准噶尔盆地车排子凸起中生界油气包裹体定量分析及应用探讨

徐亚楠，冀冬生，唐建华，李康(.中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院地物所，新疆乌鲁木齐 83003; .贵州天然气能源投资集团，贵州 贵阳 55008)

准噶尔盆地车排子凸起中生界油气包裹体定量分析及应用探讨

徐亚楠1，冀冬生1，唐建华1，李康2
(1.中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院地物所，新疆乌鲁木齐 830013; 2.贵州天然气能源投资集团，贵州 贵阳 550081)

准噶尔盆地车排子凸起中生界砂岩储层中发育油气包裹体，在前人油源对比及成藏演化等研究基础上对油气包裹体特征镜下观察，采用数学统计学方法定量分析白垩系、侏罗系油气包裹体特点，对油气运移与成藏过程作初步探讨。研究表明：该地区中生界存在多源、多期充注特点，并首次厘定研究区水层GOI介于2.8%~4%，对该区油气水判识有指导意义。

准噶尔盆地；车排子凸起；油气包裹体丰度(GOI)；油气水判识

储层油气包裹体的GOI是指含油包裹体的矿物颗粒数目占总矿物颗粒数目的比例[1]。通过对澳大利亚和东南亚许多油田的油气包裹体分析总结，认为油气包裹体GOI数据能很好的识别油层、油气通道和水层，并提出GOI的值大于5%为油层，1%~ 5%为运移通道，小于1%为水层。王飞宇，姜振学等把这一原理应用到油气勘探中，用于识别古油藏、油水界面、运移通道等，取得了一定效果，并在GOI理论和应用方面提出了许多新的理论和观点[1-6]，如国内盆地储层油气包裹体GOI指数的变化与Eadington等建议的油、运移通道和水层的判别标准相似[4]。但也有例外,即约10%的油层样品GOI数据较低(小于5%)。分析认为，其原因可能是沿断层的快速或晚期成藏，反映了储层含油气饱和度的突然增高；或浅层(小于2 000 m)油气聚集成藏时成岩作用不强，胶结物不发育。

研究区位于准噶尔盆地西部隆起南端，邻近扎伊尔山，向西北方向抬升，往南向四棵树凹陷倾伏，东以红车断裂带与沙湾凹陷-中拐凸起相接，该区中生界中砂岩储层油气包裹体发育。王绪龙、张义杰、曹剑等对该区的包裹体研究表明，准噶尔盆地西北缘地区的油气主要源于区内玛湖生烃凹陷的下二叠统风城组和中二叠统下乌尔禾组，部分源于下二叠统佳木河组[7]。原油(储层油砂抽提物)中三环萜烷(C20，C21，C23)的分布是反映母质来源的一个良好指标：下降型(C20>C21=C23)、较大斜率上升型(C20C23)分别代表典型的佳木河组、风城组和乌尔禾组油气，后期油气受构造运动影响沿断裂继续向上运移至侏罗—白垩系，从而成藏。此外，基于烃源岩的生排烃史及一些包裹体均一化温度测试结果，普遍认为本区油气成藏也存在多个期次[7]❶王绪龙,杨海波,况军,等.准噶尔盆地第三次油气资源评价.中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院内部报告，2000．。

目前仍存在两个问题:①车排子凸起中生界油气成藏期次有待进一步验证；②油气GOI的准确范围尚未厘定以及油气包裹体受控于哪些因素，是否具有某种变化规律。本文针对上述两个问题对油气包裹体进行研究，系统观测油气包裹体镜下特征并对其做进一步定量描述，对车排子凸起中生界砂岩储层的油气运移与成藏过程进行初步探讨。

本次研究在车排子凸起共采集49口井的岩石样品(149块薄片)(图1)。层位涉及侏罗系、白垩系等。通过现场岩心样品采集后磨片，在荧光显微镜下进行观察统计。前人的方法是在每块薄片中随机选取100个视域，统计计算每个视域中油气包裹体颗粒在总颗粒中的比值。为提高统计的准确性，本次研究尝试新的观测方法，由于研究区样品有砾岩、砂岩、粉砂岩等，首先应在合适的物镜下对薄片粒径进行初步了解，统计能代表薄片平均颗粒粒径大小的100个视域中平均颗粒数目。统计油气包裹体时，上下左右移动物镜，使薄片的每个颗粒均能被观察到，反复交替使用透射光和荧光，较准确地辨认油气包裹体。统计每个视域里油气包裹体的数目和覆盖整个薄片的视域数目，所得油气包裹体GOI最能接近实际值，计算公式如下：

图1　准噶尔盆地车排子凸起烃类包裹体GOI样品井位分布图Fig.1 Well distribution of GOI samples from hydrocarbon inclusion of Chepaizi uplift in Junggar basin

