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一種確定油氣運(yùn)移的期次、時(shí)間、動(dòng)力與方向的方法與流程

文檔序號(hào):11196825閱讀:736來源:國知局
一種確定油氣運(yùn)移的期次、時(shí)間、動(dòng)力與方向的方法與流程

本發(fā)明屬于石油地質(zhì)勘探技術(shù)領(lǐng)域,尤其是油氣分布預(yù)測(cè)的地球化學(xué)方法,具體涉及一種確定油氣運(yùn)移的期次、時(shí)間、動(dòng)力與方向的方法。



背景技術(shù):

油氣運(yùn)移的期次、時(shí)間、動(dòng)力與方向是油氣勘探所需的重要信息。關(guān)于運(yùn)移成藏期次,現(xiàn)有技術(shù)中主要通過鹽水包裹體均一溫度、伊利石定年等測(cè)試數(shù)據(jù),間接推斷油氣運(yùn)移的期次。其依據(jù)是油氣注入儲(chǔ)層后,會(huì)阻止礦物的生長。這些礦物生長停滯的時(shí)間被當(dāng)作油氣充注、運(yùn)移期。實(shí)際上,造成礦物生長與停滯的原因除了油氣充注外,還有ph值和礦物生長所需要的離子。如果這些礦物生長的條件不能被滿足,礦物就不會(huì)生長。因此,根據(jù)次生礦物的生長停滯情況推斷油氣的運(yùn)移(充注)期次存在較大的多解性。研究表明,油氣運(yùn)移及其期次可用碎屑巖中的石英油包裹體的成熟度反映,但是利用油包裹體的成熟度只能在烴源巖附近結(jié)合埋藏-熱演化史確定油氣充注的時(shí)間,適用范圍有限。

如果能夠利用油包裹體周圍的次生石英,即次生石英腔壁,獲取油包裹體的形成溫度,不僅可揭示油氣運(yùn)移的期次,而且在烴源巖附近和遠(yuǎn)離烴源巖的地區(qū)均可結(jié)合埋藏史確定油氣運(yùn)移的時(shí)間。石英中的油包裹體形成于次生石英的生長過程。次生石英又稱石英膠結(jié)物。次生石英形成時(shí)的古溫度,可由如下氧同位素分餾方程確定:

(1)

式中,代表石英油包裹體和鹽水包裹體對(duì)或石英獨(dú)立油包裹體或次生石英形成時(shí)的古地層水氧同位素比值(‰);相對(duì)應(yīng)的為油包裹體和鹽水包裹體對(duì)的次生石英腔壁或獨(dú)立油包裹體的次生石英腔壁或次生石英的氧同位素比值(‰);相對(duì)應(yīng)的t是石英油包裹體和鹽水包裹體對(duì)或石英獨(dú)立油包裹體或次生石英形成時(shí)的古溫度(k),簡稱形成溫度。

根據(jù)式(1),若知道了油包裹體的次生石英腔壁氧同位素比值和古地層水氧同位素比值,就可計(jì)算出油包裹體的形成溫度。另一方面,若知道了油包裹體次生石英腔壁的氧同位素比值和油包裹體的形成溫度,就可計(jì)算出古地層水氧同位素比值。因此,通過油包裹體周圍次生石英的原位測(cè)試,建立油包裹體形成溫度或古地層水氧同位素比值的求取方法,就可為揭示油氣運(yùn)移的期次和時(shí)間開辟一條新的途徑。

對(duì)鹽水包裹體和油包裹體的次生石英腔壁進(jìn)行原位測(cè)試,需要很高的空間分辨率。根據(jù)zhang等人(2009)的研究,碎屑巖中的次生石英常以石英加大邊和石英顆粒中細(xì)脈的形式出現(xiàn),多期石英加大邊和石英細(xì)脈的寬度通常只有幾個(gè)微米甚至小于1個(gè)微米。石英中的油包裹體和鹽水包裹體均位于這些石英加大邊和石英細(xì)脈之中。girardetal.(2001)曾用sims(二次離子探針)測(cè)試過較大石英的氧同位素,并結(jié)合石英中的鹽水包裹體均一溫度,估算過古地層水氧同位素。但是,sims的空間分辨率只能達(dá)到3微米~5微米,不能測(cè)試碎屑巖中的大多數(shù)次生石英的氧同位素,也不能分期次測(cè)試,更不能測(cè)試大多數(shù)油包裹體的次生石英腔壁,因此需要引入分辨率更高的納米離子探針(nanosims)進(jìn)行原位測(cè)試。

