延长探区下古生界马家沟组储层流体包裹体特征

强 娟，曹红霞，吴海燕，赵谦平

（陕西延长石油集团有限责任公司研究院，陕西西安710069）

流体包裹体，特别是有机包裹体，是油气生成、运移和聚集过程中被捕获在自生矿物、胶结物、矿物次生加大边和愈合裂隙中的含烃流体，是记录盆地油气藏形成时古流体信息的原始样品.近年来流体包裹体分析具有广泛的应用价值，已成为油气地球化学领域的研究热点之一［1-3］.

鄂尔多斯盆地是我国第二大含油气盆地，蕴藏着丰富的油气资源，尤其是中部（靖边）、榆林、乌审旗和苏里格等大型天然气田的发现，展示出鄂尔多斯盆地大好的天然气勘探形势.本文在对研究区流体包裹体显微镜观察，成分，盐度和均一温度分析的基础上，结合恢复储层的埋藏史和热演化史，探讨与天然气有关流体包裹体的形成温度及时期.

1 研究区地质概况

鄂尔多斯盆地位于华北地台西部，根据盆地的地质演化史及构造特征，可划分为伊盟隆起、伊陕斜坡、渭北隆起、晋西挠褶带、天环拗陷和西缘逆冲带6个构造单元（图 1）［4-5］.

本文的研究范围位于鄂尔多斯盆地的中东部.奥陶系马家沟组为内克拉通台地陆表海碳酸盐岩沉积，台地内碳酸盐岩沉积物厚度大约为数百米到千余米，夹蒸发岩（硬石膏和盐岩）.

2 包裹体类型划分

流体包裹体成分十分复杂，在测温前需先确定流体包裹体在岩石组构中的地质背景，通过显微镜下观测分析储层流体包裹体的形态、大小、颜色、分布和相态，划分包裹体的类型和形成期次.

根据室温下包裹体的成分和相态，与探区内成岩作用有关的流体包裹体划分为以下3类.

1）盐水包裹体:又称为水溶液包裹体，以H2O为主要成分，其中溶解数量不等的NaCl盐类，包裹体数量较多，多分布在白云石孔洞中的亮晶方解石胶结物中，常呈串珠状成群成带分布，形态圆形、椭圆形、长条形及不规则状，个体约为3～6μm，气液比为4%～8%.透射光下无色透明（如图2a）.

2）含液态烃盐水包裹体：多属均匀相捕获的包裹体，常分布在白云石孔洞中的亮晶方解石胶结物中，与盐水包裹体伴生，呈串珠状成群成带分布，形态为圆形、椭圆形及不规则状，大小不均，包裹体壁略厚，液烃附着在包裹体内壁和气泡外缘，为浅褐色，具微弱的黄绿色荧光，数量相对较少（如图2b）.

3）液态烃包裹体：产出在白云石孔洞中的亮晶方解石胶结物中，一般呈串珠状、条带状分布，常温下为单一的液相，具微弱的黄色荧光，数量相对较少（如图2c）.

综合探区内下古生界马家沟组储层流体包裹体特征如下：包裹体一般较小，形状多近圆形，少量为不规则形状.包裹体不以单一的形态存在,一般为2～3个亚类的组合体.主要以盐水包裹体和含液态烃包裹体为主，少量液态烃包裹体共存.

3 包裹体的均一温度和盐度

针对探区马家沟组白云岩孔洞中充填方解石及裂缝中方解石脉胶结物观察试验，得到储层流体包裹体分析测试样品10个.选取与烃类包裹体共生的均一相捕获的盐水包裹体中比较好的测定其均一温度（如表1、图3所示）.探区内马家沟组储层包裹体的均一温度分布具有以下特征：包裹体均一温度分布于85～115℃之间，峰值基本为 95～105℃，说明延长探区内马家沟组储层捕获包裹体主要集中于一个期次内.

延长探区马家沟组白云岩内盐水包裹体的冰点温度分布范围为-2.8～-4.2℃，盐度的主要分布范围为4.5%～7.8%，盐度变化范围较小，没有明显的异常数值，初步推测没有大规模外来地层流体的影响.

4 包裹体捕获深度和成藏时间的确定

要确定流体包裹体均一温度的形成时间（即气藏形成时间），首先要确定流体包裹体被捕获时的地层深度，然后在恢复埋藏史的基础上才能建立与成藏之间的关系.可按如下步骤确定［7-9］：1）测定盐水包裹体的均一温度.2）确定这组盐水包裹体的形成深度，推算公式为

其中TC是测定的包裹体均一温度（℃）；TO为包裹体形成时的地表温度（℃），这里取该地区常年平均温度20℃；G为古地温梯度（℃/100m）；H为油气运移成藏时的深度（m）.3）确定形成时间.

