焦石坝页岩气田中高密度甲烷包裹体的发现及其意义

根据流体包裹体激光拉曼光谱和显微测温分析,在焦石坝页岩气田五峰组-龙马溪组页岩石英和方解石脉体样品中发现高密度甲烷包裹体。利用甲烷包裹体的甲烷拉曼散射峰v₁以及均一温度分别计算了甲烷包裹体的密度,其甲烷拉曼散射峰v₁分布在2 910.57~2 911.27 cm^-1,甲烷包裹体均一温度（Th）分布在-95.8~-88.2 ℃,相对应的甲烷包裹体密度为0.254~0.290 g/cm³,具有高密度特征。结合页岩脉体样品中与高密度甲烷包裹体共生的气-液两相盐水包裹体的均一温度最小值,利用CH₄体系的状态方程计算了高密度纯甲烷包裹体的捕获压力为102.6~137.3 MPa,相应的压力系数达到1.63~2.18,具有中等-强超压特征。该区高密度甲烷包裹体形成时的异常高压和较高的温度可能指示了燕山运动抬升初期含气页岩的地温条件和超压状态。焦石坝页岩气田中高密度甲烷包裹体的发现可为焦石坝页岩超压形成和演化以及页岩气富集与页岩超压的关系研究提供重要的地质依据。     

流体包裹体主要成分及谱学特征研究——以塔河油区下奥陶统储层为例

通过对塔河油区下奥陶统储层的流体包裹体特征以及拉曼位移和成分特征、主要成分含量(CO₂,CH₄,H₂O等)与埋藏深度关系等研究发现:①下奥陶统储层中存在2大类8个种类及4种组合的流体包裹体;②下奥陶统储层流体包裹体以富含CO₂与CH₄烃类包裹体和H₂O—CO₂盐水包裹体为主;③在单个包裹体中,甲烷拉曼特征峰随埋藏深度总体是升高趋势,而其相对含量则为先升后降;④二氧化碳拉曼特征峰、相对含量随埋藏深度同时呈下降趋势;⑤水的拉曼特征峰随埋藏深度呈一定的非线性变化趋势;⑥气相中甲烷与二氧化碳的摩尔百分含量呈消长关系;它们均可用于推测油气捕获时的成熟度指标,而水的拉曼位移随埋深变化则可间接判断其溶液介质性质。      

焦石坝背斜西缘龙马溪组页岩复合脉体中流体包裹体的古温度及古压力特征

焦石坝背斜西缘JY-A井龙马溪组中段底部黑色页岩中发育张性顺层裂缝复合脉体,镜下观察发现复合脉体由石英脉、方解石脉和石英-方解石混杂脉复合组成。脉体样品中发育气-液两相盐水包裹体和高密度甲烷包裹体,均被捕获于同期CH₄-NaCl-H₂O不混溶流体体系。利用复合脉体中发育的流体包裹体对龙马溪组中段底部页岩层的古温度及古压力特征开展研究,显微测温发现石英脉中气-液两相盐水包裹体均一温度主要分布在230~268℃,盐度主要分布在4.02%~6.74%、平均为5.47%;方解石脉中气-液两相盐水包裹体均一温度主要分布在206~266℃,盐度主要分布在4.80%~5.26%、平均为5.07%。激光拉曼光谱分析发现石英脉中甲烷包裹体的甲烷拉曼散射峰分布在2 910.779 3~2 911.613 1 cm^-1,计算的密度范围为0.245~0.302 g/cm³;显微测温发现甲烷包裹体的均一温度分布在-99.4~-87.0℃,计算的密度范围为0.249~0.304 g/cm³。依据与石英脉中甲烷包裹体共生的气-液两相盐水包裹体均一温度最低值和甲烷包裹体的密度范围计算甲烷包裹体古压力为99.297~160.281 MPa,古压力系数为1.43~2.31。对龙马溪组中段底部页岩复合脉体中记载古温度及古压力特征的气-液两相盐水包裹体和高密度甲烷包裹体的研究表明,在燕山期运动抬升前或初期侧向构造应力挤压造成页岩顺层裂缝,此时龙马溪组页岩层系接近最大古埋深、富含高演化热裂解干气,页岩气层处于中等-强超压状态。     

中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所实验地质技术之CH4—H2O—NaCl体系包裹体古温压恢复技术

