松辽盆地双城断陷莺山凹陷天然气成藏期.pdf

2 0 1 4年 4月 第 3 3卷第 2期 大庆石油地质与开发 Pe t r o l e u m Ge o l o g y a nd Oi l fie l d De v e l o p me n t i n Da q i n g Ap r ．，2 01 4 V0 1 ． 3 3 No ． 2 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ J ． I S S N ． 1 0 0 0 3 7 5 4 ． 2 0 1 4 ． 0 2 ． 0 0 6 松 辽盆地双城 断陷莺 山凹陷天然气成藏期 李润琪 张鑫璐 邹育良 1 ．北京大学 ，北京1 0 0 8 7 1 ；2 ．中国石油大学地球科学学院 ，北 京1 0 2 2 4 9； 3 ．大庆油 田有 限责任公司勘探开发研究院 ，黑龙江 大庆1 6 3 7 1 2 摘要利用偏光显微镜 、包裹体均一温度与显微激光拉曼光谱分析技术 ，结合盆地埋藏史和热史研究，认为莺 山凹陷天然气藏的成藏时间为 1 0 3 ． 5～1 0 8 ． 5 Ma ，也即泉头组沉积时期 ；气藏在不同成岩阶段均以 C H 充注为 主，摩尔浓度达到 9 6 ％ 一 9 8 ％，含少量 H S和 C O 。 等酸性气体 ，由于气藏成分变化不大，该气藏可能为原生气 藏；成岩早期酸性气体的存在有利于储层孔隙的后期改造 ，可形成溶蚀孔和次生孔隙。 关键词 松辽盆地 ；莺山凹陷；成藏期；包裹体；均一温度分析；显微激光拉曼光谱 中图分类号T E 1 2 2 ． 3 文献标识码A 文章编号1 0 0 0 ． 3 7 5 4 2 0 1 4O 2 0 0 2 7 ． o 4 S TUDY oN THE GAS RES ERVoI R ACCUM ULATI oN P ERI OD FoR YI NGS HAN S AG I N S HUANGCHENG F AULT DEP RES S I ON OF S ONGLI AO BAS I N L I Run q i ， Z HANG Xi n l u ， ZOU Yu l i a n g 1 ． P e k i n g U n i v e r s i t y ， B e ij i n g 1 0 0 8 7 1 ，C h i n a；2 ． C o l l e g e o ft h e G e o s c i e n c e s ofC h i n a U n i v e r s i t y ofP e t r o l e u m， B e ij i n g 1 0 2 2 4 9 ，C h i n a ；3 ． E x p l o r a t i o n a n d D e v e l o p m e n t R e s e a r c h I n s t i t u t e of D a q i n g O i lfi e l d C o m p a n y L t d ． ， D a q i n g 1 6 3 7 1 2 ，C h i n a Abs t r a c t By me a n s o f p o l a riz a t i o n mi c r o s c o p e，i n c l us i o n h o mo g e n i z a t i o n t e mp e r a t u r e a n d mi c r o s c o p i c - l a s e r Ra - ma n s p e c t r u m a n a l y z i n g t e c h n i q ue s，a n d mo r e o v e r i n t e g r a t i n g wi t h t h e b u ria l hi s t o r y a n d t h e r ma l h i s t o ry s t u di e s， t h e g a s r e s e r v o i r a c c u mu l a t i o n t i me i n Y i n g s h a n S a g i s t h o u g h t t o b e 1 0 3 ． 5 1 0 8 ． 5 Ma ，i ．e ．