川东北飞仙关组鲕滩气藏天然气成因特征及其生成动力学研究

【摘要】： 四川盆地东北部飞仙关组一系列大型、特大型鲕滩气藏的发现，显示出该区巨大的勘探潜力和良好的勘探前景，有关鲕滩天然气的成因、来源及成藏等问题，是当前油气地质学研究的热点之一。 本文运用有机岩石学、有机地球化学、催化加氢热解、GC-IRMS等方法和技术，深入研究川东北飞仙关组储层固体沥青及可能烃源岩的地球化学特征。飞仙关组储层固体沥青的高温热变质成因是古油藏原油发生裂解的证据和标志。可溶有机质饱和烃、芳烃生物标志物对比表明，上二叠长兴组烃源岩是主要来源，飞仙关组、下志留统烃源岩亦有贡献；催化加氢产物饱和烃及其正构烷烃单体碳同位素组成显示，飞仙关组海槽相烃源岩对飞仙关组气藏有贡献。 实现了高压封闭体系下原油及其沥青质裂解模拟实验，并从气态烃产率及碳同位素演化、焦沥青的生成等方面进行比较二者生气机理的异同。原油和沥青质裂解气各组分及焦沥青的产率变化类似；完全发生裂解时，沥青质裂解的总气体产率为原油裂解的50％，原油裂解和沥青质裂解生成总气体和焦沥青的质量比值分别为6：4和3：7；裂解过程中，气态烃碳同位素δ~(13)C值基本存在关系δ~(13)C_1＜δ~(13)C_2＜δ~(13)C_3，且原油裂解气各组分(C_1～C_3)碳同位素δ~(13)C值轻于沥青质裂解气的相应组分。 对海相原油裂解生成的气、液、固三相产物(总气体、残余液烃、固态焦沥青)进行定量分析，在实验数据和生烃动力学计算的基础上，回归拟合出原油裂解过程中气、液、固态产物产率变化的相关关系式。据此建立了从储层固体沥青入手的、适合原油裂解成因天然气资源量的预测模型，并建立了基于质量守恒原理的验证公式。该模型的提出，将为我国高-过成熟海相碳酸盐岩地区天然气资源评价和古油藏恢复提供新的思路和启发，可望具有较好的应用价值。 结合飞仙关组的埋藏史、古地温史、构造演化以及储集条件等地质因素，将实验结果外推至地质条件下，建立了古油藏原油裂解生气的动力学地质模型，进而恢复鲕滩天然气生成及成藏的动态过程。通过解剖典型鲕滩气藏，建立其成藏地质模式，总结了鲕滩天然气富集成藏的规律。 【关键词】：鲕滩气藏 固体沥青 原油裂解 生烃动力学 川东北
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（广州地球化学研究所）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：P618.13
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-14
• 一、研究背景及选题意义9-11
• 二、研究思路、内容和技术路线11-13
• 三、完成的主要工作量13-14
• 第一章 鲕滩气藏天然气成因特征──来自天然气组分及碳同位素组成的信息14-20
• 第一节 天然气组成特征14-16
• 第二节 天然气碳同位素组成特征16-18
• 第三节 TSR 对鲕滩气藏天然气的改造18-19
• 第四节 小结19-20
• 第二章 鲕滩气藏天然气成因特征──来自储层固体沥青的信息20-40
• 第一节 样品和实验方法20-25
• 第二节 储层固体沥青的赋存状态及成因类型25-28
• 第三节 可溶有机组分地球化学特征28-36
• 第四节 不溶组分催化加氢实验36-39
• 第五节 小结39-40
• 第三章 原油及其沥青质裂解生气模拟实验40-61
• 第一节 样品和实验方法40-44
• 第二节 原油裂解模拟实验结果44-49
• 第三节 沥青质裂解模拟实验结果49-53
• 第四节 原油与沥青质裂解生气特征对比53-59
• 第五节 小结59-61
• 第四章 原油裂解气资源量预测模型及其应用61-73
• 第一节 原油裂解过程中的物质平衡计算61-67
• 第二节 原油裂解气资源量预测模型的建立67-69
• 第三节 川东北飞仙关组原油裂解气资源量预测69-71
• 第四节 小结71-73
• 第五章 鲕滩气藏天然气生成动力学与成藏模式73-92
• 第一节 鲕滩气藏的地质背景73-78
• 第二节 古油藏原油裂解的动力学地质模型78-84
• 第三节 典型鲕滩气藏成藏模式及其富集规律84-92
• 第六章 结论92-95
• 一、主要结论和认识92-93
• 二、创新之处93-94
• 三、不足之处与研究展望94-95
• 参考文献95-105
• 博士期间已(待)发表的文105-106
• 致谢106-107

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