CN117269024B - 表征盆地砂岩铀储层轻烃流体渗出作用的方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种借助地质体的化学或物理性质来测试或分析地质体的方法，具体涉及一种表征盆地砂岩铀储层轻烃流体渗出作用的方法，其包括以下步骤：确定工作区的砂岩铀储层；采集砂岩铀储层中的多个钙质胶结砂岩样品；对每个钙质胶结砂岩样品进行酸解烃含量测试，得到砂岩中酸解烃的含量；根据每个钙质胶结砂岩样品的酸解烃的含量确定轻烃流体的渗出作用。根据本申请实施例的方法，仅通过酸解烃含量测试，即可确定铀储层是否存在轻烃流体的渗出作用，方法简单可靠。

Description

表征盆地砂岩铀储层轻烃流体渗出作用的方法

技术领域

本申请涉及一种借助地质体的化学或物理性质来测试或分析地质体的方法，具体涉及一种表征盆地砂岩铀储层轻烃流体渗出作用的方法。

背景技术

沉积盆地不同成分、性质的深部外来烃类流体在不同期次的渗出改造对浅部砂岩型铀矿的形成、保存和最终定位具有重要的控制作用，造成了建设性、破坏性和复杂化等多重影响结果；有效表征铀储层（含矿或找矿目标层）是否存在外来烃类流体的渗出改造作用（来源、性质和时间）具有重要的铀成矿理论意义和实践找矿意义。

然而，现有的方法难以方便有效地识别铀储层中是否存在轻烃流体的渗出作用。

发明内容

为此，本申请提出了一种表征盆地砂岩铀储层轻烃流体渗出作用的方法，其包括以下步骤：确定工作区的砂岩铀储层；采集砂岩铀储层中的多个钙质胶结砂岩样品；对每个钙质胶结砂岩样品进行酸解烃含量测试，得到砂岩中酸解烃的含量；根据每个钙质胶结砂岩样品的酸解烃的含量确定轻烃流体的渗出作用。

根据本申请实施例的方法，仅通过酸解烃含量测试，即可确定铀储层是否存在轻烃流体的渗出作用，方法简单可靠。

附图说明

图1示出了本申请一个实施例的表征盆地砂岩铀储层轻烃流体渗出作用的方法流程图；

图2示出了本申请另一个实施例的表征盆地砂岩铀储层轻烃流体渗出作用的方法流程图；

图3示出了本申请实施例的松辽钱家店凹陷青山口组铀储层致密砂岩酸解烃成因判别图；

图4示出了本申请一个实施例的对钙质胶结砂岩样品进行地球化学分析以获得轻烃流体渗出作用的方法流程图；

图5示出了本申请实施例的松辽钱家店凹陷青山口组铀储层致密砂岩碳质来源判别图；

图6示出了松辽钱家店凹陷青山口组铀储层致密砂岩包裹体样品的轻烃荧光电镜观测图；

图7示出了松辽钱家店凹陷青山口组铀储层致密砂岩包裹体样品的流体包裹体电镜观测图；

图8示出了松辽钱家店凹陷青山口组铀储层致密钙质胶结砂岩样品的激光拉曼分析图；

图9示出了单偏光镜下松辽钱家店凹陷青山口组铀储层致密砂岩光薄片样品的观测结果；

图10示出了扫描电镜下松辽钱家店凹陷青山口组铀储层致密砂岩光薄片样品的扫描电镜观测结果与能谱测量结果图；

图11示出了松辽钱家店凹陷青山口组铀储层致密砂岩包裹体样品的同位素定年拟合图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。若全文中涉及“第一”、“第二”等描述，则该“第一”、“第二”等描述仅用于区别类似的对象，而不能理解为指示或暗示其相对重要性、先后次序或者隐含指明所指示的技术特征的数量，应该理解为“第一”、“第二”等描述的数据在适当情况下可以互换。若全文中出现“和/或”，其含义为包括三个并列方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。

