含油气盆地中流体包裹体类型及其地质意义.pdf

第 2 9卷第 4期 油--5 天然气此 O I L G A S G E O L O G Y 2 0 0 8年 8月 文章编号 0 2 5 3 9 9 8 5 2 0 0 8 o 4 0 4 9 1 1 1 含油气盆地 中流体 包裹体类型及其地质意义 刘 德汉， 肖 贤 明， 田 辉， 卢家 烂， 闵 育 顺 中国科学院 广州地球化学研究所 “ 有机地球化学” 国家重点实验室， 广东 广州 5 1 0 6 4 0 摘要 根据 流体包裹体的透光和荧光性特征 ， 首先将包裹体划分为烃包裹体 、 含烃包 裹体和无荧 光的盐水包 裹体 与非烃包 裹体 3大类。其 次， 再根据包裹体 的组成和相 态特征 ， 将 烃包裹体 划分为 以下 9类 液态 烃一气液 烃包 裹体 、 气态 烃包裹 体 、 含沥青包裹体 、 含 烃盐水包裹体、 含烃 气体包裹体 、 液 相盐水包裹体 、 两相 盐水包裹体 、 非烃 气体包 裹体和含 子矿物 的 盐水包裹体。液态烃一气液烃包裹体 类进 一步划分为 以下 4个亚类 重质油包裹体 、 中质 油包 裹体 、 轻质油包裹体 和凝 析 油包裹体。论文还重点探讨 了烃包裹体在烃源岩、 储集岩和输导岩中的分布规律及各类流体包裹体在油气生成、 运移和 成藏演化中的地质应用。 关键词 烃类包 裹体 ； 盐水包裹体 ； C O 包 裹体 ； 含油气盆地 中图分类号 T E l 2 2 ． 2 文献标 识码 A Fl u i d i nc l u s i o n t y p e s a n d t he i r g e o l o g i c a l s i g n i fic a nc e i n pe t r o l i f e r o u s ba s i n s L i u D e h a n， Xi a o Xi a n mi n g， T i a n Hu i ， L u J i a l a n ， Mi n Yu s h u n S K L O G ， G u a n g z h o u I n s t i t u t e o fG e o c h e m i s t r y ， C A S ， G u a n g z h o u ， G u a n g d o n g 5 1 0 6 4 0 ， C h i n a Ab s t r a c t Th i s p a p e r p r e s e n t s a s y s t e ma t i c n o me n c l a t ur e a n d t a x o n o my f o r flu i d i n c l u s i o n s ． Th r e e g r o u p s o f i n c l u s i o n s， n a me l y t h e hy d r o c a r b o n i n c l u s i o n s， h y d r o c a r b o n c o n t a i n i n g i n c l u s i o n s， a n d a q ue o u s ／n o n h y d r o c a r b o n i n c l u s i o n s ， h a v e b e e n r e c o g n i z e d b a s e d o n mi c r o s c o p i c flu o r e s c e n c e a n d t r a n s mi t t e d l i g h t p r o p e r t i e s o f i n c l u s i o n s ． T h e h y d r o c a r b o n i n c l u s i o n s c a n b e f u rth e r d i v i d e d i n t o n i n e t y p e s b a s e d o n t h e i r c