另一方面,鹽水包裹體的均一溫度不是鹽水包裹體的形成溫度,根據(jù)鹽水包裹體均一溫度求取的古地層水氧同位素必然存在偏差。利用共生的油包裹體和鹽水包裹體對(duì),通過相圖和等容線模擬計(jì)算,可以獲取油包裹體和鹽水包裹體對(duì)的形成溫度和壓力。但是,絕大多數(shù)油包裹體往往獨(dú)立存在,并非與鹽水包裹體成對(duì)出現(xiàn)。由于共生的油包裹體和鹽水包裹體對(duì)較少,利用這種包裹體對(duì)獲取形成溫度的方法難以推廣。有人建立了石英中的鋁含量與石英的形成溫度之間的關(guān)系。但是,我們發(fā)現(xiàn)碎屑巖中次生石英的形成溫度與鋁含量的相關(guān)性并不顯著,需要建立新的估算油包裹體形成溫度的方法。

油氣運(yùn)移期間的古流體壓力是分析油氣運(yùn)移動(dòng)力與方向的重要參數(shù)。油氣主要受壓力和浮力驅(qū)動(dòng)而發(fā)生運(yùn)移。典型的壓力驅(qū)動(dòng)表現(xiàn)為異常高壓;對(duì)于典型的浮力驅(qū)動(dòng),流體壓力則為凈水壓力。古流體勢(shì)或古壓力系數(shù)是分析運(yùn)移動(dòng)力、判斷運(yùn)移方向的重要參數(shù)。如前所述,利用共生的油包裹體和鹽水包裹體對(duì),可獲取古流體壓力,又稱捕獲壓力。同樣地,由于共生的油包裹體和鹽水包裹體對(duì)較少,利用這種包裹體對(duì)獲取古流體壓力的方法難以推廣。如果能夠求解獨(dú)立油包裹體的形成溫度,便可通過獨(dú)立油包裹體相圖和等容線獲得大量的獨(dú)立油包裹體的捕獲壓力數(shù)據(jù),為揭示油氣運(yùn)移動(dòng)力與方向奠定重要基礎(chǔ)。

在應(yīng)用古流體壓力揭示油氣運(yùn)移方向時(shí),還需要判斷儲(chǔ)層的連通性。如果儲(chǔ)層不連通,即便存在壓力差,油氣也不會(huì)沿著儲(chǔ)層發(fā)生運(yùn)移。在勘探階段,判斷儲(chǔ)層的連通性,尚缺乏有效的參數(shù)。古地層水氧同位素、次生石英氧同位素和微量元素與流體的性質(zhì)、來源有關(guān)。如果儲(chǔ)層是連通的,它們?cè)谶B通砂體中具有相近的特征,反之,如果儲(chǔ)層不連通,流體性質(zhì)、來源可能存在較大差異,古地層水氧同位素、次生石英氧同位素和微量元素也有較大的不同。因此,油氣運(yùn)移期間的古地層水氧同位素、油包裹體次生石英腔壁氧同位素和微量元素可作為判斷油氣運(yùn)移期間儲(chǔ)層連通性的重要參數(shù)。

總之,油包裹體的形成溫度或古地層水氧同位素、油包裹體次生石英腔壁氧同位素和微量元素是揭示油氣運(yùn)移的期次、時(shí)間、動(dòng)力與方向以及儲(chǔ)層連通性的重要參數(shù)。由于缺乏可以獲得大量的油包裹體形成溫度或古地層水氧同位素?cái)?shù)據(jù)、油包裹體次生石英腔壁氧同位素和微量元素的方法,目前仍難以有效、系統(tǒng)揭示油氣運(yùn)移的期次、時(shí)間、動(dòng)力與方向以及儲(chǔ)層的連通性。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明目的在于,引入納米離子探針對(duì)包裹體的次生石英腔壁的氧同位素和微量元素進(jìn)行原位測(cè)試,建立油包裹體形成溫度或古地層水氧同位素與微區(qū)原位測(cè)試數(shù)據(jù)的關(guān)系,提出一種確定油氣運(yùn)移的期次、時(shí)間、動(dòng)力與方向以及儲(chǔ)層連通性的方法。

