川东地区志留系-石炭系含气系统天然气运移聚集机理

根据川东地区石炭系、志留系天然气藏的形成与分布特点,结合地层压力分布特征,探讨了该区志留系-石炭系含气系统的天然气运移聚集机理,提出该系统具有箱外成藏和箱内成藏两种模式。下伏志留系高压封存箱生成的油气随箱体顶部破裂呈混相涌流进入石炭系,油气在石炭系中向继承性发育的古隆起运移聚集,形成大型古油气藏,后逐渐演化成古气藏。志留系封存箱内部的天然气可在有利储集层中聚集成藏。喜山构造运动使研究区天然气重新大规模运移聚集,形成充满度很高的残余气藏。石炭系储层气驱水实验表明,岩石渗透率与驱替后残余水饱和度呈负相关指数关系。在一般地层压力条件下,天然气很难通过岩层的细小孔隙运移并排替地层水富集,细小孔隙中的天然气是早期聚集其中的。水溶对流可能是石炭系天然气运聚成藏的重要机制。     

四川盆地天然气成藏动力学初探

四川叠合盆地是我国主要的天然气区之一。天然气成藏动力学是今后四川盆地天然气地质和勘探研究的重要内容。可将川西地区上三叠统须家河组视为一个完整的含气高压封存箱。川东地区在纵向剖面上存在两个压力封存箱,第一个压力异常带(下三叠统嘉陵江组―二叠系)为上部流体高压封存箱,第二个高压异常带(志留系)为下部流体高压封存箱,石炭系位于两个压力封存箱之间。生烃增压为上列封存箱内主要的升压机制。川西地区致密碎屑岩储层和川东地区碳酸盐岩储层初次运移排烃方式主要为垂向排烃,并且是在异常古高压驱使下通过封存箱破裂产生的混相涌流完成的。异常古高压是促使川西地区须家河组须二段和须四段储层流体调整并使天然气聚集成藏的动力。浮力和水动力(成藏动力)控制了川东地区天然气的成藏。     

流体封存箱与天然气成藏——以鄂尔多斯盆地苏里格气田为例

引入流体封存箱理论,探讨了异常压力与流体封存箱形成的关系,并建立了流体封存箱模型。通过气源岩埋藏史、构造热演化史、次生孔隙发育史、成岩圈闭孕育史及天然气运聚史等五史分析研究,并结合气液包裹体均一温度及自生伊利石K—Ar同位素测年资料,将鄂尔多斯盆地苏里格气田盒8、山1气藏的形成时间确定为晚侏罗世—早白垩世。并在此基础上,总结了研究区天然气成藏演化模式。通过对研究区生、储、盖、圈、运、保等天然气成藏要素的综合研究,总结了天然气富集规律:生烃强度控制了天然气的富集程度;优势运移通道是天然气运聚的基本途径;储层物性优劣是影响天然气富集的关键因素。     

天然气运移相态及其变化

天然气运移相态是影响其运聚成藏的重要因素.其除了受源岩类型和演化阶段的影响外,还要受到其所处环境条件变化的影响.天然气既可以由水溶、油溶和扩散相向游离相转变,又可以由游离相向水溶、油溶和扩散相转变.前者有利于天然气运聚成藏,后者则不利于天然气运聚成藏.天然气运移相态的转变需要一定的地质条件.水溶相、油溶相向游离相转变均需要压力降低,而扩散相向游离相转变则需要遇到烃浓度盖层或气层.实例分析表明,由其他相态向游离相转变而来的天然气均可成为天然气富集成藏的重要组成部分.     

四川盆地西部流体封存箱与天然气成藏的关系

川西坳陷经历了晚三叠世以来前陆盆地的复杂构造演化,是整体超压的陆相碎屑岩含气领域.运用流体封存箱理论,对川西流体封存箱与天然气成藏关系进行了分析.川西流体压力封存箱的演化可划分成印支晚期-燕山期须家河组封存箱的形成和喜山期须家河组封存箱的改造2个阶段.川西致密碎屑岩生烃增压和成岩致密化是T3超压封存箱形成的主要原因,后期的构造运动对须家河组封存箱的改造,使天然气向箱外"混相涌流",在浅中深层形成了规模的次生气藏.     

