油气聚集对石英矿物成岩演化的影响.pdf

书书书 油气聚集对石英矿物成岩演化的影响 袁东山张枝焕朱雷刘洪军 中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所 无锡 中国石油大学北京石油天然气成藏机理教育部重点实验室 北京 收稿 改回 摘要油气在砂岩储层中的聚集会对石英矿物的胶结作用产生影响 对黄骅坳陷三马探区的石英矿物的包裹体分析 以及对开放孔隙中原油抽提物和包裹体中原油的生物标志物进行分析含油级别较低的油层与水层具有相似的均一化温度 分布范围但富含油层中流体包裹体均一化温度高值分布范围比低级别油层和水层低包裹体中的烃类组成与开放孔隙中的 主要存在成熟度上的不同 分析认为石油的充注不会使石英矿物的胶结作用立刻停止石英的次生加大作用仍在继续但胶 结作用受到一定的抑制当石油充注到一定程度后胶结作用将会停止后期进入储层的成熟度较高的原油可能未被捕获 关键词油气聚集 流体包裹体 石英胶结作用 均一化温度 中图法分类号 引言 运聚成藏过程中石油的聚集会对储层成岩演化产生影 响 陈传平和梅博文 张枝焕 等 有些学者曾认为石油的聚集对矿 物的生长有很大的影响会导致成岩作用的终止 但实际上这个过程要复杂得多 目前有证据表明石 油的聚集并不会使储层成岩作用完全终止但是会有不同程 岩石学报 中国石油天然气集团公司石油科技中青年创新基金项目编号 资助国家十五 重点科技攻关课题 编号 资助 第一作者简介 袁东山 男 年生 博士研究生 石油地质专业 度的影响 砂岩成岩演化过程中明显的受到油气聚集的影响 普遍认为油气在砂岩聚集成岩作用仍在继续 对济 阳坳陷东营凹陷的石英矿物的研究中发现与水层相比不 同含油级别的油层中的石英矿物的相对含量没有十分明显 的差别石油的充注并没有使石英的胶结作用终止李艳霞 等 本文利用流体包裹体分析技术以渤海湾盆地黄 骅坳陷歧口凹陷三马地区的石英矿物为研究对象探讨油气 聚集对石英矿物成岩演化的影响 样品与实验 分析样品取自黄骅坳陷歧口凹陷三马地区 口井古近 系砂岩岩心样品 块图 使用 显微镜和 冷热台 温控精度为 对样品进行均一化温度测试 开放孔隙中抽提物采用索氏法进行萃取获得萃取条件 为 恒温下以氯仿为溶剂将粉碎后的样品左 右在抽提器中连续抽提 采用柱色层分离用正己烷 冲洗得到饱和烃 图 三马地区岩心样品及原油样品采样井位分布图 岩石学报 石英砂用 抽提 然后用 稀 盐酸浸泡 后用 双氧水冲洗 用超声波清洗器震 动清洗烘干 烘干后的样品进行研磨破碎用重蒸正己烷 浸泡超声波振荡汲取稀释的包裹体流体采用柱色层分离 法得到饱和烃及其他族组分 饱和烃生物标志物分析采用 色谱质谱 仪色谱柱为 弹性石英毛细柱柱长 内径为 起始温度为 先以升温速率 升温 至 再以升温速率 升温至 保持 电子轰击 电子能量为 多离子检测 结果与讨论 包裹体均一化温度 包裹体测温数据显示三马地区古近系成藏流体被捕获 时的温度为 温度值呈正态分布主要分布范围 为 图 根据三马地区及其周围 余口钻 井的统计资料分析大港油田科技丛书编委会 田克 勤等该地区的地温梯度约为 同时结合三马地区的沉积埋藏历史大港油田科技丛书编委 会分析认为沙一段石英胶结物中的包裹体被捕获 油气流体运移充注时深度约为 而东营组 三段下部包裹体被捕获时的深度约为 大港油田多 年的研究揭示大港油田科技丛书编委会 钟宁宁等 黄骅坳陷古近系沙河街组的成熟生油阶段约从 开始主要生烃范围在 之间 因此推断 古近系部分流体包裹体是在石油在储层内聚集后形成的 根据地质资料分析所取样品并不是分布在油水界面上而 是在油层内部表明油层中石英次生加大仍在进行 图 三马地区古近系储层石英中流体包裹体均一化温度 分布特征 不同含油级别的储层中石英胶结物包裹体均一化温度 分布范围存在一定的差别 其中含油程度高的储层中均一 化温度分布的高值范围相对较低富含油层包裹体均一化温 度主要分布在 左右最大值在 左右油浸样品中 包裹体均一化温度一般小于 而水层样品包裹体均一 化温度分布范围较大从 均有分布 相对来说 含油级别较低的油层与水层中具有大致相似的温度范围 图 包裹体的个体大小基本上在 之间不管是 在油层还是在水层多是一个连续的分布范围但不是正态分 布而是在个体较大处分布频率较小图 说明石油的 充注并没有立刻终止石英矿物的胶结作用但是导致石英胶 结速度减慢降低了石英胶结物捕获流体的能力可以预见 