准噶尔盆地米东区芦草沟组沉积学研究及有机地球化学特征

发布时间：2018-03-26 20:21

本文选题：准噶尔盆地　切入点：米东地区　出处：《成都理工大学》2015年硕士论文

【摘要】：新疆准噶尔盆地南缘米东区芦草沟组是该盆地一套非常重要的泥页岩层系,通过对其勘探评价,摸清楚此区芦草沟组页岩气(油)资源潜力,对当地经济、能源发展具有非常重要的意义。另外,我国页岩气勘探开发刚刚起步,通过对陆相盆地页岩气资源进行调查评价,将丰富、促进陆相盆地页岩油气资源评价理论的发展。本文在前人研究工作基础上,通过开展野外路线地质调查、露头剖面精细测量、精细描述和系统采样、室内鉴定及页岩气参数测试分析等工作,综合运用岩石学、沉积学、有机地球化学等研究手段,系统研究了区内芦草沟组泥页岩的沉积特征及页岩气有机地球化学特征。归纳起来,取得的认识主要包括以下几个方面:通过系统收集和分析相关区调资料及前人在新疆准噶尔盆地南缘取得的研究成果,认为研究区域处于准噶尔—吐鲁番古板块之上的裂谷带内,隶属于二级构造单元北天山山前冲断带内的三级构造单元阜康断裂带,它是博格达山前逆冲构造带,发育高角度逆冲断层。区内发育的断层有阜康断裂西段,为叠瓦状逆冲断层,古牧地断裂、米泉断裂、七道湾断层、水磨沟—白杨河南断裂及妖魔山大断裂的西段,均为NE走向的逆断层。阜康断裂和妖魔山大断层是控制研究区南北的边界。发育的褶皱有古牧地背斜及七道湾背斜,还有靠近乌鲁木齐市一小型宽缓的向斜。沉积地层发育较齐全,区内最老的地层为下石炭统,最新的为第四系。通过野外露头剖面观测、系统采样和实验室工作,研究了区内二叠系芦草沟组页岩的沉积环境、沉积相、厚度及埋深等指标,认为研究区二叠系芦草沟组页岩发育具有以下特点:芦草沟组岩性可以分为上、中、下三段。下段主要为灰黑色、黑色泥岩、粉砂岩夹中薄层状的白云岩,少量灰岩,发育砂纹层理及水平层理。中段是大套的灰白色、灰色、灰绿色、灰黑色中厚层状砂岩、粉砂岩及泥岩夹有少量的砾岩及白云岩,具水平纹层、砂纹层理、波状层理及波痕构造。上段主要为灰色、灰绿色、灰白色、灰黑色的中薄层状泥岩、粉砂岩、细砂岩及少量中砂岩、砾岩、白云岩,发育有槽状交错层理、波状层理、砂纹层理、小型液化变形构造、正粒序层理、平行层理等。芦草沟组黑色页岩含有黄铁矿且这些黄铁矿大都具有细粒状或者煤球状形态,还有少量呈丝状或者环状,表明当时沉积水体属缺氧的强还原性咸水湖环境;微量元素指标分析发现,V/(V+Ni)比值远大于门限值0.46;V/Cr比值大于门限值2,U/Th比值为远大于门限值0.75;有机碳含量大于2%时。这三方面的证据均指示沉积环境具有还原的特征。准噶尔盆地南缘东段沉积相带沿NW SE方向长条形分布,从左至右依次为滨浅湖相—深湖半深湖相—滨浅湖相,由于研究区位置为准噶尔盆地南缘东段米东区,研究范围较小,整体处于盆地沉积沉降中心,为深湖半深湖亚相。这有利于还原环境的形成,也有利于泥页岩成岩过程中有机质的保存、聚积与转化,同时也为泥页岩的稳定分布提供很好的沉积环境。研究区内泥页岩总厚度介于697~851m之间,总体厚度在600m以上,自北东向西南方向逐渐增厚,最厚的位置处于榆树沟位置(851m),厚度最薄的地方处于芦草沟(697m),靠近乌鲁木齐市的小向斜内泥页岩连续分布,厚度稳定。米东区泥页岩厚度远大15米的标准,这为水平井钻井及分段压裂提供很好的条件,也为研究区拥有足够的有机质和充足的储集空间提供了保证。研究区目的层埋深具有如下特征:从乌鲁木齐至芦草沟之间为一较为宽缓的向斜,向斜内无大的断层影响,芦草沟组上覆地层为二叠系红雁池组、三叠系仓房沟群及小泉沟群。经过大剖面的测制,计算得出向斜核部芦草沟组上覆地层累计厚度处于1320~1850m之间,埋藏深度适中,有利于页岩油气的保存及开发;向斜之后往东为芦草沟、大东沟及三工河,这三条沟所控制的地区,断层、褶皱极为发育,地层倾角非常大,地层被分隔的非常零散,目的层埋深变化非常大,不利于页岩气藏的形成。总体而言,准噶尔盆地南缘米东区芦草沟组烃源岩有机质丰度较高,综合评价为好烃源岩。总有机碳含量平均值达到5%以上,已经远远超过页岩气生成有机碳含量最低限度2%的标准,干酪根质量很好。横向上从左至右,米东区芦草沟组有机碳含量(TOC)平均值从4.12%逐渐增大到6.10%,规律性非常明显,也许是由于往三工河方向水体逐渐加深,还原环境更强,有机质保存更好等原因造成的。芦草沟组下段、中段、上段,综合评价为好烃源岩。TOC含量中段最好,下段次之,上段最差,干酪根质量普遍很好。从整体来看准噶尔盆地米东区芦草沟组泥页岩,腐泥组和壳质组含量很高,反应了较好的生油潜力;镜质组也有一般的含量,其代表了一定量高等植物母质的输入,可能是原地水生高等植物,也可能是异源陆上输入;惰质组在有些样品中含量突出,其他含量一般,在一定程度上指示该层段有机质较差、氧化程度较高。该研究区干酪根从Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ型干酪根均有分布,Ⅱ型干酪根占主体部分,其次为Ⅲ型。上段主要为Ⅱ干酪根2,其所占比较为该段样品总数的60%,其次为Ⅱ1和Ⅲ型干酪根,Ⅱ1和Ⅲ型干酪根各占20%;中段无测试成功样品;下段为Ⅱ2、Ⅲ型干酪根,其所占比例均为50%。通过原子比及显微组分划分干酪根类型,该区以Ⅱ型干酪根为主,Ⅰ型为辅。研究区芦草沟组黑色页岩中有机质中镜质体反射率(Ro)介于0.62%~1.19%之间,样品为26个,平均值为0.79%,处于热成熟阶段,以生油为主,可能为良好的页岩油发育区。处于此种成熟阶段的烃源岩,生成少量重烃气,甲烷基本不产生,不是非常好的页岩气源岩。纵向上由浅至深,成熟度值达到(Ro0.70%)的样品有逐渐增大的趋势。
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【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P618.13

【参考文献】