吴 凡，付晓飞，卓勤功，桂丽黎，王 媛，芦 慧

（1.东北石油大学 地球科学学院，黑龙江 大庆 163318； 2.中联煤层气有限责任公司，北京 100011； 3.中国石油勘探开发研究院 中国石油天然气集团公司盆地构造与油气成藏重点实验室，北京 100083； 4.中国石油塔里木油田勘探开发研究院，新疆 库尔勒 841000）

基于定量荧光技术的库车拗陷英买7构造带古近系油气成藏过程分析

吴 凡1，2，3，付晓飞1，卓勤功3，桂丽黎3，王 媛4，芦 慧1

（1.东北石油大学 地球科学学院，黑龙江 大庆 163318； 2.中联煤层气有限责任公司，北京 100011； 3.中国石油勘探开发研究院 中国石油天然气集团公司盆地构造与油气成藏重点实验室，北京 100083； 4.中国石油塔里木油田勘探开发研究院，新疆 库尔勒 841000）

利用定量颗粒荧光技术，研究塔里木盆地库车拗陷英买7构造带油气调整特征.英买19古近系储层砂岩样品定量荧光光谱响应及流体包裹体观测、储层沥青镜下分析结果表明：英买19有残余油层存在且古油柱厚度大于现今油层厚度，古油藏发育并发生原油泄漏；英买19现今油水界面在4 706 m处；英买7构造带油气藏早期吉迪克期～康村期以油充注为主，并形成古油藏，晚期库车期开始以气充注为主，天然气经过阶段性充注、气洗改造原有油气藏，古油水界面多次向下调整，后受构造抬升运动影响，最终形成现今凝析气藏.该研究成果为英买7构造带古近系油气成藏过程研究提供依据.

库车南部斜坡带；英买7构造带；油气成藏过程；古油水界面恢复；定量荧光技术

0 引言

油气藏油水界面的变迁记录油气藏形成以后的调整、改造及破坏的历史.根据恢复油气藏在各地质历史时期古油水界面位置，可以确定油气运聚成藏的时间，恢复流体成藏的调整过程，帮助认识油气藏形成和分布规律，为油气藏成藏特征研究奠定基础[1].近年来，荧光技术逐步应用于包裹体及成藏过程研究，为识别古油柱、现今与古油水界面等研究提供证据[2-3]，该技术具有快速、简便和经济等特点，已经在油气成藏领域得到广泛应用[4-5].

塔里木盆地库车拗陷作为油气勘探的重要领域，人们研究油气系统的成藏过程，认为库车拗陷具有多期次充注的特征，但成藏过程认识存在差异[6-9].英买7构造带位于库车拗陷南部斜坡带的西南部，紧邻塔北隆起，在古近系、白垩系、奥陶系获得工业性油流，主要分析古近系凝析油气藏的成藏过程.对于该构造带古近系油气来源，认为是库车拗陷三叠系—侏罗系陆相烃源岩[6，8，10-13]，但油气充注过程存在差异，如赵靖舟等认为早期康村期形成英买21和英买23～17低熟气藏，晚期库车期形成英买19和英买7～9成熟气藏[7]；Liang Digang等认为中新世早期成油、上新世以来晚期聚气[6]；赵孟军等认为喜马拉雅早期油气聚集、破坏和喜马拉雅晚期天然气聚集、调整[8，14].

笔者利用定量颗粒荧光技术（QGF和QGF-E）识别古油层和残余油层，恢复油水界面的变迁历史，分析油气调整特征，并结合包裹体观测、储层沥青证据为油气成藏过程研究提供指导.