砂岩型铀矿找矿部位或矿区的有效铀储层在地质历史演化过程中一直处在相对偏浅埋藏的开放或半开放地质背景，成岩度普遍较低，这样其内部才能发育较多胶结疏松、孔渗性良好的有利储矿砂体。因此，这些浅部位的铀储层一般相对较远离油源区和油气聚集区，内部更可能发生具远程运移能力的气态轻烃流体充注，而很少或几乎不存在油斑、油渍、沥青等液态石油降解物的发育；因此，对找矿部位或矿区铀储层中气态轻烃流体的刻画难度很大，具体表现在：①铀储层的成岩度较低，气态轻烃流体的渗出及其产生的流-岩作用强度通常偏弱，可被肉眼宏观识别的标志很少发育很少或不发育，对轻烃流体的示踪比较困难。②原生灰色铀储层本身富含碳屑有机质，且也会生成一些原生的气态烃类，对外来烃类有机质的来源、性质等研究造成了很大干扰，导致常规的全岩有机地球化学分析方法效果不佳。③疏松找（含）矿砂体中次生烃类流体包裹体赋存困难，其均一温度并不代表储层当时的埋藏温度，也不生成次生伊利石（Ar-Ar定年的对象），从而无法通过Ar-Ar定年对轻烃流体的渗出时间精确厘定。由此可见，有必要构建一套有效的技术方法用来全面表征开放体系下浅埋藏不同类型铀储层内轻烃流体的渗出作用。

参见图1，本申请的实施例提供一种表征盆地砂岩铀储层轻烃流体渗出作用的方法，包括以下步骤S100至步骤S400。

步骤S100：确定工作区的砂岩铀储层。

步骤S200：采集砂岩铀储层中的多个钙质胶结砂岩样品。

步骤S300：对每个钙质胶结砂岩样品进行酸解烃含量测试，得到砂岩中酸解烃的含量。

步骤S400：根据每个钙质胶结砂岩样品的酸解烃的含量确定轻烃流体的渗出作用。

本申请实施例提供的表征盆地砂岩铀储层轻烃流体渗出作用的方法，通过对砂岩铀储层的多个钙质胶结砂岩样品进行酸解烃含量测试，根据每个钙质胶结砂岩样品的酸解烃的含量确定轻烃流体的渗出作用，能够更加简单快捷地确定砂岩铀储层是否存在轻烃流体的渗出作用。

本申请中，轻烃流体指的是以天然气（C1~C5）为主、混合少量液态烃类（C5~C16）的气态轻烃流体。

在一些实施例中，步骤S100中确定工作区的砂岩铀储层，具体可以包括：在某一沉积盆地选择一找矿部位或含砂岩铀矿床的部位作为工作区；将工作区内存在致密钙质胶结的有利找矿砂体所在的层确定为砂岩铀储层。

在一些实施例中，步骤S200中采集砂岩铀储层中的多个钙质胶结砂岩样品，包括：在上述工作区钻孔中采集钙质胶结砂岩样品。钙质胶结砂岩样品为冷色调（灰色、灰白色或灰绿色）样品，判断标准是滴盐酸起气泡。为了提高测量的准确性，可以均匀地采集多个样品，具体地，钙质胶结砂岩样品的数量可以大于6件。

参见图2，在一些实施例中，步骤S400根据每个钙质胶结砂岩样品的酸解烃的含量确定轻烃流体的渗出作用，包括步骤S410和步骤S420。

步骤S410：将每个钙质胶结砂岩样品的酸解烃含量与阈值进行比较，判断是否每个钙质胶结砂岩样品的酸解烃含量均小于阈值。

步骤S420：若每个钙质胶结砂岩样品的酸解烃含量小于阈值，确定铀储层不存在轻烃流体的渗出作用。

在一些实施例中，当步骤S410中至少部分钙质胶结砂岩样品的酸解烃含量大于等于阈值时，根据每个钙质胶结砂岩样品的酸解烃的含量确定轻烃流体的渗出作用还可包括步骤S430：对酸解烃含量大于等于阈值的钙质胶结砂岩样品进行岩矿鉴定和地球化学分析，以获得轻烃流体的渗出作用特征。

在本申请实施例中，仅通过酸解烃测试，即可确定铀储层是否存在轻烃流体的渗出作用，方法简单可靠。具体地，当全部钙质胶结砂岩样品的酸解烃含量小于阈值时，即可确定铀储层不存在轻烃流体的渗出作用，此时则无需进行更多的测试分析。当至少部分钙质胶结砂岩样品的酸解烃含量大于等于阈值时，确定铀储层存在轻烃流体的渗出作用。对于存在轻烃流体的渗出作用的铀储层，可进一步通过对酸解烃含量大于等于阈值的钙质胶结砂岩样品进行岩矿鉴定和地球化学分析，获得轻烃流体的渗出作用特征。

在本申请的一些实施例中，该阈值可以是10μL/kg。可以选择酸解烃含量大于等于阈值的钙质胶结砂岩样品，进行岩矿鉴定和地球化学分析。在一些实施例中，在所有酸解烃含量大于等于阈值的钙质胶结砂岩样品中，可以尽量选择酸解烃含量高的钙质胶结砂岩样品进行岩矿鉴定和地球化学分析。