本發(fā)明將納米離子探針技術(shù)(nanosims)引入這一領(lǐng)域,對(duì)石英膠結(jié)物尤其是油包裹體的次生石英腔壁氧同位素和微量元素進(jìn)行原位測(cè)試,建立油包裹體形成溫度與多種微量元素的關(guān)系,利用測(cè)試的微量元素?cái)?shù)據(jù)確定石英膠結(jié)物和油包裹體的形成溫度并通過同位素分餾方程求取古地層水氧同位素;為了獲得更加可靠的形成溫度,還建立了古地層水氧同位素與次生石英氧同位素和微量元素的關(guān)系,利用測(cè)試的同位素和微量元素確定古地層水氧同位素并通過同位素分餾方程確定油包裹體的形成溫度;進(jìn)而,應(yīng)用油包裹體形成溫度直方圖確定油氣運(yùn)移的期次,結(jié)合埋藏史確定油氣運(yùn)移的時(shí)間;利用古地層水氧同位素、油包裹體次生石英氧同位素和微量元素判斷儲(chǔ)層連通性;然后,根據(jù)油包裹體形成溫度和相圖確定油氣運(yùn)移時(shí)期的古流體壓力,進(jìn)而綜合古流體壓力、儲(chǔ)層連通性、烴源巖和構(gòu)造資料揭示油氣運(yùn)移的動(dòng)力與方向。

石英常含有l(wèi)i、na、k、al、mg、ca、cr、cu、fe等微量元素。這些元素在古地層水中的飽和濃度是溫度和壓力的函數(shù)。在次生石英形成時(shí),這些元素在地層水與石英兩相間的分配系數(shù)也是溫度和壓力的函數(shù)。由于液體和固體的可壓縮性較小,微量元素的飽和濃度及其在水和石英兩相間的分配系數(shù)主要是溫度的函數(shù)。碎屑巖含有大量的長石碎屑,地層水對(duì)長石的溶蝕,可使鋁元素達(dá)到飽和狀態(tài),因此次生石英中鋁的含量與其形成溫度之間會(huì)存在一定的相關(guān)性(dennenetal.,1970)。但是,古地層水中的鋁并非在所有的情況下都能達(dá)到飽和狀態(tài),我們研究發(fā)現(xiàn)僅靠石英中的鋁含量不能很好地反映形成溫度。實(shí)際上,碎屑巖中還含有大量的碳酸鹽礦物,地層水對(duì)碳酸鹽礦物的溶蝕可使鈣和鎂達(dá)到飽和狀態(tài)。據(jù)此,推導(dǎo)出以下公式(次生石英的形成溫度與多種微量元素含量的函數(shù)關(guān)系):

(2)

式中,t代表石英油包裹體和鹽水包裹體對(duì)或石英獨(dú)立油包裹體或次生石英的形成溫度(k);n為被測(cè)試的微量元素種類的個(gè)數(shù);相對(duì)應(yīng)的ci(i=1,2,…,n)是油包裹體和鹽水包裹體對(duì)的次生石英腔壁或獨(dú)立油包裹體的次生石英腔壁或次生石英中第i種微量元素的含量(μg/g)。這些元素至少包括鋁、鈣和鎂。ai(i=0,1,2,…,n)為常數(shù)。實(shí)際數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明,應(yīng)用式(2)進(jìn)行多元回歸或逐步回歸分析得到的相關(guān)系數(shù),遠(yuǎn)高于溫度與鋁元素之間的相關(guān)系數(shù)(參見實(shí)施例)。

但是,式(2)不能確保在任何情況下都能建立十分有效的回歸方程。實(shí)際上,除了次生石英中微量元素的含量與溫度有關(guān)外,石英中氧同位素的分餾也與溫度有關(guān)(參見式(1)),綜合這兩種關(guān)系,建立如下方程:

