塔里木盆地中下寒武统油气成藏演化研究

塔里木盆地中下寒武统油气成藏演化研究

塔里木盆地寒武系盐下碳酸盐岩的勘探是近年来的热点。地质背景塔里木寒武系油气勘探主要集中在塔北隆起、塔中隆起和巴楚隆起带上(图油藏特征：中、下寒武统依据现今塔中地区中下寒武统含油气层的分布，可将盐下寒武系地层划分为3岩相学分析设备样品主要来自塔里木盆地塔中地区中深5井的中下寒武统岩心，部分样品采自相同层系的楚探1井、中寒1井和中深1井岩心。为了明确储层的成岩演化期次与过程，开展了铸体薄片、扫描电镜、背散射以及电子探针分析；包裹体的发育形态与特征主要通过荧光显微镜和激光拉曼开展分析。镜下观察设备为德国Leica2700P显微镜，该设备配备有透光和荧光模块。为了获取更好的岩相学效果，岩石矿物中有机质荧光观察采用蓝光激发，激发波长为475nm,烃类包裹体荧光观察为紫外光激发，对应波长为365nm。单个油包裹体的显微荧光光谱分析设备为德国J&M公司生产的TIDASMSP400显微分光光度计；激光拉曼光谱分析设备采用法国JobinYvon公司生产的LabRam-010型光谱分析仪，测试条件：激发光光源波长为514.5nm(绿光),功率约为12mW,狭缝宽度为100μm,信号采集时间为10s,物镜镜头采用50倍长焦距镜头，为确保实验数据准确，每次测试之前均采用硅片进行校正。4固层岩石中羟基包裹体的发育、分布和发育特征4.1早期成岩矿物矿物颗粒之间、颗粒与有机质之间的接触关系反映出成岩、成烃过程的先后次序(图4)。图4(a)为正交偏光镜下颗粒之间的接触关系，从孔隙边缘(左侧)向孔隙中心依次发育了早期的泥晶白云岩、中粗晶白云岩、石英、石膏以及孔隙中心的萤石。在铸体薄片上能够直观地看出各类矿物与沥青在孔隙中的分布关系(图4(b)、(c)),石英颗粒更靠近孔隙中心，形成时间晚于中粗晶白云石；而中粗晶白云石形成时间早于沥青。图4(d)～(f)和图4(g)～(i)分别为中寒1井∈成岩次序揭示：①沉积形成的泥晶、中细晶灰岩颗粒是最早的矿物；②在准同生埋藏过程中发生了白云石重结晶，围绕早期白云石颗粒所组成的孔洞周缘发育了自形较好的中粗晶白云石晶体；③中粗晶白云石晶体形成之后发生过明显的液态烃充注，表现为沥青紧密贴合在孔洞白云晶体上，不同部位由于成岩作用或者烃类流体充注的不均一性可能造成沥青的缺失或者沥青直接与硬石膏接触；④沥青形成之后孔洞中发育丰富的成岩矿物，包括方解石(图4(c),红色部分)、硬石膏、石英、黄铁矿、萤石。从背散射分析结果可以看出，石膏形成于沥青之后，而后发生了石英、萤石的填充，黄铁矿与沥青伴生现象十分明显，形成时期应该与沥青相近。4.2不同岩性成岩序次烃类包裹体发育特征成岩期次矿物上发育的流体包裹体类型与特征可以反映出矿物形成时期地层流体的性质，其中烃类包裹体能够反映出油气形成与演化的过程早期形成的中细晶白云岩代表了最早的成岩序次(成岩序次Ⅰ),颗粒上成群发育各种类型的包裹体，其中有机包裹体发育的丰度(孔洞周围的中粗晶自形白云石代表了成岩序次Ⅱ(图纵包体发育特征纵向上包裹发育体特征的对比可以反映出流体在同一地区不同时期的充注差异。以取芯筒次最多、资料最丰富的中深镜下观察显示：①中深包的均匀温度通过对烃类包裹体伴生的盐水包裹体开展均一温度测试，可以获得烃类包裹体捕获时的最小温度成岩序和第二组早期白云石上发育两期液态烃包裹体。通过荧光判别后，分别对两期包裹体开展均一温度测试(图成岩序和第二组中粗晶白云石颗粒上包裹体无明显荧光，但是通过单偏光镜观察可以辨别出液态烃包裹体和气烃包裹体，其中液态烃包裹体均一温度分布在成岩序和第二组石膏晶体中存在两种类型的烃类包裹体，液态烃包裹体伴生的流体盐度较低(盐水包裹体和织物萤石上不发育液态烃包裹体，均为呈深灰色的气烃包裹体和呈透明无色含气态烃的盐水包裹体。虽然萤石的成岩期次是本区可识别矿物中形成次序最晚的，但是均一温度却显示萤石上气烃包裹体的捕获温度并不高，分布区间在油气注入的性能早期充注类型不同成岩期次上烃类包裹体特征揭示，塔中地区中下寒武统油气藏早期经历过连续的液态烃充注。从烃类包裹体伴生的盐水包裹体均一温度主峰值可以看出地层古流体温度由低逐渐升高，从对中深充注构建过程现今油气藏中油气地球化学特征显示油气藏中存在不同演化阶段的产物。中深不同隐藏注释的差异前人对寒武系油气来源的问题开展过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气成因一直存在干酪根裂解气与原油裂解气之争地层压力因素包裹体均一温度代表的是包裹体捕获时的最小温度，均一温度受到地层压力因素影响。通过埋藏深度的压力补偿方法另一方面，研究显示硫酸盐热化学还原反应(流体包裹体成因包裹体中沥青的存在是原油裂解的有力证据。在成岩序次Ⅰ、Ⅱ以及成岩序次Ⅲ的硬石膏和石英颗粒上都存在沥青包裹体。油气藏中沥青包裹体分为两种类型：第一类，包裹体内几乎全部为沥青质，无荧光显示，同期伴生盐水包裹体均一温度分布范围很广，为包裹体内沥青的形成有两种成因。第一种成因是早期包裹体捕获的液态烃形成了一个封闭的“微型油藏”,后期地层温度升高使得包裹体封闭体系中液态烃发生裂解形成沥青质与气体。当包裹体内压力过大时发生破裂，造成气烃漏失仅保留沥青质。上述第一类沥青包裹体主要为该成因，拉曼分析显示仅有沥青成分而无气体成分。当裂解不充分时就会形成第二类沥青包裹体，包裹体内主要成分仍然为液态烃(图下寒武统早期油气藏塔中地区中下寒武统油气充注演化经历了成藏早期的连续液态烃充注与成藏晚期的原油裂解气充注两种成藏过程。结合中深早期液态烃充注的饱和度受生排烃量和储层的质量共同控制。目前资料显示下寒武统玉尔吐斯组烃源岩主要分布在大断层的北侧综合前人的研究和本次包裹体分析结果，认为目前中下寒武统油气藏中天然气更多地表现为原油裂解气通过