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致密砂岩天然气成藏动力学研究

曹烈  
【摘要】: 川西坳陷系指四川盆地西部中、新生代坳陷地区,坳陷自上三叠统以来主要经历了九次构造运动,属典型的叠合型前陆盆地。须家河组分布众多的油气田(藏),以其深埋、致密、超压、强烈非均质性等特征成为复杂高难度勘探领域。 论文以成藏动力学理论为指导,结合川西坳陷须家河组的具体地质特征,充分利用大量丰富的地勘和研究成果,在前人研究的基础上从热力学、地压形成与演化、流体动力学演化等方面研究入手,对上三叠统烃源岩、储集层、封盖、保存、运移、聚集时期、圈闭类型等成藏基本地质条件进行了深入研究,提出三种成藏动力模式。 采用了镜质体反射率、煤挥发分、流体包裹体测温、矿物裂变径迹测温、粘土矿物相和热解峰顶温度等6种方法进行研究,建立了川西地区的地质温度计,研究表明川西坳陷三叠世以来地温场特征是地温古高今低,纵横方向变化大。 上三叠统烃源岩的演化表现为不同层段递进生烃、多期排烃过程。烃源岩进入生烃门限时间总体呈现由西向东变晚的趋势;南北方向上,中段最早、南段次之、北段最晚。确立了川西须家河组压力演化历史:印支晚期的欠压实增压、燕山期生烃增压、燕山、喜山期构造挤压增压。其中构造压力是增压的主要原因,生烃只是一定程度上增压,声反射实验结果表明喜山期构造挤压强于燕山期。 系统研究了川西坳陷流体动力演化特征,获得了反映天然气成藏系统的流体势能变化特征,川西坳陷须家河组存在四期古水动力场,水动力场总体表现为强-弱-强的特点。川西坳陷须家河组在构造平稳期的气势与水动力场趋势近一致。 川西坳陷须家河组油气输导系统是高孔渗的砂岩输导层、断层。优势通道就是油气优先选择运移的输导路线,仅占油气输导系统的极少一部分,但它输导的油气占输导系统运移油气总量的大部分。 根据动力学特征和油源特征,划分了两个成藏动力学系统:自源高压成藏动力学和混源中压成藏动力学。自源高压成藏动力学系统的动力是由构造应力、生烃增压,压力特征是高压,压力系数大于1.5,具有自生自储特征。混源中压成藏动力学系统的动力是浮力或水动力,烃源可以是经运移通道远距离运移而来,压力特征为中低压,压力系数1.0~1.5。 系统研究了流体动力源:沉积压实、构造应力、浮力、生烃增压和水动力等。印支晚期-燕山晚期:构造变动剧烈期,川西坳陷须家河组流体驱动力主要是构造应力、沉积压实;在构造运动稳定期,流体驱动力主要是浮力、生烃增压等;喜山期川西坳陷遭受强烈的构造变动,流体驱动力主要是构造应力。其中水动力明显受压实作用、构造应力控制。 建立了三种成藏模式:高压驱动、浮力驱动、水动力驱动成藏模式,在复杂地史演变下这三种驱动模式往往以一种驱动模式为主,其它驱动模式为辅。 根据川西坳陷须家河组烃源、储层、封盖、古隆起、圈闭以及成藏动力主控因素的评价,按构造区带优选出6个有利区带,确定出9个重点勘探区域。 根据圈闭综合排队及钻探目标优选评价的结果,结合勘探现状及取得的成果,按照先易后难、先大后小的原则分为战略展开、战略突破、战略准备等3个层次依次展开17个目标、25个子目标,其中战略展开层次的4个目标、6个子目标分别为:孝泉-新场地区(须二、须四)、大邑构造(须三、须二)、丰谷(须四)、高庙子-合兴场地区(须二)。


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