流體包裹體在油氣地質中的應用

摘 要：流體包裹體的發展已歷經150余年。近年來，流體包裹體在油氣地質勘探中起到了不可獲取的作用，受到廣大油氣地質工作者的重視。文章在前人對流體包裹體研究的基礎上，簡述了流體包裹體的類型和研究手段，重點闡述流體包裹體在油氣成藏、運移和儲集上的應用。

關鍵詞：流體包裹體；油氣地質；研究方法；應用

自11世紀Abu Reyhan提出包裹體一詞并對其進行定性描述后[1]，許多專家、學者便開始對包裹體進行研究。1858年，Sorby提出通過對流體包裹體進行測溫從而獲得成礦溫度這一理論。直到1933年，Newhuns用均一法測定礦物中包裹體的均一溫度，使流體包裹體的研究得到越來越多的重視。

至本世紀前十年（2001-2010），流體包裹體的技術和方法在國內得到全面的發展，并在礦床學、構造地質、油氣地質等諸多領域廣泛應用。文章主要對近些年來流體包裹體在油氣地質中的新思路和新方法進行闡述。

1 概念與分類

流體包裹體是成巖成礦流體（含氣液的流體或硅酸鹽熔融體）在礦物結晶生長過程中，被包裹在礦物晶格缺陷或穴窩中，至今尚在主礦物中封存并與主礦物有著明顯的相邊界的那一部分物質[2]。

流體包裹體可分為七種，包括純液體包裹體（單項）、純氣體包裹體（單項）、液體包裹體（氣液兩相，液相占包裹體體積50%以上）、氣體包裹體（氣液兩相，氣體占包裹體50%以上）、含子礦物包裹體（氣液固三相）、含液體CO2包裹體（氣相CO2、液相CO2、鹽水包裹體）和油氣包裹體（氣相、液相和碳氫化合物）。

油氣包裹體往往是有機質在埋藏演化、油氣運移和儲集過程中被包裹在烴源巖或儲層內部的流體組分，除鹽水溶液、液相、氣相或其他非有機之外，全部或部分含有有機質，且形成后沒有外來礦物進入或者自身礦物的溢出，能夠為油氣形成時的物化性質、運移和充注的時間、成藏期次等提供有力證據，是反應油氣生-運-聚的直接標志。

油氣包裹體主要可分為兩大類：有機包裹體（烴包裹體）和鹽水包裹體。根據有機包裹體中烴類含量及常溫下的相態的不同可進一步分為氣相烴有機包裹體、液相烴有機包裹體、固體瀝青包裹體、多相烴有機包裹體、烴-鹽水有機包裹體等幾類。

2 流體包裹體的主要研究方法

2.1 熱力學研究法

對流體包裹體進行均一溫度和冰點溫度（鹽度）的測定是研究流體包裹體的基本方法。均一溫度的測定通常將氣相或液相包裹體放入冷熱臺進行升溫，當流體包裹體由氣-液兩相變為均一單相時的溫度，即為均一單相流體被捕獲時流體包裹體的溫度。冰點溫度（鹽度）的測定需先將流體包裹體進行冷卻凍結成冰，隨后逐漸加熱升溫至三相點，該溫度即為流體包裹體的冰點溫度。

2.2 光學研究法

油氣包裹體與無機鹽水包裹體最有效最快速的鑒別方法即熒光法。通過在顯微鏡下對其顏色和熒光性進行觀察，基本可以得到區分。由于不同的油氣包裹體油氣演化程度不同，捕獲烴類組分不一樣，因此熒光性質也不相同[3]。其成熟度越低，液烴和熒光的顏色越深，常呈黑褐色或黃褐色；成熟度越高，液烴顏色越淺，常呈淺黃色或透明色，熒光呈藍色或藍白色[2]。因此，對于成熟度較高的呈透明色的油氣包裹體可通過熒光與水溶液包裹體進行區分識別。

