黄俨然，赵双丰，杨荣丰，肖正辉

(1.湖南科技大学 页岩气资源利用湖南省重点实验室，湖南 湘潭 411201;2.中国石油大学(北京)地球科学学院，北京 102249)

流体包裹体是在晶体形成过程中或形成之后被捕获于晶体晶格缺陷中，至今在主矿物中并与主矿物存在明显界线的显微流体样品［1］。油气地质中包裹体封存的流体主要是有机质和同成因的含烃盐水，由于烃包裹体形成后一般没有与体系外的物质发生交换，其封存的流体直接反映了成藏时温度、压力、盐度和化学成分等内容［2］，因此具有信息的丰富性、参数的史实性和追踪的可靠性等优点［3－4］，但同时由于可能存在不可逆的化学变化，非均一相态捕获，热不稳定性，颈缩现象和多种成因机制共存等各种复杂情况［5－7］，在应用过程中有很多需要注意的问题。南方下扬子黄桥和句容地区经历了复杂多期的构造运动［8］，如句容地区白垩纪以来持续抬升，地层破碎严重，经常发生地层倒转和重复现象(图1)。由于烃源岩经历了多次不同幅度的抬升和剥蚀，具有多期动态的生烃过程，同时储层物性差，油气以近源充注为主［9］，因此成藏过程非常复杂。烃包裹体的研究可以直观的反应油气是如何从烃源岩进入到储层的，面对复杂地质特征的黄桥句容地区，明确包裹体发育时捕获流体的来源和捕获的期次，详细分析烃包裹体的形成原因，有助于了解多沉积旋回下的同源多期烃包裹体发育特征，了解该地区油气成藏过程，并丰富南方下古生界油气成藏理论。

图1 句容地区地层发育情况

1 同源多期的论证

同源多期包裹体是指不同期次包裹体中的有机质或水介质流体来源于同一源岩或同一流体体系，油气包裹体形成时储集层的成岩阶段与其捕获烃类包裹体的热演化阶段不同步［10］。黄桥句容地区二叠—三叠系油藏储层发育的烃包裹体是同源多期包裹体，主要有以下几个方面的证据:

1.1 单一来源

黄桥句容地区二叠—三叠系油气显示十分丰富，原油来源于上古—中生界烃源岩，主要是因为其分布于中—新生界烃源岩缺失区，并且与下古生界烃源岩地球化学特征存在很大不同，如正构烷烃、长链三环萜烷和碳同位素的分布等。烃源层主要是指二叠—三叠系，自下而上依次为二叠系栖霞组(P1q)、孤峰组(P1g)、龙潭组(P2l)和大隆组(P2d)，三叠系上部受到剥蚀，主要为下三叠统青龙组(T1qn)。烃源岩评价认为，除P1q和T1qn的灰岩生烃潜力相对较低外，其他层位均为较好—好烃源岩［11］。黄桥地区P2l是主要的油气显示层位，在该层位收集的原油和油砂样品经油源对比，在正构烷烃、C20－C30三环萜烷和C27－C29规则甾烷分布，孕甾烷和升孕甾烷的相对含量，Ts/Tm值和三芴系列化合物分布方面与P2l烃源岩相关性较好，原油生物标志化合物谱图分布与P2l烃源岩对比如图2a所示。另外P2l烃源岩生烃能力高，发育规模大，但同时作为储层物性差，实测岩心平均孔隙度4.14%，渗透率一般不超过0.1 ×10－3μm2，且处于 P2l－ P2d异常压力封盖区域内，因此油气多以自生自储为主，P2l发现的原油主要来自于P2l烃源岩。

图2 部分原油与烃源岩生物标志化合物谱图对比

句容地区主要储层P2l和T1qn的物性也很低，但断裂普遍发育，可以作为纵向运移的主要通道，因此运移条件相对较好。根据R2井白垩系葛村组(K1g)、JP1井T1qn及JB1井P2l原油样品，和 J12井、J13井T1qn含油灰岩岩心的地球化学特征对比，在部分生标参数交汇图、C20－C30三环萜烷、甾萜类系列化合物相对含量和族组分碳同位素分布方面与T1qn烃源岩相关性非常明显，原油饱和烃及生物标志化合物色谱分布与P2l烃源岩对比如图2b所示，较黄桥地区特征更为接近。虽然原油和含油岩心来自不同层位，但是除了JB1井P2l原油样品可能是不同层位生烃的混源外，其他样品均表现出近源的特征。因此整体来看，黄桥和句容地区二叠—三叠系油藏的油气来源应该是单一的，即均为同源。