随着勘探向深层以及非常规领域拓展,一批(超)深层油气藏逐渐被揭示并成为我国油气资源接替的重要领域。与传统油气藏相比,(超)深层油气藏所经历的温度、压力更高,油气相态演化过程更加复杂。近年来,包裹体古温压恢复技术尤其是CH₄—H₂ONaCl体系包裹体古温压恢复技术,逐渐成为动态重建(超)深层油气成藏演化过程的关键技术手段之一。为更加准确、高效地恢复CH₄—H₂ONaCl体系包裹体古温压,通过国际合作与自主研发相结合,中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所研发了"流体拉曼光谱标定仪"(图1),并开发了CH₄—H₂ONaCl体系包裹体古温压恢复软件(图2)。     

莺歌海盆地乐东10区新近系黄流组储层天然气充注与超压演化史

莺歌海盆地乐东10区新近系黄流组储层异常高压极其发育,压力系数最高可达2.3,超压的发育和演化与天然气成藏关系密切。基于流体包裹体岩相学观察,通过流体包裹体显微测温和激光拉曼光谱分析恢复黄流组储层气包裹体捕获压力,研究储层天然气充注和压力演化的关系。莺歌海盆地乐东10区黄流组储层发育纯CO₂气包裹体、富CH₄气包裹体、CO₂-CH₄混合气包裹体,对应两期CO₂和两期烃类气体充注。两期CO₂充注时间分别在2.0 Ma和1.0 Ma,包裹体中碳同位素显示两期CO₂为无机成因。两期烃类气体充注时间均晚于两期CO₂充注时间,分别是在1.8 Ma和0.4 Ma。黄流组储层超压经历了先增后降的过程。在2.0～1.0 Ma,两期CO₂和一期天然气的充注使黄流组储层压力逐渐升高,第二期CO₂充注到黄流组储层中之后,最大压力系数达到2.43。第二期烃类气体充注对应的黄流组储层剩余压力和压力系数都低于第二期CO₂充注时期,可能指示了在第二期CO₂充注之后,存在天然气泄漏的现象,使储层压力在1.0～0.4 Ma降低。莺歌海盆地乐东10区黄流组储层天然气充注与压力演化的关系对认识天然气成藏规律具有重要意义。     

准噶尔盆地中拐地区佳木河组流体包裹体特征及成藏期次划分

为确定中拐地区二叠系佳木河组油气藏的充注时间和成藏期次,利用Linkam THMS 600型冷热台和LabRam-010型激光拉曼光谱仪,采用流体包裹体和拉曼测试技术,对储层沸石和方解石中流体包裹体样品进行测试分析。拉曼测试结果显示,佳木河组中主要存在盐水包裹体、CO₂包裹体、低饱和烃包裹体和富含CH₄包裹体4种包裹体类型;均一温度和冰点均具有明显的双峰特点,均一温度第1峰值为60~80℃,第2峰值为110~120℃;公式法计算的包裹体盐度主要分布在0.73%~3.86%和5.76%~9.2% 2个区间,说明至少存在2期流体活动。在包裹体测试资料基础上,结合埋藏史、构造演化史和烃源岩演化史最终确定佳木河组主要的成藏期次有2期:三叠纪末—早侏罗世(228~206Ma);早白垩世(145~112Ma)。     

天然气藏中CH4—H2O—NaCl体系不混溶包裹体群捕获温压恢复及应用

CH₄-H₂O-NaCl体系不混溶包裹体群被广泛应用于恢复天然气成藏期的捕获温度及压力。前人提出了针对富气端元包裹体和富水溶液端元包裹体的不同的捕获温压恢复方法。为对比2类包裹体捕获温压恢复的效果,在对前人方法进行梳理的基础上,以四川盆地南部YA井志留系龙马溪组黑色页岩中的石英—方解石为例,通过详细的岩相学分析,选择同一FIA（流体包裹体组合）的富气端元包裹体和富水溶液端元包裹体进行了捕获温度、压力恢复。结果表明：同一FIA的2类包裹体恢复的捕获温度、压力结果分布范围基本一致,呈现出捕获温度变化范围较窄（212.0~220.7 ℃）但捕获压力变化范围较大（90~152 MPa）的特点,表明流体压力在石英—方解石形成时可能存在较大的波动。上述流体压力的波动可能受脉体形成时有机质裂解增压以及裂隙多次张开—愈合的综合影响。     

