本发明涉及油气勘探研究领域，尤其涉及一种与油气成藏相关的古流体综合分析方法。
背景技术：
盆地流体是含油气盆地最为活跃的地质营力，参与了沉积盆地几乎所有的地质过程，例如油气成藏、成岩作用、储层改造等。流体活动导致烃源岩成熟生烃，改变储层性能，携带油气运移到合适部位成藏。因而，展开对含油气盆地古流体的综合研究、确定盆地来源和温度、查明盆地流体活动年代对于揭示盆地成岩成藏过程和油气富集规律至关重要。
盆地流体可以分为含烃流体和不含烃流体两大类，其中含烃流体形成于从烃源岩到圈闭的运聚过程，与油气成藏关系密切。相较于不含烃流体，含烃流体的活动是油气形成过程中最为重要的环节，该流体活动年龄代表着油气成藏年代。对含烃流体产物方解石展开地球化学研究，可以示踪含烃流体的来源、温度及其演化过程。因而，针对与油气成藏相关的含烃流体展开综合分析，对于揭示油气富集机理、指导油气勘探至关重要。
含烃流体从烃源岩向圈闭运移过程中，随着温度、压力条件的变化，会在微断裂、裂缝和储层孔隙中形成油气成藏的直接产物方解石脉体。相较于粘土矿物等盆地流体间接产物，含烃流体形成的方解石脉体可更好的用于示踪流体活动。对含烃流体形成的方解石脉体展开年代学研究，可以确定油气成藏年代。然而，由于方解石中放射性同位素的含量较低，例如u和pb的平均含量低于0.2ppm，因此方解石定年的研究具有极大的挑战性。近年来已有实验人员成功研发出激光原位方解石u-pb定年技术，可以准确确定方解石形成年龄，通过对含烃方解石展开年代学研究可以确定油气成藏年代。此外，方解石胶结物对介质环境反应敏感，对其展开同位素地球化学和微量元素研究是示踪流体来源、温度和演化过程的重要手段。例如，方解石氧同位素在分馏作用上对温度具有很高的敏感性，是最常用的地质温度计之一，氧同位素分析可以提供流体温度信息。通过碳、氧同位素组分的相互投点图，可以进一步判断成岩流体类型，确定流体来源。此外，由于不同来源的流体往往具有不同的锶同位素组成，因此方解石中锶同位素在示踪流体来源方面具有独特的优势。壳源锶同位素平均值为0.7119，而幔源锶同位素平均值为0.7035，因而87sr/86sr比值大小是反映不同源区物质的标记特征。
综上，目前在油气勘探领域，针对盆地流体的研究主要以地球化学示踪为主，存在示踪方法单一、解释的主观性强、获得的成果可信度不够等缺陷。更为严重的是，前期技术缺乏必不可少的流体定年技术，这无疑大大限制了地质学家对流体活动历史的认识。此外，前期技术针对与油气成藏相关的古流体研究很少，缺乏针对性的综合研究方法，而针对此类流体产物的研究对于指导油气勘探更为重要。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种与油气成藏相关的古流体综合分析方法，该方法以油气成藏相关的含烃方解石为研究对象，不仅可以确定含烃流体活动年代和含烃组分，而且可以查明含烃流体温度和来源，可以有效解决现有技术中年代信息缺失、示踪方法单一、解释的主观性强等问题。
本发明提供一种与油气成藏相关的古流体综合分析方法，包括以下步骤：
步骤s1，方解石样品采集与筛选：采集方解石脉样品，在取样过程中，要保证所采集样品断面新鲜、未受后期蚀变或变质作用影响；方解石呈脉体的形式穿插于围岩中，取样过程中需要注意区分方解石脉和石英脉，石英脉的硬度更高，因为石英脉中u的含量很低，因此不作为研究对象；
