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东濮凹陷煤成气成藏机理

彭君  
【摘要】:东濮凹陷为我国东部陆相盆地中一个既富油有富气的凹陷,发现了以文23沙四段为代表的煤成气藏。本文从煤成气成藏条件出发,围绕煤系源岩成烃作用、气藏地球化学、煤成气运移动力与相态、运移输导系统、成藏期次、成藏过程等方面开展研究,探讨了煤成气成藏模式及控制因素。 ①烃源岩有机地球化学研究表明,暗色泥岩、碳质泥岩、煤层是东濮凹陷主要烃源岩,纵向上分布于太原组和山西组。 ②上古生界沉积以来热演化史分为三个阶段:印支期,均一温度多100℃,古地温梯度为2.6~3.0℃/100m;古近纪源岩受热温度最高,地温梯度分布在3.1~3.9℃/100m;新近纪古地温梯度要稍高或与今地温梯度相近。与古地温相一致,石炭二叠系有机质主要熟化作用及生烃过程位于喜山早期末的东营运动前。 ③东濮凹陷天然气可分为三类,油成气、混合气和煤成气。煤成气主要源岩为石炭-二叠系的碳质泥岩、泥岩和煤。文古2、部11井原油的油源岩主要为古近系湖相暗色泥岩。 ④东濮凹陷煤成气主要由源岩干酪根直接裂解而成,源岩内发育的异常高压是煤成气运聚的主要动力,并以游离相态为主进行运移,输导体系为断裂型。成藏期次为一期成藏,时间为沙一至东营期,相对于古近系油型气为早期成藏,无晚期成藏。高精度岩心流体包裹体GOI分析表明文23气田在成藏后天然气发生过散失,而文古2、部11井煤成气与古近系高成熟度原油伴生,意味着有晚期油气的注入,说明东濮凹陷煤成气的成藏是一个聚集和散失的动态平衡过程。 ⑤将东濮凹陷煤成气成藏主控因素概括为四个方面:有效烃源岩是煤成气成藏的基础,输导体系是煤成气能否成藏的关键,继承性构造是形成煤成气藏的有利场所,盖层条件控制了煤成气的富集程度。 ⑥建立了东濮凹陷煤成气的断裂控藏模式。洼陷带煤系源岩从沙二段沉积末期进入二次生烃门限,至东营末达生气高峰,在源岩内异常高压的作用下,煤成气顺断层穿层高效运移,在区域盖层之下聚集成藏,随着断层的幕式活动及油气周期性、脉冲式充注,成藏过程由远及近,构造主体部位早期聚集的煤成气藏不仅汇聚了不同演化程度源岩提供的煤成气,并受到调整破坏,构造斜坡部位则聚集了多期、多源的


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