鄂爾多斯盆地中部延長(zhǎng)組下組合流體包裹體特征和油氣充注期次

王 偉，王冠民，胡 津，張 婕，王 朝，石曉明

(中國石油大學(xué)(華東) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266580)

0 引 言

流體包裹體是在賦存礦物形成時(shí)或形成后被包裹其中的各種成巖流體，有獨(dú)立的相界，在常溫下能流動(dòng)，自成為一個(gè)獨(dú)立的流體地球化學(xué)體系[1]。流體包裹體在油氣成藏年代學(xué)研究中得到了廣泛應(yīng)用，各類分析技術(shù)和研究方法的快速發(fā)展促使流體包裹體在油氣成藏研究領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用[2]。

鄂爾多斯盆地是中國陸上重要的含油氣盆地，三疊系延長(zhǎng)組是油氣主要富集層位，已有研究主要集中于延長(zhǎng)組長(zhǎng)8油層組以上[3]。隨著對(duì)油氣資源需求的增加和致密油勘探的不斷深入，近年來中國石油長(zhǎng)慶油田分公司在延長(zhǎng)組下組合長(zhǎng)8段、長(zhǎng)9段和長(zhǎng)10段發(fā)現(xiàn)了多套致密油藏，然而不同地區(qū)不同儲(chǔ)層致密期與油氣充注期差異大，成藏因素復(fù)雜，儲(chǔ)層成巖演化和油氣充注期次成為勘探中亟需解決的問題。

目前對(duì)鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組成藏期次的研究主要有兩種方法：一是通過測(cè)定與烴包裹體伴生的鹽水包裹體均一溫度來推測(cè)油氣充注時(shí)間；二是油氣儲(chǔ)層中自生伊利石K-Ar同位素定年法，該方法可以確定油氣最早成藏期的絕對(duì)年齡。前人對(duì)鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組油氣充注期次進(jìn)行了剖析。梁宇等研究了子長(zhǎng)地區(qū)長(zhǎng)6段和長(zhǎng)2段的包裹體寄主礦物形成時(shí)間序列，識(shí)別出2期包裹體，伴生鹽水包裹體均一溫度連續(xù)，認(rèn)為其是一期連續(xù)成藏，發(fā)生在早白堊世晚期[4]；李相博等分析了石英中包裹體巖相學(xué)和均一溫度，認(rèn)為隴東—姬塬地區(qū)長(zhǎng)9油藏和陜北地區(qū)長(zhǎng)10油藏在中侏羅世和早白堊世發(fā)生了2期油氣充注[5]；付金華等通過分析長(zhǎng)8段含油砂巖中4種賦存狀態(tài)的烴類，認(rèn)為長(zhǎng)8油藏包括3期充注，即以長(zhǎng)石與石英包裹體烴為代表的早期低成熟度烴充注、以碳酸鹽膠結(jié)物烴為代表的中期較高成熟度烴充注、以封閉烴與游離烴為代表的晚期高成熟度烴充注[6]；姚涇利等也對(duì)隴東—姬塬地區(qū)長(zhǎng)9段儲(chǔ)層的石英包裹體進(jìn)行分析，并將其劃分為2期，其伴生鹽水包裹體均一溫度有2個(gè)峰值區(qū)間，認(rèn)為長(zhǎng)9油藏經(jīng)歷了晚侏羅世和早白堊世2期成藏[7]。

本文充分總結(jié)了前人的研究成果，基于鄂爾多斯盆地吳起—志丹—安塞地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)8段和長(zhǎng)9段致密砂巖儲(chǔ)層鏡下觀察和流體包裹體巖相學(xué)及均一溫度特征，分析致密儲(chǔ)層成巖演化、油氣充注期次及兩者之間的關(guān)系，以期為鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組下組合致密油勘探提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