在一些实施例中，在松辽盆地选择钱家店铀矿床为工作区，确定上白垩统青山口组主要含矿层为铀储层研究对象；该层位为辫状河流相沉积，发育多套稳定的厚大有利砂体，内部存在钙质胶结致密砂岩，发育了工业铀矿体，将该层位确定为砂岩铀储层。

在松辽盆地钱家店矿床钻孔内的青山口组地层中采集了10件灰色钙质胶结砂岩样品，砂岩滴盐酸均起气泡，为了便于区分，将其分别编号为SL-1至SL-10。

可以在上述采集得到的钙质胶结砂岩样品中取一小块，破碎成粉末样后进行酸解烃含量测试。具体地，将10件灰色致密钙质胶结砂岩样品各取一小块分别进行40-80目破碎，每块重量约为100g，之后对破碎得到的粉末样进行酸解烃测试，得到砂岩中酸解烃组分的含量结果，测试结果如表1所示。

根据表1的结果可知，样品SL-1、SL-2、SL-4、SL-5、SL-7、SL-8、SL-9为酸解烃含量大于等于10μL/kg的钙质胶结砂岩样品。因此，可以确定，该松辽盆地钱家店矿床存在轻质流体的渗出作用。

表1 松辽钱家店凹陷青山口组灰色致密砂岩酸解烃结果

根据表1的结果，可以选择酸解烃含量大于等于50μL/kg的钙质胶结砂岩样品进行岩矿鉴定和地球化学分析，以获得更加准确的测试结果。

参见表1，样品SL-1、SL-4、SL-5、SL-7、SL-9的酸解烃含量大于50μL/kg，因此选择这五件样品进行岩矿鉴定和地球化学分析。

在一些实施例中，在步骤S430中，对酸解烃含量大于等于阈值的钙质胶结砂岩样品进行岩矿鉴定和地球化学分析，以获得轻烃流体的渗出作用特征，包括：基于每个钙质胶结砂岩样品的酸解烃含量测试结果和酸解烃组分的相关性判别图，识别砂岩铀储层内轻烃流体的类型。

砂岩铀储层内轻烃流体的类型包括油型气、煤型气、生物气或由其中若干种组分混合形成的混合气。

可以根据酸解烃含量测试结果，计算C1/∑Ci得到各组样品中的甲烷（C1）与其对应样品中全部酸解烃组分（∑Ci）的质量比，并计算C1/C2+得到各组样品中的甲烷（C1）与乙烷及以上组分之和（C2+）的质量比，然后获得C1/∑Ci与C1/C2+的酸解烃组分相关性判别图，基于每个钙质胶结砂岩样品的酸解烃含量测试结果和该判别图确定识别砂岩铀储层内轻烃流体的类型。

图3示出了本申请实施例的松辽钱家店凹陷青山口组铀储层致密砂岩酸解烃成因判别图。根据图3可知，生物气的C1/ΣC值分布在0.99~1.0之间、C1/C2+值＞100，油型气的C1/ΣC值和C1/C2+值分别为0.70~0.98和2~10，煤成气的C1/ΣC值和C1/C2+值分别为0.90~0.99和10~100。

参见表1，样品SL-1、SL-4、SL-5、SL-7、SL-9的甲烷在各样品的全部酸解烃组分中质量比分别为90.86%、87.95%、89.69%、85.71%、91.94%，甲烷与乙烷及其以上气体之和的质量比分别为22、11、18、8.4、23。这5个样品的数据点在图3示出的判别图中位于油型气区域，因此，可以确定致密砂岩中的轻烃流体的类型为油型气。

在一些实施例中，在步骤S430中，对酸解烃含量大于等于阈值的钙质胶结砂岩样品进行岩矿鉴定和地球化学分析，以获得轻烃流体的渗出作用特征，还包括对酸解烃含量大于等于阈值的钙质胶结砂岩样品进行稳定同位素测试，得到钙质胶结砂岩样品的同位素测试结果。稳定同位素可以包括碳、氧、硫、团簇同位素。

