黃河口凹陷北部陡坡帶沙河街組油氣成藏過(guò)程分析

渤海海岸口古近系一直是渤海油田油氣勘探的重點(diǎn)。為了渤海海域黃河口凹陷輕質(zhì)油氣藏的進(jìn)一步挖潛,油氣成藏過(guò)程研究是油氣勘探過(guò)程中必須要解決的重要問(wèn)題。成藏過(guò)程研究包括了油氣的生成、運(yùn)移、聚集等環(huán)節(jié),是認(rèn)識(shí)油氣分布規(guī)律,指導(dǎo)油氣藏持續(xù)勘探的關(guān)鍵。前人對(duì)黃河口凹陷的成藏主控因素鑒于此,利用儲(chǔ)層定量熒光技術(shù)、包裹體巖相觀察及顯微測(cè)溫技術(shù),并結(jié)合熱史和埋藏史數(shù)據(jù),多方法結(jié)合研究黃河口凹陷北部油氣充注期次和時(shí)間,在此基礎(chǔ)上研究烴類來(lái)源、烴源巖生排烴史、各期次充注強(qiáng)度、研究區(qū)油水界面變遷等,動(dòng)態(tài)恢復(fù)油氣充注成藏史,以期為黃河口凹陷西北半環(huán)陡坡帶中深層輕質(zhì)油氣藏的持續(xù)勘探提供重要認(rèn)識(shí)。1雙斷塹狀凹陷黃河口凹陷位于渤海海域南部,南北夾持在渤南低凸起,墾東-青坨子、萊北低凸起之間,西側(cè)為埕北凸起(圖1),是北北東向郯廬斷裂分支和東西走向控凹斷裂相互控制下形成的雙斷塹狀凹陷2流體包裹體巖相學(xué)黃河口凹陷北部陡坡帶BZ-A-2井沙一段和沙二段3727.5～3917.5m儲(chǔ)層采集28塊巖石樣品,每5～10m間隔密集取樣。每個(gè)樣品篩選2g進(jìn)行一系列的標(biāo)準(zhǔn)化化學(xué)清理,清洗后的純凈顆粒用二氯甲烷萃取,進(jìn)行萃取液熒光掃描分析(quantitativegrainfluorescenceonextract,QGF-E),QGF-E光譜可用QGF-E強(qiáng)度和最大波長(zhǎng)數(shù)據(jù)表征。烘干后的顆粒進(jìn)行儲(chǔ)層顆粒定量熒光分析(quantitativegrainfluorescence,QGF),利用QGF光譜計(jì)算出QGF指數(shù)(IBZ-A-1井沙二段3692～3915m碎屑巖儲(chǔ)層采樣7塊進(jìn)行流體包裹體分析。流體包裹體分析首先研究包裹體巖相學(xué),即運(yùn)用紫外-可見(jiàn)光和熒光光譜劃分包裹體組合,觀察并研究包裹體的產(chǎn)狀、大小、豐度(grainscontainingoilinclusion,GOI)、賦存特征等,再選擇同期包裹體組合內(nèi)鹽水包裹體和油包裹體開(kāi)展顯微測(cè)溫研究?？傮w上,不同期次的流體包裹體在賦存礦物、熒光特征、伴生鹽水包裹體的鹽度存在明顯不同。油氣包裹體的大小、相態(tài)、偏光-熒光特征、期次觀察、鹽度等特征通過(guò)熒光偏光顯微鏡觀察完成,包裹體顯微測(cè)溫采用RTHMSG600型冷熱臺(tái)在100倍長(zhǎng)焦物鏡下進(jìn)行。3結(jié)果與討論3.1qgf-e熒光與成巖年齡的關(guān)系儲(chǔ)層顆粒定量熒光(QGF)是利用254nm紫外激發(fā)波,反映了包裹體及顆粒表面少量殘留吸附烴的熒光特征,用于測(cè)試包裹體發(fā)育豐度,一般古油層的熒光光譜在375～475nm有特征鼓峰,QGF指數(shù)通常大于4儲(chǔ)集層萃取液定量熒光(QGF-E)是利用260nm紫外激發(fā)波,測(cè)試巖石顆粒表面烴類的熒光光譜特征,用于識(shí)別現(xiàn)今油層,越來(lái)越多研究表明,現(xiàn)今油層QGF-E熒光強(qiáng)度普遍較高,而水層樣品的熒光譜峰接近基線沙一段3727.5～3732.5m和沙二段3885～3917m儲(chǔ)層QGF指數(shù)都大于4,表明地質(zhì)歷史時(shí)期形成過(guò)古油藏,而QGF-E均小于70pc,現(xiàn)今為水層,可能是由于圈閉的調(diào)整或者斷裂活動(dòng),導(dǎo)致了近35m的油層泄漏,形成了沙二段3885m典型的油水界面。