[发明专利]一种确定油气运移的期次、时间、动力与方向的方法

说明书

本发明涉及一种确定油气运移的期次、时间、动力与方向的方法，通过油包裹体次生石英腔壁的氧同位素和微量元素的原位测试数据，计算油包裹体的形成温度和古地层水氧同位素，确定油气运移的期次和时间，并应用古地层水氧同位素以及油包裹体次生石英腔壁氧同位素与微量元素判断油气运移时期储层的连通性，进而通过油包裹体形成温度、相图和等容线获取油气运移时的古流体压力，结合连通砂体、烃源岩和构造资料，揭示油气运移的动力与方向。本发明通过包裹体次生石英腔壁的地球化学原位测试，经计算可获得多方面的油气运移信息，且准确性高，适用范围广，易于推广实现。

技术领域

本发明属于石油地质勘探技术领域，尤其是油气分布预测的地球化学方法，具体涉及一种确定油气运移的期次、时间、动力与方向的方法。

背景技术

油气运移的期次、时间、动力与方向是油气勘探所需的重要信息。关于运移成藏期次，现有技术中主要通过盐水包裹体均一温度、伊利石定年等测试数据，间接推断油气运移的期次。其依据是油气注入储层后，会阻止矿物的生长。这些矿物生长停滞的时间被当作油气充注、运移期。实际上，造成矿物生长与停滞的原因除了油气充注外，还有pH值和矿物生长所需要的离子。如果这些矿物生长的条件不能被满足，矿物就不会生长。因此，根据次生矿物的生长停滞情况推断油气的运移(充注)期次存在较大的多解性。研究表明，油气运移及其期次可用碎屑岩中的石英油包裹体的成熟度反映，但是利用油包裹体的成熟度只能在烃源岩附近结合埋藏-热演化史确定油气充注的时间，适用范围有限。

如果能够利用油包裹体周围的次生石英，即次生石英腔壁，获取油包裹体的形成温度，不仅可揭示油气运移的期次，而且在烃源岩附近和远离烃源岩的地区均可结合埋藏史确定油气运移的时间。石英中的油包裹体形成于次生石英的生长过程。次生石英又称石英胶结物。次生石英形成时的古温度，可由如下氧同位素分馏方程确定：

δ¹⁸O_石英＝δ¹⁸O_水+3.24×10⁶×T^-2-3.31 (1)

式中，δ¹⁸O_水代表石英油包裹体和盐水包裹体对或石英独立油包裹体或次生石英形成时的古地层水氧同位素比值(‰)；相对应的δ¹⁸O_石英为油包裹体和盐水包裹体对的次生石英腔壁或独立油包裹体的次生石英腔壁或次生石英的氧同位素比值(‰)；相对应的T是石英油包裹体和盐水包裹体对或石英独立油包裹体或次生石英形成时的古温度(K)，简称形成温度。

根据式(1)，若知道了油包裹体的次生石英腔壁氧同位素比值和古地层水氧同位素比值，就可计算出油包裹体的形成温度。另一方面，若知道了油包裹体次生石英腔壁的氧同位素比值和油包裹体的形成温度，就可计算出古地层水氧同位素比值。因此，通过油包裹体周围次生石英的原位测试，建立油包裹体形成温度或古地层水氧同位素比值的求取方法，就可为揭示油气运移的期次和时间开辟一条新的途径。

对盐水包裹体和油包裹体的次生石英腔壁进行原位测试，需要很高的空间分辨率。根据Zhang等人(2009)的研究，碎屑岩中的次生石英常以石英加大边和石英颗粒中细脉的形式出现，多期石英加大边和石英细脉的宽度通常只有几个微米甚至小于1个微米。石英中的油包裹体和盐水包裹体均位于这些石英加大边和石英细脉之中。Girard et al.(2001)曾用SIMS(二次离子探针)测试过较大石英的氧同位素，并结合石英中的盐水包裹体均一温度，估算过古地层水氧同位素。但是，SIMS的空间分辨率只能达到3微米～5微米，不能测试碎屑岩中的大多数次生石英的氧同位素，也不能分期次测试，更不能测试大多数油包裹体的次生石英腔壁，因此需要引入分辨率更高的纳米离子探针(NanoSIMS)进行原位测试。