天然气地球科学
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天然气地球科学 ›› 2021, Vol. 32 ›› Issue (2): 164–173.doi: 10.11764/j.issn.1672-1926.2020.11.007

• 天然气地质学 • 上一篇    下一篇

流体包裹体拉曼定量技术在致密砂岩气藏研究中的应用——以四川盆地中部侏罗系沙溪庙组为例

韦腾强1(),吴长江1,黄亚浩2(),洪海涛1,王小娟1,唐友军2,潘珂1   

  1. 1.中国石油西南油气田公司勘探开发研究院，四川 成都 610041
    2.长江大学资源与环境学院，湖北 武汉 430100
  • 收稿日期:2020-06-23 修回日期:2020-11-01 出版日期:2021-02-10 发布日期:2021-03-10
  • 通讯作者: 黄亚浩 E-mail:tqwei@petrochina.com.cn;hyhtr08916@163.com
  • 作者简介:韦腾强（1984-），男，广西马山人，工程师，硕士，主要从事油气勘探地质研究.E-mail：tqwei@petrochina.com.cn.
  • 基金资助:
    国家自然科学基金面上项目“苯基多环芳烃检测及其石油地球化学意义”(41972148)

Application of fluid inclusion Raman quantitative technique to the study of tight sandstone gas reservoirs： Case study of Jurassic Shaximiao Formation in central Sichuan Basin

Teng-qiang WEI1(),Chang-jiang WU1,Ya-hao HUANG2(),Hai-tao HONG1,Xiao-juan WANG1,You-jun TANG2,Ke PAN1   

  1. 1.Exploration and Development Research Institute of PetroChina Southwest Oil & Gasfield Company，Chengdu 610041，China
    2.College of Resources and Environment，Yangtze University，Wuhan 430100，China
  • Received:2020-06-23 Revised:2020-11-01 Online:2021-02-10 Published:2021-03-10
  • Contact: Ya-hao HUANG E-mail:tqwei@petrochina.com.cn;hyhtr08916@163.com
  • Supported by:
    The National Natural Science Foundation of China(41972148)

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442

摘要：

致密气勘探是中国非常规能源战略的重要组成部分，四川盆地中部金秋气田侏罗系沙溪庙组致密气多期河道立体勘探连续取得上产突破，致密气藏烃类流体演化过程分析是致密气成藏机理研究的关键。以四川盆地中部秋林、金华气田侏罗系沙溪庙组储层砂岩岩心为研究对象，基于岩石学观察和原位显微拉曼光谱观测，发现储层成岩矿物赋存有纯CH4气包裹体、纯CO2气包裹体、混合CH4—CO2气包裹体和富N2气包裹体4类。通过流体包裹体定量拉曼分析和热力学模型得到了含CH4和CO2包裹体的压力—温度—时间—组成（PVT—x）性质，利用CO2费米双峰的间距计算出纯CO2包裹体的密度，并发现2期CO2流体成藏阶段：原生CO2成藏期（高密度：0.874~1.020 g/cm3； 高均一温度：>210 oC）和次生CO2成藏期（高密度：0.514~0.715 g/cm3； 低均一温度：约180~200 oC）。异常高均一温度的CO2流体推测深部热液流体活动产生，并对储层产生侵位作用。通过甲烷拉曼v1伸缩振动峰计算的甲烷包裹体捕获时古流体压力为44.0~58.5 MPa，平均古压力系数为1.29，提供了恢复压力演化的重要证据。油气成藏于白垩纪晚期（约75~65 Ma），此时期接近于早喜马拉雅隆升早期（地层埋藏最深阶段），晚期有机气驱替早期无机CO2成藏。流体包裹体古压力恢复表明储层是从弱超压到常压状态的演化过程，抬升早期弱超压指示气藏具有较好的保存条件。

关键词: 致密气, 成藏期次, 古压力, 流体包裹体, 拉曼定量光谱分析

Abstract:

Tight gas exploration is an important part of China's unconventional energy strategy. The multi-stage channel three-dimensional exploration of Jurassic Shaximiao Formation tight gas in Jinqiu Gas Field in central Sichuan Basin has made continuous production breakthroughs. The evolution process analysis of hydrocarbon fluids in tight gas reservoirs is the key to study the accumulation mechanism of tight gas. Taking the sandstone core of Jurassic Shaximiao Formation in Qiulin and Jinhua gas fields in central Sichuan Basin as the research objects， based on petrological observation and in-situ micro-Raman spectroscopy observation， it is found that there are four types of reservoir diagenetic minerals： pure CH4 inclusions， pure CO2 inclusions， mixed CH4-CO2 gas inclusions and N2 rich gas inclusions. The pressure-temperature-time-composition （PVT-x） properties of CH4 and CO2 inclusions are obtained by Raman analysis and thermodynamic model of fluid inclusions. The density of pure CO2 inclusions is calculated by using the distance between Fermi peaks of carbon dioxide， two stages of CO2 fluid accumulation were found： primary CO2 accumulation stage （high density： 0.874-1.020 g/cm3； high homogenization temperature：>210 ℃） and secondary carbon dioxide accumulation period （high density： 0.514-0.715 g/cm3； low homogenization temperature： about 180-200 ℃）. CO2 fluids with abnormal high and uniform temperatures speculate that deep hydrothermal fluid activity and emplacement of reservoirs. The paleo-fluid pressure （44.0-58.5 MPa， mean paleo-pressure coefficient of 1.29） calculated by the methane Raman stretching vibration peak provides important evidence to recover the pressure evolution. The hydrocarbon accumulation was in the Late Cretaceous （about 75-65 Ma）， close to the early Himalayan uplift period （the deepest stage of stratigraphic burial）， and the late organic gas displacement replaced the early inorganic carbon dioxide accumulation. The paleo-pressure recovery of fluid inclusions indicates that the reservoir evolves from weak overpressure to atmospheric pressure， and the weak overpressure indicates that the reservoir has better preservation conditions in the early uplift.

