流体包裹体在油气地质中的应用

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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

自11世纪Abu Reyhan提出包裹体一词并对其进行定性描述后[1]，许多专家、学者便开始对包裹体进行研究。1858年，Sorby提出通过对流体包裹体进行测温从而获得成矿温度这一理论。直到1933年，Newhuns用均一法测定矿物中包裹体的均一温度，使流体包裹体的研究得到越来越多的重视。

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。

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.

[7]郑洁，陈勇.流体包裹体拉曼光谱研究及其在成岩作用中的应用[J].新疆石油天然气，2009，5（2）.