5 油气包裹体研究
油气包裹体丰度与油气运移成藏
油气包裹体丰度( %) = (含油气包裹体的矿物数 / 总矿物数)× 100/100。
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油气运移路线
油气包裹体地球化学与油气运移研究
烃源岩
形成条件
油气包 裹体
一次 成藏
二次 成藏
聚集成藏
成藏改造
含油气流体运移
油气藏
成岩作用
油 气 运 移
通 道 方 向
油气包裹体应用
1 油气成藏地质研究应用
(1)区域性油气勘探前景评价 (2)有机质成熟度和油气演化程度 (3) 油气运移距离、方向 (4)确定油水边界
2 油气成藏机理研究
(1)油气运移成藏期次 (2)油气成藏时间 (3)油气成藏温压条件 (4)油气来源
PV=XRT , P 压力,V 体积,X成分,T 均一温度, R热力学常数, 应用 PV Tsim程序进行计算:Aplin A C, Combined use of confocus laser microscopy and PVT simulation for estimation the composition and the physical property of petroleum in fluid inclusion, Marine Petroleum Geology, 1999,16: 97-110).
中生界油藏形成时间的确定
包裹体均一温度
地层热演化史
早白垩世末期
上古生界天然气藏形成时间的确定
包裹体均一温度 地层热演化史
包裹体中流体放射性Rb/Sr同位素年龄方法 储层中的油气包裹体是油 气运移成藏的“遗迹”, 它与油气藏形成同时。
流体包裹体Rb-Sr等时线同位 素年龄代表了包裹体形成时 的流体与围岩同位素均一化 年龄,也就是包裹体形成年 龄。油层中含油气有机质流 体包裹体的年龄也就代表了 其中油气进入油层、被矿物 包裹时的年龄。
包裹体均一温度法( Tt法:Temperature- time): 原 理:是包裹体均一温度代表了油气藏形成时期的含油气流体 温度。 方 法:在沉积热史地质分析基础上,在古地温与地质年代坐标 系下,首先建立油层古地温-年代曲线,根据油层有机包裹体均 一温度在曲线上的投点对应的年代,即为油气藏形成年龄。 鄂尔多斯盆地: 石油成藏有两次:一次在早白垩世末期(122Ma),一次在 晚白垩世末期到早第三纪初期(78Ma)。 天然气成藏有两次:一次在晚侏罗世末期(150Ma),一次 在晚白垩世末期到早第三纪初期(70Ma)。
(4)早期正常热演化, 后期异常热事件。
油气运移研究
油气运移古流体势与油气运移趋势
Ф为流体势,g为重力加速度,Z为油气包裹体形成时的古海拔 高程,P为包裹体捕获时的流体压力(Pa),ρ为流体密度。 如果忽略流体压力对密度的影响,同时忽略油气高压对物影响, 上式可以简化为:
通过区域性采样研究,根据油层构造沉积演化历史,确定了包裹体样品 所在位置原始古海拔高程,根据包裹体测量的流体压力和流体密度,就可以 计算包裹体记录的原始古流体势,从而,确定当时油气运移的趋势和方向。 要求:研究的包裹体必须为同一油层、而且为统一的流动单元,即原始油气 流体在同一个相对封闭的压力体系内。
油层砂岩次生粘土矿物(绿泥石、伊利石等)K-Ar年龄
油层砂岩次生粘土矿物K-Ar(或Ar/Ar)年龄:
原理:油气生成理论研究表明,油气形成与初次运移与粘土矿物的 形成和转化有关, 二者都是区域性成岩事件(热力作用)的结果. 因此,自生粘土矿物的时间代表了油气形成和初次运移时间. 另一方面,砂岩油层中自生含钾粘土矿物(如伊利石、绿 泥石等)仅在流动的富钾孔隙水介质环境中才能生成,一旦当 烃类流体注入油层后,改变了油层孔隙水介质环境,油层中伊 利石和绿泥石等含钾粘土矿物便会停止生长。
含油气包裹体的膏(石英或方解石)脉热释光年龄
原 理:
“热释光“信号是矿物受热激发,以光子形式释放出来的、积存在矿 物中的238U,232Th,40K等放射性电离辐射能(电子)。当矿物形成后就开始 恒速地接收和存储放射性电子,其强度和累计计量与时间成正比。在实验室内 通过给样品进行人工放射性辐照, 可以测量出矿物中积存的放射性电离辐射能 ( ED )大小(可以通过测定铀钍钾含量获得),年计量可以通过样品238U, 232Th,40K含量计算得到,从而可以求得时间:
伊利石Ar /Ar 年龄:165Ma 意义:代表了鄂 尔多斯盆地侏 罗纪的一次重 要的成岩事件. 区域性的成岩事 件和油气形成与 运移有关,它们 是构造运动或热 力作用的结果.
