赵玉涛， 邵明礼， 贾可心， 林 爽， 唐 敏

( 1. 中国石油吉林油田分公司 勘探开发研究院，吉林 松原 138000； 2. 中国石油吉林油田分公司 油气工程研究院，吉林 松原 138000 )

松辽盆地德惠断陷华家构造带深层储层油气成藏期次
——来自流体包裹体证据

赵玉涛1， 邵明礼1， 贾可心1， 林 爽2， 唐 敏1

( 1. 中国石油吉林油田分公司 勘探开发研究院，吉林 松原 138000； 2. 中国石油吉林油田分公司 油气工程研究院，吉林 松原 138000 )

松辽盆地德惠断陷具有多期油气充注的特征，受复杂构造运动的影响，原生油气藏发生调整改造。运用流体包裹体分析技术，根据烃类包裹体岩相特征及其伴生盐水包裹体均一温度，结合埋藏史和热史模拟，研究德惠断陷华家构造带深层储层成藏期次和时间。结果表明，德惠断陷华家构造带深层储层油气共经历三期油气充注过程和二次调整改造，第一期油充注发生在沙河子组沉积末期(141.5～135.0 Ma)；第二期油气充注发生在登娄库组沉积末期—青山口沉积时期(116.0～91.5 Ma)；第三期油气充注发生在嫩江组沉积时期(81.0～72.5 Ma)。第一次原油调整改造发生在营城组沉积晚期到登娄库组沉积早期(128.1～121.0 Ma)；第二次原油调整改造和第一次天然气调整改造发生在新近纪(4.0～1.0 Ma)。德惠断陷经历较为复杂的油气成藏过程。

油气成藏期次； 流体包裹体； 岩相特征； 华家构造带； 德惠断陷； 松辽盆地

0 引言

油气藏的形成是烃类流体从源岩到圈闭的运聚过程，油气藏形成时期分析是油气勘探评价的重要内容。油气成藏时期研究是成藏机理研究的重点内容，对勘探有重要的实践意义[1]。20世纪90年代以来，在成藏年代学研究方面取得许多重大进展，一些新的分析技术和研究方法相继出现，已形成包括油藏地球化学法、同位素测年法、油气水界面追溯法、流体包裹体法等。油藏地球化学法主要是运用不同时期形成油藏的非均质性确定油气成藏期次，但是油藏的非均质性形成的原因除了不同期次油气充注外，还受其他因素影响，不能确定油气充注的具体时间[2]。同位素测年法主要应用储层中自生伊利石仅在流动的富钾水介质中形成，油气进入储层后伊利石形成过程停止[3-4]，主要运用油气储集层中自生伊利石矿物的K-Ar和40Ar-39Ar测年技术，但是该种方法很难得到一条极其平坦的40Ar-39Ar曲线，并且自生伊利石的纯度与碎屑物质(主要是碎屑伊利石)的混入程度也影响准确成藏定年[5]。油气水界面追溯法应用油气藏在最初形成时油气水界面一般呈水平状态，以后受构造运动等的影响，油气水界面发生变迁，直至构造稳定期油气水界面又重新演变为水平界面，可以分析已知油气藏油气水界面演变史，追溯现今油气藏的油气水界面(即水平界面)在地质历史上最早形成的时间，即可确定油气藏的形成时间[6]。油气包裹体法的形成世代是反映油气运移充注历史的最好记录。沉积物中形成的包裹体是各种自生矿物在形成时捕获的，自生矿物形成的次序是确定包裹体期次的最主要依据[7]。此外，利用流体包裹体均一温度，结合地层埋藏史和热史恢复能够准确厘定油气成藏期次和成藏时间[6,8]，运用流体包裹体特征是研究油气成藏时间的有效途径和手段[9-10]。综合应用流体包裹体法对德惠断陷深层储层油气成藏期次进行研究，可以为深层油气成藏研究和勘探部署提供依据。

