松辽盆地深层火山岩储层包裹体及天然气成藏期研究

火山岩气藏是松辽盆地深层天然气勘探的重要领域。应用显微热台和激光拉曼光谱技术,研究了徐家围子断陷火山岩气藏储层原生包裹体和次生包裹体的流体组成和均一化温度特征后发现:该储层原生和次生包裹体的流体性质有明显差异;次生包裹体组成与目前在储层中见到的天然气相似,其均一化温度可以反映天然气的成藏期。利用次生包裹体形成温度并结合储层的热演化史分析确定的单井成藏期表明:徐家围子断陷火石岭组天然气成藏期为114～68Ma,主要成藏期为90～70Ma,成藏时间一般大于10Ma,从断陷南部向北部,天然气的成藏期呈现逐渐变新的趋势;营城组天然气的成藏期为100～65Ma,主要成藏期为100～80Ma,成藏时间一般小于10Ma,从断陷北部向南部,天然气的成藏期呈现逐渐变新的趋势。徐家围子断陷天然气成藏期的变化主要与烃源岩展布的分割性和埋藏史的差异性有关;该气藏横向分布受源岩区控制。     

徐家围子断陷沙河子组致密砂砾岩气藏的成藏期次及类型划分

下白垩统沙河子组是松辽盆地徐家围子断陷最为重要的气源岩之一,但过去对其致密砂砾岩气藏的油气充注时期及成藏期次等研究较少,制约了对该区致密储层成因机制等的认识。为此,基于19块岩石样品273个流体包裹体的均一温度、盐度等测试数据,结合沉积埋藏史和热演化史分析结果,厘定了该区致密砂砾岩气藏的成藏期次;进而通过分析沙河子组储层致密期与成藏期之间的关系,确定了致密气藏的类型。结果表明:(1)该区流体包裹体的均一温度和盐度分布范围较宽,气藏具有长期充注的特点;(2)徐西—徐东地区第1期天然气充注时期在距今94~100 Ma,第2期在距今80~90 Ma,而安达—宋站地区第1期天然气充注时期在距今82~94 Ma,第2期在距今68~82 Ma;(3)安达—宋站地区沙河子组主要发育"先成型"致密气藏,在东斜坡发育"复合型"致密气藏,而徐西—徐东地区沙河子组则以"复合型"致密气藏为主。     

徐家围子断陷火山岩储层流体包裹体研究

为揭示徐家围子断陷深层火山岩气藏的充注期次和主成藏期，对采自12口井上侏罗统营城组火山岩储层的34块样品开展了流体包裹体研究。对流体包裹体进行系统的镜下岩相学特征观察以及显微测温分析结果表明：该区营城组火山岩储层中捕获的流体包裹体记录了6期热流体活动，其中前4期热流体活动与该储层发生的4期天然气充注密切相关，后2期热流体活动则记录了火山活动的信息。结合该区埋藏史综合分析结果得出，4期天然气充注发生于距今120~85 Ma，且每次充注持续时间均小于10 Ma，其中发生于泉头组沉积末期-青山口组沉积中晚期的第三次天然气充注是营城组火山岩气藏的主成藏期。     

汤原断陷天然气特征

从天然气组分、同位素分布、储层流体包裹体及自生伊利石定年等方面分析了汤原断陷的天然气特征。研究认为:断陷西部、中部以生物气和生物热催化过渡带气为主,断陷东部以油型气为主,同时存在非烃气,断陷中部存在少量非烃气混入气、油型气,且有2口井发现了生物乙烷气;含烃包裹体丰度较高,且西部高于中部及东部;储集层流体包裹体盐水均一化温度分布呈双峰态,断陷可能经历了2期油气充注,均一化温度值东部高于中部及西部;储层自生伊利石K-Ar同位素年龄为14.6~10.5 Ma,成藏时间为富锦组沉积时期。     

