王波，楊海風(fēng)，王孝轅，劉慶順

（1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452；2.中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司，天津 300452）

黃河口凹陷陡坡帶B27構(gòu)造古近系油氣成藏期
——基于流體包裹體的證據(jù)

王波1，楊海風(fēng)2，王孝轅2，劉慶順2

（1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452；2.中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司，天津 300452）

基于系統(tǒng)取樣和流體包裹體鏡下觀測(cè)與均一溫度測(cè)試，發(fā)現(xiàn)黃河口凹陷北部陡坡帶B27構(gòu)造古近系沙二段發(fā)育了兩期烴類(lèi)包裹體，其分布特征、發(fā)育數(shù)量、形態(tài)特征與熒光特征均明顯不同。其中：第1期為單一液相烴類(lèi)包裹體，數(shù)量較少，零星發(fā)育于石英次生加大邊和方解石膠結(jié)物內(nèi)；第2期為單一液相和氣液兩相烴類(lèi)包裹體，數(shù)量明顯多于第1期，呈帶狀廣泛分布在石英（長(zhǎng)石碎屑）及其次生加大邊、方解石膠結(jié)物的微裂隙內(nèi)。結(jié)合該區(qū)埋藏史，進(jìn)一步研究熱史，結(jié)果表明，研究區(qū)沙二段油氣充注應(yīng)當(dāng)具有“晚期成藏，兩期充注，晚期為主”的特點(diǎn)。其中：第1期油氣充注時(shí)間為6～3 Ma；第2期為油氣主要充注期，充注時(shí)間為2～0 Ma，充注強(qiáng)度明顯較大，展示出該區(qū)廣闊的勘探前景。

流體包裹體；充注期次；成藏時(shí)間；黃河口凹陷

0 引言

油氣成藏是在一定的時(shí)間和空間格架中的流體行為，特定時(shí)期的有效烴源巖、各種輸導(dǎo)要素、區(qū)域性蓋層的分布及其空間組合關(guān)系決定了這一時(shí)期油氣的主要充注方向和歸屬。明確一個(gè)地區(qū)主要的油氣成藏時(shí)期，即可根據(jù)這個(gè)（或幾個(gè)）關(guān)鍵時(shí)期的有效烴源巖、斷裂和砂體等輸導(dǎo)要素、區(qū)域性蓋層的展布及其組合關(guān)系來(lái)追溯油氣運(yùn)移，進(jìn)而達(dá)到預(yù)測(cè)油氣藏的目的［1］。

油氣成藏期研究一直是石油地質(zhì)學(xué)家和勘探家所關(guān)注的重要內(nèi)容之一，并且發(fā)展形成了諸如烴源巖生排烴史、流體相對(duì)充注史和流體定時(shí)定年等多種手段的定性或定量研究方法，在國(guó)內(nèi)外各種類(lèi)型的含油氣盆地中均得到了較為廣泛的應(yīng)用［2］。其中，包裹體分析技術(shù)目前已成為業(yè)界研究油氣成藏期次和時(shí)間、流體性質(zhì)和來(lái)源、古油水界面識(shí)別、油氣運(yùn)移通道識(shí)別等方面的重要手段。該分析技術(shù)主要包括烴類(lèi)包裹體巖相學(xué)分析、偏光-熒光分析、包裹體均一化溫度測(cè)定、流體包裹體成分分析及顯微傅里葉紅外等，應(yīng)用最廣泛的是利用包裹體均一化溫度結(jié)合埋藏史和熱史來(lái)確定油氣成藏期次和時(shí)間［3-4］。但由于渤海海域受海上作業(yè)條件和成本的限制，針對(duì)流體包裹體分析的樣品選取缺乏系統(tǒng)性，在較大程度上影響了該技術(shù)的應(yīng)用效果和大規(guī)模推廣。

