丁 磊，楊 江，龔 娟，葛宏選，李榮西，石 彬

[1陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院，陜西西安 710075；2 長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西西安 710054]

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鄂爾多斯盆地姬塬地區(qū)延長(zhǎng)組沸騰包裹體及其與油氣成藏的關(guān)系

丁 磊1，楊 江1，龔 娟1，葛宏選1，李榮西2，石 彬1

[1陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院，陜西西安 710075；2 長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西西安 710054]

運(yùn)用包裹體測(cè)試分析方法對(duì)姬塬地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7—長(zhǎng)8油層組中的沸騰包裹體進(jìn)行了研究，探討其與油氣成藏的關(guān)系。研究表明，姬塬地區(qū)長(zhǎng)7和長(zhǎng)8儲(chǔ)層裂縫充填的方解石脈中發(fā)現(xiàn)大量沸騰油氣包裹體，包裹體大小不一，形態(tài)多樣，排列雜亂，多呈條帶狀密集分布。沸騰油氣包裹體均一溫度相近，在80～120℃之間，峰值為100～110℃，鹽度在4%～12%之間，峰值為8%。沸騰包裹體是油氣形成積聚、壓力高到一定程度時(shí)，烴源巖或儲(chǔ)層破裂產(chǎn)生裂縫，油氣在高壓下突然排出，壓力急劇下降、油氣流體突然減壓出現(xiàn)沸騰時(shí)捕獲的，是長(zhǎng)7烴源巖高壓下強(qiáng)排烴和運(yùn)移到長(zhǎng)8儲(chǔ)層的直接證據(jù)，說明長(zhǎng)8油藏在超壓—構(gòu)造聯(lián)控下存在瞬態(tài)快速充注和非均一聚集的“脈動(dòng)式/突發(fā)式”成藏模式。

沸騰包裹體； 脈動(dòng)式油氣成藏；長(zhǎng)7—長(zhǎng)8地層；延長(zhǎng)組；姬塬地區(qū)

油氣包裹體是含油氣沉積盆地儲(chǔ)層成巖礦物結(jié)晶生長(zhǎng)過程中捕獲油氣流體形成的富含油氣有機(jī)質(zhì)成分的流體包裹體。油氣包裹體是油氣成藏過程的直接標(biāo)志和原始記錄，記錄了油氣從生成、運(yùn)移到聚集成藏過程中的大量信息，因此油氣包裹體研究是油氣成藏研究的重要手段和方法[1-4]。沸騰包裹體作為不混溶流體相中捕獲的包裹體，是一種特殊類型的包裹體，它是地下熱液流體發(fā)生沸騰作用的微觀記錄，對(duì)研究油氣運(yùn)移、成藏有重要地質(zhì)意義[5-6]。

姬塬地區(qū)位于鄂爾多斯盆地西北部，橫跨西緣沖斷帶、天環(huán)坳陷和伊陜斜坡3個(gè)構(gòu)造單元，區(qū)域位置獨(dú)特， 構(gòu)造條件復(fù)雜，處于延長(zhǎng)組生烴中心，三角洲沉積體系發(fā)育，成藏條件有利，發(fā)育長(zhǎng)2、長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6、長(zhǎng)8 等多個(gè)含油層組。在姬塬地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7、長(zhǎng)8地層中發(fā)現(xiàn)了沸騰油氣包裹體，深入研究這些包裹體不僅可以探討該區(qū)油氣運(yùn)移和成藏模式，對(duì)今后油田勘探開發(fā)也將起到積極的指導(dǎo)作用。

1 沸騰包裹體特點(diǎn)

沸騰包裹體包括流體包裹體和少量固體包裹體，具有分布范圍小、包裹體類型多、形狀多樣、大小變化大、排列雜亂、高溫、高鹽度、多相態(tài)和多種成分等特點(diǎn)。氣體和含液相CO2包裹體以負(fù)晶形居多，大多數(shù)為不規(guī)則形態(tài)；包裹體大小懸殊，氣體包裹體一般較大，可以達(dá)到100μm，液相包裹體一般相對(duì)較小。沸騰包裹體在礦物中呈條帶狀密集分布，是沸騰流體不均勻的表現(xiàn)。有時(shí)沸騰包裹體在礦物中呈環(huán)帶狀分布，不同環(huán)帶中包裹體類型不同。