吳起—志丹—安塞地區(qū)位于鄂爾多斯盆地一級(jí)構(gòu)造單元伊陜斜坡的中部(圖1)，構(gòu)造活動(dòng)弱，構(gòu)造形態(tài)簡(jiǎn)單，總體上呈平緩的單斜。研究區(qū)自下而上依次發(fā)育三疊系延長(zhǎng)組，侏羅系富縣組、延安組、直羅組、安定組，白堊系，古近系，新近系和第四系。三疊系延長(zhǎng)組是該地區(qū)油氣主要分布層系，前人根據(jù)沉積旋回特征，將延長(zhǎng)組自上而下劃分為長(zhǎng)1～長(zhǎng)10段共10段。長(zhǎng)10段沉積期湖盆形成，長(zhǎng)9—長(zhǎng)8段沉積期湖盆擴(kuò)張，長(zhǎng)7段沉積期湖盆強(qiáng)烈坳陷，長(zhǎng)6—長(zhǎng)4段沉積期湖盆逐漸萎縮，長(zhǎng)3—長(zhǎng)1段沉積期湖盆逐漸消亡[3]。本文將長(zhǎng)8～長(zhǎng)10段劃為延長(zhǎng)組下組合，長(zhǎng)7段劃為延長(zhǎng)組中組合，長(zhǎng)1～長(zhǎng)6段劃為延長(zhǎng)組上組合，本次研究的目的層段是延長(zhǎng)組下組合的長(zhǎng)8段和長(zhǎng)9段(圖2)。

圖件引自文獻(xiàn)[9]，有所修改圖1 鄂爾多斯盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨熬恢梅植糉ig.1 Tectonic Element Partition in Ordos Basin and Distribution of Wells

長(zhǎng)9段發(fā)育三角洲-湖泊沉積，三角洲平原分流河道砂體和三角洲前緣水下分流河道砂體是有利儲(chǔ)集砂體[8]；長(zhǎng)8段發(fā)育淺水三角洲沉積，分流河道、水下分流河道砂體發(fā)育且延伸距離遠(yuǎn)，厚度大，是主要儲(chǔ)油層段[6]；長(zhǎng)7段為最大湖泛期沉積，半深湖、深湖區(qū)富有機(jī)質(zhì)泥頁巖廣泛分布，厚度為100～120 m，是中生界的主力烴源巖[9]。研究區(qū)長(zhǎng)8段孔隙度為6.32%～13.61%，平均為9.62%，滲透率為(0.05～3.20)×10-3μm2，平均為0.50×10-3μm2；長(zhǎng)9段孔隙度為7.52%～13.20%，平均為9.98%，滲透率為(0.10～5.18)×10-3μm2，平均為0.72×10-3μm2，屬于典型的致密油氣儲(chǔ)層。研究區(qū)長(zhǎng)8油藏和長(zhǎng)9油藏為源下油氣成藏模式，上覆長(zhǎng)7段暗色泥頁巖既是烴源巖，也是良好的蓋層。以長(zhǎng)7段過剩壓力為油氣運(yùn)移動(dòng)力，通過微裂縫向下運(yùn)移，在長(zhǎng)8段和長(zhǎng)9段砂體內(nèi)側(cè)向分配，在源內(nèi)凹陷區(qū)形成橫向連片、縱向疊置的大型低滲透巖性油藏，源外隆起區(qū)形成物性較好的構(gòu)造油藏和巖性油藏。

圖2 鄂爾多斯盆地中部延長(zhǎng)組下組合地層柱狀圖Fig.2 Stratigraphic Column of Lower Yanchang Formation in Central Ordos Basin

2 樣品采集與分析方法

本次研究采集鄂爾多斯盆地吳起—志丹—安塞地區(qū)14口典型鉆井目的層段的巖芯樣品。首先，制作鑄體薄片在偏光顯微鏡下觀察，結(jié)合掃描電鏡分析，識(shí)別成巖礦物及成巖作用類型，確定成巖礦物序列與烴類充注的時(shí)間關(guān)系。其次，挑選出膠結(jié)作用明顯的樣品，制作流體包裹體薄片，利用ZEISS Imager A1m多功能顯微鏡進(jìn)行流體包裹體巖相學(xué)分析，觀察包裹體的分布、形狀、相態(tài)、顏色和熒光等特征；同時(shí)研究與烴包裹體同源同期的孔隙瀝青特征，結(jié)合包裹體所賦存的寄主礦物的形成時(shí)間順序，確定包裹體的期次；再利用LINKAM液氮型冷熱臺(tái)(MDSG 600)對(duì)包裹體進(jìn)行均一溫度測(cè)試，測(cè)定前用標(biāo)樣對(duì)冷熱臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，均一溫度通過循環(huán)測(cè)試方法得到，加熱速率為10 ℃·min-1，精確度為1 ℃。最后，結(jié)合研究區(qū)成巖史、埋藏史和烴源巖熱演化史，綜合確定油氣充注期次。

