川东地区五探1井寒武系龙王庙组流体包裹体特征及成藏期次

张文济，叶朝阳，李世临，郭艳波，姜 华，徐发波

（1.中国石油西南油气田分公司重庆气矿，重庆 400021；2.中国石油勘探开发研究院，北京 100083）

近年来，流体包裹体分析技术的研究和应用取得重大进展。在成藏史研究方面，主要有三个方面的作用：①油气包裹体的形成时代代表油气运移充注时期；②烃类流体包裹体的均一温度记录油气运移充注时期储层的古地温，通过热史和储层埋藏史的恢复即可确定包裹体形成时的埋藏深度，其对应的地质时代即为油气藏的形成年代；③油气包裹体的成分可以反映注入油气的地球化学特征和相态特点。前人研究认为，川东地区达州–开江古隆起檀木场构造为该地区下古生界寒武系天然气的有利勘探区带[1–4]。五探1井为该构造高点钻达震旦系地层的风险探井，对该井龙王庙组储层流体包裹体的特征进行分析，研究其成藏期次，阐明其成藏条件，对川东地区寒武系龙王庙组勘探具有重要意义。

1 地质概况

五探1井龙王庙组顶界以粉晶白云岩与上覆高台组底部粉砂质灰岩分界，粉晶白云岩电性上表现为自然伽马低值、电阻率高值；底部以泥晶灰岩与下伏沧浪铺组顶部的泥岩分界，泥晶灰岩电性上表现为自然伽马高值、电阻率低值。龙王庙组可以分为上下两段，上段岩性主要为颗粒白云岩、角砾白云岩、白云岩；下段岩性主要为鲕粒（残余）白云岩、颗粒白云岩、灰质云岩、云质灰岩，上下两段以泥岩分界[5–7]。五探1井在寒武系龙王庙组储层中发现丰富的流体包裹体，获得大量的基础资料，为川东地区下古生界天然气成藏研究提供基础资料，对明确该区下古生界天然气勘探潜力具有一定的意义。

2 包裹体特征及均一温度

本次研究共采集6个样品，井深分别为6 893.85，6 896.60，6 897.58，6 898.00，6 898.01，6 899.00 m，主要分布在龙王庙组白云岩储层的石英颗粒中。流体包裹体的显微观察、测温实验和激光拉曼均在中国石油勘探开发研究院分析化验所完成。包裹体测温仪器为LINKAM THMS600型冷热台，激光拉曼仪器为LABHR–VIS LabRAM HR800研究级显微激光拉曼光谱仪。

2.1 包裹体岩相特征

五探1井流体包裹体观测表明，包裹体类型为含烃盐水包裹体，重质油和天然气包裹体共生（图1）。包裹体形状均为规则状，呈成群或成带分布，长轴长度为2～40 μm，一般为4～6 μm。气液比不大于 5%，均一相态为液相，盐度为1.74%～23.18%。五探1井龙王庙组流体包裹体的宿主矿物为白云岩，根据赋存矿物产状可以划分3类：白云岩缝洞石英充填物、白云岩白云石晶粒、白云岩缝洞白云石充填物。包裹体均一温度检测结果表明，白云岩中不含油，无荧光显示。白云岩部分裂缝中充填黑褐色、黑色固体沥青，无荧光显示。

图1 五探1井龙王庙组流体包裹体岩相特征

2.2 均一温度分析

五探 1井龙王庙组储层包裹体均一温度为108～170 ℃，未检测到均一温度大于180 ℃的高温包裹体（表1）。陶士振等将龙王庙组含烃盐水包裹体分为四期[8]：第一期包裹体均一温度小于120 ℃；第二期包裹体均一温度为120～180 ℃；第三期包裹体均一温度为180～220 ℃；第四期包裹体均一温度大于220 ℃。显然，五探1井包裹体均一温度仅分布在第一、二期（图2），而川中磨溪地区龙王庙组包裹体均一温度主要为 200～240 ℃，差异较大[9]。

五探1井龙王庙组储层测井解释证实含气性差，远小于川中龙王庙组。由此可见，五探1井不存在高温包裹体，即该井区成藏时间较早，缺乏原油裂解气和生气高峰天然气运聚时期的包裹体。因此，不利于天然气成藏充注。

表1 五探1井包裹体均一温度与盐度数据

图2 五探1井龙王庙组流体包裹体均一温度分布

2.3 包裹体显微激光拉曼光谱特征

激光拉曼光谱成分分析主要集中对单个包裹体中挥发组分、子矿物、络阴离子的测定和气水化合物进行研究，对油气储层包裹体中常见的挥发组分（H2S、CO2、N2）及烃类组分（CH4、C2H6、C3H8、C6H6）等能够有效地识别出来[10]。

通过五探1井5个包裹体显微激光拉曼光谱分析，大部分包裹体激光拉曼特征峰分布于三个区间，即 465.0～466.5，1 086.0～1 097.0，2 599.0～2 612.0 cm–1，而峰值大于2 910.0 cm–1的样品点很少。五探1井寒武系龙王庙组岩石样品含CO2、H2S、N2、CH4等气体，测点样品赋存矿物为石英（图3）。CO2谱峰位置1 281.0，1 385.0 cm–1，H2S谱峰位置2 599.0 cm–1，N2谱峰位置 2 327.0 cm–1，CH4谱峰位置 2 910.0 cm–1。从五探1井根据拉曼特征峰值（激光相对强度）与气体成分之间的关系可见，包裹体气体成分主要为H2S和CO2，CH4含量极少（表2）。