本文以黃河口凹陷北部陡坡帶B27構(gòu)造古近系為研究靶區(qū)，重點(diǎn)針對(duì)古近系沙二段碎屑巖儲(chǔ)層進(jìn)行了系統(tǒng)密集取樣，基于包裹體偏光-熒光分析和包裹體均一化溫度測(cè)定方法，對(duì)研究區(qū)古近系油氣成藏期次和時(shí)間進(jìn)行了研究，以期對(duì)下步勘探工作有所啟示。

1 地質(zhì)概況

B27構(gòu)造位于黃河口凹陷北部陡坡帶。黃河口凹陷位于渤海海域渤中坳陷南部、濟(jì)陽(yáng)坳陷的東北部，北依渤南低凸起，南鄰萊北低凸起和墾東—青坨子凸起，東部以郯廬斷裂東支為界與廟西凹陷相接，西部緊鄰沙南凹陷和沾化凹陷東部的樁西—孤東披覆背斜帶，凹陷總面積約3 300 km2，是渤海海域重要的富烴凹陷和勘探區(qū)域（見(jiàn)圖1）。該凹陷處于北西向張家口—蓬萊斷裂帶和北東向郯廬斷裂帶的交會(huì)處，是近東西向和北北東向斷裂控制下形成的新生界北斷南超半地塹，凹陷整體近東西走向。其中，北部陡坡帶古近系沙河街組整體埋深較大（大于3 600m），發(fā)育扇三角洲為主的近源沉積體系，已鉆井均見(jiàn)到了較好的油氣顯示，目前已發(fā)現(xiàn)多個(gè)含油氣構(gòu)造［5-16］。

2 實(shí)驗(yàn)樣品與方法

本次研究主要采集B27構(gòu)造帶重點(diǎn)鉆井巖性和壁心的沙二段砂質(zhì)碎屑巖作為實(shí)驗(yàn)樣品，取樣深度為3 692～3 915m，取樣間隔60m，共取樣品7個(gè)。

成巖流體包裹體顯微測(cè)溫實(shí)驗(yàn)使用的是Linkam公司的THMSG600型地質(zhì)冷熱臺(tái)，溫度分辨率0.1℃。均一化溫度測(cè)定時(shí)的升溫速率為10～15℃/min，當(dāng)包裹體臨近均一狀態(tài)時(shí)升溫速率調(diào)整為5℃/min。均一法測(cè)溫精度±1℃。選取與有機(jī)包裹體共生的均相捕獲的鹽水包裹體進(jìn)行顯微測(cè)溫，同時(shí)滿足以下條件：宿主礦物以石英最佳；測(cè)溫的包裹體屬于某一流體包裹體組合；選擇形態(tài)較規(guī)則、相界限清楚、直徑大于4 μm的包裹體測(cè)溫；選取氣液比較小的包裹體測(cè)溫；選擇與烴包裹體共生的均相捕獲之鹽水包裹體進(jìn)行測(cè)溫；測(cè)溫時(shí)要注意觀察溫度升降過(guò)程中包裹體相態(tài)及形態(tài)的變化，檢測(cè)包裹體有無(wú)發(fā)生自然爆裂、泄露、變形，如果發(fā)生上述現(xiàn)象，則溫度數(shù)據(jù)無(wú)效。

3 包裹體鏡下特征與相對(duì)豐度特征

3.1 油包裹體鏡下特征

成巖流體包裹體是成巖作用中捕獲的流體包裹體，廣泛發(fā)育于膠結(jié)物、砂巖的石英晶體及其次生加大邊中、石英顆粒愈合微裂隙之中。根據(jù)相態(tài)分類(lèi)法將有機(jī)包裹體劃分為液態(tài)烴包裹體、氣液態(tài)烴包裹體和氣烴包裹體等，且烴類(lèi)包裹體的相態(tài)、單偏光顏色、熒光顏色和強(qiáng)度與油氣成熟度有密切關(guān)系，隨著有機(jī)質(zhì)由低成熟向高成熟演化，有機(jī)包裹體單偏光下顏色的變化由淺到深，熒光逐漸變淺。