GOI(%)=含油包裹体矿物颗粒数目×100%/总矿物颗粒数目

1　包裹体定性观察与定量表征

1.1包裹体定性观察

在不同期次油气运移中，会形成具不同成分特征及热演化程度的包裹体，而有机包裹体的荧光色反映了内部可溶有机质组分和含量，因此，包裹体的荧光色在一定程度上可代表充注油气的性质[8]。

显微镜下观察发现，研究区油气包裹体主要存在于石英和长石等颗粒的加大边或愈合裂缝及胶结物中(图2，3)。图2-a是车2井油气包裹体薄片观察结果。透射光下包裹体无固定外形，见长石颗粒裂缝；荧光显微镜下可观察到大量油气包裹体分布于长石颗粒中，线状分布于长石裂缝中的为蓝色，杂乱分布的为黄色，说明其内可溶有机质组分不同。图2-b为石英颗粒内部的油气包裹体观察结果。透射光下见石英颗粒表面光滑，无次生蚀变产物和裂缝，包裹体外形好，见气液两相共存，杂乱或孤立分布于颗粒表面和次生加大边中，在荧光显微镜下，见大量发蓝色荧光的油气包裹体，颗粒大小不等，最大直径10 μm。

图2　准噶尔盆地车排子凸起车2井烃类包裹体特征Fig.2 Characterisitics of hydrocarbon inclusion from well Che 2 of Chepaizi uplift,Junggar basin

图3-a是车56井侏罗系齐古组不等粒砂岩，在透射光下，长石见愈合的裂纹，颗粒表面见线状排列包裹体，见气液两相且外形较好；在荧光显微镜下，油气包裹体呈浅黄色。图3-b是车浅6井白垩系吐谷鲁群灰绿色砂质泥岩，在透射光下，长石颗粒可见多条裂纹，其间分布直径不等的包裹体；在荧光显微镜下，裂缝中的包裹体为蓝色，呈线状分布。

曹剑等采用显微傅立叶变换红外光谱技术测定油气包裹体中有机质的组成[8]。作为从红外光谱中识别出的典型有机基团，甲基(CH3)和次甲基(CH2)红外吸收区域峰值比(2 930 cm-1/2 860 cm-1)可反映油气充注性质(油源和/或成熟度)的变化。对研究区典型储层有机包裹体红外吸收峰2 930 cm-1/ 2 860 cm-1(CH3/CH2)比值的统计分析表明，包裹体中至少记录了两期不同性质的含油气流体充注。

此次通过对油气包裹体定性观察分析表明：准噶尔盆地车排子凸起的油气包裹体荧光显示为黄色和淡黄色及蓝色，说明具不同组分和含量可溶有机质的包裹体存在。

1.2包裹体定量表征

本次研究选取49口井的149块薄片，其中在侏罗系15口井32块薄片中观察到了油气包裹体，在白垩系11口井16块薄片中有油气包裹体显示。统计结果显示，本区侏罗系和白垩系油气包裹体GOI最大值13%，最小值0.001%，平均2.63%，其中，GOI值在0%~1%之间的有16个样品，1%~5%之间的有17个样品，大于5%的有9个样品。王飞宇等曾统计国内一些油气田中1 124个样品的GOI数据，结果表明：油层绝大多数GOI数据大于5%，且很多油藏中GOI数据超过10%，而水层GOI均低于5%、并低于1%的不多[5,6]。本次实验测得的数据相对前人统计结果普遍偏低，GOI多小于5%，推测与油气包裹体的形成条件有关。

本次采用盐水包裹体均一化温度及油气包裹体的温度确定油气成藏期次。在车排子凸起中生界(K1q，J1b)中，存在5个时期的盐水包裹体和2个时期油气包裹体(表1)。其中，油气包裹体的第一期、第二期与盐水包裹体第一期、第二期存在相关性，其他时期由于盐水包裹体均一化温度高，相应的油气包裹体不存在，原因或为其他盐水包裹体与频繁活动的深部热液有关。第一期油气包裹体均一化温度为52.9°C~73.4°C，第一期盐水包裹体均一化温度为71.7°C~90.9°C；第二期油气包裹体均一化温度为82.1°C~89.3°C，第二期盐水包裹体均一化温度为91.7°C~105.7°C，说明侏罗系、白垩系油气充注时流体类型和环境存在差异，为不同期次流体充注。

图3　准噶尔盆地车排子凸起车56井、车浅6井烃类包裹体特征Fig.3 Characteristics of hydrocarbon inclusion from Well Che 56 and Well Cheqian 6 in Chepaizi uplift,Junggar basin

