柴达木盆地三湖—一里坪地区天然气地球化学特征及形成机理

发布时间：2020-08-23 14:24

【摘要】：柴达木盆地三湖—一里坪地区是我国著名的生物气产区,随着生物气的探明程度提高、生物气勘探难度加大。近年来,在该区新近系地层中发现丰富的热成因气资源,有望成为天然气勘探的重要接替领域。本文通过开展第四系—新近系烃源岩地球化学特征研究、烃源岩中微生物种类及比例检测、生物气生成机理研究、生物气主力烃源岩产气层段探讨、新近系烃源岩生烃动力学模拟、新近系热成因气生气机理、生烃史、聚集时期研究等工作,取得以下主要研究结论:(1)三湖地区生物气与热成因气生成机理不同,烃源岩中可溶有机质丰度能够客观评价三湖—一里坪地区新近系—第四系生物气烃源岩。新近系—第四系地层中可溶有机质丰度远远大于传统的TOC检测值,对生物气资源评价意义重大。三湖—一里坪地区新近系地层中存在的低温热力降解有机质作用与地层中微生物降解有机质作用相结合,共同为地层中产甲烷菌提供丰富的营养底物。(2)高通量测序技术建立了新近系—第四系地层剖面上与微生物降解有机质相关的菌群种类和相对丰度特征。0~1000m水体中氯离子含量高,水体盐度大,硫酸盐含量较高,较高的盐度和硫酸盐含量强烈抑制了与产甲烷作用相关的菌群的活动;1000m~1750m,随深度增大,水体盐度降低,硫酸盐含量显著减少,嗜盐细菌比例显著降低,产甲烷过程相关的微生物逐渐活跃。1750~2300m井段纤维素—蛋白质分解菌、嗜酸菌、嗜甲基菌活跃,纤维素—蛋白质分解菌的降解作用将为产甲烷活动提供丰富的营养来源。(3)采用生物标志物研究手段系统研究了第四系—新近系地层中产甲烷菌分布特征,结合高通量测序的研究成果、烃源岩有机质丰度、有机质类型、沉积环境、成熟度演化研究,建立三湖地区生物气生成演化剖面,探讨了新近系—第四系生物气的生成机理。1250~1750m纤维素—蛋白质分解菌、嗜酸菌、嗜甲基菌、产甲烷菌明显活跃,显示该段产甲烷作用强烈,为生物气主力产气层段;2300m~3300m地层中产甲烷菌活跃。该层段烃源岩有机质丰度稳定,有机质类型明显变好。该层段低温热力有助于烃源岩中的有机质释放出小分子化合物,为产甲烷菌提供营养底物,为产甲烷菌的主力产气层段。(4)开展新近系烃源岩生烃动力学模拟,结合沉积埋藏史、热史,建立了新近系不同层系烃源岩生烃史模型。N_2~3烃源岩自1.0Ma开始进入生气门限,现今成气转化率仅1%,N_2~2烃源岩自2.8Ma开始生气,现今生气转化率达到7%,N_2~1烃源岩自5.3Ma开始生气,现今生气转化率达到25%。(5)利用碳同位素动力学探讨了新近系热成因气的聚集时期。台深1井区N_2~2底天然气主要聚集了0.4Ma以来所生成的天然气,对应的甲烷转化率约20%,属于阶段聚集成藏。
【学位授予单位】：长江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P618.13
【图文】：

分布图,暗色泥岩,分布图,优质烃源岩

图 3-3 三湖—一里坪地区 N21暗色泥岩分布图Figure 3-3 Distribution of N21dark mudstone in Sanhu-Yiliping area上第三系上油砂山组（N22）也是该区暗色泥岩的主要分布层段，厚度较大布较广。平面上，N22下段优质烃源岩主要分布于碱石山—鸭湖一带，岩性以—深灰色半深湖相泥岩为主，最大地层厚度 900 米；N22上段优质烃源岩段主于三湖地区鸭湖—台南一带，岩性以灰色—深灰色泥岩为主，地层厚度 500图 3-4）。

分布图,暗色泥岩,分布图,优质烃源岩

分布图,暗色泥岩,分布图,有机质丰度

图 3-5 三湖—一里坪地区 N23暗色泥岩分布图Figure 3-5 Distribution of N23dark mudstone in Sanhu-Yiliping area3.3 烃源岩有机质丰度岩石中有机质是油气生成的物质基础，有机质丰度是烃源岩最基础的评价指。多数学者认为在对柴达木盆地第四系、第三系烃源岩评价过程中，既不能直采用我国湖相泥岩评价标准，也不能套用碳酸盐岩评价标准[69,70]。以往柴达木地第三系烃源岩的研究中，多将泥岩和碳酸盐岩的烃源岩评价标准进行综合，定生油岩有机碳下限为 0.25%[71]。本论文中选用有机碳含量、岩石热解参数生潜量和氯仿沥青“A”进行烃源岩有机质丰度评价。同时，针对第四系生物气的有机质丰度研究，选取了可溶有机质含量进行有机质丰度评价。烃源岩 S1+S2参数与 TOC 值之间的关系可以用来指示该区有效烃源岩的最低2]。其解释为：岩石的矿物质在热解分析过程中要吸附烃类物质，在 TOC 小于一值时，岩石中绝大部分可溶烃和热解烃被吸附；当 TOC 达到一定范围，岩石这

【相似文献】