南海北部海域高温超压天然气勘探新进展与关键技术——以莺歌海盆地乐东斜坡带为例北大核心CSCD

莺歌海盆地是我国南海北部海域重要的高温超压含油气盆地,近年来在该地区已取得诸多高温超压勘探成果和气田发现,但是乐东斜坡带高温超压天然气的储集体预测和运移通道与盖层评价仍存在较大困难。“十三五”以来,综合地震、测井、录井、测试等资料,系统地开展了莺歌海盆地成盆构造与深水砂岩沉积过程的研究,建立了盆央海底扇和轴向水道等深水砂岩沉积模式和分布预测方法;通过运移通道和盖层评价等成藏条件的研究,建立了“早期走滑破裂+晚期超压活化”天然气富集新模式和基于水力破裂压力系数计算的不同成藏体系盖层定量评价方法;同时创新形成了两项勘探关键技术,即非欠压实地层孔隙压力预测技术和中深层非亮点储层综合预测技术,解决了高温超压条件下的非欠压实地层孔隙压力预测和非亮点储层预测难题,促进了乐东斜坡带大中型气田的发现。     

南海北部海域高温超压天然气勘探新进展与关键技术——以莺歌海盆地乐东斜坡带为例

莺歌海盆地是我国南海北部海域重要的高温超压含油气盆地,近年来在该地区已取得诸多高温超压勘探成果和气田发现,但是乐东斜坡带高温超压天然气的储集体预测和运移通道与盖层评价仍存在较大困难。"十三五"以来,综合地震、测井、录井、测试等资料,系统地开展了莺歌海盆地成盆构造与深水砂岩沉积过程的研究,建立了盆央海底扇和轴向水道等深水砂岩沉积模式和分布预测方法;通过运移通道和盖层评价等成藏条件的研究,建立了"早期走滑破裂+晚期超压活化"天然气富集新模式和基于水力破裂压力系数计算的不同成藏体系盖层定量评价方法;同时创新形成了两项勘探关键技术,即非欠压实地层孔隙压力预测技术和中深层非亮点储层综合预测技术,解决了高温超压条件下的非欠压实地层孔隙压力预测和非亮点储层预测难题,促进了乐东斜坡带大中型气田的发现。     

南海莺琼盆地地层压力预测技术现状及展望

莺琼盆地是世界海上三大含油气超压盆地之一。盆地内超压分布十分广泛,超压成因复杂多样,目前钻遇最高压力系数达2.36。钻井实践表明,地层压力异常严重影响了作业安全和时效,是长期制约盆地内高温高压及深水领域天然气勘探开发进程的关键因素。该文通过详细回顾地层压力预测技术发展脉络,系统梳理了中海油莺琼盆地地层压力预测技术面临的挑战,总结了制约地层压力预测技术精度的关键因素。在此基础上,面向未来勘探及钻井作业安全需求,指明了后续盆地内地层压力预测技术发展趋势及重点攻关方向,为海上低勘探地区的压力预测研究提供了重要参考。     

莺歌海盆地中深层天然气勘探的关键问题及对策

现阶段莺歌海盆地中深层天然气勘探面临3个关键问题：①强超压层系内天然气是否可以成藏;②中深层沉积体系复杂,优质储层分布规律不清;③储层评价和烃类检测技术遇到瓶颈,储层含气性不易识别。经深入分析近年中深层高温高压钻井和勘探实践,认为烃类气已在中深层聚集成藏,但储层物性较差,因此,寻找优质储层是当前天然气勘探取得突破的关键。策略上,一是要利用地震沉积学的方法和思路寻找有利相带,预测优质储层;二是要进行储层类比研究,充分认识储层内非均质性引起的物性变化,探索优质储层的分布规律;三是要以岩石物理研究为基础和桥梁,利用高精度三维地震资料尝试叠前地球物理反演研究,增强烃类检测的可靠性,提高气层预测的精度。     

