廊固凹陷中浅层天然气成藏模式及主控因素分析

廊固凹陷是一个晚期抬升剥蚀强烈的新生代残余型盆地,在中浅层(埋藏深度小于3000m)发现了众多不同类型的天然气藏.依据烃源岩生气条件,将天然气划分为4种成因类型,以此为线索,结合不同构造部位的地质条件,提出了中浅层气藏成因上主要为沙三段烃源岩受甲烷生成菌降解而形成的生物气藏和沙三段、沙四段低熟气藏.分析这两类气藏成藏演化,认为生物气藏主要受气源岩分布控制,紧邻气源岩圈闭最为富集;低熟气藏受烃源岩控制,分布在其周缘,沿断层和砂岩组成的输导层运移,主要富集于反向断块.     

辽河坳陷东部凹陷煤系成因生物气特征及勘探突破

辽河坳陷东部凹陷是我国最早发现生物气的地区之一,勘探早期由于中深层勘探效果较好,对浅层生物气一直未重视,缺乏对浅层生物气源岩和分布规律的正确认识。在对已钻井发现浅层气（藏）地球化学特征开展系统分析基础上,以碳同位素值等为重要指标,将东部凹陷浅层气划分为原生生物气、生物—过渡带气、改造型生物气和混合气4种类型;进一步探讨了浅层气成因,认为研究区内浅层生物气主要为煤系地层成因;深化研究形成了浅层生物气分布明显受煤系地层、碎屑岩优质储层、沙河街组沙三上亚段和沙一段两套区域性封盖层等因素控制,构造晚定型、油气晚期充注成藏有利于形成浅层气的规模富集等地质认识。以此为指导,发现了高产工业气流井与规模储量,开辟了辽河坳陷煤系成因生物气勘探新局面。     

我国浅层生物气气藏的压力特征及成因探讨

生物气是有机物处于低温未成熟阶段，在厌氧细菌的生物化学作用下产生的天然气，它与成熟至过成熟阶段形成的热解气的化学成分有着明显差异。“八五”后期，继柴达木盆地、渤海湾盆地和杭州湾地区发现生物气气藏之后，我国又在云南第三系的杨林、陆良、保山等盆地钻获商业性生物气气流，并获得了一定的储量。对国内已发现的生物气气藏统计分析发现，此类气藏压力系数绝大多数为０．９～１．１，属于常压气藏。常压特征形成机理，在于此类气藏地层具有相对开启的水文地质条件（地层成岩作用弱，孔隙度、渗透率高，盖层的封盖能力相对较差，砂岩百分含量高）；经受的地层温度低（４０～６９℃）；构造作用弱（发育生物气气藏的新生代盆地被改造程度较低，基本保留了原始沉积盆地的状态）；气藏高度小（圈闭高度与圈闭层埋深的比值一般为５％～６％，最大不到７％）。鉴于我国浅层生物气气藏的压力特征，钻探中不宜使用密度过高的钻井液，否则会造成对气层的污染，甚至破坏储集层。结合钻井安全系数的规定，在此类气藏钻探中，钻井液密度不应超过１．２５。图１表１参１６（梁大新摘     