1 石油地质特征

库车拗陷位于塔里木盆地北部，构造单元可划分为“三带一凹一斜坡”，从北向南依次为北部单斜带、克拉苏—依奇克里克构造带、乌什—拜城—阳霞凹陷、秋里塔格构造带及南部斜坡带[15].英买7断裂构造带位于南部斜坡带西南端，是一个呈北东—西南向展布的二级构造带，由一系列北东向燕山—喜山期正断层组成，沿断层形成一系列古近系至白垩系的断背斜、断鼻和断块构造，东面是红旗断裂构造带，南邻英买2号构造，西接南喀—英买力低隆，北面是羊塔克断裂构造带.构造带内部自西向东可划分为英买21号、英买23号、英买17号、英买7～19号、英买9号断裂构造带（见图1）.该地区油气藏为典型的“复式油气藏”，类型包括古近系的带底油或油环的底水块状凝析气藏、英买7号构造奥陶系的潜山内幕背斜底水块状油藏和英买9号构造白垩系的边水层状油藏，其中古近系的油主要来源于库车拗陷上三叠统黄山街组的湖相烃源岩，气主要来自库车拗陷侏罗系的煤系烃源岩[16-18].

图1 英买7构造带油气藏分布及剖面Fig.1 Distribution and profile of oil and gas in Yingmai 7 fault structure belt

2 样品与实验

定量荧光技术（QFT）可以连续采集多口井不同深度的样品进行系统的光谱分析，根据整个样品的剖面变化识别油水界面，判断现今油层和古油层，进而分析油气性质等[19-23].该技术主要包括定量颗粒荧光技术（QGF，Quantitative Grain Fluorescence）、包裹体定量颗粒荧光技术QGF+、粒间萃取物定量荧光技术（QGF-E）和三维全扫描定量荧光技术（TSF，Total Scanning Fluorescence）.

QGF根据储层样品颗粒的荧光响应，分析不同烃类的QGF光谱特征反映油质的轻重，由轻至重光谱向长波方向偏移；凝析油和轻质油的光谱曲线在300～600 nm之间呈现不对称且向短波长方向倾斜的特征，波峰位置介于375～475nm之间；重质油的光谱曲线在475 nm附近形成宽峰.四环芳香烃和极性化合物最大光谱峰出现在475～550 nm之间，次级峰在375 nm附近.QGF指数是波长在375～475 nm之间平均光谱强度与波长300 nm处光谱强度的归一化值，可以作为识别古油水界面的标志，油层的QGF指数比水层的高；QGF-E是QGF的拓展，测量吸附于储层岩石颗粒表面的、可溶于二氯甲烷（DCM）的烃类提取物的紫外激发光的荧光强度和光谱特征[8，9，11-15]，参数主要有Imax（最大荧光强度）和λmax（最大荧光强度对应波长），一般认为油层荧光强度普遍较高，而水层样品的荧光强度很低，谱线很平缓且接近基线，残余油层荧光强度介于油层与水层之间[22-23]，分析结果可以用于勘探和钻井评价中现今油层及残余油层的判定.Liu K等指出在解释油水界面的依据时还要因地区而异，需要综合考虑油藏QGF指数和QGFE光谱特征、整体强度和强度随深度变化的趋势，通常油水界面附近存在一个QGF-E强度突然增加的拐点[22].QGF、QGF-E检测仪器是Varian Cary-Eclipse荧光光谱分光光度计，它对储集层抽提物和固体颗粒荧光光谱可以进行快速和高精度检测.

分析样品来自英买19井，位于英买7构造带中的英买19号断背斜上.在英买19井古近系4 670.0～4 715.0 m的取心井段内系统采集29块岩石样品，其中，气油界面4 697.5 m之上样品17块，油层4 698.5～4 704.5 m段样品6块，油水同层过渡带4 704.5～4 707.5 m样品3块，水层4 707.5～4 715.0 m样品3块，每0.5～2.0 m间隔取样，样品岩性多为细砂岩，少部分为粉砂岩和中砂岩.另外，流体包裹体和孔隙沥青的存在是油气运移及原油充注最直接的证据[24-25]，利用ZEISS Imager A1m多功能显微镜，对英买19井储层岩石样品薄片进行镜下观测、分析.

