【摘要】：柴達(dá)木盆地三湖—一里坪地區(qū)是我國(guó)著名的生物氣產(chǎn)區(qū),隨著生物氣的探明程度提高、生物氣勘探難度加大。近年來(lái),在該區(qū)新近系地層中發(fā)現(xiàn)豐富的熱成因氣資源,有望成為天然氣勘探的重要接替領(lǐng)域。本文通過(guò)開展第四系—新近系烴源巖地球化學(xué)特征研究、烴源巖中微生物種類及比例檢測(cè)、生物氣生成機(jī)理研究、生物氣主力烴源巖產(chǎn)氣層段探討、新近系烴源巖生烴動(dòng)力學(xué)模擬、新近系熱成因氣生氣機(jī)理、生烴史、聚集時(shí)期研究等工作,取得以下主要研究結(jié)論:(1)三湖地區(qū)生物氣與熱成因氣生成機(jī)理不同,烴源巖中可溶有機(jī)質(zhì)豐度能夠客觀評(píng)價(jià)三湖—一里坪地區(qū)新近系—第四系生物氣烴源巖。新近系—第四系地層中可溶有機(jī)質(zhì)豐度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的TOC檢測(cè)值,對(duì)生物氣資源評(píng)價(jià)意義重大。三湖—一里坪地區(qū)新近系地層中存在的低溫?zé)崃到庥袡C(jī)質(zhì)作用與地層中微生物降解有機(jī)質(zhì)作用相結(jié)合,共同為地層中產(chǎn)甲烷菌提供豐富的營(yíng)養(yǎng)底物。(2)高通量測(cè)序技術(shù)建立了新近系—第四系地層剖面上與微生物降解有機(jī)質(zhì)相關(guān)的菌群種類和相對(duì)豐度特征。0~1000m水體中氯離子含量高,水體鹽度大,硫酸鹽含量較高,較高的鹽度和硫酸鹽含量強(qiáng)烈抑制了與產(chǎn)甲烷作用相關(guān)的菌群的活動(dòng);1000m~1750m,隨深度增大,水體鹽度降低,硫酸鹽含量顯著減少,嗜鹽細(xì)菌比例顯著降低,產(chǎn)甲烷過(guò)程相關(guān)的微生物逐漸活躍。1750~2300m井段纖維素—蛋白質(zhì)分解菌、嗜酸菌、嗜甲基菌活躍,纖維素—蛋白質(zhì)分解菌的降解作用將為產(chǎn)甲烷活動(dòng)提供豐富的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。(3)采用生物標(biāo)志物研究手段系統(tǒng)研究了第四系—新近系地層中產(chǎn)甲烷菌分布特征,結(jié)合高通量測(cè)序的研究成果、烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度、有機(jī)質(zhì)類型、沉積環(huán)境、成熟度演化研究,建立三湖地區(qū)生物氣生成演化剖面,探討了新近系—第四系生物氣的生成機(jī)理。1250~1750m纖維素—蛋白質(zhì)分解菌、嗜酸菌、嗜甲基菌、產(chǎn)甲烷菌明顯活躍,顯示該段產(chǎn)甲烷作用強(qiáng)烈,為生物氣主力產(chǎn)氣層段;2300m~3300m地層中產(chǎn)甲烷菌活躍。該層段烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度穩(wěn)定,有機(jī)質(zhì)類型明顯變好。該層段低溫?zé)崃τ兄跓N源巖中的有機(jī)質(zhì)釋放出小分子化合物,為產(chǎn)甲烷菌提供營(yíng)養(yǎng)底物,為產(chǎn)甲烷菌的主力產(chǎn)氣層段。(4)開展新近系烴源巖生烴動(dòng)力學(xué)模擬,結(jié)合沉積埋藏史、熱史,建立了新近系不同層系烴源巖生烴史模型。N_2~3烴源巖自1.0Ma開始進(jìn)入生氣門限,現(xiàn)今成氣轉(zhuǎn)化率僅1%,N_2~2烴源巖自2.8Ma開始生氣,現(xiàn)今生氣轉(zhuǎn)化率達(dá)到7%,N_2~1烴源巖自5.3Ma開始生氣,現(xiàn)今生氣轉(zhuǎn)化率達(dá)到25%。(5)利用碳同位素動(dòng)力學(xué)探討了新近系熱成因氣的聚集時(shí)期。臺(tái)深1井區(qū)N_2~2底天然氣主要聚集了0.4Ma以來(lái)所生成的天然氣,對(duì)應(yīng)的甲烷轉(zhuǎn)化率約20%,屬于階段聚集成藏。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P618.13
【圖文】：

圖 3-3 三湖—一里坪地區(qū) N21暗色泥巖分布圖Figure 3-3 Distribution of N21dark mudstone in Sanhu-Yiliping area上第三系上油砂山組（N22）也是該區(qū)暗色泥巖的主要分布層段，厚度較大布較廣。平面上，N22下段優(yōu)質(zhì)烴源巖主要分布于堿石山—鴨湖一帶，巖性以—深灰色半深湖相泥巖為主，最大地層厚度 900 米；N22上段優(yōu)質(zhì)烴源巖段主于三湖地區(qū)鴨湖—臺(tái)南一帶，巖性以灰色—深灰色泥巖為主，地層厚度 500圖 3-4）。

圖 3-3 三湖—一里坪地區(qū) N21暗色泥巖分布圖Figure 3-3 Distribution of N21dark mudstone in Sanhu-Yiliping area上第三系上油砂山組（N22）也是該區(qū)暗色泥巖的主要分布層段，厚度較大布較廣。平面上，N22下段優(yōu)質(zhì)烴源巖主要分布于堿石山—鴨湖一帶，巖性以—深灰色半深湖相泥巖為主，最大地層厚度 900 米；N22上段優(yōu)質(zhì)烴源巖段主于三湖地區(qū)鴨湖—臺(tái)南一帶，巖性以灰色—深灰色泥巖為主，地層厚度 500圖 3-4）。

圖 3-5 三湖—一里坪地區(qū) N23暗色泥巖分布圖Figure 3-5 Distribution of N23dark mudstone in Sanhu-Yiliping area3.3 烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度巖石中有機(jī)質(zhì)是油氣生成的物質(zhì)基礎(chǔ)，有機(jī)質(zhì)豐度是烴源巖最基礎(chǔ)的評(píng)價(jià)指。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為在對(duì)柴達(dá)木盆地第四系、第三系烴源巖評(píng)價(jià)過(guò)程中，既不能直采用我國(guó)湖相泥巖評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，也不能套用碳酸鹽巖評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[69,70]。以往柴達(dá)木地第三系烴源巖的研究中，多將泥巖和碳酸鹽巖的烴源巖評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合，定生油巖有機(jī)碳下限為 0.25%[71]。本論文中選用有機(jī)碳含量、巖石熱解參數(shù)生潛量和氯仿瀝青“A”進(jìn)行烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度評(píng)價(jià)。同時(shí)，針對(duì)第四系生物氣的有機(jī)質(zhì)豐度研究，選取了可溶有機(jī)質(zhì)含量進(jìn)行有機(jī)質(zhì)豐度評(píng)價(jià)。烴源巖 S1+S2參數(shù)與 TOC 值之間的關(guān)系可以用來(lái)指示該區(qū)有效烴源巖的最低2]。其解釋為：巖石的礦物質(zhì)在熱解分析過(guò)程中要吸附烴類物質(zhì)，在 TOC 小于一值時(shí)，巖石中絕大部分可溶烴和熱解烴被吸附；當(dāng) TOC 達(dá)到一定范圍，巖石這

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本文編號(hào)：2801634