3 成巖序列分析

通過統(tǒng)計(jì)鄂爾多斯盆地吳起—志丹—安塞地區(qū)14口典型鉆井目的層段巖芯樣品的碎屑成分，采用三端元四組分三角圖解法對(duì)砂巖類型進(jìn)行劃分。長(zhǎng)8段和長(zhǎng)9段巖石類型主要為巖屑質(zhì)長(zhǎng)石砂巖、巖屑長(zhǎng)石砂巖，含少量長(zhǎng)石質(zhì)巖屑砂巖(圖3)。巖屑中以變質(zhì)巖巖屑為主，其次為巖漿巖巖屑，沉積巖巖屑較少。填隙物以次生加大的石英、方解石和綠泥石為主，少量為高嶺石和次生加大的長(zhǎng)石，此外，長(zhǎng)9段還發(fā)育少量濁沸石膠結(jié)物。研究區(qū)長(zhǎng)8段和長(zhǎng)9段成巖作用主要有壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、交代作用和溶解作用。

1為石英砂巖;2為長(zhǎng)石質(zhì)石英砂巖;3為巖屑質(zhì)石英砂巖;4為長(zhǎng)石巖屑質(zhì)石英砂巖;5為長(zhǎng)石砂巖;6為巖屑質(zhì)長(zhǎng)石砂巖;7為巖屑長(zhǎng)石砂巖;8為長(zhǎng)石巖屑砂巖;9為長(zhǎng)石質(zhì)巖屑砂巖;10為巖屑砂巖圖3 巖性三角圖解Fig.3 Triangle Diagram of Lithology

3.1 壓實(shí)作用

壓實(shí)作用在壓溶作用、巖石致密之前表現(xiàn)較強(qiáng)烈，淺埋藏階段顆粒之間為點(diǎn)-線接觸，粒間孔隙發(fā)育，顆粒邊緣發(fā)育綠泥石包殼[圖4(a)]，塑性泥屑彎曲變形。隨著埋深加大，顆粒之間變?yōu)榫€-凹凸接觸，剛性顆粒受擠壓形成X形壓裂縫[圖4(b)]，礦物顆粒微裂縫發(fā)育。

3.2 膠結(jié)作用

研究區(qū)長(zhǎng)8段和長(zhǎng)9段主要發(fā)育石英、長(zhǎng)石、方解石、綠泥石4種膠結(jié)物，濁沸石膠結(jié)物較少。

石英膠結(jié)物從Ⅰ級(jí)加大到Ⅲ級(jí)加大均有產(chǎn)出，掃描電鏡下觀察到六方雙錐狀石英晶體充填粒間孔隙[圖4(c)]，石英次生加大邊非常發(fā)育，加大邊界線處存在黑色瀝青[圖4(d)]，充填孔隙的不規(guī)則狀石英中也存在烴包裹體，表明在石英膠結(jié)過程中一直有烴類充注，且烴類充注開始的時(shí)間較早。

長(zhǎng)石膠結(jié)物表現(xiàn)為圍繞長(zhǎng)石顆粒邊緣的次生加大[圖4(e)]和孔隙中的長(zhǎng)石微晶[圖4(f)]，次生加大邊干凈明亮，自形程度較高，幾乎沒有溶蝕，而長(zhǎng)石顆粒蝕變、溶蝕較強(qiáng)烈，粒內(nèi)溶蝕孔隙發(fā)育且充填黑色瀝青，沿溶蝕孔隙邊緣發(fā)育較多的烴包裹體。長(zhǎng)石膠結(jié)物出現(xiàn)在酸性流體溶蝕長(zhǎng)石及烴類主要充注期之后。