定量荧光技术实验方法：首先，将样品研磨并筛选出40～60目的单颗粒，每个样品称取质量2.500 g，电子称称量精度达到10-3g.将称量好的样品分别放在50 m L烧杯中，加入20 m L二氯甲烷，将烧杯放入超声仪中，进行超声10 min，烘干.然后，每个烧杯中分别加入40 m L、质量分数为10%的双氧水，将样品在超声仪中进行超声10 min，放置在通风厨中静置40 min，再进行超声10 min，用蒸馏水清洗样品，除去双氧水溶解的物质.之后，加入40 m L、质量分数为3.6%的盐酸，用玻璃棒搅动20 min，倒掉烧杯中盐酸溶液，用蒸馏水清洗样品3遍.最后，将样品放在烘烤箱中烘烤24 h，温度为60℃，烘干后分别加入20 m L二氯甲烷，进行超声10 min，每个样品分别提取10 m L溶液注入溶液瓶中，密封好，用做QGF-E分析，剩余样品倒掉二氯甲烷，晾干后固体样品做QGF分析.

3 结果与讨论

3.1 QGF、QGF—E实验结果

英买19井的QGF参数和QGF-E参数结果见表1.QGF指数分布在2.3～7.1之间，其中54.8%≥4，80.6%≥3，表现出分段规律性变化，从浅到深依次划分为4 670.1～4 679.0、4 679.0～4 686.5、4 686.5～4 700.3、4 703.3～4 711.0 m四段，每一段随深度增加QGF指数逐渐降低.QGF荧光强度分布在0.9～6.3 p.c.之间，λmax分布在369～403 nm之间，具有明显的荧光强度峰值（见图2）.QGF-E强度分布在9～721 p.c.之间，在4 670.0～4 690.0 m之间普遍大于20 p.c.，且其中有3个大于40 p.c.，在4 692.0～4 706.0 m之间普遍远大于40 p.c.，但在4 698.0、4 698.8 m处出现小于20 p.c.的特殊值，此处QGF指数也较低，结合岩性分析是由泥岩夹层段导致的；4 706.0 m以下普遍小于20 p.c.，且4 706.0 m处出现明显拐点；λmax分布在319～477 nm之间，普遍分布在370 nm左右，4 706.0 m以下曲线平缓，略呈微弱的峰形（见图2）.

3.2 古油藏发育

样品的QGF荧光响应结果见表1、图2.QGF指数存在20 m（4 688.0～4 698.0、4 701.1～4 709.0 m）的储层段QGF指数基本大于4，符合古油藏的颗粒荧光剖面特征，可以确定古油藏发育，推测古油柱厚度大于现今油层厚度，曾发生过原油泄漏；QGF光谱和QGF-E光谱具有明显的荧光强度峰值，为凝析油和轻质油光谱特征；QGF光谱峰值绝大数在400 nm左右，而局部在350 nm左右，说明早期有轻组分烃充注，后期有成熟度较高的油或气充注.

通过包裹体观测，在气层段4 693.6 m处的包裹体薄片中发现黄色荧光包裹体（见图3），根据荧光颜色与油包裹体密度的关系，近黄色包裹体密度大，近蓝色包裹体密度小[26-27]，认为该包裹体属于烃类包裹体，为该气层曾发生过原油充注提供直接证据.

通过镜下观察，在气层4 697.2 m处薄片样品的储集层颗粒间与石英微裂缝中，发现大量发褐色荧光储集层沥青物质（见图4），属于成熟度相对偏低的胶质沥青，推测为早期原油充注、遭受气侵改造后残留形成，是早期原油充注的原始证据.

表1 英买19的QGF和QGF—E实验结果Table 1 QGF and QGF—E results in Yingmai 19

图2 英买19储层砂岩不同深度QGF光谱特征Fig.2 QGF spectrum characterization of sandstone samples in different depth of Yingmai 19

图3 储层流体包裹体特征及赋存状态（英买19井，4 693.6 m，E）Fig.3 Microgragh of the fluid inclusion in the reservoir（Yingmai 19，4 693.6 m，E）

图4 储集层沥青镜下特征（英买19井，4 697.2 m，E）Fig.4 The microscopic characteristics of asphalt in reservoir（Yingmai 19，4 697.2 m，E）

3.3 油水界面变迁

QGF、QGF-E实验分析结果见图5，QGF-E强度在气层段普遍大于20 p.c.，为残余油层荧光强度特征，表明在整个气层段曾发生过原油充注.根据QGF-E荧光强度分布特征显示，在4 706.0 m处出现明显拐点，结合综合解释4 704.5～4 707.5 m为油水同层，推断4 706.0 m为现今油水界面.QGF指数和QGF-E荧光强度分段性特征表明，英买19存在古油藏分段调整的特征，推测不同时期存在4个古油水界面，分别为4 679.0、4 686.5、4 693.6、4 700.3 m.

