利用微裂隙内流体包裹体(FIP)研究构造运动——以苏北盆地F-H油田为例

利用微裂隙内流体包裹体(FIP)研究构造运动——以苏北盆地
F-H油田为例
周洪兵;张良;李贤凯
【摘要】流体包裹体(FIP)研究是当前的热点研究对象之一,已经取得了较为丰硕的成果.但利用FIP研究构造运动的文献为数不多.本文以苏北盆地F-H油田为例,利用FIP研究了该油田的构造活动.结果表明:研究区至少经历了4次主要构造运动,主要发育3种类型的FIP.结合构造演化史、埋藏史及热史,确定了构造运动与油气成藏的时间与期次.
【期刊名称】《内蒙古石油化工》
【年(卷),期】2014(040)020
【总页数】4页(P118-121)
【关键词】流体包裹体(FIP);构造运动;油气成藏期(次)
【作者】周洪兵;张良;李贤凯
【作者单位】四川省煤田地质局一四一队,四川德阳 618000;四川省煤田地质局一四一队,四川德阳 618000;四川省煤田地质局一四一队,四川德阳 618000
【正文语种】中文
【中图分类】P618.130.2
1 基本地质概况
F-H油田位于江苏省高邮市境内，构造位于GY凹陷北斜坡中段。

该区东邻河口构造，南与FM油田相邻（图1）。

区内地貌复杂，河汊众多，地势较低。

其主要储层为Ef1，Ef3。

图1 F-H油田构造示意图
2 F-H油田Ef1，Ef3储层中矿物颗粒内FIP发育特征及期次划分
当储层发生脆性破裂时，除了产生主断裂面外，还派生出许多小断层和不同性质的节理，在更微观的尺度下，组成储层的矿物颗粒也会受其构造运动的影响产生大量变形结构和显微裂隙，随后被储层中的流体（油、气、水）充填胶结而封闭，形成赋存于矿物颗粒微裂隙中呈线性排列的次生流体包裹体，即形成流体包裹体面（Fluid inclusion plane，简称FIP）［1］。

根据FIP的形态特征、产状、相互
穿插关系以及捕获于其中的流体包裹体的类型、成分、均一温度等热力学性质，并综合宏观区域地质特征和含油气盆地油气成藏过程研究，最终判定构造活动的期次［2-5］。

本次研究选取了位于GY凹陷深凹带的fsX1井Ef1、Ef3，以及hX16井Ef1储层不同深度的细砂岩岩心（共计12块）样品进行流体包裹体面研究。

岩相学和显微荧光观察结果表明：储层矿物中（主要以石英为主）发育有多期微裂隙，说明储层经历过多期构造运动，不同时期的微裂隙捕获有不同性质的流体包裹体串，即组成不同类型的FIP。

根据它们的形态特征及互相穿插切割关系，又可分出它们生成的先后关系，初步得到如下三种类型（从早期到晚期）：
第一期：由脆性构造变形环境生成的呈平整状矿物内愈合裂隙所构成的FIP。

其中，捕获的流体包裹体以单一液相及气液两相次生盐水包裹体为主。

这里称之为A类型。

第二期：由脆性构造变形环境生成的较平整状-平整状穿石英颗粒愈合微裂隙所构
成的FIP。

该时期微裂隙大致可分为倾向相反且近乎对称的两类产状不同的微裂隙。

当该期构造运动发生时，致使与两大断裂带伴生的次级显微裂隙的倾向也相反。

此外，每一类微裂隙在矿物颗粒中都相当发育，且产状大体彼此平行。

微裂隙内捕获的构造流体包裹体以纯液相烃类包裹体，气液两相烃类包裹体为主，以及少量与之同期伴生的纯液相和气液两相盐水包裹体。

这些捕获于微裂隙中的烃类包裹体在紫外荧光下显蓝色、蓝白色。

这里称之为B类型。

它明显的穿插切割A类型FIP。

第三期：由脆性构造变形环境中生成的呈不平整状的穿石英颗粒愈合裂隙所构成的FIP。

裂隙中捕获有烃类包裹体，但是与第二期裂隙中发育的烃类包裹体数量相比相对较少。

在紫外荧光下显示微弱蓝色、蓝白色荧光。

这里称之为C类型，它可见明显穿插切割A和B类型FIP（三种类型FIP包裹体特征见图2所示）。

图2 GY凹陷Ef1、Ef3段储层矿物颗粒FIP流体包裹体特征（图a、b、e、f的FIP样品来自fsX1井Ef1，图c、d的FIP样品来自fsX1井Ef3；图a、b、c、d 左图为透光照片，右图为左图同一视域下的紫外荧光照片，图e、f为紫外荧光照片）
此外，我们对上述三期微裂隙内胶结物中的次生盐水包裹体均一温度进行了显微测定，统计发现均一温度可明显的划分为三个区间段（表1）。

