疊合盆地成藏期流體歷史分析方法綜述

藏期實際上是天然氣流動到西藏的時間。對于含油氣系統(tǒng)，關(guān)鍵時期是泉巖的生泉期和藏

期。我國目前多是根據(jù)構(gòu)造發(fā)育史、圈閉形成史與點源巖的生排荒更大致確定油氣成藏的

時間。但由于我國許多含油氣盆地，特別是疊合盆地往往具有多燃源層、多期油氣生成、

多期成藏，多期破壞的特點，因而運(yùn)用傳統(tǒng)的成藏期研究方法難以準(zhǔn)確認(rèn)識油氣藏的形成演

化史C20世紀(jì)90年代后期發(fā)展起來的流體歷史分析方法,借助油藏地球化學(xué)、儲層有機(jī)巖

石學(xué)及粘土礦物演化史，進(jìn)行儲層流體歷史分析,實現(xiàn)了由傳統(tǒng)的定性（定期）研究到定量或

半定量研究的轉(zhuǎn)變,可以較準(zhǔn)確確定油氣藏形成時間。

1西藏時期的傳統(tǒng)分析

油氣藏傳統(tǒng)的分析方法主要是從圈閉形成時間和油藏飽和壓力兩方面分析成藏期,主要有

以下3種方法。

1.1油氣藏最早時間的確定

油氣藏的形成是油氣在圈閉中聚集的結(jié)果，只有形成了圈閉，油氣才能聚集。因此,可以根

據(jù)圈閉的形成時間確定油氣藏的最早時間。李志軍等根據(jù)圈閉形成時間認(rèn)為臺南魯克沁稠

油的成藏期為印支期末一燕山早期，油氣運(yùn)聚成藏后遭受進(jìn)一步稠化、調(diào)整、運(yùn)移及破壞。

然而對于疊合盆地而言,盆地的不同演化階段均有圈閉形成,圈閉形成期只能給出在此之后

油氣聚集成藏的期限。

1.2盆地生涇史確定成藏期對盆地?zé)崾返挠绊?/p>

油氣藏的形成是油氣生成、運(yùn)移、聚集的結(jié)果。沒有油氣的生成，并從生油層中排到儲集

層中，就不可能有油氣藏的形成。生油巖中油氣生成并拌出的主要時期,是油氣藏形成時間

的下限。王嶼濤等根據(jù)構(gòu)造演化史、生炫演化史將準(zhǔn)喝爾盆地南緣油氣成藏史分為3個階

段：印支運(yùn)動末期形成古源型油藏,燕山運(yùn)動末期形成中源型油藏,喜山期形成煤型天然氣

藏。隨著成炫動力學(xué)理論的完善和盆地模擬軟件的廣泛運(yùn)用，從生燃史確定成藏期已成為

20世紀(jì)90年代常規(guī)的分析方法。

含油氣盆地生烽史分析從地層分層、古地溫、化學(xué)動力學(xué)模型等方面進(jìn)行。生煌史確定成

藏期的準(zhǔn)確性主要取決于埋藏史和熱史的恢復(fù)。目前，主要利用鏡質(zhì)體反射率（R。）、鏡質(zhì)