图3 五探1井寒武系龙王庙组包裹体激光拉曼光谱分析（井深：6 897.58 m）

表2 五探1井包裹体拉曼光谱特征峰值与气体组分对应分析

为了定量分析包裹体气体成分的差别，对五探1井龙王庙组储层成岩矿物中的含烃盐水包裹体进行拉曼光谱成分定量分析，结合前人研究，估算了H2S、CO2、CH4、N2的含量（表3）。该方法具有半定量性质，有一定的误差，但能够反映各组分的相对含量。结果表明：五探1井含烃盐水包裹体中CH4较低，仅为0～22.05%，平均为10.35%；H2S和CO2的含量较高，H2S变化大，为0～47.44%，平均高达17.85%；CO2分布稳定，为0～17.65%，平均为7.66%。川中磨溪地区龙王庙组高产气井 CH4含量为95.95%～97.03%，CO2含量为2.11%～2.23%，H2S含量为0.42%～0.69%。与川中磨溪地区对比，五探1井含气性较差。

由于本区新完钻井的五探1井目的层未试油，根据测井资料和包裹体激光拉曼光谱分析结果，初步认为达州–开江地区寒武系龙王庙组含气性差，具体情况有待进一步勘探与研究证实。

表3 五探1井包裹体气体组分拉曼光谱定量分析

3 油气充注期次

根据川东地区钻遇下古生界地层埋藏史及热演化史，川东地区龙王庙组存在4期油气充注[11]：第一期为志留纪–泥盆纪少量液态烃充注期，烃源岩演化程度低，地层温度小于120 ℃，镜煤反射率（Ro）小于0.7%；第二期为泥盆纪–中三叠世生油高峰期充注期，烃源岩处于成熟–高成熟早期，地层温度为120～180 ℃，Ro为0.7%～1.3%；第三期为晚三叠世–侏罗纪原油裂解充注期，烃源岩处于高成熟中晚期，地层温度为180～220 ℃，Ro为1.3%～2.0%；第四期为古气藏调整充注期，发生在喜山运动期，烃源岩处于过成熟期，地层温度大于220 ℃，Ro大于2.0%，表现为构造运动导致古气藏调整充注。

五探1井寒武系龙王庙组包裹体均一温度和盐度关系表明，均一温度均小于180 ℃（图4）。当温度为108～110 ℃时，包裹体内发现重质油，说明该期存在古油藏成藏事件，对应的油气充注期次为生烃初期，表现为干酪根生成液态烃，同时产生少量重质油。当温度为120～180 ℃时，包裹体内发现天然气，对应的油气充注期次为生油高峰的早期充注，表现为大量液态烃生成，同时伴生一定的天然气。随着均一温度的升高，含盐度反而逐渐下降，说明五探1井的包裹体油气充注期次主要为早期充注。由于缺少均一温度大于180 ℃的包裹体，故不存在中三叠世–侏罗纪原油大量裂解的生气高峰和喜山期构造演化的气藏调整充注期，说明含气性可能较差。此外，通过对下伏筇竹寺组烃源岩热解最大峰温（Tmax）研究发现，Tmax为438.0～443.0 ℃，平均值为440.6 ℃。按照烃源岩成熟度评价标准[12]，主要处于未成熟生油阶段。这一结论与包裹体均一温度和盐度关系的结论一致，再次证实五探1井寒武系龙王庙组主要存在生烃初期和生油高峰期两期充注，不存在后期的原油裂解气充注。

4 油气成藏期次

图4 五探1井龙王庙组流体包裹体均一温度和盐度特征

川东地区龙王庙组油气充注期次研究表明[13–14]，川东地区寒武系龙王庙组储层有四期成藏，第一期为生烃期初期成藏阶段，成藏时期发生在志留纪–泥盆纪，烃源岩为低成熟阶段；第二期为古油藏成藏阶段，成藏时期发生在泥盆纪–中三叠世，烃源岩处于生油高峰，为成熟–高成熟早期；第三期为气藏成藏阶段，成藏时期发生在晚三叠世–侏罗纪，原油大量裂解，烃源岩处于生气高峰，处于高成熟中晚期；第四期为古气藏调整成藏阶段，成藏时期发生在喜山期，烃源岩处于过成熟期，表现为构造运动导致古气藏抬升、调整充注（图5）。

通过油气充注期次的对比，五探1井寒武系龙王庙组可能只存在志留纪–泥盆纪生烃初期成藏阶段和泥盆纪–中三叠世古油藏成藏阶段，属于早期成藏。结合包裹体均一温度特征、包裹体拉曼光谱成分分析[15–16]，五探1井成藏时间较早、缺乏原油裂解气和生气高峰天然气充注，结合盖层封闭性等保存条件，该区含气性可能较差。同时，川东地区构造活动多期且强烈，深大基底断裂发育，具备下古生界油气向上覆中浅层运聚的地质条件。

5 结论

五探1井龙王庙组流体包裹体的宿主矿物为白云岩，发育两期油气包裹体，包裹体均一温度仅分布在第一、二期，对应生烃初期和生油高峰的早期，缺乏原油裂解气和生气高峰天然气运聚时期的包裹体，因此，不利于天然气成藏充注；受盖层封闭性、保存条件等成藏条件限制，五探1井区含气性较差，但有利于天然气向上覆中浅层运聚成藏，即可能为 该区下一步的勘探方向。

图5 川东地区寒武系气藏成藏期次综合分析