王家岗地区流体包裹体与微观沥青特征及意义

武明辉，金晓辉，张海君 （中石化石油勘探开发研究院，北京100083）

张立宽 （中国科学院地质与地球物理研究所油气资源研究重点实验室，北京100029）

油气包裹体是含油气盆地内油气运移聚集过程的原始记录，是记录地下油气形成的最直接证据，保留了相关古流体的各种物理和化学信息，是人们追踪油气成藏过程的钥匙[1，2]。近年来流体包裹体在油气成藏期次与成藏年代研究、油气运移方向分析、古温压场分析等方面得到广泛应用，已成为油气成藏研究的常规手段。孔隙中的沥青是现今地下烃类赋存状态的直接反映，根据其荧光变化可以为判断油气生成、运聚、成熟度等提供直观的显微岩石学证据[3～5]。

王家岗地区在沉积成藏过程中受多种变化的应力场控制，形成了断层多、断块小，油气成藏条件复杂，各断块间油气贫富差异大的特点，这也造成了现今该地区油水关系复杂，勘探开发难度大的现状。对该地区油气形成、运移规律的认识是制约勘探的关键因素。前人在研究区做了大量的基础地质研究[6～14]。通过对探区内20口井100余块沙河街组 （Es）储层样品中流体包裹体与微观沥青的显微观察与定量统计，并进行了微束荧光光谱分析和均一温度测试，结合区域埋藏史、热演化史和生排烃史，对该区油气充注幕次、运移方向与时间进行研究。

1 地质概况

东营凹陷位于济阳坳陷东南部，走向呈北东东向，凹陷具有 “北断南超、北陡南缓”的构造格局，南部缓坡带发育了3个大型局部构造带，分别为王家岗构造带、纯化－草桥构造带、八面河构造带[6，7]（图1）。其中王家岗构造带位于南部缓坡带东段，油气成藏条件复杂，是东营凹陷重要的含油气潜力接替区带之一。

2 流体包裹体特征

2.1 流体包裹体岩石学特征

图1 王家岗构造带构造位置示意图

油气包裹体在荧光激发下有荧光显示。油气包裹体的颜色和荧光特征主要是由它所含的碳氢化合物种类、包裹体的厚薄与大小所决定[2]。通过荧光显微镜对研究区流体包裹体薄片观察，在微观分布上，区内流体包裹体常见散布状或呈群带状赋存于石英加大边中，而石英裂缝中的油气包裹体常呈串珠状或面状分布，长石溶蚀缝洞中的油气包裹体常呈孤立或群体分布。包裹体大小一般介于1～20μm，其形态上差异较大，石英裂缝及加大边中的油气包裹体多呈椭圆状、长条状或不规则状，长石中的油气包裹体受晶格缺陷影响常呈长方形。荧光颜色上，普遍存在黄色、蓝色2种 （图2）。黄色可以是淡黄色、黄色、黄白色和黄绿色；蓝色可以是蓝白色、蓝色和蓝绿色。黄色系列的油气包裹体，单偏光下气相颜色呈灰黑色，液相呈浅褐色至褐色，荧光下，该类油气包裹体气相不发光，液相呈各种黄色荧光；蓝色系列油气包裹体，单偏光下气相呈灰色或灰白色，液相呈无色至浅褐色，该类油气包裹体荧光下液相部分呈各种蓝色。区内油气包裹体气液比变化较大，在10%～70%之间。另有少量样品观察到三相油气包裹体 （气相－液相－固相），其中固相无荧光显示，一般认为是在后期演化中包裹体成分分异、沉淀和炭化过程中形成的。

图2 王家岗地区Es油气包裹体照片与荧光光谱

2.2 油气包裹体的平面分布特征

石油及沥青中含有的不饱合烃及其衍生物，在紫外光激发下，吸收一部分波长较短、能量较大的紫外光光子，随后释放出一部分波长较长，能量较低的可见光光子，因而具有荧光性。一般说来，不饱合烃的分子量越大，发出的荧光颜色越深。在轻质油中，低分子芳香烃较多，油质含量高，以蓝色、天蓝色、蓝白色等浅色荧光为主；在重质油中，胶质、沥青质含量较高，高分子稠环芳香烃较多，以棕黄或暗褐色等深色荧光为主；碳质沥青不发光。通过微束荧光分析仪测试样品相应的荧光图谱，根据主峰的荧光波长位置变化即荧光颜色的不同和荧光强度的变化，可以分析有机流体作用的期次，划分成岩序列。

