中国海域煤层生气作用及其对煤系气成藏的贡献

发布时间：2020-10-26 00:24

　　 我国近海海域天然气资源丰富,但长期研究与勘探关注的重点在于常规油气,将煤系地层主要视为烃源岩层系。然而,煤层及煤系致密砂岩同样是良好的油气储层,我国海域天然气主要赋存层系为新生代煤系,非常规天然气资源潜力巨大。基于此,本文采用煤系气共生共探共采的前缘思路,首次探讨了我国海域新生界煤系气共生成藏的主要特点和机理,提出了改变天然气勘探的思路和建议。我国海域新生代主聚煤期为始新世~渐新世,均出现在断陷阶段末期。研究发现,东海盆地平湖组聚煤作用优于花港组,西湖凹陷煤系主要形成于滨海三角洲体系;琼东南盆地崖城组聚煤作用优于陵水组,沉积环境以扇三角洲-泻湖-潮坪体系为主;珠江口盆地恩平组聚煤作用优于珠海组,以河流-(扇)三角洲体系沉积为主。在此沉积-构造背景控制下,我国海域新生代煤层发育特点是层数多而厚度薄,与泥岩和砂岩频繁互层,硫含量和灰分产率较高;煤层富镜质组、低壳质组和贫惰质组,以生气为主;煤系烃源岩一般处于成熟阶段,部分达到过成熟~高成熟阶段,东海盆地西湖凹陷煤层生气转化率以及生烃量优于南海琼东南盆地和珠江口盆地。我国海域新生界煤层埋深一般超过3000m,地层压力多处于超压状态,属于典型的深部高压煤储层。针对这一地质特点,考虑煤级、灰分产率等影响因素,基于较高温度压力的等温吸附实验模拟,首次建立了我国海域深部煤层含气量预测模型。结果显示,我国海域盆地深部乃至超深部(埋深4000~5000m)煤层中不同相态气的分配比例随深度而发生变化。埋深增加,吸附气对地层温度和压力的响应减弱,吸附气量在煤层总含气量中占比减小,游离气成为煤层含气量的主要构成。对比研究认为,琼东南盆地崖城地区含煤地层发育特点类似于澳大利亚苏拉特盆地,煤层、泥岩、致密砂岩多而薄且频繁互层,构成吸附气与游离气共生的复合型煤系气藏。频繁互层的煤层和致密砂岩为储层孔缝发育及压裂改造提供了有利的地质基础,频繁互层产出的泥岩层形成了优质的内幕封盖保存条件,煤层生气作用提供了充足的气源。研究提出,我国海域煤系天然气勘探需要采用新的思路,摆脱常规勘探开发的方式方法,平面上寻找互层率和砂地比高的区域,垂向上以煤系气系统为基本的开发地质单元。
【学位单位】：中国矿业大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P618.13
【部分图文】：

图 1-1 论文研究流程和技术方法Figure1-1 The technical route and research flow chart第二阶段，资料汇总整理，样品分析测试（1）分析收集到的文献资料和测试报告。利用资料分析成果，绘制地层综状图、剖面图、煤层厚度等值线图等图件，总结海域煤层展布规律；将内部资前人发表的数据资料整理，分析海域煤层物性特征、地化特征及生烃潜力等。收集到的资料，分析岩相古地理演化，沉积环境演化、构造运动，结合气候和作用，提炼出海域聚煤规律，重点是分析海域煤层的发育特点的时空展布规律（2）根据整理资料中不足的实验和分类的样品，制定实验方案，进行样品。整理样品，进行基础性质测试，包括煤样工业分析、镜质组反射率测定、显分定量分析、包裹体测温实验、加水热模拟实验等。重点是等温吸附实验的设计，这是预测深部~超深部地层的关键，煤层的吸不仅自身的性质相关，更受外界温压的影响显著。考虑海域煤层埋藏普遍较深层温度（普遍大于 160℃）和压力（普遍大于 30MPa）均明显大于陆域的大部

20图 2-1 中国近海新生代沉积盆地分布图（刘光鼎等，2007；张功成等，2013b；吴建生等2014；朱伟林等，2015 修改）igure 2-1 Distribution of Cenozoic sedimentary basins in China’s offshore waters (Modified froLiu etal., 2007; Zhang et al., 2013; Wu et al., 2014; Zhu., 2015)

图 2-2 中国近海板块构造活动与近海盆地发育过程（朱伟林等，2015）Figure 2-2 Evolution of plate tectonics and offshore basins in China（Zhu et al, 2015）盆地发育过程发生变化，大致可归纳为：渤海湾盆地、南黄海海域。郯庐断裂带和兰聊断裂受到太平洋板块俯冲方向的影响，由原来的左旋走滑转变为右旋走滑（李运振等，2010；朱伟林等，201地虽处于欧亚板块内部，但处于这两条基地走滑断裂之间，渤海湾盆地受其影始以小角度斜向拉分形式伸展，盆地更开阔，形成近 EW 向和 NE 向的伸展断控制盆地的沉降。太平洋板块俯冲方向转变对渤海湾盆地的影响是改变控盆断走滑方向进而间接影响了盆地断裂的伸展方向。南海海域。珠江口盆地和琼东南盆地的发育受印度板块与欧亚板块全面碰撞入的推动。古南海受板块运动的影响继续向南俯冲，华南陆缘岩石圈拉伸减薄石圈的变形逐渐向海域迁移，岩石圈在 32Ma 时破裂，洋壳出露，新南海形成石圈的拉伸变形开始集中在扩张洋中脊，古南海琼东南盆地雏形形成，同时，部的珠江口盆地开始进入裂后期演化阶段，早期南海及其周缘构造格局改变。海盆地是在一系列走滑断裂控制条件下发展起来的盆地（雷超等，2011；朱伟
【参考文献】

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本文编号：2856198