松辽盆地北部深层火山岩气藏的充注：来自流体包裹体的证据

厘清松辽盆地北部徐家围子断陷营城组火山岩气藏天然气的来源和充注特征对天然气的勘探开发具有重要意义。系统研究了营城组储层中次生流体包裹体的成分和均一温度,旨在揭示天然气气藏的来源和充注特征。研究结果表明该储层中发育了富CH₄和富CO₂两类流体包裹体。富CH₄流体包裹体均一温度出现频率最高的区间包括：160～163℃、185.2～225℃和233～243.4℃,说明存在3期含烃流体;富CO₂流体包裹体均一温度为235.2～269.1℃,为一期充注。均一温度高于烃源岩沙河子组地层的最高埋深温度（230℃）的富CO₂流体包裹体和高温富CH₄流体包裹体内的天然气可能来源于深部。流体包裹体主要成分和气藏天然气主要成分对比表明,本区天然气充注存在3种充注方式：①一期天然气充注形成;②多期混合充注形成;③前期充注被后期天然气充注取代形成。     

鄂尔多斯盆地丰富川地区延长组流体包裹体特征及油气成藏期次

为研究鄂尔多斯盆地丰富川地区延长组长2和长6储层砂岩中流体包裹体特征及油气成藏期次,开展了荧光显微镜鉴定和冷热台测温等实验分析,并应用包裹体均一温度与埋藏史和热演化史相结合,判断目的层的油气充注时间。结果表明：①研究区流体包裹体主要包括盐水包裹体和含液态烃包裹体;②长6流体包裹体均一温度为100~120℃,长2流体包裹体均一温度为90~110℃,流体包裹体捕获时地层处于中成岩A期,盐度小于10.5‰,属于中等盐度;③长2和长6均发生过一期油气充注,为早白垩世。长2油气充注时间为距今115~100 Ma,长6油气充注时间为距今120~105 Ma。该研究成果证实了鄂尔多斯盆地丰富川地区延长组为连续充注型油气藏。     

长岭断陷火山岩储层流体包裹体分布特征及天然气成藏期次

长岭断陷火山岩储集层成藏条件十分优越,勘探前景广阔。对该区腰英台凸起区深层火山岩系39块流体包裹体进行了偏光、荧光特征观察、均一化温度及冷冻温度(盐度)等测定,分析了储层流体包裹体类型及分布特征,充分利用包裹体均一化温度信息,结合烃源岩生烃史以及地层埋藏史,分析了该区天然气的成藏期次。该区火山岩储层烃类包裹体极为发育,以气态烃包裹体为主,包裹体中存在较多的CO2,其中达尔罕构造营城组包裹体中CO2含量较高。腰英台构造带为1期成藏,成藏时间为距今84～93Ma,油气充注期为青山口组沉积中后期至嫩江组时期;达尔罕构造带油气充注时间为距今87～94Ma,CO2充注时间为距今81～85Ma,相当于嫩江组的后期至四方台组早期,新近纪之后构造运动产生的CO2为大规模的无机CO2的来源。该区油气成藏期次与营城组与沙河子组烃源岩的生排烃史较为匹配。     

松辽盆地北部徐家围子断陷深层烃源岩生气特征及天然气资源潜力

徐家围子断陷深层天然气藏是目前全球唯一在深层成功勘探的非常规火山岩气藏,已探明天然气储量超过2 400×10⁸m³。气藏围绕深部烃源岩在断裂附近分布,具有明显“源控”、“断控”、“火山机构控制”等特点。从深层烃源岩热模拟实验出发,结合靶区埋藏史、热演化史,对深层烃源岩的生气动力学特征和生气量进行了研究。结果显示：徐家围子断陷深层烃源岩厚度大,有机质丰度高,类型以II型为主,处于高过成熟阶段,生气潜力大。不同层位烃源岩在时间、空间上具有接力生气特点,生气期长。徐家围子断陷深层天然气总生成量为33.75×10¹²m³,其中沙河子组烃源岩生气量占总生气量的75.78%,煤系生气总量占深层烃源岩总生气量的25.61%,徐家围子深层天然气资源量为(5 020~7 530)×10⁸m³(运聚系数取1.6%~2.4%)。     