3.4 油气成藏过程分析

英买19井早期为原油充注，后期为天然气阶段性注入，结合库车拗陷南部斜坡带地区构造演化史，认为英买7构造带油气成藏过程主要经历阶段（见图6[7]）：古近系末（见图6（a）），英买7构造带初步形成几个平缓的背斜，因为油源供给不足而未形成油气藏；新近系吉迪克组沉积期（N1j，23.0～12.0 Ma；见图6（b）），库车拗陷三叠系湖相烃源岩处于生油高峰，生成的原油从北向南经过长距离侧向运移到南部斜坡带，英买7构造带现今局部构造基本形成，开始形成油藏，后因喜马拉雅早期运动、断层开启等，聚集的油藏遭到一定程度的破坏而未形成统一油水界面；康村期（N1-2k，12.0～5.0 Ma；见图6（c））英买7构造带原油继续充注，并开始初步形成统一的油水界面，东部英买19油水界面在深度4 679.0 m处；库车早中期（N2k，5.0～3.0 Ma；见图6（d））侏罗系煤系烃源岩开始生干气，由于存在干气充注和构造挤压运动，原有的早期古油藏被气洗并改造，逐渐形成凝析气藏，英买19油水界面调整到4 686.5 m处；库车晚期（2.5～1.6 Ma）进入大量生气阶段，气洗和改造作用进一步加强，原油再次被天然气排替，原有凝析气藏又一次被改造，油水界面变至4 693.5 m处；第四纪西域期（1.6～0 Ma）由于受不断充注的天然气排替作用，古油水界面在原古油藏布局基础上再次下调，后因构造抬升运动，最终形成现今油气藏（见图6（e））.

图5 英买19古近系储层砂岩定量荧光综合剖面Fig.5 Quantitative fluorescence integrated profile of Paleogene reservoir sandstone samples in Yingmai 19

图6 英买7构造带油气藏演化剖面Fig.6 The profiles of the evolution of reservoir in Yingmai 7 tectonic belt

4 结论

（1）根据英买19凝析气藏古近系储集层段29个砂岩样品的定量颗粒荧光实验分析结果，结合包裹体观测、储层沥青分析、区域构造演化史分析，英买19古近系凝析气藏现今油水界面位于井深4 706.0 m，原油表现为凝析油和轻质油特征.

（2）在英买19古近系气层段发现发黄色荧光的包裹体和发褐色荧光遭受气侵的储集层沥青，根据定量颗粒荧光结果，得出有残余油层存在且古油柱厚度大于现今油层厚度，表明古油藏发生原油泄漏.

（3）英买7构造带由于早期油充注、晚期气阶段充注的特征及构造抬升运动影响，英买19古油水界面发生4次变迁，分别为4 679.0、4 686.5、4 693.6、4 700.3 m.

[1] 姜振学，王显东，庞雄奇，等.塔北地区志留系典型油气藏古油水界面恢复[J].地球科学：中国地质大学学报，2006，31（2）：201-208.

Jiang Zhenxue，Wang Xiandong，Pang Xiongqi，et al.Paleohydrocarbon water contact restoration of typical silurian oil and gas reservoirs in the northern Tarim basin[J].Earth Science：Journal of China University of Geosciences，2006，31（2）：201-208.

[2] Liu K，Eadington P.A new method for identifying secondary oil migration pathways[J].Journal of Geochemical Exploration，2003，78/79：389-394.

[3] Liu K，George C，Li S，et al.Total Scanning Fluorescence（TSF）as an effective screening tool for delineating oil families[C]//22 nd International Meeting on Organic Geochemistry.Seville：Part II，2005：1128-1129.