體反射率梯度、粘土礦物、有機(jī)地化、磷灰石裂變徑跡、牙形石色變指數(shù)（CAI）、白生礦

物組合、流體包裹體測溫、氧同位素（6180）和40,比/39八1'比值反演古地溫。對于復(fù)合疊

合盆地而言,根據(jù)生燃史確定成藏期需要準(zhǔn)確了解妙源巖的層位和烽源灶的展布、古地溫

史、埋藏史。在進(jìn)行生煌史精細(xì)分析時，還須重視以下3個方面：1）有機(jī)質(zhì)成熟度模擬計算

數(shù)據(jù)與實際測量數(shù)據(jù)的對比;2）鏡質(zhì)體反射率、流體包裹體均一溫度和磷灰石裂變徑跡對

盆地?zé)釟v史的限定;3）油氣藏成熟度與對應(yīng)燼源巖成熟度的比較。

1.3原始飽和壓力計算

原油或凝析氣自燃源巖中生成排出后,就飽含天然氣或輕質(zhì)油，以后運(yùn)移到合適的圈閉聚集

成藏,此時,原油或凝析氣的溶解作用在當(dāng)時的地層溫壓條件下達(dá)到飽和狀態(tài),其飽和壓力

反映了形成時的溫度和壓力條件，因而可以根據(jù)現(xiàn)今油藏的飽和壓力或凝析氣藏的露點壓

力確定其形成時的埋藏深度。

對于疊合盆地而言,油氣藏形成之后，后期盆地總體下降,沉積厚度較大,盡管原始飽和壓力

（露點壓力）不再改變,但地層壓力卻因埋藏加深而增高。這種情況下,兩個壓力之間出現(xiàn)的

差值,稱為原始飽和壓差。油氣藏形成時的埋藏深度越小,后期的下沉幅度越大，則原始飽

壓差越大。利用聲波測井計算出相應(yīng)油藏地層壓力（P）與地層埋深（D）的關(guān)系式為

對于高溫高壓條件下，未進(jìn)行儲層流體測試的油氣藏,可以利用Standing公式計算油藏的

飽和壓力

式中Pb為飽和壓力,MPa;Rs為溶解氣油比,m3/m3;丫g為天然氣相對密度；P。為地表脫氣

原油密度,g/m3;t為地層溫度，℃。

根據(jù)公式求出地層壓力梯度,利用高溫高壓條件下，已進(jìn)行儲層流體測試的各油氣藏的原始

飽和壓力,近似計算出最終成藏的埋深（即原始成藏深度），以及最終成藏再度下沉的深度

（即成藏表面的目前深度），

對于疊合盆地而言，由飽和壓力-露點壓力法確定的成藏時間帶有很大的不確定性。疊合盆

地的油氣藏在形成以后一般都不同程度地經(jīng)歷過構(gòu)造抬升，造成油藏中的溶解氣體因構(gòu)造

抬升而散失,凝析氣藏也往往因構(gòu)造抬升而發(fā)生反凝析作用，從而使油氣藏最初形成時的飽

和壓力或露點壓力以及相態(tài)特征發(fā)生改變。多期次的油氣注入也會使早期油氣藏的飽和壓

力或露點壓力發(fā)生變化。比外，由飽和壓力-露點壓力法所確定的成藏期屬于最早成藏時間

還是最晚成藏時間,看法不盡相同。

2橫向上的油氣地球化學(xué)研究

油氣藏內(nèi)燃類流體在縱向上和橫向上的非均質(zhì)性是一個普遍現(xiàn)象。早期的研究認(rèn)為重力分

異、生物降解或水洗作用是造成炫類流體非均質(zhì)性的重要因素。近年來，研究發(fā)現(xiàn)油藏中

的烽類流體非均質(zhì)性存在多種成因。England等提出3種油藏的混合作用機(jī)理:熱對流混合

作用、重力驅(qū)動混合作用和擴(kuò)散混合作用。England等還認(rèn)為，在單個石油柱內(nèi)，垂向上的

擴(kuò)散作用在地質(zhì)歷史時間上是快速進(jìn)行的，導(dǎo)致在1Ma的時間內(nèi)使100m的油柱建立重力

分異的平衡。在橫向上除非整個油藏的儲集層具有很高的滲透率，一般穿越大油田石油柱

的擴(kuò)散作用是緩慢進(jìn)行的,成分的非均質(zhì)性可以保持?jǐn)?shù)10Mao