川中蓬莱地区震旦系灯影组流体包裹体特征及成藏期次

为探讨蓬莱地区震旦系灯影组碳酸盐岩流体包裹体特征及成藏过程,将流体包裹体岩相学、组分特征、均一温度与埋藏-热演化史进行综合分析。结果表明：研究区储层流体包裹体主要包括气液两相盐水包裹体和气态烃包裹体,主要赋存在裂缝和溶蚀孔洞中所充填的白云石内以及晚期形成的石英内。通过包裹体均一温度测试,发现与烃包裹体相伴生的盐水包裹体均一温度为80～220℃。赋存在裂缝和孔洞中白云石的包裹体均一温度可以反映第1期充注特征,包裹体均一温度为80～200℃,主要以盐水包裹体为主,推测其充注时间为275～200 Ma;赋存在石英内的包裹体可以反映第2期充注特征,包裹体均一温度为140～220℃,包裹体组分以CH₄为主,沥青次之,推测其充注时间为198～138 Ma。最终确定油气成藏主要是在二叠纪-三叠纪末期,达到生油高峰且形成古油藏;侏罗纪-晚白垩世,原油裂解形成古气藏。     

川东南页岩气储层脉体中包裹体古压力特征及其地质意义

包裹体岩相学分析表明，川东南焦页A井、南页A井以及彭页A井页岩气储层石英以及方解石脉中，主要发育气液两相盐水和气2类包裹体；激光拉曼分析表明，气包裹体主要由甲烷组成。3口井气液两相包裹体的显微测温结果存在较明显的差异，其中焦页A井与南页A井的石英中气液两相盐水包裹体的均一温度最高，分别为215.8~245.4 ℃和214.4~240.8 ℃；南页A井方解石中包裹体均一温度次之，为177.8~210.4 ℃；而彭页A井气液两相盐水包裹体的均一温度最低，为128.5~156.4 ℃。包裹体古压力恢复结果表明，焦页A井与南页A井石英中包裹体捕获压力最高，分别为114.9~130.5 MPa和124.0~151.5 MPa；南页A井方解石中包裹体捕获压力次之，为114.0~122.3 MPa；而彭页A井包裹体的捕获压力较低，为32.5~43.0 MPa。结合埋藏史图可知，3口井的捕获时间均为燕山期，其中焦页A井与南页A井包裹体捕获时页岩气储层处于超压状态，而彭页A井处于正常压力范围。上述古压力系数与现今测井压力存在相似的规律，表明焦页A井与南页A井气藏的保存条件要优于彭页A井。      

库车依南2井包裹体形成的古温度古压力

塔里木库车坳陷依南2井侏罗 系储集层砂岩中流体包裹体较丰富,主要发育有石油包裹体,盐水溶液包裹体及气态烃包裹体。石油包裹体均一温度为85~110℃,盐水溶液包裹体均一溫度为90~120℃与128~168℃,分别与石油包裹体及气态烃包裹体共生。模拟计算出典型石油包裹体与气态烃包裹体的捕获温度与捕获压力分别为115℃,35.9MPa及162℃,54.8 MPa.结合成藏地质背景,推测石油包裹体形成时间为12×10⁶~10x10⁶a,气态烃包裹体形成时间为7×10⁶~6x10⁶a,石油包裹体来源于阳霞凹陷侏罗系煤系烃源岩,气态烃包裹体源于依南2井区侏罗系煤系烃源岩。     

含烃盐水包裹体PVT模拟新方法及其在气藏古压力恢复中的应用

流体包裹体PVT数值模拟法是恢复地层古压力的重要手段,但在高成熟天然气藏储层中,因缺乏气液两相石油包裹体,传统的PVT模拟方法无法应用,探索新方法刻不容缓。含烃盐水包裹体在天然气藏储层中普遍存在,具有能溶解微量轻烃、并且捕获温度与均一温度非常接近的特性。利用PVTsim数值模拟软件,结合包裹体气液比、均一温度等参数,提出了一种新的含烃盐水包裹体PVT模拟方法,并应用于恢复川东北元坝气藏的古压力。实验结果显示:元坝地区须家河组储层在160 Ma左右时发育弱超压,压力系数达到1.11;随后古压力迅速增大,至148 Ma左右时,压力系数达到1.86;在100 Ma时,古压力达到最大,但地层埋深也最大,压力系数有所降低,达到1.60。基于须家河组烃源岩生烃演化、储层古压力演化以及生储盖组合特征综合分析表明,烃源岩生烃产生的大量超压流体充注储层,引起的压力传递是储层发育超压的重要原因。     

应用流体包裹体和沥青特征判别天然气的成因

中国已发现多种成因类型的大气田,为了给气田的成因、成藏判识提供新的科学依据,对原油裂解成因气藏、煤成气藏和高成熟度干酪根热解成因气藏的矿物包裹体和储集层沥青的分布特征及包裹体的激光拉曼测定结果进行了对比研究.样品实际观测结果表明,油裂解气藏中,储集层中富含热演化程度很高的中间相结构焦沥青,矿物包裹体的组构复杂,并且发现在高温高压条件下捕获的甲烷包裹体中含少量H2S、CO2、重烃、沥青质,部分储集层中存在含自然硫的不混溶包裹体等,可作为油裂解气藏鉴别的重要依据.与油裂解气藏相比,煤成气藏和高成熟干酪根热解成因气藏主要由气态烃运聚成藏,储集层中不含中间相结构焦沥青,矿物包裹体的丰度较低,类型和组构比较简单,以不含沥青和重烃的甲烷包裹体为主.     

