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沁水盆地煤型气生成过程及成藏期次研究

和丽娜  
【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。


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