Condiciones básicas para la formación de gas

4.3.1 Análisis de la evolución térmica tectónica de cuencas carboníferas

4.3.1.1 Métodos de investigación de la evolución térmica tectónica

Diversos tipos de cuencas carboníferas tienen sus propias características únicas. Sin embargo, si se puede generar una gran cantidad de gas de carbón y si el gas generado se puede acumular y conservar de manera efectiva depende principalmente de la historia de la evolución térmica tectónica de la cuenca. El método de reflectancia especular (Ro) es un método básico comúnmente utilizado.

La clave para estudiar la historia de la evolución térmica tectónica de las cuencas carboníferas radica en la recuperación de las paleotemperaturas. Sin embargo, hay muchos campos de carbón de levantamiento sedimentario en mi país y los paleotermómetros son discontinuos. e incluso tener largos periodos de denudación. Por ejemplo, en la cuenca de Qinshui, obviamente no es científico utilizar sólo un termómetro en un estrato de carbón de 200 metros de espesor para restaurar la antigua historia geotérmica de la yacimiento de carbón. Algunas personas han utilizado el método de paleogeotermia máxima para realizar investigaciones, pero la paleogeotermia máxima en Qinshui Coalfield dura poco tiempo, lo que dificulta que las vetas de carbón alcancen el grado actual de carbonificación. Para evitar las deficiencias del método de reflectancia del cuerpo especular (Ro), que es puramente evidente y supone que el antiguo gradiente geotérmico no cambia, se pueden reforzar los siguientes dos aspectos de la investigación.

① Investigación sobre la temperatura de la paleosuperficie: Se utiliza el método de cálculo cuantitativo de isótopos de oxígeno en toba y verificación semicuantitativa de la paleolatitud, complementado con investigaciones de paleogeografía de litofacies y paleoecología para mejorar la credibilidad. Al calcular los gradientes de paleotemperatura, la temperatura del agua paleomar se puede aproximar como la temperatura de la superficie del sedimento (es decir, la temperatura de la superficie). Li Mingchao et al. (1991) calcularon que la temperatura de la superficie del Carbonífero-Pérmico en Xishan, Taiyuan, era de 30,7°C, lo que concuerda con los resultados de la investigación paleomagnética.

2) Investigación sobre el gradiente de paleotemperatura: partiendo del supuesto de que la fluctuación básica de los estratos carboníferos está positivamente relacionada con el gradiente de temperatura y el punto de vista del enfriamiento de la corteza terrestre, se consideran rocas carbonatadas del Ordovícico con alta conductividad térmica. como "fuentes de calor directas" ", simplificando enormemente el modelo de fuente de calor. Utilizando el espesor estratigráfico y los parámetros del gradiente geotérmico actual, se puede restaurar el gradiente geotérmico antiguo en cada período histórico. Los resultados de la simulación por computadora muestran que la temperatura del suelo antiguo en el fondo de la formación Shanxi en la cuenca central de Qinshui puede alcanzar hasta 140 °C, lo que corresponde a la temperatura correspondiente al índice de cambio de color de las espinas dentadas en la toba de tres capas. de la formación Taiyuan recolectada al este de Huozhou (90-200°C, el valor medio es 145℃) es básicamente la misma. El valor de Ro calculado es básicamente consistente con el valor medido (Tabla 4.8). Se puede ver que este método es eficaz en la investigación de la historia geotérmica.

Tabla 4.8 Comparación del valor Ro medido, el valor máximo y el valor Ro calculado en la parte inferior de la formación Shanxi en Qinshui Coalfield, Shanxi

4.3.1.2 La relación de configuración entre los principales periodo de generación de gas y estructura estructural

La evolución y generación de materia orgánica en los estratos carboníferos es un proceso geológico largo. Generalmente se cree que la temperatura de calentamiento del carbón es inferior a 50°C y el efecto de la temperatura sobre la carbonificación no es obvio. Por lo tanto, 50°C puede considerarse como la temperatura crítica inicial para que la materia orgánica entre en una evolución térmica efectiva. En las etapas de turba y lignito donde el valor de Ro es inferior al 0,5%, los estratos que contienen carbón y los estratos suprayacentes están sueltos y acuosos y carecen de una buena capacidad de sellado, por lo que el gas generado es difícil de conservar. Por lo tanto, la mayor parte del gas biodegradable formado antes de que el valor Ro sea del 0,5% se ha escapado si la capa de cobertura sedimentaria u otras capas de cobertura superpuestas no pueden bloquearse a tiempo.

Una vez que los estratos carboníferos entran en la etapa metamórfica, comienza el proceso de degradación térmica. Las investigaciones nacionales y extranjeras y los resultados de exploración reales muestran que a medida que aumenta el grado de evolución térmica, la acumulación de materia orgánica en las vetas carboníferas se vuelve cada vez mayor. El valor Ro de las rocas generadoras de los principales yacimientos de gas que se han descubierto es de aproximadamente 1,0% ~ 1,7%.