东营凹陷深层古流体压力演化过程及其地质意义

渤海湾盆地东营凹陷深层气藏(包括凝析气藏)现今地层流体压力变化大,既有常压,也有超压,未能真实反映古流体压力的变化特征。为明确该区地层压力变化与油气成藏的关系,在分析现今地层压力的基础上,根据流体包裹体均一温度、气液比和流体组分测定等资料,采用VTFLINC古流体压力热动力学模拟软件来拟定古流体压力,结合古埋藏史埋深所对应的古静水压力,得到古流体压力系数和捕获年龄,构建了该区地层古流体压力的演化过程,并剖析了古流体压力演化的两种作用机制及其地质意义。结论认为:1该区深部地层的古流体压力经历超压—泄压—超压和超压—泄压—常压两种演化过程,非平衡压实作用和生烃增压作用是深层流体压力增大的主要原因;2早期欠压实作用保存了储层孔隙,有利于后期凝析气充注,形成流体压力系数高、油气产能高的凝析气藏,此类凝析气藏是该区天然气勘探的重点对象;3早期生烃作用与油气充注形成的古油藏经后期高温作用,重烃裂解形成凝析气藏和常规气藏,该类气藏亦具有重要的天然气勘探价值。     

鄂尔多斯盆地东部二叠系流体包裹体与天然气成藏

应用储集层流体包裹体精细描述了鄂尔多斯盆地东部二叠系（太原组、山西组、石盒子组及石千峰组）气藏的成藏时间和成藏过程。研究表明,二叠系储集层流体包裹体类型丰富,主要包括盐水包裹体、含烃包裹体和气态烃包裹体。不同含气层系流体包裹体均一温度分布差异较大,呈单段式、双段式或多段式,成藏期古流体具有高矿化度性质。结合盆地埋藏史和热史分析确定出太原组、山西组、下石盒子组及上石盒子组-石千峰组含气层系的有效成藏时间。研究区二叠系气藏群成藏过程可以分为两个阶段：早期持续埋深阶段（侏罗纪-早白垩世）,太原组和山西组原生气藏形成,下石盒子组“泛气藏”形成;晚期抬升调整阶段（晚白垩世）,天然气呈束状流快速调整,微裂缝和断裂起沟通作用,下石盒子组气藏和上石盒子组-石千峰组次生气藏形成。     

黔北地区五峰组—龙马溪组页岩气成藏过程及勘探启示：来自流体包裹体的证据

黔北地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组是贵州省重要的页岩气产层,且已在安场向斜等地区获得良好的页岩气显示。为深入解剖该套富有机质页岩的成藏过程,以黔北地区AY1井和BZ1井页岩中脉体为研究对象,开展岩相学、流体包裹体和拉曼光谱等研究。结果表明：黔北地区五峰组—龙马溪组页岩中发育早期方解石脉—石英脉—晚期方解石脉3期脉体,脉体中发现4期甲烷气包裹体。第一期为石英脉体中的甲烷气包裹体,其伴生的盐水包裹体均一温度峰值介于110~119 ℃之间,是油气在中—晚二叠世活动的证据;第二期甲烷包裹体也生长在石英脉体中,其伴生的盐水包裹体均一温度峰值介于140~149 ℃之间,甲烷校正后拉曼波峰位移分布在2 911.37~2 912.07 cm^-1之间,压力系数为1.15~1.72,与地层温度呈正相关,是五峰组—龙马溪组页岩气在中—晚三叠世充注、地层增压的证据;第三期为晚期方解石脉体中的甲烷气包裹体,其伴生的盐水包裹体的均一温度主要为180~219 ℃,记录了早白垩世晚期页岩气聚集的高峰期;第四期为石英裂缝中的甲烷气包裹体,其伴生盐水包裹体的均一温度峰值介于150~159 ℃之间,甲烷校正后甲烷波峰位移分布在2 911.18~2 913.51 cm^-1之间,压力系数为0.80~1.97,与温度呈正相关,是晚白垩世末期—古近纪地层抬升过程中页岩气的快速泄漏、地层泄压的结果,新生代以来构造抬升对区域油气保存条件有重要影响,是黔北地区五峰组—龙马溪组页岩气成藏的关键。