鏡下方解石的晶形有兩種：一種是粉晶方解石，晶粒間有黑色瀝青，可能是含油使方解石結(jié)晶受阻，粉晶方解石常出現(xiàn)在含油豐富的儲(chǔ)層中[圖4(g)]；另一種是嵌晶膠結(jié)的大晶體[圖4(h)]，兩組近直交解理明顯，充填粒間孔隙使儲(chǔ)層致密。鏡下觀察到方解石常交代長(zhǎng)石加大邊、雜基并充填溶蝕孔隙[圖4(e)]，表明方解石膠結(jié)物出現(xiàn)在長(zhǎng)石膠結(jié)物之后。

濁沸石多呈嵌晶式膠結(jié)，充填粒間孔隙。在孔隙較發(fā)育的砂巖中，濁沸石多沿解理縫溶蝕，溶蝕孔中可殘留瀝青[圖4(i)]，表明濁沸石膠結(jié)發(fā)生于酸性流體溶蝕和烴類充注之前，同時(shí)觀察到方解石膠結(jié)物交代濁沸石[圖4(h)]，表明濁沸石比方解石形成時(shí)間早。

綠泥石以薄膜狀分布在粒間孔隙邊緣或被后期充填孔隙的石英和方解石膠結(jié)物包裹，表明綠泥石形成于早期的淺埋藏階段、強(qiáng)烈壓實(shí)作用之前。

3.3 溶解作用

長(zhǎng)石、雜基、濁沸石等礦物被溶蝕，且溶蝕孔隙中多充填瀝青，而長(zhǎng)石次生加大和大量方解石膠結(jié)物均未被溶蝕，表明強(qiáng)烈溶蝕作用發(fā)生在濁沸石膠結(jié)之后、長(zhǎng)石和方解石膠結(jié)之前。有機(jī)質(zhì)成熟過程中生成的大量有機(jī)酸是研究區(qū)主要酸性流體，溶解作用不僅生成了各種膠結(jié)物的物質(zhì)來源，也擴(kuò)大了烴類賦存空間。

3.4 烴類充注

儲(chǔ)層中烴類的存在反映了地質(zhì)歷史時(shí)期的油氣充注事件。瀝青是原油中的極性組分或成巖階段經(jīng)成熟作用演化后的產(chǎn)物，演化程度低的含有較輕質(zhì)組分，演化程度高的以極性高分子瀝青質(zhì)和碳化有機(jī)質(zhì)為主[2]，按成分分為油質(zhì)瀝青、膠質(zhì)瀝青、瀝青質(zhì)瀝青和碳質(zhì)瀝青[10]。熒光發(fā)光性質(zhì)可以反映有機(jī)質(zhì)組分的基本特征，油質(zhì)瀝青是烴類化合物，熒光顏色主要為綠色、藍(lán)色、藍(lán)白色和白色，膠質(zhì)瀝青和瀝青質(zhì)瀝青是含有O、N、S的高分子雜環(huán)化合物，熒光顏色為橙色、黃褐色和褐色，碳質(zhì)瀝青熒光下全黑。

圖4 致密砂巖成巖作用特征Fig.4 Diagenesis Characteristics of Tight Sandstone

研究區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)8段和長(zhǎng)9段的碳質(zhì)瀝青多呈散片狀賦存在石英次生加大邊界限處[圖4(d)]、長(zhǎng)石溶蝕孔隙[圖4(e)]、濁沸石溶蝕孔隙[圖4(i)]和粒間孔隙中，被后期的油質(zhì)瀝青和膠質(zhì)瀝青包圍[圖4(j)、(k)]，表明烴類充注在石英次生加大之前已經(jīng)開始，且碳質(zhì)瀝青形成較早。少量膠質(zhì)瀝青和瀝青質(zhì)瀝青賦存于粒間孔隙中[圖4(l)]，顯示橙黃色、黃褐色熒光，從孔隙邊緣向孔隙中心顏色變淺，常分布在碳質(zhì)瀝青外圍，并與油質(zhì)瀝青混染。大量的油質(zhì)瀝青賦存于粒間孔隙、石英裂縫、長(zhǎng)石溶蝕孔隙和方解石的解理縫中，其黏度小、易流動(dòng)，與其他3種瀝青混染。綜上所述，碳質(zhì)瀝青形成時(shí)間最早，其次是瀝青質(zhì)瀝青和膠質(zhì)瀝青，最后是大量的油質(zhì)瀝青，從石英次生加大到方解石膠結(jié)，儲(chǔ)層中一直有烴類存在。

