地质流体（精选三篇）
地质流体 篇1
至本世纪前十年 (2001-2010) , 流体包裹体的技术和方法在国内得到全面的发展, 并在矿床学、构造地质、油气地质等诸多领域广泛应用。文章主要对近些年来流体包裹体在油气地质中的新思路和新方法进行阐述。
1 概念与分类
流体包裹体是成岩成矿流体 (含气液的流体或硅酸盐熔融体) 在矿物结晶生长过程中, 被包裹在矿物晶格缺陷或穴窝中, 至今尚在主矿物中封存并与主矿物有着明显的相边界的那一部分物质[2]。
流体包裹体可分为七种, 包括纯液体包裹体 (单项) 、纯气体包裹体 (单项) 、液体包裹体 (气液两相, 液相占包裹体体积50%以上) 、气体包裹体 (气液两相, 气体占包裹体50%以上) 、含子矿物包裹体 (气液固三相) 、含液体CO2包裹体 (气相CO2、液相CO2、盐水包裹体) 和油气包裹体 (气相、液相和碳氢化合物) 。
油气包裹体往往是有机质在埋藏演化、油气运移和储集过程中被包裹在烃源岩或储层内部的流体组分, 除盐水溶液、液相、气相或其他非有机之外, 全部或部分含有有机质, 且形成后没有外来矿物进入或者自身矿物的溢出, 能够为油气形成时的物化性质、运移和充注的时间、成藏期次等提供有力证据, 是反应油气生-运-聚的直接标志。
油气包裹体主要可分为两大类:有机包裹体 (烃包裹体) 和盐水包裹体。根据有机包裹体中烃类含量及常温下的相态的不同可进一步分为气相烃有机包裹体、液相烃有机包裹体、固体沥青包裹体、多相烃有机包裹体、烃-盐水有机包裹体等几类。
2 流体包裹体的主要研究方法
2.1 热力学研究法
对流体包裹体进行均一温度和冰点温度 (盐度) 的测定是研究流体包裹体的基本方法。均一温度的测定通常将气相或液相包裹体放入冷热台进行升温, 当流体包裹体由气-液两相变为均一单相时的温度, 即为均一单相流体被捕获时流体包裹体的温度。冰点温度 (盐度) 的测定需先将流体包裹体进行冷却冻结成冰, 随后逐渐加热升温至三相点, 该温度即为流体包裹体的冰点温度。
2.2 光学研究法
油气包裹体与无机盐水包裹体最有效最快速的鉴别方法即荧光法。通过在显微镜下对其颜色和荧光性进行观察, 基本可以得到区分。由于不同的油气包裹体油气演化程度不同, 捕获烃类组分不一样, 因此荧光性质也不相同[3]。其成熟度越低, 液烃和荧光的颜色越深, 常呈黑褐色或黄褐色;成熟度越高, 液烃颜色越浅, 常呈浅黄色或透明色, 荧光呈蓝色或蓝白色[2]。因此, 对于成熟度较高的呈透明色的油气包裹体可通过荧光与水溶液包裹体进行区分识别。
2.3 光化学研究法
光化学研究法主要包括紫外荧光法、激光拉曼光谱法 (LRS) 、傅里叶变换红外显微光谱法 (FTIR) 、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪、显微激光热解气相色谱质谱分析等等。这些都是针对单个流体包裹体常用的分析手段, 其中前三种为非破坏性分析。紫外荧光法主要用于确定包裹体中某些特定的官能团或基团;LRS可用来分析小至1μm的流体包裹体中多分子原子;FTIR通过红外光谱中水的吸收峰来确定流体包裹体的均一温度, 但所分析的包裹体不小于25μm。激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪、显微激光热解气相色谱质谱分析为破坏性分析, 前者用于微区微量元素分析, 后者将包裹体原位热解气化, 再将热解气化送入色谱质谱联用仪中进行分析。
3 流体包裹体在油气藏中的应用
3.1 油气运移、充注、成藏期次研究