o mp o s i t i o n a n d p h a s e c h a r a c t e ris t i c s l i q u i d h y d r o c a r b o n l i q u i d g a s e o u s h y dr o c a r b o n i n c l u s i o n s， g a s e o u s h y d r o c a r b o n i n c l u s i o n s， b i t u me n c o n t a i n i n g i n c l u s i o n s ， h y d r o c a r b o n b e a rin g a q u e o u s i n c l u s i o n s ， h y dr o c a r b o n b e a rin g g a s e o u s i n c l u s i o ns ， l i q u i d p h a s e a q ue o us i n c l u s i o n s ， t wo p h a s e a q u e o u s i n c l u s i o n s， no n h y d r o c a r b o n g a s e o u s i n c l u s i o n s， a n d c h i l d mi n e r a l b e a rin g a q u e o u s i n c l u s i o n s ．T he l i q u i d h y d r o c a r b o n l i q ui d g a s e o u s h y d r o c a r b o n i n c l u s i o n s c a n a l s o b e d i v i d e d i n t o f o u r s ub c l a s s e s h e a v y o i l i n c l u s i o n s ， me d i um o i l i n c l u s i o n s， l i g h t o i l i n c l u s i o n s， a n d c o n d e n s e d o i l i n c l u s i o n s ． I n a d d i t i o n， t h e p a p e r a l s o f o c u s e s o n t h e d i s t ribu t i o n p a t t e r n s o f h y d r o c a r b o n i n c l u s i o n i n r e s e r v o i r s ， s o u r c e r o c k s， a n d c a r r i e r b e d s ， a n d t h e g e o l o g i c a l a p p l i c a t i o n o f t he s e flu i d i n c l u s i o n s t o t h e g e n e r a t i o n， mi gra t i o n， a c c u mu l a t i o n， a n d e v o l u t i o n o f hy d r o c a r b o n． Ke y wo r d s hy d r o c a r b o n i n c l u s i o n；a q ue o u s i n c l us i o n；CO2 - i n c l us i o n；p e t r o l i f e r o u s b a s i n 沉积物在沉积、 成岩演化 阶段产生 的新生矿 物 ， 或矿物重结晶与次生裂隙愈合面中， 不仅可 以 捕获提供矿物生长的成岩、 成矿的流体 ， 形成广泛 分布的盐水包裹体 ， 而且 还可能捕获盆地在油气 生成 、 运移、 聚集和成藏演化过程 中产出的烃类流 体， 形成多种类型的烃类包裹体和含烃包裹体 ， 成 为记录盆地成烃 、 成藏过程 的原始样品。