Q u a n t o u F o r m a t i o n s e d i me nt a ry p e rio d；I n d i f f e r e n t d i a g e n e t i c s t a g e s，t h e g a s r e s e r v o i r we r e ma i n l y fi l l e d b y CH4，t he r e l a t i v e mo l a r c o n c e n t r a t i o n wa s 9 6％ 一 98％ ，t he r e a r e a l i t t l e a c i d g a s，s uc h a s H2 S a nd CO2 ． Be c a us e t h e c o mp o n e n t s o f t h e g a s r e s e r v o i r v a ry a l i t t l e b i t ，S O t h e g a s r e s e rvo i r ma y be p r i ma ry g a s p o o l ；t h e a c i di c g a s e s e x i s t e d i n t h e e a r l y pe - r i o d o f t h e d i a g e n e s i s a r e b e n e f i c i a l t o t h e l a t e r r e c o n s t ruc t i o n o f t h e r e s e r v o i r p o r e s a n d f r a c t u r e s a n d mo r e o v e r t h e d i s s o l v e d p o r e s a nd s e c o n d a ry p o r e f r a c t u r e s c a n be f o r me d． Ke y wo r d s S o n g l i a o B a s i n；Yi n g s h a n S a g； r e s e rvo i r a c c u mu l a t i o n p e rio d ；i n c l u s i o n；h o mo g e n i z a t i o n t e mp e r a t u r e a n a l y s i s ；mi c r o s c o p i c l a s e r Ra ma n s p e c t ru m 收稿 日期 2 0 1 3 1 2 2 6 改 回 日期 2 0 1 4 0 1 ． 2 0 基金项目国家重点基础研究发展计划 9 7 3 课题 火山岩油气藏分布规律与资源预测 编号 2 0 0 9 C B 2 1 9 3 0 8 作者简介李润琪，女，1 9 8 9年生，在读硕士，主要从事环境地质与地球化学方面研究。 E ma i l y un qi l i 1 6 3 ． c o r n 2 8 大庆石油地质与开发 沉积盆地演化的不同阶段都会有流体包裹体的 捕获与形成 ，只要有油气运移 ，在石油运移通道和 油气储层中就可能有油气包裹体发育，这些包裹体 中保存了油气流体被捕获时的组成 、性质和物理化 学条件等丰富信息，并且能够作为反演油气成藏充 注过程的依据。因此 ，沉积盆地中油气包裹体的研 究 ，对确定 含 油气 流体的来源 、成 藏期次及 进行油藏地球化学和油气资源评价研究等具有重要 意义 J 。利用与油气 同期次盐水包裹 体的均一温 度 ，结合盆地埋藏史与热演化史 ，分析成藏时间的 方法已成为当代油气成藏年代研究的主要方法之 E 2 1 2 ] o 显微激光拉曼光谱 M L R M是近 3 O年才发 展起来的分析技术 ，其在微区分析上所具有的高精 度 、原位 、无损和快速等特点 ，使之逐渐成为地球 科学基础研究 中的一项重要分析手段 。特别是 近 l 0年来在矿物学 和岩石学 中得到广泛 的应用 ，也 是 目前测定单个包裹体 的成分及摩尔浓度的快速 、 有效 的方法。地质学家们通过显微激光拉曼光谱分 析获取了大量有关矿物和岩石的结构 、物质成分及 物相等方面的信息 。综合应用流体包 裹体 岩石 学特征 、均一温度分析技术及拉曼光谱测试技术 ， 可以很好 地再现或描述气藏 的成藏过程 、充 注序 次 、充注成分及充注时间 ， 解决 了天然气成藏过程 无法再现的难题 。 1地质背景 双城断陷位于松辽盆地北部深层构造的东南断 陷区，是继徐家围子断陷后天然气勘探的又一重要 领域。双城断陷受 4条 近 N N E走 向的 “ s ”形断 裂控制 ， 断陷期地层最大厚度为 2 4 7 9 1 1 1 ， 沙河子组 分布面积为 1 6 6 1 k m ，沙河子组 、火石岭组 和营 城组地层均发育 有较好 的烃 源岩 ，以沙 河子组为 主。