Según el análisis de la historia de la evolución térmica tectónica de los principales estratos carboníferos de mi país, se puede observar que el período de generación de gas a gran escala de los estratos carboníferos es generalmente de decenas de millones. hasta más de 100 millones de años después de la deposición de estratos carboníferos. Por supuesto, esto está estrechamente relacionado con factores como la unidad estructural, el campo geotérmico y las condiciones de enterramiento. Las áreas con grandes gradientes geotérmicos y tasas de enterramiento rápidas requieren menos tiempo y viceversa; La Figura 4.11 muestra la relación entre el período principal de generación de gas, la formación estructural y las estructuras de almacenamiento de gas.

Durante el largo proceso de evolución térmica, la materia orgánica en los estratos carboníferos tiene diferentes tasas de generación y descarga de hidrocarburos en diferentes periodos. Si el período de formación estructural coincide bien con el período de generación y migración de gas es a menudo la clave para determinar la formación de yacimientos de gas. La relación entre el período de formación del cierre estructural y el período de generación y migración de gas de las principales estructuras carboníferas de mi país se puede resumir en los tres tipos siguientes.

Figura 4.11 La relación entre la formación de algunas estructuras típicas de yacimientos de carbón y la aparición de gas

(Según Li Mingchao et al.

1-Acumulación de carbón 2-Gas; 3 -Formación tectónica; 4-La relación estructura-gas está configurada apropiadamente, lo que favorece el almacenamiento de gas; 5-La relación estructura-gas está configurada apropiadamente, lo que es más propicio para el almacenamiento de gas; La relación estructura-gas está configurada de manera inapropiada, lo que no favorece el almacenamiento de gas

1) Tipo de formación temprana y de formación tardía: se refiere a una relación de coincidencia en la que el período de formación de la estructura es anterior al período de generación principal, pero aún no ha sido completamente destruido. Es común en las cuencas carboníferas del Mesozoico, como el anticlinal de Dongliang en la cuenca de Fuxin. Estos yacimientos de gas se desarrollan en las cuencas de Ordos y Sichuan. En el yacimiento de carbón tipo "Y", los estratos carboníferos del Carbonífero-Pérmico en el yacimiento de carbón de Yubei (pendiente este) formaron un sello anular (incluidos bloques de fallas, anticlinales, etc.) durante el movimiento del Himalaya, y luego pasaron a través de las estructuras formadas. Capturar gases. Esta relación de coincidencia de crecimiento temprano y nacimiento tardío es la mejor relación de configuración.

2) Tipo de generación ****: Es un tipo en el que los estratos carboníferos generan una gran cantidad de gas y al mismo tiempo forman estructuras. Desarrollado en todas las cuencas.

3) Generación temprana y formación tardía: los desajustes típicos, como Qinshui Coalfield, Laojuntou, Fengcun y otras estructuras anticlinales, no pueden capturar una gran cantidad de gas después de su formación, por lo que en su mayoría son "estructuras vacías". ".

4.3.2 Características de los yacimientos en vetas carboníferas

4.3.2.1 Características básicas de los yacimientos en vetas carboníferas de mi país

Existen cinco características básicas de las vetas carboníferas en mi país.

1) A excepción de unos pocos yacimientos de carbón carbonatado de aguas poco profundas, los yacimientos estratigráficos que contienen carbón de la mayoría de los yacimientos de carbón de mi país están dominados por varios tipos de masas de arena.

2) Las propiedades físicas de los yacimientos de arenisca en los estratos carboníferos de mi país son generalmente pobres, y cuanto más antiguos son, peores son sus propiedades físicas. Los yacimientos con propiedades físicas relativamente buenas se desarrollan principalmente en las cuencas mesozoicas interiores de recolección de carbón, como la cuenca Fuxin y la cuenca Junggar. Los yacimientos con mejores propiedades físicas se desarrollan principalmente en las cuencas de carbón del interior del Mesozoico.

3) Para los yacimientos de arenisca que son más jóvenes y tienen una diagénesis menos intensa, sus diferencias en las propiedades físicas están controladas principalmente por las condiciones de depósito. Por ejemplo, los yacimientos de arenisca en la cuenca de Fuxin son principalmente un grupo de acumulaciones rápidas. Las rocas del yacimiento son todas areniscas inmaduras y sus propiedades físicas muestran una heterogeneidad obvia. Para los yacimientos de arenisca que son más antiguos y tienen una fuerte diagénesis, el principal factor que afecta los cambios de sus propiedades físicas es la diagénesis, y el efecto de control de las condiciones de depósito ya no es obvio. Las condiciones de depósito sólo afectan la diagénesis a través de la composición y madurez estructural de la roca y, por tanto, del desarrollo de los poros de la arenisca. Los yacimientos de arenisca en los estratos carboníferos del Paleozoico tardío en el sur y el norte de China generalmente tienen una permeabilidad de poro baja o ultrabaja a pesar de las condiciones de depósito que varían ampliamente, lo cual es el resultado de la modificación diagenética.

