本發明屬于石油天然氣勘探與開發技術領域，具體地說，涉及一種厘定砂巖儲層中古成巖流體來源的方法。

背景技術：

含油氣盆地埋藏成巖過程中，礦物溶解作用和膠結作用對盆地中儲層質量演化具有重要控制作用。石英膠結物是富長石砂巖儲層中常見的膠結物之一，其沉淀過程常常伴隨長石等鋁硅酸鹽礦物的溶解，是長石溶解作用的一種副產物。長石溶解形成的次生孔隙能夠有效改善儲層質量，但孔隙不能保存古成巖流體信息。伴隨沉淀的石英膠結物能夠有效地保存流體的氧同位素信息，該種同位素能夠有效地用于流體來源的識別，因此，研究石英膠結物的形成過程及相關古成巖流體特征，也能夠有效揭示砂巖儲層中溶解長石-沉淀石英的古成巖流體的性質和來源。

然而，砂巖儲層中的石英膠結物的尺寸通常僅達到微米尺度，作為一種重要的石英膠結物，石英加大邊的厚度一般小于80um，將其與其他巖石成分或碎屑石英顆粒進行完全分離提純難度很大，且分離提純步驟繁瑣，分離效果不理想，分離后常常伴隨有多種雜質，導致尚未有非常有效地識別與其相關的古成巖流體來源的方法。

技術實現要素：

本發明針對現有技術存在的無法有效識別古成巖流體來源等上述不足，提供一種厘定砂巖儲層中古成巖流體來源的方法，能夠高分辨率、高精度地識別含有油氣盆地碎屑巖層中與石英膠結物相關的古成巖流體的來源，對于儲層質量的預測具有指導意義。

本發明的技術方案是：一種厘定砂巖儲層中古成巖流體來源的方法，含有以下步驟：

取砂巖儲層巖心磨制厚度為100um雙面拋光的巖石薄片；

利用普通光學顯微鏡和陰極發光顯微鏡尋找和鑒別巖石薄片的石英加大邊，利用熒光顯微鏡尋找和鑒別石英加大邊中的鹽水包裹體和烴類包裹體；

利用光學顯微鏡和與其配套的顯微鏡冷熱臺對選定的石英加大邊中的鹽水包裹體均一溫度進行檢測，獲取石英沉淀時古成巖流體的溫度；

利用微鉆取巖石薄片中含有石英加大邊的區域，獲得多個測試樣品，將測試樣品與標準石英樣品共同嵌入到透明樹脂膠柱中，制作成膠柱樣品，對膠柱樣品表面進行拋光處理；

利用普通光學顯微鏡和陰極發光顯微鏡對拋光處理后的膠柱樣品進行觀察照相和拼圖，初步選取石英加大邊上用于原位微區氧同位素檢測的位置；

利用二次離子探針質譜儀選定要分析的石英加大邊區域，利用離子束轟擊選定的石英加大邊區域，進行標準石英樣品和石英加大邊原位微區氧同位素的測試，獲取石英加大邊氧同位素信息；

將石英加大邊中鹽水包裹體均一溫度和石英加大邊原位氧同位素信息相結和，投影到不同溫度條件下石英沉淀過程中石英礦物氧同位素-流體氧同位素分餾作用圖上，獲得沉淀石英膠結物的古成巖流體的氧同位素值，根據氧同位素值判斷古成巖流體的來源。

作為優選設計，上述厘定砂巖儲層中古成巖流體來源的方法中，所述測試樣品為直徑3mm的圓片樣品，所述透明樹脂膠柱的直徑為2.5cm。

作為優選設計，上述厘定砂巖儲層中古成巖流體來源的方法中，根據礦物單偏光、正交光、反射光和陰極發光特征，初步選取石英加大邊上用于原位氧同位素檢測的位置。

作為優選設計，上述厘定砂巖儲層中古成巖流體來源的方法中，所述離子束的束斑直徑為15um。

作為優選設計，上述厘定砂巖儲層中古成巖流體來源的方法中，所述的巖石薄片至少磨制一張。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

(1)本發明提供的一種厘定砂巖儲層中古成巖流體來源的方法，通過對砂巖儲層中微米級別的石英加大邊中鹽水包裹體均一溫度的檢測和對石英加大邊氧同位素的高分辨率、高精度的原位微區檢測，有效地確定了儲層埋藏過程中沉淀石英膠結物的古成巖流體的溫度和氧同位素，并能夠厘定古成巖流體發生的時間和流體來源，解決了含油氣盆地碎屑巖儲層中與石英膠結物相關的古成巖流體來源的厘定問題。

