鄂尔多斯盆地三叠系超低透砂岩成藏机理研究

摘要：鄂尔多斯盆地是我国第二大沉积盆地，油气资源丰富。其中三叠系延长组长6-长8为超低渗透砂岩油藏，根据包裹体划分油藏成藏期次，在包裹体均一温度分析和成岩序列分析的基础上，明确了石英加大边中的包裹体代表了生排烃高峰期的一次油气的充注。埋藏分析表明，它们均形成于晚侏罗世一早白垩世，为一期成藏，多个充注阶段。

关键词：鄂尔多斯盆地 超低渗透 包裹体 油气充注

一、区域地质概况

鄂尔多斯盆地是我国第二大的中、新生代沉积盆地。晚三叠世， 在东北、西南两大物源控制下， 形成了东北三角洲、西南扇三角洲一三角洲两大沉积体系。按沉积旋回和测井资料将延长组从上到下分为10 个油层组， 其沉积特征表明了整个湖盆形成、发展和消亡的全过程。长9、长7、长4 十5 期是湖盆发展过程中的三大湖侵期， 特别在长7 时， 湖侵达到了鼎盛时期， 形成了盆地中生界最好的一套烃源岩；三大湖侵期之间是岸进时期， 长8、长6 、长3 等时期比较重要；在湖泊周围， 形成了以东北三角洲和西南扇三角洲一三角洲为代表的三角洲群，其沉积的三角洲平原、三角洲前缘砂体大面积分布，是形成大油田的基础[1]。鄂尔多斯盆地三叠系延长组低渗透、特低渗透岩性油藏成为我国低渗透岩性油气藏勘探开发的典型代表， 晚三叠世湖盆中部地区延长组长6- 长8 储层致密， 一般渗透率小于1×10-3μm2；按照1998年实施的中华人民共和国石油天然气行业标准《油气储层评价方法》[2]，把湖盆中部长6-长8储层划分为超低渗透储层[3]。

二、低渗油藏储层特征

鄂尔多斯盆地延长组超低渗透储层分布在湖盆中部延长组长6一长8油层组，沉积类型包括长6、长7的重力流沉积、三角洲前缘及长8三角洲前缘砂体[4-5]。

1.储层岩石学特征

湖盆中部地区长6一长8岩石的结构成熟度中等，矿物成熟度较低。

长6、7长石砂岩为主， 岩屑长石砂岩次之、以及少量岩屑砂岩；砂岩以细砂岩为主， 粉砂岩含量较高， 次为中细砂岩；砂岩的分选性中一好， 磨圆度以次棱角状为主；颗粒支撑， 点一线接触为主[6]。长8储层主要为中、细砂岩， 岩石类型以长石砂岩为主， 岩屑长石砂岩次之， 颗粒间多为点、点- 线接触[3]。

2.储层物性特征

沉积相带和成岩作用的差异导致不同油层组储层物性有较大的差异。其中， 长6储层孔隙度一般8.5%～14.3%， 渗透率0.02×10-3 -1.12×10-3μm2； 长7孔隙度一般5.4%～12.8%，渗透率0.01×10-3 -0.50×10-3μm2； 长8物性较好， 孔隙度一般5.2% -12.2%， 渗透率0.02×10-35.02×10-3μm2[3]。

3.储层孔隙特征

砂岩储集层的孔隙类型主要有原生孔隙（残余粒间孔隙、溶蚀填隙物、内微孔隙） 和次生孔隙（溶蚀粒间孔隙、溶蚀粒内孔隙、铸模孔隙、裂缝孔隙）两大类。受沉积、成岩作用影响， 延长组储层孔隙类型多样， 面孔率较低；陕北地区原生孔、次生孔并存， 总面孔率为5% 左右， 陇东地区以原生粒间孔为主， 总面孔率只有3.2%～4. 8%[7]。

三、成藏期次划分

20世纪80年代以来， 流体包裹体逐渐应用于石油地质领域， 目前已成为油气源对比、油气运移、成藏期次、盆地演化等研究的主要手段之一[8]。根据形成过程，沉积盆地中的流体包裹体可以分成继承性和非继承性两大类。继承性包裹体不能代表沉积盆地的成矿、成藏信息，只有成岩包裹体才是盆地中油气生成、运移，聚集、成藏，以及流体动力等信息的载体[9]。

1.延长组包裹体特征

鄂尔多斯盆地三叠系延长组储集层中的流体包裹体非常丰富。湖盆中部延长组包裹体的颜色主要为无色、浅灰褐色、浅黄色和少量的浅灰色及黄褐色，均温度最小71.2℃，最大172.9℃；存在2个峰值，分别为80℃～100℃，120℃～130℃[3]。包裹体的宿主矿物主要为四种类型：石英裂隙、石英加大边、钙质胶结物以及钠长石胶结物。

石英裂隙中包裹体： 该类包裹体均一温度为80-150℃ ， 平均121℃ ， 部分甚至超过150℃ 。包裹体呈串珠状或孤立状产出， 主要为盐水包裹体，不发荧光， 石英裂隙不切穿加大边。

