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低渗透致密砂岩流体包裹体特征及油气充注期次——以姬塬油田延长组为例

更新时间:2009-03-28

0 引 言

流体包裹体是矿物结晶过程中捕获于晶体缺陷中的成岩流体[1]。沉积物在沉积、成岩演化过程中产生的新生矿物或矿物重结晶与次生裂缝愈合面中,捕获提供矿物生长的成岩成矿的流体,形成广泛的盐水包裹体,同时还捕获在油气生成、运移、聚集和成藏演化过程中产生的烃类流体,形成多种类型的含烃包裹体和烃类包裹体,从而成为记录盆地成烃、成藏过程的原始信息。研究当前地层中流体包裹体的类型、成分、空间分布以及均一温度等特征,是再造盆地地热历史和追溯油气的运移聚集过程的重要油藏地球化学证据[2]

企业经济管理工作中,还要不断地提升工作人员的业务素质,使工作人员能够适应新形势下的经济管理模式。首先,提升人员素质应当从思想意识引导与实践两个方面着手。引导工作人员转变观念。基于实际工作向工作人员开展培训,使得工作人员能够有效地参与工作。其次,提升人员素质,应从加强对工作人员的考核入手。定期对工作人员进行考核,能够促进工作人员主动学习,不断地适应新的市场环境。根据考核结果,能够及时发现工作人员的不足,从而开展针对性地培训,全面促进工作人员业务素质提升。工作人员的业务能力、思想理念,直接决定了工作质量。在企业经济管理工作实际中,要积极探索,不断地提升人员素质,从而促进经济管理工作的发展[4]。

鄂尔多斯盆地是中国规模最大的低渗透含油气盆地,蕴含了丰富的油气资源[3-4],特别是盆地南部中生界的姬塬、靖边、西峰、华庆,相继发现亿吨级大型油田,揭示了盆地中生界广阔的石油勘探前景。因此,本文在系统取样并研究姬塬地区中生界延长组低渗透砂岩储层特征基础上,利用包裹体的均一温度、大小、形态、相态、成分等特征,探讨中生界延长组的油气运移充注期次、确定油藏形成时间、揭示低渗透砂岩油藏运聚特征,对鄂尔多斯盆地中生界进一步勘探突破具有重要的应用价值。

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1 区域概况与样品采集

鄂尔多斯盆地姬塬地区位于天环向斜和伊陕斜坡两大构造单元之间,属于陕北斜坡的西部(图1)。区内中生界延长组的长6,长4+5,长3,长2等油层组均发现了工业油流,是一个多层系复合含油区,主力产油层位为长6和长4+5油层组。姬塬地区中生界延长组长6,长4+5,长3油层组为一套浅水、广盆的三角洲平原和前缘沉积,主要沉积砂体包括分流河道、水下分流河道、河口坝等,砂体中长石和塑性颗粒含量高,成分成熟度低(Q/(F+R)为0.36~0.53),沉积的碎屑物质粒度较细,以中-细和极细长石砂岩为主,压实作用较强,碎屑颗粒接触关系主要以线接触为主,其次为凹凸-线接触、点-线接触,油气运移以异常压力和浮力为主,属于典型的低孔低渗碎屑岩储层。本次研究在姬塬地区主要探井岩心观察的基础上,选取了该地区13口探井的延长组主要产油层段和有裂缝发育层段27个砂岩样品磨制了包裹体薄片,选择测点285个,在Linkam-THM600冷热台上进行测试,数据如表1所示。

 

2 包裹体类型及空间分布特征

鄂尔多斯盆地中生代早期的印支运动控制了延长组的沉积和演化以后,形成了延长组主要的一套烃源岩(长7油层组)以及含油层系,到早侏罗世燕山运动第I幕以后,盆地整体下沉,延长组埋深不断加大,此时长7烃源岩刚刚进入生烃门限,构造运动的挤压使长7烃源岩中刚刚生出的油气向上运移,但随着侏罗纪末燕山II幕构造运动的逐渐来袭,盆地整体抬升,温度降低,烃源岩热演化停止,直到早白垩世初期燕山III幕后,盆地再一次接受大范围沉降,长7烃源岩到早白垩世早期埋深在1 500~1 900 m时逐渐进入生油窗,开始第一次排烃成藏,所以第一期早期油气充注发生于早白垩世早期(145 Ma±),该时间和李向平等[14]利用磷灰石径迹所作的构造运动时间年龄相一致,对应燕山运动第III幕,形成了均一温度介于63~87 ℃间的第一期油气包裹体(图5)。