通过测定包裹体均一化温度，结合区带埋藏史和地温热演化史，可确定油气充注期次和充注时间。因为包裹体均一化温度与当时地层温度相近，本次研究对均一化温度进行统计，采用整个工区48块样品进行综合分析，将油气包裹体均一化温度投影到相应的埋藏史图和地温热演化史图上(图4)，油气充注期次和时间就得以确定。以沙门011井为例，该井存在两期油气充注，分别为76.5°C~87.9°C峰温对应的第一期油气成藏期、87.1°C~98.8°C峰温对应的第二期油气成藏期。另外，中生代油的镜质体反射率Ro为0.6%~0.8%，油大多为低成熟的。综上可推断出第一期油长期以来大规模充注，而第二期油气充注时间相对较短，规模也较小。

表1　准噶尔盆地车排子凸起均一化温度数据表Table 1 Homogenization temperature of fluid inclusion from Chepaizi uplift,Junggar basin

图4　准噶尔盆地车排子凸起沙门011井埋藏史及热演化史图Fig.4 Buried history and thermal evolution history of Well Shamen 011 in Chepaizi uplift,Junggar basin

油气包裹体的镜下荧光色观察结果、油气及盐水包裹体均一化温度测试结果与埋藏史、地温热演化史相吻合，结合前人对该区油气包裹体特征描述进一步验证了油源存在多源、多期充注的特点。

2　油气包裹体影响因素

油气包裹体是储层含油气与岩石相互作用的结果，因此，油气包裹体的GOI组成必然受控于油气充注和岩石特征的影响，两种因素同时影响或其中一种因素占主导作用。油气在岩石的运移和聚集总是遵循由高势到低势，优先通过大孔隙喉道。若石油柱压力足够高，油源较充足，则会克服毛细管阻力，使油气流入更小的孔隙喉道中，油气包裹体较发育。岩石特征是决定岩石孔隙空间大小的重要特征，基于本次试验结果，统计油气包裹体GOI与岩石结构特征之间的关系(图5-a)，样品的GOI数据与岩性之间无较好相关性，说明岩石物理性质并非决定GOI组成的主要因素。统计GOI数据与测井解释之间的关系(图5-b)，显示GOI数据的变化和测井解释之间呈良好相关性，从油层、油水同层、水层、干层、致密层，其GOI数据最高值依次降低，说明GOI数据与含油气的充注强度有密切关系，且从水层GOI介于2.8%~4%来看，GOI为2.8%~4%是判断本区油气性质的重要参考标准。

岩石成岩作用是影响油气包裹体GOI大小的重要因素之一，地层埋深也决定了成岩作用(图6)。前人总结认为[2,6]，浅层(小于2 000 m)油气运聚成藏时胶结物不甚发育,故其GOI值往往低于5%。总体来看，GOI的分布与深度的关系不大，说明本区油气在大规模充注时储层埋深可能未超过2 000 m。

3　结论

准噶尔盆地西北缘中生界油气成藏主要表现为混源多期成藏。本文采用油气包裹体镜下观察及定量表征较细致地刻画了油气包裹体的一些特征，使前人基于油源对比、成藏演化及包裹体有机组成等推断的成藏演化特点更深入全面，提供了新的补充资料。

(1)车排子凸起中生界油藏具备混源且多期成藏特征。首次厘定车排子凸起油气水的GOI数值，GOI在2.8%~4%之间为水层，GOI小于2.8%为干层，GOI大于4%为油水同层或油层；

图5　准噶尔盆地车排子侏罗系GOI数据与岩性、测井解释之间的关系Fig.5 Relationship between GOI,lithology and logging interpretation in Jurassic Chepaizi uplift,Junggar basin

图6　白垩纪、侏罗纪GOI数据与深度之间的关系Fig.6 Relationship between GOI and depth in Cretaceous and Jurassic

(2)包裹体GOI的影响因素，与砂岩颗粒粗细无正相关，与储层含油气性具非常好的相关性；

(3)利用GOI组成特征对准噶尔盆地车排子地区油气充注进行了定性到定量的表征,取得了良好效果，表明其在准噶尔盆地油气运移研究中具一定应用前景。

致谢:感谢新疆油田研究院地物所李天明副总地质师、唐建华高级工程师给予的支持和帮助；感谢《新疆地质》编辑部的老师们辛苦的评审及合理化建议，在此一并表示感谢。

[1]Eadington P J,Hamilton P J,Bai G P.Fluid history analysis-a new concept for prospect evaluation[J].APPEAJournal,1991,282-294．

[2]Lisk M,O Brien G W,Eadington P J.Quantitative evaluation of the oil~leg potential in the Oliver gas field,Ti-morSea,Australia[J]. AAPG Bulletin,2002,86:1531-1542．

[3]Eadington P J.Identifying oilwell sites[J].United StatesPatentApplication,1996,5:543-616．

[4]李荣西,金奎励,廖永胜.有机包裹体显微傅里叶红外光谱和荧光光谱测定及其意义[J].地球化学,1998,27(3):244-250．

[5]王飞宇,张水昌,梁狄刚.2004.塔中4油田油气水界面的变迁与成藏期[J].新疆石油地质,25(5):560-562.