(3)

式中,b0、b1、ki和lij(i=1,2,…,n;j=i,i+1,…,n)均為常數(shù);變量的含義與式(1)和式(2)中變量的含義相同。

式(3)借助了同位素分餾方程,因此一般情況下其相關(guān)性會(huì)比式(2)的相關(guān)性更加顯著。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的,本發(fā)明采用了以下方案:

一種確定油氣運(yùn)移的期次、時(shí)間、動(dòng)力與方向的方法,其特征在于,包括如下步驟:

(1)查找碎屑巖石英中的獨(dú)立油包裹體以及共生的油包裹體和鹽水包裹體對(duì);

(2)測(cè)試找到的獨(dú)立油包裹體以及共生的油包裹體和鹽水包裹體對(duì)中的油包裹體的均一溫度、氣液比,并估計(jì)或測(cè)試其中的油組分,通過模擬計(jì)算獲得油包裹體的相圖與等容線;測(cè)試油包裹體的共生鹽水包裹體均一溫度、氣相組分和鹽度,由此獲得鹽水包裹體的相圖和等容線;應(yīng)用這兩種相圖與等容線,求取油包裹體與鹽水包裹體對(duì)形成時(shí)的溫度與壓力;

(3)對(duì)找到的獨(dú)立油包裹體以及共生的油包裹體和鹽水包裹體對(duì)所在部位進(jìn)行觀察,確定獨(dú)立油包裹體以及共生的油包裹體和鹽水包裹體對(duì)所在的石英加大邊或次生石英細(xì)脈的范圍,并據(jù)此確定各獨(dú)立油包裹體以及油包裹體和鹽水包裹體對(duì)的次生石英腔壁測(cè)試點(diǎn)的位置;

(4)應(yīng)用納米離子探針測(cè)試各獨(dú)立油包裹體以及油包裹體和鹽水包裹體對(duì)的次生石英腔壁氧同位素比值和微量元素含量;所述納米離子探針裝配了反射光顯微鏡,在測(cè)試后,用偏光-陰極發(fā)光顯微鏡審查微區(qū)測(cè)試點(diǎn)與相對(duì)應(yīng)包裹體之間的空間關(guān)系,若次生石英測(cè)試點(diǎn)與相對(duì)應(yīng)包裹體鄰近,則認(rèn)為該測(cè)試點(diǎn)測(cè)試的是相對(duì)應(yīng)包裹體的次生石英腔壁,否則,該測(cè)試點(diǎn)測(cè)試的是次生石英其它部分,需對(duì)相對(duì)應(yīng)包裹體的次生石英腔壁進(jìn)行重新測(cè)試;將測(cè)試得到的所有數(shù)據(jù)留存;

(5)應(yīng)用油包裹體和鹽水包裹體對(duì)的形成溫度及其次生石英腔壁的氧同位素,通過如下石英氧同位素分餾方程,即公式(1)求取油包裹體和鹽水包裹體對(duì)形成時(shí)的古地層水氧同位素:

(1)

式中,代表石英油包裹體和鹽水包裹體對(duì)或石英獨(dú)立油包裹體或次生石英形成時(shí)的古地層水氧同位素比值(‰);相對(duì)應(yīng)的為油包裹體和鹽水包裹體對(duì)的次生石英腔壁或獨(dú)立油包裹體的次生石英腔壁或次生石英的氧同位素比值(‰);相對(duì)應(yīng)的t是石英油包裹體和鹽水包裹體對(duì)或石英獨(dú)立油包裹體或次生石英形成時(shí)的古溫度(k);

(6)應(yīng)用油包裹體與鹽水包裹體對(duì)的形成溫度及其次生石英腔壁微量元素含量,以如下公式(2)所示的函數(shù)形式,進(jìn)行多元回歸分析或逐步回歸分析,求取公式(2)中的ai(i=0,1,2,…,n)以及相關(guān)系數(shù);

(2)