根據(jù)成巖礦物特征和烴類(lèi)包裹體單偏光和熒光鏡下特征，可以判斷研究區(qū)沙二段主要發(fā)育2期烴類(lèi)包裹體。

第1期，零星發(fā)育于石英次生加大早期或方解石膠結(jié)期間。包裹體沿切及（未切穿）石英次生加大邊的微裂隙呈帶狀分布，或呈群分布于方解石膠結(jié)物內(nèi)，主要為呈褐色的單一液相烴類(lèi)包裹體。該類(lèi)包裹體單偏光下呈褐色（見(jiàn)圖2a），藍(lán)光激發(fā)下呈褐色或無(wú)熒光顯示，紫外光激發(fā)下也呈褐色或無(wú)熒光顯示，形狀不規(guī)則，普遍較?。ㄒ?jiàn)圖2b）。

第2期，廣泛發(fā)育于石英次生加大期后，包裹體沿切穿石英、長(zhǎng)石碎屑或及其次生加大邊的平直微裂隙（面）呈帶狀分布，或沿切穿方解石膠結(jié)物的平直微裂隙呈帶狀分布。主要存在單一液相和氣液兩相烴類(lèi)包裹體，其中液烴包裹體約占20%，氣液烴包裹體約占80%。該類(lèi)包裹體中的液烴單偏光下呈無(wú)色—淺黃色（見(jiàn)圖2c），藍(lán)光激發(fā)下呈強(qiáng)黃綠色熒光，紫外光激發(fā)下呈強(qiáng)淺藍(lán)色熒光（見(jiàn)圖2d），包裹體2～20 μm，大小不等，氣液比較小2%～10%，包裹體形態(tài)各異，有橢圓形、近圓形、半圓形、長(zhǎng)條形和不規(guī)則形態(tài)，絕大部分包裹體呈帶狀定向排列。

圖2 B27構(gòu)造沙二段含油包裹體特征

3.2 含油包裹體相對(duì)豐度特征

對(duì)研究區(qū)含油包裹體相對(duì)豐度（GOI）縱向分布特征統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，沙二段（3 692～3 825m）砂巖中有機(jī)包裹體豐度高，GOI為20%～50%，為典型的古油層特征。并且結(jié)合對(duì)應(yīng)層段含油包裹體的鏡下觀察分析，可以看出這些含油包裹體熒光極強(qiáng)，藍(lán)光激發(fā)下呈亮黃綠色熒光，紫外光激發(fā)下呈藍(lán)白色熒光，反映了烴類(lèi)成熟度較高、油質(zhì)較輕的特點(diǎn)。

這種特征與沙河街組二段儲(chǔ)層孔隙內(nèi)賦存油的熒光特征極為相似（孔隙內(nèi)原油的熒光顏色極強(qiáng)，藍(lán)光激發(fā)下呈強(qiáng)黃綠色，且沙二段3 750～3 845m處獲得的原油樣品的地面原油密度為0.874 g/cm3，溶解氣油比為121m3/m3，現(xiàn)今油藏為較高成熟度的輕質(zhì)油），側(cè)面反映了含油包裹體的形成時(shí)間可能與現(xiàn)今油層的形成時(shí)間是相近或同步的，可能充注的均為晚期相對(duì)高成熟度的原油。

4 油氣成藏期次及充注時(shí)期

流體包裹體均一溫度代表了古流體被捕獲時(shí)的最低溫度，將給定現(xiàn)今埋深樣品的、與油氣包裹體相伴生的鹽水包裹體的均一溫度“投影”到標(biāo)有等溫線的埋藏史圖上，根據(jù)所對(duì)應(yīng)時(shí)間軸上的值即可判斷流體充注儲(chǔ)層的時(shí)間［8-10］。B27構(gòu)造沙二段取得7塊樣品中共測(cè)得與烴類(lèi)包裹體相伴生的鹽水包裹體的有效測(cè)溫點(diǎn)216個(gè)。

均一化溫度分析結(jié)果表明，沙二段應(yīng)該至少存在兩期的油氣充注過(guò)程，且第2期表現(xiàn)為相對(duì)強(qiáng)烈的充注特征。具體表現(xiàn)為：