准噶尔盆地天然气勘探潜力及运聚规律

准噶尔盆地的天然气资源量大,探明率低,勘探潜力巨大。天然气运聚规律和特点表明,区域构造运动主控天然气运移,流体势决定天然气运移的方向和聚集场所,断裂和不整合面是天然气运移的主要通道,异常高压是天然气运移的主要动力,具有深盆气藏发育的地质特征和成藏条件。因此,斜坡带上倾方向和古隆起是天然气运移的指向区和有利聚集带,前陆逆冲推覆构造带是潜力巨大的油气富集带,盆地前缘带深层具有多个异常压力封存箱,具备形成深盆气藏的地质条件。这些地区将是天然气勘探的重要区带。     

中国中西部砂岩天然气大规模聚集机制与成藏效应

中国中西部大型含油气盆地中天然气大规模富集区具有多种特殊的聚集机制与不同的成藏效应。以天然气成藏地质理论与方法为基础,开展了典型含油气盆地区域地质与构造背景、地层埋藏演化、气藏基本特征、流体地质与地球化学等方面的研究。结果认为,喜马拉雅期以来隆升剥蚀所产生的构造抽吸、泥岩吸水、水溶气脱溶、流体封存等地质作用都能形成大规模的天然气聚集,并能形成不同的天然气成藏地质效应。如:大面积的构造抽吸作用与流体封存作用有利于区域性超高压流体的赋存及大规模超高压气田的形成;低砂地比地层中产生的泥岩吸水作用有利于区域性低压、无水气藏等大气区的发育;大面积厚层砂岩中水溶气的脱溶作用不仅能形成大规模的天然气聚集,而且地层水侧向运移产生的水溶气脱溶,会产生区域性有规律的天然气同位素分馏效应,即天然气水溶气运移距离越远,所聚集形成的天然气甲烷碳同位素组成越重。图7表1参69     

塔里木盆地和田河气田水溶气成藏过程

塔里木盆地和田河气田的天然气具备水溶气成藏地球化学特征和理想的水溶气成藏条件。喜马拉雅运动晚期和田河气田圈闭形成，巴楚断隆以南的西南坳陷寒武系高一过成熟烃源岩生成的天然气在深部高温、高压条件下大量溶解于水中。随着断裂的开启，在异常压力驱使下，水溶气沿断裂从深部寒武系运移至气田东部的奥陶系和石炭系圈闭中，由于压力和温度降低，水溶气释放形成游离气气顶，气水界面下部的水体继续自气田东部高压区向西部低压区沿不整合面长距离运移，运移过程中压力不断降低。导致水溶气不断释放，变成游离相天然气，在运移路径上成藏，形成条带状、串珠状分布的和田河气田。由此造成气田西部井区天然气偏干、甲烷碳同位素组成偏重、CO2含量明显偏高，一系列的水溶气运移参数自东部井区向西部明显增大。图6参27     

地层水相态变化与深盆气形成机理——以鄂尔多斯盆地上古生界为例

对比千米桥潜山异常高温气藏产水特征及封闭条件下汽、水相态模拟实验结果,分析鄂尔多斯盆地上古生界气藏形成过程和形成条件。镜质体反射率、磷灰石裂变径迹、包裹体均一温度测定表明,晚侏罗世—早白垩世鄂尔多斯盆地上古生界具有异常高的古地温场。异常高温促使煤系有机质快速熟化、生成大量天然气,同时地层水汽化,天然气与蒸汽互溶并逐渐积累产生异常高压;气(汽)相流体在异常高压推动下向封存箱内的上部地层扩散运移,降低下部异常高温地层的压力,加速地层水汽化并重新积聚压力,如此循环反复,气(汽)相流体逐渐渗透到封存箱的各个部位,封存箱内温度、压力趋于平衡,从而形成盆地级的高温高压气藏。晚白垩世—古近纪的抬升剥蚀导致上古生界温度、压力下降,蒸汽液化使气藏中的蒸汽和天然气浓度降低,从而形成了盆地级的低压气藏。     