莺—琼盆地高温高压领域天然气成藏与勘探大突破

经过多年勘探研究与实践,莺—琼盆地已经取得天然气勘探重要进展,但是深层地震资料品质差、地质条件错综复杂、高温高压条件下天然气成藏机理不清晰等不利因素制约了该盆地高温高压中深层领域天然气勘探的进一步突破。以莺—琼盆地高温高压环境下成盆、成藏机理等理论体系及其相关勘探技术方法体系为核心,结合实例精细解剖,综合研究了高温高压条件下天然气成藏机理、成藏主控因素及成藏模式。研究认为:莺—琼盆地高温高压领域天然气资源潜力巨大,为天然气勘探大突破提供了雄厚的物质基础;创新提出"走滑伸展盆地内构造转换带优势物源+不均衡沉降控制重力流展布"新认识;进一步完善了高温高压天然气成藏理论,构建了"走滑伸展控源控砂、超压裂隙输导、多期叠合"的高温高压成藏模式。研究成果为莺—琼盆地高温高压领域大中型油气田勘探突破方向选择以及其他高温高压盆地油气勘探提供了理论依据。近年来相继发现并成功评价X13-1、X13-2、L13-2及L25-1等大中型气田,开创了莺—琼盆地高温高压领域天然气勘探新局面。     

“莺琼大气区勘探关键技术”通过国家验收

2000年12月2日,由中国海洋石油总公司牵头承担的国家863计划重大项目“莺琼大气区勘探关键技术”通过国家科技部的验收。南海莺琼盆地有丰富的天然气资源,但该盆地中深层高温超压的特点影响着大气区的勘探进度。1997年5月,“莺琼大气区勘探关键技术”作为国家863计划重大科研项目通过立项论证。该项目由海上中深层高分辨率地震勘探技术、海上多波地震勘探技术、高性能优质钻井液和完井液的研制、精确的地层压力预测和监测技术、高温超压地层测试技术5个课题组成,这5个课题均是实现南海天然气勘探突破的关键性技     

莺歌海盆地高温超压天然气成藏地质条件及成藏过程

莺歌海盆地高温超压天然气勘探的突破,使得该区域已成为勘探的热点,但关于其天然气成藏规律还存在许多不确定的因素。为此,对天然气成藏地质条件及成藏过程进行了分析,以期确定该盆地高温超压环境下游离天然气成藏的主控因素。结果发现：①莺歌海盆地烃源岩质量高、烃源灶范围大、生烃期时窗长、排烃期延迟;②高温超压环境有利于储层保持较高的孔隙度和渗透率;③盆地长期处于封闭、半封闭流体系统,发育多套盖层,有利于天然气富集和保存;④中深层底辟带半封闭式高温超压流体系统中,水溶气在不同级差压力下运移、释放、聚集并成藏,同时还找到了盆地中多个水溶相天然气出溶成藏的证据。该研究成果为莺歌海盆地下一步的天然气勘探提供了指向。     

南海高压地层预测获得成功

“863”重大攻关项目“莺歌海盆地高温高压钻井技术”的子课题“地层压力精确预测和监测技术”研究已取得重大进展,地层压力预测技术应用于莺-琼盆地崖城21-1-4高温超压井获得了成功.莺-琼盆地天然气资源十分丰富,但该地区的地质条件也十分复杂,高温高压地层严重制约着天然气的勘探进程.1997年,高温高压钻井技术被确定为“863”重大专题,中国海洋石油南海西部公司承担了其中“地层压力精确预测技术”攻关任务.几年来,课题人员分析了大量地质资料,深入研究影响高压形成的地质因     

南海西部海域高温高压天然气成藏机理与资源前景——以莺- 琼盆地为例

南海莺- 琼盆地已发现X1-1、Y13-1 等多个常压大气田,但受中深部地震资料品质差、高温高压地质条件复杂及钻完井工程难度大等限制,高温高压领域天然气成藏机理认识不清,严重制约了莺- 琼盆地高温高压领域天然气勘探发现。以破解莺- 琼盆地高温高压条件下成藏机理关键理论问题为核心,利用钻井地质、地震勘探资料,开展了高温高压条件下烃源岩生烃、天然气溶解实验、高温高压领域大型储集体沉积模式和盖层封盖机制研究。研究认为:莺- 琼盆地高温场促进有机质生气, 高压早期抑制、晚期促进有机质生气;高温高压条件下天然气能够出溶形成游离气;莺- 琼盆地发育大型非限制型重力流海底扇、限制型重力流水道砂储集体;超压封盖控制了莺- 琼盆地高压气田的成藏富集。构建了“陆源海相烃源岩生烃、重力流储集体聚气、断裂/ 超压裂隙输导、超压盖层封气”的高温高压天然气成藏模式。研究成果为莺- 琼盆地高温高压领域勘探突破提供了理论依据,指导了近年X13-1/X13-2、L25-1 等大中型高压气田的发现。莺- 琼盆地发育的一系列的深、大高压凹陷且中深层整体勘探程度较低,尚有规模巨大的天然气资源量待发现。     