第1期充注過(guò)程中發(fā)育的流體包裹體均一溫度分布在110～125℃（見(jiàn)表1），但該期包裹體相對(duì)較少，共測(cè)得47個(gè)有效測(cè)溫點(diǎn)，且主要溫度分布區(qū)間為120～125℃。進(jìn)一步結(jié)合研究區(qū)埋藏史和熱史分析，可確定該期的主要充注時(shí)間為6～3 Ma（見(jiàn)圖3）。

表1 B27構(gòu)造沙二段儲(chǔ)集層流體包裹體測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)

圖3 B27構(gòu)造沙二段油氣充注時(shí)間與期次特征

第2期充注過(guò)程中發(fā)育的流體包裹體均一溫度分布在130～150℃，主要溫度分布區(qū)間為135～145℃，該期包裹體發(fā)育豐度明顯較高，共獲得169個(gè)有效測(cè)溫點(diǎn)（見(jiàn)表1）。

進(jìn)一步結(jié)合研究區(qū)埋藏史和熱史分析，可確定該期的充注時(shí)間為2～0 Ma，即現(xiàn)今仍可能為重要的油氣充注成藏期（見(jiàn)圖3）。

5 結(jié)論

1）研究區(qū)究區(qū)沙二段主要發(fā)育兩期烴類(lèi)包裹體：第1期零星發(fā)育于石英次生加大早期或方解石膠結(jié)期的單一液相烴類(lèi)包裹體；第2期為廣泛發(fā)育于石英次生加大期后，包裹體沿切穿石英、長(zhǎng)石碎屑或及其次生加大邊的平直微裂隙（面）呈帶狀分布，或沿切穿方解石膠結(jié)物的平直微裂隙呈帶狀分布，主要為單一液相和氣液兩相烴類(lèi)包裹體。

2）沙二段油氣充注表現(xiàn)為典型的“晚期成藏，兩期充注，晚期為主”的特征：第1期油氣充注時(shí)間為6～3 Ma；第2期為油氣主要充注期，充注時(shí)間為2～0 Ma。

［1］夏慶龍，周心懷，薛永安，等.渤海海域油氣藏形成分布與資源潛力［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2012：90-105.

［2］張金亮.利用流體包裹體研究油藏注入史［J］.西安石油學(xué)院學(xué)報(bào)，1998，13（4）：1-4.

［3］盧煥章，范宏瑞，倪培.流體包裹體［M］.北京：科學(xué)出版社，2004： 370-394.

［4］王飛宇，師玉雷，曾花森，等.利用流體包裹體豐度識(shí)別古油藏和限定成藏方式［J］.礦物巖石地球化學(xué)通報(bào)，2006，25（1）：12-18.

［5］陳斌，鄧運(yùn)華，郝芳，等.黃河口凹陷BZ34斷裂帶油氣晚期快速成藏模式［J］.石油學(xué)報(bào)，2006，27（1）：37-41.

［6］王根照，胡望水.黃河口凹陷北半環(huán)的構(gòu)造樣式及構(gòu)造演化［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)，2008，33（3）：166-170.

［7］強(qiáng)昆生，呂修祥，周心懷，等.渤海海域黃河口凹陷油氣成藏條件及其分布特征［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，2012，26（4）：792-800.

［8］劉建章，陳紅漢，李劍，等.鄂爾多斯盆地伊-陜斜坡山西組2段包裹體古流體壓力分布及演化［J］.石油學(xué)報(bào)，2008，9（2）：226-230.

［9］劉新社，周立發(fā)，侯云東.運(yùn)用流體包裹體研究鄂爾多斯盆地上古生界天然氣成藏［J］.石油學(xué)報(bào)，2007，28（6）：37-42.

［10］席斌斌，騰格爾，俞凌杰，等.川東南頁(yè)巖氣儲(chǔ)層脈體中包裹體古壓力特征及其地質(zhì)意義［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2016，38（4）：473-479.