油气在运移、充注和成藏过程中, 可能会有微量的流体被捕获形成流体包裹体, 这些被捕获的流体包裹体中蕴含着油气运移和充填时的温度、压力和成分等信息。利用这些信息, 可为恢复储层古地温和古压力, 确定油气运移和充注时间、划分成藏期次等提供有力证据。陈瑞银[4]等先对塔中地区3口井的岩心样品通过紫外—可见光和荧光光谱划分包裹体组合, 再对其展开显微测温, 测得均一温度和冰点温度并结合PVT-SIM模拟分析, 以塔12井埋藏史为标准, 获得6期典型的油气充注事件, 分别为84~88℃、92~100℃、108~112℃、116~120℃、128~132℃、156~176℃, 再结合埋藏和地热史, 推断油气藏形成时间和来源。
3.2 有机质成熟度和油源对比研究
根据烃源岩抽提物分子地球化学特征, 可以推断沉积环境及有机物的成熟度, 但这种概念在直接应用时是较难实现的。而油气包裹体中有机质成熟度是可以作为油源对比的有利证据。Murray[5]早在20世纪80年代末到90年代运用流体包裹体有机成分进行油源对比。朱东亚[6]等对塔中地区6个志留系沥青砂岩样品中的孔隙游离烃和包裹体烃进行了分离和色-质分析。油源对比表明:沥青砂岩包裹体中捕获的烃与中-下寒武统烃源岩有关, 而孔隙游离烃与中-上奥陶统烃源岩有关。
3.3 油气储层成岩作用的研究
成岩作用是一个十分复杂的过程, 而流体包裹体的捕获能够很好地反应成岩环境下流体的成分。郑洁[7]等以试验为基础, 通过激光拉曼光谱对东营凹陷民丰地区3口井11个岩心进行测定, 测出样品中含有CO2和CH4气体, 为成岩时经历酸性和烃类流体找到了直接证据。
4 结束语
综上所述, 通过对流体包裹体的研究方式、技术方法、实验手段在油气地质中的应用, 使其已成为油气地质的前沿方向和不可或缺的一部分。相信通过国内流体包裹体的研究者的共同努力, 流体包裹体的思路、方法和技术会进一步拓宽, 应用范围更加广泛。
摘要：流体包裹体的发展已历经150余年。近年来, 流体包裹体在油气地质勘探中起到了不可获取的作用, 受到广大油气地质工作者的重视。文章在前人对流体包裹体研究的基础上, 简述了流体包裹体的类型和研究手段, 重点阐述流体包裹体在油气成藏、运移和储集上的应用。
关键词：流体包裹体,油气地质,研究方法,应用
参考文献
[1]Edwin.流体包裹体[M].卢焕章, 等 (译) .湖南:中南工业大学出版社, 1985.
[2]卢焕章, 范洪瑞, 倪培, 等.流体包裹体[M].北京:科学技术出版社, 2004.
[3]刘德汉, 卢焕章, 肖贤明.油气包裹体及其在石油勘探开发中的应用[M].广州:广州科技出版社, 2007.
[4]陈瑞银, 赵文智, 王红军.塔中地区奥陶系油气充注期次的流体包裹体证据[J].石油勘探与开发, 2010, 37 (5) :537-542.
[5]Murray, R.C.Hydrocarbon fluid inclusions in quartz, AAPG Bull[Z].1957, 41, 950-952.
[6]朱东亚, 金之钧, 胡文, 等.塔中地区志留系砂岩中孔隙游离烃和包裹体烃对比研究及油源分析[J].石油与天然气地质, 2007.
地质流体 篇2
卡拉塔格成矿带梅岭铜(金)矿床位于新疆吐哈盆地南缘的古生代隆起带中,在大地构造位置上处于大南湖-突苏泉晚古生代岛弧带北段的上叠火山盆地中.其成矿阶段形成的石英中的.流体包裹体类型较为单一,多为气液两相包裹体,数量少,个体较小(3～10 μm),气相百分数小(4%～10%),零星随机分布.均一温度变于化106.6～259.8℃,成矿流体盐度w(NaCleq)为0.18%～8.41%,成矿压力为3～16 MPa,估算的成矿深度为0.4～0.8 km.结合野外观察以及火山-次火山岩石组合、热液蚀变组合及矿石结构构造与矿化特点,提出梅岭铜(金)矿区为高硫化物浅成低温热液型与斑岩型铜金矿之间的过渡类型,相当于福建紫金山式或台湾金瓜石式.