Key words: Tight gas, Accumulation period, Paleo-pressure, Fluid inclusions, Raman quantitative spectral analysis

中图分类号: 

  • TE122.3

图1

研究区位置及井位分布"

图2

四川盆地川中地区三叠系—侏罗系地层综合柱状图"

图3

流体包裹体岩相学特征(a)石英裂隙内发育的不混溶甲烷体系包裹体群，透射光；(b)石英加大边内部次生二氧化碳气包裹体，透射光；(c)孤立状分布的原生二氧化碳气包裹体以及沿裂隙分布的次生甲烷气包裹体，透射光；(d)石英加大边内部的次生二氧化碳和甲烷混合气包裹体，透射光；(e)石英颗粒内部的原生二氧化碳气包裹体，透射光；(f)石英愈合裂隙内发育的次生甲烷和二氧化碳混合气包裹体，透射光；(g)石英微裂隙内次生甲烷和二氧化碳气包裹体，透射光；(h)石英加大边内部纯二氧化碳气包裹体和穿过石英颗粒以及石英加大边的纯甲烷气包裹体，透射光；(i)晚期次生混合气包裹体群(FIA3)切穿早期次生混合气包裹体群(FIA4)"

图4

秋林—金华地区侏罗系沙溪庙组流体包裹体均一温度与盐度直方图"

图5

典型流体包裹体拉曼光谱(a)纯甲烷包裹体拉曼光谱（300光栅和1 800光栅）以及氖灯拉曼光谱图；(b)纯二氧化碳包裹体拉曼光谱（300光栅和1800光栅）以及氖灯拉曼光谱图；(c)甲烷和二氧化碳混合气包裹体拉曼光谱图；(d)富氮气包裹体拉曼光谱图"

表1

纯甲烷包裹体拉曼定量参数汇总"

序号井名深度/mvtrue /cm密度/(g/cm3)同期盐水包裹体均一温度/oC捕获压力/MPa压力系数
1QL-172 166.82 911.950.230130.056.91.32
2QL-172 166.82 912.300.210128.049.11.14
3QL-172 168.22 911.910.229121.554.51.43
4QL-172 168.22 911.980.225122.553.31.38
5QL-172 182.22 911.850.232127.057.01.36
6QL-172 182.22 912.600.195127.044.01.05
7QL-182 093.12 911.750.237125.058.51.43
8QL-182 093.12 912.060.220125.052.01.27
9QL-182 087.12 912.030.220127.052.41.25
10QL-182 087.12 912.100.219124.051.41.25
11JH-92 212.92 912.380.210120.047.51.25
12JH-92 212.92 911.820.230126.456.11.34
13JH-92 212.92 911.860.230126.456.11.34

表2

纯二氧化碳包裹体拉曼定量参数汇总"

序号井名深度/m费米双峰间距/cm-1密度/(g/cm3)同期盐水包裹体均一温度/oC捕获压力/MPa
1QL-172 168.2103.480.514193.041.3
2QL-172 168.2104.350.921188.5114.8
3QL-172 182.2103.910.701201.368.4
4QL-172 182.2104.350.921203.5122.9
5QL-182 093.1103.850.673189.160.1
6QL-182 093.1103.940.715189.166.8
7QL-182 087.1104.260.874223.3117.5
8QL-182 087.1104.440.970245165.9
9QL-182 087.1104.531.020245191.1

图6

流体包裹体古压力恢复投图"

图7

川中地区侏罗系沙溪庙组油气成藏史"

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Cited
  Shared   
  Discussed   
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[7] 李广之;袁子艳;胡斌;邓天龙;. 利用顶空气技术判别凝析气(油)储层[J]. 天然气地球科学, 2006, 17(3): 309 -312 .
[8] 李凤杰;王多云;. 鄂尔多斯盆地西峰油田延长组高分辨率层序地层学研究[J]. 天然气地球科学, 2006, 17(3): 339 -344 .
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