塔河油田流體包裹體和其地質(zhì)意義

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1、塔河油田奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)層流體包裹體及其地質(zhì)意義呂程地環(huán)S131學(xué)號(hào):201371327摘要:碳酸鹽巖在各成巖階段均可形成流體包裹體,從近地表至深埋環(huán)境都有鹽水包裹體分布,有機(jī)包裹體則主要集中在晚期粗大的膠結(jié)物中與鹽水包裹體共生,在儲(chǔ)層內(nèi)成群成串出現(xiàn)不同成巖作用和不同成巖環(huán)境中的碳酸鹽巖礦物包裹體有較大的差異,這就使應(yīng)用流體包裹體研究碳酸鹽巖儲(chǔ)層成為可能。本文通過對(duì)塔河地區(qū)奧陶系碳酸鹽儲(chǔ)層流體包裹體的類型、均一溫度、鹽度、密度等物理和化學(xué)性質(zhì)來綜合分析塔河油田流體包裹體與油氣儲(chǔ)層關(guān)系及應(yīng)用,從而為本區(qū)研究碳酸鹽巖油氣儲(chǔ)層研究提供依據(jù)。關(guān)鍵詞:塔河油田流體

2、包裹體均一溫度油氣儲(chǔ)層1地質(zhì)概況塔河油田位于天山南麓,塔克拉瑪干沙漠北緣的戈壁荒漠地區(qū),地處新疆維吾爾自治區(qū)的庫(kù)車縣和輪臺(tái)縣境內(nèi)。構(gòu)造位置位于塔里木盆地沙雅隆起阿克庫(kù)勒凸起西南斜坡,東鄰草湖凹陷、南鄰順托果勒隆起和滿加爾坳陷、西為哈拉哈塘凹陷、北部為雅克拉斷凸(圖1)。塔河油田先后經(jīng)歷了加里東期、海西期、印支—燕山期及喜馬拉雅期等多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。塔河地區(qū)奧陶系自下而上共劃分為6個(gè)巖石地層單元(組),即奧陶系下統(tǒng)蓬萊壩組、下—中統(tǒng)鷹山組、中統(tǒng)一間房組、上統(tǒng)恰爾巴克組、良里塔格組、桑塔木組,本次研究除奧陶系桑塔木組未涉及到以外,其余奧陶系都均有涉及。在地層分布

3、上,自西向東、自南向北、西南到東北,志留系科坪塔格組、泥盆系東河塘組、桑塔木組、良里塔格組、恰爾巴克組、一間房組等地層自上而下逐層尖滅。圖1塔里木盆地北部地區(qū)構(gòu)造單元及塔河油田位置(康玉柱,2005)2流體包裹體分析2.1樣品采集和處理塔河油田奧陶系為碳酸鹽巖地層,裂縫和溶洞十分發(fā)育,并且充填了豐富的成巖礦物,主要是方解石。在采集樣品時(shí),充分考慮了樣品在平面和垂向上分布的均勻性,以確保測(cè)試結(jié)果在整個(gè)塔河油田具有代表性和有效性。2.2油包裹體熒光顯示成巖礦物中油包裹體的出現(xiàn)是油氣生成、運(yùn)移和聚集等一系列活動(dòng)發(fā)生的直接證據(jù)。識(shí)別油包裹體最迅速且有效的方法便是

4、油包裹體在紫外光照射下表現(xiàn)出的熒光顯示。不同的熒光顏色表明了烴類包裹體不同的成分,指示著烴類的熱演化程度。熒光顏色的紅色→橙色→黃色→綠色→藍(lán)白色的變化規(guī)律,體現(xiàn)了烴類從低成熟到高成熟的變化特征。圖2塔河油田奧陶系儲(chǔ)層中油包裹體熒光顯微圖片對(duì)所有樣品的熒光觀察結(jié)果表明,塔河油田奧陶系儲(chǔ)層中捕獲了發(fā)不同熒光顏色(強(qiáng)度)的油包裹體(表1和圖2)。這些油包裹體的出現(xiàn)和普遍發(fā)育,標(biāo)識(shí)了油氣生成、運(yùn)移和聚集等過程的發(fā)生。所觀察到的油包裹體熒光顏色有火紅色、黃色、綠色、藍(lán)白色以及中間的過渡色。烴類中芳烴成分含量趨高,其熒光光譜主峰向長(zhǎng)波(紅外)方向偏移,熒光色偏暗偏

5、紅;反之,則出現(xiàn)藍(lán)移。當(dāng)烴類熱演化程度增高時(shí),石油裂解導(dǎo)致芳烴成分減少,低分子量成分增加由此造成熒光光譜向短波方向偏移(即藍(lán)移)。對(duì)比分析三種熒光的有機(jī)包裹體表明,褐紅色熒光有機(jī)包裹體熱演化程度較低,其化學(xué)成分中芳烴較多;黃綠色熒光有機(jī)包裹體熱演化程度較高,表明其中輕烴含量較多;黃色熒光的有機(jī)包裹體表明其熱演化程度適中。依照熒光顏色和原油API度的對(duì)應(yīng)關(guān)系,可以換算出被捕獲原油的API度(表1)。由所觀察到的不同熒光顏色以及換算所得被捕獲原油的API度,可以初步判定塔河油田奧陶系儲(chǔ)層在地質(zhì)歷史時(shí)期共發(fā)生過4期油充注。表一塔河油田奧陶系儲(chǔ)層中油包裹體特征2

6、.3流體包裹體顯微測(cè)溫?zé)晒庥^察結(jié)果已表明,奧陶系儲(chǔ)層中存在大量的油包裹體,并且與大量的同期鹽水包裹體相伴生。依照Shepherd等(1985)提出的流體包裹體顯微測(cè)溫一般過程,對(duì)樣品中的油包裹體進(jìn)行了均一溫度測(cè)定。流體包裹體常規(guī)的顯微測(cè)溫主要包括均一溫度(Th)、三相共結(jié)點(diǎn)(初熔點(diǎn)Te)和冰點(diǎn)(終熔點(diǎn)Tm)的測(cè)定。本次研究的顯微測(cè)溫主要是進(jìn)行均一溫度測(cè)定以及鹽水包裹體冰點(diǎn)的測(cè)定。均一溫度是流體包裹體捕獲時(shí)的最小溫度條件,不同均一溫度范圍的流體包裹體代表了不同的期次;而冰點(diǎn)可以換算出包裹體流體的鹽度,同一期次流體具有相同(近)的鹽度值。根據(jù)均一溫度和鹽度的

7、系統(tǒng)分析,就可以劃分流體包裹體的期次。2.3.1油包裹體熒光觀察結(jié)果已表明,奧陶系儲(chǔ)層中存在大量的油包裹體,并且與大量的同期鹽水包裹體相伴生。依照Shepherd等(1985)提出的流體包裹體顯微測(cè)溫一般過程,對(duì)樣品中的油包裹體進(jìn)行了均一溫度測(cè)定。圖3(a)為油包裹體均一溫度統(tǒng)計(jì)直方圖,圖中頻率為各溫度段測(cè)試包裹體所占測(cè)試總數(shù)的比例。圖3(a)顯示,奧陶系儲(chǔ)層中存在4期油包裹體,它們的均一溫度范圍可分別劃分為55~80℃、80~105℃、105~120℃、120~140℃。由平均均一溫度統(tǒng)計(jì)可以看出,各井中油包裹體平均均一溫度也存在一定差別,與熒光觀測(cè)結(jié)

8、果具有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系(表1),說明單井間的確存在充注歷史上的差異。從圖3(a)還

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