幔源CO2侵位的次生油气藏响应-以松辽盆地南部为例

Taking the dawsonite-bearing sandstone reservoir as the main object, using the multi-disciplinary methods, such as the methods of petrology, fluid inclusions, isotope and geochemistry, as main tools, we try to study the infilling process of secondary oil and gas and its relationship with the mantle -derived CO2. The southern part of the Songliao Basin is selected as the target for this purpose. The key question of the study remains with the determination of the oil infilling time and the time of the replacement of oil by mantle -derived CO2. We propose in this application to solve this question on the basis of basin evolution and volcanic chronology. Within the time framework, we are going to study the spatial and temporal distribution pattern of the mantle-derived CO2 and oil accumulations so as to reveal the path and direction of oil migration driven by mantle-derived CO2. The results of the study will help effective forecast the distribution of the secondary oil reservoirs.

以松辽盆地南部幔源CO2与油气双重充注带为研究区，以含片钠铝石砂岩储层为主要研究对象，通过岩石学、流体包裹体、同位素及地球化学等方法和手段的结合，研究幔源CO2与油气充注的先后关系，确定油气充注的期次及时间，结合盆地演化及火山岩年代学数据，确定幔源CO2的充注时间，明确幔源CO2可能驱替的油气注入期次。并在幔源CO2与油气充注的时间匹配格架内，研究幔源CO2与油气分布的时空耦合关系，探讨CO2-油气相互作用机理，确定幔源CO2的驱油路径和方向，预测松辽盆地南部与幔源CO2注入具有成因联系的次生油气藏的空间分布。

项目以松辽盆地南部幔源CO2与油气双重充注带为研究区，以含片钠铝石砂岩为研究对象，确定研究区存在两期油气充注和一期CO2充注，且幔源CO2与第二期油气充注准同时；结合盆地演化及火山岩年代学数据，确定松辽盆地幔源CO2的充注时间发生于白垩纪末（明水期末）-古近纪，明确幔源CO2可能驱替的油气注入期次为两期；在幔源CO2与油气充注的时间匹配格架内，确定松辽盆地南部CO2气藏及伴生CO2主体为幔源-岩浆成因，其分布受控于深大断裂及有利的储盖组合，浅部层位泉头组四段原油储量丰富，可能发育幔源CO2充注成因的次生油气藏，可将其作为常规油气资源再勘探的有利目标区；总结了超临界CO2的物理化学性质，明确了超临界CO2的驱油机理，确定密度差是松辽盆地南部幔源CO2驱油的动力，并在松辽盆地南部华子井阶地-长岭凹陷预测了2个幔源CO2驱替成因的次生油气藏。. 研究中，建立了一种“判别幔源CO2充注时间的矿物定年”法，该方法借助幔源CO2的“示踪矿物”—片钠铝石来研究幔源CO2的充注时间，重点查明片钠铝石记录的CO2成因及注入时间，该方法已申请并授权发明专利1项（专利号：ZL201310521549.0）。该方法突破了传统“将与CO2有成因联系的火山岩的喷发年龄视为CO2气藏的充注时间”的方法，寻找了一种间接的、有效的确定幔源CO2充注时间的途径，适用于有多期火山活动和流体充注的含油气盆地中，为含油气盆地中流体活动时间及其相互作用的研究提供了一种可靠的技术手段，具有很好的应用前景。. 为了探讨幔源CO2驱油过程及驱油后的流体-岩石相互作用，设计了针对幔源CO2与储层岩石相互作用的“高温高压耐腐蚀反应实验装置”，申请并授权发明专利1项（专利号为ZL201410798610.0），并于2016年12月将该专利进行了技术转让，转让金额为3万元。该装置可应用于储层流体-岩石相互作用的物理模拟领域，可实现大部分地层条件下，不同样品与成岩流体相互作用的物理模拟。