4) Las areniscas de las formaciones carboníferas del Paleozoico tardío en mi país son casi todas areniscas compactas de porosidad baja a porosidad ultrabaja, con una porosidad en la mayoría de los casos inferior al 5% y una permeabilidad en su mayoría inferior al 0,1. Maryland. La porosidad es tan baja que, según los estándares de clasificación de yacimientos propuestos por académicos nacionales y extranjeros en el pasado, este tipo de arenisca definitivamente no es un yacimiento. Pero la práctica ha demostrado que este tipo de arenisca todavía tiene la capacidad de almacenar gas natural. Por ejemplo, se ha descubierto una gran cantidad de gas natural en areniscas compactas del Terciario temprano y del Cretácico tardío en algunas montañas y cuencas de piedemonte en las Montañas Rocosas de los Estados Unidos. La porosidad promedio de las areniscas que contienen gas es del 8% al 10%. , y la saturación de agua supera el 50%, la permeabilidad efectiva es sólo 0,001 mD. Parte del petróleo y el gas de mi país se producen en formaciones rocosas estrechas con una permeabilidad extremadamente baja (como el campo de gas Zhongba). Por lo tanto, este tipo de arenisca debe pertenecer a yacimientos de arenisca herméticos de baja porosidad a ultrabaja y aún tener cierta capacidad de almacenamiento de gas. Los canales de penetración del gas de hulla en este tipo de yacimientos son principalmente fracturas, por lo que los yacimientos de gas con valor industrial formados existirán principalmente en forma de yacimientos de gas de fractura. Por lo tanto, en cuencas carboníferas con reservorios estrechos, se debe prestar atención a la exploración de áreas de desarrollo de fracturas de reservorios.

5) Como principal roca fuente de gas, las vetas de carbón contienen una gran cantidad de metano de yacimientos de carbón que no ha sido transportado fuera de la roca madre. Son depósitos de gas especiales e importantes en los estratos que contienen carbón. Un gran número de estudios han demostrado que los poros microscópicos en las vetas de carbón están muy desarrollados, incluidos los poros de tejido residual vegetal, los poros intercristalinos primarios, los poros intercristalinos, varios poros de disolución, poros, fisuras endógenas y fisuras estructurales, etc. El metano de los lechos de carbón se almacena en adsorción y estados libres en la veta de carbón. Las vetas de carbón con fisuras desarrolladas también se convertirán en áreas de enriquecimiento de metano en yacimientos de carbón si están bien selladas. Aunque las vetas de carbón no son el principal reservorio en los estratos carboníferos debido a su espesor total limitado y su baja permeabilidad de los poros, la investigación, el desarrollo y la utilización de las vetas de carbón siguen siendo de especial importancia.

4.3.2.2 Características del espacio del yacimiento

Figura 4.12 Características de la fractura del yacimiento de arenisca (pozo Jiyang Lubeigu 2)

1) Fracturas: las grietas de las formaciones rocosas son tipos de vacíos importantes para yacimientos de metano en capas de carbón, por lo tanto, primero se deben estudiar las características de desarrollo y los patrones de distribución de varias grietas de formaciones rocosas. Por ejemplo, en Jiyang Sag, las grietas centrales se desarrollan en la capa inferior de Shixia y en la capa de Shiqianfeng. Las grietas no están rellenas, con anchos de grieta de 0,01 a 0,05 mm y longitudes de grieta de 10 a 20 cm (Figura 4.12). Se desarrollan dos grietas oblicuas en la arenisca de cuarzo entre 4125,6 y 4127,05 metros en el pozo Gubei Gu 1, con una longitud de grieta de 50 mm, un ancho de grieta de 5 mm y un grado de grieta del 100%. Los datos de la sección delgada muestran que hay dos tipos de fracturas: fracturas por corrosión por presión y fracturas estructurales. La mayoría de estas dos fracturas son **, lo que mejora efectivamente las propiedades físicas del yacimiento. Las grietas de disolución por presión son grietas formadas por la disolución a lo largo de los bordes de partículas clásticas durante el proceso de compactación. Dichas grietas no penetran las partículas de roca y sus direcciones de expansión son en su mayoría direccionales (Figura 4.13, Figura 4.14). Las grietas estructurales son grietas formadas debido a la acción de fuerzas tectónicas. Estas grietas a menudo penetran partículas de roca y se expanden en una red u otras formas irregulares, pero la mayoría de ellas están dominadas por uno o dos grupos de direcciones y el rango de expansión es generalmente más largo. (Figura 4.15).