(2)本發明提供的一種厘定砂巖儲層中古成巖流體來源的方法，原理簡單，實用性和操作性強，有效地實現了在儲層微觀尺度上通過自生成巖礦物精確厘定古成巖流體性質和來源，對儲層質量的預測具有十分重要的指導意義。

附圖說明

圖1為本發明一種厘定砂巖儲層中古成巖流體來源的方法的流程圖。

圖2為本發明具體實施例1中渤海灣盆地東營凹陷勝坨地區坨720井深度為3535.0m處砂巖儲層中石英加大邊及石英加大邊中鹽水包裹體特征圖。

圖3為本發明具體實施例1中渤海灣盆地東營凹陷勝坨地區坨720井深度為3535.0m處砂巖儲層石英加大邊鹽水包裹體均一溫度分布直方圖。

圖4為本發明具體實施例1中渤海灣盆地東營凹陷勝坨地區坨720井深度為3535.0m處反射光時石英顆粒及石英加大邊二次離子質譜微區氧同位素測試點特征圖。

圖5為本發明具體實施例1中渤海灣盆地東營凹陷勝坨地區坨720井深度為3535.0m處砂巖儲層中陸源石英顆粒和自生石英加大邊氧同位素分布特征圖。

圖6為本發明具體實施例1中不同溫度條件下石英沉淀過程中石英礦物氧同位素-流體氧同位素分餾作用及勝坨地區坨720井深度為3535.0m處砂巖儲層中石英加大邊中流體包裹體均一溫度和石英加大邊氧同位素數據反映的古成巖流體的氧同位素特征圖。

圖7為本發明具體實施例2中渤海灣盆地南堡凹陷高柳地區高62井深度為3676.0m處砂巖儲層中石英加大邊及石英加大邊中鹽水包裹體特征圖。

圖8為本發明具體實施例2中渤海灣盆地南堡凹陷高柳地區高62井深度為3676.0m處砂巖儲層石英加大邊鹽水包裹體均一溫度分布直方圖。

圖9為本發明具體實施例2中渤海灣盆地南堡凹陷高柳地區高62井深度為3676.0m處反射光時石英顆粒及石英加大邊二次離子質譜微區氧同位素測試點特征圖。

圖10為本發明具體實施例2中渤海灣盆地南堡凹陷高柳地區高62井深度為3676.0m處砂巖儲層中陸源石英顆粒和自生石英加大邊氧同位素分布特征圖。

圖11為本發明具體實施例2中不同溫度條件下石英沉淀過程中石英礦物氧同位素-流體氧同位素分餾作用及高柳地區高62井深度為3676.0m處儲層中石英加大邊中流體包裹體均一溫度和石英加大邊氧同位素數據反映的古成巖流體的氧同位素特征圖。

圖中，Q、石英顆粒，Qa、石英加大邊。

具體實施方式

下面，通過示例性的實施方式對本發明進行具體描述。

本發明實施例提供了一種厘定砂巖儲層中古成巖流體來源的方法，含有以下步驟：

取砂巖儲層巖心磨制厚度為100um雙面拋光的巖石薄片；

利用普通光學顯微鏡和陰極發光顯微鏡尋找和鑒別巖石薄片的石英加大邊，利用熒光顯微鏡尋找和鑒別石英加大邊中的鹽水包裹體和烴類包裹體；

利用光學顯微鏡和與其配套的顯微鏡冷熱臺對選定的石英加大邊中的鹽水包裹體均一溫度進行檢測，獲取石英沉淀時古成巖流體的溫度；

利用微鉆取巖石薄片中含有石英加大邊的區域，獲得多個測試樣品，將測試樣品與標準石英樣品共同嵌入到透明樹脂膠柱中，制作成膠柱樣品，對膠柱樣品表面進行拋光處理；

利用普通光學顯微鏡和陰極發光顯微鏡對拋光處理后的膠柱樣品進行觀察照相和拼圖，初步選取石英加大邊上用于原位微區氧同位素檢測的位置；

利用二次離子探針質譜儀選定要分析的石英加大邊區域，利用離子束轟擊選定的石英加大邊區域，進行標準石英樣品和石英加大邊原位微區氧同位素的測試，獲取石英加大邊氧同位素信息；

