延長探區(qū)下古生界馬家溝組儲層流體包裹體特征

強 娟，曹紅霞，吳海燕，趙謙平

（陜西延長石油集團有限責任公司研究院，陜西西安710069）

流體包裹體，特別是有機包裹體，是油氣生成、運移和聚集過程中被捕獲在自生礦物、膠結(jié)物、礦物次生加大邊和愈合裂隙中的含烴流體，是記錄盆地油氣藏形成時古流體信息的原始樣品.近年來流體包裹體分析具有廣泛的應(yīng)用價值，已成為油氣地球化學領(lǐng)域的研究熱點之一［1-3］.

鄂爾多斯盆地是我國第二大含油氣盆地，蘊藏著豐富的油氣資源，尤其是中部（靖邊）、榆林、烏審旗和蘇里格等大型天然氣田的發(fā)現(xiàn)，展示出鄂爾多斯盆地大好的天然氣勘探形勢.本文在對研究區(qū)流體包裹體顯微鏡觀察，成分，鹽度和均一溫度分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合恢復儲層的埋藏史和熱演化史，探討與天然氣有關(guān)流體包裹體的形成溫度及時期.

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地位于華北地臺西部，根據(jù)盆地的地質(zhì)演化史及構(gòu)造特征，可劃分為伊盟隆起、伊陜斜坡、渭北隆起、晉西撓褶帶、天環(huán)拗陷和西緣逆沖帶6個構(gòu)造單元（圖 1）［4-5］.

本文的研究范圍位于鄂爾多斯盆地的中東部.奧陶系馬家溝組為內(nèi)克拉通臺地陸表海碳酸鹽巖沉積，臺地內(nèi)碳酸鹽巖沉積物厚度大約為數(shù)百米到千余米，夾蒸發(fā)巖（硬石膏和鹽巖）.

2 包裹體類型劃分

流體包裹體成分十分復雜，在測溫前需先確定流體包裹體在巖石組構(gòu)中的地質(zhì)背景，通過顯微鏡下觀測分析儲層流體包裹體的形態(tài)、大小、顏色、分布和相態(tài)，劃分包裹體的類型和形成期次.

根據(jù)室溫下包裹體的成分和相態(tài)，與探區(qū)內(nèi)成巖作用有關(guān)的流體包裹體劃分為以下3類.

1）鹽水包裹體:又稱為水溶液包裹體，以H2O為主要成分，其中溶解數(shù)量不等的NaCl鹽類，包裹體數(shù)量較多，多分布在白云石孔洞中的亮晶方解石膠結(jié)物中，常呈串珠狀成群成帶分布，形態(tài)圓形、橢圓形、長條形及不規(guī)則狀，個體約為3～6μm，氣液比為4%～8%.透射光下無色透明（如圖2a）.

2）含液態(tài)烴鹽水包裹體：多屬均勻相捕獲的包裹體，常分布在白云石孔洞中的亮晶方解石膠結(jié)物中，與鹽水包裹體伴生，呈串珠狀成群成帶分布，形態(tài)為圓形、橢圓形及不規(guī)則狀，大小不均，包裹體壁略厚，液烴附著在包裹體內(nèi)壁和氣泡外緣，為淺褐色，具微弱的黃綠色熒光，數(shù)量相對較少（如圖2b）.

3）液態(tài)烴包裹體：產(chǎn)出在白云石孔洞中的亮晶方解石膠結(jié)物中，一般呈串珠狀、條帶狀分布，常溫下為單一的液相，具微弱的黃色熒光，數(shù)量相對較少（如圖2c）.

綜合探區(qū)內(nèi)下古生界馬家溝組儲層流體包裹體特征如下：包裹體一般較小，形狀多近圓形，少量為不規(guī)則形狀.包裹體不以單一的形態(tài)存在,一般為2～3個亞類的組合體.主要以鹽水包裹體和含液態(tài)烴包裹體為主，少量液態(tài)烴包裹體共存.

