塔里木盆地中下寒武統(tǒng)油氣成藏演化研究

塔里木盆地中下寒武統(tǒng)油氣成藏演化研究

塔里木盆地寒武系鹽下碳酸鹽巖的勘探是近年來的熱點。地質(zhì)背景塔里木寒武系油氣勘探主要集中在塔北隆起、塔中隆起和巴楚隆起帶上(圖油藏特征：中、下寒武統(tǒng)依據(jù)現(xiàn)今塔中地區(qū)中下寒武統(tǒng)含油氣層的分布，可將鹽下寒武系地層劃分為3巖相學(xué)分析設(shè)備樣品主要來自塔里木盆地塔中地區(qū)中深5井的中下寒武統(tǒng)巖心，部分樣品采自相同層系的楚探1井、中寒1井和中深1井巖心。為了明確儲層的成巖演化期次與過程，開展了鑄體薄片、掃描電鏡、背散射以及電子探針分析；包裹體的發(fā)育形態(tài)與特征主要通過熒光顯微鏡和激光拉曼開展分析。鏡下觀察設(shè)備為德國Leica2700P顯微鏡，該設(shè)備配備有透光和熒光模塊。為了獲取更好的巖相學(xué)效果，巖石礦物中有機質(zhì)熒光觀察采用藍光激發(fā)，激發(fā)波長為475nm,烴類包裹體熒光觀察為紫外光激發(fā)，對應(yīng)波長為365nm。單個油包裹體的顯微熒光光譜分析設(shè)備為德國J&M公司生產(chǎn)的TIDASMSP400顯微分光光度計；激光拉曼光譜分析設(shè)備采用法國JobinYvon公司生產(chǎn)的LabRam-010型光譜分析儀，測試條件：激發(fā)光光源波長為514.5nm(綠光),功率約為12mW,狹縫寬度為100μm,信號采集時間為10s,物鏡鏡頭采用50倍長焦距鏡頭，為確保實驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，每次測試之前均采用硅片進行校正。4固層巖石中羥基包裹體的發(fā)育、分布和發(fā)育特征4.1早期成巖礦物礦物顆粒之間、顆粒與有機質(zhì)之間的接觸關(guān)系反映出成巖、成烴過程的先后次序(圖4)。圖4(a)為正交偏光鏡下顆粒之間的接觸關(guān)系，從孔隙邊緣(左側(cè))向孔隙中心依次發(fā)育了早期的泥晶白云巖、中粗晶白云巖、石英、石膏以及孔隙中心的螢石。在鑄體薄片上能夠直觀地看出各類礦物與瀝青在孔隙中的分布關(guān)系(圖4(b)、(c)),石英顆粒更靠近孔隙中心，形成時間晚于中粗晶白云石；而中粗晶白云石形成時間早于瀝青。圖4(d)～(f)和圖4(g)～(i)分別為中寒1井∈成巖次序揭示：①沉積形成的泥晶、中細晶灰?guī)r顆粒是最早的礦物；②在準(zhǔn)同生埋藏過程中發(fā)生了白云石重結(jié)晶，圍繞早期白云石顆粒所組成的孔洞周緣發(fā)育了自形較好的中粗晶白云石晶體；③中粗晶白云石晶體形成之后發(fā)生過明顯的液態(tài)烴充注，表現(xiàn)為瀝青緊密貼合在孔洞白云晶體上，不同部位由于成巖作用或者烴類流體充注的不均一性可能造成瀝青的缺失或者瀝青直接與硬石膏接觸；④瀝青形成之后孔洞中發(fā)育豐富的成巖礦物，包括方解石(圖4(c),紅色部分)、硬石膏、石英、黃鐵礦、螢石。從背散射分析結(jié)果可以看出，石膏形成于瀝青之后，而后發(fā)生了石英、螢石的填充，黃鐵礦與瀝青伴生現(xiàn)象十分明顯，形成時期應(yīng)該與瀝青相近。