[6]王飞宇,庞雄奇,曾花森,等.2005.古油层识别技术及其在石油勘探中的应用[J].新疆石油地质,26(5):565-569．

[7]曹剑,胡文王宣,姚素平,等.准噶尔盆地西北缘油气成藏演化的包裹体地球化学研究[J].地质评论,2006，52(6):700-707．

[8]席伟军,张枝焕,徐新宇,等.流体包裹体技术在春风油田特超稠油成藏研究中的应用[J].石油与天然气地质,2014,35(3):350-358.

[9]高志先,陈发景.应用油气包裹体研究油气成藏期次——以柴达木盆地南八仙油田第三系储层为例[J].地学前缘,2000,7(4):548-554．

[10]施继锡,傅家谟,李本超,等.矿物包裹体在碳酸盐岩区油气评价中的意义[J].沉积学报,1987,5(1):85-93.

[11]刘文斌,姚素平,胡文萱,等.油气包裹体的研究方法及应用[J].新疆石油地质,2003,24(3):264-267.

[12]陶士振,秦胜飞.塔里木盆地克依构造带包裹体油气地质研究[J].石油学报，2001,22(5):16-22.

[13]何登发,赵文智,雷振宇,等.中国叠合型盆地复合含油气系统的基本特征[J].地学前缘,2000,7(3):23-38.

[14]王平平.准噶尔盆地车排子地区白垩系层序地层特征及演化模式[J].新疆地质,2014,32(4):494-498．

[15]吴景富,孙玉梅,席小应,等.一种有效的油气成藏研究手段——有机包裹体生物标志物分析:以渤海中部沙东南构造带为例[J].岩石学报,2003,19(2):348-354．

[16]覃建雄.矿物油气包裹体研究在油气资源评价和油气勘探远景预测中的应用[J].地质科技情报,1993,12(1):47-52．

[17]刘敏,张顺存,孔玉华,等.准噶尔盆地西北缘风城地区二叠系风城组沉积相研究[J].新疆地质,2013,31(3):236-242．

[18]严永新,李亚玉,胡峻卿,等.应用油气包裹体研究蒙古巴彦浩特盆地热演化史[J].现代地质,2002,16(3):288-291．

[19]孟家峰.准噶尔盆地西北缘构造特征及石油地质意义[D].北京：北京大学,2009．

[20]王惠民,吴华,靳涛,等.准噶尔盆地西北缘油气富集规律[J].新疆地质,2005,23(3)：278-282．

[21]方欣欣,甘华军,姜华,等.利用石油包裹体微束荧光光谱判别塔北碳酸盐岩油气藏油气充注期次[J].地球科学(中国地质大学学报),2012,37(3)：580-586．

QuantitativeAnalysisand Application of Mesozoic Fluid Inclusion in Chepaizi Uplift of J unggar Basin

Xu Yanan1,,Ji Dongsheng1,Tang Jianhua1,Li Kang2
(1.Institute of Geophysics,Research Institute of Exploration and Development,Xinjiang Oilfield Company,PetroChina, Urumqi,Xinjiang,830013,China;2.Guizhou Natural Gas Energy Investment Corporation, Guiyang,Guizhou,550081,China)

The hydrocarbon inclusion are developed in the Mesozoic sandstone reservoir of Chepaizi uplift in the Junggar basin.Based on previous study of oil-source correlation and accumulation evolutionary,we presented a quantitative analysis of the hydrocarbon inclusion characteristic by microscope observation and mathematical statistics,tried to analyze the characteristic of hydrocarbon inclusion in Cretaceous and Jurassic,and preliminary study on oil and gas migration and accumulation process.The results show that the Mesozoic have the features of multi-source,multiphase filling, and we determined that the GOI of the aquifers is between 2.8%~4%in the study area,it has Guiding significance for water/oil/gas recognition.This paper studied oil and gas migration with GOI and good results were obtained,so GOI has a certain application prospect in the study of oil and gas migration.

Junggar Basin;Chepaizi Uplift；Hydrocarbon Inclusion abundance(GOI);Water/oil/gas recognition

1000-8845(2016)03-388-06

TE122.1;P617.9

A

项目资助:大型油气田及煤层气开发重大专项“准噶尔前陆盆地油气富集规律、勘探技术与区带和目标优选”项目(2011ZX05003-005)资助

2015-04-25;

2016-01-14;作者E-mail:cnxuyn@petrochina.com.cn

徐亚楠(1984-),女,河北沧州人，工程师,硕士，现从事油气勘探研究工作