3.5 小 結(jié)

通過成巖作用分析，建立了研究區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)8段和長(zhǎng)9段的成巖演化序列：壓實(shí)作用/淺埋藏早期溶蝕→綠泥石膜形成→有機(jī)酸注入→長(zhǎng)石/雜基/濁沸石溶蝕→烴類充注→石英膠結(jié)→長(zhǎng)石膠結(jié)→方解石膠結(jié)→多數(shù)儲(chǔ)層強(qiáng)烈致密化。

4 儲(chǔ)層流體包裹體特征

4.1 烴包裹體期次

圖5 包裹體特征Fig.5 Characteristics of Inclusions

宿主礦物形成的序次是確定沉積巖包裹體期次的根本依據(jù)[11]，結(jié)合鄂爾多斯盆地吳起—志丹—安塞地區(qū)長(zhǎng)8段和長(zhǎng)9段成巖演化序列及烴包裹體巖相學(xué)特征，可識(shí)別出3期烴包裹體。第一期烴包裹體分布在石英愈合縫[圖5(a)]、石英次生加大邊[圖5(b)]和充填孔隙的石英膠結(jié)物中[圖4(j)]，均是在石英膠結(jié)過程中捕獲孔隙內(nèi)烴類形成的，形狀多為橢圓形和紡錘形，以氣液兩相為主，顯示藍(lán)色、藍(lán)白色熒光(邊緣藍(lán)色，中部白色)，少數(shù)顯示黃色熒光烴包裹體和黑色熒光瀝青包裹體[圖5(c)、(d)]，應(yīng)為石英膠結(jié)早期捕獲低成熟度烴類形成的。石英愈合縫中的烴包裹體呈串珠狀分布；石英次生加大邊中的烴包裹體呈無規(guī)則群體分布，數(shù)量較石英愈合縫中的少；充填孔隙的石英膠結(jié)物中的烴包裹體多呈串珠狀分布。第二期烴包裹體分布在長(zhǎng)石膠結(jié)物中，數(shù)量較少，為氣液兩相包裹體，顯示藍(lán)色和藍(lán)白色熒光，分布在溶蝕孔隙和解理周圍，呈短柱狀，邊界平直；由于有機(jī)酸溶蝕作用造成長(zhǎng)石晶格缺陷，后期長(zhǎng)石膠結(jié)物生長(zhǎng)時(shí)捕獲烴類,從而形成烴包裹體。第三期烴包裹體分布在方解石膠結(jié)物中，呈孤立或零星分布，形狀近六邊形[圖5(e)、(f)]，是在烴類充注結(jié)束后捕獲孔隙中烴類形成的。

固相瀝青包裹體和少量近黃色熒光烴包裹體形成時(shí)間較早，大量藍(lán)色、藍(lán)白色、白色熒光烴包裹體形成時(shí)間較晚，前述孔隙中4種瀝青的形成順序也有同樣的規(guī)律，這與Stasiuk等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果[12]一致，即對(duì)原油及烴包裹體的熒光測(cè)試證明，隨著有機(jī)質(zhì)成熟度升高，API度(石油的相對(duì)密度)增加，其熒光主峰波長(zhǎng)呈現(xiàn)變小的趨勢(shì)，熒光顏色發(fā)生變化，即褐色→橘黃色→淺黃色→藍(lán)色→藍(lán)白色，發(fā)生藍(lán)移[12-14]。

從早成巖階段A期到中成巖階段A期，長(zhǎng)8段和長(zhǎng)9段中自生礦物陸續(xù)膠結(jié)，有機(jī)質(zhì)逐漸成熟，烴類不斷充注、演化，從而形成了不同期次的烴包裹體。自生礦物膠結(jié)的次序只決定了烴包裹體的期次，還不能全面地反映儲(chǔ)層中烴類的充注期次。

4.2 流體包裹體均一溫度

流體包裹體均一溫度是包裹體研究中最重要的地球化學(xué)參數(shù)，烴包裹體和伴生鹽水包裹體的均一溫度是劃分烴包裹體期次和分析油氣成藏期次的重要依據(jù)[15]。通常來說，烴包裹體均一溫度比其形成溫度低，伴生鹽水包裹體均一溫度比同期烴包裹體更能精確代表包裹體形成時(shí)的古地溫[16]。