松辽盆地北部浅层气成藏主控因素及勘探有利区

浅层气是埋深相对较浅的天然气,世界范围内资源丰富,也是中国重要的潜在勘探领域。由于受中浅层找油、深层找气的二元勘探思想指导,松辽盆地北部浅层气的勘探和研究工作开展相对较少,浅层气分布、成因类型和成藏主控因等方面缺乏系统性研究。针对上述问题,笔者系统地研究了松辽盆地北部浅层气的分布和成因类型,总结了不同类型浅层气成藏控制因素,并预测了浅层气勘探有利领域。研究表明：①松辽盆地北部浅层气分布广泛,平面分区,纵向分层;②松辽盆地北部浅层气总体可分为与生物作用相关的浅层气和与热成因相关的浅层气两大类,其中与生物作用相关的浅层气包括浅层生物成因气（Ⅰ）、浅层生物-热催化过渡带气（又称低熟气）（Ⅱ）,与热成因相关的浅层气包括浅层热成因油型气（Ⅲ₁）、浅层热成因煤成气（Ⅲ₂）;③松辽盆地北部与生物作用相关的浅层气和与热成因相关的浅层气具有不同的成藏主控因素：浅层生物成因气、低熟气成藏主要受未熟-低熟烃源岩或降解原油的分布,岩性和构造相关的圈闭以及盖层控制;浅层热成因气成藏主要受腐泥型或煤系成熟气源岩,构造和断层遮挡相关的圈闭,盖层和断层控制;④松辽盆地北部浅层资源丰富、潜力巨大,浅层生物成因气、低熟气比浅层热成因气具有更广阔的资源前景,其中西部斜坡区和中央坳陷区浅层是浅层生物成因气和低熟气的勘探有利区域。该研究对松辽盆地北部浅层气勘探具有重要的理论和现实指导意义。     

廊固凹陷天然气分布及成藏特征分析

廊固凹陷的天然气分布具有油气并存、广泛性、层次性的特征,气藏具有持续沉降高演化气、浅层运移作用、生物-热催化作用、浅层（后期式）生物气等多种成藏类型。气源岩生气强度、二级构造带背景、气源区附近的断裂发育带、区域盖层及火山活动、生物（细菌）作用对天然气气藏的富集程度起了重要作用。新生古储潜山碳酸盐岩风化体及潜山内幕,近岸水下扇砾岩体等是该凹陷未来天然气勘探的方向。     

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我国最早发现浅层气的地区当推四川邛崃火井和自流井气田，据推算自流井气田已采出浅层气大于１００×１０８ｍ３。近年来，我国在浅层天然气勘探上取得了重要进展：柴达木盆地第四系已探明近５００×１０８ｍ３储量；其他如渤海湾、四川、松辽等盆地也获得了一批浅层气田，累计探明加控制储量达８００×１０８ｍ３，勘探形势喜人。我国浅层天然气藏按成因可分为生物气、热解气、煤成气、混合气和二氧化碳气。由于我国含油气盆地中均具有几套烃源岩，组成多套生、储、盖组合，并形成了多种圈闭类型及不同成因天然气的浅层天然气聚集带。从现有浅层天然气资源分析，可采资源量预计１×１０１２ｍ３，重点地区有柴达木盆地东部及四川、松辽、渤海湾等盆地，海域中莺歌海盆地生物气有巨大的潜量，建议“九五”期间加强这些地区浅层气的研究、评价和钻探工作，浅层气的储量定会大幅度增长。     

辽河东部凹陷浅层气成藏控制因素

通过对辽河盆地东部凹陷浅层气藏的研究,说明气藏类型与分布规律主要受断层,背斜构成的闭地质条件所控制。在火山岩体的发育区还受上倾方向火山岩遮挡而形成气藏。非构造型气藏的形成则与上倾尖灭或侧向尖灭砂岩储层有关,但也离不开断裂和构造背影的有机配合。对辽河东部凹陷下第三系东营组,沙河街组浅层气藏富集因素分析认为：生烃源岩是浅层气藏富集的基本条件;良好的盖层是气藏富集的先决条件;储层条件是控制浅气藏富集程度     

廊固凹陷异常压力与天然气的分布和产出关系

重点阐述异常压力对天然气的分布影响关系。以冀中地区廊固凹陷第三系地层为研究对象，对异常压力的分布特征、天然气聚集区的异常压力与天然气产量关系等进行了分析。通过分析认为，异常压力与天然气分布聚集规律有着密切联系，分析的天然气分布聚集与产出规律对勘探开发有指导作用。     