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东濮凹陷是渤海湾盆地中既富油又富气的主要凹陷之一，凹陷内深层超压现象十分突出。为了深入认识凹陷超压与深层气分布的内在关系，弄清深层油气的成藏特点，以便进一步指导勘探，以钻井、岩心、分析化验资料为基础，通过实验模拟，并以成藏动力学的相关理论为指导，建立了东濮凹陷超压封存箱的结构，进而深入研究了超压与深层气成藏的关系。提出了凹陷内超压封存箱控制下的3种天然气成藏模式，认为储集条件、盖层条件和超压环境是深层气聚集和分布的重要控制因素，超压过渡带或过渡带中的局部高压异常区是深层气的有利分布区。根据具体的成藏模式和成藏控制因素，提出了凹陷内深层气的有利勘探方向，其中部分认识已被新近的钻探井所证实。     

东营凹陷深层古流体压力演化过程及其地质意义

渤海湾盆地东营凹陷深层气藏(包括凝析气藏)现今地层流体压力变化大,既有常压,也有超压,未能真实反映古流体压力的变化特征。为明确该区地层压力变化与油气成藏的关系,在分析现今地层压力的基础上,根据流体包裹体均一温度、气液比和流体组分测定等资料,采用VTFLINC古流体压力热动力学模拟软件来拟定古流体压力,结合古埋藏史埋深所对应的古静水压力,得到古流体压力系数和捕获年龄,构建了该区地层古流体压力的演化过程,并剖析了古流体压力演化的两种作用机制及其地质意义。结论认为:1该区深部地层的古流体压力经历超压—泄压—超压和超压—泄压—常压两种演化过程,非平衡压实作用和生烃增压作用是深层流体压力增大的主要原因;2早期欠压实作用保存了储层孔隙,有利于后期凝析气充注,形成流体压力系数高、油气产能高的凝析气藏,此类凝析气藏是该区天然气勘探的重点对象;3早期生烃作用与油气充注形成的古油藏经后期高温作用,重烃裂解形成凝析气藏和常规气藏,该类气藏亦具有重要的天然气勘探价值。     

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。     

珠江口盆地油气勘探历程与启示

珠江口盆地油气勘探经历40余年,综合考虑勘探策略及地质认识转变、勘探工作量、领域性突破、储量增长等因素,其勘探历程可划分为3个阶段：围绕隆起带大构造的早期探索阶段（1974—1984年）、围绕富烃凹陷中—浅层的背斜勘探阶段（1985—1999年）和围绕深水深层的油气并举复式勘探阶段（2000年至今）。勘探实践中探索出了多项创新性地质认识、理论和技术,如油气差异富集及复式聚集理论、多源成烃和复合输导的晚期成藏模式、低位体系域深水扇认识、“源-汇-聚”综合评价体系、近源供烃、联合输导成藏模式等,丰富和发展了油气勘探理论,引领了珠江口盆地油气勘探的持续突破。     