研究当 前地层中流体包裹体的类型 和产 出特征， 是再造 盆地的热历史和 了解古流体性质 、 追踪盆地含烃 流体活动信息的重要依据。油气盆地中流体包裹 体类型的划分是进行流体包裹体 观测研究 的基 础。划分原则一方 面是考虑 包裹体 的组分 和成 收稿 日期 2 0 0 8 0 6 1 0 。 第一作者简介 刘德汉 1 9 3 5 一， 男 ， 研究员 ， 地球化学 、 有机岩石学 、 油气包裹体。 基金项 目 中国科学 院重点方向项 目 K Z C X 2一Y w 一1 1 4 ； 国家杰出青年基金项 目 4 0 6 2 5 0 1 1 。 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 9 2 石 油 与 天 然 气 地 质 第 2 9卷 因， 另一方面是考虑流体包裹体 的捕获条件与它 们在地层中的产 出和分布形式。目前 ， 有关书籍 和文献 中已有一些流体包裹体类型的划分方案和 关于流体包裹体类型的描述 _ 】 j 。但流体包裹体 分类和术语 尚不统一， 往往影 响包裹体资料 的对 比应用。为此， 本文拟在前人 已有分类工作 的基 础上 ， 根据大量流体包裹体的观测实践 ， 进一步探 讨适用于油气盆地 中流体包裹 体类型 的划 分方 案 ， 探讨各类流体包裹体在地层 中的分布规律及 其在油气勘探、 评价中的基本应用 。 1 流体包裹体的类型划分 油气盆地中流体包裹体有多种产出形态和分 布特征 ， 组成性质也 比较复杂。通常， 流体包裹体 类型的划分是以包裹体在偏光和荧光显微镜下 的 特征为基础 m ， 可以按组成性质划分为烃包裹 体和非烃 、 含烃包裹体 ， 也 可按捕获条件划分为均 一 体系和非均一体系捕获的包裹体 ， 还可按包裹 体形成世代划 分为不 同捕获期 次 的包裹 体。其 中， 按捕获期次划分的包裹体 ， 可能在某个形成期 次中包含有不 同组分 或类型 的流体包裹 体。总 之 ， 一个盆地中包裹体产出类型的划分原则， 是用 以阐明流体包裹体 的成 因与赋存形式 ， 是对大量 流体包裹体实际观测结果的综合。 1 ． 1 烃包裹体与非烃包裹体的划分方案 根据油气盆地中流体包裹体观测研究 的主要 目的， 比较简单 、 适用的分类方法是 首先 ， 根据包 裹体的荧光性特征 ， 把流体包裹体划分为有荧光一 弱荧光的烃包裹体 、 弱荧光一无荧光的含烃包裹体 及无荧光的盐水包裹体与非烃包裹体 3大类 ； 其 次 ， 再根据各大类包裹体在室温下的相态 和组成 特征， 进一步划分为 9个类 ； 另外 ， 对于油气盆地 中比较重要 的烃包裹体 ， 还进一步根据其 比重和 性质划分了 6个亚类 表 1 。 表 1 流体包裹体 类型划分与产 出分布特征 Ta b l e 1 Cl a s s i f i c a t i o n a n d d i s t r i b u t i o n o f fl u i d i n c l u s i o n s 大类 类 亚类 显微透光特征 显微荧光特征 产出和分布 捕获地层中低成熟油和降解 重质油包裹体 棕褐色 黄褐 色荧光 油的包裹体 中质油包裹体 棕红色 亮黑色 主要为捕获地层中成熟油 阶 液态烃和 段的包裹体 气液烃包裹体 捕获地层中高成熟油阶段 的 轻质油包裹体 浅黄色 黄绿色荧光 包裹体 烃包裹体 捕获地层 中凝析油一气藏 阶 凝析油包裹体 无色 浅蓝灰色荧光 段的包裹体 主要分布在 气藏或油 一气藏 气态烃包裹体 灰黑色 无荧光 或弱荧光 储层 中 常产于高演化气藏或受分异 含沥青包裹体 黑色或灰黑色 无荧光 作用 的油气藏 含烃盐水包裹体 无色或浅黄褐色 弱荧光 或浅黄色荧光 常为油一水非均一体 系的不 含烃包裹体 混溶包裹体 含烃层段中含烃类气体和非 含烃气体包裹体 灰黑色 一 般无荧光 烃气体 的包裹体 主要为地层中低温成因的包 液相盐水包裹体 无色透明 无荧光 裹体 两相盐水包裹体 液相无色透明 ， 见气泡 无荧光 地层 中分布 较广 泛 ， 常 用于 盐水包裹体 与 均一温度测定 非烃气体包裹体 含 C O 2 ，H 2 S ， N 2等无机或有 非烃气体包裹体 灰黑色 无荧光 机成 因的包裹体 含子矿物的 捕获于高盐度流体中的盐水 盐水包裹体 液相无色 ， 见固体矿物 无荧光 包裹体 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4期 刘德汉， 等． 