海安凹陷泰州组流体包裹体特征与油气成藏期次分析.pdf

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2 0 1 1 年 1月 第 2 6卷第 1 期 西安石油大学学报 自然科学版 J o u r n a l o f X i a n S h i y o u U n i v e r s i t y N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n J a n .2 0 1 1 Vo I . 2 6 No . 1 文章编号 1 6 7 3 - 0 6 4 X 2 0 1 1 0 1 -0 0 3 4 - 0 3 海 安 凹陷泰 州组流体 包裹体 特 征 与 油气成藏期次分析 袁际华 , 柳广弟 , 姜丽娜 , 王文军 1 . 国土资源部 油气资源战略研究中心, 北京 1 0 0 0 3 4 ; 2 . 中国石油大学 北京油气成藏机理教育部重点实验室, 北京 1 0 2 2 4 9 ; 3 . 大庆油田有限责任公司 勘探开发研究 院, 黑龙江 大庆 1 6 3 7 1 2 ; 4 . 江苏油田分公司 地质科学研究 院, 江苏 扬州 2 2 5 0 0 9 摘要 分析 了海安凹陷泰州组储层流体 包裹体的特征及均一温度 , 结合 圈闭形成时间和生排烃史确 定了泰州组油气藏形成期次. 样品中共发 育 2期成岩流体 包裹体 I期流体 包裹体 只有盐水 包裹 体 , 无有机 包裹体 , 均一温度分布在 6 5~ 7 5℃之 间; l I 期流体包裹体 中盐水 包裹体较发育, 烃类包 裹体多与盐水包裹体伴生, 烃类包裹体为淡黄色和黄褐 色, 在 荧光下呈淡黄 色和黄 色, 均一温度分 布在 7 5~l l 5 q C 之 间, 主峰为 8 0~1 1 0 c . 根据流体包裹体特征及均一温度, 结合 圈闭形成 时间和 生排烃史分析可知 , 海安凹陷泰州组油气成藏时间为 1 9 . 8 Ma~现今 , 即 N y 沉积末期至现今 , 此 时断层 圈闭形成 , 排 烃进 入 高峰 期. 关键词 海安凹陷; 泰州组; 流体 包裹体 ; 均一温度 ; 成藏期次 中图分类号 T E l 2 2 . 1 文献标识码 A 流体包裹体是指矿物生长过程中因晶格缺陷而 捕获的、 至今仍 以封闭状态存在于矿物 中的成矿介 质. 流体包裹体的显微学、 化学成分、 同位素组成 、 生 物标志化合物组成等特征及其时空变化可提供烃源 岩演化 、 有机质类型、 成熟度、 生烃潜力 、 烃类流体运 移与聚集 、 油气成藏期次等方面的信息 , 对判断成岩 作用历史 , 确定含烃流体运移、 油气充填和成藏作用 物理化学条件 , 估 算油气藏成 藏时间具有 重要作 用 引. 本文主要在流体包 裹体 特征 和均一温度研 究基础上 , 结合圈闭形成时问和生排烃史分析确定 油气成藏期次. 1 区域地质概况 海安凹陷地处苏北盆地东台坳陷东南缘 , 面积 约 3 1 6 0 k m . 凹陷由一系列 二级断层 切割成 次一级 的次凹, 可进一步划分为六凹 次凹 一隆 曲塘次 凹 、 海北次凹、 新街次凹、 富安次凹、 丰北次 凹、 孙家 洼次凹和海中断隆带. 凹陷内新生界 含泰州组 沉 积最大厚度达 5 2 0 0 n l , 主要沉积地层 自下而上有白 垩系泰州组 、 下第三系阜宁组、 戴南组和三垛组 、 上 第三系盐城组. 自中生代沉积以来 , 海安凹陷经历了 仪征 、 吴堡 、 真武 、 三垛和盐城等 5次构造运动 , 晚白 垩世仪征运动使海安凹陷前期 中生界地层抬升而遭 受不同程度的剥蚀 , 使 凹陷几乎夷平 , 在准平原化基 础上接受了泰州组沉积, 古新世晚期发生吴堡运动, 强烈的块断活动使凹陷的次凹格局形成, 吴堡运动 造成凹陷的大部分地 区缺失戴南组 , 三垛组地层直 接覆盖沉积在阜 四段之上. 始新世晚期发生三垛运 动 , 导致凹陷整体抬升 , 造成本区晚始新世一渐新世 长达 l 7 . 4 Ma的沉积间断. 三垛运动后 , 海安凹陷开 始由断陷转为坳陷, 接受了巨厚的盐城组沉积. 