石英加大边中包裹体： 包裹体均一温度平均104℃ ， 呈串珠状或孤立状产出， 既有盐水包裹体，又有烃类包裹体， 发荧光。

钙质胶结物中包裹体： 包裹体常孤立状产出，均一温度平均98.1℃ ， 一些包裹体发强荧光。对酸盐胶结物进行电子探针分析， 成分主要为CaO和MaO， 并含有少量FeO ， 因此碳酸盐胶结物主要为铁方解石和铁白云石。

钠长石中包裹体： 钠长石胶结物中的包裹体均一温度平均94℃ ， 包裹体常发强荧光， 既有盐水包裹体， 又有烃类包裹体， 多孤立状分布。

第一种类型的包裹体， 由于石英裂隙一般不切穿石英加大边， 包裹体中未发现烃类包裹体， 且均一温度过高， 与每百米地温梯度为3.3～4.5℃ 、湖盆中部长6-长8最大埋深为2400～3000 m的认识矛盾[9]。所以该类包裹体为继承性包裹体， 对成岩作用、成藏期次的研究不具任何意义，其他3种包裹体为成岩包裹体[3]。

2.包裹体与成藏期次关系

前人利用盆地模拟、地球化学等方法进行了埋藏史、地热史和生排烃史研究， 认为晚侏罗世早期， 鄂尔多斯盆地周缘大规模岩浆活动和盆内构造活动导致盆地经历了一期重要的热事件， 延长组烃源岩开始成熟； 早白垩世为延长组最大埋深期， 烃源岩进入生排油高峰期， 油气大规模运聚成藏； 早白垩世末盆地整体抬升， 遭受剥蚀。综合包裹体均一温度特征、烃类包裹体宿主矿物成岩序列及成藏关键时刻研究成果可以得到： 钠长石包裹体均一温度在3类包裹体中最低，平均94℃ ， 为早期生排烃作用的产物， 对应于晚侏罗世或早白垩世早期， 宿主矿物主要形成于晚成岩阶段的A期和B期； 石英加大边包裹体均一温度最高， 平均104℃ ， 记录了早白垩世最大埋深阶段、生排烃高峰期大规模充注的地质信息， 宿主矿物主要形成于晚成岩阶段的A 期和B 期； 含铁碳酸盐包裹体形成最晚， 主要形成于晚成岩阶段B期， 其均一温度比石英加大边中包裹体均一温度略低， 平均98℃ ， 为早白垩世末以后抬升降温过程中晚期充注的产物。由于与最大埋深期温度相差不大， 因此应形成于抬升降温早期阶段。盆地在抬升过程中，随着埋藏深度变浅，地层温度、压力也逐渐降低。在这种情况下，一方面延长组储层孔隙流体中的CO2溶解度降低，另一面烃源岩的生烃作用减弱和成岩反应的深入进行导致介质环境逐渐由酸性向中性、碱性转变，有利于碳酸盐胶结物的形成。此外，抬升过程中由于上覆载荷减少，应力释放，可以形成一些裂缝或使得旱期形成的裂缝重新开启，沟通上覆、下伏的压力相对较低的岩层，油气从高压岩层或高压区向低压岩层（区）运移，因此抬生过程中虽然生烃作用减弱或停止，但油气充注不一定停止。

包裹体均一温度分析和成岩序列分析表明，石英加大边中的包裹体代表了生排烃高峰期的一次油气的充注。虽然不同宿主矿物的包裹体形成有先后差异，但埋藏分析表明，它们均形成于晚侏罗世一早白垩世，因此为一期成藏，多个充注阶段。

四、结语

鄂尔多斯延长组长6-长8为超低渗透砂岩，它存在三种包裹体，包括石英加大边包裹体、钙质胶结物包裹体、钠长石包裹体。其中钠长石包裹体温度最低，为早期充注的产物；石英包裹体温度最高，代表了排烃高峰期的油气充注。通过埋藏分析表明，它们均形成于晚侏罗世一早白垩世，为一期成藏，多个阶段充注。

参考文献

[1] 喻建韩，永林凌，升阶.鄂尔多斯盆地三叠系延长组油田成藏地质特征及油藏类型[J].中国石油勘探，2001，6（4）：13-19 .

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[4]邓秀芹， 蔺昉晓， 刘显阳， 等. 鄂尔多斯盆地三叠系延长组沉积演化及其与早印支运动关系的探讨[ J] . 古地理学报， 2007， 10（ 2 ）： 159-166.

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[8]李荣西， 席胜利， 邸领军. 用储层油气包裹体岩相学确定油气成藏期次-以鄂尔多斯盆地陇东油田为例[ J] . 石油与天然气地质， 2006， 27（ 2 ） ： 194-199.

[9] 陶士振.包裹体应用于油气地质研究的前提条件和关键问题[J].地质科学，2006，39（1）：77-9.