含油气盆地中流体包裹体类型及其地质意义 4 9 3 1 ． 2 流体包裹体捕获条件的划分方案 1 ． 2 ． 1 均一体 系捕 获的流体 包裹 体 据大量样 品的观察资料 ， 沉积盆地 中广泛 分 布的矿物包裹体多数是由均一体 系中捕获的盐水 包裹体 ， 形成后也很少明显变化 ， 在常温下主要为 两相或单相 的流体包 裹体 ， 一般符合流体包裹体 研究的 3个基本条件 ①均一体系； ②封闭体系； ③等容体系。因此 ， 具有均一体 系捕获特征 的流 体包裹体是观测研究 的重点 ， 测定的均一温度、 冰 点温度等是探讨盆地热演化史和地质流体组成性 质及进行流体包裹体 热动力学研究 的基本参数。 在同一包裹体组合中的均一温度和气液比等比较 相似。因此 ， 包裹体薄片观察中， 鉴别观测 的包裹 体是否为未受后期形变的和具有均一体系特征 的 流体包裹体 ， 十分重要 。 1 ． 2 ． 2非 均一体 系捕 获 的流体 包裹体 非均一体系的流体包裹体有两种成 因 一种 是矿物捕 获了地质体 中存在 的非均一相 态 的流 体 ； 另一种是矿物捕获 的均一 流体包裹体发生 了 后期变化 包括受热化学作用和机械作用等 ， 形 成后生非均一体系的包裹体。前者的成因是沉积 盆地中除了广泛分布的组成 、 性质 比较均一 的成 岩 、 成矿流体 以外 ， 也存 在部分 不混溶 流体。例 如 储层中的油一水不混溶体系 ， 地层 中的 C O ， 一 H O不混溶体 系， 以及流体处于沸 腾状 态的非均 一 体系等。在相态 和组 分比较复杂 的体系 中， 矿 物结晶过程或矿物裂隙的愈合面可能捕获多种不 混溶包裹体。在观察样品中寻找矿物捕获部分端 元组分的流体包裹体 ， 也可进行包裹体均一温度 测定和热动力学研究 。油气盆 地 中含烃流体 的 运移和充注往往 在油 、 气 、 水 等组 分和相态 比较 复杂的不混 溶体系 中， 形 成若干不混溶 包裹体 。 在包裹体的测温研究中 ， 需选择不含水 的端元组 分的石油包 裹体或与之共生 的盐 水包裹 的均 一 温度 ， 测定结果可 以进一步用 P V T s i m等软件 模 拟计算石 油包裹体捕获 温度与捕 获压力。但 矿 物包裹体发生热变质作用 、 泄漏 、 卡脖子 等后 期 变化形成的包裹体 ， 则完全不能用 于流体包裹体 测 温 。 1 ． 3 流体包裹体形成期次的划分方案 沉积盆地在成岩演化的各地质历史 阶段发育 的新生矿物或矿物裂隙愈合 面， 可能捕获有不同 形成阶段的流体包裹体。综合鉴别与划分不同世 代的流体包裹体 ， 是研究盆地热演化历史和剖析 油气成藏期次的主要依据。流体包裹体形成期次 的鉴别与划分 ， 主要根据包裹体岩相学观察资料 与包裹体 均一温度和组成性质 的观测 资料相结 合 ， 区分矿物原生包裹体 的形成阶段 、 流体包裹体 矿物加大边 的形成先后和流体包裹体矿物裂隙带 的切割关系等 ， 具体划分样 品中第一期、 第二期、 第三期等捕获的流体包裹体。对于碎屑岩储层 中 的流体包裹体观测， 首先要排除碎屑矿物 中可能 保存的部分继承性包裹体 ， 确保实际观测研究 的 流体包裹体 为沉积、 成岩演化阶段 中新生矿物或 矿物次生裂隙愈合带捕获的流体包裹体 ， 这样才 能用以探讨油气盆地热演化历史和反映成岩、 成 烃 、 成藏演化的地球化学信息。 