鄂爾多斯盆地北部上古生界天然氣成藏特征研究

【摘要】： 針對鄂爾多斯盆地上古生界低孔、低滲、低壓、低豐度、大面積分布的巖性致密氣藏的特點,在總結分析前人已有的研究成果基礎上,運用石油地質學、成藏動力學、壓力封存箱理論、含油氣系統(tǒng)等最新理論和分析測試手段,選取鄂爾多斯盆地北部大牛地氣田和杭錦旗地區(qū)上古生界壓力分布、成因、成藏組合、壓力封存箱內幕結構、地層水特征、巖性圈閉成藏過程有效性及天然氣成藏機理等進行了研究,取得的主要成果如下: (1)通過對大牛地、杭錦旗地區(qū)上古生界氣藏地層壓力分布規(guī)律的研究,認為大牛地氣田上古生界氣藏主要屬于常壓-低壓氣藏,杭錦旗地區(qū)上古生界氣藏屬于低壓氣藏。大牛地上古生界異常低壓成因主要為構造抬升引起的溫度下降和孔隙反彈、天然氣的散失,經計算溫度下降可以引起壓力下降約33%;杭錦旗上古生界由于側向封閉條件不好,異常低壓成因主要為天然氣的擴散泄漏。 (2)首次發(fā)現(xiàn)杭錦旗地區(qū)上古生界存在混合成因的地層水。通過分析斷裂帶地層水Mg2+離子富集來源、pH值偏低異常、礦化度高異常、地溫梯度高異常情況及Caexcess與Nadeficit相關關系證明是泊爾江海子基底大斷裂活動促使深部富Mg2+離子、偏酸性的熱流體上涌與上古地層水混合作用,從而有利于烴源巖的成熟,有利于儲層次生孔隙的形成,是油氣有利運移聚集區(qū)。 (3)根據(jù)上古生界過剩壓力的發(fā)育形態(tài),把大牛地氣田過剩壓力歸類為Ⅰ類單峰漸變型、Ⅱ類雙峰漸變型、Ⅲ類單、雙峰突變型三種類型,分析了不同類型與產氣性的關系。 (4)根據(jù)烴源巖對比、天然氣成藏示蹤、輸導體系(砂體、裂縫及組合)及與烴源巖配置關系、運移動力等建立了大牛地氣田上古生界天然氣運移聚集模式圖。近源成藏組合以砂體+裂縫輸導,在盒2+3段形成天然氣聚集區(qū);源內成藏組合以砂體為主要輸導,形成天然氣聚集區(qū)。若源內成藏組合裂縫發(fā)育,使得天然氣縱向向上逸散,形成天然氣逸散區(qū),導致圈閉中甲烷含量降低,天然氣逸散同時儲層測試表現(xiàn)為含水氣層、含氣水層和氣水同層。并建立了不同成藏組合的天然氣充注模式。研究區(qū)遠源成藏組合發(fā)育在杭錦旗地區(qū),運移動力主要為浮力,天然氣充注方式為浮力流;近源、源內成藏組合天然氣運移動力主要為源儲剩余壓差,天然氣充注方式主要為“活塞式”,致密背景下的優(yōu)質儲層浮力起一定作用,甚至在優(yōu)質儲層達到一定連續(xù)分布可以在構造低部位形成局部邊底水。致密氣藏背景下浮力起一定作用區(qū)為致密氣藏“甜點”。 (5)根據(jù)成藏動力的有效性、輸導條件的有效性及封閉條件的有效性研究建立了上古生界天然氣成藏過程有效性評價體系。大牛地上古生界巖性圈閉成藏過程的有效性評價為:在上石盒子組區(qū)域蓋層的物性+壓力封閉的雙重封閉條件下,天然氣只能在其以下層位成藏,近源成藏組合盒2+3段巖性圈閉成藏過程有效性主要受成藏動力的有效性和輸導條件的有效性控制;源內成藏組合巖性圈閉成藏過程有效性主要受局部封蓋條件的有效性和輸導條件的有效性控制。杭錦旗地區(qū)上古生界由于斷裂、不整合面、砂體發(fā)育,保存條件差,其成藏過程有效性主要受封閉條件的有效性控制。上古生天然氣成藏過程有效性的評價體系的建立為下一步尋找天然氣有利富集區(qū)提供了優(yōu)選條件,具有重要的理論和現(xiàn)實意義。 (6)大牛地氣田上古生界天然氣富集規(guī)律主要受生氣強度、區(qū)域封蓋條件、封存箱內幕結構、運移動力及輸導體系控制:區(qū)域蓋層控制了油氣只能在箱內成藏,生氣強度控制了主力產層的分布范圍,壓力封存箱的內幕結構影響了產氣層位及含氣性,運移動力影響了天然氣的富集程度,輸導體系控制了天然氣成藏層位和富集程度,浮力起一定作用區(qū)為致密氣藏高產富集區(qū)。并建立了大牛地氣田上古生界封存箱型成藏動力學模式。 (7)杭錦旗斷裂南部是近源低豐度巖性成藏模式,圈閉是控制成藏的最主要因素,有利層位為盒1段、山西組;斷裂以北是遠源構造—巖性成藏模式,盒1段為“泄流帶”,盒1段要成藏,只能在其泄流帶的低勢區(qū)(局部構造)成藏。裂縫和小斷裂的發(fā)育改善了盒2、盒3段聚集成藏,有利層位為下石盒子組,特別是盒2、盒3,規(guī)模比盒1段大,有利區(qū)為什股壕地區(qū)。 【關鍵詞】：鄂爾多斯盆地北部 上古生界 壓力封存箱 地層水成因 成藏過程有效性 成藏規(guī)律
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：P618.13
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 引言12-22
• 1.1 選題依據(jù)及研究意義12-13
• 1.1.1 選題依據(jù)12-13
• 1.1.2 研究意義13
