鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组沸腾包裹体及其与油气成藏的关系

丁 磊，杨 江，龚 娟，葛宏选，李荣西，石 彬

[1陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院，陕西西安 710075；2 长安大学地球科学与资源学院，陕西西安 710054]



鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组沸腾包裹体及其与油气成藏的关系

丁 磊1，杨 江1，龚 娟1，葛宏选1，李荣西2，石 彬1

[1陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院，陕西西安 710075；2 长安大学地球科学与资源学院，陕西西安 710054]

运用包裹体测试分析方法对姬塬地区延长组长7—长8油层组中的沸腾包裹体进行了研究，探讨其与油气成藏的关系。研究表明，姬塬地区长7和长8储层裂缝充填的方解石脉中发现大量沸腾油气包裹体，包裹体大小不一，形态多样，排列杂乱，多呈条带状密集分布。沸腾油气包裹体均一温度相近，在80～120℃之间，峰值为100～110℃，盐度在4%～12%之间，峰值为8%。沸腾包裹体是油气形成积聚、压力高到一定程度时，烃源岩或储层破裂产生裂缝，油气在高压下突然排出，压力急剧下降、油气流体突然减压出现沸腾时捕获的，是长7烃源岩高压下强排烃和运移到长8储层的直接证据，说明长8油藏在超压—构造联控下存在瞬态快速充注和非均一聚集的“脉动式/突发式”成藏模式。

沸腾包裹体； 脉动式油气成藏；长7—长8地层；延长组；姬塬地区

油气包裹体是含油气沉积盆地储层成岩矿物结晶生长过程中捕获油气流体形成的富含油气有机质成分的流体包裹体。油气包裹体是油气成藏过程的直接标志和原始记录，记录了油气从生成、运移到聚集成藏过程中的大量信息，因此油气包裹体研究是油气成藏研究的重要手段和方法[1-4]。沸腾包裹体作为不混溶流体相中捕获的包裹体，是一种特殊类型的包裹体，它是地下热液流体发生沸腾作用的微观记录，对研究油气运移、成藏有重要地质意义[5-6]。

姬塬地区位于鄂尔多斯盆地西北部，横跨西缘冲断带、天环坳陷和伊陕斜坡3个构造单元，区域位置独特， 构造条件复杂，处于延长组生烃中心，三角洲沉积体系发育，成藏条件有利，发育长2、长4+5、长6、长8 等多个含油层组。在姬塬地区延长组长7、长8地层中发现了沸腾油气包裹体，深入研究这些包裹体不仅可以探讨该区油气运移和成藏模式，对今后油田勘探开发也将起到积极的指导作用。

1 沸腾包裹体特点

沸腾包裹体包括流体包裹体和少量固体包裹体，具有分布范围小、包裹体类型多、形状多样、大小变化大、排列杂乱、高温、高盐度、多相态和多种成分等特点。气体和含液相CO2包裹体以负晶形居多，大多数为不规则形态；包裹体大小悬殊，气体包裹体一般较大，可以达到100μm，液相包裹体一般相对较小。沸腾包裹体在矿物中呈条带状密集分布，是沸腾流体不均匀的表现。有时沸腾包裹体在矿物中呈环带状分布，不同环带中包裹体类型不同。

沸腾包裹体中各类包裹体盐度差别很大，含子矿物的多相包裹体溶液盐度最大可达70%，气体包裹体的盐度最小仅有4%。大量研究表明，含子矿物的多相包裹体盐度最高为70%，气液两相包裹体盐度与气液比负相关，气液比越大，盐度越小。 气体包裹体气液比一般为70%～100%，含液相CO2包裹体的气液比一般为20%～25%，气液包裹体和液相包裹体的气液比一般为0%～20%。

沸腾包裹体是成矿介质不均匀的表现，这不仅使不同类型的包裹体呈条带状分布，而且使不同包裹体均一化途径和均一温度出现差异。气体包裹体(气液比一般为70%～100%)由气相+液相均一到纯气相；气液两相包裹体(气液比小于25%)一般由气相+液相均一到纯液相；而含液相CO2的气液两相包裹体一般由液相CO2+气相+液相三相首先均一到气相+液相，再进一步均一为纯液相；气相+液相+子矿物的三相包裹体首先均一为液相+子矿物，再进一步均一为纯液相。

2 长7—长8沸腾油气包裹体特征

沸腾油气包裹体是油气聚集使压力达到一定程度后，烃源岩或储层破裂产生裂缝，油气在高压下突然排出，压力急剧下降、油气流体突然减压发生沸腾过程中形成的一种特殊包裹体，其成因与油气成藏密切相关。本研究中含有沸腾油气包裹体的岩石样品采自于姬塬地区延长组长7烃源岩层中含方解石脉体的泥岩和长8储层的长石砂岩，沸腾油气包裹体均发现于充填方解石脉的裂缝中。

长7和长8岩心裂缝方解石脉中的沸腾油气包裹体普遍具有黄绿色荧光，由不同比例的油、气两相流体组成，包括气液比为5%～50%的液相沸腾油气包裹体(图1)和气液比为50%～80%的沸腾气体包裹体(图2)。这些沸腾包裹体呈条带状密集分布，形态多样，大多数具有规则的边角特征，少数为不规则形态；包裹体大小悬殊，小的只有2～3μm，大的约为80μm，气体包裹体一般较大，可以达到100μm，液相包裹体一般相对较小。