松辽盆地徐家围子断陷火山活动期次与烃源岩演化

徐家围子断陷在断陷期有3次较大规模的火山活动,营城期火山活动持续时间最长。火山活动加速了深层火石岭组、沙河子组、营城组3套主力烃源岩的成熟。烃源岩的埋藏史、热史和生烃史模拟计算结果表明,徐家围子断陷深层火石岭组烃源岩埋深1300 m的R_o值,在约1Ma 时间内迅速达到0.7%。沙河子组以及火石岭组烃源岩埋深约2600 m时,R_o值已经达到1%。泉头组沉积前,沙河子组及火石岭组烃源岩已进入生气高峰。青山口组沉积前,营城组烃源岩处于生气高峰,沙河子组以及火石岭组开始生成干气。此时,登娄库组二段和泉头组一、二段区域盖层业已形成,徐家围子断陷开始形成营城组-泉头组天然气藏。嫩江期末,由于边界断层的活动,营城组-泉头组天然气藏进行再分配。     

塔里木盆地库车坳陷克深大气田深层天然气成藏地球化学特征

利用天然气组分定量、稳定碳同位素组成、流体包裹体显微测温和生烃动力学实验数据,对塔里木盆地库车坳陷克深大气田深层天然气的地球化学特征及成因、储层流体包裹体特征与均一温度、油气充注时间及成藏过程进行研究。结果表明:库车坳陷克深大气田深层天然气以烷烃气为主,甲烷含量占87.30%～98.33%,重烃(C~(2~+))含量占0～0.66%,干燥系数达0.99%～1.0%;δ~(13)C_1值、δ~(13)C_2值分别为-29.3‰～-26.4‰、-21.4‰～-16.1‰,属于过成熟的煤成气。克深大气田白垩系巴什基奇克组储层发育2期烃类包裹体:第Ⅰ期为发蓝白色荧光的液态烃包裹体,指示早期轻质油充注;第Ⅱ期为无荧光的气态烃包裹体,与其共生的盐水包裹体均一温度为145～160℃,为晚期天然气充注。克深大气田主要经历了库车组沉积期末(约2.5Ma)以来的天然气大量充注,气源主要来自克深井区和拜城凹陷生气中心的侏罗系煤系烃源岩,为深埋快速生烃、强源储压差作用下晚期聚集成藏。     

火山岩储层中的烃碱流体作用及其地质意义

徐家围子断陷位于松辽盆地北部,断陷发育期火山活动强烈,早白垩世营城组火山岩分布最为广泛,是松辽盆地北部深层天然气的重要储层类型。兴城地区营城组火山岩气藏储层以酸性火山岩为主,储集空间可分为原生孔隙、次生孔隙和裂隙3种类型。其中次生溶蚀孔隙是本区主要储集类型之一。烃碱流体作用对改善储层的储渗能力具有重要意义,主要体现在次生孔隙带的形成、发育程度上。烃碱流体不仅可以使火山岩体处于开放体系,原有矿物发生交代蚀变、溶蚀,造成岩石内部结构破坏、机械强度减低、孔隙度增加,形成类似海绵体的结构,也可以充填、阻塞孔隙而降低孔渗性质,这取决于烃碱流体在储层中引起物质带入与带出的比例。     

混源天然气源岩贡献定量测试轻烃指纹技术

提出了混源天然气源岩贡献色谱轻烃指纹定量测试的理论测试方法及数学模拟计算方法,选择松辽盆地北部徐家围子断陷深层源岩和天然气样品进行实验验证。采用源岩吸附气和天然气轻烃指纹色谱检测方法,利用源岩吸附气中相邻或相近的结构和性质相似的轻烃分子化合物的比值参数,确定表征深层登娄库组、营城组、沙河子组和火石岭组、石炭-二叠系4套源岩的特征轻烃指纹参数,按不同混合配比模式获得地球化学模型参数,用智能神经网络学习算法训练建立源岩贡献测试模板,模拟计算了徐家围子断陷深层4套源岩分别对15个深层混源天然气样品的定量贡献。结果表明,不同地区或同一地区不同井及层段的天然气来源有差别,呈现主要来源于下伏气源岩和以垂向运移为主的源控型气藏特征,沙河子组和火石岭组、营城组、石炭-二叠系、登娄库组的源岩贡献平均分别为69.2%、16.2%、9.7%、4.8%。     

