發(fā)布時間：所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要:為了研究鄂爾多斯盆地南部延長組油氣成藏期次和成藏模式，采取鏡下觀察、激光拉曼、顯微測溫等方法對盆地南部地區(qū)延長組儲層成巖作用和包裹體的特征進(jìn)行了研究，并結(jié)合烴源巖生烴史、盆地?zé)嵫莼罚C合分析研究區(qū)延長組成藏期次。研究結(jié)果表明:鄂爾多
摘要:為了研究鄂爾多斯盆地南部延長組油氣成藏期次和成藏模式，采取鏡下觀察、激光拉曼、顯微測溫等方法對盆地南部地區(qū)延長組儲層成巖作用和包裹體的特征進(jìn)行了研究，并結(jié)合烴源巖生烴史、盆地?zé)嵫莼罚C合分析研究區(qū)延長組成藏期次。研究結(jié)果表明:鄂爾多斯盆地南部地區(qū)延長組存在兩期油氣包裹體:第一期油氣包裹體在熒光顯微鏡下呈藍(lán)綠色或深綠色的液烴包裹體，豐度較低，伴生的鹽水包裹體均一溫度主峰為100～110℃;第二期油氣包裹體以氣液烴包裹體為主，包裹體在單偏光下為無色或淡黃色，熒光顯微鏡下為亮藍(lán)色，豐度較高，伴生的鹽水包裹體均一溫度主峰為130～140℃。通過對油氣包裹體的均一溫度、鹽度、密度研究明確了研究區(qū)為“一期兩幕”成藏，結(jié)合盆地?zé)嵫莼氛J(rèn)為鄂爾多斯盆地南部地區(qū)延長組存在兩次油氣充注:第一次油氣充注在早白堊世中期(距今115～125Ma)，第二次油氣充注主要在早白堊世晚期(距今97～105Ma)。兩次油氣充注表明鄂爾多斯盆地南部地區(qū)延長組油氣成藏時期為早白堊世(距今97～125Ma)。
關(guān)鍵詞:流體包裹體;均一溫度;成藏期次;延長組;鄂爾多斯盆地
0引言
上三疊統(tǒng)延長組在鄂爾多斯盆地油氣勘探的眾多層系中占有重要地位。前人對延長組的油氣成藏期次做了大量工作，但針對鄂爾多斯盆地南部的長6、長7等油層組的成藏時間、成藏期次等仍持有不同觀點(diǎn)，如:一期充注成藏[1-5]，認(rèn)為早白堊世末期即盆地沉降高峰期和熱演化高峰期為油氣成藏時期;兩期充注成藏[6-12]認(rèn)為早白堊世為油氣運(yùn)移充注時間，在構(gòu)造抬升期即晚白堊世晚期為大規(guī)模油氣的成藏時間;三期充注成藏[13-16]，認(rèn)為第一期低熟油小規(guī)模充注發(fā)生于中侏羅世末期，第二期中成熟油大規(guī)模運(yùn)移位于晚侏羅世—早白堊世中期，第三期石油成藏發(fā)生于晚白堊世構(gòu)造抬升調(diào)整成藏時期。由于前人對石油成藏期次的認(rèn)識不同，導(dǎo)致了對生、儲、蓋、圈、運(yùn)、保各項參數(shù)有效配置的關(guān)鍵時刻以及流體充注歷史和成巖演化序列的匹配關(guān)系的認(rèn)識不同。因此，有必要對鄂爾多斯盆地南部延長組油氣成藏期次和成藏模式進(jìn)行研究。
相關(guān)期刊推薦：《現(xiàn)代地質(zhì)》為全國中文核心期刊和科技核心期刊，是由中國地質(zhì)大學(xué)(北京)主辦、教育部主管的綜合性地學(xué)學(xué)術(shù)刊物，本刊堅持為地質(zhì)科研、教學(xué)和生產(chǎn)服務(wù)的方針，著重刊登最新的科技成果和前緣性的學(xué)術(shù)論文，及時報道與國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)關(guān)系密切的重大科技成果。目前，《現(xiàn)代地質(zhì)》已被國內(nèi)外多家數(shù)據(jù)庫和包括美國斯坦福大學(xué)在內(nèi)的多家圖書館收藏。
