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川东北飞仙关组鲕滩气藏天然气成因特征及其生成动力学研究

王铜山  
【摘要】: 四川盆地东北部飞仙关组一系列大型、特大型鲕滩气藏的发现,显示出该区巨大的勘探潜力和良好的勘探前景,有关鲕滩天然气的成因、来源及成藏等问题,是当前油气地质学研究的热点之一。 本文运用有机岩石学、有机地球化学、催化加氢热解、GC-IRMS等方法和技术,深入研究川东北飞仙关组储层固体沥青及可能烃源岩的地球化学特征。飞仙关组储层固体沥青的高温热变质成因是古油藏原油发生裂解的证据和标志。可溶有机质饱和烃、芳烃生物标志物对比表明,上二叠长兴组烃源岩是主要来源,飞仙关组、下志留统烃源岩亦有贡献;催化加氢产物饱和烃及其正构烷烃单体碳同位素组成显示,飞仙关组海槽相烃源岩对飞仙关组气藏有贡献。 实现了高压封闭体系下原油及其沥青质裂解模拟实验,并从气态烃产率及碳同位素演化、焦沥青的生成等方面进行比较二者生气机理的异同。原油和沥青质裂解气各组分及焦沥青的产率变化类似;完全发生裂解时,沥青质裂解的总气体产率为原油裂解的50%,原油裂解和沥青质裂解生成总气体和焦沥青的质量比值分别为6:4和3:7;裂解过程中,气态烃碳同位素δ~(13)C值基本存在关系δ~(13)C_1<δ~(13)C_2<δ~(13)C_3,且原油裂解气各组分(C_1~C_3)碳同位素δ~(13)C值轻于沥青质裂解气的相应组分。 对海相原油裂解生成的气、液、固三相产物(总气体、残余液烃、固态焦沥青)进行定量分析,在实验数据和生烃动力学计算的基础上,回归拟合出原油裂解过程中气、液、固态产物产率变化的相关关系式。据此建立了从储层固体沥青入手的、适合原油裂解成因天然气资源量的预测模型,并建立了基于质量守恒原理的验证公式。该模型的提出,将为我国高-过成熟海相碳酸盐岩地区天然气资源评价和古油藏恢复提供新的思路和启发,可望具有较好的应用价值。 结合飞仙关组的埋藏史、古地温史、构造演化以及储集条件等地质因素,将实验结果外推至地质条件下,建立了古油藏原油裂解生气的动力学地质模型,进而恢复鲕滩天然气生成及成藏的动态过程。通过解剖典型鲕滩气藏,建立其成藏地质模式,总结了鲕滩天然气富集成藏的规律。


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