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低熟气是当前油气地学研究和勘探领域的热点之一。在我国吐哈盆地和渤海湾盆地都发现了这种类型天然气的大规模成烃成藏过程。在西北诸多侏罗系盆地中,与吐哈盆地地质背景类似的盆地众多,其中以准噶尔盆地东部地区地质背景最为相似,因此准噶尔盆地东部地区是低熟气理论指导勘探有望取得突破的重点地区。本次研究以准噶尔盆地东部地区为研究区域,对该地区地球化学特征、生烃动力学特征及资源潜力进行了系统分析,取得了以下成果和认识: (1)确定准东侏罗系层组为目标层系 准噶尔盆地东部地区的三种烃源岩——泥岩、炭质泥岩和煤岩——在石炭系、二叠系和侏罗系均有不同程度的发育,但是只有侏罗系地层同时发育了这三种烃源岩且厚度较大,因此选取准东侏罗系为本次研究的目标层系。 (2)分析了准噶尔盆地东部地区地球化学特征 从准噶尔盆地各个层系地球化学统计分析结果看,准噶尔盆地东部地区各个层系有机质丰度属于中等水平、有机质类型以Ⅲ型为主、有机质演化程度较低(处于低成熟阶段),因此准东地区源岩地球化学特征属于低熟气源岩地球化学特征。 (3)仔细分析了低熟气热模拟实验的主控因素,并对实验产物进行测试分析 通过分析准东地区侏罗系地层的地球化学特征发现,该地层的源岩Ro值随着深度增加基本不变,所以源岩成烃主控因素可能是温度、时间综合作用的结果。从实验结果来看,在前21天,时间对源岩产气率的影响较大,在21天后,影响减小;泥岩的最佳产气温度为390℃,而炭质泥岩和煤岩的最佳产气温度为370℃。从模拟实验产物和残渣(气液固)的测试结果来看,样品在模拟过程中始终处于低熟状态,即本次热模拟实验属于低熟气热模拟实验。 (4)建立了低熟气源岩模糊评价方法 结合调研和热模拟实验,运用油藏地质学、油气地球化学、模糊数学等多学科知识对低熟有效气源岩的影响因素进行了系统研究,建立了低熟有效气源岩评价指标体系,运用VB语言编写了“油气地球化学评价”软件,对准东地区烃源岩进行了综合评价,从评价结果看,本次建立的低熟有效气源岩模糊评价模型的评价结果和模拟实验的结果类似——泥岩、炭质泥岩和煤岩属于有效低熟气源岩。 (5)分析了样品的生烃动力学特征 为了确定准东地区源岩的生烃动力学特征,将热模拟实验数据代入动力学分析软件Kinetics2005,从而得到了样品CH4和C2+烃类气的活化能和指前因子。从活化能的分布情况来看,准噶尔盆地东部地区的样品活化能较低,均小于常规气源岩的活化能,说明该地区的烃源岩在低熟阶段可以产生大量气体。 (6)确定了准噶尔盆地东部地区资源潜力 结合生烃动力学参数和埋藏历史,确定了准东地区低熟气源岩的生烃时间及目前的累计转化率。泥岩和炭质泥岩的生烃时间较晚,于距今68.01Ma(百万年)开始生烃,泥岩累计转化率达到31.99%,炭质泥岩的累计转化率达到27.82%;煤岩生烃时间较早,于距今72.12Ma开始生烃,累计转化率达到28.93%。在确定准东源岩区域面积后,对准噶尔盆地东部地区的资源量进行了估算,其中总资源量是10.22×1012m3,已经转化资源量为3.18×1012m3,资源潜力为7.04×1012m3;若按照0.5%~2%的运聚系数,该地区目前潜在资源量约为1.59×1010m3~6.35×1010m3。因此,准噶尔盆地东部地区低熟气资源潜力非常巨大。