潘立银等/油气包裹体在油气地质研究中的应用 3.3反映油气的成熟度与来源 核生物,油气可能来源于上覆的Ⅴ elkerri页岩。他 油气包裹体的特征和类型反映了矿物与有机质形们探讨了油气的来源,也揭示了前寒武纪生物圈的 成时的物理化学条件、有机质性质、丰度及演化程度,面貌,提供了早期生物圈的演化信息 随演化程度的提高,油气包裹体呈现如下变化规3.4包裹体pr模拟估算油气藏形成的温压 律“A:1)单偏光下液态烃的颜色在由浅变深,呈 油气藏形成的温压计算是研究油气成藏机理的 现无色-浅黄色一黃色一黄褐色一褐色一灰色一黑色重要环节,石油的pVT和相特征研究有助于了解油 一淡红色的变化趋势,气态烃为黑色;2)荧光下液态烃气的运移和分布规律。油田开采之前必须确定 的颜色出现亮黄浅黄棕色、褐黄、褐色-喑蓝、蓝灰储层中石油的热力学性质,特别是石油发生气液分 暗蓝一乳白色,气态烃不发荧光;3)类型由液态烃为离时的温度-压力的估算至关重要。 Aplin等首 主-液+气态烃-唅含固体沥青包裹体;4)成分中CH/次利用共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)同 PV TSIM (CO2+HO)值逐渐增大,烷烃(CH+C2H+C3H)与Ⅴ TFINC软件相结合的方法探讨了北海油田单 与总有机组分的含量比值由小变大。由此可定性确定个油气包裹体的组成及pVT性质。此后,利用包裹 有机质的热演化程度和油气的形成阶段。 体的pT模似估算油气藏形成的温度压力已成为 含油气盆地往往经历多期构造运动和多期成近年的研究热点13,3-37~62 藏,现今的油气组分可能是不同期次油气混合的结3.4.1基本原理由于形成的环境相同,油气包裹 果∞,另外油气运移过程地质色层效应、相分离,体和与之共生的盐水溶液包裹体有相同的捕获温度 以及运移路径上的混染等因素的影响也会使其成分和捕获压力。对于两种不混溶体系,如果其成分已 发生改变,从而使油气源追踪复杂化。油气包裹体知,就可以用适当的状态方程分别构建等容线,其真 作为封存在矿物晶穴或裂隙中的石油微小样品,可实捕获温度和压力则位于两类包裹体等容线的交点 记录每一期油气运移的特征,且这些特征一般不会部位(图2)。因此利用包裹体的pT模拟估 因后期的改造而消失,因此可根据不同期次包裹体算油气藏形成的温度-压力的前提,是确定油气包裹 中烃类的组成和生物标志物分布研究不同期次油气体与盐水溶液包裹体为同期形成,关键是开展包裹 的来源。涉及的主要方法有油气包裹体成分分析、体热力学研究确立两类包裹体的等容线方程 包裹体成分与产层油和烃源岩的地球化学对比。 George等1对比了 Papua New Guinea地区 lagifur7x油井下白垩统Toro砂岩储层中的原油与 捕获湿度和压力 lagifur7X和p' nyang油井同一储层的油气包裹体 显示产层油与包裹体中的烃类来源不同:前者主要 源于海陆交互相富泥烃源岩,可能为中上侏罗统泥 油气包裹体雯容线 岩;后者源于海相烃源岩,氧化环境较弱,油气包裹 盐水溶液包裹体等容线 体中1,2,7三甲基萘和齐墩果烷生物标志物指示 了被子植物的输入,说明油气来源于白垩系或者更 界点 新的烃源岩。张金亮等剖析了盐城凹陷储层油 均·温度点 气包裹体的地球化学特征,指出油气原始母源兼有 水生藻类和高等植物,油气主要来源于古生界海相 腐泥型源岩 临界点 近年来前寒武地层中油气包裹体的分子地球化 学研究引起广泛重视。加拿大埃利奥特湖区Mat inenda组碎屑砂岩(2.45Ga)中发现了两期含石油 图2利用同期油气和盐水溶液包裹体等容线 的流体包裹体81C研究证明包裹体中的烃类为 相交法求取包裹体的捕获温度和压力 生物成因。澳大利亚中元古代 Roper超级盆地g2 Determination of trapping temperature trapping Bessie creek砂岩中含石油的流体包裹体362 I GC- pressure of a petroleum inclusion using isochore equations MS分析表明,生物标志物主要源于藻青菌,缺少真 for coeval petroleum and aqueous fluid inclusions 201994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net22 潘立银等/ 油气包裹体在油气地质研究中的应用 3. 