为了有效鉴别与说 明以上各类烃包裹体和非 烃包裹体的基本特征 ， 本文挑选了部 分有代表性 的无荧光的含非烃的包裹体和各种有荧光的石油 包裹体产 出形态的显微透 光和荧光 照片 图 1 一 图 3 。 2 流体包裹体的产出和分布 流体包裹体在不同地层和矿物岩石中的产出 和分布规律有所不同。通常， 油气 盆地中流体包 裹体的观测研究重点 主要是 砂岩和碳 酸盐岩储 层。此外 ， 若干富有机质的泥质烃源岩 、 碳酸盐源 岩和含烃流体运移 的输导岩， 以及 与火山岩有关 的储集岩等也可能含不同类型的流体包裹体。研 究它们的产 出和分布特征 ， 可提供油气生成、 运移 和勘探评价 的很多信息[ 4 , 1 1 ’ 坨 J 。 2 ． 1 烃源岩中的流体包裹体 石油和天然气的烃源岩主要包括富有机质 的 泥质岩、 细 晶碳酸盐岩和煤系地层。由于烃源岩 中一般矿物 颗粒十分细小 ， 流体包裹体观测 的难 度大。用高倍荧光显微镜精细观察 ， 在一些 富有 机质的泥晶碳酸盐岩和砂质泥岩中也发现富含细 小的石油包裹体和微石油包裹体群 ’ B J 。 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 494石油与天然气地质 第29卷 ●- ● 簟 ◆ “ 白 ＆ - ● 觯 ． 一 一 ’ 簟 ’’ o ‘ ． 。 爹瓣 j ┏━━━ ┳ ━━┳ ━ ━━┳ ━ ━━━ ━ ━━━ ━ ━━ ━ ━━━━ ━ ━┳━ ━ ━━ ━ ━━┓ ┃ ┃┃ ┃┃ } ┃ ┃ 基 ┃ 曩 ┃ ┃ 哥 e ┃ l ┃┃ l ┃ l ┃┃ 爸 ／ ’ ┃ f ┃ ┃┃ ┃ ┃┃ 【 ┃ ┃┃ ┃ ┣━━ ━ ━━ ━ ━━━ ━ ┳━ ━ ━━━ ━ ━┻━ ━ ━━ ━ ━━┫ ┃ ┃┃ ┃ ． 。’ 、 ┃ 口20304 05060∞ 毫 090l ∞ ┃ ┃┃ ┃ ┣━━ ━ ━━ ━ ┳━━ ━ ╋━┳ ━ ┳━┳ ━ ┳━┳ ━ ┳━ ━ ━┫┃ ii ┃ j ┃ -垡 ┃ 。 誊 。羔 ∥ ┃ 60 ┃ ┃┃ ┃ ┃┃┃ ┃ ┃┃┃ ┃ ┃ 50 ┃ ┃┃ ┃ ┃┃┃ ┃ ┃┃ ┃ ┃┃ 4 。 ┃┃┃ ┃ ┃┃ ┃ ┃┃┃ ┃ ┃┃ 30 ┃┃┃┃ ┃ ┃┃ ┃ ┃┃┃ ┃ ┃┣ ━ ╋━╋ ━ ╋━ ╋ ━╋━ ╋ ━━ ━ ┫┃┃ i ┃ ． 胁 ┃ ∥ ┃ 加 ┃ ┃ ┃┃┃ ┃ ┃┃ ┃ ┃┃┃ ┃ l O ┃ ┃┃┃ ┃ ┃┃ ┃ ┃┃┃ ┃ ┃ O ┃ ┃┃ ┃ ┃┃ ┃ ┃┣━ ━ ━╋ ━ ━╋ ━ ━━ ┻ ━━━ ━ ━━ ╋ ━━ ━ ╋━ ╋ ━╋ ━ ╋━╋ ━ ┻━ ┻ ━━━ ┫ ┃┃ ┃ ┃┃ ┃ ┃┃ ┃ ┃┗ ━ ━━┻ ━ ━┻ ━ ━━ ━ ━━ ━ ━━━ ┻ ━━ ━ ┻━ ┻ ━┻ ━ ┻━ ┻ ━━━ ━ ━━ ━ ┛┏━ ┳ ━━ ━ ━┳ ━ ━━ ━ ━━ ━ ━━━ ━ ━━ ━ ━━━ ━ ━━ ┳ ━┳ ━ 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图le，f中2 9 13cm “ 为cH4，1 38 6和128 2 cm - 1 为c02，2327 cm 。 为N2，4 62 cm ll为主宿矿物石英的特征峰 。 号 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第4期 刘德汉，等 ．含油气盆地中流体包裹体类型及其地质意义 口 20um [二 ] 今- C U m 回 篁 g 4凰“m d 图2若干天然储层与人工合成石油包裹体的透光 和荧光特征 Fi g ．2Photographs0fnaturalandsynthesizedoilincl usions undernuoI_ escenceandtransmit tedlights b．分别为不含水的 一 般石油包裹体的透射光和荧光显微照片a透射光为黄色，b为蓝光激发 一 亮黄色荧光 c，d．分别为天然碳酸盐岩储层中含水石油包裹体与方解石中人工合成含水 石油包裹体的透射光照片c透射光为黄褐色，d透射光为黄色； e，c方解石’ g，h ．