[發明專利]一種確定油氣運移的期次、時間、動力與方向的方法

有效

• 申請號: 201710362782.7
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107218969B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 張劉平;李照陽
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 北京五月天專利商標代理有限公司 11294
• 代理人: 王振華

本發明涉及一種確定油氣運移的期次、時間、動力與方向的方法，通過油包裹體次生石英腔壁的氧同位素和微量元素的原位測試數據，計算油包裹體的形成溫度和古地層水氧同位素，確定油氣運移的期次和時間，并應用古地層水氧同位素以及油包裹體次生石英腔壁氧同位素與微量元素判斷油氣運移時期儲層的連通性，進而通過油包裹體形成溫度、相圖和等容線獲取油氣運移時的古流體壓力，結合連通砂體、烴源巖和構造資料，揭示油氣運移的動力與方向。本發明通過包裹體次生石英腔壁的地球化學原位測試，經計算可獲得多方面的油氣運移信息，且準確性高，適用范圍廣，易于推廣實現。

技術領域

本發明屬于石油地質勘探技術領域，尤其是油氣分布預測的地球化學方法，具體涉及一種確定油氣運移的期次、時間、動力與方向的方法。

背景技術

油氣運移的期次、時間、動力與方向是油氣勘探所需的重要信息。關于運移成藏期次，現有技術中主要通過鹽水包裹體均一溫度、伊利石定年等測試數據，間接推斷油氣運移的期次。其依據是油氣注入儲層后，會阻止礦物的生長。這些礦物生長停滯的時間被當作油氣充注、運移期。實際上，造成礦物生長與停滯的原因除了油氣充注外，還有pH值和礦物生長所需要的離子。如果這些礦物生長的條件不能被滿足，礦物就不會生長。因此，根據次生礦物的生長停滯情況推斷油氣的運移(充注)期次存在較大的多解性。研究表明，油氣運移及其期次可用碎屑巖中的石英油包裹體的成熟度反映，但是利用油包裹體的成熟度只能在烴源巖附近結合埋藏-熱演化史確定油氣充注的時間，適用范圍有限。

如果能夠利用油包裹體周圍的次生石英，即次生石英腔壁，獲取油包裹體的形成溫度，不僅可揭示油氣運移的期次，而且在烴源巖附近和遠離烴源巖的地區均可結合埋藏史確定油氣運移的時間。石英中的油包裹體形成于次生石英的生長過程。次生石英又稱石英膠結物。次生石英形成時的古溫度，可由如下氧同位素分餾方程確定：

δ¹⁸O_石英＝δ¹⁸O_水+3.24×10⁶×T^-2-3.31 (1)

式中，δ¹⁸O_水代表石英油包裹體和鹽水包裹體對或石英獨立油包裹體或次生石英形成時的古地層水氧同位素比值(‰)；相對應的δ¹⁸O_石英為油包裹體和鹽水包裹體對的次生石英腔壁或獨立油包裹體的次生石英腔壁或次生石英的氧同位素比值(‰)；相對應的T是石英油包裹體和鹽水包裹體對或石英獨立油包裹體或次生石英形成時的古溫度(K)，簡稱形成溫度。

根據式(1)，若知道了油包裹體的次生石英腔壁氧同位素比值和古地層水氧同位素比值，就可計算出油包裹體的形成溫度。另一方面，若知道了油包裹體次生石英腔壁的氧同位素比值和油包裹體的形成溫度，就可計算出古地層水氧同位素比值。因此，通過油包裹體周圍次生石英的原位測試，建立油包裹體形成溫度或古地層水氧同位素比值的求取方法，就可為揭示油氣運移的期次和時間開辟一條新的途徑。

對鹽水包裹體和油包裹體的次生石英腔壁進行原位測試，需要很高的空間分辨率。根據Zhang等人(2009)的研究，碎屑巖中的次生石英常以石英加大邊和石英顆粒中細脈的形式出現，多期石英加大邊和石英細脈的寬度通常只有幾個微米甚至小于1個微米。石英中的油包裹體和鹽水包裹體均位于這些石英加大邊和石英細脈之中。Girard et al.(2001)曾用SIMS(二次離子探針)測試過較大石英的氧同位素，并結合石英中的鹽水包裹體均一溫度，估算過古地層水氧同位素。但是，SIMS的空間分辨率只能達到3微米～5微米，不能測試碎屑巖中的大多數次生石英的氧同位素，也不能分期次測試，更不能測試大多數油包裹體的次生石英腔壁，因此需要引入分辨率更高的納米離子探針(NanoSIMS)進行原位測試。