步骤s2，阴极发光分析：利用采集到的方解石脉样品制作方解石脉样品薄片，使用偏光显微镜进行矿物学观察，根据所述方解石脉样品薄片在偏光显微镜下呈现出的阴极发光颜色，对方解石脉样品进行期次划分；
步骤s3，含烃流体包裹体识别：利用采集到的方解石脉样品制作流体包裹体薄片，在荧光显微镜下识别出含烃流体包裹体，根据步骤s2中方解石脉样品的期次划分结果，识别出含有含烃流体包裹体的单期次方解石，对不同期次的方解石脉中的含烃流体包裹体按照期次进行分类描述，描述各期次的特征及差异；
步骤s4，流体包裹体均一温度测定：利用linkamth600冷热台对每个含烃流体包裹体进行均一温度测定，获取多个含烃流体包裹体的均一温度，建立均一温度直方图，根据均一温度直方图确定方解石脉的均一温度平均值，该均一温度平均值表示含烃流体包裹体的形成温度；
步骤s5，流体包裹体激光拉曼分析：根据步骤s3中识别出的含烃流体包裹体，运用激光拉曼对方解石脉中发育的含烃流体包裹体展开激光原位分析，确定含烃流体包裹体内部含烃流体的成分；含烃流体组分的主峰位移与流体包裹体温度和压力有关，含烃流体包裹体激光拉曼谱图识别特征包括：ch4在2913cm-1附近发育一个主峰位移，c2h6在2961cm-1附近发育一个主峰位移，液态烃类在1601cm-1附近发育一个主峰位移，正庚烷(主要含ch3、ch2)的主峰位移位于2800～3000cm-1；
步骤s6，激光原位方解石脉u-pb定年：针对发育含烃流体包裹体的单期次方解石脉开展激光原位u-pb定年分析(需要注意的是，不能将不同期次的方解石产物混在一起)，得到该期热液活动年代，确定方解石脉的形成年代；激光靶的制作包括切样、灌胶、制靶、抛光、装靶等流程，自生碳酸盐矿物中u和pb元素含量较低，在前期处理中需注意保持清洁，测试前需对靶面进行系统的清洗，清洗完成后在超净实验室通风橱内自然晾干，后期测试需要在超净实验室完成；
步骤s7，方解石和围岩c-o同位素分析：利用微钻钻取步骤s6中含烃流体包裹体的单期次方解石脉样品和相邻围岩样品，研磨成小于200目的粉末，称量10mg左右的方解石和围岩样品，进行碳、氧同位素分析；
步骤s8，方解石和围岩sr同位素分析：利用微钻钻取步骤s6中含烃流体包裹体的单期次方解石脉样品和相邻围岩样品，称量20mg方解石和围岩样品，进行锶同位素分析；
步骤s9，确定含烃流体的温度和来源：根据步骤s7的碳、氧同位素分析结果和步骤s8的锶同位素分析结果确定含烃流体的温度和来源。
进一步地，步骤s1中，方解石样品来源于碎屑岩或碳酸盐岩储层，碎屑岩或碳酸盐岩储层中发育的富集含烃流体包裹体的方解石脉往往是含烃流体沉淀的产物。
进一步地，步骤s2中，将方解石脉样品双面抛光至0.05mm厚，制得方解石脉样品薄片。
进一步地，步骤s2中，方解石脉样品薄片在偏光显微镜下呈现出的阴极发光颜色为红色到暗红色时，方解石脉样品为早期形成的方解石；方解石脉样品薄片在偏光显微镜下呈现出的阴极发光颜色为鲜红色到橙红色时，方解石脉样品为晚期形成的方解石；碳酸盐矿物阴极发光性主要受控于晶格中的fe2 、mn2 的质量分数，根据方解石脉中mn2 /fe2 比值的不同，脉体在偏光显微镜下呈现出不同强度的阴极光，早期形成的方解石mn2 /fe2 比值较低(mn2 /fe2 比值小于1)，阴极发光呈红色到暗红色；而晚期形成的方解石mn2 /fe2 比值相对较大(mn2 /fe2 比值大于1)，阴极发光呈鲜红色到橙红色。