［11］吳海，趙孟軍，李偉強(qiáng)，等.庫(kù)車(chē)坳陷阿瓦特地區(qū)油氣動(dòng)態(tài)演化過(guò)程［J］.斷塊油氣田，2016，23（3）：294-299.

［12］張文忠，郭彥如，湯達(dá)禎，等.蘇里格氣田上古生界儲(chǔ)層流體包裹體特征及成藏期次劃分［J］.石油學(xué)報(bào)，2009，30（5）：685-691.

［13］唐世春，陳天成，白彬珍，等.玉北古近系膏泥層地應(yīng)力分布規(guī)律探索［J］.石油鉆探技術(shù)，2013，41（1）：31-34.

［14］趙桂萍.鄂爾多斯盆地杭錦旗地區(qū)上古生界烴源巖熱演化特征模擬研究［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2016，38（5）：641-646.

［15］郝建光，蔣有錄，劉景東，等.東濮凹陷胡慶地區(qū)油氣成藏期及成藏過(guò)程［J］.斷塊油氣田，2013，20（1）：38-42.

［16］徐二社，李志明，楊振恒.彭水地區(qū)五峰—龍馬溪組頁(yè)巖熱演化史及生烴史研究：以PY1井為例 ［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2015 l.37（4）：494-499.

（編輯 楊會(huì)朋）

Paleogene accumulation period in B27 Structure of northern steep slope belt,Huanghekou Sag:based on evidence from fluid inclusions

WANG Bo1,YANG Haifeng2,WANG Xiaoyuan2,LIU Qingshun2
(1.Oilfield Construction Engineering Company,Energy Technology&Services Limited,CNOOC,Tianjin 300452,China;2.Tianjin Branch of CNOOC Ltd.,Tianjin 300452,China)

Based on the systematic sampling and microscope observation and homogenization temperature testing for fluid inclusion,it is shown that there are two period hydrocarbon inclusions which have different distribution,quantity,morphology and fluorescence characteristics in B27 Structure of the 2nd Member of Shahejie Formation in the northern steep slope belt,Huanghekou Sag.Among them,the first period is of a single liquid phase hydrocarbon inclusion,fewer,sporadic development in quartz overgrowth and calcite cements;the second period is of a single liquid phase and gas-liquid hydrocarbon inclusion,significantly more than the number of first period,zonal widely distributed within the quartz(detrital feldspar)and quartz overgrowth,micro cracks of calcite cements.Combined with the burial history and thermal history of the area,further study shows that the oil and gas filling in the 2nd Member of Shahejie Formation has the characteristics of"late hydrocarbon accumulation,two periods of filling and mainly at late stage".The first period of oiland gas filling time is about6-3 Ma.The second period is the main hydrocarbon charging stage and the filling time is about 2-0 Ma. The latter filling intensity is significantly stronger,which shows broad exploration prospect.

fluid inclusion;charging stage;hydrocarbon accumulation time;Huanghekou Sag

國(guó)家重大科技專(zhuān)項(xiàng)課題“近海大中型油氣田形成條件及勘探技術(shù)”（2011ZX05023-002）

TE121

A

10.6056/dkyqt201606003

2016-03-01；改回日期：2016-09-22。

王波，女，1980年生，工程師，碩士，2008年畢業(yè)中國(guó)石油大學(xué)（北京）有機(jī)地球化學(xué)專(zhuān)業(yè)，主要從事有機(jī)地化實(shí)驗(yàn)分析評(píng)價(jià)。E-mail：wangbo6@cnooc.com.cn。

王波，楊海風(fēng)，王孝轅，等.黃河口凹陷陡坡帶B27構(gòu)造古近系油氣成藏期：基于流體包裹體的證據(jù)［J］.斷塊油氣田，2016，23（6）：693-696.

WANG Bo，YANG Haifeng，WANG Xiaoyuan，et al.Paleogene accumulation period in B27 Structure of northern steep slope belt，Huanghekou Sag:based on evidence from fluid inclusions［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2016，23（6）：693-696.