CN104678454A - 火山岩油气藏成藏时间的确定方法 - Google Patents

Abstract

一种火山岩油气藏成藏时间的确定方法，第一步：选取实验样品；第二步：火山岩储层热史模拟；第三步：火山岩油气藏成藏期次确定；第四步：火山岩油气藏成藏时间确定。本方法在火山岩储层热演化史、流体包裹体形成期次研究的基础上，间接获得火山岩油气藏成藏时间，解决了火山岩穿时性、埋藏史、热史、成藏史等对火山岩油气藏成藏时间确定的影响，提高了火山岩油气藏形成时间确定的精度，为火山岩油气勘探开发提供了更加准确的指导。

Description

火山岩油气藏成藏时间的确定方法

技术领域

本发明涉及石油天然气勘探与开发领域，具体地说，是一种火山岩油气藏成藏时间的确定方法。

背景技术

全球100多个国家/地区在火山岩内或其周围发现了油气藏或油气显示，展示了火山岩油气藏勘探的广阔前景。火山岩已从油气勘探的“禁区”转变为了“靶区”，成为油气勘探的新目标。勘探表明，具有工业价值的火山岩油气藏以有机成因为主，即围岩中的有机烃运移至火山岩内聚集成藏。与沉积储层油气藏相比，火山岩油气藏储层横纵变化快、成藏条件极为复杂，导致火山岩油气勘探难度大、风险高、勘探程度低。盆地火山岩穿时性强，火山岩储层与烃源岩埋藏史的差异性是导致火山岩油气藏成藏时间难以确定的主要原因。

目前火山岩油气藏成藏时间确定主要沿用沉积储层油气藏成藏期次确定方法，即储层埋藏史与油气流体包裹体相结合的分析方法。根据储层内流体包裹体均一温度确定油气成藏温度，结合储层埋藏史曲线，获得油气成藏时间和期次。但是，这项技术在火山岩油气藏应用方面仍存在如下问题：第一，单井埋藏史曲线是根据沉积地层各种参数计算出来的，火山岩抗压实能力强，单井埋藏史曲线很难精确反映其埋藏史、热史随时间变化情况。第二，火山岩常具有穿时性，同一火山岩体无法用单一的埋藏-热史曲线表示。第三，对于火山-构造活动频繁的改造型盆地，油气具有多期成藏与调整特征，传统方法常具有多解性。随着火山岩油气勘探程度的不断提高，对油气成藏时间的确定要求越来越高，现有技术方法已经不能满足要求，需要发展更为精确的火山油气藏油气成藏时间确定方法。

发明内容

本发明针对现有技术方法不能满足火山岩油气藏成藏时间确定的要求，建立了一种适用于火山岩油气藏的成藏时间确定方法。

本发明的火山岩油气藏成藏时间的确定方法，具体步骤如下：

第一步：选取实验样品

采集火山岩储层钻井岩心样品，将岩心样品分成两份，从一份岩芯样品中挑选出磷灰石矿物，将另一份岩芯样品磨制成流体包裹体薄片；

第二步：火山岩储层热史模拟

对挑选出的磷灰石矿物进行磷灰石裂变径迹实验分析，然后对实验数据进行磷灰石裂变径迹模拟，获得火山岩储层热演化史曲线图；

第三步：火山岩油气藏成藏期次确定

对流体包裹体薄片进行流体包裹体岩相学观察，先利用偏光显微镜和荧光显微镜对流体包裹体薄片进行观察，找到流体包裹体薄片中油气包裹体，并根据偏光显微镜下油气包裹体的岩相学特征以及荧光显微镜下的荧光特征详细划分其期次，最后在显微冷热台上对不同期次油气包裹体以及同期的盐水包裹体进行均一温度测试，将得到的盐水包裹体均一温度作为油气成藏的古地温数据；

第四步：火山岩油气藏成藏时间确定

将油气成藏的古地温数据投影到火山岩储层热演化史曲线图上，获得油气成藏时间。

本发明的有益效果是：本方法在火山岩储层热演化史、流体包裹体形成期次研究的基础上，间接获得火山岩油气藏成藏时间，解决了火山岩穿时性、埋藏史、热史、成藏史等对火山岩油气藏成藏时间确定的影响，提高了火山岩油气藏形成时间确定的精度，为火山岩油气勘探开发提供了更加准确的指导。