参见图4，步骤S430对酸解烃含量大于等于阈值的钙质胶结砂岩样品进行稳定同位素测试，可以具体包括步骤S431和步骤S432。

步骤S431：对酸解烃含量大于等于阈值的钙质胶结砂岩样品中的碳酸盐矿物进行团簇同位素测试，获得轻烃流体的温度。

步骤S432：对酸解烃含量大于等于阈值的钙质胶结砂岩样品进行不同尺度的碳-氧-硫（C-O-S）同位素测试，示踪轻烃流体中的来源。

在一些实施例中，步骤S432中，对酸解烃含量大于等于阈值的钙质胶结砂岩样品进行不同尺度的C-O-S同位素测试，包括：对钙质胶结砂岩样品或其中的碳酸盐单矿物进行全岩或原位C-O同位素测试；和/或对钙质胶结砂岩样品或其中的黄铁矿单矿物进行全岩或原位S同位素测试，从而示踪轻烃流体的来源。

在测试时，可以尽量选择高酸解烃含量的样品，高酸解烃含量的样品里面的气体会更多，易于分析。具体地，可以将满足酸解烃含量大于50μL/kg的致密砂岩块样磨制探针平行样，对致密砂岩块样和探针片样品开展全岩和原位的C-O-S同位素测试，能够对轻烃流体的来源进行精确示踪，以便了解轻烃流体性质及渗出改造作用特征。

在一些实施例中，可以根据C-O-S同位素测试结果，结合不同矿物中砂岩碳和硫的来源判别图，确定轻烃流体的来源。

在一些实施例中，对SL-1、SL-4、SL-5、SL-7四件样品开展碳酸盐单矿物的挑选，并进行碳酸盐单矿物的碳/氧同位素测试，得到如表2所示的C-O同位素测试结果。

表2 松辽钱家店凹陷青山口组碳酸盐单矿物碳/氧同位素组成(‰)

参见图5，砂岩碳质来源判别图中示出了碳酸盐矿物的碳源。将根据表2得到的碳酸盐矿物的碳/氧同位素测试结果绘制在图5所示的碳质来源判别图中，可以确定，钙质胶结砂岩样品中碳酸盐矿物的碳源主要是内部沉积有机质（如少量沥青质或油渍）的脱羧基作用形成，但也混合了区内后期的部分深部基性岩浆热液成因碳酸盐溶解。

对SL-1、SL-4、SL-5、SL-7、SL-9这5件钙质胶结砂岩样品进行了全岩硫同位素测试，对SL-1、SL-4、SL-9这3件样品制成的探针片进行了激光原位硫同位素测试，其分析结果如表3所示。

表3松辽钱家店凹陷青山口组部分致密砂岩S同位素组成（δ³⁴S/‰）

参见表3，5件样品的硫同位素组分的测试结果均为负值。根据地质学理论，偏负的硫同位素组分指示了微生物-有机质相互作用成因，更可能是与烃类有机质有关，而不是热化学还原作用成因，后者的硫同位素素为正值。

在一些实施例中，在步骤S430中，对酸解烃含量大于等于阈值的钙质胶结砂岩样品进行岩矿鉴定和地球化学分析，以获得轻烃流体的渗出作用特征，还可以包括：将酸解烃含量大于等于阈值的钙质胶结砂岩样品制成包裹体片样品；对包裹体片样品进行荧光检测，根据荧光检测结果确定包裹体片样品中是否存在含烃流体包裹体；当存在含烃流体包裹体时，对含烃流体包裹体进行含烃包裹体均一温度、冰点温度测试以及激光拉曼测试，确定轻烃流体的温度、盐度以及主要成分。

具体地，可以将酸解烃含量大于等于阈值的钙质胶结砂岩样品进行薄片平行样磨制。其中薄片可以为光薄片或包裹体片。

将钙质胶结砂岩样品制成包裹体片样品后，对包裹体片样品进行荧光检测。如果能够观察到液态轻烃产生的荧光，则可以确定包裹体片样品中存在含烃流体包裹体；如果不能观察到液态轻烃产生的荧光，则可以确定包裹体片样品中不存在含烃流体包裹体。如果包裹体片样品中存在含烃流体包裹体，则可以将烃类包裹体含量丰富的包裹体片样品进行后续分析。具体地，通过均一温度、冰点温度测试，确定轻烃流体的温度与盐度；通过激光拉曼测试，确定轻烃流体的主要成分。

具体地，对包裹体片样品在UV激发荧光显微镜下进行了镜下荧光观察和流体包裹体岩相鉴定。如图6所示，镜下荧光能够观察到局部存在少量液态轻烃产生的粒间淡蓝色荧光（参见图6中两个矩形框内区域），指示包裹体片样品中含有烃类流体包裹体；如图7所示，可以看到含烃流体包裹体（如图7中箭头所示）呈带状分布在石英裂隙中和碳酸盐矿物中。

