生物气生成量、生成期评价方法探讨及其在松辽盆地应用

摘要

作者在大量的国内外生物气勘探和开发调研和微生物动力学研究的基础上,祥述了生物气形成的物理、化学条件和地质条件,并研究区地质条件进行了分析.认为松辽盆地有一定的有利条件,但也有不利因素.有利条件是,地理位置处于有利纬度范同,盆地规模大；层位上白垩纪地层沉积速度较快,厚度大；浅层发育多套厚层广泛分布的泥岩,构成有利的生储盖组合:古湖盆水底温度低,pH值适中,多还原环境；有机质丰富,藻类含量高；白垩纪沉积后构造活动弱.不利因素是普遍认为松辽盆地白垩纪古地温梯度偏高,又是淡水沉积.本次研究在国内外首次建立了评价生物气生成期、生成量的化学动力学和生化动力学模型.其中地质样品活化能分布主频都在90～100KJ/mol附近,空白样活化能分布在80～90KJ/mol附近.而热成因气活化能一般大于200KJ/mol.因此在较低地温下,如果产甲烷菌发育,则可以形成生物气,如果配以较好的储层、盖层,则可以形成一定规模的生物气藏.厘定了生化动力学生物气生成过程的动力学参数,完成了计算方法研究,两种方法在柴达木盆地应用结果表明,随埋深增大生气速率先增加后减小,生成速率最大值对应埋深600米左右.首次建立了一种计算多套源岩的天然气扩散损失量方法,并研发了相应软件,对松辽盆地生物气源岩扩散损失量进行了计算.基于化学动力学和生化动力学方法结合建立的多套气源岩扩散定量计算模型,计算了松辽盆地北部生物气损失量,范围在(53.66～133.76)×10<'12>m<'3>.首次对松辽盆地北部生物气资源量进行系统评价,其中运用动态聚集的思想估算资源量,化学动力学法计算的资源量最大,生化动力学法计算的资源量最小,资源量范围为(1.10～3.02)×10<'12>m<'3>；物质平衡法估算资源量范围在(235.5～470.8)×10<'12>m<'3>.基于上述原理和方法预测了有利分布区.垂向上,将松辽盆地生物气的勘探层位划分为以嫩二段为区域盖层,青一段～嫩二段地层为生储层的下部组合；以明一段为区域盖层,嫩二段～明一段为储层的上部组合.下部组合的有利分布区在三肇凹陷的东部及南部,上部和下部组合的继承性有利分布区有黑鱼泡凹陷,两部斜坡区的二站～阿拉新一带,红岗油田一带.推荐首选探区为黑鱼泡凹陷.基于上述研究和结论对研究靶区-松辽盆地北部生物气勘探给出了建议.

目录

文摘

英文文摘

学位论文独创性声明及学位论文使用授权声明

创新点摘要

引言

一、概述

二、生物气研究进展

三、论文所用新技术、新方法

第1章生物气的形成条件

1.1地质条件

1.1.1地温梯度

1.1.2沉积速率

1.1.3环境、气候

1.1.4盖层条件

1.1.5储层特征

1.2物理、化学条件

1.2.1温度

1.2.2氧化还原环境

1.2.3 pH值和水介质矿化度

1.2.4有机质类型

1.2.5硫酸盐、硝酸盐含量

1.2.6氯离子含量

1.3松辽盆地生物气形成条件

1.3.1古地理位置

1.3.2古气候和古植被

1.3.3古湖泊规模

1.3.4沉积水介质的物理化学条件

1.3.5古湖盆的水体温度

1.3.6现今地层水介质的化学条件

第2章松辽盆地北部气源岩特征

2.1气源岩发育和分布特征

2.1.1青山口组

2.1.2嫩江组

2.2有机碳分布特征

2.2.1青山口组

2.2.2嫩江组

第3章生物气生成期评价技术

3.1生物甲烷气的化学动力学研究

3.1.1模型

3.1.2模型的标定—动力学参数的求取

3.1.3结果与讨论

3.2生物甲烷气的生化动力学研究

3.2.1模型

3.2.2模型的标定—动力学参数的求取

3.2.3结果

3.3动力学模型的地质应用

第4章生物气扩散损失评价技术

4.1天然气在地下岩石中的扩散机制

4.1.1天然气在地下岩石中的扩散机制

4.1.2天然气扩散损失的地质模型及数学模型

4.2扩散气量的计算方法

4.2.1天然气最大扩散损失量计算方法

4.2.2实际扩散气量的计算

4.2.3松辽盆地北部多套气源岩生物气扩散量的计算

4.3主要计算参数的确定

4.3.1扩散系数的确定

4.3.2天然气在水中溶解度计算参数的确定

4.3.3松辽盆地地质参数

第5章松辽盆地生物气资源量评价及有利分布区预测

5.1生物气生成期、生成量评价

5.1.1基本计算思路

5.1.2化学动力学法

5.1.3生化动力学法

5.1.4两种方法生气量对比

5.2生物气资源量评价

5.2.1 运聚系数法估算资源量

5.2.2物质平衡法生物气散失和排气强度的计算

5.3有利区预测

5.3.1区域性盖层分析

5.3.2生物气的有利分布区

结论

参考文献

附录

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文