油藏地球化學(xué)分析主要是通過原油地球化學(xué)分析,確定原油、天然氣成熟度［如原油輕煌成

熟度、甲基菲指數(shù)(MPD、18a(H)-22,29,30-三降董烷/17a00-22,29,30-三降奢烷

(Ts/Tm)、C2920s/(20S+20R)等、天然氣碳同位素?fù)Q算出的等效鏡質(zhì)體反射率］，進(jìn)行原油

族(組)群劃分,建立油氣藏與煌源巖之間的關(guān)系,通過油氣藏成熟度及成分在橫向上的變化

［如氣油比、C2920s/(20S+20R)、MPI］建立油氣臧的充注方向。借助流體包裹體和同位素

測年,進(jìn)而確定油氣藏的成藏期。

3包裹體成藏時溫度

流體包裹體是在礦物生長過程中，被礦物晶格的缺陷或窩穴所包裹的部分流體。由于包裹

體在形成之后沒有外來物質(zhì)的加入,因而能夠反映成藏時的條件。包裹體捕獲溫度反映其

成巖時的溫度,因而可根據(jù)沉積巖中自生礦物中鹽水包裹體的均?化溫度,經(jīng)過壓力校正，

計算宿主礦物形成的古溫度,而如今均一化溫度多不進(jìn)行壓力校正。

3.1流體包裹體均一溫度和時間分布的研究

流體包裹體方法主要是利用包裹體在成巖礦物中的產(chǎn)狀、分布位置及其交切關(guān)系、顏色、

均一溫度分布等，確定流體包裹體的形成期次。流體包裹體形成期次是反映油氣運(yùn)移充注

歷史的最好記錄,準(zhǔn)確進(jìn)行包裹體的分期是確定油氣藏形成期的關(guān)鍵。Burrus等通過對布

油包裹體的產(chǎn)狀及其交切關(guān)系,結(jié)合埋藏史分析,確定了阿曼和阿拉伯聯(lián)合酋長國白堊系灰

巖儲層中的石油運(yùn)聚期次和時間。Eadington等用包裹體資料研究澳大利亞Eromanga盆地

流體運(yùn)移時,強(qiáng)調(diào)埋藏史和熱歷史恢復(fù)的重要性，從深度、溫度、時間三個標(biāo)尺描述熱史與

燃類運(yùn)移的關(guān)系。張金亮等根據(jù)瞬時熱流法，依據(jù)實際測量的反射率(R。)與計算的反射率

(Rv)的平方差值,利用化學(xué)動力學(xué)方程進(jìn)行擬合的方法,進(jìn)行熱流史的恢復(fù)。在此基礎(chǔ)上利

用泥巖壓實和剝蝕厚度恢復(fù)，編制工巴參1井精細(xì)分層的時間-溫度埋藏史曲線。確定第一

期成藏時間為100Ma,相當(dāng)于早白堊世晚期；第二期為14Ma,相當(dāng)于中新世中期，第二期對

油氣藏形成起重要作用。

目前，國內(nèi)許多單位流體包裹體均一化溫度數(shù)據(jù)，由于測試時沒有區(qū)分期次、是否均相捕獲,

造成大部分測試數(shù)據(jù)可靠性差,或者均一化溫度離散,影響了該方法在油氣藏分析中的應(yīng)用。

運(yùn)用包裹體均一溫度進(jìn)行成藏年代分析時,還應(yīng)當(dāng)注意后期溫度、壓力變化對包裹體均一

溫度的影響,特別是應(yīng)排除已發(fā)生均一溫度再平衡的包裹體，否則所確定的成藏年代便可能

偏新。

成藏分析時,均一化溫度的測試對象是與燒類流體包裹體共生的鹽水包裹體,而非爛類包裹

體本身。就均一化溫度而言,煌類包裹體的均一化溫度匕共生?的鹽水包裹體溫度低204C,甚

至40℃以上。對于蜂類包裹體的均一化溫度，一些研究者認(rèn)為它可能代表了油氣藏開始注

入時的古地溫。

3.2流體包裹體年齡和k-ar年齡的一致性

利用自生礦物同位素年代學(xué)確定燃類進(jìn)入儲層的時間是國際上20世紀(jì)80年代后期逐步發(fā)