選取研究區(qū)的S162井、X196井和X149井，對(duì)91個(gè)烴包裹體和31個(gè)伴生鹽水包裹體進(jìn)行測(cè)溫(表1)，將烴包裹體和伴生鹽水包裹體均一溫度擬成直方圖(圖6、7)。

表1 伴生鹽水包裹體均一溫度分析結(jié)果Tab.1 Analysis Results of Homogenization Temperature of Associated Saline Inclusions

注：成因都為次生。

圖6 烴包裹體均一溫度分布直方圖Fig.6 Histogram Showing the Homogenization Temperature Distribution of Hydrocarbon Inclusions

圖7 伴生鹽水包裹體均一溫度分布直方圖Fig.7 Histogram Showing the Homogenization Temperature Distribution of Associated Saline Inclusions

從烴包裹體均一溫度分布直方圖(圖6)可以看出，烴包裹體均一溫度峰值區(qū)間為60 ℃～70 ℃，近藍(lán)色和近白色熒光烴包裹體數(shù)量明顯比近黃色熒光烴包裹體數(shù)量多，近黃色熒光烴包裹體均一溫度分布區(qū)間為50 ℃～80 ℃，近藍(lán)色和近白色熒光烴包裹體分布區(qū)間分別為40 ℃～120 ℃和50 ℃～110 ℃。近黃色熒光烴包裹體可能代表了烴源巖進(jìn)入生烴門限后排出的少量烴類充注，而近藍(lán)色和近白色熒光烴包裹體代表了生烴高峰期的大量烴類充注。烴包裹體數(shù)量從少到多，均一溫度升高，反映了在烴類充注期進(jìn)入長(zhǎng)8段和長(zhǎng)9段儲(chǔ)層中的烴類成熟度不斷升高并持續(xù)充注的過程。

從伴生鹽水包裹體均一溫度分布直方圖(圖7)可以看出：第一期伴生鹽水包裹體均一溫度為61.4 ℃～148.3 ℃，峰值區(qū)間為60 ℃～70 ℃、110 ℃～120 ℃和140 ℃～150 ℃;第二期長(zhǎng)石膠結(jié)物中的烴包裹體數(shù)量很少，其伴生鹽水包裹體很少發(fā)現(xiàn)，本文不予討論；第三期伴生鹽水包裹體均一溫度為67.6 ℃～131.8 ℃，峰值區(qū)間為80 ℃～90 ℃。一般認(rèn)為每一期伴生鹽水包裹體僅有一個(gè)均一溫度峰值，當(dāng)出現(xiàn)多個(gè)峰值即認(rèn)為是多個(gè)期次的包裹體，而研究區(qū)第一期伴生鹽水包裹體均一溫度有3個(gè)峰值，此問題將在第5節(jié)烴類充注期次綜合分析中詳細(xì)討論。