通過對鄂爾多斯盆地南部地區(qū)13口井的23個巖心樣品進(jìn)行鏡下觀察、顯微熒光觀察、LinkamTHMSG600冷熱臺測溫、5154.5nmReishawinvia激光器成分分析，綜合運(yùn)用埋藏史、熱演化史模擬確定成藏期次和成藏時間。
1區(qū)域地質(zhì)概況
研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地南部合水-正寧-富縣一帶，南臨渭北隆起，為晚三疊世的沉積中心，半深湖-深湖相沉積，發(fā)育有沖積扇、扇三角洲、湖泊濁積扇等[17-18];盆地中生代地層分布廣泛，油田勘探目的層三疊系發(fā)育完整，其中延長組是鄂爾多斯盆地最重要的烴源巖發(fā)育層位，同時也是重要的產(chǎn)油層位之一。
本次受樣品來源限制，主要研究該區(qū)域長6和長7段地層。長7沉積期，鄂爾多斯盆地進(jìn)入板塊碰撞拼接、幕式構(gòu)造運(yùn)動最活躍時期[19]，為湖盆發(fā)育的全盛時期，該區(qū)域湖盆快速沉降，大量發(fā)育濁積體，在后期地質(zhì)作用的改造下，濁積體物性變好，成為較好的儲集層。長6時期的湖盆正處于建設(shè)期，盆地面積較長7期小，發(fā)育有濁積巖等沉積產(chǎn)物，砂體西南-東北向展布，慶陽寧縣地區(qū)以濁積體為主[20]。
研究區(qū)長7油層組砂巖的巖性主要為長石砂巖、巖屑長石砂巖和長石巖屑砂巖，粒徑主要以細(xì)粒為主，中砂和粉砂含量很少，顆粒分選為中等-差，磨圓度為差-極差，膠結(jié)物主要由綠泥石、水云母和碳酸鹽巖礦物組成[21]。長6油層組砂巖的巖性以長石砂巖為主，分選性中等，砂巖的粒度多為細(xì)粒-極細(xì)粒，磨圓度多為次棱狀，顆粒支撐，膠結(jié)方式為接觸式膠結(jié)，以線、點(diǎn)-線接觸為主。
2樣品與分析方法
本次選取研究區(qū)14口井的23個巖心樣品進(jìn)行實(shí)驗。樣品為來自三疊系延長組長6、長7油層組的細(xì)砂巖和粉砂巖(表1和圖1)，首先對巖心取樣并磨成巖石薄片和包裹體薄片，對巖石薄片在鏡下觀察成巖礦物和膠結(jié)物的組合關(guān)系，確定成巖作用、成巖序列、油氣充注次序及對應(yīng)的時間序列。
其次，在ECLIPSELV100NPOL鏡下對包裹體進(jìn)行巖相學(xué)研究，在鏡下觀察包裹體熒光顏色、形狀、氣液比、大小、交切關(guān)系、寄主礦物等信息，并結(jié)合包裹體寄主礦物形成的時間次序和對應(yīng)的成巖作用次序，劃分包裹體期次。
再次在5154.5nmReishawinvia激光器下測定所圈定油氣包裹體和鹽水包裹體的特征峰值，分析得出所劃分期次包裹體的成分特征。再在LinkamTHMSG600冷熱測溫臺測出與油氣包裹體共生的鹽水包裹體均一溫度和冰點(diǎn)溫度。最終結(jié)合研究區(qū)埋藏史、熱史確定油氣成藏期次。
3成巖作用與油氣充注特征