4.2不同巖性成巖序次烴類包裹體發(fā)育特征成巖期次礦物上發(fā)育的流體包裹體類型與特征可以反映出礦物形成時期地層流體的性質(zhì)，其中烴類包裹體能夠反映出油氣形成與演化的過程早期形成的中細晶白云巖代表了最早的成巖序次(成巖序次Ⅰ),顆粒上成群發(fā)育各種類型的包裹體，其中有機包裹體發(fā)育的豐度(孔洞周圍的中粗晶自形白云石代表了成巖序次Ⅱ(圖縱包體發(fā)育特征縱向上包裹發(fā)育體特征的對比可以反映出流體在同一地區(qū)不同時期的充注差異。以取芯筒次最多、資料最豐富的中深鏡下觀察顯示：①中深包的均勻溫度通過對烴類包裹體伴生的鹽水包裹體開展均一溫度測試，可以獲得烴類包裹體捕獲時的最小溫度成巖序和第二組早期白云石上發(fā)育兩期液態(tài)烴包裹體。通過熒光判別后，分別對兩期包裹體開展均一溫度測試(圖成巖序和第二組中粗晶白云石顆粒上包裹體無明顯熒光，但是通過單偏光鏡觀察可以辨別出液態(tài)烴包裹體和氣烴包裹體，其中液態(tài)烴包裹體均一溫度分布在成巖序和第二組石膏晶體中存在兩種類型的烴類包裹體，液態(tài)烴包裹體伴生的流體鹽度較低(鹽水包裹體和織物螢石上不發(fā)育液態(tài)烴包裹體，均為呈深灰色的氣烴包裹體和呈透明無色含氣態(tài)烴的鹽水包裹體。雖然螢石的成巖期次是本區(qū)可識別礦物中形成次序最晚的，但是均一溫度卻顯示螢石上氣烴包裹體的捕獲溫度并不高，分布區(qū)間在油氣注入的性能早期充注類型不同成巖期次上烴類包裹體特征揭示，塔中地區(qū)中下寒武統(tǒng)油氣藏早期經(jīng)歷過連續(xù)的液態(tài)烴充注。從烴類包裹體伴生的鹽水包裹體均一溫度主峰值可以看出地層古流體溫度由低逐漸升高，從對中深充注構(gòu)建過程現(xiàn)今油氣藏中油氣地球化學(xué)特征顯示油氣藏中存在不同演化階段的產(chǎn)物。中深不同隱藏注釋的差異前人對寒武系油氣來源的問題開展過大量的研究藏后期有局部污泥溶解塔里木盆地寒武系天然氣成因一直存在干酪根裂解氣與原油裂解氣之爭地層壓力因素包裹體均一溫度代表的是包裹體捕獲時的最小溫度，均一溫度受到地層壓力因素影響。通過埋藏深度的壓力補償方法另一方面，研究顯示硫酸鹽熱化學(xué)還原反應(yīng)(流體包裹體成因包裹體中瀝青的存在是原油裂解的有力證據(jù)。在成巖序次Ⅰ、Ⅱ以及成巖序次Ⅲ的硬石膏和石英顆粒上都存在瀝青包裹體。油氣藏中瀝青包裹體分為兩種類型：第一類，包裹體內(nèi)幾乎全部為瀝青質(zhì)，無熒光顯示，同期伴生鹽水包裹體均一溫度分布范圍很廣，為包裹體內(nèi)瀝青的形成有兩種成因。第一種成因是早期包裹體捕獲的液態(tài)烴形成了一個封閉的“微型油藏”,后期地層溫度升高使得包裹體封閉體系中液態(tài)烴發(fā)生裂解形成瀝青質(zhì)與氣體。當(dāng)包裹體內(nèi)壓力過大時發(fā)生破裂，造成氣烴漏失僅保留瀝青質(zhì)。上述第一類瀝青包裹體主要為該成因，拉曼分析顯示僅有瀝青成分而無氣體成分。當(dāng)裂解不充分時就會形成第二類瀝青包裹體，包裹體內(nèi)主要成分仍然為液態(tài)烴(圖下寒武統(tǒng)早期油氣藏塔中地區(qū)中下寒武統(tǒng)油氣充注演化經(jīng)歷了成藏早期的連續(xù)液態(tài)烴充注與成藏晚期的原油裂解氣充注兩種成藏過程。結(jié)合中深早期液態(tài)烴充注的飽和度受生排烴量和儲層的質(zhì)量共同控制。目前資料顯示下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組烴源巖主要分布在大斷層的北側(cè)綜合前人的研究和本次包裹體分析結(jié)果，認(rèn)為目前中下寒武統(tǒng)油氣藏中天然氣更多地表現(xiàn)為原油裂解氣通過