储集层成岩矿物分析法

二、储集层成岩矿物分析法

储集层的成岩作用从沉积开始并贯穿在整个埋藏过程中,也可以说是岩石矿物与地层流体在温度、压力和地应力条件下,相互不断作用的过程,而各种矿物的次生变化和自生矿物的形成都是成岩作用的产物。油气作为盆地中的一种地流体,当其进入储集层后必然影响成岩作用的发生和成岩矿物的形成。因此,根据流体包裹体测温和自生矿物测定年龄以及矿物形成的序次,可以比较准确地判断油气藏形成的时间。

(一)流体包裹体法

流体包裹体是矿物结晶过程中捕获的成岩成矿流体。储集层中常见有盐水溶液包裹体和含烃有机质包裹体。人们认为,矿物在结晶过程中形成包裹体时所捕获的流体大多呈单一液相,只是将样品采至地面后由于温度、压力的降低,溶于液相中的气体分离出来才形成气-液两相的包裹体。将包裹体置于冷热台上加热至气相消失,再恢复成均一液相时的温度称为均一温度,经压力校正后它代表了包裹体在储集层中形成时的最低温度,再根据古地热梯度和储集层埋藏史,就可确定包裹体形成时的地层埋深及对应的地质年代。因此,测定与含烃包裹体同期生成的盐水包裹体的均一温度,或直接测定由液态烃与气态烃组成的烃包裹体的均一温度,即可得知油气进入圈闭储集层形成油气藏的时期。如果,再进行包裹体中烃类成分和成熟度的测定和分析,还可以推断充注方向、进行油源对比和成藏史的研究。该方法已成为当前油气运聚研究中一种重要的方法。必须注意,虽然包裹体中直接蕴含和记录着各种有关油气运聚的宝贵信息和证据,但如何把它们真实地提取出来还有一定难度和问题,在取样、测试和参数求取过程中还有许多不确定因素。

(二)自生伊利石测年法

自生伊利石是高岭石和钾长石在储集层酸性水介质中溶解沉淀出的一种成岩矿物。该方法的依据就是当油气进入储集层后,由于孔隙流体介质的变化自生伊利石就会终止其生长。因此,利用K-Ar测年法系统测定自生伊利石的年龄,通过相互比较找出年龄由大突然变小的部位,就可以判断出自生伊利石停止生长的时间,也就是油气进入储集层和油气藏形成的时间。这种方法通常要求在油气藏剖面中对油-水界面上下的油层和水层做等间距地系统采样,再做自生伊利石的K-Ar年龄测定,理论上在油水界面上下的自生伊利石必有年龄上的突变,水层中的自生伊利石年龄必远小于油层中的年龄,而油层中自生伊利石的年龄即代表其停止生长的时间,也就是油气进入储集层的成藏时期。通过自生伊利石年龄与深度的关系剖面,可以确定年龄发生突变的深度,从而判断油气藏形成的时间。

这种方法在理论上是完全可行的,但要获得较可靠的结果,在实际取样、测定等操作环节中还有许多困难。此外,该方法受储集层非均性、油水分布、水介质变化等条件的影响很大,在结果分析上也存在许多不确定因素。目前,它也是一种很有前景,但尚需发展完善的新方法,在应用时最好与其他方法一起进行综合分析和判断,这样效果较好。