进一步地，步骤s3中，将方解石脉样品双面抛光至0.1mm厚，制得流体包裹体薄片，在荧光显微镜下观察流体包裹体的发光情况，区分含烃流体包裹体与不含烃流体包裹体，含烃流体包裹体在显微镜下发黄色、黄绿色或蓝白色荧光，在透射光下常呈黄褐色或黄色，一般孤立存在，表明方解石在形成时有烃类的排出或油气充注；而不含烃流体包裹体不发荧光，在透射光下为无色。
进一步地，步骤s4中，在linkamth600冷热台上进行含烃流体包裹体的均一温度测定与盐度测定；均一温度测定开始的升温速率为15℃/min，接近均一时升温速率降至1℃/min，均一温度测试精度为±1℃。
进一步地，步骤s5中，激光拉曼分析的仪器为renishawinvia型激光拉曼光谱仪(英国renishaw公司)，使用ar 激光器，波长为514nm，光谱分辨率为2cm-1。
进一步地，步骤s6中，激光测试过程中，光斑大小通常为50～100微米，每期方解石脉样品测试激光点30～80个，测试数据包括238u/206pb、207pb/206pb、u、pb等。
进一步地，步骤s7中，利用100％正磷酸在mat253质谱仪上进行碳、氧同位素分析。
进一步地，步骤s8中，利用多接收等离子体质谱仪(mc-icp-ms)进行锶同位素测定，测得的87sr/86sr值按照87sr/86sr＝0.1194的质量分馏标准进行校正。
本发明提供的方法利用流体包裹体分析技术识别出与油气成藏相关的方解石脉体，进而运用包裹体激光拉曼技术查明烃类组分，利用激光原位方解石定年技术确定方解石形成年代(即油气成藏年代)，并结合方解石c-o-sr同位素分析确定含烃流体温度和来源。因此，本发明提供的方法不仅可以确定油气成藏年代，而且可以确定含烃流体来源和温度。
本发明提供的技术方案具有以下优点：(1)本发明提供的方法将激光拉曼技术与激光原位方解石u-pb定年技术相结合，两项技术都采用微区原位分析技术，前处理简单、测试周期短，而且激光原位技术空间分辨率约100微米，空间分辨率高，可对多期次流体活动产物展开系统分析；(2)本发明提供的方法针对含烃流体展开系统的同位素年代学与地球化学研究，可以同时确定含烃流体活动年代、来源和温度。
附图说明
图1是本发明一种与油气成藏相关的古流体综合分析方法的流程示意图。
图2是本发明实施例1方解石脉的阴极发光图像。
图3是本发明实施例1方解石脉中含烃包裹体的识别图。
图4是本发明实施例1方解石脉中含烃包裹体的均一温度分布图。
图5是本发明实施例1方解石脉中含烃包裹体的激光拉曼光谱成分分析。
图6是本发明实施例1含烃方解石脉的激光原位u-pb定年结果。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图和实施例对本发明实施方式作进一步地描述。
实施例1：
参考图1，本发明的实施例1提供了一种与油气成藏相关的古流体综合分析方法，包括以下步骤：
步骤s1，方解石样品采集与筛选：从塔里木盆地古城地区采集方解石脉样品1块，方解石以脉状产出于碳酸盐岩储层中，为后期流体活动产物。
步骤s2，阴极发光分析：将采集到的方解石脉样品双面抛光至0.05mm厚，制作方解石脉样品薄片，使用leicadm4500p偏光显微镜进行矿物学观察，通过方解石脉样品的阴极发光分析，观察到方解石脉在偏光显微镜下呈红色到暗红色，说明其为单期次古流体充填产物；方解石脉的阴极发光图像见图2。
步骤s3，含烃流体包裹体识别：将采集到的方解石脉样品双面抛光至0.1mm厚，制作流体包裹体薄片，使用荧光显微镜观察，流体包裹体荧光颜色为黄色、黄绿色或蓝白色，透射光下呈现出黄褐色或黄色(见图3)，表明方解石在形成时有烃类充注，存在大量含烃流体包裹体。
