泥质岩盖层对各种相态天然气封闭机理及其定量研究
【摘要】：
在不同相态天然气运移机制研究的基础上，全面、系统地对泥质岩盖层对各种相态天然气封闭机理进行了深入研究，认为泥质岩盖层对游离相天然气主要是毛细管封闭，异常孔隙流体压力可以起到间接封闭作用。对水溶相天然气的封闭主要是泥质岩的吸附阻力作用，异常孔隙流体压力也会起到重要作用。对扩散天然气主要是泥质岩盖层的抑制浓度封闭和替代浓度封闭。通过排替压力、异常孔隙流体压力、吸附阻力、异常含气浓度和生气强度对泥质岩盖层对游离相、水溶相和扩散相天然气的封闭能力进行了全面系统研究。排替压力是评价泥质岩盖层毛细管封闭能力的最根本参数，它可以通过实验获得，也可以在实测的基础上，利用声波时差资料和地震层速度资料来求取。异常孔隙流体压力也是影响泥质岩盖层封闭游离相天然气的一个重要参数，可以利用声波时差资料求取，也可以利用地震层速度资料来求取。异常含气浓度是评价泥质岩盖层抑制浓度封闭能力的主要指标，可以利用其所处的温压条件计算得到。生气强度是泥质岩盖层自身生烃特征的反映，可以作为其替代浓度封闭作用的评价指标，可利用源岩生烃研究结果获得。压实成岩程度在一定程度上反映了泥质岩盖层对水溶相天然气吸附能力的强弱，可以作为其对水溶相天然气封闭作用的评价指标，可利用泥质岩压实成岩作用的研究成果获得。从盆地或凹陷构造演化、沉积环境及压实成岩程度几个方面阐述了泥质岩盖层形成的有利条件。盆地内的凹陷区是泥质岩盖层形成发育的最有利地区。盆地内相对大规模下沉的最大水进期是泥质岩盖层发育的有利时期。浅海、半深湖~深湖和开阔的潮坪及泻湖相是泥质岩盖层形成发育的有利环境，晚成岩阶段的A亚期是泥质岩盖层封闭能力最强时期。在泥质岩盖层对各种相态天然气封闭机理及形成条件研究基础上，对其封闭能力的演化及演化阶段进行了研究。毛细管封闭是泥质岩盖层普遍存在的封气机理，它一经沉积便会存在，且随埋深增加封闭能力逐渐增强。异常孔隙流体压力只能存在于欠压实的泥质岩盖层中，且只能存在于泥质岩盖层压实成岩演化过程中的特定阶段。抑制浓度封闭和替代浓渡封闭也只能存在于具生烃能力的泥质岩盖层中，抑制浓度封闭与异常孔隙流体压力一样，也只能存在于泥质岩盖层压实成岩演化的特定阶段。替代浓度封闭形成于其开始生排气期起，之后随演化程度增高，封闭能力逐渐增强。利用排替压力与埋深之间的函数关系、异常孔隙流体压力与声波时差之间的函数关系和异常含气浓度与温压之间的函数关系，建立了一套泥质岩盖层古排替压力、古异常孔隙流体压力和古异常含气浓度的恢复方法。利用改进后的达西定律，在综合泥质岩盖层宏观发育特征及微观封闭能力的基础上，通过定义和求取CSFI和CSWI指数，分别建立了泥质岩盖层对游离相天然气和水溶相天然气封闭能力的综合定量评价方法。利用改进后的费克定律，在综合泥质岩盖层宏观发育特征及微观封闭能力的基础上，通过定义和求取CSDI指数，建立了泥质岩盖层对扩散相天然气封闭能力的综合定量评价方法。从泥质岩盖层与源岩时空匹配关系，对其在天然气成藏与分布中的作用进行了深入研究，认为盖源分布空间匹配关系控制着天然气在空间上的分布和富集数量，盖源质量空间匹配关系控制着天然气的富集区域，盖源时间匹配关系控制着天然气聚集与保存的数量，盖层空间发育部位控制不同类型圈闭的形成。
【关键词】：泥质岩盖层 天然气 封闭机理 综合 定量 研究 演化 【学位授予单位】：大庆石油学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：P618.13
【DOI】：CNKI:CDMD:1.2007.070523
【目录】：
- 摘要3-4
- ABSTRACT4-8
- 前言8-18
- 一、目的及意义8-11
- 二、发展历史、研究现状及发展趋势11-16
- 三、研究思路16-17
- 四、主要研究工作17-18
- 第1章 泥质岩盖层对各种相态天然气封闭机理及影响因素18-37
- 1.1 泥质岩盖层对各种相态天然气封闭机理18-26
- 1.1.1 对游离相天然气的封闭机理18-23
- 1.1.2 对水溶相天然气的封闭机理23-24
- 1.1.3 对扩散相天然气的封闭机理24-26
- 1.2 泥质岩盖层封闭天然气能力影响因素分析26-37
- 1.2.1 毛细管封闭能力的影响因素26-31
- 1.2.2 异常孔隙流体压力的影响因素31-32