用记号笔圈出可供下一步流体包裹体均一温度测试和原位U-Pb定年的对象和位置。

将发育大量烃类包裹体的包裹体片样品SL-4、SL-7进行含烃流体包裹体系列分析工作，利用激光拉曼仪获得了如图8所示的轻烃流体的成分，并利用LINKAM THMS600型冷热台进行含烃流体包裹体的均一温度和冰点温度测试，获取了气态烃类流体贯入至地层中的温度和盐度，测定结果如表4所示。

表4 松辽钱家店凹陷青山口组含烃包裹体温度及盐度测试结果

根据流体包裹体测试结果可以得出，轻烃流体的温度主要位于86℃~107℃之间，盐度主要为（0.88~5.26）wt％NaCl。根据拉曼光谱图可以得出，轻烃流体的主要成分为CH₄。

在一些实施例中，在步骤S430中，对酸解烃含量大于等于阈值的钙质胶结砂岩样品进行岩矿鉴定和地球化学分析，以获得轻烃流体的渗出作用特征，还包括：对酸解烃含量大于等于阈值的钙质胶结砂岩样品进行酸解烃组分碳同位素分析；根据砂岩酸解烃组分碳同位素分析结果确定轻烃流体的来源。

在一些实施例中，根据砂岩酸解烃碳同位素分析结果确定轻烃流体的来源的步骤，可以包括：获取工作区内不同碳源的碳同位素值；基于砂岩酸解烃碳同位素结果和工作区内不同碳源的碳同位素值，确定轻烃流体的来源。

可以通过文献和资料调研获取工作区内不同碳源的碳同位素值。碳源可以是烃源岩、石油、天然气、煤层等。将测试得到的碳同位素结果与工作区内烃源岩、石油、天然气、煤层的碳同位素结果进行气-源对比，可以判别轻烃流体的来源。

具体地，对于松辽钱家店凹陷青山口组工作区，其碳源的种类及相应的碳同位素值为：下部下白垩统九佛堂组腐泥型烃源岩的碳同位素组成在-30‰左右；下白垩统阜新组、沙海组烃源岩或腐殖型高等植物的偏重碳同位素组成则在-25‰左右，区内上白垩统地层内部碳屑有机质的碳同位素也主要在-20‰以下。

在一些实施例中，对SL-1、SL-4、SL-7这3件钙质胶结砂岩样品进行酸解烃组分碳同位素分析，获取了甲烷、乙烷、丙烷和正丁烷的碳同位素组成，其分析结果如表5所示。

表5部分致密砂岩酸解烃碳同位素值（δ¹³C_V-PDB/‰）

根据表5中数据可以看出，这些气体的碳同位素基本位于-32.023‰~-28.486‰范围，均偏轻，为低等植物碳的同位素组成。

基于表5中数据，结合工作区内其他碳源的碳同位素值，可以得出，下部下白垩统九佛堂组腐泥型烃源岩的碳同位素组成与青山口组铀储层内轻烃流体中的碳同位素组成更相似，因此确定下部下白垩统九佛堂组腐泥型烃源岩为青山口组铀储层内轻烃流体中的外部碳源。据此，确定青山口组铀储层内的轻烃流体为来自于下部九佛堂组烃源岩生成的油型气。

在一些实施例中，在步骤S430中，对酸解烃含量大于等于阈值的钙质胶结砂岩样品进行岩矿鉴定和地球化学分析，以获得轻烃流体的渗出作用特征，可以包括：对酸解烃含量大于等于阈值的钙质胶结砂岩样品进行岩矿特征分析，确定钙质胶结砂岩样品中含烃碳酸盐胶结物类型和产状；根据含烃碳酸盐胶结物类型和产状对钙质胶结砂岩样品的含烃碳酸盐进行激光原位U-Pb同位素定年，确定含烃碳酸盐胶结物的形成时间。

产状主要指碳酸盐胶结物的形貌、大小等特征。具体地，将酸解烃含量大于等于阈值的钙质胶结砂岩样品制成探针片样品；对探针片样品进行岩矿特征分析，确定探针片样品中含烃碳酸盐胶结物类型及其形貌和大小。根据含烃碳酸盐胶结物类型及其大小范围对探针片进行含烃碳酸盐激光原位U-Pb同位素定年，确定含烃碳酸盐胶结物的形成时间。

在一些实施例中，步骤S430还可包括：根据含烃碳酸盐胶结物的形成时间以及轻烃流体的来源，确定轻烃流体渗出的时间。

传统上只是通过区域构造-油气演化史定性得出工作区铀储层内轻烃流体渗出的大致时间。本申请的方法通过含烃碳酸盐激光原位U-Pb同位素定年，能够对轻烃流体渗出绝对时间进行精确厘定。

