武明輝，金曉輝，張海君 （中石化石油勘探開發(fā)研究院，北京100083）

張立寬 （中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所油氣資源研究重點實驗室，北京100029）

油氣包裹體是含油氣盆地內(nèi)油氣運移聚集過程的原始記錄，是記錄地下油氣形成的最直接證據(jù)，保留了相關(guān)古流體的各種物理和化學信息，是人們追蹤油氣成藏過程的鑰匙[1，2]。近年來流體包裹體在油氣成藏期次與成藏年代研究、油氣運移方向分析、古溫壓場分析等方面得到廣泛應用，已成為油氣成藏研究的常規(guī)手段。孔隙中的瀝青是現(xiàn)今地下烴類賦存狀態(tài)的直接反映，根據(jù)其熒光變化可以為判斷油氣生成、運聚、成熟度等提供直觀的顯微巖石學證據(jù)[3～5]。

王家崗地區(qū)在沉積成藏過程中受多種變化的應力場控制，形成了斷層多、斷塊小，油氣成藏條件復雜，各斷塊間油氣貧富差異大的特點，這也造成了現(xiàn)今該地區(qū)油水關(guān)系復雜，勘探開發(fā)難度大的現(xiàn)狀。對該地區(qū)油氣形成、運移規(guī)律的認識是制約勘探的關(guān)鍵因素。前人在研究區(qū)做了大量的基礎(chǔ)地質(zhì)研究[6～14]。通過對探區(qū)內(nèi)20口井100余塊沙河街組 （Es）儲層樣品中流體包裹體與微觀瀝青的顯微觀察與定量統(tǒng)計，并進行了微束熒光光譜分析和均一溫度測試，結(jié)合區(qū)域埋藏史、熱演化史和生排烴史，對該區(qū)油氣充注幕次、運移方向與時間進行研究。

1 地質(zhì)概況

東營凹陷位于濟陽坳陷東南部，走向呈北東東向，凹陷具有 “北斷南超、北陡南緩”的構(gòu)造格局，南部緩坡帶發(fā)育了3個大型局部構(gòu)造帶，分別為王家崗構(gòu)造帶、純化－草橋構(gòu)造帶、八面河構(gòu)造帶[6，7]（圖1）。其中王家崗構(gòu)造帶位于南部緩坡帶東段，油氣成藏條件復雜，是東營凹陷重要的含油氣潛力接替區(qū)帶之一。

2 流體包裹體特征

2.1 流體包裹體巖石學特征

圖1 王家崗構(gòu)造帶構(gòu)造位置示意圖

油氣包裹體在熒光激發(fā)下有熒光顯示。油氣包裹體的顏色和熒光特征主要是由它所含的碳氫化合物種類、包裹體的厚薄與大小所決定[2]。通過熒光顯微鏡對研究區(qū)流體包裹體薄片觀察，在微觀分布上，區(qū)內(nèi)流體包裹體常見散布狀或呈群帶狀賦存于石英加大邊中，而石英裂縫中的油氣包裹體常呈串珠狀或面狀分布，長石溶蝕縫洞中的油氣包裹體常呈孤立或群體分布。包裹體大小一般介于1～20μm，其形態(tài)上差異較大，石英裂縫及加大邊中的油氣包裹體多呈橢圓狀、長條狀或不規(guī)則狀，長石中的油氣包裹體受晶格缺陷影響常呈長方形。熒光顏色上，普遍存在黃色、藍色2種 （圖2）。黃色可以是淡黃色、黃色、黃白色和黃綠色；藍色可以是藍白色、藍色和藍綠色。黃色系列的油氣包裹體，單偏光下氣相顏色呈灰黑色，液相呈淺褐色至褐色，熒光下，該類油氣包裹體氣相不發(fā)光，液相呈各種黃色熒光；藍色系列油氣包裹體，單偏光下氣相呈灰色或灰白色，液相呈無色至淺褐色，該類油氣包裹體熒光下液相部分呈各種藍色。區(qū)內(nèi)油氣包裹體氣液比變化較大，在10%～70%之間。另有少量樣品觀察到三相油氣包裹體 （氣相－液相－固相），其中固相無熒光顯示，一般認為是在后期演化中包裹體成分分異、沉淀和炭化過程中形成的。

圖2 王家崗地區(qū)Es油氣包裹體照片與熒光光譜

2.2 油氣包裹體的平面分布特征

石油及瀝青中含有的不飽合烴及其衍生物，在紫外光激發(fā)下，吸收一部分波長較短、能量較大的紫外光光子，隨后釋放出一部分波長較長，能量較低的可見光光子，因而具有熒光性。一般說來，不飽合烴的分子量越大，發(fā)出的熒光顏色越深。在輕質(zhì)油中，低分子芳香烴較多，油質(zhì)含量高，以藍色、天藍色、藍白色等淺色熒光為主；在重質(zhì)油中，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量較高，高分子稠環(huán)芳香烴較多，以棕黃或暗褐色等深色熒光為主；碳質(zhì)瀝青不發(fā)光。通過微束熒光分析儀測試樣品相應的熒光圖譜，根據(jù)主峰的熒光波長位置變化即熒光顏色的不同和熒光強度的變化，可以分析有機流體作用的期次，劃分成巖序列。