式中,t代表石英油包裹體和鹽水包裹體對(duì)或石英獨(dú)立油包裹體或次生石英形成時(shí)的古溫度,n為被測(cè)試的微量元素種類的個(gè)數(shù),相對(duì)應(yīng)的ci(i=1,2,…,n)是油包裹體和鹽水包裹體對(duì)的次生石英腔壁或獨(dú)立油包裹體的次生石英腔壁或次生石英中的第i種微量元素的含量(μg/g),ai(i=0,1,2,…,n)為常數(shù);

(7)應(yīng)用油包裹體與鹽水包裹體對(duì)形成時(shí)的古地層水氧同位素及其次生石英腔壁氧同位素比值和微量元素含量,通過以下公式(3)所示的函數(shù)形式,進(jìn)行多元回歸或逐步回歸分析,求解公式(3)中的b0、b1、ki和lij以及相關(guān)系數(shù);

(3)

式中,b0、b1、ki和lij(i=1,2,…,n;j=i,i+1,…,n)均為常數(shù),變量的含義與公式(1)和公式(2)中變量的含義相同;

(8)若上述步驟(6)的相關(guān)系數(shù)大于等于上述步驟(7)的相關(guān)系數(shù),則應(yīng)用獨(dú)立油包裹體次生石英腔壁的微量元素含量和上述步驟(6)中求得的回歸方程求取獨(dú)立油包裹體的形成溫度;再依據(jù)上述步驟(6)中求得的回歸方程,用步驟(4)中已測(cè)得的所有的次生石英及次生石英壁微量元素?cái)?shù)據(jù),計(jì)算次生石英的形成溫度;再應(yīng)用上述步驟(6)回歸方程求取的獨(dú)立油包裹體的形成溫度及其次生石英腔壁氧同位素,通過公式(1)求取獨(dú)立油包裹體形成時(shí)的古地層水氧同位素;

若上述步驟(6)的相關(guān)系數(shù)小于上述步驟(7)的相關(guān)系數(shù),則利用上述步驟(7)中求得的回歸方程以及獨(dú)立油包裹體次生石英腔壁的氧同位素比值和微量元素含量數(shù)據(jù),計(jì)算獨(dú)立油包裹體形成時(shí)的古地層水氧同位素;再利用公式(1)和獨(dú)立油包裹體次生石英腔壁的氧同位素以及獨(dú)立油包裹體形成時(shí)的古地層水氧同位素,求出獨(dú)立油包裹體形成時(shí)的古溫度;用步驟(4)中已測(cè)得的所有次生石英及次生石英壁氧同位素與微量元素?cái)?shù)據(jù),通過上述步驟(7)中求得的回歸方程和公式(1),分別計(jì)算次生石英形成時(shí)的古地層水氧同位素及其形成溫度;

(9)用次生石英和所有的油包裹體的形成溫度數(shù)據(jù)繪制直方圖,揭示古流體活動(dòng)和油氣運(yùn)移的期次,并結(jié)合埋藏史分別確定古流體活動(dòng)與油氣運(yùn)移的時(shí)間;

(10)應(yīng)用獨(dú)立油包裹體以及油包裹體和鹽水包裹體對(duì)形成時(shí)的古地層水的氧同位素、獨(dú)立油包裹體以及油包裹體和鹽水包裹體對(duì)的次生石英腔壁的氧同位素和微量元素,判斷連續(xù)砂體在油氣運(yùn)移期間的連通性;

(11)根據(jù)獨(dú)立油包裹體的形成溫度及其相圖和等容線,求取獨(dú)立油包裹體形成時(shí)的古流體壓力,應(yīng)用其結(jié)果數(shù)據(jù)與上述步驟(2)求取的油包裹體和鹽水包裹體對(duì)形成時(shí)的古流體壓力數(shù)據(jù),結(jié)合埋藏史圖計(jì)算相應(yīng)的古壓力系數(shù)或流體勢(shì),應(yīng)用古壓力系數(shù)或流體勢(shì),結(jié)合儲(chǔ)層的聯(lián)通性、烴源巖和構(gòu)造資料揭示油氣運(yùn)移的動(dòng)力與方向。