1.2 多期生烃

从南方下扬子不同地区钻井揭示的地层接触关系统计发现，因水平挤压引起的抬升应有9期，分别有9个地层不整合面作为佐证，发育有多个沉积埋藏—抬升剥蚀的旋回过程，只是强弱程度和表现形式在各地区不完全一致。因此其烃源岩的生烃过程非常复杂，根据不同地区地质特征可分为苏南、苏北两种基本类型，苏北型早期隆升、生烃中止，晚期大幅沉降、二次生烃;苏南型早期振荡抬升与沉降、生烃中止，晚期先沉降二次生烃后隆升，幅度较大［12］。本文拟重建烃源岩的埋藏演化过程，以盆地沉积、构造演化、原型盆地类型、现今区域热场特征等为约束，根据钻井所得实际资料和现今实测Ro来拟合，结合热演化历史和烃源岩的生烃参数，即可定量表征不同历史时期的生烃强度。

黄桥和句容地区表现由于所处下扬子区域不同表现并不相同。黄桥X1井完钻井深2088.1 m，尚未钻穿P1g，根据构造演化背景和地层发育情况，埋藏过程如图3a所示，更倾向于苏北型:在印支运动前基本平稳沉降，印支—燕山早中期开始接受挤压推覆作用，发生强烈隆升，中侏罗世末时最强，燕山晚期至喜山期接受拉张—挤压作用交替作用，在晚白垩世末发生大幅沉降，之后又整体抬升，在上新世至第四纪又发生明显的沉降作用。烃源岩现今主要处于成熟阶段。

句容N3井埋藏过程更为复杂，钻遇T1qn厚达1706.5 m，而附近其他井T1qn厚度与之相比小的多，经地震资料解释和连井剖面对比，认为实际上是由于晚期强烈构造运动的断裂引起地层错动，原本较厚的T1qn发生了重复造成的(图1)。N3井的埋藏过程更接近于苏南型(图3b):在印支运动前基本平稳沉降，三叠纪末地层开始抬升，燕山中期受到挤压推覆作用，在中侏罗世又发生较大幅度的抬升，燕山晚期至喜山期受拉张—挤压作用交替改造，晚白垩世又发育一次沉降—抬升旋回，而在白垩纪末至今持续抬升，基本缺失了上白垩统以上地层。烃源岩现今主要处于成熟—高成熟阶段。

图3 单井埋藏演化史和油气成藏过程示意图

1.3 生烃强度

盆地模拟表明构造沉降和地层沉积是盆地烃源岩成熟的主要原因，快速、大幅度沉降期是生烃的主要时期［13］。不同时期不同层位烃源岩具有复杂的生烃过程。黄桥地区X1井烃源层有两次主要的生烃时期，分别发生在侏罗纪晚期和古近纪，且以第二次生烃为主，占已知总生烃资源潜力的74.1%。第二次主要生烃时期构造活动逐渐平稳，沉积了较厚的浦口组(K2p)，因此生烃强度最大。P2l是主要的生烃层位，这主要是因为P2l烃源岩的规模大，其有机质类型、丰度和成熟度等与相邻层位差别并不明显。句容地区N3井主要的生烃时期发生在白垩纪，分为早晚两期，早期第一次生烃量最大，约占总生烃资源潜力的62.3%，晚期的生烃强度也相对较高。从不同层位的生烃贡献来看，P2l仍是主要的生烃层位，但白垩纪晚期T1qn的生烃也不可忽视。

2 烃包裹体发育特征

黄桥 X1井分别在 P2l层位的 1845.07 m、1866.7 m和1875.5 m取得三个含油级别在油斑以上的岩心样品进行包裹体分析，样品镜下观察均显示砂岩粒间孔隙内普遍为黑褐色、深褐色、无荧光显示的炭黑色沥青所充填，还可以见到早期油藏被破坏后残留在石英颗粒成岩次生早中期加大边中的富沥青包裹体(图4a)，表明该储层为早期含油的古油藏。根据包裹体发育的位置和产状，可将油气充注分为两个发育时期:第一期发育于石英颗粒成岩次生加大早中期，烃包裹体沿环石英颗粒加大边中—内侧成带分布或沿切及石英颗粒次生加大边的微裂隙成线状/带状分布(图4a)，发育丰度极高，含油包裹体颗粒指数(GOI)在40%左右，第二期发育于石英颗粒成岩次生加大期后，烃包裹体沿切穿多个石英颗粒及其加大边的微裂隙成线状/带状分布(图4b)，GOI在5% －10%之间。第一期烃包裹体在三个样品中均较为发育，而第二期包裹体则主要发育在后两个样品中，第一个岩心样品的粒间孔隙不含油，无荧光显示，后两个样品粒间孔隙则显示富含中—轻质油，普遍显示绿色、黄绿色荧光，说明第一个样品1845.07 m处的砂岩储层可能没有第二期烃包裹体发育时的油气充注。

