伊宁盆地构造—热演化与上古生界页岩气成藏条件研究

发布时间：2018-01-08 06:30

本文关键词：伊宁盆地构造—热演化与上古生界页岩气成藏条件研究　出处：《西北大学》2015年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：伊宁盆地发育良好的中二叠世晚期铁木里克组湖相暗色泥岩和早石炭世晚期阿克沙克组海相暗色泥岩,已有研究结果表明这两套泥页岩地层具备发育页岩气藏的物质条件。盆地内上古生界非常规页岩油气调查尚未开展过,本次研究以国内外页岩气、地温年代学、泥页岩纳米级微孔隙研究现状与进展、伊宁盆地油气地质勘探程度和伊宁盆地地质概况为基础,立足伊宁盆地野外露头剖面、钻井资料、地震解释资料、样品测试分析结果及前人研究成果等资料,依据钻井地层镜质体反射率Ro随深度的变化、流体包裹体测温等,恢复盆地古地温场。对磷灰石裂变径迹测试结果开展温度—时间反演模拟,探讨伊宁盆地构造—热演化过程；然后依据伊宁盆地古地温梯度、构造—热演化史和钻井地层岩性,运用盆地模拟软件Basinmod恢复盆地埋藏史。分析伊宁盆地页岩气成藏要素：包括烃源岩特征、泥页岩储层特征、盖层发育情况、成藏动力和成藏方式等,综合分析总结伊宁盆地上古生界页岩气成藏条件。伊宁盆地是伊犁—中天山微板块发展演化形的成一个西天山山间盆地,盆内发育4个一级构造单元：伊宁凹陷、尼勒克凹陷、巩乃斯凹陷和阿吾拉勒凸起。伊宁盆地从中新太古代(或古元古代)以来经历了四大演化阶段：基底演化阶段(前南华纪)、超大陆裂解及洋陆演化阶段(南华纪—中泥盆纪)、后造山板内伸展阶段(晚泥盆世—早二叠世)及陆内演化阶段(中二叠世—现今)。伊宁盆地陆内演化阶段依据二叠纪以来伊宁盆地的属性变化,分为二叠纪陆内裂谷盆地演化期和中新生代陆内坳陷盆地演化期。结合伊宁盆地构造—热演化、剥蚀厚度恢复、古地温场恢复、沉降史、钻孔岩性与分层以及暗色泥页岩地球化学参数等,运用Basinmod盆地模拟软件恢复了宁4井、宁3井埋藏史和热史,伊宁盆地二叠纪以来主要经历了4个构造沉降—抬升剥蚀阶段,中二叠世—三叠纪初期沉降率最大,二叠纪末期短暂抬升,隆升幅度小：早三叠世—晚白垩世早期盆地较快速沉降,早白垩世晚期伊宁地区发生大规模的隆升剥蚀,剥蚀量较大；晚白垩世早期—古近纪末期沉降速率减小,古近纪末期24Ma左右受喜马拉雅运动影响短暂快速隆升；新近纪早期—更新世晚期缓慢沉降,现今盆地处于剥蚀状态。铁木里克组暗色泥岩主体为深湖—半深湖相黑一深灰色钙质泥岩、泥灰岩及灰黑色页岩、泥岩,暗色泥岩的厚度大多在150-600m,陆源高等植物为主要生源,沉积环境为半咸水且水体分层不强的缺氧还原环境。烃源岩有机质丰度较高,有机碳(TOC)含量平均为1.86%,生烃潜量S1+S2平均为1.79 mg/g,且具有从南部向北部依次增好的趋势。干酪根类型以Ⅲ型为主,部分Ⅱ2型干酪根。伊宁盆地目前热演化程度呈现从盆地周缘向盆地中心逐渐增高的趋势,盆地周缘Ro在0.8%左右,盆地中部Ro加权平均为1.29%。阿克沙克组暗色泥岩为海湾沉积环境,在伊宁南-察布查尔东南部和尼勒克东北两个区域较厚,残余厚度大于130m。有机碳(TOC)含量平均值为1.2%,干酪根类型以Ⅲ型-Ⅱ2型为主。阿克沙克组Ro值在1.56～2.47%,加权平均为1.72%,烃源岩已经进入高成熟—过成熟阶段。铁木里克组泥页岩脆性矿物含量平均为68.8%,泥页岩中的孔隙以有机质生烃体积缩小形成的微孔隙为主,同时发育有机质生烃产生的水平微裂缝,也可见构造力形成的垂直泥页岩层高角度裂缝。泥页岩孔隙度为2.3-3.1%,平均为2.7%；渗透率为0.002-0.008md,平均为0.005md。伊宁盆地中二叠世铁木里克组存在异常过剩压力,中侏罗世伊宁盆地上古生界进入大量生干气阶段,泥页岩层中广泛发育超压。纵向上因暗色泥岩段厚度变大岩性变纯和热演化程度较高等原因出现若干异常压力突然增高的压力层段,且较高的过剩异常压力具有较好的横向连续性,在盆地伊宁凹陷中央洼陷带形成若干个高异常流体压力封存箱,对泥页岩排烃与页岩气的成藏提供了动力条件。伊宁盆地暗色泥页岩生烃、排烃和充注具有幕式特点,存在两次较大的生排烃和油气充注过程。伊宁盆地异常过剩异常压力是烃源岩排烃主要动力,含烃流体的过剩压力值达到地层的破裂压力或先存裂隙的开启压力时,泥页岩中产生大量处于开启状态的微裂缝,含烃高压流体以瞬态方式排出,存在多个生烃增压→地层破裂→烃类排出成藏的幕式过程。沸腾包裹体和次生盐水包裹体均一温度显示伊宁盆地页岩气幕式成藏,次生盐水包裹体均一温度分布特征显示：一次温度集中在80～130℃,代表了早三叠世—中侏罗世烃源岩因构造沉降速率大而迅速增温大量生油：另一次温度集中在160-180℃,代表了侏罗末期—早白垩世早期盆地构造沉降达到最大值左右时候的大量天然气生成。制作了含油气系统相关的图表来系统分析伊宁盆地上古生界页岩气成藏条件,认为伊宁盆地上古生界铁木里克组具有优越的页岩气成藏条件,阿克沙克组页岩气成藏条件次之。
[Abstract]:This paper is based on the characteristics of shale gas , geotemperature chronology , reservoir development , reservoir dynamics and reservoir formation in Yining basin . Based on the changes of the characteristics of the Yining basin since the Permian period , the sedimentary history and thermal history of the Early Cretaceous - Late Cretaceous have been reduced in the Early Triassic - Late Cretaceous period . The average value of the organic carbon ( TOC ) is 1 . 2 % . The average value of organic carbon ( TOC ) is 1 . 2 % . In this paper , a series of high abnormal fluid pressure seal boxes are formed in the middle depression belt in the Yining basin . The porosity of the shale gas is 2.3 - 3.1 % , the average is 2.7 % , the permeability is 0.002 - 0.008 md , the average value is 0.005md . The porosity of the hydrocarbon - bearing fluid is from 0 . 002 - 0 . 8 md , the average is 0 . 005md .

【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P618.13

【参考文献】