方解石q 合成石油包裹体的荧光显微照片e为蓝光激发 一 黄绿色荧光，f为紫外光激发 一 天蓝色荧光； 台成轻质油包裹体的透射光和荧光显微照片 g透射光为浅黄色 ，h为紫外光激发 一 浅蓝色荧光 4 95 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 96石油与天然气地质 第29卷 图3烃源岩和储层中的石油包裹体照片 F浪3Photog raphs ofpetr oleuminclusionsinr esen ， oirs andsour cer ocks a． b．碳酸盐烃源岩中的石油包裹体a为蓝光激发 一 黄绿色荧光，b为紫外光激发 一 蓝白色荧光； c，d．泥质烃 源岩 自生矿物中的石油包裹体群蓝光激发 一 黄色荧光 ； 砂岩储层中的石油包裹体群 蓝 光激发 一 黄色荧光；￡碳酸盐岩储层缝合线附近 的石油包裹体群蓝光激发 一 多种荧光 g，h ． 辉绿岩储层长石中的微石油包裹体群g为透射光，h为蓝光激发 一 黄色荧光 图3g，h中，F an为斜长石 ，10 r为微石油包裹体。 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第4期 刘德汉， 等． 含油气盆地中流体包裹体类型及其地质意义 4 9 7 由于碳酸盐岩既可以是烃源岩又可能是储 集 岩 ， 因此有效鉴别赋存 于源岩 中的含烃包裹体 的 成因和分布是阐明该碳酸盐岩是否为有实际生烃 能力的烃源岩或仅仅是存在有烃类活动信息的输 导岩或储集岩的重要依据。根据对塔里木盆地奥 陶系 、 南方地 区三叠 系和二叠系碳酸盐岩地 层的 广泛观察， 一些好的碳 酸盐烃源岩不仅分散有机 质含量较高 、 矿物荧光沥青荧光强度强 ， 而且泥晶 和细晶碳酸盐岩中常有细小和零星分布或团粒状 分布的原生石油包裹体 ， 源岩 中的细晶方解石条 带或重结 晶颗粒中常包含 比较丰富的石油包裹体 群 ， 表明这类碳酸盐岩为有实 际生烃现象的烃源 岩 H 图 3 a ， b 。 泥质烃源岩中流体包裹体的分布受很多 因素 控制。纯粘土质烃源岩和未成熟烃源岩 中一般很 难见到烃类流体包裹体。富含有机质的砂质一粉 砂质泥岩， 在源岩的碎屑矿物裂隙或 自生矿物 中 可能捕获生 、 排烃阶段产出的烃类流体 ， 形成微小 的石油包裹体。例如在鄂尔多斯盆地三叠系和胶 莱盆地 白垩系中， 一些富有机质的钙一泥质烃源岩 中自生矿物和碎屑矿物的微裂隙中常富含微小的 石油包裹体群。在胶莱盆地下 白垩统莱 阳组 ， 水 南段 泥质 烃源 岩 总有 机碳 含 量 高 达 1 ． 1 4 ％ ～ 3 ． 0 0 ％， 氢指数高达 3 9 0～ 6 7 1 m g ／ g ， 游离烃含量达 0 ． 1 6～ 0 ． 8 6 m g ／ g ， 为生烃性能很好的烃源岩 ’ ” 。 其中， 自生矿物和砂质碎屑矿物裂隙 中包含十分 细小 的石油包裹体群 ， 在透射光下为浅黄色一无 色 ， 在蓝光激发下发亮黄色和黄色荧光 ， 紫外光激 发下发浅蓝色和蓝绿色荧光 图 3 e ， d 。由于源 岩中含油饱和度较高， 微石油包裹体很发育 ， 但很 难见到共生的盐水包裹体。烃源岩中发育的石油 包裹体群不仅揭示了烃源岩生、 排烃的直观信息 ， 而且可根据包裹体的温度测定结果进一步了解生 油阶段的温度 、 压力和流体性质等地球化学条件。 2 ． 2 含烃流体运移通道和输导层中的流体包裹体 盆地 中含烃流体 的运移通道包括各种裂隙 、 断层、 层面 、 不整合面和缝合线构 造等 ， 是烃类纵 向和横向运移的主要途径 。孔隙较大和联通性好 的输导层往往是烃类流体横 向运移的重要层带 。 在烃类各种运移途径 中， 不仅可能有残留烃的荧 光信息 ， 而且在断层 和裂 隙中的脉石矿物常捕 获 有不同世代和类型的流体包裹体 。特别是碳酸盐 岩 的缝合线构造， 常常是地 质历史 中含烃流体多 次运移的重要通道。