[4] 陈冬霞，庞雄奇，张俊，等.应用定量颗粒荧光技术研究岩性油气藏的隐蔽输导通道[J].地质学报，2007，81（2）：250-254.

Chen Dongxia，Pang Xiongqi，Zhang jun，et al.Application of quantitative grain fluorescence techniques to study of subtle oil migration pathway of lithological pool[J].Acta Geologica Sinica，2007，81（2）：250-254.

[5] 李卓，姜振学，李峰.应用定量颗粒荧光技术恢复塔中地区石炭系油气充注历史[J].石油学报，2013，34（3）：427-434.

Li Zhuo，Jiang Zhenxue，Li Feng.The application of quantitative grain fluorescence technique to restore the hydrocarbon charge history of Carboniferous reservoirs in Tazhong area，Tarim basin[J].Acta Petrolei Sinica，2013，34（3）：427-434.

[6] Liang Digang，Zhang Shuichang，Zhao Mengjun，et al.Hydrocarbon sources and stages of reservoir formation in Kuqa depression，Tarim basin[J].Chinese Science Bulletin，2002，47（Supp.）：62-70.

[7] 赵靖舟，戴金星.库车油气系统油气成藏期与成藏史[J].沉积学报，2002，20（2）：314-319.

Zhao Jingzhou，Dai Jinxing.Accumulation timing and history of Kuche petroleum system，Tarim basin[J].Acta Sedimentologica Sinica，2002，20（2）：314-319.

[8] 赵孟军，卢双舫.库车拗陷两期成藏及其对油气分布的影响[J].石油学报，2003，24（5）：16-20.

Zhao Mengjun，Lu Shuangfang.Two periods of reservoir forming and their significance for hydrocarbon distribution in Kuqa depression[J].Acta Petrolei Sinica，2003，24（5）：16-20.

[9] 鲁雪松，刘可禹，卓勤功，等.库车克拉2气田多期油气充注的古流体证据[J].石油勘探与开发，2012，39（5）：537-544.

Lu Xuesong，Liu Keyu，Zhuo Qingong，et al.Palaeo-fluid evidence for the multi-stage hydrocarbon charges in Kela-2 gas field，Kuqa foreland basin，Tarim basin[J].Petroleum Exploration and Development，2012，39（5）：537-544.

[10] 张斌，崔洁，顾乔元，等.塔北隆起西部复式油气区原油成因与成藏意义[J].石油学报，2010，31（1）：55-60.

Zhang Bin，Cui Jie，Gu Qiaoyuan，et al.Oil origin classification in composite hydrocarbon accumulation play in the western Tabei uplift and itsgeological significance[J].Acta Petrolei Sinica，2010，31（1）：55-60.

[11] 秦胜飞，贾承造，陶士振.塔里木盆地库车拗陷油气成藏的若干特征[J].中国地质，2002，29（1）：103-108.

Qin Shengfei，Jia Chengzao，Tao Shizhen.Some characteristics of oil and gas accumulation in the Kuqa depression，Tarim basin[J].Geology in China，2002，29（1）：103-108.

[12] 李景贵，刘文汇，郑建京，等.库车拗陷陆相烃源岩及原油中的氧芴系列化合物[J].石油学报，2004，25（1）：40-43，47.

Li Jinggui，Liu Wenhui，Zheng Jianjing，et al.Dibenzofuran series of terrestrial source rocks and crude oils in Kuqa depression[J].Acta Petrolei Sinica，2004，25（1）：40-43，47.

[13] 王飞宇，杜治利，李谦，等.塔里木盆地库车拗陷中生界油源岩有机成熟度和生烃历史[J].地球化学，2005，34（2）：136-146.

Wang Feiyu，Du Zhili，Li Qian，et al.Organic maturity and hydrocarbon generation history of the Mesozoic oil-prone source rocks in Kuqa depression，Tarim basin[J].Geochimica，2005，34（2）：136-146.

[14] 赵孟军，王招明，张水昌，等.库车前陆盆地天然气成藏过程及聚集特征[J].地质学报，2005，79（3）：414-422.

