南祁连盆地构造-热演化及天然气水合物气源条件

摘要

天然气水合物(Natural Gas Hydrate,简称Gas Hydrate)分布于深海沉积物或陆域的永冻土中,由水和天然气在高压低温条件下形成的类冰状的、笼形结晶化合物,遇火即可燃烧.这是一种新型的潜在能源,全球远景资源量达到2.1×1015m3,是煤炭、石油和天然气资源总量的两倍,具有巨大的能源潜力,被认为是人类未来理想的替代能源之一.本文以烃源岩主要分布地区的南祁连盆地为研究对象，首先对该地区的热史进行研究，再以此为基础，研究该地区的成熟度史及生排烃史，最后讨论祁连山冻土区天然气水合物气源条件。本次研究主要通过建立人工井，采用古温标-镜质体反射率对该盆地的构造-热演化进行了恢复，并利用先进的盆地模拟技术对该盆地主要烃源岩的成熟度史、生烃史、排烃史进行了恢复，最后结合地球化学参数讨论南祁连盆地的天然气水合物的气源条件。利用盆地模拟软件对南祁连盆地人工井的埋藏史、热史和生烃史进行了模拟，南祁连盆地经历晚三叠世晚期、中侏罗世晚期-白垩世和新生代三期构造抬升，且热史表现为"一升一降"的特征，具体为二叠纪至中侏罗世地温梯度逐渐升高(2.8-4.2℃/100m)，中侏罗世晚期至今地温梯度逐渐降低(4.2-3.0℃/100m)。祁连山冻土区天然气水合物的气源条件研究表明，气源主要来自深部的上三叠统尕勒得寺组，且天然气水合物气体表现为热解气和湿气特征。其主要证据包括地化指标、气源的成熟度及侏罗系有限的煤层气及次生生物气等证据。研究还揭示南祁连盆地不仅含有天然气水合物，还是一个潜在的含油气盆地，可以考虑对其进行油气资源调查。