缝合线附近的脉石矿物往往 包含多种类 型和世代 的盐水包 裹体和石油包裹 体， 它们是地 质历史 中含烃流体运移过程的重要 记录 。研究含流体包裹体脉石矿物的切割关系 和包裹体的分布形式 ， 可了解包裹体 的形成期次 及盆地 中油气的运移 、 聚集规律。图 3 f 为塔 中地 区奥陶系碳酸盐岩缝合线构造带中分布 的多种荧 光性质的石油包裹体 ， 反映了塔 中隆起地区曾有 多期含烃流体运聚的信息 ⋯。 2 ． 3 油气储层中的流体包裹体 地层中油气储层 的孔隙度较高， 是各种地 质 流体和油气活动与储聚的主要层段。储集岩矿物 中各种流体包裹体都 比较发育 ， 是石油地质 中流 体包裹体的研究重点。由于储层的矿物岩石类型 不同， 流体包裹体 的赋存规律与研究方法也略有 差别。勘探实践表明， 富含石油和天然气储层的 岩石类型较多 ， 其 中分布最广和储聚量最多的储 层是砂岩 ， 其次是碳酸盐岩 ， 以及部分火成岩和变 质岩基底。 2 ． 3 ． 1 砂 岩储 层 中的油 气包裹体和 盐水 包裹体 砂岩储层中流体包裹体的产 出类型和分布形 式影响因素较多 ， 除 了部分碎 屑颗粒存在一些 继 承性包裹体 以外 ， 砂岩胶结矿物、 成岩 自生矿物 、 砂粒矿物加大边、 矿物裂隙愈合带 中都可能捕获 流体包裹体。但储 层 中流体 包裹体 的类型和分 布， 受地层水和流体 物理化学性 质的影响很大。 观察实践表 明， 储层 中盐水包裹体 的分布主要 与 成岩作用和地层水的化学性 质有关 ， 一般砂岩储 层中盐水包裹体 比油气包裹体丰富 ； 油气包裹体 的形成主要发生在大量 油气充注的早期 ， 当储层 孔隙中的水完全被烃类 流体取代 以后 ， 矿物在无 水的环境 中很难生 长并捕获流体包裹 体。因此 ， 在一些近代 油层 中石油包裹体 的含量也不一定 多； 而在另一些储层 中有可能含大量石油包裹体。 据石油包裹体 的人工合成实验资料 ， 砂岩 中流 体包裹体的发育程度受 宿主矿物表面油、 水润湿 作用和储层流体 中含油饱和度等的影响较大 ， 矿 物表面被水润湿的实验 中烃包裹体 比较发育 ， 而 矿物表面被油润湿的实验中烃包裹体不发育 。 成岩作用 比较强 的地 区， 砂岩 中一些 石英等 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石 油 与 天 然 气 地 质 第 2 9卷 矿物颗粒的增生加大与 自生石英晶粒产出的现象 比较明显 ， 在矿物加大边或 自生石英以及裂 隙愈 合带中捕获有盐水包裹体和油气包裹体。某些储 层砂岩的长石裂隙愈合带 中见有非常丰富的石油 包裹体 图 3 e 。成岩作用较 弱或某些 富油和沥 青质的储层中， 一般很难见到矿物加大边 和含流 体包裹体的 自生矿物 ， 往往只在一些矿物微 裂隙 中封存了非常细小的流体包裹体。这种储层砂岩 的矿物荧光沥青和孔隙中的荧光沥青荧光强度较 强 ， 但流体包裹体 少， 均一温度 的测定难度大 ， 需 用高倍物镜观测。这种现象不仅与岩石的成岩作 用较弱有关 ， 而且也 与原油大量灌人以后影 响了 矿物颗粒的结晶加大与流体包裹体 的捕获作用有 关。因此 ， 不少作 者认 为储层 中石油包裹体 主要 代表了早期油气充注的信息。 2 ． 3 ． 2 碳酸 盐储层 中的油气 包裹体 和盐水 包裹体 大量勘探成 果表明， 碳 酸盐岩也是很多大油 气田的重要储层。碳酸盐矿物在沉积 、 成岩一后生 作用阶段的结晶一 溶解与再结晶作用都十分活跃 ， 在地质演化历史 中可能捕获有多期 流体包裹体 ， 并且早期捕获的流体包裹体又可能因各种后期地 质一地球化学作用发生形变、 改造 和破坏。通常 ， 碳酸盐岩储层中的油气包裹体和盐水包裹体主要 分布在重结晶的方解石 、 白云石晶粒与方解石 、 白 云石 、 石膏等新生矿物和脉石矿物中。由于碳 酸 盐矿物的双折射很强且常有荧 光干扰 ， 影 响了流 体包裹体的观察分析； 此外 ， 由于碳酸盐矿物硬度 低 、 脆性大 、 易产生裂隙， 包裹体在地质作用过程 和制片过程中易发生形变和泄 漏， 影响了流体包 裹体均一温度的测定。