营城组火山岩在该区较发育 ， 在莺山凹陷和双 城 凹 陷 均 有 分 布 ，莺 山 凹 陷 火 山岩 最 大 厚 度 达 1 2 5 0 m。钻井 揭示 营 城组 火 山岩 以酸性 流纹 岩 、凝灰岩为主，下部见少量英安岩和安山岩 ，目 前钻井揭示的火山岩物性条件 比徐家围子略差 。双 城断陷受松辽盆地晚期挤压褶皱 回返影响 ， 形成了 北东走向的褶皱构造带 ， 使早期 的气藏在一定程度 上遭受破坏 ， 在上部的扶杨油层和葡萄花油层形成 次生气藏 。莺 山凹陷北部和南部受晚期构造破坏强 烈 ， 不利于原生气藏保存 。在莺 山凹陷中部 ， 沙河 子组烃源岩、火山岩叠置发育 ， 构造变动小 ，是原 生气藏的有利分布区 。 2实验仪器及 实验方法 2 ． 1实 验仪器 采用 L e i c a 公司生产的4 5 0 0 P显微镜 ，对包裹 体薄片进行分析 ，确定成岩 、成矿期次 ，并做好标 记 ，便于拉曼光谱分析鉴定。 显微激光拉曼光谱实验采用的仪器是法国J Y 公司生产的 HR 8 0 0显微激光拉曼光谱仪 。 2 ． 2实验方法 显微激光拉曼光谱可以分析鉴定单个气包裹体 的成分 ，并可以计算出检测到的每个气组分 的摩尔 浓度。 分析条件 4 7 3 n m 激光光源 ；狭缝 1 0 0 p , m， 共焦针孑 L 2 0 0 m；曝光 时间 51 0 s ；累计次数 2 次 。 包裹体均一温度分析采用 L i n k a m公司生产的 T H MS G 6 0 0冷热台分析仪。 温度范围 一 1 9 6～6 0 0 c IC； 温度精度 O ． 1 c C； 升温速率 2 5 ／ m i n 。 3成藏期确定 3 ． 1显微激光拉曼光谱 莺深 1井 4 5 1 9 ． 9 9 4 5 7 5 ． 3 4 m井段 ，经镜下 鉴定 ，该凝灰岩的成岩序次是石英次生加大 、早方 解石胶结和晚方解石胶结 ，在各成岩阶段均有气包 裹体发育。 从拉曼光谱分析结果看 表 1 ，不论成岩早 期 石英 次生 加大 ，成 岩 中期 早 期方解 石胶 结 ，还是成岩 晚期 晚期方解石胶结 ，气藏成 分有一定变化 ，但变化不大 ，均 以 C H 为主，C H 摩尔浓度 为 9 6 ． 2 4 ％ 一9 8 ． 9 5 ％。成 岩 中期气 包裹 体中没有 N ，成岩晚期气 藏成分 中又有 N 存在 ， 在各个成岩阶段基本都含微量 H s和 C H 。由此 说明莺深 1井只经历过烃类气成藏，未发生 C O 大量充注成藏。气藏早 、中、晚各个成岩阶段均有 C O 和 H S气体的存 在，溶于水 中形成酸根离子， 有利于储层孔隙的后期改造 ，形成各种溶蚀孔隙和 次生孑 L 隙。 现今气藏莺深 1井 4 5 7 4～4 5 8 2 m深度取气 样 ，气 相 色 谱 组 分 分 析 数 据 结 果 C 为 9 5 ． 2 5 4 ％ 、 C ， 为0 ． 4 4 8 ％ 、 C 为0 ． 0 3 4 ％ 、 第 3 3卷第 2期 李润琪等松辽盆地双城断陷莺山凹陷天然气成藏期 ’2 9 表 1 莺深 1井拉曼光谱分 析数 据 Ta b l e 1 Da t a o f Ra m a n s pe c t r o s c o p i c a n a l y s i s f o r W e l l Yi n g s h e n - 1 N 2 为 1 ． 9 4 4 ％、 C O 2 为 2 ． 3 1 5 ％ ， 与成藏时气 组分相 比， C H 略有下降 ， C O 略有上升 ， 没 有了 c H 和 H s 。究其原因是 c H 和 H s 组分 气相色谱分析时不检测 ， 不知道是否存在； 另外成藏 时气藏组分中有 c H ， 说 明气较湿 ， 而随着时间的 推移 ， 气体变干燥 ， C 6 H 变小。 图 1为成岩早期石英加大边 中气包裹体的拉曼 光谱特征。 拉曼位移／c m。 。 图1莺深l 井4 5 1 9 ． 4 5 m石英加大边 中气包裹体拉曼光谱特征 Fi g ．1 R am a n s pe ct r al ch a ra c te ri s ti cs of t h e g as i ncl usi on s i n t h e q ua rt z o v er g ro w t h e d g e i n 4 5 1 9 ． 4 5 m f o r W e l l Yi n g s h e n 一 1 3 ． 2包裹体均一温度 利用冷热台测得的气包裹体同期盐水包裹体的 均一温度可以看出气藏主要有 2期成藏，分别是 1 5 0～1 6 5℃和 1 7 5～1 9 0℃ 图 2 。这 与包裹 体 卿跏仰鲫 伽姗 咖蝴 咖仰鲫 伽{耄姗m。 2 0 1 4牛