在王家岗地区样品中主要检测到黄色与蓝色2种系列荧光的油气包裹体，以及少量黄绿或蓝绿色等过渡颜色的油气包裹体，反映了不同时期的油气充注过程。为进一步了解含油气包裹体的荧光特征，开展了显微镜下的微束荧光测试。图2为研究区黄、蓝2种主要荧光颜色的含油气包裹体及其荧光光谱。黄色荧光的油气包裹体其荧光光谱主峰在550～570nm之间，蓝白色荧光的油气包裹体其荧光光谱主峰明显较黄色荧光偏左，一般在480～540nm之间。由于不同油气流体的混合及同一流体的演化成熟度不同，部分荧光颜色显示出黄绿、蓝绿等过渡色，因此，往往在荧光光谱主峰位置的变化上表现出连续性。GOI（含油气流体包裹体丰度指标）可以反映油气运移方向等信息。在平面图上，根据GOI分布特征显示，黄色荧光油气包裹体分布范围明显大于蓝色荧光 （图3）。

图3 王家岗地区Es油气包裹体GOI平面分布图

3 微观沥青特征

3.1 微观沥青岩石学特征

显微镜下观察结果表明，该区Es发育黄色、黄白色荧光沥青、蓝色荧光沥青、黄绿色荧光沥青、黄褐色荧光沥青、褐色荧光沥青以及碳质沥青等多种类型，以黄色荧光沥青和蓝色荧光沥青为最常见，且与油气运移密切关 （图4）。

蓝色荧光沥青浸染部分褐色沥青后，荧光颜色可变为黄绿色。形态分布上，一般蓝色荧光沥青呈枝脉状分布，黄色荧光沥青常呈团块状分布，不发光的碳质沥青一般分布于岩石孔隙间或沿裂缝呈条带状分布。黄色、黄白色、黄褐色荧光沥青常常被蓝色、蓝白色荧光沥青包裹、切割或溶蚀。黄色荧光沥青沿碳质沥青分布或包裹碳质沥青、胶质沥青。根据沥青的微观分布及相互间关系表明：碳质沥青、胶质沥青的形成时间最早，多为原生沥青，代表了烃源岩的分布；而黄色、黄白色、黄褐色荧光沥青的形成时间要早于蓝色、蓝白色荧光沥青，代表了2期与油气运移有关的沥青特征，这与油气演化的顺序也相符。

图4 王家岗地区Es孔隙中沥青显微照片与荧光光谱

3.2 微观沥青的平面分布特征

在平面分布上（图5），根据微观沥青观察统计认为，该区经历了3期油气充注：第1期以胶质沥青、碳质沥青为代表，成熟度低或未成熟，规模和范围较广，整个地区均有分布，基本为原地形成；第2期为黄白、黄色荧光沥青，仅在研究区北部生烃凹陷深部流体活动处出露明显，丰度不高；第3期为蓝白色、蓝色荧光沥青，该期沥青分布广于第2期的黄色荧光沥青，丰度相对较高见图5。

图5 王家岗地区Es微观沥青平面分布图

4 流体包裹体的均一温度与成藏期次确定

研究中，在包裹体薄片观察时初步筛选了产状上与油气成藏相关的次生盐水包裹体进行均一温度测试，排除了个别包裹体可能因为泄漏而导致均一温度不准确的情况发生。该次测试共计获得105个有效均一温度数据。温度范围主要分布于78.9～137.5℃之间 （图6）。将包裹体的均一温度投到相应的埋藏史图上，由此判断该地区的油气充注时间可划分为2期，一期为东营组末期（34～24Ma），另一期为馆陶组末期－第四纪 （13.8～0Ma）。高于正常埋藏史地温梯度以上的数据印证了前人关于该区存在深部热流体活动的推论[12～15]。

图6 王家岗地区Es流体包裹体均一温度－埋藏史图

5 结论

1）王家岗地区油气包裹体可以根据荧光特征划分为以蓝色荧光和黄色荧光为主的2期。

2）研究区沥青可以根据荧光特征及分布划分为以碳质沥青、黄色荧光沥青和蓝色荧光沥青为主的3期。其中碳质沥青代表了未成熟的烃源岩的分布特征，后2期沥青与现今油气成藏关系密切。

3）研究区主要发生了2期油气成藏：一期为东营末组期 （34～24Ma），对应于广泛分布的黄色荧光油气包裹体和分布范围较小的黄色荧光沥青；另外一期为馆陶组末期－第四纪 （13.8～0Ma），对应于分布范围较小的蓝色、蓝白色荧光的油气包裹体和蓝色荧光的沥青。其中，在2期油气成藏中，以第2期成藏规模相对较大，范围最广，成熟度高，是研究区油气成藏的关键时期。

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