Figura 4.13 Características de las fracturas en arenisca Carbonífero-Pérmico en el Pozo Degu 4 (izquierda: 1938 metros; derecha: 4315 metros)

Figura 4.14 Fracturas por disolución por presión (Pozo Yi 136, 3705.95 m, luz polarizada simple 100×)

Figura 4.15 Fractura estructural (Pozo Yi136, 3702.52 m, luz polarizada simple 100×)

2) Poros de disolución: Este tipo de poro forma parte Los principales tipos de poros desarrollados en yacimientos de gas regionales incluyen poros de disolución intergranular, poros de disolución intragranular y poros moldeados (Figura 4.16, Figura 4.17). Por ejemplo, la sección de sección delgada de 3500,5 metros del pozo Yi 132 en Jiyang Sag muestra que el feldespato de la roca se ha disuelto en poros internos granulares, y las partículas de feldespato a 3597,6 metros se han disuelto en poros fundidos. Los poros intergranulares son el tipo más desarrollado de poros de disolución, especialmente en los yacimientos de arenisca de la sección Kuishan de la Formación Shangshixia.

3) Porosidad intergranular: Las causas de la porosidad intergranular incluyen primaria y secundaria. Por ejemplo, la arenisca del Carbonífero-Pérmico en el área de Jiyang tiene una fuerte diagénesis y los poros intercristalinos originales están menos conservados. La mayoría de los poros intercristalinos se forman debido a la disolución posterior. Por ejemplo, las partículas de cuarzo explican la disolución y los bordes. irregular y feldespato La solubilidad es absorbida por la calcita, que ocupa los objetos clásticos de feldespato, los minerales de carbonato ocupan la matriz heterogénea de arcilla, la arcilla autigénica ocupa los materiales clásticos y los clastos de feldespato se disuelven en panal, clástico, etc. La dolomita ocupa la matriz heterogénea de la arcilla y forma cristales rómbicos euhédricos gruesos, fenómeno que puede ocurrir en la etapa diagenética tardía. Una disolución fuerte puede formar una gran cantidad de poros intercristalinos secundarios y poros intracristalinos, mejorando así el rendimiento del yacimiento de arenisca. Estos poros intergranulares secundarios se llenan con la matriz heterogénea o cemento entre los poros intergranulares formados por disolución posterior. Los poros intergranulares son el tipo más desarrollado de poros de disolución (Figura 4.18) y están particularmente desarrollados en los yacimientos de arenisca de la sección Kuishan de la Formación Shangshixia.

Figura 4.16 Poros disueltos intragranulares e intergranulares (Pozo Yi134, 3509,42 metros, luz polarizada única 100×)

Figura 4.17 Poros disueltos granulares (Pozo Yi136, 3710,5 metros, luz polarizada única 50 ×)

Figura 4.18 Microporos de poros disueltos dentro de arenisca

Pozo a-Dago 4, ×2000, arenisca fina negra, relleno, los microporos internos están relativamente desarrollados;

b-Dago 2 Well, ×2000, arenisca fina gris-negra, relleno, desarrollo de microporos internos

4) Porosidad intracristalina: la porosidad intercristalina es la segunda porosidad bruta. Se forma principalmente por la disolución interna de partículas inestables como feldespato, mica, restos de roca y siderita. Se desarrolla principalmente en clastos de feldespato y se produce a lo largo de la superficie de disolución de las partículas de feldespato (Figura 4.16). Si las partículas y los cristales se disuelven total o casi por completo, se forman poros fundidos. Los poros fundidos conservan la forma de las partículas originales y se conserva una capa de corteza de arcilla en la capa exterior. A veces quedan residuos disueltos en los poros. quedan algunos residuos en el medio.

5) Microporos: Se refiere a los microporos que se forman entre la caolinita después de que se disuelven el feldespato, la illita y la sericita. Vienen en varias formas, como escamas, tubulares e irregulares.

4.3.2.3 La influencia de la diagénesis en el desarrollo de los poros de las areniscas

Según la observación y análisis de un gran número de cortes de roca, areniscas en estratos carboníferos de mi país generalmente han experimentado una diagénesis compleja. El proceso de transformación diagenética de la arenisca es también el proceso de transformación del espacio poroso de la arenisca. Varios procesos diagenéticos tienen distintos grados de influencia en el desarrollo del espacio poroso. Por lo tanto, el estudio de la diagénesis de arenisca puede ayudar a obtener una comprensión más profunda del proceso de formación de yacimientos de arenisca y proporcionar una base para encontrar zonas de desarrollo de poros.

A través de la observación y el análisis de secciones delgadas fundidas, la mayoría de las areniscas en los estratos carboníferos de mi país han perdido su porosidad primaria. La porosidad actual es principalmente porosidad de disolución secundaria (incluida la porosidad primaria expandida por disolución). ) y microporos en la matriz heterogénea, que son el resultado de la diagénesis. Los procesos diagenéticos que favorecen la desaparición paulatina de los poros primarios son principalmente compactación, agrandamiento secundario de cuarzo y feldespato, cementación y metasomatismo de carbonatos, alteración de feldespato, etc., mientras que los poros secundarios son provocados por la disolución y disolución de los minerales arcillosos formados. por recristalización.