3.2烴包裹體及其成礦通過(guò)對(duì)黃河口凹陷北部陡坡帶沙河街組儲(chǔ)集層樣品開(kāi)展系統(tǒng)的熒光顯微鏡下巖相學(xué)觀察,發(fā)現(xiàn)黃河口凹陷北部陡坡帶沙河街組儲(chǔ)集層中主要發(fā)育2期巖相特征明顯不同的流體包裹體(圖3),分別對(duì)應(yīng)2期油氣充注過(guò)程:第Ⅰ期分散分布于石英次生加大邊內(nèi)側(cè),也可見(jiàn)賦存于碳酸鹽巖膠結(jié)物內(nèi),單偏光下呈褐色,大多無(wú)熒光顯示的液相烴類包裹體,整體數(shù)量較小,不發(fā)育[圖3(a)、圖3(b)]。第Ⅱ期為沿切穿石英、長(zhǎng)石或及其次生加大的平直微裂隙呈帶狀分布的主要發(fā)淺藍(lán)色熒光的氣液兩相烴類包裹體,主要為橢圓形、不規(guī)則形狀,氣液比較小,該期包裹體發(fā)育,定向排列或表現(xiàn)為串珠狀[圖3(c)、圖3(d)]。與第Ⅰ期褐色包裹體共生的含烴鹽水包裹體均一化溫度主要范圍為115～125℃,第Ⅱ期淡藍(lán)色氣液烴包裹體均一化溫度主峰范圍為130～150℃。如圖4所示,結(jié)合該井埋藏史和熱史數(shù)據(jù),褐色和淺藍(lán)色包裹體形成時(shí)間分別為7Ma和2Ma左右。綜上所述,黃河口凹陷北部陡坡帶第Ⅰ期油氣充注時(shí)間開(kāi)始于7Ma,充注強(qiáng)度較小;第Ⅱ期大規(guī)模的油氣充注時(shí)間開(kāi)始于2Ma。多期油氣充注成藏的儲(chǔ)集層中通常會(huì)形成不同類型、不同成熟度的包裹體,不同性質(zhì)與密度的烴類包裹體的QGF熒光光譜的特征有所不同,密度越大,最高峰波長(zhǎng)值越大3.3油氣源分析凹陷烴源巖生烴史和油氣來(lái)源分析是油氣充注史研究的基礎(chǔ)烴源巖甾烷萜烷分布特征表明,黃河口凹陷東三段烴源巖20R-ααα-C3.4早期油氣充注階段利用包裹體巖相學(xué)、儲(chǔ)層定量熒光技術(shù)結(jié)合區(qū)域生排烴史和圈閉演化史(圖4),認(rèn)為黃河口凹陷北部陡坡帶油氣充注歷史主要經(jīng)歷了以下三個(gè)階段:(1)新近系明化鎮(zhèn)組沉積早期,凹陷北部陡坡帶圈閉已形成,沙河街組烴源巖進(jìn)入排烴期(約9Ma),少量的低熟的油氣近源聚集(約7Ma),對(duì)應(yīng)第Ⅰ期低熟的輕-中質(zhì)褐色的烴類包裹體;(2)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)期(約5Ma至今),沙三段和沙一-沙二段烴源巖埋深增加、生烴有機(jī)質(zhì)迅速成熟,約2Ma沙河街組烴源巖進(jìn)入生烴高峰期,斷裂活動(dòng)貫通沙三段烴源巖與沙一-沙二段儲(chǔ)集層,油氣快速發(fā)生穿層運(yùn)移,持續(xù)穩(wěn)定的充注形成了古油藏,第Ⅱ期賦存于石英次生加大期后,發(fā)淺藍(lán)色熒光的包裹體記錄了該期油氣充注過(guò)程;(3)晚期由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng),第二期大規(guī)模充注的油氣發(fā)生了泄漏,古油藏規(guī)模減小,油水界面變遷,最終形成現(xiàn)今油氣藏。油氣藏中的油氣分布規(guī)律、聚集特征、改造過(guò)程均被儲(chǔ)層中的包裹烴和顆粒吸附烴記錄了下來(lái)。4儲(chǔ)層定量熒光水劑氣藏(1)利用儲(chǔ)層定量熒光技術(shù)、流體包裹體巖相學(xué)觀察、顯微測(cè)溫等技術(shù)認(rèn)為渤海海域黃河口凹陷北部陡坡帶存在2期油氣充注過(guò)程:第Ⅰ期為褐色低熟輕-中質(zhì)液相烴類包裹體,充注規(guī)模較小,開(kāi)始充注時(shí)間為7Ma;第Ⅱ期為發(fā)淺藍(lán)色熒光中質(zhì)氣液兩相烴類包裹體,充注規(guī)模較大,開(kāi)始注注時(shí)間為2Ma。油氣主要來(lái)源于黃河口凹陷古近系沙三