燕山期的构造运动 和热力作用对鄂尔 多斯盆地油气形成 和初次运移有决定 性作用。
鄂尔多斯盆地 油藏、气藏
三个关键时间 三个关键事件
油气包裹体地层学:方法与应用
油气包裹体地层学:方法与应用
油气形成、运移成藏时间的确定 自生粘土矿物 K-Ar (或Ar-Ar)同位素年龄: 油气形成与初次运移时间 有机包裹体中流体Rb/Sr同位素年龄:成藏时间 包裹体均一温度热史分析(T/t曲线法):成藏时间
含油气包裹体的石膏(石英或方解石)脉体热释光年龄:
因此,烃类流体进入油层的时 间不可能早于油层中自生粘土矿物 的时间,也就是说,油层中自生伊 利石和绿泥石的时间就代表了油气 藏成藏时间。 要求:粘土矿物必须是自生成因的, 含量高, 有利于分选和纯化、富 集,纯度大于90%。
伊利石分析成岩时间:
粒度小于0.2um的伊利 石属于自生伊利石,数 据可靠,粒度大于 0.2um的有可能是碎屑 伊利石。
油气藏后期改造或二次成藏时间
三个成岩阶段:
1. 晚侏罗世:黄铁矿、 方解石胶结形成(还原 环境); 2. 早白垩世:高龄石 形成,钾长石溶蚀; 3. 晚白垩世-第三系: 高龄石、石英、伊利石、 铁白云石形成,钾长石 大量溶蚀。 4.石油在晚白垩世-第三 系期间在注入。
用有机包裹体均一温度Tt曲线法 确定油气藏形成时间
230
140
70
21
( Ma)
渤海湾盆地有 两次油气生成 与运移时间及 其对应的构造 事件:
第一次:110130Ma,构造热 异常与区域抬 升事件; 第二次:23Ma, 东营运动与基 性岩浆喷发活 动事件.
含油气包裹体的脉体(石膏、石英或方解石) 热释光年龄
热释光年龄是一种常用于研究新生代地质体形成时 间的方法。 热释光年龄代表所测样品最后一次受热以来的时间 长短。 如果在砂岩油层中的方解石脉或石英脉体中发现大 量油气有机包裹体,那么油气有机包裹体有可能与 方解石或石英脉同时或稍晚形成,通过分析方解石 脉或石英脉的年龄,就可以知道油气包裹体形成年 龄。
生物标志化合物
地层层析作用
油气包裹体地球化学与油气运移
巴西西南部边缘盆地 SERGIPE-ALAGOAS盆地
第三系 盆地
湖相 烃源岩
油气包裹体地球化学与油气运移研究
油气包裹体地球化学与油气运移
油气形成深度、压力
油气包裹体形成压力代表了油气流体被包裹时的环境压力, 与油气流体运移时期的深度、压力一致。
油气包裹体应用
油气包裹体与油气藏
油气形成与运、聚作用 构造演化作用 含油气盆地
沉积建造、成岩作用
油气形成
关关 键键 事时 件间 油气运移 油气藏
油气形成的条件
来源、通道、方向 时间、期次
成岩作用
成 岩 流 体 成 油 岩 、 矿 气 物
油 气 包 裹 体
油 气 包 裹 体 与 油 气 藏
油 气 形 成
红外光谱无CH2和CH3 吸收峰,全为H2O峰
油气有机质成熟度和热演化程度
油气有机质成熟度和热演化程度
包裹体均一温度(Th)和镜质体反射率(Ro)关系 1. C.E.Barker(1990) 研究发现Th与 Ro之间存在很好的线性相 关关系: ln(Ro)=0.00811(Th)-1.26 (相关系数r=0.93,回归点数n=115) 2. C.E. Barker(1986)还曾经专门研究Ro和古地温(Tpeak)之 间的关系得出如下关系: ln Ro = 0.0078 Tpeak –1.2 但是,研究经验表明,Th在主要反映的是某一期局部性的热事 件,最大古地温,而Ro反映的是长期的区域性的热演化轨迹。研究 时应该根据实际情况确定应用Ro还是Th?
深度:
H= (Th-T0)/PTG
Th包裹体均一温度,T0古地面温度, PTG古地温梯度
压力:利用流体包裹体来估算古流体压力的方法有多种。
(1) 盐度温度法: P=(219+26.2S)T/(374+9.2S), 其中,T为均一温度,S为盐度。
(2)流体包裹体PVT模拟法:封闭体系热力学P-V-T-X平衡关系,
第一时间:160-170Ma (侏罗纪)燕山期
第二时间:100Ma左右 (晚白垩世末期) 燕山期末期到喜山初期
第三时间:23Ma (早第三系末期) 喜山期
比较而言,
第一次(160170Ma, 燕山 期)研究较多,
而后两次才 是近几年引 起人们的注 意,但在鄂尔 多斯盆地可 能更有意义.
300
250
鄂尔多斯盆地两次成岩事件 : 第一次:420-430Ma(晚志 留世-泥盆纪); 第二次:170-160Ma(侏罗 纪)。
赵孟为等, 1996, 沉积学报,4(3): 11-21.
鄂尔多斯盆地 三叠系地层成 岩作用时间:
伊利石K/Ar年 龄:183Ma
赵孟为等, 1997, 鄂尔多斯盆地伊利石K-Ar等时线图解与年龄,沉积学报,15(4): 148-151