(1) Compactación

La compactación mecánica tiene un impacto extremadamente obvio en la porosidad de la arenisca. Debido a la compactación, los componentes flexibles de la arenisca sufren deformación plástica, como el feldespato y la mica, que sufren deformación por flexión. Los fragmentos de lutita u otros fragmentos de roca blanda se comprimen en la "matriz pseudomezclada" entre los fragmentos duros, y los minerales arcillosos se comprimen. hacia el espacio poroso, etc., mientras que las partículas de desechos se desarrollan desde el contacto puntual hasta el contacto lineal, el contacto cóncavo-convexo y luego hasta el contacto de sutura. El relleno del componente plástico y el estrecho contacto de las partículas dan como resultado una reducción considerable de los poros nativos (Fig. 4.19).

Figura 4.19 Efecto de la compactación sobre la porosidad de la arenisca

a-Bajo la influencia de la compactación y la disolución por presión, las partículas clásticas tienen contacto cóncavo-convexo y se desarrollan grietas (polarización ortogonal, d = 3,0 mm, Pozo Gubei Gu 3, 4162,2 m); arenisca de cuarzo b, las partículas clásticas están en estrecho contacto y las partículas clásticas están en contacto lineal convexo (polarización ortogonal, d = 11,0 mm, Pozo Gubei Gu 2, 3519,1 m); Las partículas c-clásticas están en estrecho contacto, los clastos duros se extruyen en clastos fangosos, contacto cóncavo y convexo, y los clastos fangosos están en una matriz pseudohíbrida (polarización ortogonal, d = 1,6 mm, pozo Yi 136, 3706,2 metros); la plagioclasa se extruye para producir una deformación plástica por flexión de granos de cristales gemelos y la ortoclasa se tritura para formar grietas de compresión intragranulares (polarización ortogonal, d=3,0 mm, Yi 136 Well, 3702,3 metros)

La intensidad de la compactación está estrechamente relacionada a la composición y estructura original del sedimento. Las areniscas pérmicas en el norte de China son principalmente areniscas de feldespato, areniscas clásticas feldespáticas y areniscas clásticas feldespáticas. Todas contienen más componentes plásticos y partículas quebradizas, y tienen más bases clásticas de arcilla, por lo que su grado de compactación tiene un mayor impacto. La intensidad de la compactación también está estrechamente relacionada con la profundidad de enterramiento de los sedimentos. Las areniscas de la cuenca Fuxin son todas areniscas inmaduras. Dado que la profundidad de entierro de la Formación Fuxin es menor que la de la Formación Shahai, sus propiedades físicas son significativamente mejores que las de la Formación Shahai.

(2) Aumento secundario de cuarzo y feldespato

El aumento secundario de cuarzo es el factor principal en la reducción de los poros de la arenisca de cuarzo. Aunque la compactación tiene poco efecto sobre la arenisca de cuarzo, permitiendo que se conserven sus poros primarios, la presencia de una gran cantidad de partículas de cuarzo crea las condiciones para el aumento secundario de cuarzo. Esto se debe a que las partículas de cuarzo son tanto la fuente de sílice disuelta como la base para la precipitación de sílice, por lo que la arenisca de cuarzo tiene un fenómeno de aumento secundario. En términos generales, cuanto más antiguo es el período, más fuerte es la acumulación secundaria. El agrandamiento secundario del cuarzo llena los poros, provocando que los poros primarios se contraigan significativamente (Figura 4.20). Por ejemplo, la acreción secundaria de arenisca de cuarzo de agua y carbón en el centro de Hunan, mi país, es muy fuerte, lo que hace que la arenisca sea muy densa. Esta es también la razón por la cual disminuye la porosidad de la arenisca de cuarzo en la formación Taiyuan en el norte de China.

Figura 4.20 Fractura

Las partículas a-coloidales se fracturan y agrandan dos veces en la superficie de contacto similar a una sutura (polarización ortogonal, d=2,5 mm, Gubei Paleo Well 2, 3521,7 m) ;

partículas b-coloidales en la superficie de contacto similar a una sutura (polarización ortogonal, d=1,4 mm). El agrandamiento secundario del cuarzo se observa ocasionalmente en otras areniscas, pero su efecto es relativamente menor. El estudio encontró que el grado de crecimiento secundario del cuarzo está relacionado con el contenido de matriz heterogénea. El crecimiento secundario del cuarzo arenoso con mayor contenido de matriz heterogénea es generalmente débil. Esto puede deberse a que la presencia de matriz arcillosa impide la proliferación. de cuarzo. Al mismo tiempo, el estudio también encontró que el aumento secundario de cuarzo y la cementación de carbonato son mutuamente causales.