表明它们分别为早、中、晚三期流体包裹体。

结合上述微裂隙内流体包裹体的性质以及FIP的形态特征和互相穿插切割关系的认识，初步确定出GY凹陷深凹带Ef储层至少经历过三期构造运动。

表1 GY凹陷深凹带Ef1储层矿物微裂隙中盐水包裹体均一温度表井号层位深度/m 流体包裹体均一温度/℃3951.2 74.0-78.0 91.9-140.5 148.6-157.5 4041.8 hX16 Ef1 2923.7 81.7-88.2 98.1-130.0 142.5-155.0 2915.5 2920.0早期中期晚期fsX1 Ef1 2918.0
3 Ef组储层经历不同期次构造活动时间的初步确定
通过对储层矿物颗粒FIP形态特征、相互穿插关系，以及FIP中流体包裹体性质和
均一温度分布特征，初步确定GY凹陷阜宁组储层至少经历了早、中、晚三期构造运动，上述A、B、C三类FIP便是这三期构造运动的“原始记录”。

接下来以不同类型FIP发育特征和FIP中流体包裹体的性质研究为主线，结合该区域构造演化史和Ef1组油气成藏过程对这三期构造运动的时间作了初步的探讨。

A、B、C三类FIP及各自捕获的流体包裹体具有不同的特征，三类FIP中以B类型FIP发育最好，其中捕获的流体包裹体以烃类包裹体为主，在紫外显微荧光下观察，烃类包裹体以蓝色、蓝白色为主。

与A、C两类FIP相比，B类型FIP特征尤为明显，且由于捕获在其中的流体包裹体以烃类包裹体为主，表明在微裂隙发育并开启时，也就是该期构造运动发生时有油气的运聚充注，微裂隙此时作为油气运移的微观输导体系，构造活动期与油气的运聚充注期相匹配。

故对于B类型FIP的形成时间可间接地通过Ef1，Ef3储层油气充注成藏期来确定。

3.1 B类型FIP的形成时间确定
B类型FIP中因捕获有大量的烃类流体包裹体，故可以通过确定Ef1，Ef3储层的油气成藏期次来间接的判定B类型FIP的形成时间。

因此在本次研究中首先利用储层流体包裹体技术划分GY凹陷深凹带中部含油气系统的成藏期次。

对深凹带中部含油气系统Ef1，Ef3储层中的流体包裹体进行详细的岩相学和显微荧光观察，并结合成岩序列，初步识别出了两期烃类流体包裹体：
第一期烃类流体包裹体主要分布在石英和长石颗粒生长的晶格缺陷、早期石英加大边以及方解石胶结物中，透射光下液相颜色呈黄褐色，褐色，气相呈黑色，紫外荧光下呈黄绿色、淡黄色荧光，以气液两相烃类流体包裹体和纯液相烃类包裹体形式存在为主，（图3-a、b），反映了该期低成熟油气充注。

第二期烃类流体包裹体主要分布在石英颗粒愈合微裂隙、石英脉以及方解石脉胶结物中，少部分分布在晚期石英加大边中，透射光下液相颜色呈无色，气相颜色呈无色或黑色，紫外荧光下发蓝色、蓝白色，以气液两相烃类包裹体形式存在，较少纯
气相烃类流体包裹体（图2，图3-c、d），反映了该期成熟-高成熟油气充注。

在显微荧光观察的基础上，选取fsX1井为代表井段，对Ef1，Ef3储层中的烃类包裹体以及与其伴生的同期盐水包裹体进行显微测温，对所得均一温度进行统计（表2）。

结果表明：储层中烃类包裹体均一温度主要集中在70℃～90℃和110℃～130℃这两个区间内，与其伴生的同期盐水包裹体均一温度在Ef1储层中主要集中在90℃～100℃和120℃～140℃，在Ef3储层中主要集中在90℃～100℃和120℃～130℃，皆以双峰的形式存在。

据上述结果可知，该含油气系统经历了两期油气成藏过程。

图3 GY凹陷深凹带中部Ef3储层中的烃类流体包裹体（图a、b为fsX1井Ef3储层中赋存于石英颗粒内的烃类包裹体，紫外荧光下显黄绿色；图c、d为fsX1井Ef3储层中赋存于石英颗粒内的烃类包裹体，紫外荧光下显蓝色、蓝白色；图版中左图为透光镜下照片，右图为左图同一视域下的紫外荧光照片）
根据各期与烃类包裹体相伴生的同期盐水包裹体均一温度主频分布范围，结合fsX1井埋藏史和热史曲线（图4），分别得出Ef1，Ef3储层中两期油气充注的主要时间：Ef1储层中第一期油气充注发生于53Ma～52Ma左右，此时为d2沉积时期；第二期油气充注发生于45Ma～37Ma左右，此时为s2沉积时期；Ef3储层中第一期油气充注发生于51Ma～46Ma左右，此时正值d2末-s1沉积时期，第二期油气充注发生于43Ma～30Ma左右，相当于s2沉积中晚期至s末期。