 

表1 鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组流体包裹体均一温度和冰点测定数据

 

Tab.1 Analytical data of fluid inclusions in Yanchang formation of Jiyuan area,Ordos basin

  

井号层位深度/m宿主矿物均一温度/℃冰点/℃测点数包裹体类型元139长21 781.2次生加大边103~132(117)-6.812盐水包裹体长4+512 029.0次生加大边105~134(123)-5.812油气包裹体元86长31 794.1石英颗粒裂纹116~150(130)-4.111盐水包裹体长62 037.9次生加大边103~144(132)-4.314油气包裹体元94长31 937.6次生加大边105~133(121)-5.210盐水包裹体长4+522 064.5次生加大边114~138(124)-5.612油气包裹体长62 091.3次生加大边108~147(127)-5.813油气包裹体元87长21 550.3次生加大边107~146(126)-4.212盐水包裹体长4+521 859.1石英颗粒裂纹105~143(127)-4.614油气包裹体耿59长4+512 250.1石英颗粒裂纹105~134(121)-4.112油气包裹体长62 335.1次生加大边108~169(134)-4.97油气包裹体耿64长22 025.7次生加大边114~138(127)-4.26盐水包裹体长62 320.0次生加大边124~138(131)-4.77油气包裹体元69长32 025.5石英颗粒裂纹108~140(127)-3.17盐水包裹体长4+512 147.8次生加大边109~143(128)-6.010油气包裹体长4+522 201.0石英颗粒裂纹119~145(128)-5.57油气包裹体元98长21 866.9次生加大边 107~130(121)-3.66盐水包裹体长4+522 194.0裂缝充填方解石124~145(134)-6.810油气包裹体新35长4+521 880.0次生加大边123~147(133)-4.17油气包裹体长61 924.5次生加大边127~144(137)-5.07盐水包裹体A45长31 898.0石英颗粒裂纹104~142(125)-6.210油气包裹体长62 019.8次生加大边 107~140(127)-5.012盐水包裹体元71长31 889.5次生加大边115~134(125)-6.06盐水包裹体耿 42长4+512 287.1石英颗粒裂纹124~150(139)-4.112油气包裹体耿71长22 044.0裂缝充填方解石90~136(115)-6.223油气包裹体2 043.9裂缝充填方解石91.7~94.2(93)-5.53盐水包裹体2 042.2裂缝充填方解石89~136(112)-6.323盐水包裹体

2.1 盐水包裹体

不同区域流体包裹体均一温度平面分布具有差异性,位于研究区偏东方向的铁边城、新安边等地区元字号井延长组流体包裹体均一温度平均较低,峰值温度为120~125 ℃;位于研究区偏西方向的堡子湾、姬塬、马家山等地区耿字号井延长组流体包裹体的均一化温度平均较高,峰值温度为125~130 ℃,这揭示了研究区西部地区地层的地温梯度比研究区东部的高。

 

表2 鄂尔多斯盆地姬塬地区包裹体形态及成分特征

 

Tab.2 Morphology and composition of fluid inclusions of Yanchang formation in Jiyuan area

  

分类盐水包裹体油气包裹体第1种第2种第1种第2种宿主矿物与分布位置石英次生加大内缘、裂缝充填方解石脉边石英次生加大外缘裂缝充填脉边石英次生加大内缘、裂缝充填方解石石英次生加大外缘、裂缝充填方解石类型气相、气液相液相、气液相液相、气液相液相、气液相产状椭圆形、长条形、不规则形近圆形、菱形、长条形、短柱形大小/μm1~62~101~255~50气液比/%1~251~115~251~15颜色无色无色、灰色黄褐色、淡黄色、黄色、无色丰度中中中至高高荧光颜色无色白色、蓝白色白色、蓝白色

 

2.2 油气包裹体

不同层位包裹体均一温度也存在差异性,从第2类包裹体均一温度看,下部长6油层组平均均一温度为131 ℃,到长3油层组平均均一温度为125 ℃,到长2油层组平均均一温度为121 ℃,平均均一温度呈现由下往上逐渐减小的趋势。分析认为这是由于作为主力烃源岩的长7油层组从下往上排烃过程中热液能量不断散失所致,经历的路径越长,形成包裹体的平均均一温度越低。