5 烴類充注期次綜合分析

將伴生鹽水包裹體均一溫度與地層埋藏史、烴源巖熱演化史結(jié)合起來，是確定烴類充注期次的常用手段[10-11,17-18]。

5.1 地層埋藏史和烴源巖熱演化史

前人對(duì)鄂爾多斯盆地的地層埋藏史和烴源巖熱演化史進(jìn)行了大量研究[19-23]。三疊紀(jì)以來,鄂爾多斯盆地表現(xiàn)為一個(gè)掀斜構(gòu)造演化過程，結(jié)束了晚古生代克拉通內(nèi)陸坳陷盆地的發(fā)展過程，進(jìn)入內(nèi)陸差異沉降盆地的發(fā)展階段[24]。早印支運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致華北板塊向南俯沖，使盆地坳陷幅度急劇增大，湖泊范圍擴(kuò)大、深度增加，沉積了優(yōu)質(zhì)長(zhǎng)7段烴源巖[25]。三疊紀(jì)末期，盆地發(fā)生一次明顯的構(gòu)造抬升，吳起—志丹地區(qū)剝蝕厚度為0～100 m。早—中侏羅世，盆地經(jīng)歷了坳陷→隆升→坳陷的演化過程，坳陷階段沉積了富縣組和延安組，隆升階段延安組剝蝕厚度為120～200 m，盆地東南部地殼抬升，但吳起地區(qū)仍為低構(gòu)造帶，再次坳陷沉積了直羅組和安定組。晚侏羅世，盆地抬升，吳起—志丹地區(qū)安定組剝蝕厚度為160～240 m[24]。中晚侏羅世—早白堊世，盆地經(jīng)歷了一次構(gòu)造熱事件，華北板塊減薄和局部地區(qū)下部的巖漿加熱導(dǎo)致地溫?zé)岙惓＃販靥荻葹槊堪倜?.3 ℃～4.6 ℃，安定組沉積末期，吳起—志丹地區(qū)長(zhǎng)7段烴源巖鏡質(zhì)體反射率(Ro)大于0.50%，開始生烴[26-29]。早白堊世，盆地持續(xù)沉降，延長(zhǎng)組快速埋深，加之高地溫梯度的影響，加速了烴源巖中有機(jī)質(zhì)的熱解過程；早白堊世末期，長(zhǎng)7段烴源巖鏡質(zhì)體反射率為0.70%～0.75%。晚白堊世以來發(fā)生了最強(qiáng)烈的抬升剝蝕，研究區(qū)剝蝕厚度為800～1 400 m，烴源巖生烴趨于停止。

5.2 烴類充注期次

通常將伴生鹽水包裹體均一溫度投影在地層埋藏史和古地溫演化圖上確定烴類充注期次。研究區(qū)長(zhǎng)8段和長(zhǎng)9段在早白堊世持續(xù)埋藏，地溫從60 ℃上升至140 ℃以上，晚白堊世至新近紀(jì)持續(xù)抬升(圖8)，地層溫度逐漸降低至70 ℃以下，而兩期伴生鹽水包裹體均一溫度都在埋藏階段和抬升階段地溫變化范圍內(nèi)，如果不加以限制地投圖，則會(huì)帶來多解性。

由成巖作用和烴源巖熱演化史可知，在侏羅紀(jì)末期，長(zhǎng)7段烴源巖中有機(jī)質(zhì)低成熟，鏡質(zhì)體反射率為0.50%～0.70%，有機(jī)酸產(chǎn)量高，酸性環(huán)境下長(zhǎng)石和雜基強(qiáng)烈溶蝕生成大量硅質(zhì)，富集在孔隙中逐漸膠結(jié)，并捕獲低成熟烴類及伴生鹽水形成包裹體。在早白堊世，有機(jī)質(zhì)成熟，鏡質(zhì)體反射率大于0.70%，進(jìn)入生烴高峰，有機(jī)酸產(chǎn)量逐漸降低，大量烴類注入長(zhǎng)8段和長(zhǎng)9段砂體中，此階段仍為酸性環(huán)境，由壓實(shí)作用產(chǎn)生的石英微裂縫在此階段愈合并且捕獲烴類及伴生鹽水形成大量串珠狀分布的包裹體。從侏羅紀(jì)末期到早白堊世，地層快速埋深，地溫升高，有機(jī)質(zhì)不斷成熟，石英膠結(jié)持續(xù)存在，并沒有明顯的分期。僅僅根據(jù)現(xiàn)今測(cè)得的伴生鹽水包裹體均一溫度劃分期次是不準(zhǔn)確的，測(cè)點(diǎn)的數(shù)量很大程度上影響了均一溫度峰值的數(shù)量；測(cè)點(diǎn)多時(shí)，峰值可能較突出，測(cè)點(diǎn)少時(shí)，峰值可能不明顯。晚白堊世以來，地層抬升，烴源巖生烴逐漸停止，有機(jī)酸減少，成巖環(huán)境由酸性向堿性過渡，長(zhǎng)石和方解石開始膠結(jié)，并捕獲孔隙中的烴類及伴生鹽水形成包裹體。

綜上所述，第一期包裹體形成于侏羅紀(jì)末期至早白堊世的埋藏階段，第二期和第三期包裹體形成于晚白堊世至古近紀(jì)的抬升階段，而烴類充注只發(fā)生在早白堊世持續(xù)埋藏過程中，為一期持續(xù)充注。