展起來的新技術(shù)。其方法與礦床學(xué)中利用自生和蝕變礦物同位素年代學(xué)確定礦化年代相似。

其原理是砂巖儲層中自生伊利石是燒類充填儲層前最晚形成的。儲層中自生伊利石僅在流

動的水介質(zhì)環(huán)境形成，油氣進(jìn)入儲層后伊利石形成過程就會停止。一般來說油氣藏形成時

間略滯后于伊利石同位素年齡或基本同步。

利用自生礦物伊利石同位素分析數(shù)據(jù)確定成巖事件時代，限定成藏時間在北海油田和西北

歐地區(qū)已成為常規(guī)的方法，國內(nèi)王飛宇等對塔中4油田K/Ar同位素作了測定,認(rèn)為塔中4

油田CT油藏的形成時間為白堊紀(jì)末前后。

伊利石K/Ar定年的準(zhǔn)確性在于樣品的代表性。張有瑜等認(rèn)為充分發(fā)育的伊利石成巖作用

及伊利石成巖作用與油氣注入事件具有成因聯(lián)系,是應(yīng)用該項技術(shù)的基礎(chǔ)。此外,對于測試

數(shù)據(jù)必須結(jié)合樣品特征及地質(zhì)條件進(jìn)行分析。

5儲層瀝青反射率

瀝青作為石油與天然氣的伴生產(chǎn)物最早用來作為尋找油氣藏的標(biāo)志，自20世紀(jì)70年代,瀝

青反射率被用作燒源巖成熟度的指標(biāo)，近年來有些研究表明瀝青可作為油氣生成與運(yùn)移的

標(biāo)志，瀝吉所包含的地質(zhì)信息日益受到重視。儲層瀝青是一類特殊的成巖礦物，它是油藏中

石油蝕變的產(chǎn)物,記錄了油藏被改造、破壞的信息。固體瀝青反射率反映了煌類流體轉(zhuǎn)變

為固體瀝青后所經(jīng)歷的熱歷史。從儲層固體瀝青反射率,結(jié)合儲層埋藏史和熱演化分析,可

以確定油氣藏的形成時間,肖賢明等基于有機(jī)成熟理論,應(yīng)用改進(jìn)的Karweil方法，以塔里

木盆地塔中地區(qū)某些鉆孔為實例,提出了應(yīng)用瀝青反射率推算油氣生成與運(yùn)移地質(zhì)時代的

原理與方法，塔中地區(qū)古生代地層中的3組瀝青形成的地質(zhì)時代分別為中、晚奧陶世、晚

白堊世一早第三紀(jì)和晚第三紀(jì)。

6成藏期研究方法

規(guī)則油氣藏（不規(guī)則的巖性油氣藏和水動力油氣藏除外）的現(xiàn)今油水界面或氣水界面一般為

水平面。這類油氣藏最初形成時的油氣水界面一般也呈水平狀態(tài),后因構(gòu)造變動等因素的

影響，油氣水界面可能發(fā)生變遷，直至新的構(gòu)造穩(wěn)定期，其油氣水界面又重新演變成水平面。

因而可以通過現(xiàn)今已知油氣藏水截面演變史的分析,追溯出其油氣水界面（即水平面）在地

質(zhì)歷史時期上最早形成的時期，即可確定出其成藏期。該方法首先是編制大比例尺圈閉發(fā)

育史剖面圖（或平面圖），然后采用回剝法,計算油氣藏的現(xiàn)今油氣水界面在各地質(zhì)歷史時期

的古埋深,標(biāo)于相應(yīng)時期的剖面（或平面）上,古埋深點最早可連成水平直線或水平界面的時

期就是成藏期。此方法的優(yōu)點是簡便、直觀，尤其是將油氣水界面的變遷與圈閉發(fā)育史相

結(jié)合，避免了脫離地質(zhì)背景和圈閉形成條件而單純依據(jù)某些地球化學(xué)指標(biāo)分析成藏期的片

面性。鄧良全等運(yùn)用油氣水界面追溯法對塔中4油田的成藏期進(jìn)行了研究，認(rèn)為T/4油田

主要形成于晚海