松遼盆地徐家圍子斷陷深層天然氣來(lái)源與成藏研究

【摘要】： 近年來(lái)隨著松遼盆地深層天然氣勘探步伐的加快,在徐家圍子斷陷深層火山巖和礫巖儲(chǔ)層中均獲得了重要突破,展現(xiàn)出松遼盆地天然氣廣闊的勘探前景。與此同時(shí)也出現(xiàn)了許多地質(zhì)問(wèn)題急需解決,本文針對(duì)徐家圍子斷陷深層源巖空間分布、源巖生烴潛力、天然氣成因類(lèi)型、混源天然氣來(lái)源及天然氣成藏時(shí)間等問(wèn)題開(kāi)展了研究工作。研究中除了采用先進(jìn)的地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)外,還針對(duì)存在問(wèn)題開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)技術(shù)攻關(guān),創(chuàng)新性地開(kāi)發(fā)出了源巖吸附氣制備方法、天然氣微量重?zé)N富集技術(shù)及混源天然氣源巖貢獻(xiàn)比例定量計(jì)算等新技術(shù),其中混源天然氣源巖貢獻(xiàn)比例定量技術(shù)已獲國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利。采用這些新技術(shù),并將地質(zhì)與地球化學(xué)相結(jié)合,解決了實(shí)際地質(zhì)問(wèn)題,取得的成果和認(rèn)識(shí)對(duì)下步深層天然氣勘探有重要指導(dǎo)意義。 對(duì)深層源巖分布和生烴潛力的研究直接關(guān)系到對(duì)該地區(qū)資源的認(rèn)識(shí)和勘探?jīng)Q策。本次研究以實(shí)際鉆井資料為基礎(chǔ),并結(jié)合沉積相等研究,確定了徐家圍子斷陷泉二段以下各地層中暗色泥巖的空間分布及煤層分布,指出沙河子組暗色泥巖厚度大,分布廣,其次為火石嶺組和營(yíng)城組,登婁庫(kù)組暗色泥巖則主要分布于徐家圍子西部靠近古中央隆起帶附近,厚度相對(duì)較小。在徐深1和升深2井及以東局部地區(qū)的沙河子組和火石嶺組地層中還發(fā)育一定厚度的煤層。有機(jī)地球化學(xué)分析表明沙河子源巖有機(jī)質(zhì)豐度高,除以III型干酪根主為外,還存在II型和I型干酪根,為好生氣巖;火石嶺組和營(yíng)城組有機(jī)質(zhì)豐度相對(duì)較高,屬中—較好氣源巖;登婁庫(kù)組和泉頭組一—二段源巖為差—中等氣源巖。利用高溫高壓熱模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究了沙河子組泥巖的生烴和原油的裂解成氣過(guò)程,建立了適合本區(qū)的天然氣甲烷碳同位素與源巖成熟度Ro關(guān)系方程,建立了源巖生烴模式和原油裂解生氣模式。 開(kāi)展了深層天然氣的組成、碳同位素及氫同位素地化特征研究,采用多種圖版和指標(biāo)對(duì)天然氣成因類(lèi)型進(jìn)行了判別。指出徐家圍子斷陷深層天然氣主要是以甲烷為主的干氣,并存在有CO2氣藏(如芳深9氣藏),總體上天然氣的碳同位素較重,在組分碳同位素系列上,除正系列外,還有較多的系列倒轉(zhuǎn)及部分的負(fù)系列,反映出該地區(qū)天然氣來(lái)源的復(fù)雜性。研究認(rèn)為天然氣出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)的原因可能是由于該地區(qū)存在多套的氣源巖及源巖的成熟度較高所致。昌德地區(qū)天然氣主要以煤型氣為主,并可能混有無(wú)機(jī)成因氣,升平-宋站地區(qū)天然氣主要為煤型氣,而興城地區(qū)則主要為煤型氣與油型氣的混合氣。采用天然氣與源巖成熟關(guān)系方程、源巖吸附氣與天然氣甲烷碳同位素對(duì)比及混源天然氣源巖貢獻(xiàn)比例定量計(jì)算技術(shù)深入研究了徐家圍子斷陷天然氣的來(lái)源,指出天然氣主要來(lái)源于沙河子組源巖,但不同地區(qū)來(lái)源比例明顯不同,天然氣來(lái)源于不同源巖的貢獻(xiàn)與源巖分布密切相關(guān),在沙河子組源巖發(fā)育的興城地區(qū)來(lái)自該源巖的貢獻(xiàn)可達(dá)99%,而靠近古中央隆起帶石炭—二疊系源巖發(fā)育區(qū)內(nèi)則來(lái)自該套源巖的貢獻(xiàn)較大,可達(dá)85%,同樣主要來(lái)源于營(yíng)城組的源巖的天然氣也均分布于營(yíng)城組源巖發(fā)育區(qū)內(nèi),由此推斷松遼盆地深層天然氣應(yīng)主要以垂向運(yùn)移為主,天然氣藏的分布受源巖區(qū)的控制,有效氣源巖的分布區(qū)也就是天然氣的有利勘探區(qū)。 利用源巖生、排烴史、天然氣甲烷碳同位素分餾及儲(chǔ)層包裹體分析技術(shù)并結(jié)合本區(qū)沉積埋藏史和熱史綜合研究了天然氣的成藏時(shí)間。認(rèn)為升平地區(qū)天然氣的充注主要為一期,在泉頭組沉積末期至青山口組沉積時(shí)期,時(shí)間大約在110Ma~90Ma。昌德地區(qū)天然氣的充注成藏時(shí)間有兩次,一次主要青山口組沉積初期到嫩江組開(kāi)始沉積時(shí)期,另一次則在嫩江組沉積末期到明水組沉積時(shí)期,時(shí)間大約分別為82Ma~98Ma,75Ma~63Ma;興城地區(qū)天然氣充注成藏有兩期,一期為青山口組沉積時(shí)期至姚家組沉積時(shí)期,另一期為嫩江組沉積中期至明水組沉積時(shí)期,時(shí)間大約分別為100Ma~90Ma和78Ma~68Ma。 最后預(yù)測(cè)了徐東斜坡帶及安達(dá)向斜區(qū)是天然氣有利富集地區(qū),鶯山-雙城斷陷、古龍斷陷、林甸-常家圍子斷陷中也具備了生成大量天然氣的條件,這些地區(qū)也應(yīng)是天然氣下步勘探的有利地區(qū)。 【關(guān)鍵詞】：徐家圍子斷陷 深層天然氣 來(lái)源 成藏時(shí)間