3.1壓實(shí)作用
研究區(qū)的長6、長7段巖石薄片里表現(xiàn)的壓實(shí)作用可以分為機(jī)械壓實(shí)作用和化學(xué)壓實(shí)作用。
研究區(qū)機(jī)械壓實(shí)作用主要表現(xiàn)為大部分視域礦物是以凹凸接觸為主(圖2(b))，石英顆粒周圍有綠泥石膜但不完整(圖2(c))，且在鏡下可見到云母被擠壓變形(圖2(a))。脆性礦物如長石的破裂(圖2(b))，部分石英顆粒由于綠泥石膜的抗壓實(shí)作用，未被擠壓變形。
研究區(qū)的化學(xué)壓實(shí)作用主要表現(xiàn)為石英顆粒內(nèi)部有壓溶作用形成的愈合裂隙(圖2(j)和圖2(f))以及石英顆粒及其次生加大邊上伴生的壓溶現(xiàn)象。
3.2膠結(jié)作用
根據(jù)膠結(jié)物成分不同，長6、長7段可分為黏土礦物膠結(jié)、硅質(zhì)膠結(jié)和鈣質(zhì)膠結(jié)。
黏土礦物膠結(jié):薄片里的填隙物以黏土礦物為主(圖2(c))，以綠泥石薄膜包裹石英顆粒最為常見(圖2(c))，部分伊蒙混層充填在孔隙中間(圖2(d))。大部分視域內(nèi)顆粒之間以接觸式膠結(jié)為主，黏土礦物在鏡下分布不連續(xù)，包圍石英顆粒但又被石英加大邊包裹，表明黏土礦物膠結(jié)早于石英加大;部分在石英長石顆粒邊緣形成襯邊，部分充填在石英長石的溶蝕孔洞中，部分在石英加大邊邊緣分布(圖2(f))，表明黏土礦物形成于石英次生加大之前。此外，膠結(jié)物和雜基受油氣侵染，顏色明顯變深，表明油氣充注發(fā)生在膠結(jié)作用之后。
硅質(zhì)膠結(jié):視域內(nèi)硅質(zhì)膠結(jié)可分為兩期。第一期主要表現(xiàn)為石英的次生加大作用(圖2(f))，視域內(nèi)石英加大邊明顯，并且可見石英加大邊包裹有黏土礦物(圖2(f))，切斷了綠泥石膜，表明石英次生加大晚于黏土礦物與綠泥石膜的形成。第二期表現(xiàn)為粒間孔隙內(nèi)部充填式的硅質(zhì)膠結(jié)物(圖2(e))，與第一期硅質(zhì)膠結(jié)物中間有綠泥石薄膜阻隔。鏡下觀察時多在石英次生加大邊內(nèi)側(cè)分布有瀝青質(zhì)和油氣包裹體(圖2(f))，由此可以推斷先發(fā)生油氣充注，后發(fā)生石英的次生加大作用，再出現(xiàn)綠泥石膜，再發(fā)生硅質(zhì)膠結(jié)物充填粒間孔隙。
鈣質(zhì)膠結(jié):鏡下標(biāo)本內(nèi)的鈣質(zhì)膠結(jié)物分兩類，一類主要是以泥晶方解石的形式存在于填隙物和巖屑中(圖2(e));另一類是以亮晶方解石顆粒為主，鑲嵌在礦物的溶蝕孔隙與部分石英次生加大邊內(nèi)(圖2(a))，表明其形成晚于石英的次生加大與溶蝕作用;由此可以得出研究區(qū)目的層位鈣質(zhì)膠結(jié)是分兩期進(jìn)行的。
3.3微裂隙作用
在顯微鏡下觀察的正寧-富縣地區(qū)的巖石薄片內(nèi)的微裂隙是分兩期的(圖2(j))，一組微裂隙未完全穿過礦物碎屑顆粒，而且被石英次生加大邊所包裹，說明其形成時間于石英加大之前(圖2(f));另一組則切穿了整個礦物顆粒和次生加大邊(圖2(g)、(i))，并且部分切割早期的裂縫，表明其形成時間是晚于石英次生加大作用的。鏡下觀察到:這兩期裂隙的相交角度在60°～90°之間(圖2(j)、(i))，而且沿著兩期裂隙都分布有油氣包裹體和一些瀝青侵染物(圖2(j))。
