内蒙古东北部拉布达林盆地是我国陆域高纬度冻土型天然气水合物重要潜在分布区,有望成为祁连山木里高海拔冻土型天然气水合物的互补类型,具重要调查研究价值。目前该区天然气水合物调查研究程度较低,2023年内蒙古自治区地质调查研究院首次在该区部署两口天然气水合物探井。以资料较为齐全的ST-1井为例开展综合分析与区域对比研究,旨在总结各种可能与天然气水合物相关的异常现象,分析天然气水合物形成的有利条件,指出研究区天然气水合物-浅层气系统的共生模式。研究显示:(1)本次钻探中发现岩心表面冒泡现象、井涌现象、烃类气测和岩心解吸气高含量异常现象、自生方解石伴生产出现象等,可能与天然气水合物直接或间接相关。(2)岩心解吸气组成主要为CH4,次为CO2,还含少量C2H6,主要以煤型气来源为主,可能还含少部分微生物成因气及热解成因混合气。(3)钻遇的下白垩统大磨拐河组(K1d)有机碳含量在3.16%~31.19%间,平均12.48%,生烃潜量在1.50~113.78 mg/g间,平均45.50 mg/g;有机显微组分以镜质组和腐泥组为主,有机质类型为Ⅱ2-Ⅲ型,干酪根镜质体反射率Ro值在0.63%~0.80%间,为低熟-成熟阶段,具备良好生烃条件。可能是天然气水合物主要的潜在气源岩,对比区域上5套烃源岩,上侏罗统满克头鄂博组(J3m)烃源岩有望成为天然气水合物另一重要潜在气源岩;(4)钻后30 h、54 h、78 h的温度测井数据在200 m以浅一直难以稳定下来,特别是43.45~70.55 m间深度段测井温度波动较大,可能与部分深度段地层破碎或断裂发育而形成局部热融作用有关,致使此次温度测井数据可能难以真正代表地层本身的地温特征,但是研究区仍然具有良好的天然气水合物形成条件和潜力;(5)本次钻井现场气测录井烃含量多个深度段达11.95%~16.65%,解吸气含量0.95~3.19 m3/t,平均为1.84 m3/t,表明研究区浅层气源较为发育;钻井揭示薄煤层、泥岩、砂岩发育特征与物性特征及断层或裂隙产出特征均不利于浅层气的保存与聚集,综合认为研究区冻土发育,既可为天然气水合物提供稳定带条件,也可与天然气水合物稳定带一起共同为浅层气提供良好的封盖保存条件,从而得以形成天然气水合物-浅层气系统共生现象。本次研究将为研究区或区域上后续天然气水合物及浅层气调查研究提供重要地质启示。