Zhao Mengjun，Wang Zhaoming，Zhang Shuichang，et al.Accumulation and features of natural gas in the Kuqa foreland basin[J].Acta Geologica Sinica，2005，79（3）：414-422.

[15] 朱光有，杨海军，张斌，等.油气超长运移距离[J].岩石学报，2013，29（9）：3192-3212.

Zhu Guangyou，Yang Haijun，Zhang Bin，et al.Ultra-long distance migration of hydrocarbon[J].Acta Petrologica Sinica，2013，29（9）：3192-3212.

[16] 周庆凡.塔里木盆地库车拗陷勘探远景评价[J].新疆石油地质，1999，20（3）：203-207.

Zhou Qingfan.Evaluation of hydrocarbon exploration potential in Kuqa depression，Tarim basin[J].Xinjiang Petroleum Geology，1999，20（3）：203-207.

[17] 吕修祥，金之钧.塔北隆起羊塔克构造带油气成藏分析[J].石油大学学报：自然科学版，2000，24（1）：48-52.

LV Xiuxiang，Jin Zhijun.Analysis on reservoir fomation process in Yangtake structural belt of Tabei uplift[J].Journal of China U-niversity of Petroleum：Edition of Natural Science，2000，24（1）：48-52.

[18] 包建平，朱翠山，张秋茶，等.库车拗陷前缘隆起带上原油地球化学特征[J].石油天然气学报，2007，29（4）：40-44.

Bao Jianping，Zhu Cuishan，Zhang Qiucha，et al.Geochemical characteristics of crude oil from frontal uplift in Kuqa depression[J].Journal of Oil and Gas Technology，2007，29（4）：40-44.

[19] Brooks J M，Kennicutt M C，Carey B.Offshore surface geochemical exploration[J].Oil&Gas Journal，1986，84（42）：66-72.

[20] Liu K，Eadington P.Quantitative fluorescence techniques for detecting residual oils and reconstructing hydrocarbon charge history[J].Organic Geochemistry，2005，36：1023-1036.

[21] Liu K，Eadington P，Coghlan D.Fluorescence evidence of polar hydrocarbon interaction on mineral surfaces and implications to alteration of reservoir wettability[J].Journal of Petroleum Science and Engineering，2003，39：275-285.

[22] Liu K，Eadington P，Middleton H，et al.Applying quantitative fluorescence techniques to investigate petroleum charge history of sedimentary basins in Australia and Papuan New Guinea[J].Journal of Petroleum Science and Engineering，2007，57：139-151.

[23] Liu K，Fenton S，Bastow T，et al.Geochemical evidence of multiple hydrocarbon charges and long distance oil migration in the Vulcan Sub-basin，Timor Sea[J].APPEA Journal，2005，45：1-17.

[24] Parnell J，Carey P，Monson B.Fluid inclusion constraints on temperatures of petroleum migration from authigenic quartz in bitumen veins[J].Chemical Geology，1996，129：217-226.

[25] Goldstein R H.Fluid inclusions in sedimentary and diagenetic systems[J].Lithos，2001，55：159-193.

[26] 施伟军，蒋宏，席斌斌，等.油气包裹体成分及特征分析方法研究[J].石油实验地质，2009，31（6）：643-648.

Shi Weijun，Jiang Hong，Xi Binhin，et al.Studies of analysis approaches of oil-and-gas inclusion composition and characteristics[J].Petroleum Geology&Experiment，2009，31（6）：643-648.

[27] Munz I A.Petroleum inclusions in sedimentary basins：Systematics，analytical methods and applications[J].Lithos，2001，55：195-212.

TE135.6；TE122.1

A

2095-4107（2014）04-0032-07

2014-04-14；

任志平

国家科技重大专项（2011ZX05003）；中国石油天然气股份有限公司科学研究与技术开发项目（2011B-04）

吴 凡（1988-），男，硕士研究生，主要从事构造地质学与油气成藏综合方面的研究.

DOI 10.3969/j.issn.2095-4107.2014.04.005