利用流体包裹体相对定年分析成藏期次的可靠性取决于流体包裹体均一温度可靠性和埋藏-热演化史的准确性,而对于鄂尔多斯盆地中生代至今的构造演化史、盆地埋藏史和热史的研究,国内学者做了大量的工作[9-13]。通过任战利[10]、高峰等[11]、李向平等[14]在锆石和磷灰石裂变径迹年龄数据的统计分析可以获得盆地的地热史信息,综合分析认为自三叠纪以来鄂尔多斯盆地内发生过多次构造运动,其中有5次构造运动比较剧烈,锆石和磷灰石裂变径迹有明显记录,包括190~230 Ma间发生的印支运动,盆地不均一抬升,地层遭受大面积剥蚀,造成上三叠统地层发生明显的构造变形与断裂反转作用,以及三叠系延长组与侏罗系富县组之间的假整合接触,此时盆地处于正常古地温梯度,为2.2~3.0 ℃/100 m;在170 Ma±中侏罗世早期的燕山Ⅱ幕,使延安组上部地层在榆林—靖边—姬塬一线以南遭受剥蚀,且越向南缺失的越多,此次构造作用与秦岭陆内造山抬升密切相关,此时盆地处于过渡古地温梯度,为2.8~4.0 ℃/100 m;在130~140 Ma间的侏罗纪末—早白垩世早期燕山第III幕剥蚀安定组,缺失芬芳组沉积层,造成下白垩统与下伏地层广泛不整合接触,此时出现了异常高古地温,为3.5~5.5 ℃/100 m;75~95 Ma间白垩纪末的燕山Ⅴ幕导致盆地周边断裂向盆内对冲,特别是西缘逆冲、逆掩断裂的强烈活动和盆地东隆西坳格局的定型,形成以断褶带为镶边的鄂尔多斯盆地构造轮廓;在20~23 Ma间的晚喜山运动,印度板块向北挤压,整体隆升的鄂尔多斯地块与翘起的贺兰、秦岭和阴山之间多为截断原逆冲断裂反转或反向倾滑,原先逆冲断层冲起越强烈,抬升则越高,剥蚀越激烈,反转则越强烈,断陷发育越早,沉降就越深,此时处于正常古地温梯度范围,梯度为2.7~3.1 ℃/100 m。

3 包裹体均一温度特征

就目前发展实际情况来看,一部分乡镇在开展财政管理相关工作的过程中,对于财政收入与支出、预算管理的力度不足,不能开展时效性的收支预算,约束机制相对匮乏。通过相关部门的审计结果来看,很多乡镇财政管理部门对于财政收支进行计划的时候只是进行象征性的制定计划,或者只对财政收入进行计划,而对于支出的计划力度却不足,只是灵活的掌握;在预算的过程中,受到多方面因素的制约与影响,合理性相对不足,也有一部分乡镇的预算编制不够完善,同时由于控制机制的缺失,导致财政管理的效果十分有限,在整体程序上来看也比较混乱。

第1类流体包裹体均一化温度分布呈现单峰特征,其峰值温度在63~87 ℃间,平均温度80 ℃(图3(a)),丰度中等,主要分布于石英和方解石等矿物晶体次生加大边内缘,单个包裹体个体较成岩包裹体大,但一般不超过25 μm,多数在1~15 μm间,气液比大于20%,小于25%,形状多变,有椭圆形、菱形、长条形、针形、短柱形,多以串珠状、斑块状产出(图4)。

 
 

第2类流体包裹体均一化温度分布呈现单峰特征,其峰值温度在115~150 ℃间,平均温度127 ℃(图3(b)),且丰度较高,主要分布于石英和裂缝充填方解石晶体次生加大外缘,单个包裹体尺寸比第二期包裹体大,一般在15~30 μm间,最大达到50 μm,形状多为圆形、椭圆形、短柱形,多以串珠状、团块状产出(图4)。