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀13-19
• 1.3 主要研究內容19
• 1.4 研究思路與技術路線19-20
• 1.5 主要創(chuàng)新點20-22
• 第2章 上古生界油氣基本地質特征22-31
• 2.1 盆地地質概況22-27
• 2.1.1 盆地構造特征22-25
• 2.1.2 地層劃分及特征25-27
• 2.2 大牛地氣田上古生界油氣基本地質特征27-29
• 2.3 杭錦旗地區(qū)上古生界油氣基本地質特征29-31
• 第3章 異常壓力分布、成因31-45
• 3.1 地層壓力的基本概念及分類31-32
• 3.2 現(xiàn)今地層壓力分布特征32-36
• 3.2.1 鄂爾多斯盆地上古生界地層壓力分布特征32-33
• 3.2.2 大牛地氣田上古生界地層壓力分布特征33-36
• 3.2.3 杭錦旗地區(qū)上古生界地層壓力分布特征36
• 3.3 上古生界古壓力特征36-39
• 3.4 異常低壓成因39-45
• 3.4.1 大牛地氣田上古生界異常低壓成因40-43
• 3.4.2 杭錦旗地區(qū)上古生界異常低壓成因43-45
• 第4章 壓力封存箱特征45-79
• 4.1 壓力封存箱蓋層特征45-51
• 4.1.1 封存箱的封閉層45-47
• 4.1.2 物性封閉47-50
• 4.1.3 壓力封閉與烴濃度封閉50-51
• 4.2 成藏組合51-52
• 4.3 封存箱內氣水分布特征52-60
• 4.3.1 大牛地氣田氣水分布特征52-55
• 4.3.2 杭錦旗地區(qū)氣水分布特征55-60
• 4.4 地層水特征60-73
• 4.4.1 大牛地氣田地層水特征61-66
• 4.4.2 杭錦旗地區(qū)地層水特征66-73
• 4.5 杭錦旗地區(qū)地層水成因及油氣地質意義73-79
• 4.5.1 地層水成因73-75
• 4.5.2 油氣地質意義75-79
• 第5章 壓力封存箱內幕特征及與天然氣關系79-105
• 5.1 鄂爾多斯盆地上古生界過剩壓力與天然氣分布關系79-81
• 5.2 過剩壓力分布特征81-88
• 5.2.1 單井過剩壓力分布特征81-85
• 5.2.2 剖面過剩壓力分布特征85-88
• 5.3 過剩壓力與天然氣分布關系88-105
• 5.3.1 單井過剩壓力分布與產氣性關系88-94
• 5.3.2 剖面過剩壓力與產氣性關系94-105
• 第6章 輸導體系、運移動力及天然氣成藏示蹤105-153
• 6.1 輸導體系105-133
• 6.1.1 大牛地氣田輸導體系105-125
• 6.1.2 杭錦旗地區(qū)輸導體系125-133
• 6.2 天然氣成藏示蹤133-144
• 6.2.1 大牛地氣田天然氣成藏示蹤133-141
• 6.2.2 杭錦旗地區(qū)天然氣成藏示蹤141-144
• 6.3 天然氣運移動力144-153
• 6.3.1 古壓力特征144-145
• 6.3.2 源儲剩余壓力差145-153
• 第7章 大牛地氣田巖性圈閉成藏過程有效性評價153-173
• 7.1 盒3+2 段成藏過程有效性評價153-159
• 7.1.1 成藏動力的有效性153-156
• 7.1.2 輸導條件的有效性156-157
• 7.1.3 封閉條件的有效性157
• 7.1.4 成藏過程有效性的綜合評價157-159
• 7.2 盒1 段成藏過程有效性評價159-163
• 7.2.1 成藏動力的有效性159-160
• 7.2.2 輸導條件的有效性160
• 7.2.3 封閉條件的有效性160-163
• 7.2.4 成藏過程有效性的綜合評價163
• 7.3 源內成藏組合成藏過程有效性評價163-173
• 7.3.1 成藏動力的有效性163-164
• 7.3.2 輸導條件的有效性164-166
• 7.3.3 封閉條件的有效性166-169
• 7.3.4 成藏過程有效性的綜合評價169-173
• 第8章 鄂爾多斯盆地北部上古生界天然氣成藏規(guī)律173-186
• 8.1 天然氣運移聚集特征173-175
• 8.2 天然氣充注模式175-178
• 8.2.1 源內成藏組合天然氣充注模式175-177
• 8.2.2 近源成藏組合天然氣充注模式177
• 8.2.3 遠源成藏組合天然氣充注模式177-178
• 8.3 大牛地氣田上古生界天然氣成藏規(guī)律及成藏模式178-183
• 8.3.1 大牛地氣田天然氣成藏規(guī)律178-181
• 8.3.2 大牛地氣田上古生界封存箱型成藏動力學模式181-183
• 8.4 杭錦旗地區(qū)上古生界天然氣成藏規(guī)律及成藏模式183-186
• 結論186-189
• 致謝189-190
• 參考文獻190-198
• 攻讀學位期間取得學術成果198

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