包裹体实验技术与应用-

含2.5wt% NaCl和5 wt%CaCl2包裹体低温相变照片
公式：S＝0.00＋1.78θ－0.0442θ2＋0.000557θ3 S为NaCl的重量百分数，θ为冰点下降温度（℃）NaCl是地球上盐水包裹体的最主要质 。冷冻法在NaCl-H2O体系只适法
（1）石油流体中发荧光的主要是芳香烃（2）与碳-碳双键的跃迁有关（3）重质油荧光光谱波 较长，成熟度高荧光颜色蓝移（4）油气的荧光演化与有机质荧光反向。
实测不同密度原油的透光和荧光特征
4-1 单个包裹体分析--显微荧光和色度分析
比色系数 光强度
色 度 坐 标 图
色度计算界面
4-1 单个包裹体分析--显微荧光和色度分析
1、研究内容、方法和流程简介 2、油气包裹体岩相学 3、油气包裹体测温 4、油气包裹体成分测定 5、油气包裹体捕获温度和压力 6、油气包裹体测年学
二 油气包裹体的研究内容和方法
分析项目 分析内容
1、研究内容、方法和流程简介 使用仪器 多功能显微镜（透射光+偏光+荧光） 阴极发光显微镜 多功能显微镜+冷热台 显微荧光光谱仪 显微傅里叶红外光谱仪 显微激光拉曼光谱仪 同步辐射X射线荧光（SXRF） 微束质子诱发X射线法（PIXE） 激光剥蚀（消融）电感耦合等离子体 质谱（LA-ICP-MS） 色谱-质谱-同位素质谱仪 电感耦合等离子质谱仪 离子色谱仪 激光共聚焦扫描显微镜 PVTsim模拟软件
影响因素（1）色层效应
颜色变浅、荧光蓝移（2）生物降解 石油稠化，荧光红移
有机包裹体的荧光特征反 映了其内有机质(石油)的成 分特征及其热演化程。 石油中芳烃成分越高时 ，其荧光光谱主峰向长波方 向偏移，即“红移”，反之 则“蓝移” 原生有机包裹体热演化程 度较低，其内有机质芳烃较 多;次生有机包裹体热演化程 度较高。 至于暗褐红色荧光有机包 裹体由于其中气态烃和大部 分液态烃泄漏，而剩余的主 要为固态烃和重烃部分，有 机包裹体的荧光特征即为其 中剩余重烃部分的荧光，与 原生有机包裹体相比，荧光 明显“红移”。
一 流体包裹体理论基础
流体包裹体的分类
相数 1 2 2 物 理 相 态 分 类 2 ≥3 ≥3 ≥3 成 因 分 类 包裹体类型 纯液体包裹体 纯气体包裹体 液体包裹体 气体包裹体 含子矿物包裹 体 CO2包裹体 油气包裹体 原生包裹体 特征
在室温下全为液相 在室温下全为气相 液体占整个包裹体体积50%以上，均一到 液相 气相占整个包裹体体积的50%以上，均一 到气相 除液相或气相外，含有各种子矿物如NaCl 、KCl、赤铁矿、方解石等 在低于CO2临界温度时可见气体CO2、液 体CO2和水溶液三相 除液相或气相外，含有机质，如甲烷、沥 青、高分子碳氢化合物 与主矿物同时形成
流体包裹体岩相学
鉴定薄片中矿物的种类及共生组 合关系 观察包裹体的类型、产状及共生 组合关系
油气包裹体及与之伴生含烃盐水 包裹体均一温度测定
流体包裹体测温学
单个包裹体成分分析 流体包裹体成分分析
群体包裹体成分分析 流体包裹体捕获温度 压力分析 包裹体气液比精确测定 PVTsim模拟捕获温度和压力
流体包裹体年代学分 析
液相无色透明，见气泡
5、油气包裹体分类
油气包裹体特殊性：①包含独立烃类相态②分异出沥青固体相③有机成因
显微透光特征 棕褐色 棕红色 浅黄色 显微荧光特征 黄褐色荧光 亮黑色 黄绿色荧光 浅蓝灰色荧光 产出和分布 捕获地层中低成熟度和降 解油的包裹体 主要为捕获地层中成熟油 阶段的包裹体 捕获地层中高成熟阶段 的包裹体 捕获地层中凝析油-气藏 阶段的包裹体
从流体密度变化和包裹体中亚稳态来推得 群体包裹体成分分析； 单个包裹体成分分析； 显微镜下鉴定法； 分为：打开包裹体的方法 和不打开包裹体的方法
成岩、成矿时流体的压力，变质作用时 流体的压力，深源岩石的压力 成矿流体离子浓度的总和；不同流体区 分之依据 确定流体所属的体系：为区分不同流体 ，以及推导流体的其它物理化学参数提 供依据 确定成矿流体的移动速度 成岩、成矿流体的成分、熔融体的成分
0.1MPa时NaCl-H2O体系T-V图
7、相平衡和流体体系
不同盐度NaCl-H2O包裹体相变
10Wt.%
23.2Wt.%
25Wt.% 27Wt.%
25Wt%形成络合物，27%形成子晶
汇报提纲
流体包裹体理论基础 油气包裹体的研究内容和方法
流体包裹体分析在石油地质中的应用
二 油气包裹体的研究内容和方法
灰黑色 黑色或灰黑色 无色或浅黄褐色
无荧光或弱荧光 主要分布在气藏或油-气 藏储层中 无荧光 常产出于高演化气藏或受 分异作用的油气藏
常为油-水体系的 弱或浅黄色荧光 不混溶包裹体 一般无荧光 无荧光 无荧光 无荧光 含烃层段中含烃类气体和 非烃气体的包裹体 主要为地层中低温成因的 包裹体 地层中分布较广泛，常用 于均一温度的测定 含C O 2、H 2 S、N 2等无机或 有机成因的包裹体 捕获于高盐度流体中的盐 水包裹体
4-1 单个包裹体分析--显微荧光和色度分析
澳大利亚某地不同荧光样品数与成熟度关系
利用油包裹体 荧光颜色定性 判断烃成熟度 是一种较为快 速和可靠的手 段. 但油包裹体 捕获后的变化 对其荧光特性 和油包裹体均 一温度的影响 是不容忽视的, 需要利用红外 光谱、激光拉 曼等手段对其 成分变化做进 一步的研究,使 得该手段为油 气充注机理研 究提供更为可 靠的证据.
