本論文以準(zhǔn)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(chǔ)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(jìn)行煤巖煤質(zhì)、顯微組分、掃描電鏡、壓汞實(shí)驗(yàn)、液氮吸/脫附實(shí)驗(yàn)和等溫吸附等系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)。結(jié)合地質(zhì)資料和煤層氣測(cè)井、錄井、試井及測(cè)試資料,分析了準(zhǔn)噶爾盆地南緣地區(qū)煤層氣地質(zhì)、儲(chǔ)層物性特征和含氣性特征,探究成藏演化過(guò)程對(duì)煤層氣儲(chǔ)層物性及含氣性的控制機(jī)理,建立了煤層氣富集成藏模式,取得主要成果和認(rèn)識(shí)如下:(1)通過(guò)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(chǔ)層發(fā)育及展布特征,闡明了準(zhǔn)南地區(qū)煤層氣地質(zhì)特征。(2)基于壓汞實(shí)驗(yàn)、液氮吸/脫附實(shí)驗(yàn)和掃描電鏡等實(shí)驗(yàn),定量表征了煤孔隙分布、形態(tài)與結(jié)構(gòu)特征及對(duì)滲透性的影響,系統(tǒng)揭示了煤儲(chǔ)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(shì),孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜性增強(qiáng)。(3)開展了準(zhǔn)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(chǔ)層演化特征,并建立煤儲(chǔ)層成藏演化模式,揭示了儲(chǔ)層埋藏史熱史生烴史演化過(guò)程對(duì)煤儲(chǔ)層孔滲特征的影響及生烴過(guò)程中階段生氣量對(duì)含氣性的控制機(jī)理。(4)通過(guò)利用地球物理測(cè)井法,Kim法以及朗繆爾吸附法等多種含氣量模型綜合預(yù)測(cè)煤儲(chǔ)層含氣量,優(yōu)化并構(gòu)建了適用于準(zhǔn)南地區(qū)煤儲(chǔ)層含氣量的預(yù)測(cè)模型,并結(jié)合實(shí)測(cè)含氣量數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證,效果較好。(5)系統(tǒng)剖析了準(zhǔn)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(zhǔn)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(xué)位單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)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(guò)程中，先后赴新疆準(zhǔn)噶爾盆地南緣地區(qū) 10 多個(gè)煤礦開展了外地質(zhì)調(diào)查和樣品采集工作。對(duì)含煤地層裂隙發(fā)育情況進(jìn)行了定量統(tǒng)計(jì)，初步析區(qū)域裂隙發(fā)育特征。對(duì)采集的樣品進(jìn)行含氣量、工業(yè)組分、氣體組分、等溫附實(shí)驗(yàn)、壓汞實(shí)驗(yàn)、液氮吸脫附實(shí)驗(yàn)等各類測(cè)試。完成的主要實(shí)物工作量見表 1-1。

圖 2-1 研究區(qū)位置示意圖準(zhǔn)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(guò)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(qiáng)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(duì)松弛期，盆地彈性回沉，拗陷范圍不斷擴(kuò)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(duì)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(zhǔn)噶爾盆地南緣構(gòu)造特征導(dǎo)致不同區(qū)域煤層氣聚集條件存在顯著差異，對(duì)煤層氣的成藏起到了關(guān)鍵作用。表 2-1 準(zhǔn)南構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與盆地演化關(guān)系埋藏階段 地質(zhì)年代 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)期次 階段演化特征第一階段石炭紀(jì)-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(gè)次一級(jí)構(gòu)造，即烏魯木齊山前坳陷和博格多復(fù)背斜的三級(jí)構(gòu)造單元。烏魯木齊山前坳陷位于北天山北麓，準(zhǔn)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(fù)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(shí)代的變遷，坳陷的沉積中心從東向西移動(dòng)。三疊系時(shí)期，昌吉、米泉一帶為坳陷最深處。新近系時(shí)期，坳陷最深處移至沙灣、安集海一帶，沉積厚度達(dá)萬(wàn)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(fù)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(dá)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(xiàn)】

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本文編號(hào)：2894263