松辽盆地深层地层主要指拱张裂陷期的火石岭组、沙河子组及营城组地层，已经证实沙河子组烃源岩具有较好的生烃潜力[11]，钻井揭示沙河子组烃源岩主要为深湖一半深湖相黑色、灰黑色泥岩。松辽盆地深层存在NNE向沟通烃源岩的断裂，因此为深层储层中油气的聚集提供有利的运移通道[12]。德惠断陷隶属于松辽盆地东南隆起区内次一级构造单元[13]，成为吉林油田油气勘探的重要接替领域[14]。目前，已经钻遇的多口井见到较好的油气显示，是勘探开发的有利区块。

1 地质背景

德惠断陷位于松辽盆地南部的东部断陷带北部，构造演化与盆地区域演化特征相似，可划分为拱张裂陷期、坳陷沉降期和反转定型期三个演化阶段，其中火石岭组、沙河子组及营城组地层为拱张裂陷期形成的。火石岭组沉积时期，受燕山运动第Ⅱ幕的影响，产生一系列北北东走向的区域性张性断裂(见图1(a))。沙河子组沉积时期，板块俯冲作用减慢，水域不断扩大，断陷盆地水体变深，地层局部超覆于火石岭组地层之上(见图1(b))。营成组沉积时期为断陷期晚期，受燕山运动第Ⅲ幕的影响，全区遭受风化剥蚀，尤其是研究区东部和南部长期处于隆起，遭受强烈风化剥蚀，只在断陷边部残留营城组地层(见图1(c))。

图1 德惠断陷构造Fig.1 Structural map of Dehui depression

华家构造带位于德惠断陷农安走滑断裂带以西，北部为郭家构造带，东部为鲍家洼槽和合隆洼槽，西部为农西洼槽和龙王洼槽(见图2)。华家构造带处于构造有利部位，主要发育火石岭组、沙河子组和营城组三套烃源岩，有机质类型以Ⅱ2～Ⅲ型为主，烃源岩具有良好的生烃潜力，其中沙河子组生烃条件相对较好，成熟度较高。由于受到复杂构造运动的影响，德惠断陷经历多期生排烃过程，并且油气经历多期充注和调整改造过程。

2 样品与实验

流体包裹体分析的样品来源于华家构造带的德深16、德深17、德深19井深层储层(见表1)，共计11个样品。流体包裹体均一温度测试在中国石油勘探开发研究院廊坊分院完成。测试仪器采用Linkam THMSG600型冷热台，冷热台温度分辨率为0.1 ℃，采用均一法测试温度的精度为±1 ℃，根据中华人民共和国核行业标准EJ/T 1105—1999《矿物流体包裹体温度的测定》[15]进行测试。

井号深度/m层位岩性德深162204．76～2209．46K1sh凝灰岩德深172232．00～2240．00K1yc英安岩德深192313．00～2425．00J3hs凝灰质砂岩

3 烃类包裹体岩相学特征

流体包裹体是指成岩成矿流体(含气液的流体或硅酸盐熔融体)在矿物结晶生长过程中，被包裹在矿物晶格缺陷或穴窝中且保留下来的独立封闭体系[16-17]。烃类包裹体记录古油气藏的特征，通过烃类包裹体与成岩矿物世代及其共生关系分析，可以确定油气成藏的相对时间[18]，为油气充注期次提供岩相学上的证据。

研究区烃类包裹体微观特征见图3。由图3可知，石英颗粒成岩期裂隙捕获大量天然气包裹体，根据不同裂隙捕获天然气包裹体的相互序次关系，可以判断天然气充注的序次，其中一条裂纹被后期的裂纹切断而发生形变，说明被切断的裂纹中包裹体的捕获时间较早，而切断早期裂纹中包裹体的捕获时间要晚于被切断裂纹中包裹体的捕获时间，因此可以说明至少存在两期天然气充注(见图3(a))。在孔洞充填方解石中检测到大量天然气包裹体，说明在方解石形成的过程中存在天然气的充注(见图3(b))。在孔洞充填方解石中检测到油包裹体，说明在方解石形成的过程中有原油的充注(见图3(c-f))。溶蚀缝被大量沥青充填，说明油气充注后经历调整破坏，因此有大量沥青的存在(见图3(g))。原油和天然气充注期次和成藏时间还需要根据包裹体均一温度进行分析并准确划分。