图4 黄桥X1井烃包裹体发育特征

句容N3井在T1qn层位1981.85 m处取得油迹灰岩岩心样品进行包裹体分析。与X1井类似，N3井泥晶灰岩部分裂缝及粒间空隙中充填深褐色稀油沥青，显示暗褐色荧光，部分孔洞内还储存有呈褐色、显示褐色或黑褐色荧光的晚期稠油或稠油沥青(图5a)，表明该储层为早期含油的古油藏。该样品也显示发育有两期包裹体:第一期发育于灰岩裂缝方解石矿物充填期间，烃包裹体沿灰岩裂缝方解石充填物成群分布或均匀分布(图5a)，发育丰度极高，GOI在70%左右，第二期发育于灰岩裂缝方解石充填物充填期后，烃包裹体沿灰岩裂缝方解石晶粒的次生微裂隙成线状/带状分布(图5b)，GOI在5%左右。值得注意的是，由于N3井第一期烃包裹体发育丰度很高，在这一期包裹体里找到合适测温的非常困难，我们所得均一温度数据均是从第二期包裹体中测得的，这种现象在句容地区非常普遍，如J12井T1qn储层第一期发育的包裹体GOI甚至达到了100%。

图5 句容N3井烃包裹体发育特征

3 成藏期次

黄桥X1井不同产状包裹体均一温度的分布明显不同，其中成岩期包裹体均一温度的分布非常广泛，在80℃ －90℃区间内最为集中，且在120℃ －130℃区间内又有一次相对集中的分布(图6)。研究认为，这一现象与P2l埋藏深度的演化密切相关，由于油气以自生自储为主，随着埋藏深度的增加，P2l边生烃边充注边发育烃包裹体。在侏罗纪生烃成藏时期，虽然生烃强度不高，但是成岩作用也不强烈，较疏松的储层可供形成大量的烃包裹体，因此GOI丰度高，可供测温的包裹体样品也多。而到古近纪，虽然生烃强度大，但是埋藏深度大，成岩作用强烈，储层物性低，烃包裹体相对不发育，GOI略小，成岩期包裹体均一温度的分布与P2l不同埋深时的地层温度能够一一对应，分为两个油气成藏阶段(图3a)。而成岩期后发育包裹体均一温度的分布集中且明显低于成岩期，主要分布于70℃ －80℃之间，成岩期后包裹体的形成时间是晚于成岩期的，其盐度也普遍小于成岩期，前者平均2.44%，后者则为4.39%，说明成岩期后储层的埋藏深度小于成岩期，因此成岩期后包裹体的均一温度分布对应于古近纪晚期的抬升阶段。

图6 不同产状烃包裹体的均一温度分布

句容N3井仅在裂缝方解石充填物次生微裂隙中找到测温的烃包裹体，如前所述，是反映第二期形成烃包裹体时的地层温度情况，由图6可以看出其均一温度相对集中，主要分布在100℃ －120℃之间，因此是白垩纪晚期油气充注成藏时形成的(图3b)。而对于第一期形成的烃包裹体，从镜下观察仅能了解其与裂缝方解石充填同期，且发育丰度极高，应是一期油气充注时形成的，结合该井不同历史时期的生烃强度，白垩纪早期的生烃强度最大，对于T1qn储层更容易形成GOI丰度很高的现象，因此认为第一期形成烃包裹体时期是白垩纪早期。

4 结论和建议

(1)下扬子黄桥句容地区二叠—三叠系油气藏油气来源相对单一，烃源岩具有多期动态的生烃过程，其储层发育的烃包裹体具有同源多期的特点;

(2)根据单井不同产状的烃包裹体发育和均一温度分布特征，黄桥句容地区均可以明显分为两期油气充注过程，黄桥地区主要为侏罗纪中期和古近纪早期，句容地区主要为白垩纪的早期和晚期;

(3)在复杂强烈构造运动和多沉积旋回的背景下，烃包裹体GOI丰度和均一温度的集中程度与油气充注的高峰时期并无直接对应关系，包裹体的均一温度分布不能完全反映油气成藏特征，需分单井分层位分产状结合生烃、构造和埋藏演化进行综合分析。

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