研究区与烃类包裹体伴生的盐水包裹体均一温度数据显示，马家沟组储层流体包裹体捕获时的温度为95～105℃.由磷灰石裂变径迹资料显示，早古生代鄂尔多斯盆地为面向秦岭大洋的宽广陆架，属被动边缘盆地，地温梯度为2.5～3.0℃/100m.晚古生代至中生代早期，本区早期属滨浅海盆地，后期转化为内克拉通盆地，盆地属前陆盆地性质，地温梯度较低，在2.2～2.4℃/100m左右.中生代晚期，盆地及周围地区发生强烈燕山中期运动，古地温梯度升至3.3～4.5℃/100m.新生代以来，盆地不断抬升，地壳增厚，地温梯度降低到2.2～3.2℃/100m，平均为 2.8℃ /100m.23～20Ma以来，鄂尔多斯盆地整体快速抬升，引起冷却，地温梯度逐渐变小（2.93℃/100m），岩层埋深变浅，生烃作用逐渐停止，此时地温为40～120℃，为构造晚期阶段.根据叶加仁等选择鄂尔多斯盆地下古生界6口代表井的地球动力学地球化学结合法反演古热流史和古地温史，计算出下奥陶统马家沟组的地温梯度为 2.6～3.5℃/100m［6］.将此次测得的包裹体均一温度代入上式，可以初步推算马家沟组包裹体被捕获时的埋藏深度约为2500～2800m.

利用盐水包裹体均一温度分布及单个包裹体成分分析，结合埋藏史确定包裹体形成时间在距今200～215Ma，对应于晚三叠世末—早侏罗世，与该期盐水包裹体同时捕获烃类包裹体，在储层中大量形成的时间为晚三叠—早侏罗世（图4）.

表1 延长探区马家沟组下古生界碳酸岩流体包裹体特征Table1 Characteristicsof fluid inclusions in carbonate rocksofM ajiagou formation

5 认识和结论

通过对延长探区下古生界马家沟组流体包裹体分析测试，结果表明：

1）研究区包裹体主要是一个期次形成的，均一温度为 85～115℃.

2）包裹体测温反映了包裹体捕获时埋藏深度为2500～2800m，马家沟组主要天然气成藏时间为据今200～215 Ma，即晚三叠世—早侏罗世.

［1］Mclimans PK.The application of fluid inclusions tomigration of oil and diagenesis in petroleum reservoirs［J］.Applied Geochemistry,1987（2）:585—603.

［2］施继锡，李本超，傅家谟，等.有机包裹体及其与油气的关系［J］.中国科学（B）,1987,3（3）:318—325.

［3］卢焕章，李秉伦，沈昆，等.包裹体地球化学［M］.北京：地质出版社,1990:6—16.

［4］杨俊杰，裴锡古.中国天然气地质学（卷四）［M］.北京：石油工业出版社,1996.

［5］赵克斌.鄂尔多斯盆地地球化学特征与受控因素［J］.石油实验地质,2009,31（1）:79—86.

［6］叶加任，陆明得，张志才，等.鄂尔多斯盆地下古生界地层史模拟与油气聚集［J］.中国科学,1995,20（3）:342—348.

［7］王乃军，赵靖舟，罗静兰，等.利用流体包裹体法确定成藏年代：以鄂尔多斯盆地下寺湾地区三叠系延长组为例［J］.兰州大学学报：自然科学版,2010,46（2）:22—25.

［8］Hulen J B,Bereskin S R,Lemieux M.Timing and temperature of petroleum entrapment in theGrantCanyon Oil Field,Nevada［J］.AAPG Bulletin,1990,74（8）:1328—1341.

［9］Karlsen D A,Nedkvitne T,Larter SR,etal.Hydrocarbon composition of authigenic inclusions:Application to elucidation of petroleum reservoir filling history［J］.Geochimica et Comochimica Acta,1993,57（15）:3641—3659.

［10］雷振宇，张朝军，杨晓萍.鄂尔多斯盆地含油气系统划分及特征［J］.石油勘探家,2000,5（3）:75—82.

［11］任战利，张盛，高胜利，等.鄂尔多斯盆地构造热演化史及其成藏成矿意义［J］.中国科学：D辑,2007,37（增刊Ⅰ）:23—32.