3 反映油气的成熟度与来源 油气包裹体的特征和类型反映了矿物与有机质形 成时的物理化学条件、有机质性质、丰度及演化程度 , 随演化程度的提高 ,油气包裹体呈现如下变化规 律[11 ,14 ,48 ,49] :1)单偏光下液态烃的颜色在由浅变深 ,呈 现无色 →浅黄色 →黄色 →黄褐色 →褐色 →灰色 →黑色 →淡红色的变化趋势 ,气态烃为黑色;2)荧光下液态烃 的颜色出现亮黄、浅黄 →棕色、褐黄、褐色 →暗蓝、蓝灰 →暗蓝 →乳白色 ,气态烃不发荧光;3)类型由液态烃为 主 →液 +气态烃 →含固体沥青包裹体;4)成分中 CH4 / (CO2 + H2O) 值逐渐增大 ,烷烃(CH4 + C2 H6 + C3 H8 ) 与总有机组分的含量比值由小变大。由此可定性确定 有机质的热演化程度和油气的形成阶段。 含油气盆地往往经历多期构造运动和多期成 藏 ,现今的油气组分可能是不同期次油气混合的结 果[50～52 ] ,另外油气运移过程地质色层效应、相分离 , 以及运移路径上的混染等因素的影响也会使其成分 发生改变 ,从而使油气源追踪复杂化。油气包裹体 作为封存在矿物晶穴或裂隙中的石油微小样品 ,可 记录每一期油气运移的特征 ,且这些特征一般不会 因后期的改造而消失 ,因此可根据不同期次包裹体 中烃类的组成和生物标志物分布研究不同期次油气 的来源。涉及的主要方法有油气包裹体成分分析、 包裹体成分与产层油和烃源岩的地球化学对比。 George 等[ 53 ] 对比了 Pap ua New Guinea 地区 Iagif u27X 油井下白垩统 Toro 砂岩储层中的原油与 Iagif u27X 和 P’nyang 油井同一储层的油气包裹体 , 显示产层油与包裹体中的烃类来源不同 :前者主要 源于海陆交互相富泥烃源岩 ,可能为中上侏罗统泥 岩 ;后者源于海相烃源岩 ,氧化环境较弱 ,油气包裹 体中 1 ,2 ,72三甲基萘和齐墩果烷生物标志物指示 了被子植物的输入 ,说明油气来源于白垩系或者更 新的烃源岩。张金亮等[54 ] 剖析了盐城凹陷储层油 气包裹体的地球化学特征 ,指出油气原始母源兼有 水生藻类和高等植物 ,油气主要来源于古生界海相 腐泥型源岩。 近年来前寒武地层中油气包裹体的分子地球化 学研究引起广泛重视。加拿大埃利奥特湖区 Mat2 inenda 组碎屑砂岩(2. 45 Ga) 中发现了两期含石油 的流体包裹体[24 ] δ, 13 C 研究证明包裹体中的烃类为 生物成因。澳大利亚中元古代 Roper 超级盆地 Bessie Creek 砂岩中含石油的流体包裹体[26 ,25 ] GC2 MS 分析表明 ,生物标志物主要源于藻青菌 ,缺少真 核生物 ,油气可能来源于上覆的 Velkerri 页岩。他 们探讨了油气的来源 ,也揭示了前寒武纪生物圈的 面貌 ,提供了早期生物圈的演化信息。 3. 4 包裹体 pV T 模拟估算油气藏形成的温压 油气藏形成的温压计算是研究油气成藏机理的 重要环节 ,石油的 pV T 和相特征研究有助于了解油 气的运移和分布规律[ 55 ] 。油田开采之前必须确定 储层中石油的热力学性质 ,特别是石油发生气液分 离时的温度2压力的估算至关重要。Aplin 等[56 ] 首 次利用共聚焦激光扫描显微镜(CL SM) 同 PV TSIM 与 V TFINC 软件相结合的方法探讨了北海油田单 个油气包裹体的组成及 pV T 性质。此后 ,利用包裹 体的 pV T 模似估算油气藏形成的温度压力已成为 近年的研究热点[36 ,51 ,52 ,57～62 ] 。 3. 4. 1 基本原理 由于形成的环境相同 ,油气包裹 体和与之共生的盐水溶液包裹体有相同的捕获温度 和捕获压力。对于两种不混溶体系 ,如果其成分已 知 ,就可以用适当的状态方程分别构建等容线 ,其真 实捕获温度和压力则位于两类包裹体等容线的交点 部位[56 ,63 ] (图 2) 。因此利用包裹体的 pV T 模拟估 算油气藏形成的温度2压力的前提 ,是确定油气包裹 体与盐水溶液包裹体为同期形成 ,关键是开展包裹 体热力学研究确立两类包裹体的等容线方程。 图 2 利用同期油气和盐水溶液包裹体等容线 相交法求取包裹体的捕获温度和压力 Fig. 2 Determination of trapping temperature & trapping pressure of a petroleum inclusion using isochore equations for coeval petroleum and aqueous fluid inclusions