此类包裹体在延长组砂岩储层石英次生加大和方解石胶结物中比较发育,在分析的27个包裹体薄片中均发现有盐水包裹体。从盐水包裹体产状、气液比、宿主矿物中的分布等方面可以进一步分为2种:第1种盐水包裹体主要分布于石英颗粒内次生裂纹缝合带或石英次生加大边内缘以及裂缝填充方解石脉脉边,多为气液两相包裹体,气液比较大,一般大于20%,单个包裹体尺寸较小,为1~6 μm,一般小于3 μm,形状多为圆形、长条形、不规则形,多呈串珠状和不规则状产出,单偏光下为无色,正交光下为黑色(图2(a));第2种盐水包裹体主要分布于石英次生加大的外缘和裂缝填充方解石脉脉边,多为气液两相包裹体,气液比较小,一般小于10%,气泡多为圆形,单个包裹体尺寸较大,为2~10 μm,一般大于5 μm,形状多为长条形、椭圆形和不规则形,多呈群体状、面状和零星状产出,单偏光下为无色、淡黄色,正交光下为黑色(图2(b))。

1.2 排除标准 ①其他心血管疾病。②严重肝、肾功能不全。③肿瘤。④1个月内使用过抗凝药物、降血脂药物及性激素类药物。⑤血液病。⑥急、慢性感染。

此类包裹体在姬塬地区延长组砂岩储层中少见,而在裂缝充填方解石脉中大量分布,且分布极不均匀,可见2种:第1种油气包裹体主要分布于裂缝填充方解石脉的晶体中,多为气液两相包裹体,气液比较大,一般大于15%,单个包裹体尺寸较小,为1~25 μm,形状多为圆形、针形、短柱形,单个与成群均可见,大小不一,呈团块状富集,多发育于裂缝充填方解石晶体内,包裹体内气泡多呈圆形,单偏光下为黄褐色、淡黄色、黄色、无色,丰度为中到高,荧光下亮度强,局部呈集群状分布特征,荧光颜色为白色或蓝白色(图2(c)),包裹体中间的气泡不发荧光,荧光下似一圆形的空洞;第2种油气包裹体主要分布于裂缝方解石脉的晶体边缘,多为气液两相包裹体,气液比小,一般小于20%,多为10%~15%,单个包裹体尺寸较大,多在15~30 μm,形状近圆形、菱形、长条形,多呈单个产出,单偏光下为黄褐色、淡黄色、黄色、无色,荧光下亮度强,呈白色、蓝白色,丰度高,包裹体中间的气泡不发荧光,荧光下似一圆形的空洞(图2(d))。

4 油气成藏期次与成藏过程

总体来看,鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组砂岩储层石英次生加大和裂缝充填方解石脉中的油气包裹体,其气液比和包裹体大小成反比,小于5 μm的油气包裹体,气液比多在20%以上,大于5 μm的包裹体气液比以10%为主,一般小于20%,荧光颜色多为蓝色、蓝白色,显示姬塬地区的油气包裹体轻质组分较多,处于生油高峰及后期的充注。盐水包裹体一般丰度中等,个体稍小,一般小于10 μm,裂缝充填方解石脉中的盐水包裹体多分布于脉边,脉中相对较少。

史家小学的教育理念和中国古代书院的教育理念是契合的,古代书院追求的最大的目标就是成人的理念,演化到今天就是我们的人格教育。史家书院不仅仅是对古代书院这一形式的传承,更重要的是对古代书院教育思想和中国传统文化的继承和发扬,因此,从某种意义上讲,史家书院也是一个中国传统文化基地。

利用流体包裹体确定油藏的成藏史是比较成熟的技术[7-8],即获取与油气包裹体同期形成的盐水包裹体的均一温度,并由此代表油气进入储集体的古温度,结合古地温史和地层埋藏史的恢复即可确定形成包裹体的埋藏深度,对应地层埋深的地质时代即为油藏的成藏年代。通过对姬塬地区延长组石英颗粒和胶结物以及裂缝中方解石脉的观察,分析与油气充注有关的流体包裹体27个样品,285个均一温度数据,结合大小、形态、空间分布、气液比和丰度等因素,综合分析认为姬塬地区延长组储集体内包裹体分为2类。

鄂尔多斯盆地延长组是典型的低渗、特低渗砂岩储层,其成岩时间早,储层岩石孔径偏小、喉道偏细[5-6],流体包裹体分布具有特殊性:砂岩储集层中盐水包裹体分布最为广泛,但油气包裹体少见,而在裂缝发育带方解石脉中的油气包裹体十分发育。本次研究采用偏光/荧光显微镜和MPV-SP显微镜光度计相结合的方法,在荧光显微镜下区分油气包裹体和盐水包裹体,在透射光和单偏光下描述包裹体的形态和空间分布特征,为正确划分包裹体类型提供岩相学依据。由于原生包裹体主要发育于矿物颗粒内部,包裹体细小,难以找到可以测温的包裹体,基本不见油气包裹体,本次主要对与成岩作用有关的次生包裹体研究,根据次生包裹体的成分、形态及其空间分布等特征划分为4类,如表2所示。