進(jìn)一步,上述步驟(1)中,應(yīng)用偏光-熒光顯微鏡查找碎屑巖石英中的獨(dú)立油包裹體以及共生的油包裹體和鹽水包裹體對(duì)。

進(jìn)一步,上述步驟(1)中,為獲得可靠的結(jié)果,共生的油包裹體和鹽水包裹體對(duì)的個(gè)數(shù)是15個(gè)或15個(gè)以上;根據(jù)工區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)與油氣運(yùn)移研究需要,獨(dú)立油包裹體的個(gè)數(shù)是50個(gè)或50個(gè)以上。

進(jìn)一步,上述步驟(3)中,利用陰極發(fā)光顯微鏡或電子顯微鏡,對(duì)找到的獨(dú)立油包裹體以及共生的油包裹體和鹽水包裹體對(duì)所在部位進(jìn)行陰極發(fā)光觀察,并確定獨(dú)立油包裹體以及共生的油包裹體和鹽水包裹體對(duì)所在的石英加大邊或次生石英細(xì)脈的范圍。

進(jìn)一步,上述步驟(10)中,應(yīng)用古地層水氧同位素、油包裹體次生石英氧同位素和微量元素,采用井間同層對(duì)比的方式判斷連續(xù)砂體的連通性。

進(jìn)一步,所述的微量元素的種類至少包括鋁、鈣和鎂。

該確定油氣運(yùn)移的期次、時(shí)間、動(dòng)力與方向的方法具有以下有益效果:

(1)本發(fā)明通過納米離子探針測(cè)試包裹體次生石英腔壁的氧同位素和微量元素,并應(yīng)用多個(gè)公式求解出油包裹體形成時(shí)的溫度與壓力以及古地層水的氧同位素比值。

(2)應(yīng)用本發(fā)明獲得的油包裹體形成時(shí)的古地層水氧同位素比值、次生石英氧同位素比值以及微量元素含量,為判斷油氣運(yùn)移時(shí)儲(chǔ)層的連通性提供了重要依據(jù)。

(3)本發(fā)明應(yīng)用油包裹體的形成溫度直接確定油氣運(yùn)移的期次,并結(jié)合埋藏史,利用形成溫度揭示油氣運(yùn)移的時(shí)間,利用古壓力系數(shù)或流體勢(shì)以及儲(chǔ)層連通性揭示各期次油氣運(yùn)移的動(dòng)力與方向。

(4)本發(fā)明通過包裹體次生石英腔壁的地球化學(xué)測(cè)試,結(jié)合已有測(cè)試方法,可獲得油氣運(yùn)移的期次、時(shí)間、動(dòng)力與方向等多種油氣運(yùn)移信息,而且準(zhǔn)確性高,適用范圍廣,易于推廣實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

圖1:本發(fā)明實(shí)施例中坨712井3173.2米處石英油包裹體和鹽水包裹體對(duì)的t-p相圖;

圖2:本發(fā)明實(shí)施例中坨713井3031.7m處石英油包裹體及其腔壁測(cè)試點(diǎn)示意圖;

圖3a:本發(fā)明實(shí)施例中油包裹體與鹽水包裹體對(duì)的形成溫度與次生石英腔壁微量元素al之間的關(guān)系圖;

圖3b:本發(fā)明實(shí)施例中油包裹體與鹽水包裹體對(duì)的形成溫度與次生石英腔壁的多種微量元素之間的關(guān)系圖;

圖4:本發(fā)明實(shí)施例中用不同方式獲得的古地層水氧同位素之間與形成溫度之間的關(guān)系圖;

圖5:本發(fā)明實(shí)施例中勝坨地區(qū)沙三段砂礫巖中油包裹體和次生石英的形成溫度直方圖(淺灰色代表油包裹體;深灰色代表次生石英);

圖6:本發(fā)明實(shí)施例中勝坨地區(qū)坨715井埋藏史圖;

圖7:本發(fā)明實(shí)施例中勝坨地區(qū)沙三下亞段成巖相與古地層水氧同位素分布圖;

圖8:本發(fā)明實(shí)施例中坨763井3525.5米處獨(dú)立油包裹體形成溫度與t-p相圖;