包裹体Rb-Sr等时线年龄 包裹体40Ar-39Ar定年
同位素质谱仪
二 油气包裹体的研究内容和方法
1、研究内容、方法流程简介
二 油气包裹体的研究内容和方法
流体包裹体识别 代表性定位
2、岩相学
镜下特征描述
形态、产状大 小、颜色
荧光、成分类 型、丰度
原生、次生假 次生、数量
包裹体定位
有效包裹体确定 包裹体先后顺序 主矿物期次
Ⅱb 水溶液包裹体，代表了油气迁移之后和最后一次 胶结阶段流体特征。
Ⅲ 低温、低盐度，穿过岩屑的次生水溶液包裹体， 代表了沉积盆地中最后一次热液活动。
三期六类，第一期反映原岩，第二期反映成岩，第三期成岩期后
一 流体包裹体理论基础
大类 类 亚类 重质油包裹体 中质油包裹体 液态烃和 气液烃包裹体 轻质油包裹体 烃包裹体 无色 气态烃包裹体 含沥青包裹体 含烃盐水包裹体 含烃包裹体 含烃气体包裹体 液相盐水包裹体 两相盐水包裹体 盐水包裹体与 非烃气体包裹体 非烃气体包裹体 含子矿物的 盐水包裹体 灰黑色 无色透明
H2O体系PVT相图
一 流体包裹体理论基础
7、相平衡和流体体系
实际捕获温 度197℃
均一温度 167℃
B**不出现气 泡的话为单 相流体
H2O体系P-T相图
一 流体包裹体理论基础
7、相平衡和流体体系
流体包裹体碎 温度降低压力 降低，但密度 变化不明显。
H2O体系T－V相图
一 流体包裹体理论基础
4、砂岩中的包裹体
沉积成岩中的流体包裹体温度一般小于150℃。
Ia 包括含石盐子矿物包裹体和气体包裹体。提供石 英砂岩的来源
Ib1 H2O-CO2包裹体，反映原岩是一种中到高等变 质岩 Ib2 水溶液包裹体，可能含有CO2。可能是变质之 后沿裂隙生成的次生包裹体。
Ⅱa 水溶液和油气包裹体。这是沉积岩胶结和油气迁 移中形成的包裹体
4
六边形
1、非均匀捕获测温若结果集中，低温数据可用
2、愈合裂隙内包裹体的平均值 用来统计该样品一温度
3、 FIA划分的不够准确或经历改造，均一温度会不一致
二 油气包裹体的研究内容和方法
关于卡脖子现象
3、测温
二 油气包裹体的研究内容和方法
3、测温
冰点温度：先冷冻在升温，以包裹体中最后一粒冰溶化的温度
3、测温
CO2气部份均一温度不会大于 31.1℃。部分均到气相还是液相取 决于其密度
包裹体均一温度记录表
样 号 观察 点号 地区 主矿 物 包裹体 类型 大小 /µm 形状 消失 均一温度/℃ 再现 CO2部分 均一 子矿物 消失 包裹体 成因类型 照片 号 其他
J-1
J-1-A
西华山
石英
富液包 裹体
灰黑色
液相无色，见固体矿物 无荧光
一 流体包裹体理论基础
三种非常规包裹体
6、非常规包裹体
沸腾包裹体是特殊非均一捕获包裹体
沸腾包裹体可以作为理想的地质温度计，根据密度最大和最小的包裹体的均一温度，求出形成时的温度和压力。
一 流体包裹体理论基础
7、相平衡和流体体系
粗黑色表示相线 细实为等温线 虚线为等溶线
一 流体包裹体理论基础
1、定义与形成机理
在主矿物结晶生长过程中，由于P、V、T、X（组分）发生变化，导致晶面、晶 棱等处产生洞穴、裂隙等晶体缺陷，成矿流体滞留并被圈闭于其中。 包裹体研究中的三个基本假设或前提：①均一体系②封闭体系 ③等容体系
一 流体包裹体理论基础
2、分类与分布
流体包裹体最主要的赋存矿物：石英（颗粒及加大边）、长石、方解石、白云石
4包裹体成分分析
石油包裹体的组成成分测定主要包括：
显微荧光色度分析
单个包裹体成分分析
显微激光拉曼光谱分析（LRM） 显微傅立叶变换红外光谱分析（FT-IR）
显微红外面扫描
群体包裹体成分分析