在一些实施例中，根据碳酸盐胶结物类型和产状对钙质胶结砂岩样品的含烃碳酸盐进行激光原位U-Pb同位素定年的步骤，包括：基于前述通过镜下荧光观察和流体包裹体岩相鉴定确定含有烃类流体包裹体的包裹体片样品，对含烃碳酸盐进行原位U-Pb定年。

可以利用单偏光镜下观察、扫描电镜观察、能谱分析对上述磨制的光薄片平行样进行岩矿鉴定。根据鉴定结果确定钙质胶结砂岩样品中碳酸盐胶结物类型和产状。

具体地，对SL-1、SL-4、SL-5、SL-7、SL-9这5件样品的光薄片平行样开展了岩矿鉴定工作。其单偏光镜下观测结果如图9所示，扫描电镜下观测结果如图10所示，观测结果表明，SL-4钙质胶结砂岩样品中胶结物类型为碳酸盐胶结物，内部含烃类流体包裹体，其粒径大于200μm，满足激光原位的尺寸测量要求。同时还对其进行了能谱测量，测量结果也显示在图10中。测量结果表明碳酸盐胶结物为含铁白云石。

在一些实施例中，根据碳酸盐胶结物类型与含烃流体包裹体鉴定结果对钙质胶结砂岩样品含烃碳酸盐进行激光原位U-Pb同位素定年，确定含烃碳酸盐胶结物的形成时间的步骤包括：对样品的探针平行样或包裹体平行样进行含烃碳酸盐激光原位U-Pb同位素定年，获取其若干点位的U、Pb同位素组成，拟合确定含烃碳酸盐胶结物的形成时间。

具体地，将SL-4样品磨制为探针片样品。对探针片样品进行了含烃碳酸盐LA-ICP-MS原位U-Pb同位素定年，获取了其30个点位置的U、Pb同位素组成，结果如表6所示。

表6松辽钱家店凹陷青山口组含烃碳酸盐原位U-Pb同位素定年结果

通过同位素数据处理软件（如地质学软件ISOTOPE）将表6的数据进行拟合得到图11所示的同位素定年拟合图。根据图11可知，样品SL-4的渗出年龄为63.54±4.13 Ma。

可以根据含烃碳酸盐胶结物的形成时间以及轻烃流体的来源，确定轻烃流体渗出的时间。例如，对于样品SL-4，其含烃碳酸盐胶结物的形成时间为63.54±4.13 Ma；镜下观察其碳酸盐胶结物中包裹大量烃类流体，根据包裹关系和稳定同位素特征，指示这些碳酸盐与气烃近同时形成；根据酸解烃组分研究及碳同位素特征可知这些轻烃流体主要是深部九佛堂组烃源岩生成的油型气。综合上述结论可以确定，青山口组铀储层内外来气烃流体渗出的时间为63.54±4.13 Ma。

此外，还可以根据工作区的地质变化情况进一步验证该结论。例如，上述气烃流体渗出时间对应于区内晚白垩世（约65 Ma）的一期强构造挤压反转时间，间接指示了该年龄的地质可靠性。

在一些实施例中，在步骤S430中，对酸解烃含量大于等于阈值的钙质胶结砂岩样品进行岩矿鉴定和地球化学分析，以获得轻烃流体的渗出作用特征，还包括：采集砂岩铀储层中的泥岩样品；获取钙质胶结砂岩样品和泥岩样品中不同类型粘土矿物含量信息；根据钙质胶结砂岩样品和泥岩样品中不同类型粘土矿物含量信息，确定轻烃流体的酸碱性。

泥岩样品中的粘土矿物含量信息能够代表地层原生沉积特征，而致密钙质胶结砂岩样品中的粘土矿物含量信息则能够代表被轻烃流体渗出改造后的特征。通过综合分析泥岩样品与致密钙质胶结砂岩样品中的不同类型粘土矿物含量信息，能够确定轻烃流体的酸碱性。

在一些实施例中，可以采集4件红色和灰色泥岩样品，将其分别编号为SL-11至SL-14。对这4件泥岩样品及酸解烃含量大于50μL/kg的致密钙质胶结砂岩样品（即SL-1、SL-4、SL-5、SL-7、SL-9这5件致密钙质胶结砂岩样品），分别破碎成粉末样。优选地，粉末的尺寸为50目，重量不少于60g。之后对粉末样分别进行粘土X衍射定量分析，获取致密砂岩和泥岩中不同类型粘土矿物含量信息。称量出约60g的粉末样进行粘土矿物的分离和X衍射定量分析，获取了它们的粘土矿物含量特征，衍射结果如表7所示。