- 1.2.3 抑制和替代浓度封闭能力的影响因素32-36
- 1.2.4 吸附能力的影响因素36-37
- 第2章 泥质岩盖层形成发育的有利地质条件37-43
- 2.1 泥质岩盖层形成发育的有利构造区域37-38
- 2.2 泥质岩盖层形成发育的有利构造时期38-39
- 2.2.1 复合旋回型38-39
- 2.2.2 简单旋回型39
- 2.3 泥质岩盖层形成发育的有利沉积环境39-41
- 2.4 泥质岩盖层形成发育的有利成岩阶段41-43
- 第3章 泥质岩盖层对各种相态天然气能力的研究方法43-61
- 3.1 对游离相天然气封闭能力的研究方法43-54
- 3.1.1 毛细管封闭能力的研究方法43-49
- 3.1.2 异常孔隙流体压力的研究方法49-54
- 3.2 对水溶相天然气封闭能力的研究方法54-57
- 3.3 对扩散相天然气封闭能力的研究方法57-61
- 3.3.1 抑制浓度封闭作用的研究方法57-59
- 3.3.2 替代浓度封闭作用的研究方法59-61
- 第4章 泥质岩盖层封气性演化及其古封闭能力的研究方法61-74
- 4.1 泥质岩盖层封气性的形成及演化特征61-62
- 4.2 不同类型泥质岩盖层封气性演化阶段划分62-63
- 4.2.1 既无生烃能力又无异常孔隙流体压力的泥质岩盖层62
- 4.2.2 具生烃能力但不具异常孔隙流体压力的泥质岩盖层62-63
- 4.2.3 既具生烃能力又具异常孔隙流体压力的泥质岩盖层63
- 4.3 泥质岩盖层古封气能力的恢复方法63-74
- 4.3.1 古排替压力的恢复方法63-65
- 4.3.2 古异常孔隙流体压力的恢复方法65-69
- 4.3.3 古异常含气浓度的研究方法69-72
- 4.3.4 古生气强度的恢复方法72-74
- 第5章 泥质岩盖层对各种相态天然气封闭能力综合定量评价74-90
- 5.1 对游离相天然气封闭能力的综合定量评价74-81
- 5.1.1 地质模型与数学模型74-76
- 5.1.2 主要计算参数的选取与确定76-78
- 5.1.3 综合评价等级划分标准78
- 5.1.4 实例应用78-81
- 5.2 对水溶相天然气封闭能力的综合定量评价81-85
- 5.2.1 地质模型及数学模型81-83
- 5.2.2 主要计算参数的选取与确定83
- 5.2.3 综合评价等级标准83-84
- 5.2.4 实例应用84-85
- 5.3 对扩散相天然气封闭能力的综合定量评价85-90
- 5.3.1 地质模型及数学模型85-86
- 5.3.2 主要计算参数的选取与确定86-87
- 5.3.3 综合评价等级标准87
- 5.3.4 实例应用87-90
- 第6章 泥质岩盖层对天然气成藏与分布的控制作用90-104
- 6.1 盖源空间配置关系控制着天然气的分布与聚集90-94
- 6.1.1 盖源分布空间配置关系控制着天然气的分布和富集数量90-92
- 6.1.2 盖源质量空间匹配关系控制着天然气富集的区域92-94
- 6.2 盖源时间配置关系控制着天然气聚集与保存数量94-101
- 6.2.1 泥质岩盖层毛细管封闭有效性控制着游离相天然气聚集与保存数量94-96
- 6.2.2 泥质岩盖层异常孔隙流体压力间接封闭有效性控制着游离相和水溶相天然气聚集保存数量96-98
- 6.2.3 泥质岩盖层浓度封闭有效性控制着扩散相天然气聚集与保存数量98-101
- 6.3 泥质岩盖层空间发育部位控制着不同类型天然气聚集圈闭的形成101-104
- 6.3.1 斜坡区受超覆泥质岩盖层控制形成的地层超覆圈闭101
- 6.3.2 受直接覆盖于古隆起之上泥质岩盖层控制形成的基岩风化壳圈闭101
- 6.3.3 受古隆起之上披覆泥质岩盖层控制形成的各种类型圈闭101
- 6.3.4 受盆地或凹陷中心厚层泥质岩盖层控制形成的砂岩透镜体圈闭101-104
- 结论104-106
- 一、主要研究成果104-105
- 二、创新点105-106
- 攻读博士学位期间发表的学术论文及获得的奖励106-110
- 致谢110-111
- 参考文献111-118
- 详细摘要118-134
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