附图说明

附图1为钻井R地层K的1457m处火山岩的磷灰石裂变径迹模拟长度变化图；

附图2为钻井R地层K的1457m处火山岩的古地温演化史曲线图；

附图3为钻井R地层K的1457m处火山岩储层内油气包裹体均一温度直方图；

附图4为钻井R地层K的1457m处火山岩储层内与油气包裹体同期的盐水包裹体均一温度直方图；

附图5为钻井R地层K的1457m处火山岩油气藏成藏时间图。

具体实施方式

本火山岩油气藏成藏时间的确定方法的具体实施方式如下：

对某油田某区块钻井R地层K的火山岩油气藏进行成藏时间的确定。

第一步：选取实验样品

K地层的地层年龄介于125-127.5Ma，通过对K地层1457m处火山岩岩心及对应薄片的详细观察，选取相应的火山岩储层岩心样品2kg。

将岩心样品分成两份，一份为1.5kg，另一份为0.5kg。

对重量为1.5kg的这一份岩芯样品进行磷灰石矿物的挑选。先将岩心样品粉碎，用重液、磁选等常规方法分离出磷灰石单矿物，共挑选出磷灰石矿物颗粒28颗。

将重量为0.5kg的另一份岩芯样品磨制成流体包裹体薄片。

第二步：火山岩储层热史模拟

由于火山岩储层热演化史是确定火山岩油气成藏时间的关键。磷灰石是火山岩中常见的副矿物，其中的放射性元素发生裂变在矿物晶格中形成辐射损伤区，称为裂变径迹。裂变径迹初始长度基本一致，在受热条件下(如深埋或地温升高)会发生退火作用而变少、变短。当温度高于110～125℃，径迹将完全退火而清除。其后，当样品冷却到部分退火带(110～60℃)，裂变径迹重新形成。由于部分退火带(110～60℃)跨越了较宽的区间，因此结合年龄和裂变径迹长度可反映样品经历的热事件的复杂历史。

将挑选出的磷灰石矿物进行裂变径迹实验，测试结果如下表。

注：P(χ²)为检测概率，P(χ²)＞5％，采用池年龄；P(χ²)＜5％，采用中值年龄。

磷灰石裂变径迹实验结果显示，R①样品的裂变径迹池年龄和中值年龄都是56Ma，标准偏差(4Ma)，年龄相对集中，远小于地层年龄(125-127.5Ma)，而且裂变径迹长度(11.5±1.9μm)小于磷灰石初始径迹长度(16.3±0.9μm)，表明了磷灰石矿物经历了退火作用。该组年龄值说明磷灰石矿物达到最大古地温完全退火后，区域构造抬升，磷灰石矿物重新进入部分退火带(110～60℃)所经历的时代，且区域第二次沉降时，火山岩并未完全退火。

采用AFT-Solve软件对上述表格中的磷灰石裂变径迹实验结果进行磷灰石裂变径迹模拟，模拟结果为如图1所示的磷灰石裂变径迹模拟长度变化图，划分为“可以接受的”、“好的”、“最佳的”3类，最后给出AFT(裂变径迹年龄)颗粒年龄与裂变径迹长度的模拟值以及K-S与Age-GOF检验值。

K-S检验值表示裂变径迹长度模拟值与实测值的吻合程度，GOF检验值表示裂变径迹年龄模拟值与实测值的吻合程度。当GOF与K-S检验值大于0.05时，表示模拟热史是“可以接受的”；当检验值超过0.5时，表示模拟结果是“最佳的”。

如图1中钻井R地层K的火山岩中磷灰石裂变径迹模拟结果显示，模拟的径迹长度与实测径迹长度比较吻合，K-S检测为0.58，模拟结果可靠。热史模拟GOF值0.58，表示模拟结果是最佳的。

采用AFT-Solve软件对磷灰石裂变径迹模拟结果，得到如图2所示的钻井R地层K的1457m处的火山岩古地温演化史曲线图，图中绿色范围代表模拟“可以接受的”范围，紫色范围代表模拟是“好的”范围，黑线代表模拟是“最佳的”，Age-GOF检测为0.58，代表模拟是最佳的。根据图2所示，可知钻井R地层K的1457m处经历了5个阶段构造演化：①130～86Ma，增温阶段30～152℃；②85～68Ma，冷却阶段，152～55℃；③68～56Ma，增温阶段，55～105℃；④56～26Ma，缓慢抬升阶段，105～42℃；⑤27.5Ma至今，缓慢埋深阶段。抬升阶段经过110-60℃退火温度时间为77～67Ma。