图3 研究区烃类包裹体微观特征Fig.3 Microscopic characteristics of hydrocarbon inclusion in the study area

4 油气充注期次和成藏时间

4.1 包裹体均一温度特征

流体包裹体的均一温度记录古地温，通过对与烃类包裹体伴生的盐水包裹体均一温度分析，可以划分油气活动和成藏期次[18]。应用盐水包裹体均一温度，根据两点原则划分流体充注幕次：一是具有相同产状和相似气/液比的流体包裹体组合；二是相似产状和相似气/液比包裹体内部均一温度大致按15 ℃间隔分幕。与烃类包裹体伴生的盐水包裹体均一温度数据见表2，包裹体均一温度分布见图4。德深16井储层中与油包裹体伴生的盐水包裹体均一温度分布(见图4(a))显示，共有四幕油充注和两次调整改造，第一幕充注与油包裹体伴生的盐水包裹体均一温度在76.3～82.6 ℃ 之间；第二幕充注与油包裹体伴生的盐水包裹体均一温度在107.5～125.1 ℃之间；第三幕充注与油包裹体伴生的盐水包裹体均一温度在131.7～139.4 ℃之间；第四幕充注与油包裹体伴生的盐水包裹体均一温度在145.1～153.6 ℃ 之间。两次调整改造与油包裹体伴生的盐水包裹体均一温度分别在73.0～75.6、85.5～98.8 ℃之间，第一次调整改造发生在第二幕油充注后，第二次调整改造发生在第四幕油充注后。与气包裹体伴生的盐水包裹体均一温度分布(见图4(b))显示，共有三幕气充注，均一温度范围分别为121.0～125.4、130.5～140.7、145.1～156.5 ℃(见表2)，对应第二幕、第三幕和第四幕油充注温度。

表2 华家构造带深层储层烃类包裹体伴生盐水包裹体均一温度

图4 与烃类包裹体伴生盐水包裹体均一温度分布Fig.4 Diagram about homogenous temperature of aqueous inclusion associating with hydrocarbon

德深17井储层中与气伴生的盐水包裹体均一温度分布(见图4(c))显示，共有三幕气充注和一次调整改造，三幕气充注对应的盐水包裹体均一温度分别为105.3～120.8、130.0～145.0、146.0～150.6 ℃，对应第二幕、第三幕和第四幕油充注温度；调整改造对应的盐水包裹体均一温度为85.2～100.1 ℃(见表2)。

德深19井储层中与气包裹体伴生的盐水包裹体均一温度分布(见图4(d))显示，共有两幕气充注和一次调整改造，两幕气充注对应的盐水包裹体均一温度分别为122.1～139.3、143.7～160.8 ℃，对应第三幕和第四幕油充注温度；调整改造对应的盐水包裹体均一温度为99.4～118.6 ℃(见表2)。

综上所述，德惠断陷华家构造带深层储层共经历四幕油气充注和两次调整改造，其中油充注发生在第一幕—第四幕，气充注发生在第三幕和第四幕；第一幕充注后，原油发生一次调整改造过程，第四幕油和气充注后，原油和天然气经历一次调整改造过程。

4.2 埋藏史—热史模拟

为了进行埋藏史—热史恢复，模拟德深16、德深17、德深19井单井埋藏史—热史。德惠断陷主要经历三次剥蚀改造，下白垩统沙河子组沉积早期经历一次剥蚀，德惠断陷华家构造带剥蚀厚度在350～550 m之间；下白垩统营城组沉积末期经历一次较弱的剥蚀，华家构造带剥蚀量在100～400 m之间；在嫩江组末期经历一次较强烈的剥蚀，华家构造带剥蚀厚度在1 300～1 600 m之间。