2.3 光化學研究法

光化學研究法主要包括紫外熒光法、激光拉曼光譜法（LRS）、傅里葉變換紅外顯微光譜法（FTIR）、激光剝蝕電感耦合等離子體質譜儀、顯微激光熱解氣相色譜質譜分析等等。這些都是針對單個流體包裹體常用的分析手段，其中前三種為非破壞性分析。紫外熒光法主要用于確定包裹體中某些特定的官能團或基團；LRS可用來分析小至1μm的流體包裹體中多分子原子；FTIR通過紅外光譜中水的吸收峰來確定流體包裹體的均一溫度，但所分析的包裹體不小于25μm。激光剝蝕電感耦合等離子體質譜儀、顯微激光熱解氣相色譜質譜分析為破壞性分析，前者用于微區微量元素分析，后者將包裹體原位熱解氣化，再將熱解氣化送入色譜質譜聯用儀中進行分析。

3 流體包裹體在油氣藏中的應用

3.1 油氣運移、充注、成藏期次研究

油氣在運移、充注和成藏過程中，可能會有微量的流體被捕獲形成流體包裹體，這些被捕獲的流體包裹體中蘊含著油氣運移和充填時的溫度、壓力和成分等信息。利用這些信息，可為恢復儲層古地溫和古壓力，確定油氣運移和充注時間、劃分成藏期次等提供有力證據。陳瑞銀[4]等先對塔中地區3口井的巖心樣品通過紫外—可見光和熒光光譜劃分包裹體組合，再對其展開顯微測溫，測得均一溫度和冰點溫度并結合PVT-SIM模擬分析，以塔12井埋藏史為標準，獲得6期典型的油氣充注事件，分別為84～88℃、92～100℃、108～112℃、116～120℃、128～132℃、156～176℃，再結合埋藏和地熱史，推斷油氣藏形成時間和來源。

3.2 有機質成熟度和油源對比研究

根據烴源巖抽提物分子地球化學特征，可以推斷沉積環境及有機物的成熟度，但這種概念在直接應用時是較難實現的。而油氣包裹體中有機質成熟度是可以作為油源對比的有利證據。Murray[5]早在20世紀80年代末到90年代運用流體包裹體有機成分進行油源對比。朱東亞[6]等對塔中地區6個志留系瀝青砂巖樣品中的孔隙游離烴和包裹體烴進行了分離和色-質分析。油源對比表明：瀝青砂巖包裹體中捕獲的烴與中-下寒武統烴源巖有關，而孔隙游離烴與中-上奧陶統烴源巖有關。

3.3 油氣儲層成巖作用的研究

成巖作用是一個十分復雜的過程，而流體包裹體的捕獲能夠很好地反應成巖環境下流體的成分。鄭潔[7]等以試驗為基礎，通過激光拉曼光譜對東營凹陷民豐地區3口井11個巖心進行測定，測出樣品中含有CO2和CH4氣體，為成巖時經歷酸性和烴類流體找到了直接證據。

4 結束語

綜上所述，通過對流體包裹體的研究方式、技術方法、實驗手段在油氣地質中的應用，使其已成為油氣地質的前沿方向和不可或缺的一部分。相信通過國內流體包裹體的研究者的共同努力，流體包裹體的思路、方法和技術會進一步拓寬，應用范圍更加廣泛。

參考文獻

[1]Edwin.流體包裹體[M].盧煥章，等（譯）.湖南：中南工業大學出版社，1985.

[2]盧煥章，范洪瑞，倪培，等.流體包裹體[M].北京：科學技術出版社，2004.

[3]劉德漢，盧煥章，肖賢明.油氣包裹體及其在石油勘探開發中的應用[M].廣州：廣州科技出版社，2007.

[4]陳瑞銀，趙文智，王紅軍.塔中地區奧陶系油氣充注期次的流體包裹體證據[J].石油勘探與開發，2010，37（5）：537-542.

[5]Murray，R.C.Hydrocarbon fluid inclusions in quartz，AAPG Bull[Z].1957，41，950-952.

[6]朱東亞，金之鈞，胡文 ，等.塔中地區志留系砂巖中孔隙游離烴和包裹體烴對比研究及油源分析[J].石油與天然氣地質，2007.

[7]鄭潔，陳勇.流體包裹體拉曼光譜研究及其在成巖作用中的應用[J].新疆石油天然氣，2009，5（2）.