常压页岩气形成机制、分布规律及勘探前景——以四川盆地及其周缘五峰组-龙马溪组为例

常压页岩气藏的压力系数和含气量较低,地层能量较弱,具有中-低丰度、中-低品位、资源总量大和储量规模大等特征。中国南方常压页岩气藏分布广泛,具有良好的地质背景与富集条件,但其类型、形成机制和富集规律不明。基于页岩气勘探开发实践和地质解剖,探讨了四川盆地及其周缘五峰组-龙马溪组常压页岩气藏的类型、形成机制、分布特征和富集规律,提出了常压页岩气藏勘探开发的前景与技术对策。研究认为,常压页岩气藏主要包括优质页岩缺失/减薄型、早期逸散型、断裂破坏型和残留向斜型4种类型。常压页岩气藏的分布与富集明显受构造作用控制。通过对常压页岩气藏的类型、特征和形成机制等综合分析,认为残留向斜型常压页岩气藏为目前最有利的勘探开发类型。地质评价中应聚焦在靠近盆地、抬升时间晚、残留向斜面积大、远离深-大断裂且裂缝封闭时间早的地区开展研究,优选靠近向斜核部、构造稳定、相对高压力系数和埋深适中的区域开展页岩气勘探开发。技术对策上,建议钻井上采用低泥浆密度钻井液,压裂上采取少段多簇、大排量、中等液量和高砂量,以此来实现经济有效的体积改造。该研究成果将为常压页岩气的地质评价和勘探实践提供参考。     

塔里木盆地深层海相轻质油/凝析油的成因机制与控制因素

塔里木盆地是中国蕴含丰富海相凝析油的克拉通含油气盆地,目前已在塔北隆起、塔中隆起及其斜坡区的震旦系—三叠系发现6个大型海相凝析油气藏,这些油气藏呈现出轻质油、高含蜡凝析油气、干气—轻质油—挥发性油多种类型油气藏围绕烃源岩有序聚集的特点。基于烷烃损失量计算、凝析油中烃类分子成熟度参数和天然气同位素组成的分析,提出塔北隆起满深—顺北地区轻质油和塔中隆起西部地区凝析油气藏是烃源岩在高成熟度演化阶段的产物,明确轮古东—吉拉克—桑塔木地区和塔中东段凝析油气藏是气洗分馏作用的产物。多套烃源岩差异生烃形成多期油气充注是塔里木盆地海相凝析油气藏的物质基础;晚期天然气对早期油藏的改造,导致液态烃组分与天然气发生溶解-解溶作用;构造抬升或断裂活动导致的地层温度和压力条件改变,决定了油气藏的相态。叠合盆地的多期构造活动、多源灶的多阶段供烃以及盆地在晚期的持续深埋作用,共同控制了塔里木盆地海相轻质油和凝析油气藏的富集和分布。气洗分馏作用机制不仅可为叠合盆地拓展轻质油/凝析油勘探领域提供新思路,也有助于预测盆地深层斜坡区油气的物理性质、评价深层天然气的勘探潜力。     

柴达木盆地天然气勘探领域

根据气源岩特征及分布,结合其他成藏要素、成藏模式和成藏规律,可将柴达木盆地划分为柴北缘侏罗系煤型气、柴西古近系—新近系油型气和三湖第四系生物气3个勘探领域。煤型气勘探领域烃源岩具有分布广、丰度高、生烃强、深埋晚、资源量大的特征,古构造、输导体系和源圈配置是煤型气成藏主控因素,存在盆缘区下组合(基岩—侏罗系—古近系)和盆内晚期构造上组合(新近系)两套储盖组合及源外和源上两种成藏模式;近期主要的勘探领域为盆缘阿尔金山前东段、祁连山前西段下组合(基岩—侏罗系—古近系路乐河组)和盆内的冷湖构造带、鄂博梁构造带上组合(古近系上干柴沟组、新近系下油砂山组)。油型气勘探领域具有3个凹陷、2套烃源岩、3种类型天然气资源特征和环凹分布、近源聚集、接力输导、甜点聚集的油型气富集规律;其晚期成藏表现明显,具"接力式"的运聚模式;烃源岩埋深大、成熟度高、生气强度大、气油比高的区带是油型气勘探的有利区带,包括狮子沟—油砂山—英东和油泉子—开特米里克—油墩子等构造带。生物气勘探领域具有单一气源岩、低丰度、快速沉积的天然气资源特征;具有持续生烃、垂向和侧向运移共存、动态成藏的生物气成藏模式;三湖凹陷北斜坡的鼻隆和背斜外围是岩性气藏有利的勘探领域。     