在王家崗地區(qū)樣品中主要檢測到黃色與藍色2種系列熒光的油氣包裹體，以及少量黃綠或藍綠色等過渡顏色的油氣包裹體，反映了不同時期的油氣充注過程。為進一步了解含油氣包裹體的熒光特征，開展了顯微鏡下的微束熒光測試。圖2為研究區(qū)黃、藍2種主要熒光顏色的含油氣包裹體及其熒光光譜。黃色熒光的油氣包裹體其熒光光譜主峰在550～570nm之間，藍白色熒光的油氣包裹體其熒光光譜主峰明顯較黃色熒光偏左，一般在480～540nm之間。由于不同油氣流體的混合及同一流體的演化成熟度不同，部分熒光顏色顯示出黃綠、藍綠等過渡色，因此，往往在熒光光譜主峰位置的變化上表現(xiàn)出連續(xù)性。GOI（含油氣流體包裹體豐度指標）可以反映油氣運移方向等信息。在平面圖上，根據(jù)GOI分布特征顯示，黃色熒光油氣包裹體分布范圍明顯大于藍色熒光 （圖3）。

圖3 王家崗地區(qū)Es油氣包裹體GOI平面分布圖

3 微觀瀝青特征

3.1 微觀瀝青巖石學特征

顯微鏡下觀察結(jié)果表明，該區(qū)Es發(fā)育黃色、黃白色熒光瀝青、藍色熒光瀝青、黃綠色熒光瀝青、黃褐色熒光瀝青、褐色熒光瀝青以及碳質(zhì)瀝青等多種類型，以黃色熒光瀝青和藍色熒光瀝青為最常見，且與油氣運移密切關(guān) （圖4）。

藍色熒光瀝青浸染部分褐色瀝青后，熒光顏色可變?yōu)辄S綠色。形態(tài)分布上，一般藍色熒光瀝青呈枝脈狀分布，黃色熒光瀝青常呈團塊狀分布，不發(fā)光的碳質(zhì)瀝青一般分布于巖石孔隙間或沿裂縫呈條帶狀分布。黃色、黃白色、黃褐色熒光瀝青常常被藍色、藍白色熒光瀝青包裹、切割或溶蝕。黃色熒光瀝青沿碳質(zhì)瀝青分布或包裹碳質(zhì)瀝青、膠質(zhì)瀝青。根據(jù)瀝青的微觀分布及相互間關(guān)系表明：碳質(zhì)瀝青、膠質(zhì)瀝青的形成時間最早，多為原生瀝青，代表了烴源巖的分布；而黃色、黃白色、黃褐色熒光瀝青的形成時間要早于藍色、藍白色熒光瀝青，代表了2期與油氣運移有關(guān)的瀝青特征，這與油氣演化的順序也相符。

圖4 王家崗地區(qū)Es孔隙中瀝青顯微照片與熒光光譜

3.2 微觀瀝青的平面分布特征

在平面分布上（圖5），根據(jù)微觀瀝青觀察統(tǒng)計認為，該區(qū)經(jīng)歷了3期油氣充注：第1期以膠質(zhì)瀝青、碳質(zhì)瀝青為代表，成熟度低或未成熟，規(guī)模和范圍較廣，整個地區(qū)均有分布，基本為原地形成；第2期為黃白、黃色熒光瀝青，僅在研究區(qū)北部生烴凹陷深部流體活動處出露明顯，豐度不高；第3期為藍白色、藍色熒光瀝青，該期瀝青分布廣于第2期的黃色熒光瀝青，豐度相對較高見圖5。

圖5 王家崗地區(qū)Es微觀瀝青平面分布圖

4 流體包裹體的均一溫度與成藏期次確定

研究中，在包裹體薄片觀察時初步篩選了產(chǎn)狀上與油氣成藏相關(guān)的次生鹽水包裹體進行均一溫度測試，排除了個別包裹體可能因為泄漏而導致均一溫度不準確的情況發(fā)生。該次測試共計獲得105個有效均一溫度數(shù)據(jù)。溫度范圍主要分布于78.9～137.5℃之間 （圖6）。將包裹體的均一溫度投到相應的埋藏史圖上，由此判斷該地區(qū)的油氣充注時間可劃分為2期，一期為東營組末期（34～24Ma），另一期為館陶組末期－第四紀 （13.8～0Ma）。高于正常埋藏史地溫梯度以上的數(shù)據(jù)印證了前人關(guān)于該區(qū)存在深部熱流體活動的推論[12～15]。

圖6 王家崗地區(qū)Es流體包裹體均一溫度－埋藏史圖

5 結(jié)論

1）王家崗地區(qū)油氣包裹體可以根據(jù)熒光特征劃分為以藍色熒光和黃色熒光為主的2期。

2）研究區(qū)瀝青可以根據(jù)熒光特征及分布劃分為以碳質(zhì)瀝青、黃色熒光瀝青和藍色熒光瀝青為主的3期。其中碳質(zhì)瀝青代表了未成熟的烴源巖的分布特征，后2期瀝青與現(xiàn)今油氣成藏關(guān)系密切。

3）研究區(qū)主要發(fā)生了2期油氣成藏：一期為東營末組期 （34～24Ma），對應于廣泛分布的黃色熒光油氣包裹體和分布范圍較小的黃色熒光瀝青；另外一期為館陶組末期－第四紀 （13.8～0Ma），對應于分布范圍較小的藍色、藍白色熒光的油氣包裹體和藍色熒光的瀝青。其中，在2期油氣成藏中，以第2期成藏規(guī)模相對較大，范圍最廣，成熟度高，是研究區(qū)油氣成藏的關(guān)鍵時期。

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