沸騰包裹體中各類包裹體鹽度差別很大，含子礦物的多相包裹體溶液鹽度最大可達(dá)70%，氣體包裹體的鹽度最小僅有4%。大量研究表明，含子礦物的多相包裹體鹽度最高為70%，氣液兩相包裹體鹽度與氣液比負(fù)相關(guān)，氣液比越大，鹽度越小。 氣體包裹體氣液比一般為70%～100%，含液相CO2包裹體的氣液比一般為20%～25%，氣液包裹體和液相包裹體的氣液比一般為0%～20%。

沸騰包裹體是成礦介質(zhì)不均勻的表現(xiàn)，這不僅使不同類型的包裹體呈條帶狀分布，而且使不同包裹體均一化途徑和均一溫度出現(xiàn)差異。氣體包裹體(氣液比一般為70%～100%)由氣相+液相均一到純氣相；氣液兩相包裹體(氣液比小于25%)一般由氣相+液相均一到純液相；而含液相CO2的氣液兩相包裹體一般由液相CO2+氣相+液相三相首先均一到氣相+液相，再進(jìn)一步均一為純液相；氣相+液相+子礦物的三相包裹體首先均一為液相+子礦物，再進(jìn)一步均一為純液相。

2 長(zhǎng)7—長(zhǎng)8沸騰油氣包裹體特征

沸騰油氣包裹體是油氣聚集使壓力達(dá)到一定程度后，烴源巖或儲(chǔ)層破裂產(chǎn)生裂縫，油氣在高壓下突然排出，壓力急劇下降、油氣流體突然減壓發(fā)生沸騰過程中形成的一種特殊包裹體，其成因與油氣成藏密切相關(guān)。本研究中含有沸騰油氣包裹體的巖石樣品采自于姬塬地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7烴源巖層中含方解石脈體的泥巖和長(zhǎng)8儲(chǔ)層的長(zhǎng)石砂巖，沸騰油氣包裹體均發(fā)現(xiàn)于充填方解石脈的裂縫中。

長(zhǎng)7和長(zhǎng)8巖心裂縫方解石脈中的沸騰油氣包裹體普遍具有黃綠色熒光，由不同比例的油、氣兩相流體組成，包括氣液比為5%～50%的液相沸騰油氣包裹體(圖1)和氣液比為50%～80%的沸騰氣體包裹體(圖2)。這些沸騰包裹體呈條帶狀密集分布，形態(tài)多樣，大多數(shù)具有規(guī)則的邊角特征，少數(shù)為不規(guī)則形態(tài)；包裹體大小懸殊，小的只有2～3μm，大的約為80μm，氣體包裹體一般較大，可以達(dá)到100μm，液相包裹體一般相對(duì)較小。

根據(jù)均一溫度和鹽度測(cè)定結(jié)果，姬塬地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7—長(zhǎng)8地層中的沸騰油氣包裹體具有相同或相近的均一溫度(圖3a)，在80～120℃之間，峰值為100～110℃；鹽度分布范圍較窄(圖3b)，在4%～12%之間，峰值為8%，說明本區(qū)沸騰油氣包裹體流體具有高溫、高鹽度特征，記錄了形成沸騰包裹體的流體中有熱液高鹽度流體參與的跡象，佐證了晚侏羅世末期燕山運(yùn)動(dòng)期間熱液事件和混合流體活動(dòng)事件。對(duì)沸騰油氣包裹體均一途徑和相態(tài)變化進(jìn)行了觀察，發(fā)現(xiàn)氣液比大于50%的沸騰氣體包裹體在100℃左右由氣相+液相均一到純氣相，而氣液比為5%～25%的氣液兩相沸騰油氣包裹體由氣相+液相均一為純液相。