早白垩世末燕山第V幕之前,长7烃源岩埋藏深度超过2 800 m,有机质热演化程度不断增高,并于早白垩世晚期(110 Ma±)达到排烃高峰期,此时长7烃源岩内普遍产生过剩压力。早白垩世晚期过后燕山运动第V幕突然来袭,随着构造挤压和基底断裂活化,沉积盖层形成了大量的区域性垂直裂缝[15],长7烃源岩中的烃类流体在第V幕构造运动的驱动下,通过裂缝不断向周围储集层幕式排烃,在延长组储层中形成了均一温度介于115~150 ℃间、峰值为127 ℃的油气包裹体(图5)。此次构造运动所形成的长7烃源岩排烃和油气充注是一次区域性的大范围的流体运动,是鄂尔多斯盆地中生界地层的主要成藏期。此次晚期油气充注的垂向最大范围已达到了上覆延安组9段[16]

从平面上看延长组的油气充注也具有差异性,研究区北部的定边三角洲前缘的耿64井,在长6储层中只发育一期流体包裹体,其包裹体均一温度为114~129 ℃,峰值温度为126 ℃;研究区北部的安边三角洲前缘的A45井,在长6储层中也只发育一期流体包裹体,其包裹体均一温度为121~139 ℃,峰值温度为128 ℃。分析认为第一次流体充注成藏时研究区北部远离生烃中心,其附近的烃源岩热演化程度不高,排出的烃类物质有限,所以基本没有第一期小规模成藏的流体包裹体形成。

4.课中交流与总结。课堂模拟结束后,教师以提问的形式,请课堂模拟小组核心成员谈一谈自己在两次不同“情景模拟扮演”当中的相关感受;接着教师结合课堂模拟进行客户投诉处理技巧知识点的总结。经过前后两次同一情境下的处理投诉经历,小组成员的认识和体会应该最为深刻,通过小组成员的阐述,加深学生对于课堂模拟中投诉处理方案的理解,同时通过教师分析总结,使学生更直观地了解和掌握教学的重点难点。

5 结 语

从包裹体宿主矿物、大小、形态、空间分布、气液比、荧光等特征显示,鄂尔多斯盆地姬塬油田中生界延长组长6,长1+5,长3,长2油层组砂岩储层内主要发育2类流体包裹体:一类流体包裹体平均温度较低,单个包裹体尺寸较小,平均均一温度80 ℃,主要分布于石英和方解石等矿物晶体次生加大边内缘;另一类流体包裹体平均温度较高,单个包裹体尺寸较大,平均均一温度127 ℃,主要分布于裂缝充填方解石晶体次生加大外缘。

根据盆地埋藏史和古地温变化,结合流体包裹体均一温度特征确定姬塬地区延长组长6,长4+5,长3,长2油层组砂岩储层存在2期油气主要充注和1次降温释压定型:(1)早期充注发生于早白垩世早期(145 Ma±),受燕山第III幕构造运动挤压以及地层不断埋深双重作用,长7烃源岩进入生烃门限并向周围砂岩储层排烃,此次排烃受烃源岩厚度以及有机质丰度的影响使充注范围较为局限,研究区北部并无充注;(2)晚期充注发生于早白垩世晚期(110 Ma±),此时随着地层埋深的持续加大在燕山第V幕构造运动的驱动下,长7烃源岩进入生烃高峰期并向围岩大量排烃成藏;(3)晚白垩世以来受燕山和喜山构造幕运动的影响,鄂尔多斯盆地断续抬升,由此造成的缓慢降温、释压、岩石孔缝扩容的影响,使长7烃源岩中的大量烃类仍然向围岩储层中大面积分散式充注定型,形成了鄂尔多盆地延长组特有的低压、低产、低丰度的三低储层。

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鲁金凤,郭峰,高剑波,刘志强,王凯,蔺重庆,刘雪
《河南理工大学学报(自然科学版)》2018年第04期文献

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