我国塔里木盆地奥 陶系碳 酸盐岩油气储层中的石油包裹体和盐水包裹体都 比较丰富， 广泛发育在重结晶碳酸盐和方解石脉 中， 并在碳酸盐地层的缝合线附近存在多期荧光 性不同的石油包裹体和沥青。 四川盆地震 旦系、 石炭 系、 二叠系 、 三叠 系碳 酸盐岩储层的气藏的中， 天然气包裹体 、 含沥青 的 流体包裹体和非烃包裹体 比较 丰富， 特别是在古 生界高演化碳酸盐岩储层和油裂解气藏中发育的 包裹体类型与包裹体共生组合 比较特殊。据威远 气 田震旦系碳酸盐岩储层及川东北抛光和鲕滩气 田三叠系和二叠系碳酸盐岩储层 的观察 ， 溶孔 十 分发育， 在晶洞 中充填的方解石和 自生石英 中的 流体包裹体很多 ， 存在大量富 甲烷的气体包裹体 和气液比大的盐水包裹体 以及含 沥青 的包裹体 ， 并常与结构比较特殊的球粒状 、 皮膜状 、 微粒状构 造和中间相结构焦沥青共生。 2 ． 3 ． 3 火成岩或 基岩储 层 中的流体 包裹体 油气盆地中一些孔隙 比较发育的火山岩和基 底岩石 ， 也 可成为石油和天然气 的储集层。储层 中流体包裹体的捕获条件与岩石孔 隙中的矿物充 填作用 、 火山岩矿物的蚀变作用、 交代作用等的后 生变化有关。一些盆地基底岩石中发现的石油包 裹体， 其成因主要是上部烃源岩生成的油气或含烃 流体灌人下部的基底岩石， 被后生矿物和矿物裂隙 愈合带捕获形成烃包裹体。此外， 也发现基底岩石 中保留有部分基底岩石早期成因的烃包裹体 。 我国东部地区已发现多种类型的火山岩与辉 绿岩储层的油气藏 ， 例如大庆油 田白垩系火 山岩 储层中的大气 田及渤海湾地 区的辽 河油 田、 胜利 油田等第三系火 山岩与辉绿岩储 层中的油气藏。 与火山岩有关的储层中也存在不同成 因的油气包 裹体。大庆油田白垩系火 山岩储层 中的 C O ， 包裹 体主要为 与火山成 因有关 的无机 C O 包裹体； 而 胜利油田临南洼陷商河地区辉绿岩油藏储层中发 现的大量石油包裹体群 ， 主要赋存 于辉绿岩长石 解理、 裂隙 中， 多数为 十分 细小 的纯液 态烃包裹 体 ， 在透光下形态不很明显 ， 但在蓝光激发下可见 长石中包含大量星点状发亮黄色和黄绿色荧光 的 石油包裹体 ’ M 图 3 g ， h 。石油包裹体均一温度 的测定结果为 7 98 2 ℃， 样品中也未发现存在高 温流体包裹体 ， 表明辉绿岩的长石 中的油包裹体 成因是辉绿岩侵人 E s ， 地层冷却以后长石在地层 水作用下发生多种可逆性蚀变反应过程 中， 在长 石节理、 裂隙中捕获 了来源于第 三系泥质烃源岩 的烃类流体 ， 形成石油包裹体。 3 流体包裹体的地质应用 油气盆地中流体包裹体分布广、 类型多， 观测 研究结果 解决 了油气地质领 域 中的很多 实际问 题 ， 归纳起来主要包括两大方面 其一 ， 是根据包 裹体均一温度测定数据 以及捕获温度 、 捕获压力 的计算资料， 研究盆地烃源岩和储 层的热演化历 史 ， 为油气勘探评价提供基础资料 ； 其二 ， 是根据 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4期 刘德汉 ， 等． 含油气盆地 中流体包裹体类 型及其地质意义4 9 9 各类烃包裹体的观测分析资料 ， 剖析油气生成一运 移一聚集的成藏信息 ， 直接为油气普查勘探提供科 学依据。前者一般 以测定盐水包裹体均一温度 、 冰点温度为重点 ， 后者 以研究油气包 裹体产 出和 分布特征为重点。 3 ． 1 盐水包裹体在盆地热史研究中的应用 盐水包裹体在盆地沉积一成岩一演化阶段中 的产出和分布都 比较广泛 ， 并且多数盐水包裹体 主要是在均一体 系中捕获的成岩成矿流体 ， 捕 获 于石英中的盐水包裹体多数具有等容体系和封闭 体系的特征。测定的均一温度 、 冰点温度数据， 是 研究盆地热演化史 的基础资料， 也是盆地模拟 中 计算古地温和古地温梯度 、 古压力和古流体