廊固-大厂凹陷地层发育特征及油气藏类型

廊固-大厂凹陷为基底上发育的古近纪箕状断陷湖盆,受构造运动的控制,断裂体系发育,湖盆演化控制着沉积地层的展布,新生界古近纪沙河街组为主要含油气层段。受构造、岩性、地层等因素的共同控制,该区发育有丰富多样的油气藏类型,包括构造油气藏、地层油气藏、岩性油气藏、潜山油气藏及复合型油气藏共计五大类十二亚类。构造油气藏是研究区主要的油气藏类型,发育有断块油气藏、断鼻油气藏及背斜油气藏。     

渤海湾盆地廊固凹陷地层水化学纵向分带性与油气富集

渤海湾盆地廊固凹陷地层水纵向上特征复杂,地层水化学动力带的分布具有明显分带性。通过对廊固凹陷固安-旧州、柳泉-曹家务和河西务构造带上地层水化学动力带纵向特征及其与流体封存箱、油气分布关系探讨认为,地层水化学动力带主要划分为地层水交替流畅带、地层水交替阻滞带、地层水交替迟缓带及3者频繁交替带。地层水交替阻滞带与流体封存箱相吻合,该带也是油气纵向上开始富集的层段;地层水交替迟缓带一般位于流体封存箱之下,是油气富集的区域;水化学动力带频繁交替部位,是地层水矿化度低值背景上的相对高值区域,有利于油气富集。     

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东营凹陷是一个含油气十分丰富的箕状断陷凹陷。３０多年的勘探成果表明，该凹陷有着多种类型的天然气藏，既有原生的纯气藏，也有与石油伴生的气顶气藏。各种类型的天然气藏气体成分不同，高ＣＯ２气藏和高ＣＨ４气藏是两种基本类型。凹陷内绝大部分气藏属于高ＣＨ４气藏、少数为高ＣＯ２气藏。平方王气藏是凹陷内最大的高含ＣＯ２的气藏，其ＣＯ２气是无机成因的，且地层本身具备无机生成ＣＯ２的四个基本条件，ＣＯ２的形成是碳酸盐岩热分解和高温淋滤作用的结果。目前在东营凹陷已发现的含气层系有１０套，多分布在６２８．６～１８４８．０ｍ深度范围内；其次，气藏在平面上则出现围绕沉积凹陷环带状分布的显著特点，靠近凹陷中心为油藏中的溶解气，而靠近边缘隆起带或凸起带是纯气藏聚集区，位于二者之间的则是油藏顶部的气顶气。上述天然气藏的分布规律除了受凹陷内油气运移总趋势的控制之外，更主要的是受聚集部位地层温度高低和地层压力大小所制约。     

冀中廊固凹陷火成岩对烃源岩及油气生成的影响

对冀中廊固凹陷火成岩侵入段烃源岩有机地球化学分析数据进行研究可知,火成岩侵入对镜质体反射率、H/C原子比等影响明显,而对烃比值、氢指数等影响不大,同时并未造成有机质过度熟化,而只是使生油高峰和湿气带上限提前.可见,火成岩侵入并非只是对烃源岩和先存油气藏起破坏作用,其短期的烘烤作用会使有机质的成熟度迅速增加,从而相比正常演化阶段要有所提前,尤其对未熟-低熟阶段烃源岩,可加速其熟化.而且火成岩多层侵入可增大生烃阶段烃源岩的厚度,更有利于油气生成.     

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利用天然气碳同位素资料，解决了气源判识方法和指标问题，并证明鄂尔多斯盆地中部大气田的主要气源层系是下奥陶统，但在气田东部确有来自石炭—二叠系煤系的混源气甚至煤成气存在。根据气源和天然气成熟度的研究结果，把鄂尔多斯盆地北部的天然气划分为４种成因类型：①源于石炭—二叠系的高成熟裂解煤成气；②混源气；③源于下奥陶统的高成熟裂解油型气；④过成熟裂解油型气。后者是中部大气田天然气最主要的成因类型。     