根据均一温度和盐度测定结果，姬塬地区延长组长7—长8地层中的沸腾油气包裹体具有相同或相近的均一温度(图3a)，在80～120℃之间，峰值为100～110℃；盐度分布范围较窄(图3b)，在4%～12%之间，峰值为8%，说明本区沸腾油气包裹体流体具有高温、高盐度特征，记录了形成沸腾包裹体的流体中有热液高盐度流体参与的迹象，佐证了晚侏罗世末期燕山运动期间热液事件和混合流体活动事件。对沸腾油气包裹体均一途径和相态变化进行了观察，发现气液比大于50%的沸腾气体包裹体在100℃左右由气相+液相均一到纯气相，而气液比为5%～25%的气液两相沸腾油气包裹体由气相+液相均一为纯液相。

3 沸腾包裹体成因

沸腾包裹体是矿物在地层流体发生沸腾作用过程中捕获的流体包裹体，是由不同类型包裹体组成的特殊包裹体。它是单一液相流体由于环境(温度和压力)改变而分离为两相或多相性质完全不同的流体时捕获的包裹体[2]。沸腾包裹体的成因有很多种，目前认为地下沸腾包裹体的形成方式可能有两种：一种是地下较高温度和压力的流体由于断裂等构造作用导致内部压力骤然下降，使得流体产生减压沸腾，大量气体逸出，矿物捕获这种沸腾气体和液体形成沸腾包裹体;另一种可能是高温流体从深部向上运移过程中在一定部位与地下潜水相遇，地下潜水受高温流体影响发生沸腾而释放出气体，矿物在此部位捕获的包裹体就保存了多种相态，形成沸腾包裹体[5-8]。

4 沸腾油气包裹体与油气成藏

由沸腾包裹体形成条件可见，沸腾包裹体的存在往往与突发性地质事件有关，因此，利用沉积盆地油气储层中的沸腾油气包裹体可以研究油气运移模式，这是油气“脉动式/突发式”运移成藏的重要证据[5-8]。当沉积盆地构造活动使得断裂活动时，断裂开启使高压层与上部常压地层连通，油气流体由于压力突然降低，易发生沸腾作用。沸腾作用下的流体运移和常规情况下是不同的。当断裂开启或活动时，无沸腾作用下高压层内流体的运移只是局部的，仅限于断裂附近，运移速度和运移量都较小；动力机制主要为静水压力、构造应力等外部能量；运移方式主要以平流和涌流为主，难以发生对流；运移持续时间以线性为主。而沸腾作用下流体运移则完全不同，在沸腾作用下，整个高压层内的流体被“激活”，流体快速涌向断裂“出口”，影响整个高压层的流体，流体运移量和运移速度较大，流体运移的动力机制是体系的内能(温度和压力)，运移方式以涌流和对流为主，持续时间是非线性的“幕式”。姬塬地区长7段优质烃源岩生烃作用强，长7段压力场经历了早期升高→中期迅速升高→后期降低的演化过程(图4)，中—晚侏罗世地层快速深埋(最大埋深速率可达260m/Ma)导致超压发育，随后早白垩世大量生烃膨胀及中—晚燕山期构造挤压的应力传导使流体压力迅速升高并达到峰值(最大压力系数达1.7)，后期燕山晚期—喜马拉雅早期地层抬升，储层反弹体积增大及流体释放致使压力降低。异常高压的发育为原油运移提供了强大的驱动力和隐性的输导通道[9-11]。

岩心观察发现，姬塬地区长7和长8地层中存在大量高角度构造裂缝和微裂缝(图5)。裂缝发育可分为两期:第一期对应燕山运动二幕，即侏罗纪晚期到早白垩世；第二期对应于燕山运动Ⅲ幕，即晚白垩世[12]，与长7烃源岩生烃高峰期对应，这些裂缝有利于烃源岩与储层的沟通，对长7生成油气运移至长8油层组并聚集成藏起重要作用[13-17]。

长7和长8储层方解石脉中发现的大量沸腾油气包裹体是油气形成积聚、压力高到一定程度，烃源岩或储层破裂产生裂缝，油气在高压下突然排出，压力急剧下降、油气流体突然减压出现沸腾时捕获的，是长7烃源岩高压下强排烃和运移到长8储层的直接证据，说明长8油藏在超压—构造联控下存在瞬态快速充注和非均一聚集的“脉动式/突发式”运移成藏模式。

5 结束语

(1)沸腾油气包裹体是油气形成积聚、压力高达一定程度，烃源岩或储层破裂产生裂缝，油气在高压下突然排出，压力急剧下降、油气流体突然减压出现沸腾时捕获形成的，其成因与油气成藏密切相关。

(2)姬塬地区长7和长8储层中发育大量高角度构造裂缝和超压—构造联控型微裂缝，裂缝充填的方解石脉中发现大量沸腾油气包裹体。包裹体大小和排列杂乱，呈条带状密集分布，形态多样，大多数具有规则的边角特征，少数为不规则形态，包裹体大小悬殊，为2～80μm。

(3)长7和长8储层中的沸腾油气包裹体是长7烃源岩高压下强排烃和超压—构造联控下油气瞬态快速充注进入长8储层形成非均一聚集成藏的直接证据，说明长8油藏 存在“脉动式/突发式”运移成藏模式。

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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)，工程师，主要从事油气田地质与开发工作。邮箱：183507113@qq.com。

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