徐家围子断陷深层烃源岩生气评价

采用开放和限定两种模拟实验体系，根据生烃动力学和甲烷碳同位素动力学，计算了徐家围子断陷深层烃源岩中泥岩和煤的生气动力学参数及甲烷的碳同位素分馏参数；结合盆地的热史及埋藏史，定量评价了烃源岩生气过程及甲烷碳同位素的演化情况。沙河子组泥岩和煤的生气门限深度分别为2100m和1750m，对应的镜质体反射率分别为0.7%和0.6%；沙河子组泥岩和煤于登娄库组沉积时期开始生气，在泉头组到青山口组沉积时期为生气高峰期，累计生气量分别为201.37×10¹¹m³和88.39×10¹¹m³，平均生气强度分别为250×10⁸m³/km²和100×10⁸m³/km²。徐深1井营城组天然气藏中平均甲烷碳同位素值介于煤成甲烷、泥岩成甲烷的累积碳同位素值之间，与泥岩成甲烷的累积碳同位素值较为接近，反映出该气藏与沙河子组煤系地层（泥岩及煤）具有亲缘性，且泥岩的贡献大于煤，气藏属于长期聚集而成。     

鄂尔多斯盆地西南部上古生界流体包裹体特征及其意义

通过单偏光、荧光显微镜观察和显微冷热台测温等方法,对鄂尔多斯盆地西南部16口井24块上古生界砂岩样品进行全面的流体包裹体分析,归纳山西组和盒8段内主要含气层段流体包裹体岩相学特征,将不同包裹体组合内与烃类包裹体伴生的盐水包裹体均一温度、冰点温度等参数对比分析,结合研究区埋藏史推测致密砂岩储层内天然气的充注期次。测试结果显示与气态烃包裹体伴生的盐水包裹体均一温度范围为100～170℃,均一温度和冰点温度均未显示明显间断,表明储层内天然气运移是在中侏罗世-早白垩世内(200～100Ma)持续进行;愈合微裂隙内高气液比气态烃包裹体的气相组分以 CH4 为主,与其伴生盐水包裹体均一温度介于140～170℃之间,表明储层内天然气大量富集期为早白垩世(155～100Ma);流体包裹体组合、均一温度及其地球化学组分测试结果综合分析认为,鄂尔多斯盆地西南部上古生界天然气运移富集是一个相对漫长且连续的过程,并以早白垩世为主要充注期。     

松辽盆地宋站南地区天然气成因

根据宋站南地区天然气与齐家古龙凹陷葡萄花油层油型气及徐家围子断陷深层煤型气的组分、甲烷碳同位素类比证明:宋站南地区存在煤型气、油型气和无机非烃气。进一步的分析显示,研究区的天然气类型的平面和垂向分布明显受气源岩的分布和断裂控制。宋站南地区断裂发育且腹地有较好的煤型气源岩分布,其煤型气更有勘探前景。     

应用流体包裹体厘定合兴场地区须家河组天然气成藏期次

通过对合兴场地区须家河组四段和二段中230 个包裹体样品的分析,根据油气包裹体及含烃盐 水包裹体特征,结合地层埋藏史,确定了气藏的成藏年代。气藏油气充注过程为：须四段（3 385.4 m）均一 化温度的主峰分别为77～98 ℃ 和118～120 ℃,对应成藏期为中侏罗世中晚期和晚侏罗世中期,前者为 主要成藏期;须二段（4 612.77 m,4 562.7 m）均一化温度的主峰分别为95～106.1 ℃,119.8～127.1 ℃ 和 134.5～140.1 ℃,对应的主成藏期为晚三叠世末期到早侏罗世早期和中侏罗世晚期。