盆地整体适度抬升对含煤致密砂岩气成藏的贡献——以四川盆地须家河组和鄂尔多斯盆地上古生界为例

摘要

致密砂岩气是一类重要的非常规天然气资源,广泛分布于各类含油气盆地中.在四川盆地三叠系和鄂尔多斯盆地石炭系-二叠系含煤地层中,致密砂岩与煤系构成大面积分布的含气组合,是形成大型致密砂岩气田的基本条件.这些盆地在经历了早期的深埋过程后,中新生代发生了盆地的整体适度抬升和剥蚀,这对于致密砂岩气成藏起到了重要的促进作用.吸附原理和模拟实验表明,在地层抬升过程中,煤系地层可以发生降压解吸作用,释放大量的游离气从而成为抬升期的气源,所释放的天然气量占烃源岩总排气量的28-42％.同时，地层抬升过程中，煤系源岩内的孔隙中游离气由于降压发生体积膨胀也可以释放大量的天然气。据此计算得到鄂尔多斯盆地上古生界和四川盆地上三叠统须家河组抬升期释放气强度可达3-6 X 108m3 /km2。天然气地球化学特征表明，抬升期释放的天然气碳同位素比埋藏期形成的天然气碳同位素偏轻，成熟度偏低，属于烃源岩早期生成的天然气，后期地层抬升降压解吸膨胀所释放。高温高盐包裹体和逼近地质条件下的物理模拟实验结果，证实了煤系地层抬升期可以发生天然气降压解吸膨胀，从而发生大量排气并成藏。