深盆气基本概念与特征

深盆气的最本质特征是盆地中心饱含气。凡煤系发育、构造稳定、埋藏适中、经历过高地温演化阶段的盆地都能形成深盆气。深盆气上倾方向多因致密岩石含水而封闭,孔隙性地层的水封只是个例,它因深盆中仍不断大量供气而存在。深盆气形成于高温高压的环境中,早期地层水因汽化而与甲烷气混溶,一部分随岩性变致密加厚水膜而成为束缚水,导致深盆气盆地内无水层。但在深盆气萎缩阶段,降温降压过程可使蒸汽水“冷凝”形成深盆气中的“酸点”。“酸点”水规模小呈散点状分布,矿化度低于正常地层水矿化度。深盆气因所处演化阶段不同而具有不同的压力特征,既可以是低压的,也可以是高压的。松辽盆地、沁水盆地和西北侏罗系含煤盆地都具有深盆气形成的条件。     

深盆气藏勘探方法及其应用

深盆气藏是天然气勘探与研究的一个发展方向,深盆气藏的勘探须基于地质理论、勘探方法和工程技术三者"一体化"的综合研究。"一体化"综合研究主要包括:①强调油气勘探过程中,深盆气藏地质理论的研究与应用;②针对深盆气藏地质特征,开展与之相配套的多学科综合勘探方法研究;③钻井和试采工程技术的改进。这3方面的研究内容相辅相成,缺一不可。在四川盆地通南巴构造带,以深盆气藏地质理论为指导,进行了深盆气藏综合勘探方法的探索性应用。结果表明,利用该方法识别深盆气藏是可行的。地质、地震资料显示,尺溪向斜生储盖条件配置完好,已形成"压力封存箱",为该区深盆气藏勘探的前景区。基于深盆气藏系统要素分析,提出了适合于通南巴构造带的深盆气藏地质模型。构造向斜部位、区域性压力转换带以下、陆相地层中的上沙溪庙组下部到下沙溪庙组上部局部异常高压区是深盆气藏勘探的重点位置,建议进一步论证后部署探井。     

中国中低丰度油气资源大型化成藏与分布

分析中国中低丰度油气资源大型化成藏的条件与分布特征。成藏要素的大型化发育与规模变化是油气大型化成藏的物质基础,决定了油气藏分布的区域性;海相烃源灶内分散液态烃裂解规模生气与煤系烃源灶抬升期规模排气是大型化成藏的重要条件,决定了烃源灶整体进入主生气阶段的规模性;体积流和扩散流是大型化成藏的主要运聚机制,保证了烃源输入的充分性;薄饼式、似层状和集群式成藏是大型化成藏的主要形式,保证了成藏的规模性。中低丰度油气资源成藏分布有近源性、成藏组合有主体性、成藏时机有晚期性、成藏类型有单一性特点。海相克拉通盆地古隆起围斜区、陆内坳陷盆地广大斜坡低部位—坳陷区以及前陆盆地缓翼斜坡区等是油气大型化成藏的主要部位,表现为大面积和大范围成藏两种类型。中国中低丰度油气资源大型化成藏认识的提出,提升了叠合盆地中深层和坳陷盆地斜坡低部位—坳陷区油气资源发现潜力,规模扩大了勘探范围,实现了油气勘探"由局部二级构造带向以主力烃源灶为中心的全盆地"和"由中浅层向深层、超深层"的推进发展。     

玛湖凹陷及其周缘石炭—二叠系油气勘探前景

准噶尔盆地玛湖凹陷及其周缘石炭—二叠系因埋藏深、勘探程度低,对其成藏条件和勘探潜力均认识不清。分析了研究区油气基本成藏条件后指出,玛湖凹陷石炭—二叠系发育3套优质烃源岩（石炭系、下二叠统佳木河组和风城组）,它们均处于高成熟演化阶段,以形成高熟油气为主,油气源充足;研究区发育着继承性前隆背斜、掩伏带背斜和断块圈闭,以及地层、断层-地层圈闭等非构造圈闭;在玛湖凹陷深层还发育特殊类型储集层,包括石炭系佳木河组火山岩与风城组白云质岩,由于断裂、裂缝和风化壳发育,其储集层物性得到改善。研究认为,玛湖凹陷石炭—二叠系具备形成高产油气藏的基本地质条件,可作为盆地勘探的新领域。优选了达1井背斜作为近期首选的钻探目标,以期获得突破。