库车坳陷深层致密砂岩气成藏特征及成藏模式研究

论文摘要

本文针对库车坳陷深层致密砂岩气勘探中的成藏地球化学问题,在样品采集基础上,采用烃源岩岩石学、烃源岩热解及热模拟等分析技术,研究了库车坳陷烃源岩有机地球化学特征和倾气性能。基于组分及碳同位素特征的分析,深化了深层致密砂岩气的成因和来源研究。通过储层物性及成岩演化序列的分析,定量揭示了深层致密砂岩储层孔隙演化过程。基于包裹体岩相学、显微测温及颗粒荧光定量分析,系统阐述了深层致密砂岩储层油气充注时间。依据储层致密化与天然气充注先后顺序并结合典型气藏解剖,对深层致密砂岩气藏类型进行划分,明确了不同类型气藏成藏主控因素,揭示了不同类型气藏成藏模式。本文取得的主要成果和认识如下:（1）库车坳陷发育侏罗—三叠系烃源岩,在拜城和阳霞凹陷中心厚度超过400m,生气强度超过70×108m3/km2。两套烃源岩在拜城凹陷中心成熟度超过3%,显示出较高的成熟度。烃源岩中干酪根主要为Ⅲ型,具有明显的倾气性能。烃源岩热模拟实验显示,2℃/h升温速率温度增加至550～600℃时,侏罗系煤系烃源岩甲烷产率超过158mL/g·TOC,湖相烃源岩最大为84mL/g·TOC。总体来看,烃源岩供气条件较为优越,为深层致密砂岩气成藏提供充注的气源。（2）库车坳陷深层致密砂岩气组分以甲烷为主,为82.11%～98.50%;重烃气（C2+）含量主要介于0%～8.9%,干湿气并存。δ13C1为-36.9‰～-27.6‰,δ13C2为-27.6‰～-16.3‰,δ13C3为-25.87‰～-15.7‰。烷烃气碳同位素偏重,主要呈正碳同位素序列,存在部分倒转。深层致密砂岩气成熟度为0.66%～3.03%,较大数值差异暗示其来源于不同成熟度的烃源岩。综合分析认为,库车坳陷深层致密砂岩气属于成熟、高-过成熟的煤成气,主要来自于侏罗系煤系烃源岩,次为三叠系烃源岩。（3）库车坳陷深层主要含气层段为侏罗系、白垩系和古近系,多为低孔低渗储层,孔隙度和渗透率主频分布介于2%～8%和0.01～0.1× 10-3μm2,低于同地区浅层孔隙度和渗透率。深部储层经历了同生—表生和早成岩阶段,正处于中成岩阶段早期。依据成岩演化序列和孔隙演化模型,认为侏罗系和白垩系储层致密化时间较早,约发生在康村组沉积中晚期。而古近系储层致密化较晚,约发生在库车组沉积晚期。压实作用对于储层致密化的贡献最大并贯穿着致密化过程的始终。（4）库车坳陷深层致密砂岩储层发育盐水包裹体、液态烃包裹体和气态烃包裹体。包裹体均一温度分布范围较宽介于81.5～176.4℃,盐度为1.39%～26.3%。颗粒荧光定量分析表明,深部储层中早期原油在后期气侵作用下遭到破坏甚至消失。在储层流体历史特征分析基础上,认为库车坳陷深层致密砂岩储层存在两期油气充注,原油充注主要发生在吉迪克组沉积晚期至康村组沉积早中期,天然气充注主要发生在库车组沉积期。（5）库车坳陷深层致密砂岩气藏具有两种类型。先致密后成藏型气藏天然气充注时储层已致密,毛细管力和气体膨胀力为运移动力,分布在沉积盆地边缘或深凹及背斜带上,成藏过程为:储层致密化→烃源岩生、排烃→天然气充注成藏→构造调整。先成藏后致密型气藏天然气充注时储层尚未致密,天然气运移动力为浮力和水动力,分布受等高线控制且具有统一的气水界面。成藏过程为:烃源岩生、排烃→天然气充注成藏→储层致密化→构造调整。（6）先致密后成藏型气藏主控因素为较好的烃源岩条件、大范围展布的“稳定带”、较好的“断盖”组合,成藏模式为“康村组沉积中晚期的原油充注及储层致密化,库车组沉积期气侵并经构造改造后形成的气藏”。先成藏后致密型主控因素为较好的烃源岩条件、有利的储层、较为完整的区域性盖层、具有构造高点及优势运移通道,成藏模式为“康村组沉积中期的原油充注,库车组沉积期成熟天然气充注及其晚期的储层致密化,后经构造改造形成的气藏”。