随着油气的逐渐注入当储层中原油聚集到一定程度后将 会对石英的次生加大产生明显的抑制作用 图 不同含油级别储层中石英胶结物中包裹体个体大 小和均一化温度分布范围 图 三马地区储层石英中流体包裹体个体尺寸分布图 流体包裹体和开放孔隙中抽提物生物标志物特征 原油和储层开放孔隙抽提物能够提供现今地层条件下 原油的地球化学信息而包裹体的成分基本上可以反映原油 袁东山等 油气聚集对石英矿物成岩演化的影响 表 流体包裹体及开放孔隙中抽提物生物标志物组成特征 井号港深 港深 港深 层位 油组 油组 深度 样品描述浅灰色中砂岩灰色细砂岩灰色细砂岩 组分 藿烷 莫烷 伽马蜡烷 藿烷 进入储层时的地球化学条件 通过储层中开放孔隙抽提物 和包裹体中油气组成特征的对比研究可以推测油气最初进 入储层时的特征以及进入储层之后所发生的地球化学变化 从而可以了解油气充注对储层成岩作用的影响 选取三马 地区 口井的不同层位的油层样品表 分别检测和分析 了开放孔隙中原油的组成特征组分 以及石英包裹体中 有机流体的组成特征组分 通过对其地球化学特征的对 比来探讨油气充注对石英胶结作用的影响 从图 图 和表 中可以看出开放孔隙与石英包裹体 中的生物标志物组成特征不存在十分明显的差别但两者之 间仍存在一些差异主要表现为 油组开放孔隙中 丰度相对较高在 石英包裹体中的则相对较低 而 组石英包裹体中中 丰度相对较高 开放孔隙中伽马蜡烷含量相对较低石英包裹体中 伽马蜡烷含量相对较高 石英包裹体中 甾烷中 构型的 化合物比 构型的含量高 组石英包裹体 中甾烷化合物组成特征与 中的比较接近但 组开 图 包裹体及开放孔隙中有机成分三萜烷分布特征 峰号 为 为 为 降藿烷 为 为 重排藿烷 为 藿烷 为 莫烷 分别为 升藿烷 分别为 升藿烷 为伽马蜡烷 岩石学报 图 包裹体与开放孔隙中有机成分甾烷分布特征 峰号 为 甾烷 为 甾烷 乙基 重排甾烷 为 甾烷 乙基 重排甾烷 为 甾烷 为 甾烷 为 甾烷 乙基 重排甾烷 为 甾烷 为 甾烷 为 甾烷 为 甾烷 为 甾烷 为 甾烷 图 港深 井包裹体与开放孔隙中生物标志物参数分 布特征对比图 为 为 为 为 为 为 藿烷 莫烷 为伽玛蜡 烷 藿烷 为 为 放孔隙中的甾烷化合物组成特征与 中的存在一定的 差别而与 油组石英包裹体中的相近 上述分析表明 在储层主要成岩期油气已经开始 进入储层但此时原油的成熟度不高三个包裹体样品中甾 烷参数 分别为 分别为 处于低成熟临界成熟阶段 表 包裹体中有机质与开放孔隙中原油在成熟度存 在差别表 与流体包裹体相比开放孔隙中原油的成熟 度相对较高被石英胶结物捕获的烃类流体的成熟度比开放 孔隙的低表明有机包裹体形成于原油充注早期随着原油 充注量的增加石英胶结作用减弱高成熟的原油未被捕获 形成有机包裹体 与 包裹体中有机质的成熟 度特征相近但开发孔隙中二者存在较大的差别表明不同 层位油气聚集之后所发生的地球化学变化有所不同 组原油聚集后成熟度只发生较小的变化早期聚集的 油气与开放孔隙中的油相比成熟度提高不大但反映生源 和环境的参数存在较大差别表 图 推测包裹体没有捕 获到所有时期的原油 结论 石英次生加大中的流体包裹体的个体大小及均一化温 袁东山等 油气聚集对石英矿物成岩演化的影响 度资料分析表明含油级别较低的油层与水层具有相似的温 度范围说明有些流体包裹体是在石油在储层内聚集后形成 的即油层中的石英的次生加大在石油聚集后仍在进行 但 包裹体中的烃类组成与开放孔隙中的存在不同主要表现在 成熟度上推断后期进入储层的成熟度较高的原油未被捕 获而且富含油层中流体包裹体均一化温度高值分布范围比 低级别油层和水层低认为原油聚集到一定程度后会抑制石 英的胶结作用 附中文参考文献 陈传平梅博文 有机酸对多元矿物的溶解作用实验研究 见 江汉石油学院分析测试中心编 有机地球化学研究年报 大港油田科技丛书编委会 大港油田科技丛书 第三系石油地 质基础 北京 石油工业出版社 李艳霞刘洪军袁东山张枝焕等 石油充注对储层成岩矿物 演化的影响 石油与天然气地质 田克勤于志海冯明等 渤海湾盆地下第三系深层油气地质与 勘探 北京 石油工业出版社 翟光明主编 中国石油地质志卷 北京 石油工业出版社 张枝焕胡文暄曾溅辉等 东营凹陷下第三系流体岩石相互 作用研究 沉积学报 钟宁宁张枝焕孙晓明 成藏流体历史分析 以黄骅坳陷三马 地区为例 石油勘探与开发 岩石学报