渭河盆地天然气及氦气成藏条件与资源量预测

【摘要】：渭河盆地位于陕西省中部,是新生代断陷盆地。该盆地具有丰富的天然气资源,但由于地质条件不明,开采方式不当,研究方法不系统等条件的制约,至今尚未找到天然气的有利富集区。本文以天然气的形成方式以及成藏条件为理论基础,结合野外地质调研、样品采集分析、室内数据处理、图件编制等方法,以天然气成藏的控制因素为主线,对渭河盆地天然气的类型、成藏模式、分布规律以及资源量进行了系统的研究。渭河盆地天然气可以分为富氦天然气和生物成因气两类。天然气样品组分分析结果表明,该区天然气中甲烷含量相对较低,普遍集中在10-20%之间,仅来自渭南的样品表现出极高的甲烷含量,可达到90%以上。天然气中氦气含量介于0.3-3%的样品占到了样品总数的78.7%,远高于工业标准的0.1%。碳同位素分析结果表明,样品的δ13C1值多介于-43~-10‰,以煤成气为主,混有少量的无机成因气;来自渭南的样品δ13C1值均小于-55‰为生物气。氦同位素分析结果表明,样品的3He/4He的值介于2.2-78×10-8之间,为壳源成因氦。对天然气组分及成因进行综合分析的结果表明,该区富氦天然气多与煤成气共存,生物成因气几乎不含有氦气。渭河盆地的氦气源岩为富铀花岗岩,放射性元素含量分析结果表明,蓝田花岗岩体和牧护关花岗岩体的平均含铀量分别为6.9×10-6和6.1×10-6,是本区氦气的主要源岩。氦气的主要储集层位为中孔、中渗的灞河—蓝田组;圈闭类型以构造圈闭为主,分布于盆地的南部;生成的氦气溶解于不同类型的热流体中沿着断裂构造运移,在储层、圈闭、盖层配合良好的条件下聚集成藏。在以上研究的基础上,总结出四种氦气成藏模式,分别为对流型正断层圈闭成藏模式、对流—传导型断块圈闭成藏模式、传导型断鼻圈闭成藏模式和传导型地层圈闭成藏模式,并认为华阴市、周至县和咸阳—西安地区是氦气分布的有利区,计算出本区氦气的生成量为6.58亿m3。渭河盆地生物气的源岩为固市凹陷张家坡组泥岩。其有机碳平均含量0.46%,氯仿沥青“A”含量平均0.041%,H/C原子比值为1.4左右,最高热解峰温平均值为427℃,镜质体反射率平均值为0.56%,说明源岩正处于干酪根演化的未熟—低熟阶段。干酪根显微组分以腐殖无定形体为主,腐泥无定形体次之,含少量的无结构镜质体,为Ⅱ1型干酪根。该区生物气主要形成于张4段,向上运移至砂岩相对发育的张1段—张3段,在砂岩上倾尖灭圈闭中聚集成藏,属于自生自盖的岩性圈闭生物气藏,主要分布于固市凹陷的南部地区,采用“生气率法”计算出该区生物气的生成量为28.35×1012m3,资源量为1417.5×108m3。综上分析认为,渭河盆地是多成分天然气共存的资源复合型盆地,具有很好的资源潜力,应加强对该区氦气及生物气的进一步研究,为我国未来天然气事业的发展做出贡献。 【关键词】：渭河盆地 富氦天然气 生物气 成藏模式 资源分布有利区 资源量
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P618.13
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-31
• 1.1 选题目的与意义10-12
• 1.1.1 选题目的10
• 1.1.2 选题背景及意义10-12
• 1.2 研究现状及存在的问题12-27
• 1.2.1 氦气研究现状12-19
• 1.2.2 生物气研究现状19-23
• 1.2.3 天然气成藏研究现状23-26
• 1.2.4 研究区存在的问题26-27
• 1.3 研究内容和技术路线27-28
• 1.3.1 研究内容27
• 1.3.2 技术路线27-28
• 1.4 主要成果与创新点28-30
• 1.4.1 研究成果28-29
• 1.4.2 主要创新点29-30
• 1.5 主要完成的工作量30-31
• 第二章 渭河盆地基础地质条件31-49
• 2.1 盆地构造演化特征31-36
• 2.1.1 区域构造背景31-34
• 2.1.2 盆地构造演化过程34-36
• 2.2 地层及沉积特征36-40
• 2.2.1 地层特征36-38
• 2.2.2 沉积特征38-40
• 2.3 水文地质特征40-43
• 2.3.1 水源及水动力环境40-41
• 2.3.2 水化学类型41-43
• 2.4 地热场特征43-49
• 2.4.1 盆地热源43-46
• 2.4.2 地温特征46-49
• 第三章 天然气及气源岩地球化学特征49-80
• 3.1 天然气地球化学特征49-68
• 3.1.1 天然气组分特征49-54
• 3.1.2 天然气碳同位素特征54-58
• 3.1.3 天然气中甲烷的成因类型及分布特征58-64
• 3.1.4 天然气中氦气的成因类型及分布特征64-68
• 3.1.5 渭河盆地天然气资源类型68
• 3.2 气源岩地球化学特征68-80
• 3.2.1 生物气源岩地球化学特征68-73
• 3.2.2 氦气源岩地球化学特征73-80
• 第四章 渭河盆地天然气成藏特征80-111
• 4.1 氦气成藏条件80-91
• 4.1.1 储层特征80-83
• 4.1.2 圈闭条件83-85
• 4.1.3 盖层特征85-86
• 4.1.4 氦气的运移和保存86-91
• 4.2 生物气成藏条件91-102
• 4.2.1 生物气形成的有利条件91-95
• 4.2.2 生物气的储、盖条件95-100
• 4.2.3 生物气的运移和保存100-102
• 4.3 天然气成藏模式102-111
• 4.3.1 富氦气藏形成过程102-106
• 4.3.2 氦气成藏模式106-108
• 4.3.3 生物气成藏模式108-111
• 第五章 渭河盆地天然气分布规律及资源量111-130
• 5.1 影响天然气分布的主控因素111-118
• 5.1.1 影响氦气分布的主控因素111-116
• 5.1.2 影响生物气分布的主控因素116-118
• 5.2 渭河盆地天然气分布规律118-124
• 5.2.1 氦气分布有利区预测118-123
• 5.2.2 生物气分布有利区预测123-124
• 5.3 渭河盆地天然气资源量124-130
• 5.3.1 氦气资源量计算124-128
• 5.3.2 生物气资源量计算128-130
• 结论130-132
• 参考文献132-152
• 攻读博士学位期间取得的研究成果152-153
• 致谢153

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