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摘要

Abstract

1 绪论

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究现状及存在的问题

1.2.1 深层致密砂岩气藏国内外研究现状

1.2.2 库车坳陷深层致密砂岩气藏研究现状

1.2.3 存在的问题

1.3 研究内容和研究方法

1.3.1 研究内容

1.3.2 研究方法和技术路线

1.4 完成的主要工作量

1.5 创新点

2 地质概况

2.1 研究区概况

2.2 构造特征及演化史

2.2.1 构造特征

2.2.2 构造演化史

2.3 地层划分与沉积特征

2.4 气藏分布特征

2.5 生储盖组合特征

2.6 本章小结

3 烃源岩有机地球化学特征与倾气性分析

3.1 烃源岩分布

3.2 烃源岩评价

3.2.1 有机质丰度和类型

3.2.2 有机质成熟度

3.2.3 烃源岩生气强度

3.3 烃源岩显微组分组成

3.4 黄金管封闭体系下的烃源岩生气热模拟

3.5 本章小结

4 深层致密砂岩气地球化学特征及成因

4.1 致密砂岩气组分特征

4.1.1 组分及干燥系数

4.1.2 组分及干燥系数分布

4.2 烷烃气组分碳同位素特征

4.2.1 碳同位素组成特征

4.2.2 碳同位素分布特征

4.3 致密砂岩气成熟度

4.4 致密砂岩气成因类型及来源

4.4.1 烷烃气成因类型

4.4.2 烷烃气组分碳同位素倒转原因

4.4.3 致密砂岩气来源

4.5 本章小结

5 深层致密砂岩储层特征及致密化过程

5.1 深层致密砂岩储层物性特征

5.1.1 岩石学特征

5.1.2 孔裂隙类型

5.1.3 孔渗发育特征

5.2 成岩作用及成岩演化序列

5.3 孔隙定量演化模型与方法选取

5.4 深层致密砂岩储层致密化过程

5.4.1 侏罗系储层致密化过程

5.4.2 白垩系储层致密化过程

5.4.3 古近系储层致密化过程

5.4.4 成岩作用对致密化的贡献

5.5 本章小结

6 深层致密砂岩储层古流体特征与油气充注时间

6.1 包裹体岩石学特征

6.2 包裹体显微测温

6.2.1 包裹体均一温度

6.2.2 包裹体盐度

6.2.3 含烃包裹体丰度

6.3 颗粒荧光定量（QGF）与萃取液颗粒荧光定量（QGF-E）分析

6.3.1 QGF和QGF-E波谱特征

6.3.2 QGF指数、QGF-E强度与深度关系

6.3.3 QGF指数与QGF-E强度关系

6.4 油气充注期次及时间分析

6.4.1 自生伊利石K-Ar定年

6.4.2 包裹体盐度与均一温度关系

6.4.3 油气充注时间综合分析

6.5 本章小结

7 典型深层致密砂岩气藏成藏特征解剖及类型划分

7.1 中部区块气藏成藏特征

7.1.1 大北1气藏

7.1.2 克深2气藏

7.2 东部区块气藏成藏特征

7.2.1 迪那2气藏

7.2.2 迪北气藏

7.3 西部区块气藏成藏特征

7.4 深层致密砂岩气藏类型划分

7.5 不同类型气藏成藏机理及成藏特征比较

7.5.1 不同类型气藏成因机理分析

7.5.2 不同类型气藏成藏特征比较

7.6 本章小结

8 深层致密砂岩气藏成藏主控因素及成藏模式

8.1 深层致密砂岩气藏成藏因素分析

8.2 不同类型气藏成藏主控因素分析

8.3 不同类型致密砂岩气藏成藏模式

8.4 深层致密砂岩气富集规律及勘探方向

8.5 本章小结

9 结论与展望

9.1 主要结论

9.2 展望

参考文献

致谢

作者简介

在学期间发表的学术论文

在学期间参加科研项目

主要获奖

文章来源

类型: 博士论文

作者: 魏强

导师: 李贤庆

关键词: 库车坳陷,深层致密砂岩气,地球化学特征,成藏特征,成藏模式

来源: 中国矿业大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,石油天然气工业

单位: 中国矿业大学(北京)

基金: “十三五”国家油气重大专项课题“库车深层致密砂岩气藏成藏过程与富集规律”(2016ZX05007-003-006)

分类号: P618.13

DOI: 10.27624/d.cnki.gzkbu.2019.000093

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