科技成果

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成果名称: 流体包裹体与流体成岩成藏作用研究

成果登记号: 9612016J0008

第一完成单位: 长安大学

联 系 人: 党栋

成果类型: 基础理论

技术领域: 环境保护与资源综合利用

应用行业: 科学研究和技术服务业

成果简介:

   本项目依托国家自然科学基金项目、国家重点基础研究发展计划项目子课题、陕西省自然科学基金项目、国土资源大调查等多个项目,重点针对矿物流体包裹体分析测试及其在地质学、成岩、成矿和油气成藏研究应用中的关键技术问题,开展了长期系统性地研究工作。该研究工作历时15年,形成的矿物流体包裹体分析测试技术、研究方法体系和方法技术,推动了流体包裹体技术地质学领域的广泛应用。项目取得以下重要成果:   1.建立了定量分析有机流体包裹体成分的分析方法   应用荧光光谱、显微傅里叶红外光谱、激光拉曼光谱、LA-ICP/MS和TOP-SIMS等多种测试技术对有机包裹体成分分析方法进行探索,建立了用荧光光谱Q比值和显微傅里叶红外光谱χ系数原位定量分析包裹体中烃类成分,该方法自1998年以来被广泛应用。   2.在国内首先开展单个流体包裹体同位素测试研究   借助毛细管石英玻璃发明了专用测试装置,通过CO2标准气体确定了CO2同位素分子13CO2和12CO2拉曼参数和影响因素,建立了CO2同位素分子13CO2和12CO2拉曼参数与密度关系,实现了稳定的CO2同位素分析方法,并成功实现了单个流体包裹体CO2同位素分析。该方法试制的专用测试装置申请获得了国家专利(专利号20255425.8)。与西北大学袁红林教授合作,应用LA-ICP/MS方法首次获得方解石脉中单个流体包裹体Sr同位素比值(87Sr/86Sr=0.7164-0.7292)。   3.对有机包裹体记录信息研究,提出储层致密与油气成藏同步发生的观点被普遍认可   揭示了特低渗储层孔隙演化、自生成岩矿物形成、油气包裹体记录的油气充注成藏三者之间的耦合关系;提出的生烃高峰阶段含油气碱性成岩流体注入产生的大规模胶结物是导致储层致密的主要原因,同时伴随低渗透油气藏的形成,这一成藏观点被普遍接受被用于油气勘探实践。   4.发现异常高压古流体岩相学证据,提出低渗透岩层流体运移的新动力学机制   在鄂尔多斯盆地延长组首次发现了沸腾油气包裹体,提出异常高压是低渗储层油气运移的主要动力,建立了异常高压驱动、低渗透油气藏形成与储层致密同步发生的成藏模式。在大巴山前陆盆地首次发现含烃包裹体的纤维状方解石脉,记录了大巴山前陆构造高压古流体迁移(恢复的流体压力梯度2.0-2.3MPa/100m)。   5.揭示了沉积盆地低温热液流体成岩作用及其对低渗油藏和热液成矿作用的影响   发现鄂尔多斯盆地侏罗系、三叠系和上古生界三个不同时代和埋藏深度的地层普遍存在温度区间都在160-180℃之间的成岩作用,成岩矿物组合和地球化学特征表现出低温热液流体特征,是控制致密储层形成的主要因素。提出东胜砂岩型铀矿氧化/还原地球化学界面受低温热液流体和有机流体双重作用控制,并由此控制砂岩铀富集和定位成矿的新观点;建立了识别氧化流体作用和还原流体作用的岩相学方法流体地球化学研究方法;将大巴山前陆流体迁移与MVT型铅锌矿成矿作用及油气成藏联系起来,建立了有机流体和低温热液多期成矿模式。   6.应用有机包裹体研究技术方法揭示地质历史时期油气运移过程   利用油气包裹体对石油或天然气运移和聚体的示踪作用,对鄂尔多斯盆地三叠系延长组石油包裹体和山西组天然气包裹体特征以及寄主矿物特征进行大量研究,发现与油气流体伴生的碱性成岩作用是油气聚体成藏的直接证据,提出含石油包裹体的钠长石胶结物和含天然气包裹体的晚期碱性矿物组合分别是有效油层和气层的最重要识别标志;创立了生烃高峰、运移方向和有效圈闭空间展布三结合的"三位一体"低渗透油气成藏和勘探评价体系,为鄂尔多斯盆地姬塬油田勘探、苏里格西部气藏和鄂尔多斯盆地东部天然气勘探部署提供了重要参考资料。   7.以包裹体形成温度和形成压力为基础,辅以其它实测资料,以盆地模拟为主线,形成了综合、定量恢复地质历史时期古流体动力的方法和技术,揭示了鄂尔多斯等多个盆地的古流体动力演化和油气运移、成藏特征油气作为流体矿产,其不同于固体矿产的最大特点是其具有运移性。通常情况下,其生成地与聚集地之间相差甚远且复杂多变,所以油气运移和成藏一直是油气地质学领域的难点问题,也是连接生、储、盖、圈等其他要素的纽带和桥梁。流体动力是油气运移、成藏的基础,它为运移成藏提供了可能条件,并约束、限制了油气的具体运移方向和成藏地区。我们创造性地将包裹体研究得到的形成压力和形成温度作为恢复古流体动力演化的重要约束条件,辅以实测地层压力和温度、压实研究恢复的古压力,依据盆地数值模拟技术,恢复出鄂尔多斯、松辽、塔里木、四川等盆地自油气生成以来各主要地质时期的古流体动力场,在此基础上分析了的油气运移和成藏特征,建立了相应的时空演化模式。形成了古流体动力恢复的新方法,深化了油气运移和成藏的阶段性和特征。