將石英加大邊中鹽水包裹體均一溫度和石英加大邊原位氧同位素信息相結和，投影到不同溫度條件下石英沉淀過程中石英礦物氧同位素-流體氧同位素分餾作用圖上，獲得沉淀石英膠結物的古成巖流體的氧同位素值，根據氧同位素值判斷古成巖流體的來源。

由于石英顆粒和石英加大邊之間常發育“塵線”，通過普通光學顯微鏡的透射光模式或反射光模式，利用“塵線”來區分石英顆粒和石英加大邊，在陰極發光顯微鏡下，石英顆粒和石英加大邊通常呈現不同的顏色，石英顆粒為藍灰色，石英加大邊為灰黑色或棕色，利用陰極發光顯微鏡能夠有效區分石英顆粒和石英加大邊。因此，利用普通光學顯微鏡和陰極發光顯微鏡能夠有效尋找和鑒別出巖石薄片的石英加大邊。

由于在熒光顯微鏡下，鹽水包裹體無熒光反應，在熒光照射下仍呈現黑色，烴類包裹體在熒光照射下呈現棕黃色、褐色、淺藍色等，因此，利用熒光顯微鏡能夠有效尋找和鑒別出鹽水包裹體和烴類包裹體。

在本發明一實施例中，所述測試樣品可以采用不同大小及形狀，具體可以根據實際實驗要求進行選取，所述透明樹脂膠柱的直徑可以根據測試樣品的數量及大小確定。在本發明一優選實施例中，所述測試樣品為直徑3mm的圓片樣品，所述透明樹脂膠柱的直徑為2.5cm。

在本發明一優選實施例中，根據礦物單偏光、正交光、反射光和陰極發光特征，初步選取石英加大邊上用于原位氧同位素檢測的位置。

在本發明一實施例中，所述離子束的束斑直徑可以根據選定的石英加大邊區域的大小進行選擇。在本發明一優選實施例中，所述離子束的束斑直徑為15um。

在本發明一實施例中，所述巖石薄片至少磨制一張，可以磨制一張、兩張、三張、四張、五張、六張、七張、八張。在本發明一優選實施例中，巖石薄片磨制三張或五張。

在本發明一實施例中，所述二次離子探針質譜儀采用Camera IMS-1280二次離子探針質譜儀。

實施例1：以中國東部渤海灣盆地東營凹陷勝坨地區坨720井深度為3535.0m砂巖儲層為例，結合附圖進行進一步的說明。

一種厘定砂巖儲層中古成巖流體來源的方法，參見圖1，含有以下步驟：

步驟一：取勝坨地區坨720井深度為3535.0m處巖心，磨制厚度為100um雙面拋光的巖石薄片三張。

步驟二：利用普通光學顯微鏡和陰極發光顯微鏡尋找和鑒別巖石薄片的石英加大邊，利用熒光顯微鏡尋找和鑒別石英加大邊中的鹽水包裹體和烴類包裹體。

參見圖2，圖2中給出了勝坨地區砂巖儲層中石英加大邊及石英加大邊中鹽水包裹體特征。

步驟三：利用光學顯微鏡和與其配套的顯微鏡冷熱臺對選定的石英加大邊中的鹽水包裹體均一溫度進行檢測，獲取石英沉淀時古成巖流體的溫度。鹽水包裹體均一溫度檢測結果參見圖3，由圖3可知，勝坨地區砂巖儲層坨720井深度為3535.0m處石英加大邊中鹽水包裹體均一溫度主要處于105～125℃。

步驟四：利用微鉆取巖石薄片中含有石英加大邊的區域，獲得5個直徑3mm的圓片樣品，將5個圓片樣品與標準石英樣品共同嵌入到直徑2.5cm的透明樹脂膠柱中，制作成膠柱樣品，對膠柱樣品表面進行拋光處理。所述的標準石英樣品為石英顆粒。

步驟五：利用普通光學顯微鏡和陰極發光顯微鏡對拋光處理后的膠柱樣品進行觀察照相和拼圖，根據礦物單偏光、正交光、反射光和陰極發光特征，初步選取石英加大邊上用于原位氧同位素檢測的位置。

