黄河口凹陷北部陡坡带沙河街组油气成藏过程分析

黄河口凹陷北部陡坡带沙河街组油气成藏过程分析

渤海海岸口古近系一直是渤海油田油气勘探的重点。为了渤海海域黄河口凹陷轻质油气藏的进一步挖潜,油气成藏过程研究是油气勘探过程中必须要解决的重要问题。成藏过程研究包括了油气的生成、运移、聚集等环节,是认识油气分布规律,指导油气藏持续勘探的关键。前人对黄河口凹陷的成藏主控因素鉴于此,利用储层定量荧光技术、包裹体岩相观察及显微测温技术,并结合热史和埋藏史数据,多方法结合研究黄河口凹陷北部油气充注期次和时间,在此基础上研究烃类来源、烃源岩生排烃史、各期次充注强度、研究区油水界面变迁等,动态恢复油气充注成藏史,以期为黄河口凹陷西北半环陡坡带中深层轻质油气藏的持续勘探提供重要认识。1双断堑状凹陷黄河口凹陷位于渤海海域南部,南北夹持在渤南低凸起,垦东-青坨子、莱北低凸起之间,西侧为埕北凸起(图1),是北北东向郯庐断裂分支和东西走向控凹断裂相互控制下形成的双断堑状凹陷2流体包裹体岩相学黄河口凹陷北部陡坡带BZ-A-2井沙一段和沙二段3727.5～3917.5m储层采集28块岩石样品,每5～10m间隔密集取样。每个样品筛选2g进行一系列的标准化化学清理,清洗后的纯净颗粒用二氯甲烷萃取,进行萃取液荧光扫描分析(quantitativegrainfluorescenceonextract,QGF-E),QGF-E光谱可用QGF-E强度和最大波长数据表征。烘干后的颗粒进行储层颗粒定量荧光分析(quantitativegrainfluorescence,QGF),利用QGF光谱计算出QGF指数(IBZ-A-1井沙二段3692～3915m碎屑岩储层采样7块进行流体包裹体分析。流体包裹体分析首先研究包裹体岩相学,即运用紫外-可见光和荧光光谱划分包裹体组合,观察并研究包裹体的产状、大小、丰度(grainscontainingoilinclusion,GOI)、赋存特征等,再选择同期包裹体组合内盐水包裹体和油包裹体开展显微测温研究。总体上,不同期次的流体包裹体在赋存矿物、荧光特征、伴生盐水包裹体的盐度存在明显不同。油气包裹体的大小、相态、偏光-荧光特征、期次观察、盐度等特征通过荧光偏光显微镜观察完成,包裹体显微测温采用RTHMSG600型冷热台在100倍长焦物镜下进行。3结果与讨论3.1qgf-e荧光与成岩年龄的关系储层颗粒定量荧光(QGF)是利用254nm紫外激发波,反映了包裹体及颗粒表面少量残留吸附烃的荧光特征,用于测试包裹体发育丰度,一般古油层的荧光光谱在375～475nm有特征鼓峰,QGF指数通常大于4储集层萃取液定量荧光(QGF-E)是利用260nm紫外激发波,测试岩石颗粒表面烃类的荧光光谱特征,用于识别现今油层,越来越多研究表明,现今油层QGF-E荧光强度普遍较高,而水层样品的荧光谱峰接近基线沙一段3727.5～3732.5m和沙二段3885～3917m储层QGF指数都大于4,表明地质历史时期形成过古油藏,而QGF-E均小于70pc,现今为水层,可能是由于圈闭的调整或者断裂活动,导致了近35m的油层泄漏,形成了沙二段3885m典型的油水界面。3.2烃包裹体及其成矿通过对黄河口凹陷北部陡坡带沙河街组储集层样品开展系统的荧光显微镜下岩相学观察,发现黄河口凹陷北部陡坡带沙河街组储集层中主要发育2期岩相特征明显不同的流体包裹体(图3),分别对应2期油气充注过程:第Ⅰ期分散分布于石英次生加大边内侧,也可见赋存于碳酸盐岩胶结物内,单偏光下呈褐色,大多无荧光显示的液相烃类包裹体,整体数量较小,不发育[图3(a)、图3(b)]。第Ⅱ期为沿切穿石英、长石或及其次生加大的平直微裂隙呈带状分布的主要发浅蓝色荧光的气液两相烃类包裹体,主要为椭圆形、不规则形状,气液比较小,该期包裹体发育,定向排列或表现为串珠状[图3(c)、图3(d)]。与第Ⅰ期褐色包裹体共生的含烃盐水包裹体均一化温度主要范围为115～125℃,第Ⅱ期淡蓝色气液烃包裹体均一化温度主峰范围为130～150℃。如图4所示,结合该井埋藏史和热史数据,褐色和浅蓝色包裹体形成时间分别为7Ma和2Ma左右。综上所述,黄河口凹陷北部陡坡带第Ⅰ期油气充注时间开始于7Ma,充注强度较小;第Ⅱ期大规模的油气充注时间开始于2Ma。多期油气充注成藏的储集层中通常会形成不同类型、不同成熟度的包裹体,不同性质与密度的烃类包裹体的QGF荧光光谱的特征有所不同,密度越大,最高峰波长值越大3.3油气源分析凹陷烃源岩生烃史和油气来源分析是油气充注史研究的基础烃源岩甾烷萜烷分布特征表明,黄河口凹陷东三段烃源岩20R-ααα-C3.4早期油气充注阶段利用包裹体岩相学、储层定量荧光技术结合区域生排烃史和圈闭演化史(图4),认为黄河口凹陷北部陡坡带油气充注历史主要经历了以下三个阶段:(1)新近系明化镇组沉积早期,凹陷北部陡坡带圈闭已形成,沙河街组烃源岩进入排烃期(约9Ma),少量的低熟的油气近源聚集(约7Ma),对应第Ⅰ期低熟的轻-中质褐色的烃类包裹体;(2)新构造运动期(约5Ma至今),沙三段和沙一-沙二段烃源岩埋深增加、生烃有机质迅速成熟,约2Ma沙河街组烃源岩进入生烃高峰期,断裂活动贯通沙三段烃源岩与沙一-沙二段储集层,油气快速发生穿层运移,持续稳定的充注形成了古油藏,第Ⅱ期赋存于石英次生加大期后,发浅蓝色荧光的包裹体记录了该期油气充注过程;(3)晚期由于构造运动,第二期大规模充注的油气发生了泄漏,古油藏规模减小,油水界面变迁,最终形成现今油气藏。油气藏中的油气分布规律、聚集特征、改造过程均被储层中的包裹烃和颗粒吸附烃记录了下来。4储层定量荧光水剂气藏(1)利用储层定量荧光技术、流体包裹体岩相学观察、显微测温等技术认为渤海海域黄河口凹陷北部陡坡带存在2期油气充注过程:第Ⅰ期为褐色低熟轻-中质液相烃类包裹体,充注规模较小,开始充注时间为7Ma;第Ⅱ期为发浅蓝色荧光中质气液两相烃类包裹体,充注规模较大,开始注注时间为2Ma。油气主要来源于黄河口凹陷古近系沙三