3.4溶蝕作用
視域內(nèi)砂巖溶蝕現(xiàn)象在掃描電鏡下能觀察到大致的形態(tài)(圖2(k))。按溶蝕孔洞的分布，分兩種溶蝕作用，有明顯的先后區(qū)別:一種分布在長石，石英等巖屑礦物上，在蝕孔內(nèi)可以看到有黏土礦物充填，推斷其溶蝕作用形成于早成巖階段，與黏土礦物膠結(jié)同時形成或略早;另一種溶蝕孔洞被石英次生加大邊包裹，沿著石英長石的解理裂縫分布，部分被方解石顆粒支撐或被油氣充填，部分沒有被油氣充填，結(jié)構(gòu)完整沒有被交代，由此推斷第二種溶蝕作用發(fā)生于鈣質(zhì)膠結(jié)之前，在石英次生加大作用之后，與第二次油氣充注同時或者略晚。
3.5油氣充注現(xiàn)象
通過鏡下觀察可明顯區(qū)分兩期油氣充注。一期表現(xiàn)為殘余有機(jī)質(zhì)侵染綠泥石膜與雜基(圖2(f))，部分被石英礦物缺陷晶格捕獲，呈串珠狀分布于石英顆粒表面愈合縫中;部分沿石英顆粒周圍孔隙環(huán)狀充填，抑制后期石英加大邊的形成，表明這次油氣充注早于石英次生加大作用。
另一期殘余有機(jī)質(zhì)主要沿切穿礦物顆粒及石英加大邊的裂隙分布(圖2(i))。表明該期油氣充注時間晚于或者同期與第二次微裂隙作用。
3.6成巖-油氣充注演化序列
由鏡下觀察，結(jié)合巖相學(xué)分析，厘定研究區(qū)延長組長6、長7段儲層成巖作用序列和油氣充注的先后關(guān)系(圖3)。
長6、長7段成巖作用較為復(fù)雜，機(jī)械壓實(shí)和黏土質(zhì)膠結(jié)最先開始，最后結(jié)束的是鈣質(zhì)膠結(jié)和溶蝕作用。其中鈣質(zhì)膠結(jié)作用、溶蝕作用和微裂隙作用都是分前后兩期，第一期發(fā)生在石英次生加大之前，第二期發(fā)生在加大邊發(fā)育完善之后。在石英次生加大的前后還有兩次油氣充注現(xiàn)象。
具體是壓實(shí)作用(早期機(jī)械壓實(shí))→溶蝕作用→綠泥石的薄膜形成→鈣質(zhì)膠接(早期泥晶方解石沉淀)→硅質(zhì)膠結(jié)(充填粒間孔隙)石英次生加大開始→有機(jī)流體開始注入→微裂隙作用(形成第一期微裂隙)→沸石形成→長石，石英顆粒溶蝕→低熟油小規(guī)模充注(形成第一期包裹體)→石英次生加大明顯→壓溶作用→微裂隙作用(形成第二期微裂隙)→油氣大規(guī)模充注(形成第二期油氣包裹體)→溶蝕作用→硅質(zhì)膠接(晚期方解石填充)。
通過對長6、長7段儲層鏡下觀察筆者發(fā)現(xiàn):(1)礦物的接觸方式以凹凸接觸和縫合線接觸為主，孔隙度低于15%;(2)石英普遍具有次生加大邊，且發(fā)育裂隙;(3)在掃描電鏡下發(fā)現(xiàn)伊利石-蒙脫石礦物;(4)包裹體的陰極發(fā)光分析顯示成熟度較高[22];(5)包裹體切片的測溫實(shí)驗數(shù)據(jù)顯示兩期包裹體均一溫度峰值區(qū)分明顯。綜合以上所有結(jié)論，并結(jié)合前人對鄂爾多斯盆地延長組地層的古地溫研究[23]，對比堿性鹽介質(zhì)(鹽湖盆地)碎屑巖成巖階段劃分標(biāo)志，推斷長6、長7段儲層進(jìn)入了中成巖階段(圖3)。