作 者：缪宇 秦克章 许英霞 方同辉 丁奎首 徐兴旺 MIAO Yu QIN KeZhang XU YingXia FANG TongHui DING KuiShou XU XingWang 作者单位：缪宇,许英霞,MIAO Yu,XU YingXia(中国科学院矿产资源重点实验室,中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029;中国科学院研究生院,北京,100039)
秦克章,丁奎首,徐兴旺,QIN KeZhang,DING KuiShou,XU XingWang(中国科学院矿产资源重点实验室,中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029)
方同辉,FANG TongHui(北京矿产地质研究院,北京,100012)
地质流体 篇3
1 流体动力地质作用的物质基础
储集层的岩石类型多为长石砂岩、岩屑砂岩之间的过渡类型, 岩石成分主要特征为:
(1) 碎屑中岩屑和长石含量较高, 其平均含量分别为15.6%和10.7%, 两者之和已超过26%, 石英含量与岩屑和长石含量之和的比值为1.7~4.3, 平均值为3.0;
(2) 岩屑中含量最高的是泥岩岩屑和碳酸盐岩岩屑, 其平均含量分别为8.5%和3.9%, 两者之和已超过12%, 占岩屑总量的约80%。以上特征说明岩石的成分成熟度极低, 是快速风化、快速与短距离搬运、快速堆积与埋藏条件下的产物。砂岩组成纵向上表现为2个特点:
(1) 不论层间还是层内, 各种成分含量变化范围较大, 如碳酸盐总量为1.5%~14.5%, 泥质总量为5.61%~32.46%;
(2) 颗粒较细的岩石具更高的长石含量, 而颗粒较粗的岩石具更高的碳酸盐岩岩屑含量。
2 流体动力地质作用对储集层岩石组分的影响
2.1 碎屑组分的变化特征
储集层薄片鉴定数据为基础, 分析长石类矿物、碳酸盐类矿物、泥质矿物和其他矿物在注水前后的差异。对长石类矿物而言, 注水开发过程中, 钾长石含量略有降低但并不显著, 而斜长石则被溶蚀殆尽。注入水的酸性 (p H值为5~6) 条件加速了斜长石的溶解。储集层中的碳酸盐矿物包括碳酸盐岩岩屑和填隙物中的方解石、白云石和菱铁矿。实验分析表明, 注水开发使碳酸盐总量略有降低, 这主要是由菱铁矿引起的。菱铁矿晶体有2种赋存方式:
(1) 作为碎屑的包膜而成为早期胶结物;
(2) 作为分散的晶簇或者单个晶体, 以这两种方式存在的菱铁矿都可能被流体搬运而成为速敏矿物, 因速敏效应而堵塞于喉道中。菱铁矿为酸敏矿物, 在注水开发中菱铁矿因部分溶蚀而减少。从泥质总含量来看, 由注水开发前的22.7%下降到16.4%, 出现了一定程度的降低。石英含量则由注水开发前的59.9%下降到57.7%, 该组分小幅降低的主要原因则与粉砂—极细砂级石英碎屑的部分缺失有关。
2.2 黏土矿物的变化特征
基于X衍射鉴定结果, 从绿泥石、伊利石、高岭石和伊/蒙混层的含量分析了储集层黏土矿物组成的变化特征。分析结果表明, 与其他黏土矿物相比, 注水开发过程中, 绿泥石含量降低幅度高达29.1%, 其主要原因是注入水p H值较低 (5~6) 、地层温度较高 (约85℃) 。伊利石主要赋存于泥岩岩屑和黏土杂基中, 其含量降低幅度为14.1%。由于伊利石在酸性及高温条件下十分稳定, 因而其减少的主要原因是速敏效应使其部分搬运至井筒。对高岭石而言, 其相对含量由25.44%增加到26.50%, 变化量很小。研究表明, 造成高岭石略有增加的原因在于:
(1) 部分高岭石粒径很小且分布于狭窄的喉道中, 难于被注入水波及搬运;