3 沸騰包裹體成因

沸騰包裹體是礦物在地層流體發(fā)生沸騰作用過程中捕獲的流體包裹體，是由不同類型包裹體組成的特殊包裹體。它是單一液相流體由于環(huán)境(溫度和壓力)改變而分離為兩相或多相性質(zhì)完全不同的流體時(shí)捕獲的包裹體[2]。沸騰包裹體的成因有很多種，目前認(rèn)為地下沸騰包裹體的形成方式可能有兩種：一種是地下較高溫度和壓力的流體由于斷裂等構(gòu)造作用導(dǎo)致內(nèi)部壓力驟然下降，使得流體產(chǎn)生減壓沸騰，大量氣體逸出，礦物捕獲這種沸騰氣體和液體形成沸騰包裹體;另一種可能是高溫流體從深部向上運(yùn)移過程中在一定部位與地下潛水相遇，地下潛水受高溫流體影響發(fā)生沸騰而釋放出氣體，礦物在此部位捕獲的包裹體就保存了多種相態(tài)，形成沸騰包裹體[5-8]。

4 沸騰油氣包裹體與油氣成藏

由沸騰包裹體形成條件可見，沸騰包裹體的存在往往與突發(fā)性地質(zhì)事件有關(guān)，因此，利用沉積盆地油氣儲(chǔ)層中的沸騰油氣包裹體可以研究油氣運(yùn)移模式，這是油氣“脈動(dòng)式/突發(fā)式”運(yùn)移成藏的重要證據(jù)[5-8]。當(dāng)沉積盆地構(gòu)造活動(dòng)使得斷裂活動(dòng)時(shí)，斷裂開啟使高壓層與上部常壓地層連通，油氣流體由于壓力突然降低，易發(fā)生沸騰作用。沸騰作用下的流體運(yùn)移和常規(guī)情況下是不同的。當(dāng)斷裂開啟或活動(dòng)時(shí)，無(wú)沸騰作用下高壓層內(nèi)流體的運(yùn)移只是局部的，僅限于斷裂附近，運(yùn)移速度和運(yùn)移量都較?。粍?dòng)力機(jī)制主要為靜水壓力、構(gòu)造應(yīng)力等外部能量；運(yùn)移方式主要以平流和涌流為主，難以發(fā)生對(duì)流；運(yùn)移持續(xù)時(shí)間以線性為主。而沸騰作用下流體運(yùn)移則完全不同，在沸騰作用下，整個(gè)高壓層內(nèi)的流體被“激活”，流體快速涌向斷裂“出口”，影響整個(gè)高壓層的流體，流體運(yùn)移量和運(yùn)移速度較大，流體運(yùn)移的動(dòng)力機(jī)制是體系的內(nèi)能(溫度和壓力)，運(yùn)移方式以涌流和對(duì)流為主，持續(xù)時(shí)間是非線性的“幕式”。姬塬地區(qū)長(zhǎng)7段優(yōu)質(zhì)烴源巖生烴作用強(qiáng)，長(zhǎng)7段壓力場(chǎng)經(jīng)歷了早期升高→中期迅速升高→后期降低的演化過程(圖4)，中—晚侏羅世地層快速深埋(最大埋深速率可達(dá)260m/Ma)導(dǎo)致超壓發(fā)育，隨后早白堊世大量生烴膨脹及中—晚燕山期構(gòu)造擠壓的應(yīng)力傳導(dǎo)使流體壓力迅速升高并達(dá)到峰值(最大壓力系數(shù)達(dá)1.7)，后期燕山晚期—喜馬拉雅早期地層抬升，儲(chǔ)層反彈體積增大及流體釋放致使壓力降低。異常高壓的發(fā)育為原油運(yùn)移提供了強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)力和隱性的輸導(dǎo)通道[9-11]。

巖心觀察發(fā)現(xiàn)，姬塬地區(qū)長(zhǎng)7和長(zhǎng)8地層中存在大量高角度構(gòu)造裂縫和微裂縫(圖5)。裂縫發(fā)育可分為兩期:第一期對(duì)應(yīng)燕山運(yùn)動(dòng)二幕，即侏羅紀(jì)晚期到早白堊世；第二期對(duì)應(yīng)于燕山運(yùn)動(dòng)Ⅲ幕，即晚白堊世[12]，與長(zhǎng)7烴源巖生烴高峰期對(duì)應(yīng)，這些裂縫有利于烴源巖與儲(chǔ)層的溝通，對(duì)長(zhǎng)7生成油氣運(yùn)移至長(zhǎng)8油層組并聚集成藏起重要作用[13-17]。

