泥質(zhì)巖蓋層對各種相態(tài)天然氣封閉機理及其定量研究

【摘要】： 在不同相態(tài)天然氣運移機制研究的基礎上，全面、系統(tǒng)地對泥質(zhì)巖蓋層對各種相態(tài)天然氣封閉機理進行了深入研究，認為泥質(zhì)巖蓋層對游離相天然氣主要是毛細管封閉，異?？紫读黧w壓力可以起到間接封閉作用。對水溶相天然氣的封閉主要是泥質(zhì)巖的吸附阻力作用，異?？紫读黧w壓力也會起到重要作用。對擴散天然氣主要是泥質(zhì)巖蓋層的抑制濃度封閉和替代濃度封閉。通過排替壓力、異常孔隙流體壓力、吸附阻力、異常含氣濃度和生氣強度對泥質(zhì)巖蓋層對游離相、水溶相和擴散相天然氣的封閉能力進行了全面系統(tǒng)研究。排替壓力是評價泥質(zhì)巖蓋層毛細管封閉能力的最根本參數(shù)，它可以通過實驗獲得，也可以在實測的基礎上，利用聲波時差資料和地震層速度資料來求取。異?？紫读黧w壓力也是影響泥質(zhì)巖蓋層封閉游離相天然氣的一個重要參數(shù)，可以利用聲波時差資料求取，也可以利用地震層速度資料來求取。異常含氣濃度是評價泥質(zhì)巖蓋層抑制濃度封閉能力的主要指標，可以利用其所處的溫壓條件計算得到。生氣強度是泥質(zhì)巖蓋層自身生烴特征的反映，可以作為其替代濃度封閉作用的評價指標，可利用源巖生烴研究結果獲得。壓實成巖程度在一定程度上反映了泥質(zhì)巖蓋層對水溶相天然氣吸附能力的強弱，可以作為其對水溶相天然氣封閉作用的評價指標，可利用泥質(zhì)巖壓實成巖作用的研究成果獲得。從盆地或凹陷構造演化、沉積環(huán)境及壓實成巖程度幾個方面闡述了泥質(zhì)巖蓋層形成的有利條件。盆地內(nèi)的凹陷區(qū)是泥質(zhì)巖蓋層形成發(fā)育的最有利地區(qū)。盆地內(nèi)相對大規(guī)模下沉的最大水進期是泥質(zhì)巖蓋層發(fā)育的有利時期。淺海、半深湖~深湖和開闊的潮坪及瀉湖相是泥質(zhì)巖蓋層形成發(fā)育的有利環(huán)境，晚成巖階段的A亞期是泥質(zhì)巖蓋層封閉能力最強時期。在泥質(zhì)巖蓋層對各種相態(tài)天然氣封閉機理及形成條件研究基礎上，對其封閉能力的演化及演化階段進行了研究。毛細管封閉是泥質(zhì)巖蓋層普遍存在的封氣機理，它一經(jīng)沉積便會存在，且隨埋深增加封閉能力逐漸增強。異?？紫读黧w壓力只能存在于欠壓實的泥質(zhì)巖蓋層中，且只能存在于泥質(zhì)巖蓋層壓實成巖演化過程中的特定階段。抑制濃度封閉和替代濃渡封閉也只能存在于具生烴能力的泥質(zhì)巖蓋層中，抑制濃度封閉與異?？紫读黧w壓力一樣，也只能存在于泥質(zhì)巖蓋層壓實成巖演化的特定階段。替代濃度封閉形成于其開始生排氣期起，之后隨演化程度增高，封閉能力逐漸增強。利用排替壓力與埋深之間的函數(shù)關系、異?？紫读黧w壓力與聲波時差之間的函數(shù)關系和異常含氣濃度與溫壓之間的函數(shù)關系，建立了一套泥質(zhì)巖蓋層古排替壓力、古異常孔隙流體壓力和古異常含氣濃度的恢復方法。利用改進后的達西定律，在綜合泥質(zhì)巖蓋層宏觀發(fā)育特征及微觀封閉能力的基礎上，通過定義和求取CSFI和CSWI指數(shù)，分別建立了泥質(zhì)巖蓋層對游離相天然氣和水溶相天然氣封閉能力的綜合定量評價方法。利用改進后的費克定律，在綜合泥質(zhì)巖蓋層宏觀發(fā)育特征及微觀封閉能力的基礎上，通過定義和求取CSDI指數(shù)，建立了泥質(zhì)巖蓋層對擴散相天然氣封閉能力的綜合定量評價方法。從泥質(zhì)巖蓋層與源巖時空匹配關系，對其在天然氣成藏與分布中的作用進行了深入研究，認為蓋源分布空間匹配關系控制著天然氣在空間上的分布和富集數(shù)量，蓋源質(zhì)量空間匹配關系控制著天然氣的富集區(qū)域，蓋源時間匹配關系控制著天然氣聚集與保存的數(shù)量，蓋層空間發(fā)育部位控制不同類型圈閉的形成。 【關鍵詞】：泥質(zhì)巖蓋層 天然氣 封閉機理 綜合 定量 研究 演化
【學位授予單位】：大慶石油學院
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：P618.13
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 前言8-18
• 一、目的及意義8-11
• 二、發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11-16
• 三、研究思路16-17
• 四、主要研究工作17-18
• 第1章 泥質(zhì)巖蓋層對各種相態(tài)天然氣封閉機理及影響因素18-37
• 1.1 泥質(zhì)巖蓋層對各種相態(tài)天然氣封閉機理18-26
• 1.1.1 對游離相天然氣的封閉機理18-23
• 1.1.2 對水溶相天然氣的封閉機理23-24
• 1.1.3 對擴散相天然氣的封閉機理24-26
• 1.2 泥質(zhì)巖蓋層封閉天然氣能力影響因素分析26-37
