准噶尔盆地南缘八道湾组煤层气储层物性特征及富集模式

发布时间：2020-11-22 06:16

　　 本论文以准噶尔盆地南缘地区为研究区,开展了煤层气地质与储层综合研究工作,采集区内煤矿与煤层气井下煤岩样品,进行煤岩煤质、显微组分、扫描电镜、压汞实验、液氮吸/脱附实验和等温吸附等系统性实验。结合地质资料和煤层气测井、录井、试井及测试资料,分析了准噶尔盆地南缘地区煤层气地质、储层物性特征和含气性特征,探究成藏演化过程对煤层气储层物性及含气性的控制机理,建立了煤层气富集成藏模式,取得主要成果和认识如下:(1)通过系统研究区域构造地质特征、含煤地层沉积特征、水文地质特征和煤储层发育及展布特征,阐明了准南地区煤层气地质特征。(2)基于压汞实验、液氮吸/脱附实验和扫描电镜等实验,定量表征了煤孔隙分布、形态与结构特征及对渗透性的影响,系统揭示了煤储层吸附孔和渗流孔的分形特征,研究表明伴随煤体结构被破坏的程度增大,比表面积、孔体积和分形维数均呈增大趋势,孔隙结构复杂性增强。(3)开展了准南地区埋藏演化史、热史和生烃史的数值模拟,明确该地区煤储层演化特征,并建立煤储层成藏演化模式,揭示了储层埋藏史热史生烃史演化过程对煤储层孔渗特征的影响及生烃过程中阶段生气量对含气性的控制机理。(4)通过利用地球物理测井法,Kim法以及朗缪尔吸附法等多种含气量模型综合预测煤储层含气量,优化并构建了适用于准南地区煤储层含气量的预测模型,并结合实测含气量数据进行验证,效果较好。(5)系统剖析了准南地区煤层气含气性特征、富集规律及成藏主控因素。构建了准南地区煤层气在构造、煤层埋深、顶板岩性等多因素控制下的综合成藏模式,确定了褶皱和断层为煤层气富集的最主要控制因素:向斜轴部逆断层周边向斜周边背斜周边逆断层中心。
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P618.13
【部分图文】：

8图 1-1 研究方案与技术路线1.5 完成工作量在论文开展过程中，先后赴新疆准噶尔盆地南缘地区 10 多个煤矿开展了外地质调查和样品采集工作。对含煤地层裂隙发育情况进行了定量统计，初步析区域裂隙发育特征。对采集的样品进行含气量、工业组分、气体组分、等温附实验、压汞实验、液氮吸脱附实验等各类测试。完成的主要实物工作量见表 1-1。

图 2-1 研究区位置示意图准噶尔聚煤盆地为中新生界大型拗陷盆地,其叠加于晚古生界海陆过渡相沉积盆地之上。盆地是在受南、北、西相邻板块挤压条件下演化发展，在强烈挤压应力下，盆缘山体隆起，并向盆内推覆，产生边缘拗陷，为盆地充填提供了物源条件和堆积空间；在挤压应力相对松弛期，盆地弹性回沉，拗陷范围不断扩张。聚煤盆地就在挤压、松弛期交替变化中演化发展。地层和构造的配置对煤层的形态、连续性和渗透性具有决定作用（Pashin et al., 1998; Frodsham and Gayer, 1999）。准噶尔盆地南缘构造特征导致不同区域煤层气聚集条件存在显著差异，对煤层气的成藏起到了关键作用。表 2-1 准南构造运动与盆地演化关系埋藏阶段 地质年代 构造运动期次 阶段演化特征第一阶段石炭纪-海西期-盆地形成雏形，连续沉积

研究区的区域构造包含北天山褶皱带的两个次一级构造，即乌鲁木齐山前坳陷和博格多复背斜的三级构造单元。乌鲁木齐山前坳陷位于北天山北麓，准噶尔坳陷南缘，呈东西向带状展布，南北宽约 50 km，是在华力西褶皱基底上发育的大规模中-新生界坳陷（刘斌等，2012）。博格多复背斜位于乌鲁木齐以东，七角井以西的博格多山脉，呈东西向展布，南北宽 60-80 km。出露的地层有：三叠系，侏罗系，白垩系，新近系及第四系。随着时代的变迁，坳陷的沉积中心从东向西移动。三叠系时期，昌吉、米泉一带为坳陷最深处。新近系时期，坳陷最深处移至沙湾、安集海一带，沉积厚度达万米。研究区内的断层基本属于阜康断裂带，是由多条断裂构成的复杂构造带。其断裂带由一系列近东西断层组成，这些断层沿博格达山北缘向北弯曲。它基本上是南倾断层，区域断裂包括阜康断裂，妖魔山断裂，三工河断裂等，也发育地层间的中小断裂（吴俊军等，2013）。研究区内的断层多为逆断层，主要为妖魔山逆断层，白杨河逆断层，西沟逆断层和阜康逆断层（图 2-3，图 2-4）。
【参考文献】

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本文编号：2894263