边界条件主要包括古水深、古热流和古地温梯度。松辽盆地德惠断陷断陷期为湖相沉积环境，凹陷期为河流相沉积环境，采用镜质体反射率法[19]计算古热流数据，分析松南隆起区德惠断陷德深1井古热流数据与地质时间的关系(见图5)。采用文献[20]方法综合确定松辽盆地古地温梯度。采用PetroMod软件1D模块进行埋藏史—热史模拟。德深16井在嫩江组末期构造运动之前，火石岭组地层深度可达4 600 m，地层最高温度约为220 ℃，由于受到嫩末反转构造运动的影响而地层被抬升剥蚀，地层温度降低，火石岭组现今地层最高温度约为110 ℃(见图5(a))。在嫩末反转构造运动前，德深17井火石岭组地层最深约为5 000 m，其地层最高温度约为280 ℃；受到嫩末反转构造运动的影响，现今火石岭地层最深约为4 000 m，现今地层最高温度约为170 ℃(见图5(b))。在嫩末反转构造运动前，德深19井火石岭组地层最深约为3 700 m，其地层最高温度约为225 ℃；在嫩末反转构造运动地层抬升剥蚀后，火石岭组地层深度约为3 000 m，现今火石岭组地层最高温度约为125 ℃(见图5(c))。因此，受到嫩末反转构造运动的影响，德惠断陷转变为年轻的“冷盆”。

4.3 油气成藏时间

根据单井埋藏史—热史模拟结果，结合与油包裹体和气包裹体伴生的盐水包裹体均一温度，将均一温度投影到埋藏史—热史图上确定油气成藏时间，将不同均一温度投影出的时间标到统一的时间轴上(见图6)，德惠断陷华家构造带深层储层共经历三期油气充注和一次调整改造。其中第一期油气充注发生在141.5～135.0 Ma之间(即沙河子组沉积晚期—白垩纪早期)，对应第一幕油充注；第二期油气充注发生在116.0～91.5 Ma之间(即登娄库组沉积晚期—青山口组沉积时期—白垩纪中期)，对应第二幕和第三幕油和天然气充注；第三期油气充注发生在81.0～72.5 Ma之间(即嫩江组沉积时期—白垩纪晚期)，对应第四幕油和天然气充注。由于受到营城组末期构造运动的影响，第一幕油充注后油藏中油遭受调整破坏，发生在128.0～121.0 Ma之间(即营城组沉积晚期到登娄库组沉积早期—白垩纪早期)；然后受到嫩江组末期抬升剥蚀的影响，油和天然气经历一次调整改造过程，发生在4.0～1.0 Ma之间(即新近纪)。

图5 德惠断陷单井埋藏史—热史模拟结果

图6 华家构造带深层储层油气成藏期次及成藏时间Fig.6 Hydrocarbon accumulation stages and ages of deep reservoir in Huajia tectonic zone

5 结论

(1)德惠断陷华家构造带深层储层气包裹体主要在石英颗粒微裂隙和缝洞充填方解石中，根据气包裹体岩相学分析至少存在两期天然气充注，原油包裹体主要在缝洞充填方解石中被检测到。

(2)德惠断陷华家构造带深层储层存在四幕油充注，天然气充注发生在第二幕、第三幕和第四幕，原油经历两次调整改造，天然气经历一次调整改造。

(3)德惠断陷华家构造带深层储层经历三期油气充注和两次调整改造，第一期油充注发生在141.5～135.0 Ma之间；第二期原油和天然气充注发生在116.0～91.5 Ma之间；第三期油气充注发生在81.0～72.5 Ma之间。原油的第一次调整改造发生在128.0～121.0 Ma之间，原油的第二次调整改造和天然气的第一次调整改造发生在4.0～1.0 Ma之间。

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2016-08-01；编辑：任志平

吉林油田公司科技专项(JY16A2-2-4)

赵玉涛(1989-)，男，硕士，助理工程师，主要从事油气成藏动力学和有机地球化学方面的研究。

TE122.1+1

A

2095-4107(2017)01-0073-09

DOI 10.3969/j.issn.2095-4107.2017.01.008