整体上，Ef3油气充注略稍晚于Ef1。

表2 GY凹陷深凹带Ef1，Ef3储层烃类流体包裹体特征期次赋存矿物烃类包裹体特征相态组成特征颜色荧光均一温度/℃同期盐水包裹体均一温度/℃E1f1 E1f 3第一期石英和长石颗粒生长的晶格缺陷，早期石英加大边以及方解石胶结物以气液两相包裹体和纯液相包裹体为主液相呈黄褐色、褐色，气相呈黑色黄绿色、淡黄色70～90 90～100 90～100第二期石英颗粒愈合微裂隙石英脉以及方解石脉胶结
物中以气液两相包裹体为主，较少纯气相包裹体液相无色、气相呈无色或黑色蓝色、蓝白色110～130 120～140 120～130
图4 GY凹陷深凹带fsX1井埋藏史、热史图
综合Ef1、Ef3储层两期油气充注的时间，最终确定出中部含油气系统两期油气成
藏的时间：第一期油气成藏主要发生在距今53Ma～46Ma左右，相当于d2-s1
沉积时期；第二期油气成藏主要发生在距今45Ma～30Ma左右，相当于s2沉积
时期-s末期。

在两期油气成藏过程中，以第二期为主要成藏期。

结合区域构造演
化史，进一步确定B类型FIP的形成时间与s运动中晚期对应。

3.2 A类型和C类型FIP的形成时间确定
根据三种类型FIP之间的相互穿插切割关系确定了它们形成的先后顺序，A类型FIP的形成时间要早于B类型FIP的形成时间，即在s沉积之前，C类型FIP的形成时间晚于B类型FIP的形成时间，即在s沉积之后。

对A类型FIP中捕获的次生盐水包裹体的均一温度数据进行统计分析发现主要集
中在70℃～80℃之间，平均为75℃左右，结合该区埋藏史和热史曲线（图4）分析可知其包裹体捕获的时间大约在57Ma～55Ma左右，此时为阜宁组沉积末期，故确定早期构造运动发生在57Ma～55Ma左右，阜宁组沉积末期，与吴堡运动对应。

对C类型FIP中捕获的次生盐水包裹体均一温度数据进行统计分析发现主要集中
在140℃～160℃之间，结合该区埋藏史和热史曲线（图4）分析可知其包裹体捕获的时间大约在20Ma～10Ma左右，此时正值yc组沉积末期。

故而确定晚期构
造运动发生在yc组沉积末期，与构造运动对应。

除此之外，需要特别说明的是本次研究中考虑到在Ef3储层中发现有发黄绿色荧光的烃类包裹体分布于石英和长石颗粒生长的晶格缺陷、早期石英加大边以及方解石胶结物中，但是并未发现有由黄绿色荧光烃类包裹体构成的FIP，认为这可能是由
于第一期油气充注量少，且在d2-s1沉积时期的构造运动并不是很强烈所致。

结
合GY凹陷中部含油气系统的石油地质特征又可知Ef3底部泥岩产生的超压对Ef2烃源岩生成的油气上排起到阻碍作用，其生成的油气主要通过下排进入Ef1储层中，只有遇断层在纵向沟通时才可进入Ef3储层，故而可知在第一期油气成藏时构造活动就已发育，致使生成了输导油气的纵向断层，但发育程度较弱，不如第二期成藏期的强烈。

根据上述分析可知该构造运动发育时间为距今53Ma～46Ma左右，相当于d2-s1沉积时期，结合区域构造演化史可知该构造运动的时间跨越了ZW构
造运动中晚期和SD构造运动早期。

4 结论
通过对GY凹陷深凹带Ef1，Ef3储层矿物流体包裹体面（FIP）以及FIP中捕获的流体包裹体进行系统研究，并结合区域构造演化史和GY凹陷中部含油气系统的油气成藏过程，最终确定出GY凹陷深凹带Ef组经历了4期构造运动，从早到晚依
次与fn组沉积末期的 WB构造运动、dn组沉积时期的ZW构造运动、sd组沉积时期的SD构造运动、yc组沉积时期的YC构造运动相对应。

其中，ZW构造运动和SD构造运动早期与其它时期的构造运动相比，在深凹带fn组发育强度较弱。

［参考文献］
［1］刘斌.地壳构造流体［M］.北京：科学出版社，2008：133～147.
［2］吴向阳、高德群.苏北盆地高邮凹陷阜宁组油气成藏期研究［J］.中国石油勘探，2011，（4）：37～41.
［3］龚永杰.苏北盆地泰州组、阜宁组油气成藏机理及富集规律［M］.青岛：中
国石油大学（华东），2008.
［4］马晓鸣.高邮凹陷构造特征研究［D］.青岛：中国石油大学（华东），2009. ［5］胡望水.高邮及金湖凹陷构造断裂特征与油气成藏关系研究.江苏：江苏油田
内部资料，2005：101～155.。