• 1.2.1 毛細管封閉能力的影響因素26-31
• 1.2.2 異?？紫读黧w壓力的影響因素31-32
• 1.2.3 抑制和替代濃度封閉能力的影響因素32-36
• 1.2.4 吸附能力的影響因素36-37
• 第2章 泥質(zhì)巖蓋層形成發(fā)育的有利地質(zhì)條件37-43
• 2.1 泥質(zhì)巖蓋層形成發(fā)育的有利構造區(qū)域37-38
• 2.2 泥質(zhì)巖蓋層形成發(fā)育的有利構造時期38-39
• 2.2.1 復合旋回型38-39
• 2.2.2 簡單旋回型39
• 2.3 泥質(zhì)巖蓋層形成發(fā)育的有利沉積環(huán)境39-41
• 2.4 泥質(zhì)巖蓋層形成發(fā)育的有利成巖階段41-43
• 第3章 泥質(zhì)巖蓋層對各種相態(tài)天然氣能力的研究方法43-61
• 3.1 對游離相天然氣封閉能力的研究方法43-54
• 3.1.1 毛細管封閉能力的研究方法43-49
• 3.1.2 異?？紫读黧w壓力的研究方法49-54
• 3.2 對水溶相天然氣封閉能力的研究方法54-57
• 3.3 對擴散相天然氣封閉能力的研究方法57-61
• 3.3.1 抑制濃度封閉作用的研究方法57-59
• 3.3.2 替代濃度封閉作用的研究方法59-61
• 第4章 泥質(zhì)巖蓋層封氣性演化及其古封閉能力的研究方法61-74
• 4.1 泥質(zhì)巖蓋層封氣性的形成及演化特征61-62
• 4.2 不同類型泥質(zhì)巖蓋層封氣性演化階段劃分62-63
• 4.2.1 既無生烴能力又無異?？紫读黧w壓力的泥質(zhì)巖蓋層62
• 4.2.2 具生烴能力但不具異?？紫读黧w壓力的泥質(zhì)巖蓋層62-63
• 4.2.3 既具生烴能力又具異常孔隙流體壓力的泥質(zhì)巖蓋層63
• 4.3 泥質(zhì)巖蓋層古封氣能力的恢復方法63-74
• 4.3.1 古排替壓力的恢復方法63-65
• 4.3.2 古異?？紫读黧w壓力的恢復方法65-69
• 4.3.3 古異常含氣濃度的研究方法69-72
• 4.3.4 古生氣強度的恢復方法72-74
• 第5章 泥質(zhì)巖蓋層對各種相態(tài)天然氣封閉能力綜合定量評價74-90
• 5.1 對游離相天然氣封閉能力的綜合定量評價74-81
• 5.1.1 地質(zhì)模型與數(shù)學模型74-76
• 5.1.2 主要計算參數(shù)的選取與確定76-78
• 5.1.3 綜合評價等級劃分標準78
• 5.1.4 實例應用78-81
• 5.2 對水溶相天然氣封閉能力的綜合定量評價81-85
• 5.2.1 地質(zhì)模型及數(shù)學模型81-83
• 5.2.2 主要計算參數(shù)的選取與確定83
• 5.2.3 綜合評價等級標準83-84
• 5.2.4 實例應用84-85
• 5.3 對擴散相天然氣封閉能力的綜合定量評價85-90
• 5.3.1 地質(zhì)模型及數(shù)學模型85-86
• 5.3.2 主要計算參數(shù)的選取與確定86-87
• 5.3.3 綜合評價等級標準87
• 5.3.4 實例應用87-90
• 第6章 泥質(zhì)巖蓋層對天然氣成藏與分布的控制作用90-104
• 6.1 蓋源空間配置關系控制著天然氣的分布與聚集90-94
• 6.1.1 蓋源分布空間配置關系控制著天然氣的分布和富集數(shù)量90-92
• 6.1.2 蓋源質(zhì)量空間匹配關系控制著天然氣富集的區(qū)域92-94
• 6.2 蓋源時間配置關系控制著天然氣聚集與保存數(shù)量94-101
• 6.2.1 泥質(zhì)巖蓋層毛細管封閉有效性控制著游離相天然氣聚集與保存數(shù)量94-96
• 6.2.2 泥質(zhì)巖蓋層異?？紫读黧w壓力間接封閉有效性控制著游離相和水溶相天然氣聚集保存數(shù)量96-98
• 6.2.3 泥質(zhì)巖蓋層濃度封閉有效性控制著擴散相天然氣聚集與保存數(shù)量98-101
• 6.3 泥質(zhì)巖蓋層空間發(fā)育部位控制著不同類型天然氣聚集圈閉的形成101-104
• 6.3.1 斜坡區(qū)受超覆泥質(zhì)巖蓋層控制形成的地層超覆圈閉101
• 6.3.2 受直接覆蓋于古隆起之上泥質(zhì)巖蓋層控制形成的基巖風化殼圈閉101
• 6.3.3 受古隆起之上披覆泥質(zhì)巖蓋層控制形成的各種類型圈閉101
• 6.3.4 受盆地或凹陷中心厚層泥質(zhì)巖蓋層控制形成的砂巖透鏡體圈閉101-104
• 結論104-106
• 一、主要研究成果104-105
• 二、創(chuàng)新點105-106
• 攻讀博士學位期間發(fā)表的學術論文及獲得的獎勵106-110
• 致謝110-111
• 參考文獻111-118
• 詳細摘要118-134

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