圖9:本發(fā)明實(shí)施例中勝坨地區(qū)沙三段關(guān)鍵油氣運(yùn)移期古流體壓力系數(shù)分布圖與油氣運(yùn)移方向。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明:

實(shí)施例:

東營凹陷北帶的勝坨地區(qū)是渤海灣盆地濟(jì)陽坳陷的重要產(chǎn)油區(qū)。勝坨地區(qū)的油氣運(yùn)移期次、時(shí)間、動(dòng)力與方向是揭示該區(qū)油氣分布規(guī)律的重要依據(jù),且對(duì)于斷陷盆地陡坡帶的油氣勘探具有較大的啟示作用。在100多件砂礫巖樣品中,找到了15個(gè)共生的油包裹體和鹽水包裹體對(duì)。我們測(cè)試了這些包裹體對(duì)中的油包裹體和鹽水包裹體的均一溫度、氣相百分比和組分,經(jīng)模擬計(jì)算獲得了油包裹體和鹽水包裹體的相圖與等容線,從中讀取了油包裹體和鹽水包裹體對(duì)的形成溫度與壓力,如圖1所示。

該區(qū)砂礫巖中長石碎屑較豐富,且方解石和白云石膠結(jié)物較發(fā)育,鋁、鈣和鎂元素在地層水中的濃度易達(dá)到飽和濃度。為此,應(yīng)用納米粒子探針測(cè)試了油包裹體和鹽水包裹體對(duì)的次生石英腔壁氧同位素與鋁、鈣、鎂的含量。油包裹體及其次生石英腔壁的測(cè)試點(diǎn)如圖2所示,圖2中左側(cè)圖為熒光照片,右側(cè)圖為陰極發(fā)光照片。我們首先用油包裹體和鹽水包裹體對(duì)的形成溫度與其次生石英腔壁的鋁含量進(jìn)行了回歸分析,兩者之間確實(shí)存在一定的相關(guān)性,但相關(guān)系數(shù)很低,如圖3a所示。采用式(2)進(jìn)行擬合,相關(guān)系數(shù)的平方提高到0.75,其回歸方程為:

1/t=2.512×10-6lnal-5.525×10-5lnca+4.040×10-5lnmg+2.403×10-3(4)

式中,t為絕對(duì)溫度(k);al、ca、mg分別代表這三個(gè)元素的含量(μg/g)。

圖3b縱坐標(biāo)代表的溫度是在油包裹體和鹽水包裹體對(duì)相圖中求取的形成溫度,橫坐標(biāo)代表的溫度由式(4)計(jì)算。其相關(guān)系數(shù)的平方大于0.75,相關(guān)性明顯改善。這表明用多種微量元素進(jìn)行回歸分析可彌補(bǔ)單種元素的不足。

為了獲得可靠性更高的石英油包裹體形成溫度和古地層水氧同位素,應(yīng)用說明書中的式(3)進(jìn)行回歸分析,獲得了古地層水氧同位素與油包裹體次生石英腔壁氧同位素和微量元素含量之間的回歸方程:

δ18o水=-74.975+0.7958δ18o石英-9.837lnmg+6.247lnal+25.862lnca

+0.3248(lnmg)2+0.04411(lnal)2-2.453(lnca)2

-0.3498(lnmg)(lnal)-1.0651(lnca)(lnal)+1.6160(lnmg)(lnca)(5)

式(5)中,各變量的含義與式(1)和式(4)中變量的含義相同。

該回歸方程相關(guān)系數(shù)的平方達(dá)到了0.98以上,相關(guān)性極其顯著。應(yīng)用式(5)和油包裹體次生石英腔壁的氧同位素和微量元素的原位測(cè)試結(jié)果,計(jì)算了油包裹體形成時(shí)的古地層水氧同位素,進(jìn)而應(yīng)用式(1)求解了油包裹體的形成溫度,包括獨(dú)立油包裹體和共生的油包裹體與鹽水包裹體對(duì)的形成溫度。圖4中右側(cè)圖示出油包裹體和鹽水包裹體對(duì)兩種形成溫度的相關(guān)圖,橫坐標(biāo)為式(5)和式(1)計(jì)算的形成溫度,縱坐標(biāo)與圖3b的縱坐標(biāo)相同,相關(guān)系數(shù)的平方大于0.94,遠(yuǎn)高于僅用微量元素計(jì)算的形成溫度的相關(guān)系數(shù)(圖3b)。式(5)實(shí)際上以同位素分餾方程為基礎(chǔ),用微量元素替換了溫度項(xiàng),其中的二次項(xiàng)有利于提高相關(guān)性。