第三步：火山岩油气藏成藏期次确定

火山岩油气藏成藏期次是确定成藏时间的前提。流体包裹体是成岩成矿溶液在矿物结晶生长过程中，被捕获于晶体缺陷、空穴、晶格空位、位错及微裂缝之中，而且至今尚在主矿物中完好封存并与主矿物有着相界线的独立封闭体系。油气从烃源岩运移至储层过程中，油气以及成岩流体会在矿物生长及裂缝中形成流体包裹体，这些包裹体通常不会受后期构造作用影响，较好地保存和记录着宿主岩层的成岩温度、压力和流体性质等油气成藏信息。已有研究表明，油气包裹体的均一温度往往较之与其共生的盐水包裹体偏低20℃左右，后者更接近包裹体捕获时成岩矿物经历的真实温度，因而通常测定与油气包裹体共生的盐水包裹体均一温度来进行油气成藏年代学研究。

利用钻井R地层K的1457m处火山岩储层岩心样品磨制的流体包裹体薄片，由于偏光显微镜下油气包裹体及同期盐水包裹体主要分布在石英矿物裂缝中，油气包裹体呈棕褐色，所以首先进行流体包裹体岩相学观察，先利用偏光显微镜对流体包裹体薄片进行观察，找到流体包裹体薄片中油气包裹体和盐水包裹体的分布。由于荧光偏光显微镜下，油气包裹体发发微弱的黄(绿)色和蓝白色两种荧光，与之共生的盐水包裹体无色透明且不发荧光，所以利用荧光偏光显微镜对流体包裹体薄片中的油气包裹体和盐水包裹体进行观察，通过荧光初步判断，流体包裹体薄片分为两期，蓝色荧光和黄色荧光。

通过显微冷热台对上述两种不同荧光的油气包裹体以及同期的盐水包裹体进行均一温度测试，测试结果如图3和图4所示。测试结果显示，油气包裹体均一温度分为两期，如图3所示，第一期发蓝色荧光，相对较少，均一温度峰值范围为115-125℃，峰值120℃；第二期发黄色荧光，含量较多，均一温度峰值范围为75-85℃，峰值80℃。如图4所示，对应的同期盐水包裹体的均一温度范围分别为135-145℃和95-105℃，峰值分别为140℃和100℃。选取同期盐水包裹体均一温度作为油气成藏的古地温。

第四步，火山岩油气藏成藏时间确定

利用流体包裹体间接确定火山岩油气成藏年龄，需要准确划分包裹体世代期次以及获得测温数据，以及火山岩储层的构造热演化史。在磷灰石裂变径迹热史模拟获得某火山岩储层油田构造热演化史基础上，利用流体包裹体所获得的油气成藏温度数据，可间接获得火山岩油气藏成藏时间。

将流体包裹体获得的油气成藏的古地温数据投影到火山岩储层热演化史曲线图上，可获得油气成藏时间。钻井R地层K的1457m处流体包裹体测试显示，油气成藏温度主要集中在100℃和140℃两个高峰。如图5所示，在磷灰石裂变径迹模拟出的古地温演化史曲线图投影上可见，100℃与演化曲线存在①②③④共4个交点，140℃与曲线存在⑤⑥共2个交点。通过已知的油气成藏规律以及包裹体特征观察可以进行区分。首先，由于油气主要在埋藏沉降阶段产生，在构造抬升阶段散失，因此排除②、④、⑥这3个交点；其次，由于油气包裹体岩相学及测温显示，盐水包裹体均一温度为100℃的包裹体为第二期，而均一温度为140℃的包裹体为第一期，因此⑤为均一温度为140℃包裹体记录的古地温，而③为均一温度为100℃的包裹体记录的古地温。所获得的地质年龄分别为88Ma和58Ma。因此最终得到该区火山岩油气成藏时间为两期，分别为88Ma和58Ma。

Claims (1)

1.一种火山岩油气藏成藏时间的确定方法，其特征在于，具体步骤如下：

第一步：选取实验样品

采集火山岩储层钻井岩心样品，将岩心样品分成两份，从一份岩芯样品中挑选出磷灰石矿物，将另一份岩芯样品磨制成流体包裹体薄片；

第二步：火山岩储层热史模拟

对挑选出的磷灰石矿物进行磷灰石裂变径迹实验分析，然后对实验数据进行磷灰石裂变径迹模拟，获得火山岩储层热演化史曲线图；

第三步：火山岩油气藏成藏期次确定

对流体包裹体薄片进行流体包裹体岩相学观察，先利用偏光显微镜和荧光显微镜对流体包裹体薄片进行观察，找到流体包裹体薄片中油气包裹体，并根据偏光显微镜下油气包裹体的岩相学特征以及荧光显微镜下的荧光特征详细划分其期次，最后在显微冷热台上对不同期次油气包裹体以及同期的盐水包裹体进行均一温度测试，将得到的盐水包裹体均一温度作为油气成藏的古地温数据；

第四步：火山岩油气藏成藏时间确定

将油气成藏的古地温数据投影到火山岩储层热演化史曲线图上，获得油气成藏时间。