大庆长垣以西地区源岩菌解气资源评价与富集层段识别

发布时间：2020-07-30 01:10

【摘要】：源岩菌解气是指气源岩内的沉积有机质在未成熟阶段,由厌氧细菌的生物化学作用形成的天然气。松辽盆地是一个大型陆相沉积盆地,沉积了以青一段、青二段、嫩一段、嫩二段为主的湖相暗色泥岩,由于大部分泥岩处于未成熟-低成熟阶段,因而具有极大的生物气资源潜力。大庆长垣以西地区已知的80余口地热水井中几乎均有大量天然气溢出。经化验与综合分析,判断其类型属于源岩菌解气。考虑到浅层富集的天然气可能对地下施工带来威胁,因此有必要对源岩菌解气资源进行评价,并对浅层富集层段进行预测。本文以大庆长垣以西地区为研究区,以800m以浅的地层为目的层。鉴于四方台组及以上层位无测井及含气饱和度数据,而源岩数据则较为详实,因此采用成因法对气源岩生气量进行评价。通过对源岩菌解气成因机理的分析,合理地修正的生气量计算模型。对气源岩的生气量与排气量进行计算,并获得了平面上的排气强度。将其作为重要依据,优选有利区,开展浅层砂体预测以及含气性检测工作,建立气水层识别的测井解释图版,明确油田目的层内的含气情况。最后以实际钻井资料进行验证,并揭示四方台组以浅地层的含气情况。生气量计算所需的参数中:有机碳产气率的求取综合考虑了温度的地史演化、氧化还原条件、有机质组成条件、酸碱度和矿化度对有机碳产气率的影响,对前人提出的产气率计算模型进行修正;原始有机碳恢复系数的求取是根据碳元素质量守恒法,建立了有机碳恢复系数与有机碳产气率和二氧化碳含量三者之间的计算关系;源岩密度的求取是通过统计测井密度与埋深数据之间的关系,初步建立了松辽盆地北部源岩在成岩作用阶段密度-埋深的计算模型。进一步地,求取了排气量与排气强度,为源岩菌解气平面有利区预测提供了气源依据。利用地质统计学井震反演技术,有效预测浅部含气砂层分布,建立了针对长垣以西地区水溶气识别的横向及标准测井系列解释图版,准确率分别达到90.2%与94.1%,并得到实际钻井进一步验证。并确定浅层源岩菌解气富集层段。研究结果表明:研究区内地热水伴生气中C1/(C1~C5)在99%以上,甲烷中δ13C值在-72.21‰~-57.11‰之间,结合原油分布与运移条件,判断天然气类型属于源岩菌解型生物气。水溶气井口测试确定了水溶气丰度值在0.23~0.37m3/m3之间。利用修正后的源岩菌解气计算模型计算得到研究区四套主要源岩层位的总生气量约为18.25×1012m3。进一步计算源内滞留气含量之后,确定总排气量为6.86×1012m3,总排气效率为0.38。选择江桥南区块和白音诺勒区块为有利区,利用储层砂体反演技术,可以有效地预测800m以浅储层的砂体分布,各层位砂体厚度预测吻合率一般在90%以上。实际钻探结果揭示了测井含气性解释图版可以有效地识别含气储层,预测准确率在90%以上;研究区源岩菌解气多以水溶气形式富存,因此地震资料烃类检测手段在本区并不适用。研究区内源岩菌解气的富集层段除油田目的层(青山口组、姚家组和嫩江组)之外,还有更浅的四方台组和明水组地层;而大安组和泰康组含气情况不佳。
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P618.13
【图文】：

10图 0.1 技术路线图Fig. 0.1 Technical road0.5 主要成果1. 完善了针对生物气源岩的有机碳产气率计算模型。综合考虑了温度的地史演化、氧化还原条件、有机质组成条件、酸碱度和矿化度因素对生物气有机碳产气率的影响，并以柴达木盆地生物模拟实验数据为依据，对前人的有机碳产气率计算模型进行了修正。2. 建立了针对生物气源岩的有机碳恢复系数的计算模型。利用碳元素质量守恒法获得有机碳恢复系数与有机碳产气率与二氧化碳含量之间的计算关系。对原始有机碳的合理恢复，为更准确地计算生气量奠定了基础。

12图 1.1 松辽盆地构造单元划分图及研究区范围（据大庆油田勘探开发研究院）Fig.1.1 Division of tectonic units and research area in Songliao Basin松辽盆地位于我国的东北部，是中新生代的大型陆相沉积盆地。该盆地北部可6 个Ⅰ级构造单元，即西部斜坡区、北部倾没区、中央坳陷区、东北隆起区、东、西南隆起区（图 1.1）。进一步又可以划分为 32 个Ⅱ级构造单元[39]。研究区在构造位置上处于大庆长垣西部，位于西部斜坡区、北部倾没区和中央交汇地带，面积 1.5 万平方公里。涵盖的Ⅱ级构造单元主要包括：泰康隆起带

图 1.2 松辽盆地演化模式图（据大庆石油地质志，1993）lution pattern of Songliao Basin (According to Daqing Petroleum Geolog积特征早期的断陷阶段，构造运动以断裂作用为主，形成了一系列断陷盆地中不同程度地发育着火山岩、火山碎屑岩，以及河较大，自下而上分别为火石岭组、沙河子组、营城组、登娄动以沉降为主，沉降幅度与沉积范围均规模巨大，先后沉积、青山口组、姚家组与嫩江组。盆地萎缩阶段，构造运动趋

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