中的包裹体,这样的包裹体能很好地反映成岩时期的流体状况。增生边中的包体大部分随机分布,少量沿增生边生长轴集中分布。包体形态主要为椭圆状及不规则状。据综合分析测试所得的均一温度数据(表1),可将其划分为三组:第一组的温度范围为96～118℃,第二组为138～159℃,第三组大于180℃(图2)。其中第一组包裹体较小,一般为3～5μm;第二和第三组的包裹体较大,一般为5～8μm,个别可达12μm。流体包裹体的气液比一般较小,大部分介于1%～5%之间,个别气液比较大,达20%左右。包裹体的液相成分主要是水,气相成分主要为二氧化碳、甲烷及氮气。第一组的包裹体成分主要为水和二氧化碳;第二和第三组包裹体除主要成分水和二氧化碳外,还含有少量甲烷及氮气。

表1 查干凹陷包裹体均一温度及成分测定结果

图2 包裹体均一温度分布直方图

3 成藏期次探讨

图3 查干凹陷烃源岩演化阶段划分

根据实测的镜质体反射率数据,可将查干凹陷烃源岩的有机质热演化划分为未成熟、成熟、高成熟和过成熟四个主要阶段(图3)。当烃源岩埋藏深度小于950 m时,有机质处于未成熟阶段(Ro<0.5%);埋藏深度为950～2 995 m时,处于成熟阶段(Ro=0.5%～1.3%);埋藏深度为2 995～3 910 m时,处于高成熟阶段(Ro=1.3%～2.0%);埋藏深度大于3 910 m时,为过成熟阶段(Ro>2.0%)。从包裹体均一温度测定结果可以看出,本区存在着三期油气流体活动。将其结果投影到烃源岩演化曲线上,结果显示,第一期相当于烃源岩埋深到1 360～2 130 m发生的排烃活动,第二期相当于烃源岩埋深到2 830～3 565 m发生的排烃活动,第三期相当于烃源岩埋深大于4 300 m发生的排烃活动。将两者对比可以看出,包裹体均一温度与烃源岩有机质成熟阶段具有很好的相关性。结合包裹体成分特征,可以认为第一组包裹体是烃源岩处于成熟阶段并排出液态烃的标志,第二和第三组包裹体是烃源岩处于高熟和过熟阶段并排除液态烃与气态烃的标志。也就是说,本区油气成藏活动至少有三期。从包裹体数量上来看,第一及第二组包裹体较多,而第三组包裹体较少,说明排烃以第一期和第二期为主,第三期排烃较少。也就是说烃源岩大部分处于成熟和高熟阶段,排烃较多;而处于过成熟阶段的烃源岩较少,排烃也较少。

4 结论

包裹体均一温度测定结果表明,本区存在着三期油气流体活动。包裹体的形成与烃源岩有机质热演化阶段具有很好的相关性,其中第一组包裹体是烃源岩处于成熟阶段并排出液态烃的标志,第二和第三组包裹体是烃源岩处于高熟和过熟阶段并排除液态烃与气态烃的标志。综合分析认为,本区油气成藏活动至少有三期,排烃以第一期和第二期为主,第三期为辅。烃源岩大部分处于成熟和高熟阶段,排烃较多;而处于过成熟阶段的烃源岩较少,排烃也较少。

[1] 郭彦如,于均民,樊太亮.查干凹陷下白垩统层序地层格架与演化[J].石油与天然气地质,2002,23(2):166-169.

[2] 陈建平,何忠华.银额盆地查干凹陷基本生油条件研究[J].石油勘探与开发,2001,28(6):23-27.

[3] 林卫东.查干凹陷原油地球化学特征与油源对比[J].石油与天然气地质,2000,21(3):249-251.

[4] 何知礼.包体矿物学[M].北京:地质出版社,1982.

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[9] 卢焕章,范宏瑞.流体包裹体[M].北京:科学出版社,2004.

TE112.113

A

1673-8217(2011)05-0018-02

2011-04-15;改回日期:2011-06-07

杨玉娥,1966年生,2001年毕业于华北石油财经学校石油化工专业,现从事石油地质综合研究工作。

编辑:吴官生