步骤s4，流体包裹体均一温度测定：以含烃流体包裹体为研究对象，在linkamth600冷热台上对每个含烃流体包裹体进行均一温度测定，均一温度测定开始升温速率为15℃/min，接近均一时升温速率降至1℃/min，均一温度测试精度为±1℃。根据测量的18个含烃流体包裹体的均一温度值，建立均一温度直方图(见图4)，均一温度直方图显示方解石脉包裹体主要温度分布范围为120℃～140℃，确定该期含烃方解石脉的均一温度平均值为132℃。
步骤s5，流体包裹体激光拉曼分析：根据步骤s3中识别出的含烃流体包裹体，运用激光拉曼对方解石脉中发育的含烃流体包裹体展开激光原位分析，确定含烃流体包裹体内部含烃流体的成分。激光拉曼分析的仪器为renishawinvia型激光拉曼光谱仪(英国renishaw公司)，使用ar 激光器，波长为514nm，光谱分辨率为2cm-1。拉曼光谱(见图5)显示，流体包裹体在2913cm-1、2961cm-1、1601cm-1均发育主峰位移，分别代表ch4、c2h6和液态烃，说明该包裹体为气态液态烃共存流体包裹体。
步骤s6，激光原位方解石脉u-pb定年：利用激光诱导多接收杯电感耦合等离子体质谱仪，对该含烃方解石脉进行激光原位激光方解石u-pb定年测试，激光能量为3j/cm-2,单激光点测试时间为48s，其中激光剥蚀时间为25s。数据经过iolite软件处理后，再使用isoplot软件计算得到该期热液活动年代为97.8±0.9ma(mswd＝0.6)(见图6)，进而准确确定古流体活动年代，该年龄也代表着一期油气成藏事件年代。
步骤s7，方解石和围岩c-o同位素分析：利用微钻钻取步骤s6中含烃流体包裹体的单期次方解石脉样品和围岩(灰岩)样品，研磨成小于200目的粉末，称量10mg左右的方解石和灰岩样品，在mat253质谱仪上用100％正磷酸进行碳、氧同位素分析。
步骤s8，方解石和围岩sr同位素分析：利用微钻钻取步骤s6中含烃流体包裹体的单期次方解石脉样品和相邻围岩样品，称量20mg方解石和围岩灰岩样品，在多接收等离子体质谱仪(mc-icp-ms)上进行锶同位素分析，测得的87sr/86sr值按照87sr/86sr＝0.1194的质量分馏标准进行校正。
步骤s9,确定含烃流体的温度和来源：方解石脉的δ13c值为-1.2‰，δ18o值为-10‰；而围岩δ13c值为-0.5‰，δ18o值为-2.1‰。方解石脉与围岩相比，δ18o明显偏低，反映了流体具有较高的温度，这与流体包裹体均一温度结论一致。而δ13c值表现为较围岩偏负的特点，可能表明除在灰岩溶解提供的无机碳基础上，还存在一定量的有机成因碳，说明有含烃组分的混入。
方解石脉的87sr/86sr值为0.70964，而围岩中87sr/86sr值为0.70871，锶同位素值较围岩明显偏高，说明87sr主要来源于成烃流体。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种与油气成藏相关的古流体综合分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1，方解石样品采集与筛选：采集方解石脉样品，在取样过程中，要保证所采集样品断面新鲜、未受后期蚀变或变质作用影响；
