沁水盆地煤型气生成过程及成藏期次研究

【摘要】：山西省发育众多含煤——含（油）气盆地，是煤、石油、天然气等重要能源矿产形成、富集的场所。山西省诸盆地具有良好的油气成藏潜力，沁水盆地是山西省油气勘探最有前景的地区之一。 本文主要通过对阳曲和左权地区资料收集和采样测试，模拟了盆地埋藏史和热演化史，研究了沁水盆地生排烃过程；通过这两个地区的流体包裹体测试分析，研究了储层中煤型气的成藏期次和特征，推断了含煤型气潜力层。 通过模拟沁水盆地埋藏史和热演化史，得出沁水盆地主要发生了两个阶段的生排烃过程：第一阶段为古生代晚期——三叠纪末，有机质受深成变质作用，成熟度缓慢增加。三叠纪期间，地层沉降速率加快，煤系地层埋深迅速增大，到三叠纪末达到最大埋深，温度升高，发生第一期生烃；三叠纪之后，盆地抬升剥蚀，煤系地层温度下降，有机质生烃停止；到晚侏罗世——早白垩世，由于燕山运动中晚期深层侵入岩使煤系地层温度剧增，且高于三叠纪末时的温度，有机质发生二次生烃，且为主要的生烃期。之后地层继续抬升，古地温逐渐趋于正常，生烃停止。 结合沁水盆地煤系地层生烃演化阶段及盆地埋藏过程，推断沁水盆地第一期排烃发生在侏罗纪早期，此时，煤系地层经历第一阶段生烃后，盆地抬升遭受剥蚀，煤系地层上覆压力降低，因而油气发生解吸，向邻近储层排烃。沁水盆地第二期排烃发生在第二个生烃期。第二阶段的生烃为主生烃期，煤系地层产生大量煤型气，含气量饱和之后，向邻近储层排烃。 通过沁水盆地流体包裹体分析，煤系地层中发生过两期油气运移成藏。与油气包裹体共生的含烃盐水包裹体均一温度直方图有两个主峰，盐度反映捕获时间是不连续的。储层中从煤化作用早期到晚期生成的物质在流体包裹体中均有捕获，并且部分早期捕获的流体包裹体在后期发生了次生变化，有碳质沥青生成。 根据不同地质年代储层中捕获的有机包裹体分析，太原组和山西组砂岩中分布不均，丰度从低——高，并随地层向上，丰度递减，到上石盒子组砂岩中有机包裹体丰度1%。灰岩储层中，太原组灰岩含油气包裹体丰度很小，所有储层中奥陶系灰岩裂缝中含油气包裹体丰度最高。