表7松辽钱家店凹陷青山口组砂泥岩黏土X衍射结果（%）

根据表7可知，致密砂岩的高岭石含量很高，代表地层原生沉积特征的泥岩的粘土矿物主要以指示碱性流体性质的伊利石和蒙脱石为主，高岭石很少。基于上述信息可以确定，致密砂岩遭受了偏酸性的轻烃流体的渗出改造，形成了大量的高岭石。

在一些实施例中，在步骤S430中，对酸解烃含量大于等于阈值的钙质胶结砂岩样品进行岩矿鉴定和地球化学分析，以获得轻烃流体的渗出作用特征，还包括：根据钙质胶结砂岩样品中次生矿物类型和步骤S432中获得的C-O-S同位素测试结果确定轻烃流体的氧化还原性质。

具体地，将酸解烃含量大于等于阈值的钙质胶结砂岩样品制成光薄片样品；对光薄片样品进行偏光显微镜下岩矿鉴定。根据钙质胶结砂岩样品岩矿鉴定结果、C-O-S同位素测试结果确定轻烃流体的氧化还原性质。

通过岩矿鉴定工作，例如，在单偏光镜下观察致密钙质胶结砂岩样品，根据鉴定结果判断致密钙质胶结砂岩样品中的次生矿物类型，结合同位素测试结果，确定轻烃流体的氧化还原性质。例如，当发育大量次生黄铁矿时，确定轻烃流体的氧化还原性质为较强的还原性。

根据图9可知，致密砂岩中单偏光镜下可见大量的次生成因胶状黄铁矿。结合表5，其S同位素测试结果主要为负值，同时酸解烃和激光拉曼均测到了甲烷，说明这些有机质形成的轻烃流体具有强还原性。

本发明具体涉及一种表征相对开放体系下浅埋藏铀储层轻烃流体渗出作用的方法。本发明提供的方法能够有效识别出砂岩铀储层内是否遭受过外来轻烃流体的渗出改造，同时全面表征轻烃流体的来源、成分、性质、蚀变作用特征及渗出时间。该技术方法获得的表征结果能直接为盆地多元流体耦合铀成矿过程研究，以及指导铀矿找矿部署提供重要的依据和支撑，具有广阔的实际应用和推广价值。

本发明为铀矿地质工作者在砂岩铀矿勘查和研究过程中提供一套有效识别砂岩铀储层内是否存在外来轻烃流体渗出，同时精准判别其来源、性质、作用特征及渗出时间的方法组合，进而为重塑多元流体耦合成矿过程及铀矿找矿预测提供技术支撑。该发明专利实现了浅层开放系统内宏观特征显示弱的轻烃流体渗出信息的提取及不同类型气态烃类流体的有效区分，克服了低成岩度铀储层内轻烃流体的残留物、赋存矿物和次生矿物等研究对象较少的困境，集成多种技术方法攻克了开放体系下轻烃流体渗出作用难以刻画的技术瓶颈。应用此发明专利能客观、真实评价铀储层内的多元流体耦合作用特征及演化过程，为准确构建复成因型砂岩铀矿的成矿过程奠定了技术储备，最终为区内砂岩铀矿提供正确的指导，服务于实际找矿勘查部署，具有十分重要的铀成矿理论意义和现实指导找矿意义。

对于本发明的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种表征盆地砂岩铀储层轻烃流体渗出作用的方法，包括：