(2) 注水开发过程中部分长石被溶蚀, 因而储集层中可能有一定数量高岭石沉淀。黏土矿物中的伊/蒙混层难于搬运, 具体表现在:
(1) 伊/蒙混层膨胀可能堵塞喉道或孔隙;
(2) 在各种黏土矿物中, 伊/蒙混层矿物粒径相对较小, 所以其在小孔喉中难于被注入水波及。由于绿泥石和伊利石等黏土矿物的含量随着注水开发的持续推进而大幅降低, 所以伊/蒙混层的相对含量平均值由28.56%上升到36.07%, 变化幅度为26.3%。
3 流体动力地质作用对储集层沉积物粒度
的影响
储集层砂岩粒度分布可见, 注水开发后, 粒度为-1.0~4.5的砂级沉积物在最细段出现了明显的粒级缺损, 缺损的粒级组粒度中值分别为3.725和4.265, 平均含量分别由注水开发前的3.780%和5.616%降至1.061%和1.393%, 降低幅度分别为71.9%和75.2%。某油井采出砂的粒度中值为0.208~4.351, 含量最高的粒级粒度为3.474~3.737, 其中值为3.606, 这一粒级砂粒的含量占24.4%。该粒级与HJ1井所缺失的粒级相对应, 出现粒级缺损的位置主要位于物性较好的层段且与大孔道的形成相关, 这证实了流体动力地质作用是储集层沉积物粒度发生变化的原因。
4 结论
在注水开发过程中, 注入水的酸性介质条件对碎屑组分中的长石类矿物影响较大, 其中以斜长石的溶解较强。注水冲刷作用造成了储集层泥质矿物总量的降低和粉砂—极细砂级石英颗粒的缺失, 进一步分析表明, 细颗粒的缺失主要发生在物性较好且优势渗流通道较发育的层段。对黏土矿物而言, 注水过程中, 相对含量减少的组分为绿泥石和伊利石, 以绿泥石减少最为显著, 相对含量增加的组分分别为高岭石和伊/蒙混层, 这与长石溶解过程中有高岭石析出和这两类矿物多位于细小孔喉, 难于被注入水波及有关。注水开发一方面造成了相对较大喉道的增多, 改善了储集层的渗滤条件, 另一方面, 也使喉道分选程度降低, 加剧了储集层微观非均质性。注水开发致使储集层平均有效孔隙度略有下降, 但平均有效渗透率呈上升态势, 原始物性不同的储集层注水后物性变化呈现出明显的“马太效应”。
摘要：针对非均质严重油藏, 采用室内实验对注水前后实际岩心样品进行对比分析, 研究了注水开发过程中的流体动力地质作用。结果表明, 酸性介质条件的化学动力作用加速了碎屑组分中的长石类矿物尤其是斜长石的溶蚀, 同时生成了新的高岭石晶体并分布于细小孔喉, 但对碳酸盐类矿物的影响较小。注水冲刷等物理动力地质作用造成了储集层泥质矿物总量的降低和粉砂—极细砂级石英颗粒的缺失, 且主要发生在物性较好且优势渗流通道较发育的层段。在储集层孔喉变化方面, 注水开发既使相对较大孔喉增加, 改善了储集层的渗滤条件, 也使孔喉分选程度降低, 加剧了储集层微观非均质性。从储集层孔隙度、渗透率等宏观参数变化看, 注水开发致使储集层总体平均有效孔隙度降低4.63%, 而总体平均有效渗透率上升8.93%, 原始物性不同的储集层注水后物性变化呈现出明显的“马太效应”。
关键词：严重非均质,注水开发,流体动力地质作用,马太效应
参考文献
[1]张荣虎, 等.沉积、成岩、构造一体化孔隙度预测模型[J].石油勘探与发, 2011, 38 (2) :145-151[1]张荣虎, 等.沉积、成岩、构造一体化孔隙度预测模型[J].石油勘探与发, 2011, 38 (2) :145-151
[2]曾流芳疏松砂岩大孔道形成机理及渗流规律[M].东营:石油大学出版社, 2000:19-32[2]曾流芳疏松砂岩大孔道形成机理及渗流规律[M].东营:石油大学出版社, 2000:19-32