Las condiciones de disolución y precipitación del cuarzo y la calcita pueden ser opuestas; además, grandes cantidades de metasomatismo de relleno de carbonato también destruirán la estructura diagenética temprana; Por lo tanto, hay poca acumulación de cuarzo en secciones delgadas con alto contenido de carbonato.

La acreción secundaria de feldespato es mucho menos obvia que la del cuarzo, y sólo puede verse en unas pocas secciones delgadas de arenisca feldespática. La piedra de crecimiento propio ingresa a los poros intercristalinos y bloquea el espacio poroso, que es uno de los factores que reduce los poros primarios.

(3) Cementación y metasomatismo

La cementación con carbonatos y el metasomatismo se encuentran comúnmente en areniscas carboníferas de mi país. El relleno y la cementación en múltiples etapas han provocado la desaparición de una gran cantidad de poros originales en la arenisca. En algunas secciones delgadas, se puede ver que los minerales de carbonato se enriquecen en los poros intergranulares y las partículas clásticas están en contacto puntual o en estado suspendido. También se puede ver que la cementación de carbonatos se forma por recristalización en las últimas etapas de la diagénesis de la estructura cristalina incrustada. Se cree que el espacio poroso original de esta arenisca ya no existe. El metasomatismo de carbonato ocurre principalmente en la etapa diagenética tardía y está dominado por el metasomatismo de minerales arcillosos. El feldespato y el cuarzo también pueden descomponerse a lo largo de la roca. La sustitución de partículas clásticas por minerales arcillosos también es un fenómeno común de metasomatismo (Figura 4.21). Un metasomatismo fuerte puede llenar el espacio poroso secundario que se ha formado, lo que también es un factor importante para que la arenisca se vuelva más densa.

Figura 4.21 Los minerales arcillosos representan partículas clásticas (derecha) (Pozo Yi 136, 3721,0 metros)

(4) Alteración del feldespato

Alteración larga de las rocas es muy común, principalmente arcilla y sericita, y los productos de alteración ingresan al espacio poroso y también pueden reducir la porosidad de la roca.

(5) Disolución

Cuando la profundidad del entierro aumenta y la temperatura del suelo alcanza el límite de estrangulamiento, la materia orgánica en el sedimento sufre craqueo térmico, lo que resulta en una reacción de descarboxilación, liberando CO2. y H2O, formando solución ácida. Esta solución ácida disuelve carbonatos y otros minerales (feldespatos, matriz arcillosa, fragmentos de roca, cuarzo, etc.), creando poros de disolución secundarios.

Los tamaños individuales de los poros disueltos varían mucho. El diámetro de los poros disueltos grandes puede exceder el diámetro de las partículas de desechos circundantes, mientras que el diámetro de los pequeños es solo de unas pocas micras. Las formas de los poros varían, incluso los intergranulares. poros con bordes a modo de orificio, también existen poros intragranulares en forma de panal o poros aislados. También se puede observar que aún quedan poros cementados con restos de cemento disuelto en la periferia de los poros, así como poros de moho que aún. Mantener la forma de las partículas disueltas.

Los factores que afectan el desarrollo de los poros secundarios son:

①La composición del material de la arenisca: la arenisca con composición madura y estructura madura generalmente tiene un mejor desarrollo de los poros secundarios. Las areniscas de menor madurez están sujetas a una compactación más fuerte en las primeras etapas de la diagénesis y los poros primarios se bloquean, lo que resulta en una mala filtración de agua subterránea, lo que no favorece la entrada de soluciones ácidas, lo que dificulta la disolución. Quedan muy pocos poros primarios en los estratos carboníferos de mi país, y los poros secundarios también son raros. Los yacimientos de arenisca son en su mayoría areniscas inmaduras.

2) La capa de arenisca o la parte superior de la capa de arenisca tiene una gran abundancia de materia orgánica: Generalmente, una gran abundancia de materia orgánica es probable que produzca poros secundarios disueltos.

3) Proceso de carbonatación de la arenisca: Una cierta intensidad de carbonatación en la etapa media de la diagénesis favorece la formación de poros secundarios disueltos. Los poros secundarios en muchas areniscas no se disuelven directamente con escombros o rellenos, sino que se carbonizan y luego se disuelven con agua ácida. Sin embargo, cuando la carbonización es demasiado intensa, casi no aparecen poros de disolución secundarios. Esto se debe a que en este caso el carbonato no sólo ocupa todos los materiales de relleno y llena todos los espacios porosos, sino que también ocupa partículas clásticas, constituyendo una cementación basal, que no favorece la generación de poros de disolución secundarios. La carbonatación posterior suele llenar los poros secundarios y, por tanto, es el factor principal en la reducción de los poros secundarios.