s2，阴极发光分析：利用采集到的方解石脉样品制作方解石脉样品薄片，使用偏光显微镜进行矿物学观察，根据所述方解石脉样品薄片在偏光显微镜下呈现出的阴极发光颜色，对方解石脉样品进行期次划分；
s3，含烃流体包裹体识别：利用采集到的方解石脉样品制作流体包裹体薄片，在荧光显微镜下识别出含烃流体包裹体，根据步骤s2中方解石脉样品的期次划分结果，识别出含有含烃流体包裹体的单期次方解石脉；
s4，流体包裹体均一温度测定：根据步骤s3中识别出的含有含烃流体包裹体的单期次方解石脉，对每个含烃流体包裹体进行均一温度测定，得到方解石脉的均一温度平均值；
s5，流体包裹体激光拉曼分析：根据步骤s3中识别出的含烃流体包裹体，运用激光拉曼对方解石脉中发育的含烃流体包裹体展开激光原位分析，确定含烃流体包裹体内部含烃流体的成分；
s6，激光原位方解石脉u-pb定年：针对发育含烃流体包裹体的单期次方解石脉开展激光原位u-pb定年分析，确定方解石脉的形成年代；
s7，方解石和围岩c-o同位素分析：利用微钻钻取步骤s6中含烃流体包裹体的单期次方解石脉样品和相邻围岩样品，研磨成小于200目的粉末，称量方解石和围岩样品，进行碳、氧同位素分析；
s8，方解石和围岩sr同位素分析：利用微钻钻取步骤s6中含烃流体包裹体的单期次方解石脉样品和相邻围岩样品，称量方解石和围岩样品，进行锶同位素分析；
s9，确定含烃流体的温度和来源：根据步骤s7的碳、氧同位素分析结果和步骤s8的锶同位素分析结果确定含烃流体的温度和来源。
2.根据权利要求1所述的与油气成藏相关的古流体综合分析方法，其特征在于，步骤s1中，方解石样品来源于碎屑岩或碳酸盐岩储层。
3.根据权利要求1所述的与油气成藏相关的古流体综合分析方法，其特征在于，步骤s2中，将方解石脉样品双面抛光至0.05mm厚，制得方解石脉样品薄片。
4.根据权利要求1所述的与油气成藏相关的古流体综合分析方法，其特征在于，步骤s2中，方解石脉样品薄片在偏光显微镜下呈现出的阴极发光颜色为红色到暗红色时，方解石脉样品为早期形成的方解石；方解石脉样品薄片在偏光显微镜下呈现出的阴极发光颜色为鲜红色到橙红色时，方解石脉样品为晚期形成的方解石。
5.根据权利要求1所述的与油气成藏相关的古流体综合分析方法，其特征在于，步骤s3中，将方解石脉样品双面抛光至0.1mm厚，制得流体包裹体薄片，在荧光显微镜下识别出含烃流体包裹体。
6.根据权利要求1所述的与油气成藏相关的古流体综合分析方法，其特征在于，步骤s4中，含烃流体包裹体均一温度测定的过程具体为：利用linkamth600冷热台对每个含烃流体包裹体进行均一温度测定，获取多个含烃流体包裹体的均一温度，建立均一温度直方图，根据均一温度直方图确定方解石脉的均一温度平均值，该均一温度平均值表示含烃流体包裹体的形成温度。
7.根据权利要求1所述的与油气成藏相关的古流体综合分析方法，其特征在于，步骤s5中，激光拉曼分析的仪器为renishawinvia型激光拉曼光谱仪，使用ar 激光器，波长为514nm，光谱分辨率为2cm-1。
8.根据权利要求1所述的与油气成藏相关的古流体综合分析方法，其特征在于，步骤s6中，激光测试过程中，光斑大小为50～100微米，每期方解石脉样品测试激光点30～80个。
9.根据权利要求1所述的与油气成藏相关的古流体综合分析方法，其特征在于，步骤s7中，利用mat253质谱仪上进行碳、氧同位素分析。
10.根据权利要求1所述的与油气成藏相关的古流体综合分析方法，其特征在于，步骤s8中，利用多接收等离子体质谱仪进行锶同位素测定。
技术总结