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以克拉2气田为例，讨论了天然气在地层水中溶解—释放作用对气藏形成的影响，估算了因地层抬升所导致的水溶气释放为游离气的量，分析了影响水溶气与气藏中游离气组分分馏的主要因素。研究表明，天然气在地层水中的溶解—释放作用对克拉2气田天然气组分分馏起重要的作用，主要表现为：①在地层沉降和抬升过程中，由于地层温度、压力的变化，地层水选择性溶解和释放天然气组分；②在大规模水平挤压过程中，C₂+烃类气体随着边底水的迁移而流失；③地层异常高压导致大量C₂+烃类溶解于地层水中，致使气藏中甲烷相对富集。此外，水溶气释放对克拉2气田异常高压的形成也有一定的贡献作用。文章还通过天然气在水中溶解—释放模拟试验，分析了甲烷气体在地层水中因压力变化而释放的过程中碳同位素分馏状况。总结了克拉2气藏水溶气成藏过程及其成藏模式。     

川东石炭系气藏含气系统研究

从含气系统研究思路和方法出发,详细研究了川东地区石炭系气藏的生烃子系统、运移子系统和捕集子系统.石炭系气藏天然气主要来自下伏的志留系生油(气)岩,也有部分来自上覆的阳新统.川东地区志留系-石炭系含气系统的充注能力较强,其生烃潜力指数值较高;含气系统的持续时间从早志留世到早白垩世,而其保存时间从晚白垩世一直至今.志留系烃源岩排烃为垂向排烃,是通过压力封存箱的破裂而产生的混相涌流完成的.油气二次运移的排烃是通过流体对流实现的.川东地区石炭系气藏属于箱外成藏.气藏的成藏类型有:①低覆压准散失型常压气藏;②中覆压富(满)集型常压气藏;③高覆压富集型常压气藏.     

异常高压气井生产动态仿真研究及应用

异常高压气井生产动态仿真方法不仅改变了传统物理仿真成本高、过程复杂的缺点,而且具备了计算机仿真模拟的准确性。考虑异常高压气井流体高压、高温的特点,本文将异常高压气井生产压降分解为地层流动压降、井筒流动压降和嘴流流动压降三个过程,并建立了气井生产动态流动数学模型;本文利用计算机仿真技术模拟了异常高压气井地层流体流动过程、井筒流体流动过程和气嘴流体流动过程,并预测了气井生产动态流动参数,为下步异常高压气井动态配产提供了基础数据。通过实例分析,将计算机仿真预测出的异常高压气井流动参数代入优化配产模型计算出配产结果与实际配产结果十分接近,表明异常高压气井生产动态仿真对实际生产具有重要的指导意义。     

天然气成藏过程中地层水相态变化——以鄂尔多斯盆地上古生界为例

根据千米桥潜山异常高温气藏的生产特点、气井凝析水的采出机理以及采出水的矿化度特征,认为鄂尔多斯盆地上古生界气藏形成于异常高温阶段。异常高温不仅导致了甲烷的生成,还导致了部分地层水的汽化和异常高压的形成。气(汽)相流体在异常高压推动下向上部地层扩散,运移使下部地层中的压力降低,加速地层水汽化,并积聚新的压力和新一轮的运移,如此反复,逐渐将甲烷、蒸汽水及伴生的温度、压力扩散至封存箱内的每个部位,达到封存箱内的区域势平衡,从而形成盆地级的高温高压气藏。抬升剥蚀导致上古生界温度、压力下降,水蒸气的液化使气藏中的蒸汽水密度降低,甲烷气浓度降低,气柱压力降低,从而形成负压气藏。     

准噶尔盆地南缘构造应力场与油气运聚的关系

通过对准噶尔盆地南缘山前构造与地应力场分析,认为构造复杂、目的层深、地应务作用强烈是制约勘探进程的主要因素,。在地应力集中的安集海河组泥岩段,表现出高压欠压实的特点则大主应力方向为北北东向。水平两向应力的差值较大,是导致钻井事故不断发生的主要原因。盆地南缘区域地应力分布规律表现为纵向上压应力随深度增加而增大,并与构造层配伍,可分为深层挤压带、中层剪切带、浅层张裂带。气高压应力分布区（生烃凹陷）向低     

