渤海湾盆地生物气成藏过程中散失作用研究

论文摘要

散失控制了生物气分布和富集,但生物气成藏过程中散失作用是目前研究的空白。渤海湾盆地发现多种成因生物气,这些生物气的充注和散失过程复杂,明确不同成因类型生物气成藏过程中的散失方式,量化生物气散失行为是亟待解决的科学和实际问题。以天然气地质学和油气地球化学理论为指导,分析了生物气地球化学特征,并划分了生物气成因类型,并分析了不同成因类型生物气的成藏特征。研究认为,渤海湾盆地生物气主要有原生生物气、后生生物气和原油降解气。富有机质的未熟烃源岩是原生生物气成藏的物质基础,散失作用控制其富集程度。后生生物气形成的必要条件是烃源岩重新回到微生物作用带以及地表水侵入。沿断层下渗地表水与原油的相互作用控制了原油生物降解气生成,还认为断层活动与封闭性控制了后生生物气和原油降解气的散失。以成藏动力学和天然气运移理论为指导,分析了阳信沙一段原生生物气藏、单家寺新近系原油降解气藏和柳泉沙三段后生生物气藏的散失过程,建立了不同成因类型生物气的散失地质模型和相应的数学模型。研究发现,原生生物气主要散失方式包括沿盖层渗漏、沿输导层渗漏和垂向扩散,其中沿盖层渗漏对气藏破坏作用巨大,其散失速率可达10-310-1m3/s,能使一个工业规模气藏在短时间内渗漏殆尽。侧向渗漏是原生生物气成藏过程中最重要的散失方式,其散失速率约为10-410-3m3/s,控制了原生生物气藏的成藏效率。垂向扩散对生物气藏破坏作用较小,扩散速率仅10-710-6m3/s,仅能改变生物气在纵向分布。沿断层散失是原油降解气和后生生物气散失的主要方式,断层活动时生物气沿断层伴生裂隙以压管流方式高速散失。对单家寺原油降解气在断层活动时沿伴生裂隙的散失进行评价,其散失速率高达0.11.5m3/s,生物气不能成藏。断层停止活动后,生物气沿着断层破碎带的派生裂缝以达西流方式低速散失,较断层活动时大大降低,散失速率约10-610-5m3/Ma,且随埋深增加,派生裂缝在压实和胶结作用下逐渐愈合,散失速率也逐渐降低,这有利于原油降解气和后生生物气在晚期成藏。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 课题来源及选题目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究思路与主要研究内容
• 1.4 主要工作量及创新性成果与认识
• 第2章 生物气成因类型与成藏特征
• 2.1 生物气成因类型
• 2.1.1 地球化学特征
• 2.1.2 生物气成因分类
• 2.2 不同成因类型生物气分布
• 2.2.1 济阳坳陷
• 2.2.2 辽河坳陷
• 2.2.3 黄骅坳陷
• 2.2.4 其他地区
• 2.3 不同成因生物气成藏特征
• 2.3.1 原生生物气
• 2.3.2 后生生物气
• 2.3.3 原油降解气
• 第3章 原生生物气成藏与散失
• 3.1 原生生物气成藏过程
• 3.1.1 气源特征与生气过程
• 3.1.2 储盖组合特征
• 3.1.3 原生生物气成藏过程
• 3.2 原生生物气散失地质模型
• 3.2.1 圈闭要素与动态演化
• 3.2.2 储盖组合有效性与生物气分布
• 3.2.3 原生生物气散失方式
• 3.3 原生生物气散失数学模型
• 3.3.1 盖层渗漏
• 3.3.2 侧向渗漏
• 3.3.3 分子扩散
• 3.4 阳信原生生物气散失评价
• 3.4.1 侧向渗漏评价
• 3.4.2 分子扩散评价
• 3.4.3 生物气充注-散失模式
• 第4章 原油降解气成藏与散失
• 4.1 原油降解气成藏过程
• 4.1.1 油气水分布
• 4.1.2 断-水-油耦合与原油降解气生成
• 4.2 原油降解气散失地质模型
• 4.2.1 储盖组合有效性
• 4.2.2 断层活动性和封闭性
• 4.2.3 断层破碎带结构特征
• 4.2.4 断层与原油降解气成藏与散失
• 4.3 生物气断层渗漏数学模型
• 4.3.1 生物气断层散失模型
• 4.3.2 模型参数求取
• 4.4 单家寺原油降解气散失评价
• 4.4.1 气藏沿断层散失评价
• 4.4.2 原油降解气充注-散失模式
• 第5章 后生生物气成藏与散失
• 5.1 柳泉后生生物成藏过程
• 5.1.1 抬升到微生物作用带的烃源岩
• 5.1.2 地表水侵入形成后生生物气生成区
• 5.1.3 后生生物气生成量评价
• 5.1.4 后生生物气的成因过程
• 5.2 后生生物气散失地质模型
• 5.2.1 储盖组合与后生生物气分布
• 5.2.2 断层活动和封闭性
• 5.3 后生生物气断层散失评价
• 5.3.1 断层结构和物性
• 5.3.2 断块气藏沿断层渗漏量评价
• 5.3.3 柳泉后生生物气成藏和散失过程
• 结论
• 参考文献
• 攻读博士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 作者简介