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鄂尔多斯盆地奥陶系天然气成藏机理及其与构造演化关系

胡国艺  
【摘要】: 应用有机地球化学和构造地质学理论和方法对鄂尔多斯盆地奥陶系天然气地质研究中薄弱环节成藏要素和作用进行了系统科学分析。利用烃源岩生气定量热模拟技术、热模拟在线碳同位素实验技术、气体轻烃和生物标志物分析技术、运聚成藏物理模拟技术和包裹体中碳同位素分析技术等多种先进的实验技术对烃源岩的生气机理、气源和混合比、成藏史、充注路径、运移方向和构造作用与成藏关系等问题进行了深入的研究,在前人研究的基础上,经过本次大量的实验分析和综合研究,提出了一些新的认识。 通过对储层和烃源岩中沥青定量统计分析、烃源岩生气热模拟、最大吸附气实验测定及地质类比法等综合研究认为在鄂尔多斯盆地有机碳为0.2%可作为高—过成熟的海相碳酸盐岩有机碳下限标准。有利烃源岩主要分布在西南部边缘的“L”型斜坡地带和东部米脂盐湖一带。对低成熟(部分为成熟)的烃源岩在开放和密闭体系下的生气热模拟实验研究建立了热解气和油裂解气的生气模式,热解气的生气高峰在Ro=1.0—1.5%,油裂解气生气高峰是在Ro=1.5—2.5%之间,从热解气和油裂解气的相对含量来看热解气占总生气量的21%,油裂解气可能占79%,油裂解气产率为620m~3/吨.油。 采用气—烃源岩直接和动态对比的研究思路对鄂尔多斯盆地中部气田气源进行了多项地球化学参数综合对比研究,进一步证明中部气田气源具有混源特征,但是,在不同区块上、下古生界天然气混合程度不同,在中部气田的北部、西部和南部天然气主要以下古生界来源为主的混合气,而中部气田的东部则主要以上古生界来源为主的混合气。 加强了对包裹体中气体碳同位素测定方法研究,真空球磨法提取气体进行碳同位素分析的方法无裂解和氧化反应,代表真实流体,测定的碳同位素值可靠。用这种方法对鄂尔多斯盆地中部气田的储层包裹体中烃类气体碳同位素进行了测定,结合单个包裹体成分及均一温度认为该区有两期成藏史,并且早期可能主要来源于煤成气。 从生烃史、古地温史恢复、包裹体均一温度分布及单个包裹体气相成分等 分析,鄂尔多斯盆地中部气田天然气成藏至少有两期,通过古地温史模拟资料 与包裹体均一温度的对比研究,中部气田天然气成藏的主要时期可能在晚三叠 世末和早白至世末,在晚三叠世末中部气田天然气是由东向西和由南向北运移 趋势,盆地中部是天然气运移聚集的指向区。在白里系沉积末盆地中部低气势 圈闭区在靖边南北一带稳定分布并向西扩大,东部米脂凹陷生气中心的天然气 有向西、向北方向运移的趋势,鄂尔多斯盆地上古生界烃源岩在晚三叠世和早 白里世存在剩余压力,在压力的驱动下,太原组煤层中的天然气可以微裂缝和 上下泥岩微孔隙作为运移路径。 通过盆地构造作用对烃源岩分布和演化、奥陶系顶部风化壳储层的横向分 布、成藏期运移方向和成藏后的保存保存等具有控制作用。根据鄂尔多斯盆地 中部的沉积史、构造发育史、古岩溶形成史、生排烃史等等,按其时空配置关 系,归纳气藏的形成可分为四个演化阶段:储集层孕育阶段(0;-C;)、圈闭形 成阶段(C。-P)、天然气运聚成藏阶段(J。-K;)和气藏调整/定型阶段(K。-Q)o


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