确定工作区的砂岩铀储层；

采集所述砂岩铀储层中的多个钙质胶结砂岩样品；

对每个所述钙质胶结砂岩样品进行酸解烃含量测试，得到所述钙质胶结砂岩样品中酸解烃的含量；

根据每个所述钙质胶结砂岩样品的所述酸解烃的含量确定所述轻烃流体的渗出作用；

所述根据每个所述钙质胶结砂岩样品的所述酸解烃的含量确定所述轻烃流体的渗出作用，包括：

若至少部分所述钙质胶结砂岩样品的所述酸解烃含量大于等于阈值，

对所述酸解烃含量大于等于阈值的所述钙质胶结砂岩样品进行岩矿鉴定和地球化学分析，以获得所述轻烃流体的渗出作用特征；

所述对所述酸解烃含量大于等于阈值的所述钙质胶结砂岩样品进行岩矿鉴定和地球化学分析，以获得所述轻烃流体的渗出作用特征，包括：

对所述酸解烃含量大于等于阈值的所述钙质胶结砂岩样品进行稳定同位素测试，得到所述钙质胶结砂岩样品的同位素测试结果；

所述对所述酸解烃含量大于等于阈值的所述钙质胶结砂岩样品进行稳定同位素测试，还包括：

对所述钙质胶结砂岩样品中的碳酸盐矿物进行团簇同位素测试，获得轻烃流体的温度；

对所述钙质胶结砂岩样品或其中的碳酸盐单矿物进行全岩或原位C-O同位素测试；和/或

对所述钙质胶结砂岩样品或其中的黄铁矿单矿物进行全岩S同位素和原位S同位素测试，从而示踪轻烃流体的来源。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据每个所述钙质胶结砂岩样品的所述酸解烃的含量确定所述轻烃流体的渗出作用，包括：

若每个所述钙质胶结砂岩样品的所述酸解烃含量小于阈值，确定所述砂岩铀储层不存在轻烃流体的渗出作用。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对所述酸解烃含量大于等于阈值的所述钙质胶结砂岩样品进行岩矿鉴定和地球化学分析，以获得所述轻烃流体的渗出作用特征，还包括：

基于每个所述钙质胶结砂岩样品的酸解烃含量测试结果和酸解烃组分的相关性判别图，识别所述砂岩铀储层内轻烃流体的类型。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对所述酸解烃含量大于等于阈值的所述钙质胶结砂岩样品进行岩矿鉴定和地球化学分析，以获得所述轻烃流体的渗出作用特征，还包括：

对所述酸解烃含量大于等于阈值的所述钙质胶结砂岩样品进行酸解烃组分碳同位素分析；

根据所述酸解烃组分碳同位素分析结果确定所述轻烃流体的来源。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对所述酸解烃含量大于等于阈值的所述钙质胶结砂岩样品进行岩矿鉴定和地球化学分析，以获得所述轻烃流体的渗出作用特征，还包括：

将所述酸解烃含量大于等于阈值的所述钙质胶结砂岩样品制成包裹体片样品；

对所述包裹体片样品进行荧光检测，根据所述荧光检测结果确定所述包裹体片样品中是否存在含烃流体包裹体；

当存在所述含烃流体包裹体时，对所述含烃流体包裹体进行含烃包裹体均一温度、冰点温度测试以及激光拉曼测试，确定所述轻烃流体的温度、盐度以及主要成分。

6.根据权利要求1或4所述的方法，其中，所述对所述酸解烃含量大于等于阈值的所述钙质胶结砂岩样品进行岩矿鉴定和地球化学分析，以获得所述轻烃流体的渗出作用特征，还包括：

将所述酸解烃含量大于等于阈值的所述钙质胶结砂岩样品制成探针片样品；对所述探针片样品进行岩矿特征分析，确定所述探针片样品中含烃碳酸盐胶结物类型和产状；

根据所述含烃碳酸盐胶结物类型和产状对所述探针片进行含烃碳酸盐激光原位U-Pb同位素定年，确定所述含烃碳酸盐胶结物的形成时间；

根据所述含烃碳酸盐胶结物的形成时间以及所述轻烃流体的来源，确定所述轻烃流体渗出的时间。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对所述酸解烃含量大于等于阈值的所述钙质胶结砂岩样品进行岩矿鉴定和地球化学分析，以获得所述轻烃流体的渗出作用特征，还包括：

采集所述砂岩铀储层中的泥岩样品；

获取所述钙质胶结砂岩样品和所述泥岩样品中不同类型粘土矿物含量信息；

根据所述钙质胶结砂岩样品和所述泥岩样品中不同类型粘土矿物含量信息，确定所述轻烃流体的酸碱性。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对所述酸解烃含量大于等于阈值的所述钙质胶结砂岩样品进行岩矿鉴定和地球化学分析，以获得所述轻烃流体的渗出作用特征，还包括：

将所述酸解烃含量大于等于阈值的所述钙质胶结砂岩样品制成光薄片样品；对所述光薄片样品进行偏光显微镜下岩矿鉴定；

根据所述钙质胶结砂岩样品岩矿鉴定结果，确定所述轻烃流体的氧化还原性质。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定工作区的砂岩铀储层，包括：

在某一沉积盆地选择一找矿部位或含铀矿床的部位作为所述工作区；

将所述工作区内存在致密钙质胶结的有利找矿砂体所在的层确定为所述砂岩铀储层。