样品颗粒荧光定量（GOI） 三维荧光光谱（TSF）
群体在线MSSV或离线的GC-MS分析
4-1 单个包裹体分析--显微荧光和色度分析
4-1 单个包裹体分析—激光拉曼法 显微激光拉曼光谱测定
拉曼位移不收入射光Vo的影响，而仅仅取决于物质分子的振动能级。利用物质分 子基团的差异，可以获得不同的拉曼光谱，从而达到鉴定和研究物质分子基团的目的
注意事项： 1、按常规方法磨制成厚度为100-300 μ m的包裹体薄片并抛光。注：避免荧光的产生，量选用靠 近薄片表面的包裹体。 2、将需要分析的包裹体放置于镜头中央的十字丝下待测。注：一般选用532nm的 Ar+激光器，若 所测样品有荧光等因素的干扰，则可以选择波长为 633、785 nm的激光光源来尽量避开干扰。选 择所测光谱的计数时间一般大于30 s，每1 cm（ 波数） 计数一次，100～ 4 300（ cm-1） 全波段 一次取峰。激光束斑大小约为1 μ m，光谱分辨率0.14（ cm-1）。
油气包裹体的实验技术 及应用
汇报人：桂 丽 黎 时 间：2010.11
汇报提纲
流体包裹体理论基础 油气包裹体的研究内容和方法
流体包裹体分析在石油地质中的应用
一 流体包裹体理论基础
1、定义与形成机理 2、包裹体分类与分布 3、主要参数 4、砂岩中的包裹体 5、油气包裹体分类与荧光特性 6、几种非常规包裹体 7、相平衡和流体体系
均一法 高温均一法； 低温均一法 爆裂法； 淬火法； 冷冻法； 均一温度+压力校正值
参数的地质意义 成矿流体的温度、成矿流体相变的温度 、成岩和变质时流体的温度、成岩时硅 酸盐熔融体的温度。
压力（P） （bar）
NaCl-H2O体系法； CO2-H2O体系法； CO2-CH4体系法等 冷冻法（利用冰晶最后熔化温度换算 ）、均一法（利用子矿物溶解温度换 算） 显微镜下各相的鉴定：均一法、冷冻 法测定相变温度（三相点温度、临界 温度和初熔温度等）
盐度 （相当于wt% Nacl）
流体的体系
流体的流速 成分 气相成分 液体成分 子矿物成分 熔融体成分
密度（d） （g/cm3） 流体的pH值
均一法； 冷冻法； 体积法； 打开包裹体直接测定：根据包裹体成 分进行计算
确定成矿流体的密度；由此还可计算压 力和流体迁移速度等 矿物沉淀时的pH值
一 流体包裹体理论基础
二 油气包裹体的研究内容和方法
均一温度
过程（均一）：
（1）制定表格或者计算机的工作流程 （2）浸泡样品，从载玻片上卸下并切割成7*7mm （3）寻找预定的包裹体，一般先测石油后测盐水，先测低温后测高温 （4）开始速度5-10℃。后0.5-1℃。重复测量更精确 a、对于二氧化碳室温控制在25°以下，含盐类多次测量， b、纯液态先冷冻再测气液两相的均一温度。 c、单相包裹体先冷冻 （5）全面记录，包括主矿物名称
2、分类与分布
原生、次生、假次生包裹体
PS S
相比例估计
假次生包裹体
次生包裹体
位于主矿物裂隙中，与主矿物同时形成
位于穿过主矿物裂隙中，晚于主矿物形成
一 流体包裹体理论基础
参数
温度（℃） 均一温度（Th） 爆裂温度（Td） 捕获温度（Tt） 冷冻温度（TF） 熔融温度（Tm）
3、参数
获得参数所用的方法
过程（冰点）： （1）15-20摄氏度每秒的快速降温方法，将包裹体快速冻结 （2）缓慢回升到室温，观察冻结包裹体开始有液相出现，突然变亮的温度作为该盐水包裹 体的初溶温度或称低共熔温度。 （3）升温至-10℃左右时降低温度，以0.5-1℃左右升温观察最 后一颗冰粒融化的温度。
NaCl-H2O体系在低温下产生的主要相温度－成分图解