【學(xué)位授予單位】：大慶石油學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類(lèi)號(hào)】：P618.13
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 創(chuàng)新點(diǎn)摘要9-12
• 文獻(xiàn)綜述12-13
• 引言13-17
• 一、松遼盆地徐家圍子斷陷勘探歷程及現(xiàn)狀13
• 二、徐家圍子斷陷烴源巖及天然氣研究現(xiàn)狀13-14
• 三、存在的主要問(wèn)題14
• 四、研究方法14-15
• 五、主要成果15-17
• 第1章 研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)概況17-24
• 1.1 構(gòu)造特征及其演化17-21
• 1.1.1 構(gòu)造特征及分區(qū)17-19
• 1.1.2 構(gòu)造演化特征19-21
• 1.2 地層與沉積相分布21-24
• 1.2.1 地層特征21-22
• 1.2.2 沉積相分布特征22-24
• 第2章 烴源巖地球化學(xué)特征24-50
• 2.1 烴源巖厚度及平面分布特征24-33
• 2.2 源巖有機(jī)地球化學(xué)特征33-38
• 2.2.1 源巖有機(jī)質(zhì)豐度33-36
• 2.2.2 有機(jī)質(zhì)類(lèi)型36-37
• 2.2.3 有機(jī)質(zhì)成熟度37-38
• 2.3 烴源巖生氣熱模擬實(shí)驗(yàn)38-50
• 2.3.1 杜13 井沙河子組源巖生烴模擬實(shí)驗(yàn)39-43
• 2.3.2 深層高過(guò)成熟源巖生氣模擬實(shí)驗(yàn)43-50
• 第3章 天然氣地球化學(xué)特征及成因類(lèi)型劃分50-82
• 3.1 天然氣的化學(xué)組成50-54
• 3.1.1 甲烷分布特征50
• 3.1.2 重?zé)N氣分布特征50-51
• 3.1.3 天然氣干燥系數(shù)51-52
• 3.1.4 iC_4/nC_4與iC_5/nC_5分布特征52
• 3.1.5 非烴氣組成特征52-54
• 3.2 天然氣碳同位素特征54-62
• 3.2.1 甲烷碳同位素分布特征54-57
• 3.2.2 ΔδC 分布特征57-59
• 3.2.3 甲烷碳同位素系列特征59-62
• 3.3 天然氣氫同位素特征62-64
• 3.4 天然氣成因類(lèi)型劃分64-82
• 3.4.1 天然氣成因分類(lèi)方案64-65
• 3.4.2 天然氣中烷烴氣成因65-74
• 3.4.3 天然氣中CO_2 和He 成因74-80
• 3.4.4 幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)80-82
• 第4章 天然氣來(lái)源研究82-103
• 4.1 利用甲烷碳同位素推斷天然氣來(lái)源82-84
• 4.2 源巖吸附氣與天然氣碳同位素對(duì)比84-91
• 4.2.1 源巖脫氣裝置的研制及條件試驗(yàn)84-86
• 4.2.2 源巖吸附氣、酸解氣與排出氣對(duì)比實(shí)驗(yàn)86-88
• 4.2.3 升平－汪家屯—興城地區(qū)天然氣氣源對(duì)比88-90
• 4.2.4 昌德地區(qū)天然氣氣源對(duì)比90-91
• 4.3 混源天然氣源巖貢獻(xiàn)比例定量研究新技術(shù)91-103
• 4.3.1 混源天然氣源巖貢獻(xiàn)比例吸附重?zé)N色譜指紋法的理論基礎(chǔ)92-94
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)樣品與方法94
• 4.3.3 重復(fù)性及線性實(shí)驗(yàn)94-95
• 4.3.4 深層不同烴源巖層吸附氣重?zé)N色譜指紋參數(shù)的特征95-98
• 4.3.5 不同烴源巖層對(duì)混源天然氣的定量貢獻(xiàn)98-103
• 第5章 天然氣成藏時(shí)間研究103-119
• 5.1 利用源巖生、排烴確定天然氣成藏時(shí)間103-108
• 5.2 利用天然氣碳同位素分餾確定成藏時(shí)間108-112
• 5.2.1 樣品與實(shí)驗(yàn)109
• 5.2.2 模型標(biāo)定——化學(xué)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的優(yōu)化求取109-111
• 5.2.3 地質(zhì)應(yīng)用111-112
• 5.3 利用流體包裹體確定天然氣成藏時(shí)間112-119
• 5.3.1 徐家圍子斷陷儲(chǔ)層包裹體類(lèi)型和形態(tài)特征112-113
• 5.3.2 包裹體均一溫度和鹽度分布特征113-119
• 第6章 天然氣有利勘探區(qū)預(yù)測(cè)119-123
• 結(jié)論123-125
• 參考文獻(xiàn)125-132
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文132-133
• 致謝133-134
• 詳細(xì)摘要134-142