吴堡 收稿 日期 2 0 1 0 - 0 7 - 2 0 基金项 目中国石油化工股份有 限公司重点科技攻关项 目“ 苏北 盆地泰州组成烃条件研究 ” 编号 “ 1 0 5 0 0 4 作者简介 袁际华 1 9 7 9 一 , 女 , 博士 , 主要从 事油气成藏机理与分布规律方面的研究 . E m a i l s o p h e _ y z 1 6 3 . e o m ~ 3 6 一 西安石油大学学报 自然科学版 3 油气成藏期次 目前 , 国内外在油气成藏期次与时间研究方面 已形成了包括盆地构造分析法、 圈闭形成期法、 源岩 生排烃史分析法、 油藏饱 和压力法等传统方法和油 藏地球化学技术、 流体包裹体法、 油气水界面追溯 法 、 自生伊利石同位素测年法等现代方法. 本文综合 运用圈闭形成时间法、 生排烃史分析法和流体包裹 体分析法确定油气成藏期次及时间. 3 . 1 圈闭形成时间法 圈闭是烃类聚集成藏 的可容空问 , 圈闭形成期 是油气可能成藏的最早时期. 海安 凹陷的油气藏都 是断层油气藏, 断层 的形成演化对该区的油气运聚 成藏起了重要的作用. 苏北盆地的发展经历了晚白 垩至古近纪初期的断 一坳阶段 、 古近纪中晚期 的断 陷阶段和新近纪与第四纪的坳陷阶段 , 凹陷内断层 基本在断 一 坳阶段开始活动, 断陷阶段是断层 的主 要活动期, 坳 陷阶段基本停止活动. 泰州组 沉积开 始, 凹陷内断层开始活动, 主要是边界断层及部分控 制次凹的二级断层开始活动. 泰州组至阜一段沉积 期, 海安凹陷的一 、 二级断层均已开始活动. 一、 二级 断层下降盘的地层厚度明显偏厚 , 对沉积具有一定 的控制作用. 阜宁至三垛沉积期是断层的主要活动 时期 , 凹陷内绝大多数断层均在该期发育, 而至盐城 组沉积期 , 多数断层停止活动 , 只有极少数断层活动 至盐一段中晚期. 可见, 凹陷内的断块和断鼻圈闭形 成开始于阜宁沉积期 , 定型于盐城组开始沉积时. 3 . 2生排烃史分析法 泰州组油藏主力烃 源岩是泰二段底部近 3 0 n l 厚的夹泥灰岩的黑色泥岩 电阻率六尖峰段 7 - 1 o ] . 生排烃史研 究表明泰二段泥灰岩三垛期末开始排 烃, 但排烃范围很局限, 排烃强度小, 最大不超过 3 0 1 0 t / k m . 三垛运动使得凹陷整体抬升, 生排烃 中 止 , 三垛运动后, 凹陷由断陷转为坳陷, 继续接受沉 积 , 生排烃继续进行 , 盐城组沉积期至现今为排烃高 峰期 , 排烃强度可以达到 1 0 01 0 t / k m , 排烃范围 从次凹扩展到斜坡. 3 . 3 流体包裹体分析法 包裹体均一温度与其形成时间正相关 , 故可利 用与成藏有关的包裹体均一温度 , 再结合盆地的古 地温史和储层埋藏史, 确定包裹体形成的时间, 从而 推测油气藏的形成时间. 由包裹体均一温度分布图 图2 中可以看 出, 海安 凹陷泰州组油气注入成藏 的温度在 8 01 1 0 o C之间, 由于温度呈连续变化且 只有一个峰值, 反映泰二段烃源岩的排烃过程或成 藏过程也是连续的且油气只有 1期充注. 结合古地 温史和埋藏史 图 3 , 其对应埋深大于 1 . 9 k m, 相 应的时间段分别为 4 3~ 3 4 Ma 三垛期 和 1 9 . 8 Ma 一 现今 盐城期 . 由于三垛沉积期是断层的主要活 动时期 , 凹陷内绝大多数断层均在该期发育, 圈闭没 有形成 , 而此时 , 排烃刚刚开始 , 排烃强度小 , 范围局 限, 不是油气成藏期. 1 9 . 8 Ma~现今 , 即 N Y 沉积 末期至现今 , 断层圈闭形成, 排烃进入 高峰期 , 为海 安凹陷泰州组油气成藏期. 图 3 海安凹陷泰州组油气成藏时 间 Fi g . 3 T he d e t e r m i n a t i o n o f t h e p e t r o l e u m a c c u m u l a t i o n t i m e o f Ta iz h o u Fo r ma t i o n i n Ha i a n S a g 4 结论 1 海安凹陷泰州组样品中存在 2期成岩流体 包裹体 I 期流体包裹体只有盐水包裹体 , 无有机包 裹体 , 个体细小 , 气液比高, 均一温度分布在 6 5 7 5 ℃之间 ; Ⅱ期包裹体个体大于 I期, 气液 比低 , 烃类 包裹体多与该期盐水包裹体伴生 , 多为近 圆形或椭 圆形 , 颜色为淡黄和黄褐色, 在荧光下呈淡黄色和黄 色, 均一温度分 布在 7 5~1 1 5℃之间 , 主峰为 8 O~ l l 0 ℃ . 2 N y 沉积末期至现今为海安凹陷泰州组油 气成藏期, 此时断层圈闭形成 , 排烃进人高峰期. 