(6) Minerales arcillosos autigénicos

Los minerales arcillosos tienen la doble función de rellenar los poros y generar microporos intercristalinos. Según el análisis de microscopía electrónica de barrido, el grado de desarrollo de los microporos intercristalinos está controlado por el grado de cristalización de los minerales arcillosos. Cuanto mayor es el grado de cristalización, más microporos intercristalinos se desarrollan. Por ejemplo, en algunas areniscas de cuarzo de la Formación Taiyuan en el área minera de Yangquan, debido a la gran cantidad de poros residuales de compactación intergranular, los cristales de caolinita precipitados en los poros son gruesos, por lo que los microporos intergranulares están muy desarrollados, observándose el molde fino. En la sección, se puede ver que la matriz de arcilla se ha inyectado en el vidrio orgánico y el fenómeno de la inmersión. Se puede observar que este tipo de microporos todavía tienen cierta capacidad para filtrar y almacenar agua.

Basándonos en la influencia antes mencionada de la diagénesis en el desarrollo de los poros, intentamos resumir aproximadamente la diagénesis y la evolución de los poros de las areniscas en los estratos carboníferos de mi país en dos modelos según diferentes areniscas (Figura 4.22 ). Este modelo muestra que la compactación ocurre primero en la etapa inmadura y tiene un mayor impacto en areniscas de baja madurez. La compactación-disolución no existe en areniscas de baja madurez y sólo ocurre en areniscas de cuarzo, mientras que la compactación-disolución en areniscas de cuarzo es débil.

La acumulación de cuarzo ocurre en la etapa semimadura y tiene un gran impacto en la arenisca de cuarzo. Durante todo el proceso se produce la transformación y recristalización de los minerales arcillosos. El metasomatismo de llenado de carbonatos es más complejo, ocurre primero en la etapa inmadura y una gran cantidad de llenado de carbonato ocurre en las etapas A semimadura a madura. La disolución suele ocurrir inmediatamente después de la carbonatación, principalmente durante la etapa A de maduración. La disolución creó poros secundarios y el posterior relleno de carbonato provocó la desaparición de algunos poros secundarios.

Figura 4.22 Un diagrama simplificado del origen y evolución de los poros de la arenisca

(Según la investigación de Li Mingchao et al. en 1990, siguiendo el modelo de Schmidt)

4.3.3 Generación, almacenamiento y cobertura Tipos de combinación de capas, tipos de captura y su distribución

4.3.3.1 Tipos de combinación de capas biológicas, reservorios y rocas de cobertura

La formación de yacimientos de gas no sólo depende de las capas y reservorios de gas y de la presencia o ausencia de la capa de cobertura y su respectiva calidad, sino que también depende de la relación de interconexión y configuración entre ellos. De acuerdo con las condiciones específicas de los almacenamientos de gas en las principales cuencas carboníferas de mi país, los tipos combinados de capas de gas, yacimientos y rocas de cobertura se pueden dividir en cinco tipos (Figura 4.23).

① Tipo de autogeneración y autoalmacenamiento: se encuentra principalmente en cuencas de hundimiento y levantamiento, es uno de los principales tipos de combinación de generación, almacenamiento y roca de cobertura en campos de carbón en mi país. Cuando la perforación de múltiples agujeros en el yacimiento de carbón de Liupanshui en Guizhou encuentra vetas de carbón, la erupción de gas es un ejemplo típico de este tipo de combinación. En términos generales, las vetas de carbón tienen propiedades físicas deficientes y una baja producción de gas en un solo orificio, lo que hace extremadamente difícil la formación de yacimientos de gas a gran escala. Sin embargo, tiene importancia práctica para el drenaje y la utilización de gas en áreas mineras.

2) Tipo ordinario: Distribuido principalmente en cuencas sedimentarias y cuencas de levantamiento sedimentario que comenzaron a depositarse en la antigüedad, como los estratos carboníferos del Jurásico Temprano y Medio en la depresión del borde sur del Cuenca de Junggar, cuenca de Ordos y estratos carboníferos del Pérmico Carbonífero en el borde y al norte de Luan Coalfield. Debido a la naturaleza multicíclica de la sedimentación, presenta un patrón normal de múltiples combinaciones.

3) Tipo de cambio lateral: desarrollado en zonas de cambio de fase lateral y taludes continentales antiguos, como estratos carboníferos en la Cuenca de Ordos, estratos carboníferos del Triásico Tardío en la Cuenca de Sichuan y Jurásico Tardío en los estratos carboníferos de la cuenca Fuxin, los estratos carboníferos del Pérmico tardío de Qiuxi, los estratos carboníferos del Pérmico-Carbonífero de Qinshui Coalfield, etc.

4) Generación superior: existe en la toba subyacente de los estratos carboníferos. Por ejemplo, el gas generado por el sistema de carbón de Xiangzhui en la cuenca sedimentaria de cuasi plataforma del Yangtze se conserva en la capa subyacente. Toba Shidingzi (C1s).