長(zhǎng)7和長(zhǎng)8儲(chǔ)層方解石脈中發(fā)現(xiàn)的大量沸騰油氣包裹體是油氣形成積聚、壓力高到一定程度，烴源巖或儲(chǔ)層破裂產(chǎn)生裂縫，油氣在高壓下突然排出，壓力急劇下降、油氣流體突然減壓出現(xiàn)沸騰時(shí)捕獲的，是長(zhǎng)7烴源巖高壓下強(qiáng)排烴和運(yùn)移到長(zhǎng)8儲(chǔ)層的直接證據(jù)，說明長(zhǎng)8油藏在超壓—構(gòu)造聯(lián)控下存在瞬態(tài)快速充注和非均一聚集的“脈動(dòng)式/突發(fā)式”運(yùn)移成藏模式。

5 結(jié)束語(yǔ)

(1)沸騰油氣包裹體是油氣形成積聚、壓力高達(dá)一定程度，烴源巖或儲(chǔ)層破裂產(chǎn)生裂縫，油氣在高壓下突然排出，壓力急劇下降、油氣流體突然減壓出現(xiàn)沸騰時(shí)捕獲形成的，其成因與油氣成藏密切相關(guān)。

(2)姬塬地區(qū)長(zhǎng)7和長(zhǎng)8儲(chǔ)層中發(fā)育大量高角度構(gòu)造裂縫和超壓—構(gòu)造聯(lián)控型微裂縫，裂縫充填的方解石脈中發(fā)現(xiàn)大量沸騰油氣包裹體。包裹體大小和排列雜亂，呈條帶狀密集分布，形態(tài)多樣，大多數(shù)具有規(guī)則的邊角特征，少數(shù)為不規(guī)則形態(tài)，包裹體大小懸殊，為2～80μm。

(3)長(zhǎng)7和長(zhǎng)8儲(chǔ)層中的沸騰油氣包裹體是長(zhǎng)7烴源巖高壓下強(qiáng)排烴和超壓—構(gòu)造聯(lián)控下油氣瞬態(tài)快速充注進(jìn)入長(zhǎng)8儲(chǔ)層形成非均一聚集成藏的直接證據(jù)，說明長(zhǎng)8油藏 存在“脈動(dòng)式/突發(fā)式”運(yùn)移成藏模式。

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The Characteristics of Boiling Inclusion in Yanchang Formation in Jiyuan Area and the Relation to Hydrocarbon Accumulation

Ding Lei1, Yang Jiang1, Gong Juan1, Ge Hongxuan1, Li Rongxi2, Shi Bin1

[1.ResearchInstituteofShaanxiYanchangPetroleum(Group)Co.,Ltd.,xi'an,Shaanxi710075,China；2.Chang’anUniversity,TheSchoolofEarthScienceandResources,Xi′an,Shaanxi710054,China]

By the test and analysis of fluid inclusions, this paper researches boiling inclusions in Yanchang reservoirs in Jiyuan area and tries to explore the relation with oil and gas accumulation . The research shows that a lot of oil and gas boiling inclusions are found in Calcite veins filled in fractures of Chang 7 and Chang 8 reservoirs in Jiyuan region. These boiling inclusions of different sizes and various shapes arrange intricately, often banded densely distribute. The homogenization temperature of boiling oil and gas inclusions is close, between 80℃ to 120 ℃, the peak value is 100 ℃to 110℃, and the salinity is between 4% and 12%, and the peak value is 8%. When oil and gas is accumulated and high pressure gets to a certain extent, hydrocarbon source rock or reservoir fracture and form cracks, oil and gas suddenly is discharged under high pressure, pressure drops sharply, the pressure of oil and gas fluid suddenly reduces, fluid is boiling and trapped into a boiling fluid inclusion. The oil and gas boiling inclusion is the direct evidence that oil and gas is strongly discharged under high pressure from quality oil source rocks in chang7 formation and rapid filled into Chang 8 reservoir Under the joint control of Overpressure - structure and non-uniform accumulated. The oil and gas boiling inclusion also shows the accumulation of Chang 8 reservoir is a mode of "pulse / burst” accumulation.

Oil and gas boiling inclusion ; pulse accumulation; Chang 7 and Chang 8 reservoirs; Yanchang Formation; Jiyuan area

丁磊(1982年生)，工程師，主要從事油氣田地質(zhì)與開發(fā)工作。郵箱：183507113@qq.com。

TE122

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