圖中溫度代表地溫圖8 地層埋藏史-成巖演化序列Fig.8 Stratigraphic Burial History-diagenetic Evolution Sequence

5.3 流體包裹體期次與烴類充注期次的不等同性

一般認(rèn)為,有幾期次流體包裹體或幾個(gè)包裹體均一溫度峰值就對(duì)應(yīng)有多少期次油氣充注[30-34]。通過對(duì)研究區(qū)流體包裹體期次和烴類充注期次的分析，發(fā)現(xiàn)兩者并不等同。

鄂爾多斯盆地中部長(zhǎng)7段烴源巖從進(jìn)入生烴門限到生烴高峰期，再向下伏長(zhǎng)8段和長(zhǎng)9段充注成藏，需要一定的地質(zhì)歷史時(shí)間，其生排烴的主要階段早白堊世在埋藏史和熱演化史上是一個(gè)穩(wěn)定持續(xù)的過程，符合長(zhǎng)期連續(xù)充注成藏的要求。烴包裹體的形成不僅要求儲(chǔ)層中存在烴類，還必須要有正在生長(zhǎng)的礦物，且該礦物具有捕獲烴類的能力。從酸性流體溶蝕長(zhǎng)石造成晶格缺陷→石英膠結(jié)捕獲烴類→長(zhǎng)石膠結(jié)捕獲烴類→方解石膠結(jié)捕獲烴類，陸續(xù)形成了多期次的烴包裹體，而在烴類充注期只形成了石英中的烴包裹體，在長(zhǎng)石和方解石膠結(jié)時(shí)烴類主要充注期已經(jīng)結(jié)束，其捕獲的應(yīng)該是已經(jīng)存在于孔隙中的烴類。

由此可見，研究區(qū)流體包裹體期次與烴類充注期次并不等同，運(yùn)用流體包裹體判斷烴類充注期次必須與研究區(qū)的地層埋藏史、烴源巖熱演化史和儲(chǔ)層成巖史結(jié)合起來綜合確定，只依據(jù)流體包裹體期次判斷有局限性。

6 結(jié) 語

(1)鄂爾多斯盆地中部延長(zhǎng)組長(zhǎng)8段和長(zhǎng)9段致密儲(chǔ)層主要發(fā)育壓實(shí)、膠結(jié)、交代和溶解4種成巖作用。成巖演化序列為壓實(shí)作用/淺埋藏早期溶蝕→綠泥石膜形成→有機(jī)酸注入→長(zhǎng)石/雜基/濁沸石溶蝕→烴類充注→石英膠結(jié)→長(zhǎng)石膠結(jié)→方解石膠結(jié)→多數(shù)儲(chǔ)層強(qiáng)烈致密化。

(2)延長(zhǎng)組長(zhǎng)8段和長(zhǎng)9段存在3期烴包裹體。第一期烴包裹體分布在石英愈合縫、石英次生加大邊和充填孔隙的石英膠結(jié)物中，少數(shù)低成熟的黃色熒光烴包裹體及黑色熒光瀝青包裹體代表了烴源巖進(jìn)入生烴門限后排出的少量烴類充注，多數(shù)成熟度較高的藍(lán)色、藍(lán)白色熒光烴包裹體代表了生烴高峰期大量烴類充注。第二期烴包裹體分布在長(zhǎng)石膠結(jié)物中，顯示藍(lán)色和藍(lán)白色熒光，分布在溶蝕孔隙和解理周圍，呈短柱狀，邊界平直。第三期烴包裹體分布在方解石膠結(jié)物中，呈孤立或零星分布，形狀近六邊形。后兩期烴包裹體均是在烴類充注結(jié)束后捕獲孔隙中烴類形成的。

(3)吳起—志丹—安塞地區(qū)長(zhǎng)8段和長(zhǎng)9段經(jīng)歷了晚侏羅世末期至早白堊世末期的一期烴類持續(xù)充注。研究區(qū)流體包裹體期次與烴類充注期次不等同，運(yùn)用流體包裹體判斷烴類充注期次必須與研究區(qū)的地層埋藏史、烴源巖熱演化史和儲(chǔ)層成巖史結(jié)合起來綜合確定。