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松遼盆地深層火山巖儲(chǔ)層屬性量化表征及其儲(chǔ)滲單元刻畫(huà)    吳顏雄

徐家圍子斷陷營(yíng)城組火山巖流體包裹體發(fā)育特征及其地質(zhì)意義    肖駿

松遼盆地北部深層天然氣富集主控因素研究    田春志

松遼盆地徐家圍子斷陷地質(zhì)特征與天然氣聚集規(guī)律    任延廣

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松遼盆地徐家圍子斷陷火山巖儲(chǔ)層綜合預(yù)測(cè)方法研究    劉金平

松遼盆地齊家—古龍凹陷凝析油氣形成機(jī)制及資源潛力研究    申家年

深層火山巖氣藏儲(chǔ)層表征技術(shù)研究    王擁軍

松遼盆地和海拉爾盆地裂縫儲(chǔ)層地震預(yù)測(cè)研究    劉振寬

松遼盆地北部深層斷陷地質(zhì)結(jié)構(gòu)及演化研究    侯啟軍

火山巖氣藏供排氣機(jī)理研究    晏軍

徐家圍子斷陷蓋層封氣能力及封氣史研究    宮宇寧

徐家圍子斷陷火山巖儲(chǔ)層物性特征及有利儲(chǔ)層預(yù)測(cè)    王建偉

徐家圍子斷陷深層天然氣成藏模式及分布規(guī)律研究    門(mén)廣田

徐家圍子斷陷火山巖天然氣藏研究    溫暖

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徐深1井區(qū)營(yíng)一段火山巖儲(chǔ)層特征研究    李明輝

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松遼盆地北部中淺層成巖場(chǎng)分析及儲(chǔ)層質(zhì)量預(yù)測(cè)    姜文亞

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松遼盆地沙河子組煤巖TG-MS實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物特征及動(dòng)力學(xué)分析    王民;董奇;盧雙舫;田善思;陳國(guó)輝;孫業(yè)峰;