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莺歌海盆地浅层气藏目的层属上新统和第四系海相沉积，储集层为浅海陆架陆坡环境的滨外浅滩、滨外砂坝等，埋深４００￣１５００ｍ，具较好的储盖组合条件。３套烃源岩分别是下伏的始新统－渐新统、中新统和上新统。在高地温梯度的影响下，高成熟的天然气沿垂向或侧向运移而聚集成藏。采用了高分辨率地震、低阻气层识别、配套气藏描述等新技术，提高了勘探效率和成功率。目前已发现６个含气构造、证实３个大中型气田，探获天然气地质     

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川西地区侏罗系为一套巨厚陆相红色碎屑岩沉积,不具备生烃能力,但相继发现了一批储量丰富、分布广泛的侏罗系气藏。按烃类来源,这些侏罗系气藏可分为：以上三叠须五段生油岩为气源的近源型气藏和以须二气藏为气源的远源型次生气藏。前者按储层性质则又可细分为致密型和常规型两亚类气藏。气藏类型制约各自的规模、储量和勘探方法。类型划分明确了该区侏罗系气藏的成因。从形成机制出发,认为以须五段为气源的近源型气藏是川西南部、中部的主要侏罗系气藏,是本区今后寻找大中型浅层气藏的主要方向;并提出了对已知侏罗系气藏的扩大勘探,评价出名山－百丈－大塘铺一带是川西地区寻找近源型气藏最有利地区。     

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新场气田是在四川盆地川西坳陷中段陆相碎屑岩领域中发现的构造—岩性非常规、多气藏复合型大气田。中、浅层为红色碎屑岩“次生”气藏，纵向分布跨度为５００～２７００ｍ，目前已明确的四套开发层系有侏罗系蓬莱镇组上组合、蓬莱镇组中组合、沙溪庙组和千佛崖组。经过近几年的勘探和开发，控制含气面积约１００ｋｍ２，各类储量总计超过３００×１０８ｍ３。在实践中经不断认识，总结出了各气藏的“共性”与“个性”，初步建立起气田隆升“气化”、富集成藏的基本地质模型，并逐步形成了一套适合该气田地质特征的立体勘探开发技术思路。     

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埋深仅几十米至百余米的第四系浅层生物成因天然气藏广泛分布于苏、浙、皖、沪、闽、粤、鄂、湘等省市的冲积平原区。历史上曾多次打井试图加以利用，但终因气层薄、压力低、产量小且多为气水同层，一直未能奏效。１９９２年起，通过对多种勘探方法的试验比较，选择了以静力触探技术为主，配合少量横波骨干地震剖面的勘探方法，大幅度地降低了勘探成本，在杭州湾地区已发现了６个浅气田及一些小块的含气面积，共获控制储量３．４３亿立方米。     

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桃园构造位于辽河断陷盆地东部凹陷的南部，形态为一完整的断裂背斜，面积４０ｋｍ＾２。通过对该区浅层天然气藏的构造地质特征，储层地持特征的综合评价和分析研究，认为桃园构造形成于下第三纪沙三晚期，东营未期趋于完善，二界沟深大断裂控制了本区的构造格局和沉积类型，中，深断层是油气油浅层运移的通道；另一方面，该区东营组以泛滥平原河道砂体沉积为主，纵向上不连续，平面上可多期叠加连片，储层颗粒相对较细，分选及磨圆     

廊固凹陷大兴断层对油气分布的控制研究

廊固凹陷断裂系统复杂，其中大兴断层是中西部的控盆边界断层，它通过对凹陷的构造样式、沉积特征的控制进而影响整个凹陷的油气分布。从区域构造背景和盆地的沉积演化角度，按不同段落断裂展布的方向、产状的陡缓、对沉积的控制作用以及不同层段物质组份的差异，将大兴断层划分为4段：北段、中北段、中南段和南段，各段又可进一步分为上下不同的两段。各段断层的结构、形态、伴生构造、活动时间等都存在较明显差异，通过控制物源而控制沉积相的展布、储层物性和生储盖组合。相应的伴生构造和沉积物发育特征导致构造、构造-岩性组合控制了油气的分布：北段下段、中北段下段近湖一侧是廊固凹陷中西部有利的油气聚集带；中北段上段发育的生物气藏具有一定的勘探前景。