3 包裹體的均一溫度和鹽度

針對探區(qū)馬家溝組白云巖孔洞中充填方解石及裂縫中方解石脈膠結(jié)物觀察試驗，得到儲層流體包裹體分析測試樣品10個.選取與烴類包裹體共生的均一相捕獲的鹽水包裹體中比較好的測定其均一溫度（如表1、圖3所示）.探區(qū)內(nèi)馬家溝組儲層包裹體的均一溫度分布具有以下特征：包裹體均一溫度分布于85～115℃之間，峰值基本為 95～105℃，說明延長探區(qū)內(nèi)馬家溝組儲層捕獲包裹體主要集中于一個期次內(nèi).

延長探區(qū)馬家溝組白云巖內(nèi)鹽水包裹體的冰點溫度分布范圍為-2.8～-4.2℃，鹽度的主要分布范圍為4.5%～7.8%，鹽度變化范圍較小，沒有明顯的異常數(shù)值，初步推測沒有大規(guī)模外來地層流體的影響.

4 包裹體捕獲深度和成藏時間的確定

要確定流體包裹體均一溫度的形成時間（即氣藏形成時間），首先要確定流體包裹體被捕獲時的地層深度，然后在恢復埋藏史的基礎(chǔ)上才能建立與成藏之間的關(guān)系.可按如下步驟確定［7-9］：1）測定鹽水包裹體的均一溫度.2）確定這組鹽水包裹體的形成深度，推算公式為

其中TC是測定的包裹體均一溫度（℃）；TO為包裹體形成時的地表溫度（℃），這里取該地區(qū)常年平均溫度20℃；G為古地溫梯度（℃/100m）；H為油氣運移成藏時的深度（m）.3）確定形成時間.

研究區(qū)與烴類包裹體伴生的鹽水包裹體均一溫度數(shù)據(jù)顯示，馬家溝組儲層流體包裹體捕獲時的溫度為95～105℃.由磷灰石裂變徑跡資料顯示，早古生代鄂爾多斯盆地為面向秦嶺大洋的寬廣陸架，屬被動邊緣盆地，地溫梯度為2.5～3.0℃/100m.晚古生代至中生代早期，本區(qū)早期屬濱淺海盆地，后期轉(zhuǎn)化為內(nèi)克拉通盆地，盆地屬前陸盆地性質(zhì)，地溫梯度較低，在2.2～2.4℃/100m左右.中生代晚期，盆地及周圍地區(qū)發(fā)生強烈燕山中期運動，古地溫梯度升至3.3～4.5℃/100m.新生代以來，盆地不斷抬升，地殼增厚，地溫梯度降低到2.2～3.2℃/100m，平均為 2.8℃ /100m.23～20Ma以來，鄂爾多斯盆地整體快速抬升，引起冷卻，地溫梯度逐漸變小（2.93℃/100m），巖層埋深變淺，生烴作用逐漸停止，此時地溫為40～120℃，為構(gòu)造晚期階段.根據(jù)葉加仁等選擇鄂爾多斯盆地下古生界6口代表井的地球動力學地球化學結(jié)合法反演古熱流史和古地溫史，計算出下奧陶統(tǒng)馬家溝組的地溫梯度為 2.6～3.5℃/100m［6］.將此次測得的包裹體均一溫度代入上式，可以初步推算馬家溝組包裹體被捕獲時的埋藏深度約為2500～2800m.

利用鹽水包裹體均一溫度分布及單個包裹體成分分析，結(jié)合埋藏史確定包裹體形成時間在距今200～215Ma，對應(yīng)于晚三疊世末—早侏羅世，與該期鹽水包裹體同時捕獲烴類包裹體，在儲層中大量形成的時間為晚三疊—早侏羅世（圖4）.

表1 延長探區(qū)馬家溝組下古生界碳酸巖流體包裹體特征Table1 Characteristicsof fluid inclusions in carbonate rocksofM ajiagou formation

5 認識和結(jié)論

通過對延長探區(qū)下古生界馬家溝組流體包裹體分析測試，結(jié)果表明：

1）研究區(qū)包裹體主要是一個期次形成的，均一溫度為 85～115℃.

2）包裹體測溫反映了包裹體捕獲時埋藏深度為2500～2800m，馬家溝組主要天然氣成藏時間為據(jù)今200～215 Ma，即晚三疊世—早侏羅世.

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