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祁连山木里天然气水合物钻孔沉积构造特征及与水合物分布关系研究

作　者: 庞守吉
导　师: 苏新
学　校: 中国地质大学（北京）
专　业: 海洋地质
关键词: 天然气水合物冻土沉积环境中侏罗统祁连山
分类号: P618.13
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
下　载: 270次
引　用: 2次
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内容摘要

天然气水合物作为21世纪的一种新兴潜在替代能源已备受关注。以往国际上对冻土区天然气水合物的勘察中，关注点多在储层中的水合物赋存状况、储层岩心的粒度、孔隙度、渗透率及多年冻土层厚度与水合物成藏间的关系等方面。近年来，随着研究的深入，科学家们已认识到构造和沉积对水合物分布控制的重要性，但研究程度仍十分薄弱。本文利用我国首个陆域天然气水合物钻区，通过5个水合物钻孔地层较为系统和详细的描述，结合岩心粒度、矿物、元素分析以及断层破碎带、冻土层属性等的综合分析，对水合物沉积、构造控制特征展开研究，得到以下几点主要成果和认识：（1）研究区水合物储存首要控制因素是可为深部气源提供流体通道的区域主断层；其它小断层和破碎带可为水合物提供部分流体来源及储存空间；气体来源以深部热解气为主。（2）厘清了钻孔地层特征、地层单元空间展布情况，识别了研究区地层沉积相类型，并完成了沉积微相的划分，发现：水合物所处地层多位于江仓组上段（J2j2），沉积环境以湖泊为主，推测江仓组地层也可能对水合物有一定的控制作用（岩相控制）；不同沉积环境地层中水合物赋存层段的粒级组分含量不同，局部小断层和粗碎屑沉积可为天然气水合物提供有利储存空间。（3）通过对冻土层的分析，发现祁连山冻土区水合物的储存不仅受冻土层厚度控制，还与冻土层的构成和岩性有很大关系，如勘探区内DK-2和DK-3钻孔中含煤、渗透性较弱的重复地层可能为水合物储存提供有利“盖层”；（4）通过各钻孔综合剖面及孔间岩性、沉积相和断层等的对比，确定了中侏罗统各组段界限的识别标志；（5）通过综合分析，并与加拿大冻土区进行对比，总结了祁连山冻土区在其冻土类型、冻土层厚度、冻土层岩性、水合物赋存层位地层和沉积相等方面的特殊性，较系统的获得了沉积构造特征对水合物的控制作用，这不仅为水合物钻探提供了地层、沉积环境方面的新认识，也为煤田地质工作提供了新的参考资料。

全文目录

中文摘要  5-6
Abstract  6-10
1 前言  10-14
  1.1 选题依据和研究意义  10-11
    1.1.1 选题依据  10-11
    1.1.2 研究目的和意义  11
  1.2 研究思路与主要内容  11-12
  1.3 论文主要工作量及创新点  12-14
    1.3.1 主要工作量  12-13
    1.3.2 研究创新点  13-14
2 冻土区天然气水合物研究现状  14-22
  2.1 天然气水合物概况  14-17
    2.1.1 天然气水合物概念及资源概况  14-15
    2.1.2 天然气水合物研究简史  15-17
  2.2 冻土区天然气水合物控制因素  17-19
  2.3 国外冻土区天然气水合物沉积控制研究现状  19-20
  2.4 国内冻土区天然气水合物研究概况  20-22
3 区域地质概况  22-28
  3.1 区域构造背景  22-23
  3.2 地层特征  23-26
  3.3 冻土环境特征  26-28
4 样品和方法  28-32
  4.1 钻孔概况  28-29
  4.2 钻探区水合物发现概况  29-30
  4.3 研究方法  30-32
    4.3.1 野外观察与描述  30
    4.3.2 室内分析  30-32
5 地层及沉积环境特征分析  32-68
  5.1 钻孔现场分层及其岩性特征  32-35
  5.2 岩心粒度特征与变化  35-49
    5.2.1 粒度及其参数特征  35-36
    5.2.2 粒度垂向变化及沉积动力分析  36-49
  5.3 矿物学及地球化学特征  49-56
    5.3.1 矿物学特征  49-52
    5.3.2 元素分析及在钻孔中的分布特征  52-56
  5.4 沉积相分析  56-67
    5.4.1 沉积相类型及特征  56-59
    5.4.2 江仓组和木里组沉积环境垂向变化  59-62
    5.4.3 钻孔岩心沉积环境变化  62-67
  小结  67-68
6 钻孔岩心断层和构造破碎带分布  68-75
  6.1 断层和构造破碎带识别  70-72
  6.2 钻孔中断层和构造破碎带分布特征  72-73
  小结  73-75
7 钻孔间地层对比和讨论  75-87
  7.1 各钻孔木里组和江仓组地层界限的划分  75-76
  7.2 地层对比和讨论  76-86
    7.2.1 与前人研究层序地层对比  76-77
    7.2.2 钻孔之间地层对比和讨论  77-83
    7.2.3 钻孔地层和构造与前人研究对比  83-86
  小结  86-87
8 水合物地质控制分析  87-101
  8.1 钻孔中水合物储层分布与地层、岩性和构造的关系  88-91
    8.1.1 DK-2、DK-3 和 DK-4 钻孔组对比  88-90
    8.1.2 DK-5、DK-3 和 DK-6 钻孔组比较  90-91
  8.2 祁连山与加拿大冻土区水合物地层对比  91-92
  8.3 水合物气源分析及利于水合物储存的地质条件讨论  92-100
    8.3.1 烃源岩特征  92-97
    8.3.2 钻探区天然气水合物气源分析  97-98
    8.3.3 利于水合物储存的地质条件讨论  98-100
  小结  100-101
9 结论及存在问题  101-103
  9.1 结论  101-102
  9.2 存在问题  102-103
致谢  103-105
参考文献  105-112
附录 1  112-131
附录 2  131

祁连山木里天然气水合物钻孔沉积构造特征及与水合物分布关系研究

内容摘要

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