有機(jī)質(zhì)生烴動(dòng)力學(xué)模型對(duì)比    王民;盧雙舫;董奇;薛海濤;黃立明;

不同熱模擬實(shí)驗(yàn)煤熱解產(chǎn)物特征及動(dòng)力學(xué)分析    王民;盧雙舫;王東良;董奇;劉敏;王雪飛;

塔北隆起北緣原油輕烴單體烴碳同位素特征    李洪波;

礫石繞流效應(yīng)的砂礫巖儲(chǔ)層濾失模型    李勇明;羅攀;張雪萍;趙金洲;孫長(zhǎng)江;張會(huì)唐;

海外M盆地?zé)N源巖與油氣勘探    曹卿榮;陳鳳來(lái);孫萍;陳玲玲;

松遼盆地北部斷坳轉(zhuǎn)化時(shí)期層序地層與沉積體系研究    聶春林

有機(jī)質(zhì)生烴動(dòng)力學(xué)特征及其在資源評(píng)價(jià)中的應(yīng)用    于占清

英臺(tái)斷陷深層烴源巖評(píng)價(jià)及天然氣成因分析    劉大為

鶯山—廟臺(tái)子地區(qū)登婁庫(kù)組至泉二段層序地層格架研究    梁清

松遼盆地古龍地區(qū)登婁庫(kù)組天然氣成藏條件研究    劉敏

松遼盆地安達(dá)斷陷營(yíng)城組中基性火山巖成藏規(guī)律與成藏模式    高璇

松遼盆地齊家—古龍凹陷青一段泥頁(yè)巖油氣資源潛力評(píng)價(jià)    馮薇澍

徐深氣田營(yíng)城組一段蓋層封氣有效性研究    馮赫青

伊通盆地岔路河斷陷昌27井區(qū)天燃?xì)獬刹貤l件研究    吳慧

沉積巖中鈾、釷、鉀分布特征    沈平,朱惠英,徐永昌

中原,華北油氣區(qū)《煤型氣》地化特征初探    徐永昌,沈平

沉積巖鉀、氬分布與天然氣氬同位素——以渤海灣、四川和鄂爾多斯盆地為例    劉文匯,徐永昌

瀝青質(zhì)催化降解特征及動(dòng)力學(xué)研究    李術(shù)元,郭紹輝,沈潤(rùn)梅

“西氣東輸”探明天然氣的地球化學(xué)特征及資源潛勢(shì)    徐永昌,沈平,劉全有

鄂爾多斯盆地古地溫研究    任戰(zhàn)利，趙重遠(yuǎn)，張軍，于忠平

利用甲烷碳同位素研究混合氣的混合體積    高先志

臺(tái)北凹陷煤中有機(jī)質(zhì)的成烴動(dòng)力學(xué)模型及其初步應(yīng)用    盧雙舫,陳昕,付曉泰

滇西實(shí)驗(yàn)場(chǎng)區(qū)溫泉碳同位素地震地球化學(xué)特征    上官志冠,高松井

東濮凹陷橋口深層氣地球化學(xué)特征及勘探潛力    楊斌,羅小平,李發(fā)科

松遼盆地北部徐家圍子斷陷斷裂構(gòu)造特征及對(duì)深層天然氣的控制作用    于丹;呂延防;付曉飛;孫永河;胡明;

松遼盆地徐家圍子斷陷斷裂活動(dòng)時(shí)期及其與深層氣成藏關(guān)系分析    胡明;付廣;呂延防;付曉飛;龐磊;

徐家圍子斷陷構(gòu)造地質(zhì)特征研究新進(jìn)展    張?jiān)?陳樹(shù)民;張爾華;姜傳金;

松遼盆地徐家圍子斷陷深層天然氣同位素倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象研究    黃海平

徐家圍子斷陷應(yīng)力場(chǎng)變化特征及“S”型構(gòu)造格局成因探討    夏斌;邱亮斌;蔡周榮;張俊領(lǐng);郭峰;劉維亮;

徐家圍子火石嶺組火山巖分布特征與控陷斷裂關(guān)系    劉維亮;夏斌;蔡周榮;郭峰;萬(wàn)志峰;劉見(jiàn)寶;胡楊;

試論盆地內(nèi)火山巖地層發(fā)育的層序位置——以松遼盆地徐家圍子斷陷為例    邱春光;王璞珺;

徐家圍子斷陷深層混源天然氣源巖貢獻(xiàn)率計(jì)算方法    付麗;霍秋立;張居和;劉偉;