進(jìn)而,應(yīng)用式(5)和所有的次生石英氧同位素與微量元素原位測(cè)試結(jié)果,計(jì)算了次生石英形成時(shí)的古地層水氧同位素,并用式(1)計(jì)算了次生石英的形成溫度。次生石英和油包裹體的形成溫度直方圖證明,勝坨地區(qū)存在兩期次生石英生長與兩期油氣充注,如圖5所示,其中第二期為關(guān)鍵的古流體活動(dòng)與油氣充注期。將油包裹體的形成溫度標(biāo)于埋藏史圖,如圖6所示,可以發(fā)現(xiàn)油氣的關(guān)鍵充注期發(fā)生于5ma至今的地質(zhì)歷史時(shí)期。這表明該區(qū)油氣運(yùn)移成藏作用發(fā)生的時(shí)間較晚,有利于保存油氣;現(xiàn)今的儲(chǔ)層分布與構(gòu)造形態(tài)對(duì)油氣的運(yùn)移成藏起重要的控制作用,可直接用于勘探目標(biāo)的確定或優(yōu)選。

鹽水包裹體均一溫度低于捕獲溫度(參見圖1)。在圖6中,如果根據(jù)油包裹體的共生鹽水包裹體均一溫度確定油氣充注的時(shí)間,那么會(huì)得出油氣充注發(fā)生于館陶組沉積中期的結(jié)論。實(shí)際上,此時(shí)盆地剛剛發(fā)生再次沉降,地層溫度尚未達(dá)到抬升剝蝕前的地層溫度,烴源巖二次生烴尚未啟動(dòng),烴源巖不會(huì)排烴,油氣不可能注入儲(chǔ)層。因此,用鹽水包裹體均一溫度直接確定油氣運(yùn)移成藏時(shí)間,會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論。

根據(jù)成巖相可大致判斷儲(chǔ)層的連通性,但是,成巖相反映的是成巖作用的總結(jié)果,需用流體特征參數(shù)證明油氣運(yùn)移時(shí)期儲(chǔ)層確實(shí)是連通的。在勝坨地區(qū),我們對(duì)砂礫巖體進(jìn)行了成巖相劃分,如圖7所示,并將油包裹體形成時(shí)的古地層水氧同位素繪于圖中??傮w上,不同成巖相間的古地層水氧同位素差異較大,同一成巖相內(nèi)差異較小,證明沙三下亞段同一成巖相內(nèi)的砂礫巖體在油氣運(yùn)移期間是連通的。

應(yīng)用獨(dú)立油包裹體的形成溫度,在t-p相圖上求取了獨(dú)立油包裹體形成時(shí)的流體壓力,即捕獲壓力,參見圖8,并根據(jù)形成溫度與埋藏史圖確定的古埋藏深度,計(jì)算了古壓力系數(shù)。第二期油氣充注時(shí)的古壓力系數(shù)分布圖表明,如圖9所示,勝坨地區(qū)沙三下亞段的油氣以異常高壓為主要?jiǎng)恿Γ▔毫ο禂?shù)大于1.2),從該區(qū)以南的烴源巖注入勝坨地區(qū)。根據(jù)盆地演化史,喜山三幕構(gòu)造運(yùn)動(dòng)(孫永壯,2006)使盆地再次發(fā)生了快速沉降,至明化鎮(zhèn)沉積時(shí)期,沙四上主力烴源巖達(dá)到生油高峰(ro>0.7),沙三下烴源巖進(jìn)入生油門限。因此,正是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與有機(jī)質(zhì)熱演化生烴的雙重作用引發(fā)了油氣的高壓充注。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性的描述,顯然本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制,只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn),或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的,均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

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