参 考 文 献 [ 1 ] 潘立银, 倪培 , 欧光习, 等. 油气包裹体在油气地质研 究中的应用 [ J ] . 矿物岩石地球化学通报, 2 0 0 6 , 2 5 1 1 9 - 2 8 . P AN L i - y i n,N I P e i ,OU Gu a n g x i , e t a 1 . Ap p l i c a t i o n o f o r g a n i c i n c l u s i o n s t u dy i n p e t r o l e um g e o l o g y c o nc e p t i o n, c l a s s i fi c a t i o n , f o r ma t i o n m e c h a n i s m a n d s i g n i fi c anc e [ J ] . Bu l l e t i n o f Mi n e r a l o g y , P e t r o l o gy a n d G e o c h e mi s t r y , 2 0 0 6, 2 5 1 1 9 - 2 8 . 下转第 4 l页 n二 二 二 二 二 二 U二 二 ] 二 】 H Ⅱ 口 卸 刘金玉等 低渗低饱和砂岩水驱油过程中含水 率变化规 律研究 一4 l c r o m o d e l [ c ] . S P E 8 6 9 6 4 , 2 0 0 4 1 , 1 0 . [ 1 1 ]杨胜来 , 魏俊之. 油层物理学 [ M] . 北京 石油工业 出版 社 , 2 0 0 4 1 9 9 2 0 4 . YANG S h e n g l a i , WEI J u n z h i . P e t r o l e u m Re s e r v o i r P h y s i c s [ M] .B e i j i n g P e t r o l e u m I n d u s t r y P r e s s , 2 0 0 4 1 9 9 2 04. [ 1 2 ]S u t a n t o E, D a v i s H T . L i q u i d d i s t ri b u t i o n s i n p o r o u s r o c k e x a mi n e d b y c ryo s c a n n i n g e l e c t r o n m i c r o s c o p y [ C ] . S P E 2 051 8, 1 9 9 0 4 59 - 474. [ 1 3 ]J i l l Ma r c e l l e D e S i l v a , R i c h a r d A D a w e . E ff e c t s o f p e r n l e a bi l i t y a nd we t t a bi l i t y h e t e r o g e n e i t i e s o n flo w i n po r o us me d i a[ C ] . S P E 8 1 1 6 4 , 2 0 0 3 1 . 1 7 . 上接第 3 6页 [ 2 ] 赵力彬 , 黄 志龙 , 高 岗, 等. 关 于用 包裹 体研究 油气 成 藏期次问题的探讨[ J ] . 油气地质与采收率 , 2 0 0 5 , 1 2 6 6 - 9 , 1 8 . ZHAO Li b i n,HUANG Zhi l o ng,GAO Ga n g, e t a1.Di s c u s s i o ns o n t h e a p p l i c a t i o n o f i nc l us i o nt o h y d r o c a r b o n r e s e r v o i r f o r m i n g s t a g e s [ J ] . O i l G a s R e c o v e r y T e c h n o l o g y , 2 0 0 5 , 1 2 6 6 9 , 1 8 . [ 3 ] 陈丹敏 , 袁 振涛. 鄂尔 多斯 白豹地 区三 叠 系流体 包裹 体的特征及其在确定油气成藏期 中的应用 [ J ] . 西安 石油大学学报 自然科学版 , 2 0 0 9 , 2 4 2 3 1 3 3 . 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