流体动力场演化与地层流体低压成因

在松辽盆地北部东区的扶杨油层和在东南缘的十屋断陷中,发育了三个地层流体低压区,压力系数分别为0.93～1.0,0.65～0.96和0.96～0.55,都是松辽盆地主要的天然气聚集区。低压的成因机理是由于天然气的漏失减小的能量大于天然气和地下水运移补给增加的能量。在盆地北部东区的扶杨油层中,由于在天然气流动方向上储层厚度、孔渗都明显增加,流体补给增加的能量与流体散失减小的能量之间的差值在天然气的运移方向上增加,导致在天然气运移方向上压力系数减小。十屋断陷的地层压力剖面可以划分为明显的三个带,它们分别对应于三个水文地质分带,即自由交替带,交替阻滞带和交替停滞带。在自由交替带地下水供排平衡,保持正常的地层压力。在交替阻滞带和交替停滞带,由于天然气漏失损失的能量大于天然气、地下水下渗补给增加的能量,形成低压,且往下地下水的补给量迅速减小、消失,而天然气的漏失量随着埋深的增加而增加,从而使得天然气运移方向上压力系数增加。     

鄂尔多斯盆地上古生界气田流体动力学演化

研究了鄂尔多斯盆地上古生界气田地下流体动力场演化和流体动力场特征以及与气水分布的关系，获得了气田流体动力学和天然气藏多方面的认识。盆地北部和东部上倾地区发育大气水下渗-向心流。盆地西南部下倾区为天然气聚集区。多数气藏内部能量亏损，天然气处于滞流状态。中间过渡带为天然气越流漏失区，气水共存。在盆地沉积埋藏阶段，天然气运移进入储层并溶解于地层水中，流体压力不断增强，发育地层压实水离心流。在天然气随离心流运移过程中，部分天然气游离，往储层上翘一侧漏失。随着天然气的漏失作用，地层流体压力不断降低，天然气和地层水几乎处于滞流状态。随着喜山期的沉积埋藏作用，处于封闭和滞流状态的气藏逐渐出现能量亏损，地层流体低压进一步发育。     

南八仙构造带水文地质演化与异常高压形成机理

柴达木盆地北缘新生代构造活动剧烈,断层十分发育,但是位于该区中部的南八仙构造带在深层发育异常高压.弄清异常高压的形成机制,对该区油气成藏研究有重要意义.根据地层温度、压力及流体地球化学资料,分析了该区压力分布特征.从沉积坦藏史和流体演化史的角度,探讨了异常高压的形成机理.研究表明,南八仙深层异常高压是在构造挤压作用背景...     

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莺－琼盆地位于海南岛以南,是一个年轻的高温超压新生代沉积盆地,它由彼此相邻的莺歌海、琼东南盆地组成。存在异常高温有水层、气层、泥拱常及一号断裂带东南部,寺温多数大于４．０℃／１００ｍ。该盆地异常高压的产生主要是由于晚期快速沉降、压实与排液不均衡、新生流体作用、水热增压作用、压力没破裂带或渗透性地层传递等因素所造成。通过分析盆地温压场特征,认为异常温压对生储盖层和天然气运聚有明显的影响;高地温梯度使     

BSR及其下伏游离气区的分布特征与控制因素

拟海底反射层（Bottom Simulating Reflector,简称BSR）是水合物底界的地震反射标志,其上部的振幅空白带是含水合物地层的反射特征,下部的高振幅异常区代表了下伏的游离气区（Free Gas Zones,简称FGZs）。利用高分辨率三维地震资料,精细描述了毛里塔尼亚滨海地区的BSR和FGZs的地震反射特征及其与周边沉积构造单元的关系。BSR在底辟构造上部出现上拱现象,在靠近峡谷两壁时BSR位置快速变深。据分析,在底辟构造带,沿断裂体系向上运移的热流体改变了此处的水合物稳定条件,导致水合物稳定底界向上变浅。而峡谷对周边沉积物的冷却作用使当地的水合物稳定条件发生与底辟构造带处相反的变化,导致水合物稳定底界向下发生移动,在地震上表现为BSR深度的增加。另外,研究发现BSR和FGZs在流体运移通道较发育的地区,如断层、气烟囱和底辟构造带地区更加发育,证明流体运移体系在该地区对水合物和FGZs的形成具有十分重要的作用,提供了水合物体系的气源供给。