松遼盆地徐家圍子斷陷深層天然氣成因和保存條件研究

【摘要】：松遼盆地深層主力烴源巖埋藏深度大,鉆遇的探井少,因此其厚度及分布范圍預(yù)測(cè)是一直存在的難題。本文在層序地層學(xué)研究基礎(chǔ)上,結(jié)合鉆井資料與地震資料,預(yù)測(cè)了徐家圍子斷陷深層烴源巖的分布。研究區(qū)主力氣源巖為沙河子組,75%的樣品有機(jī)碳值大于1.0%,有機(jī)質(zhì)以Ⅲ型為主,處于高成熟-過(guò)成熟階段。 徐家圍子斷陷深層天然氣樣品中,大部分甲烷占烴氣95%以上。甲烷碳同位素范圍主要分布在-26‰～-30‰之間。從分析結(jié)果看,徐家圍子斷陷深層天然氣烷烴碳同位素序列既有局部倒轉(zhuǎn),也有完全反序,正常序列并不多見(jiàn)。斷陷內(nèi)各地區(qū)天然氣烷烴碳同位素序列有明顯差異,徐中、徐東、徐南地區(qū)甲烷-乙烷碳同位素幾乎全部倒轉(zhuǎn),升平-安達(dá)地區(qū)大部分樣品甲烷-乙烷未發(fā)生倒轉(zhuǎn)。徐家圍子斷陷深層天然氣甲烷碳同位素較重,且部分天然氣呈現(xiàn)出碳同位素反序現(xiàn)象。因此,該地區(qū)烴類天然氣的成因多年來(lái)一直存在爭(zhēng)議。 為了更有針對(duì)性地研究徐家圍子斷陷深層天然氣的成因,開(kāi)展了費(fèi)-托合成實(shí)驗(yàn),合成用的原始物質(zhì)二氧化碳采自斷陷內(nèi)芳深9井(幔源)。合成的甲烷碳同位素變化范圍為-17.91‰～46.36‰,多數(shù)產(chǎn)物的甲烷碳同位素輕于-30‰,說(shuō)明無(wú)機(jī)成因甲烷碳同位素不一定重于-30‰。在檢測(cè)出的33組甲烷-乙烷-丙烷產(chǎn)物中,只有一組碳同位素反序,其它碳同位素序列均為正?；蚓植康罐D(zhuǎn)。由此可見(jiàn),費(fèi)-托合成的烴類并不一定出現(xiàn)碳同位素反序現(xiàn)象。 為了驗(yàn)證有機(jī)成因天然氣混合是否能使碳同位素反序,客觀地解釋徐家圍子斷陷碳同位素反序天然氣的成因機(jī)制,選取松遼盆地深層低成熟泥質(zhì)烴源巖和煤,進(jìn)行生氣模擬實(shí)驗(yàn)。選定端元?dú)?并通過(guò)連續(xù)變化比例,將泥巖生成的烴氣產(chǎn)物和煤生成的烴氣產(chǎn)物進(jìn)行理論上的混合。結(jié)果表明,兩種正常碳同位素序列的端元?dú)饣旌?可以使碳同位素反序。這從另一角度說(shuō)明,用碳同位素反序判斷徐家圍子斷陷深層天然氣為無(wú)機(jī)成因是不合適的。 正確判斷現(xiàn)今氣藏中的天然氣是源巖在哪一成熟階段生成的,可以為客觀地評(píng)價(jià)深層天然氣資源潛力提供重要依據(jù)。根據(jù)干酪根裂解生氣過(guò)程中的碳同位素分餾原理,建立判斷氣藏中天然氣生成期的方法,并據(jù)此分地區(qū)分析了深層天然氣的保存狀況。徐中和徐東地區(qū)氣藏中天然氣為源巖在Ro大于1.0%階段生成的,早期散失的氣平均只占總生氣量的5%左右。斷陷邊部天然氣保存條件略差,徐西地區(qū)早期散失了25%左右。 【關(guān)鍵詞】：徐家圍子斷陷 成因 費(fèi)-托合成 天然氣混合 碳同位素反序
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：P618.13
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 前言10-21
• 1.1 選題的目的及意義10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2.1 天然氣成因10-14
• 1.2.2 氣源對(duì)比14-16
• 1.2.3 天然氣碳同位素分餾16-17
• 1.2.4 天然氣保存條件研究17
• 1.3 存在問(wèn)題17-18
• 1.3.1 理論上存在的問(wèn)題17-18
• 1.3.2 研究區(qū)天然氣勘探生產(chǎn)上存在的與本研究領(lǐng)域相關(guān)的難題18
• 1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容及研究思路18-19
• 1.5 論文創(chuàng)新點(diǎn)19-21
• 第2章 區(qū)域地質(zhì)背景21-25
• 第3章 烴源巖地球化學(xué)特征25-46
• 3.1 烴源巖地球化學(xué)特征25-35
• 3.1.1 有機(jī)質(zhì)豐度25-29
• 3.1.2 有機(jī)質(zhì)類型29-31
• 3.1.3 有機(jī)質(zhì)成熟度31-35
• 3.2 烴源巖分布35-46
• 3.2.1 沉積相分布35-40
• 3.2.2 烴源巖厚度確定的方法40
• 3.2.3 暗色泥巖平面分布特征40-44
• 3.2.4 煤層平面分布特征44-46
• 第4章 天然氣地球化學(xué)特征46-60
• 4.1 化學(xué)組成46-50
• 4.1.1 烴類氣46-49
• 4.1.2 二氧化碳49
• 4.1.3 稀有氣體49-50
• 4.2 碳同位素特征50-60
• 4.2.1 總體特征50-51
• 4.2.2 平面上的差異51-53
• 4.2.3 甲烷、乙烷、丙烷碳同位素的關(guān)系53-56
• 4.2.4 碳同位素序列56-60
• 第5章 天然氣成因研究60-93
• 5.1 費(fèi)托合成實(shí)驗(yàn)60-80
• 5.1.1 樣品制備與實(shí)驗(yàn)過(guò)程60-63
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果63-68
• 5.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論68-80
• 5.2 混合烴氣的碳同位素變化機(jī)制研究80-87
• 5.2.1 生烴模擬實(shí)驗(yàn)80-83
• 5.2.2 天然氣碳同位素反序機(jī)制研究83-87
• 5.3 徐家圍子斷陷深層天然氣成因分析87-93
• 5.3.1 有機(jī)成因天然氣占主導(dǎo)地位87-88
• 5.3.2 天然氣成類型劃分88-89
• 5.3.3 二氧化碳成因分析89-93
• 第6章 天然氣保存狀況分析93-102
• 6.1 樣品及實(shí)驗(yàn)93-95
• 6.2 天然氣甲烷碳同位素動(dòng)態(tài)演化模型的建立95-97
• 6.3 徐家圍子斷陷深層天然氣保存狀況分析97-102
• 第7章 結(jié)論與認(rèn)識(shí)102-104
• 致謝104-105
• 參考文獻(xiàn)105-110
• 附錄110-111

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