步驟六：利用Camera I MS-1280二次離子探針質譜儀選定要分析的石英加大邊區域，利用束斑直徑為15um的離子束轟擊選定的石英加大邊區域，進行石英顆粒和石英加大邊原位氧同位素的測試，獲取石英加大邊氧同位素信息。石英顆粒及石英加大邊原位微區氧同位素測試點的特征參見圖4，圖4中的箭頭指示分析點位置。氧同位素測試結果參見圖5，由圖5可知，勝坨地區砂巖儲層坨720井深度為3535.0m處石英加大邊中氧同位素范圍主要介于20‰～24‰之間。

步驟七：將石英加大邊中鹽水包裹體均一溫度和石英加大邊原位氧同位素信息相結和，投影到不同溫度條件下石英沉淀過程中石英礦物氧同位素-流體氧同位素分餾作用圖上，參見圖6，獲得沉淀石英膠結物的古成巖流體的氧同位素值介于+0‰～+4‰，根據氧同位素值判斷古成巖流體的來源為成巖作用改造的盆內流體，與大氣水無關。

實施例2：以中國東部渤海灣盆地南堡凹陷高柳地區高62井深度為3676.0m處砂巖儲層為例，結合附圖進行進一步的說明。

一種厘定砂巖儲層中古成巖流體來源的方法，參見圖1，含有以下步驟：

步驟一：取高柳地區高62井深度為3676.0m處巖心，磨制厚度為100um雙面拋光的巖石薄片五張。

步驟二：利用普通光學顯微鏡和陰極發光顯微鏡尋找和鑒別巖石薄片的石英加大邊，明確石英加大邊的發育期次和特征，利用熒光顯微鏡尋找和鑒別石英加大邊中的鹽水包裹體和烴類包裹體。參見圖7，圖7中給出了高柳地區砂巖儲層中石英加大邊及石英加大邊中鹽水包裹體特征。

步驟三：利用光學顯微鏡和與其配套的顯微鏡冷熱臺對選定的石英加大邊中的鹽水包裹體均一溫度進行檢測，獲取石英沉淀時古成巖流體的溫度。鹽水包裹體均一溫度檢測結果參見圖8，由圖8可知，高柳地區砂巖儲層高62井深度為3676.0m處石英加大邊中鹽水包裹體均一溫度主要處于95～115℃。

步驟四：利用微鉆取巖石薄片中含有石英加大邊的區域，獲得2個直徑3mm的圓片樣品，將2個圓片樣品與標準石英樣品共同嵌入到直徑2.5cm的透明樹脂膠柱中，制作成膠柱樣品，對膠柱樣品表面進行拋光處理。所述的標準石英樣品為石英顆粒。

步驟五：利用普通光學顯微鏡和陰極發光顯微鏡對拋光處理后的膠柱樣品進行觀察照相和拼圖，根據礦物單偏光、正交光、反射光和陰極發光特征，初步選取石英加大邊上用于原位氧同位素檢測的位置。

步驟六：利用Camera IMS-1280二次離子探針質譜儀選定要分析的石英加大邊區域，利用束斑直徑為15um的離子束轟擊選定的石英加大邊區域，進行石英顆粒和石英加大邊原位氧同位素的測試，獲取石英加大邊氧同位素信息。石英顆粒及石英加大邊原位微區氧同位素測試點的特征參見圖9，圖9中的箭頭指示分析點位置。氧同位素測試結果參見圖10，由圖10可知，高柳地區砂巖儲層高62井深度為3676.0m處石英加大邊中氧同位素范圍主要介于16‰～20‰之間。

步驟七：將石英加大邊中鹽水包裹體均一溫度和石英加大邊原位氧同位素信息相結和，投影到不同溫度條件下石英沉淀過程中石英礦物氧同位素-流體氧同位素分餾作用圖上，參見圖11，獲得沉淀石英膠結物的古成巖流體的氧同位素值介于-6‰～-3‰，根據氧同位素值判斷古成巖流體的來源為經大氣淡水滲入后強烈改造的成巖流體，大氣淡水的淋慮對長石溶解和石英加大邊的生長具有重要影響。

以上所舉實施例僅用為方便舉例說明本發明，并非對本發明保護范圍的限制，在本發明所述技術方案范疇，所屬技術領域的技術人員所作各種簡單變形與修飾，均應包含在以上申請專利范圍中。