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鄂尔多斯盆地东缘煤层气富集成藏规律研究

李勇  
【摘要】:鄂尔多斯盆地东缘煤层气资源丰富,勘探区域广阔,地质因素多变。论文立足于时空演化过程中地质条件的动态变化,主要从平面上的沉积相变、垂向上不同埋深、时空上气体成分演变和物质上煤岩的非均质性四个方面,及它们的耦合作用(有利富集高产)入手,系统解剖了东缘煤层气富集成藏的特征。明确了以北纬38°构造带为区域南北隆降过程中的构造支点,煤系以该支点呈现厚度和岩性组成的对称变化。北部物源在太原期初始即发生影响,南部物源在太原组中期可见,但直到山西期才开始发生明显影响。低弯度曲流河沉积在北部的晋祠、桥头、和北岔沟三套砂体形成过程中发挥了重要作用。核定以太原组主煤层顶为层序界面,刻画了煤系的沉积序列及其对煤储层的控制作用。耦合了地应力场、地温场和储层压力场在不同埋深上的变化关系。绝大多数煤储层都处于欠压环境,平均地温以柳林地区为界呈现南高北低。地应力与埋深总体上是正相关关系,以800—1100 m为过渡带,深部挤压相对严重。但不同地区利于高产的埋深有较大差异,柳林约以700 m为下限,韩城约为1000 m。提炼了煤层气甲烷稳定碳同位素变轻的地质解释。北部低煤阶次生生物气的生成,中部水动力活跃地区的水溶解分馏,南部构造演化过程中地层抬升造成的解吸分馏,局部岩浆运动造成的快速增温生烃分馏是造成甲烷碳同位素普遍偏轻的原因。剖析了煤储层物性的发育规律和非均质性。总体上,从北往南,由浅入深,煤岩变质程度增大,含气量增加。Ro,max在0.4%—1.2%范围内,含气量大致以800—1000 m为转折节点开始降低,但Ro,max在1.2%—2.6%时,以1400 m为转折点。煤岩受构造影响展现了区域间的差异性,受沉积环境的差异造成了垂向剖面的差异性,这些又共同造成了由nm—km不同尺度范围内的非均质性。总结了岩性封闭、气压封闭、水压封闭和吸附封闭在煤层气藏形成中的作用,定义了气藏开发的上下限分别为风氧化带和地应力转折带。在气藏类型上,提出了以构造、岩性和水动力封闭分别为主导的气藏类型划分,并实例解剖了不同气藏类型,获得了区域煤层气富集成藏规律的新认识。


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