本論文以準噶爾盆地南緣地區(qū)為研究區(qū),開展了煤層氣地質(zhì)與儲層綜合研究工作,采集區(qū)內(nèi)煤礦與煤層氣井下煤巖樣品,進行煤巖煤質(zhì)、顯微組分、掃描電鏡、壓汞實驗、液氮吸/脫附實驗和等溫吸附等系統(tǒng)性實驗。結(jié)合地質(zhì)資料和煤層氣測井、錄井、試井及測試資料,分析了準噶爾盆地南緣地區(qū)煤層氣地質(zhì)、儲層物性特征和含氣性特征,探究成藏演化過程對煤層氣儲層物性及含氣性的控制機理,建立了煤層氣富集成藏模式,取得主要成果和認識如下:(1)通過系統(tǒng)研究區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)特征、含煤地層沉積特征、水文地質(zhì)特征和煤儲層發(fā)育及展布特征,闡明了準南地區(qū)煤層氣地質(zhì)特征。(2)基于壓汞實驗、液氮吸/脫附實驗和掃描電鏡等實驗,定量表征了煤孔隙分布、形態(tài)與結(jié)構(gòu)特征及對滲透性的影響,系統(tǒng)揭示了煤儲層吸附孔和滲流孔的分形特征,研究表明伴隨煤體結(jié)構(gòu)被破壞的程度增大,比表面積、孔體積和分形維數(shù)均呈增大趨勢,孔隙結(jié)構(gòu)復雜性增強。(3)開展了準南地區(qū)埋藏演化史、熱史和生烴史的數(shù)值模擬,明確該地區(qū)煤儲層演化特征,并建立煤儲層成藏演化模式,揭示了儲層埋藏史熱史生烴史演化過程對煤儲層孔滲特征的影響及生烴過程中階段生氣量對含氣性的控制機理。(4)通過利用地球物理測井法,Kim法以及朗繆爾吸附法等多種含氣量模型綜合預測煤儲層含氣量,優(yōu)化并構(gòu)建了適用于準南地區(qū)煤儲層含氣量的預測模型,并結(jié)合實測含氣量數(shù)據(jù)進行驗證,效果較好。(5)系統(tǒng)剖析了準南地區(qū)煤層氣含氣性特征、富集規(guī)律及成藏主控因素。構(gòu)建了準南地區(qū)煤層氣在構(gòu)造、煤層埋深、頂板巖性等多因素控制下的綜合成藏模式,確定了褶皺和斷層為煤層氣富集的最主要控制因素:向斜軸部逆斷層周邊向斜周邊背斜周邊逆斷層中心。
【學位單位】：中國地質(zhì)大學(北京)
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：P618.13
【部分圖文】：

8圖 1-1 研究方案與技術(shù)路線1.5 完成工作量在論文開展過程中，先后赴新疆準噶爾盆地南緣地區(qū) 10 多個煤礦開展了外地質(zhì)調(diào)查和樣品采集工作。對含煤地層裂隙發(fā)育情況進行了定量統(tǒng)計，初步析區(qū)域裂隙發(fā)育特征。對采集的樣品進行含氣量、工業(yè)組分、氣體組分、等溫附實驗、壓汞實驗、液氮吸脫附實驗等各類測試。完成的主要實物工作量見表 1-1。

圖 2-1 研究區(qū)位置示意圖準噶爾聚煤盆地為中新生界大型拗陷盆地,其疊加于晚古生界海陸過渡相沉積盆地之上。盆地是在受南、北、西相鄰板塊擠壓條件下演化發(fā)展，在強烈擠壓應(yīng)力下，盆緣山體隆起，并向盆內(nèi)推覆，產(chǎn)生邊緣拗陷，為盆地充填提供了物源條件和堆積空間；在擠壓應(yīng)力相對松弛期，盆地彈性回沉，拗陷范圍不斷擴張。聚煤盆地就在擠壓、松弛期交替變化中演化發(fā)展。地層和構(gòu)造的配置對煤層的形態(tài)、連續(xù)性和滲透性具有決定作用（Pashin et al., 1998; Frodsham and Gayer, 1999）。準噶爾盆地南緣構(gòu)造特征導致不同區(qū)域煤層氣聚集條件存在顯著差異，對煤層氣的成藏起到了關(guān)鍵作用。表 2-1 準南構(gòu)造運動與盆地演化關(guān)系埋藏階段 地質(zhì)年代 構(gòu)造運動期次 階段演化特征第一階段石炭紀-海西期-盆地形成雛形，連續(xù)沉積

研究區(qū)的區(qū)域構(gòu)造包含北天山褶皺帶的兩個次一級構(gòu)造，即烏魯木齊山前坳陷和博格多復背斜的三級構(gòu)造單元。烏魯木齊山前坳陷位于北天山北麓，準噶爾坳陷南緣，呈東西向帶狀展布，南北寬約 50 km，是在華力西褶皺基底上發(fā)育的大規(guī)模中-新生界坳陷（劉斌等，2012）。博格多復背斜位于烏魯木齊以東，七角井以西的博格多山脈，呈東西向展布，南北寬 60-80 km。出露的地層有：三疊系，侏羅系，白堊系，新近系及第四系。隨著時代的變遷，坳陷的沉積中心從東向西移動。三疊系時期，昌吉、米泉一帶為坳陷最深處。新近系時期，坳陷最深處移至沙灣、安集海一帶，沉積厚度達萬米。研究區(qū)內(nèi)的斷層基本屬于阜康斷裂帶，是由多條斷裂構(gòu)成的復雜構(gòu)造帶。其斷裂帶由一系列近東西斷層組成，這些斷層沿博格達山北緣向北彎曲。它基本上是南傾斷層，區(qū)域斷裂包括阜康斷裂，妖魔山斷裂，三工河斷裂等，也發(fā)育地層間的中小斷裂（吳俊軍等，2013）。研究區(qū)內(nèi)的斷層多為逆斷層，主要為妖魔山逆斷層，白楊河逆斷層，西溝逆斷層和阜康逆斷層（圖 2-3，圖 2-4）。
【參考文獻】

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本文編號：2894263