徐家圍子斷陷深層擠壓構(gòu)造樣式及成因分析    郭峰;蔡周榮;萬(wàn)志峰;徐力峰;梁正中;

松遼盆地徐家圍子三維構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬研究    桑廣森;夏斌;張勝利;蔡周榮;梁正中;萬(wàn)志峰;

徐家圍子斷陷深層構(gòu)造樣式特征的成因機(jī)制分析    蔡周榮;劉維亮;萬(wàn)志峰;梁正中;郭峰;

深層天然氣地球化學(xué)研究的若干基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題    王先彬;

吉林油田深層天然氣重大發(fā)現(xiàn)和勘探技術(shù)    

徐深1井深層天然氣地球化學(xué)評(píng)價(jià)與氣源關(guān)系對(duì)比    張居和;

松遼盆地北部深層天然氣氣源對(duì)比    王小娟;羅霞;李劍;姜正龍;馬成華;李志生;劉成林;

遼河坳陷天然氣地化特征及及深層天然氣勘探潛力    單俊峰;毛俊莉;韓棲霞;

大慶深部火山巖含氣儲(chǔ)層產(chǎn)能預(yù)測(cè)    王祝文;劉菁華;李河;許延清;

松遼盆地北部扶楊油層油氣注入期次和成藏時(shí)間研究    門(mén)廣田;林景曄;張革;劉立;閆建萍;

尚9-4井楊大城子油層天然氣成因分析    李松花;李景坤;胡云娣;

混源天然氣源巖貢獻(xiàn)比例定量研究    張居和;馮子輝;李景坤;方偉;霍秋立;閆燕;王樹(shù)森;

勘探尖兵    本報(bào)記者 王治軍

深層天然氣鉆井技術(shù)日臻成熟    通訊員 李延平　劉浩 沈維

東北新區(qū)深層天然氣重點(diǎn)探井開(kāi)鉆    趙云波 吳明才

大慶采氣安全管理再創(chuàng)“三零”    記者 王志田　通訊員 李洪雪

川西深層天然氣勘探突破在即    陳明泉

大慶深層天然氣上產(chǎn)底“氣”足    記者　 王志田

中國(guó)成為穩(wěn)定的活力來(lái)源    吳宇 陸斌

日產(chǎn)天然氣突破百萬(wàn)立方米    張如淮日?qǐng)?bào)記者 幸福

大慶第一口深層天然氣水平井完鉆固井    王志田　通訊員　王濤

拍賣(mài)品的范圍與來(lái)源    曹海英

松遼盆地徐家圍子斷陷深層天然氣來(lái)源與成藏研究    霍秋立

松遼盆地徐家圍子斷陷地質(zhì)特征與天然氣聚集規(guī)律    任延廣

松遼盆地北部徐家圍子斷陷營(yíng)城組火山巖天然氣成藏規(guī)律研究    張學(xué)娟

徐家圍子斷陷火山巖天然氣成藏與分布主控因素研究    門(mén)廣田

徐家圍子斷陷營(yíng)城組火山巖流體包裹體發(fā)育特征及其地質(zhì)意義    肖駿

渤南—孤北地區(qū)深層天然氣成藏機(jī)理研究    李宗亮

松遼盆地徐家圍子斷陷火山巖及天然氣成藏研究    楊峰平

松遼盆地北部深層斷陷地質(zhì)結(jié)構(gòu)及演化研究    侯啟軍

松遼盆地東部哈爾濱—綏化地區(qū)構(gòu)造演化及其對(duì)油氣成藏條件的控制作用    崔軍平

松遼盆地徐家圍子地區(qū)晚中生代火山巖巖相及儲(chǔ)層意義    蒙啟安

徐家圍子斷陷斷裂構(gòu)造演化特征及控藏作用    謝昭涵

徐家圍子斷陷中部深層構(gòu)造特征研究    遲禹

徐家圍子斷陷深層天然氣儲(chǔ)層研究    沈占鋒

徐家圍子斷陷沙河子組層序特征研究    周傳臣

徐家圍子斷陷沙河子組儲(chǔ)層特征研究    劉洋

松遼盆地徐家圍子斷陷沙河子組沉積相研究    裴東洋

徐家圍子斷陷構(gòu)造特征研究    賈晨

徐家圍子斷陷深層天然氣蓋層評(píng)價(jià)研究    胡明

徐家圍子斷陷深層天然氣成藏模式及分布規(guī)律研究    門(mén)廣田

松遼盆地北部徐深1區(qū)塊氣藏特征與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)    張文婧