Figura 4.23 Combinaciones y distribución de producción, yacimiento y roca de cobertura

(Según Li Mingchao et al., 1990)

5) Leapfrogging: desarrollado principalmente en el Era Mesozoica cuando comenzó la sedimentación En las cuencas sedimentarias y en las cuencas en forma de "Y", el gas formado en la capa generadora migra largas distancias en dirección vertical a través de sistemas de fracturas como las fallas. El gas formado en la capa de formación migra a lo largo de una larga distancia en dirección vertical a través de sistemas de fracturas como fracturas y a través de formaciones más gruesas. Por ejemplo, la depresión de Dongpu tiene este tipo de depósito de gas combinado.

4.3.3.2 Tipos de trampas de gas con medida de carbón en mi país

En la actualidad, no se han descubierto muchos yacimientos de gas con medida de carbón en mi país, y aún menos depósitos de gas con medida de carbón poco profundos. Medir los depósitos de gas Si la profundidad de 1.500 metros es Dividir los depósitos de gas en trampas según los límites será difícil reflejar la situación de las trampas de los depósitos de gas medidos por carbón en mi país. Por lo tanto, clasificamos las trampas en los yacimientos de gas descubiertos (algunos más allá de la profundidad de nuestro estudio) según su origen (Tabla 4.9).

①Trampas anticlinales relacionadas con pliegues: distribuidas principalmente en cuencas sedimentarias, geográficamente están ubicadas principalmente en el centro y oeste de mi país, como los anticlinales de diferentes formas en la cuenca de Sichuan, el borde de la cuenca de Ordos. , el Mesozoico Los cinturones estructurales anticlinales en las cuencas carboníferas del noroeste son todas esas trampas. China es el país con el mayor número de depósitos de gas de carbón.

2) Trampas anticlinales relacionadas con la sedimentación: generalmente de formación temprana y de gran superficie, son lugares de acumulación de gas muy favorables. La zona anticlinal de Dongliang-Qinghemen en la cuenca de Fuxin es un área potencial de producción de gas con extensas exhibiciones de gas. Otras cuencas en forma de "V" son similares a la cuenca de Fuxin en términos de sedimentación y desarrollo estructural, y también son áreas favorables para el desarrollo de este tipo de trampas.

Tabla 4.9 Clasificación de yacimientos de gas

3) Anticlinales relacionados con levantamiento paleotopográfico y compactación diferencial: distribuidos principalmente en el norte de China. El yacimiento de gas Dongpu Wenliu es una depresión estructural anticlinal desarrollada en el levantamiento del lecho rocoso del Paleozoico desde finales del Pleistoceno.

4) Trampas relacionadas con fallas de cabalgamiento: a menudo relacionadas con anticlinales plegados, a menudo formando trampas compuestas falla-anticlinal, cuya área de distribución es aproximadamente la misma que la de los anticlinales plegados.

5) Trampas relacionadas con fallas: la cuenca en forma de "Y" distribuida en el este de mi país es un tipo de trampa importante en el norte de China. La formación de estructuras de bloques de fallas controla la distribución de petróleo y gas.

6) Depresiones oblicuas: Distribuidas principalmente en la región sur, por ejemplo, los estratos carboníferos de la cuasiplataforma del Yangtze se conservan generalmente en estructuras oblicuas, lo que proporciona las condiciones geológicas necesarias para el desarrollo de tales depresiones. . Entre ellos, los cambios litológicos jugaron un papel importante en su formación. En algunas áreas, también puede estar relacionado con el agua. Por ejemplo, la perforación por chorro en Liupanshui Coalfield generalmente se encuentra cerca de los ríos. De hecho, el agua jugó un papel en la formación del anillo. El efecto requiere más trabajo.

7) Depresión de una antigua colina enterrada: En el período de la historia geológica, se convirtió en una parte sobresaliente del antiguo terreno terrestre o submarino. Bajo la acción del agua superficial y subterránea, se produjo erosión, erosión y filtración, provocando. Las rocas antiguas en las protuberancias topográficas produjeron numerosos poros y fisuras, y luego fueron cubiertas por capas de roca impermeables depositadas durante el hundimiento de la corteza terrestre, acumulando petróleo y gas en lugares favorables para las discordancias. Este tipo de trampa se ha convertido ahora en otro tipo importante en el norte de China.

8) Trampas litológicas: En las cuencas carboníferas, los cambios de litología y litofacies de los estratos carboníferos determinan la importancia general de las trampas litológicas. Estos círculos se desarrollan en las partes centrales de cuencas como Ordos y Fuxin. El problema es que generalmente son pequeños, difíciles de encontrar y difíciles de trabajar. Sin embargo, con la profundización de la investigación geológica básica y la mejora de los métodos de exploración, se descubrirán una gran cantidad de trampas litológicas.

Lectura adicional recomendada

1. Li Mingchao et al., 1990. Acumulación de gas superficial en las principales yacimientos de carbón de China. Beijing: Science Press

2:

2. Research "Comité editorial. Gas Geological Research. Beijing: Petroleum Industry Press 3: Petroleum Industry Press 3.