致密砂岩气成藏研究进展及值得关注的几个问题

连续型致密砂岩气藏是一种非常重要的非常规天然气。为了解该类气藏成藏地质研究进展,总结了其储层划分标准、分类、地质特征、成藏要素及封闭机制等方面的研究成果。分析认为,现有致密储层的划分标准不具有成藏内涵,连续型致密砂岩气的临界条件是随成藏条件而变化的。连续型致密砂岩气的成藏要素包括烃源岩、与源邻接的致密储层以及稳定的构造环境。需要注意的是,储层致密的本质是储层具有纳微观尺度的孔喉,且喉道与孔隙比例非常接近;异常压力属性不是致密砂岩气藏和常规气藏的区别点。文中提出了连续型致密砂岩气成藏机理值得深入研究的问题：一是致密砂岩气藏封闭的动力学机理研究,气、水倒置界面处存在动力（气体压力）与阻力（毛细管力、粘滞力及地层水压力）的力平衡关系,如何定量表征和模拟各种力的演化过程显得尤为重要;二是致密砂岩气藏的调整改造机理和过程及原型致密砂岩气藏恢复的研究,原型气藏的恢复可以通过气、水界面处的力平衡关系实现,后期不同的调整改造作用都是通过改变气、水倒置的临界条件而实现的;三是致密砂岩储层中“相对高孔渗体”的控藏作用研究,“相对高孔渗体”的存在改变了连续型致密砂岩气成藏条件,使得其成藏过程更为复杂。     

塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带深层致密砂岩气藏储层致密化与成藏关系

为研究深层致密砂岩气气藏储层致密化与成藏的关系,对塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带的地质背景和储层特征进行分析,建立储层孔隙度与埋深的关系模型,推算储层致密化时间。利用流体包裹体均一测温分析技术,分析该区大北1、克深2深层致密砂岩气藏的成藏期次,并与储层致密化时间相比较,确定深层致密砂岩气藏的成因类型。研究表明,大北1气藏表现为晚期充注成藏的过程,其天然气成藏时间主要在库车期(约3~2Ma)以来,其白垩系巴什基奇克组砂岩储层致密化发生在新近纪康村期(约15~10Ma);克深2气藏也表现为晚期充注成藏过程,其天然气成藏主要发生在库车晚期(约2Ma)以来,而其巴什基奇克组砂岩储层在新近纪康村期(约11~10Ma)已经达到致密化。据此,确定大北1和克深2深层致密砂岩气藏类型属于"先致密后成藏型"。     

两种类型致密砂岩气藏对比

致密砂岩气是非常规天然气的一种,是常规天然气资源最重要的后备资源之一。在总结前人研究的基础上,结合构造演化历史背景,动态的研究致密砂岩气藏烃源岩生排烃高峰期与储层致密演化史二者之间的关系,将致密砂岩气藏划分为两种类型:储层先期致密深盆气藏型(“先成型”深盆气藏)与储层后期致密气藏型(“后成型”致密气藏)。对2类致密气藏成藏特征、成藏条件及成藏机理进行了详细的对比分析,总结出两种气藏的成藏模式和分布规律。“先成型”深盆气藏的成藏模式主要为凹陷中心对称分布、前陆侧缘斜坡分布及构造斜坡分布3种;“后成型”致密气藏为“早常规聚集-晚期改造”的成藏模式并划分为3个阶段,不同的阶段具有不同的成藏特点和成藏特征。准确判识两种类型致密砂岩气藏对于指导天然气勘探和合理制定开发方案均具有重要意义。      

鄂尔多斯盆地西南部致密砂岩气成藏主控因素

鄂尔多斯盆地西南部上古生界砂岩储层整体较为致密,已获得工业气流,成为鄂尔多斯盆地致密砂岩气储量接替区。为了明确该盆地西南部致密砂岩天然气成藏的主控因素及规律,运用气源条件、源储空间配置和储层质量等单因素叠合分析方法进行综合研究。研究表明：盆地西南部上古生界气源强度满足形成致密砂岩气藏的成藏下限要求,与烃源岩空间配套的致密砂体宏观上控制气藏的位置和规模,致密砂岩内石英含量及其孔喉连通程度微观上控制致密砂岩气藏的富集程度,而气源条件、源储配置和储层质量三元补偿的最佳配置区为天然气的高产区。研究结果为盆地西南部致密砂岩气藏的勘探开发提供了科学依据。     

吐哈盆地胜北洼陷致密砂岩气勘探潜力与方向

综合研究认为胜北洼陷侏罗系水西沟群具备形成大面积致密砂岩气藏的成藏条件,即有利于形成致密砂岩气藏的构造条件,气源条件,低孔、低渗储层物性特征及良好的圈闭保存条件。解剖北部山前带和丘东洼陷南斜坡已知致密砂岩气藏,对比表明胜北洼陷致密砂岩气藏具有以下特点:①煤系地层长期大量生排烃为形成致密砂岩气藏提供了充足的气源,②烃源岩与储集层呈互层紧密接触有利于气源内致密砂岩成藏,③气层具有含水率偏高、低压异常特点。储层非均质性、致密性和良好的封闭条件是影响该区致密砂岩气成藏的地质因素。胜北洼陷南部斜坡区及洼陷中央隆起,源岩与储集层配置条件优越,是寻找致密砂岩气藏的有利区域。     

裂谷盆地致密砂岩气成藏机制与富集规律——以松辽盆地与渤海湾盆地为例

裂谷盆地致密砂岩气是当前勘探的新领域,本文以松辽盆地与渤海湾盆地为重点,对裂谷盆地致密砂岩气成藏机制与富集规律进行了全面系统分析,明确了裂谷盆地有别于克拉通盆地的致密砂岩气气藏特征,指出裂谷盆地致密砂岩气成藏机制上表现为：多因素促源快速生气、多物源催生有利储层、长距离运移立体成藏,先致密后成藏有利配置。气藏富集规律上具有断槽控制气藏分布、沉积相带与构造带控制成藏、次生孔隙带与物性下限控制气藏富集段的特点。分析了松辽盆地与渤海湾盆地致密砂岩气勘探前景,明确了下一步勘探方向。     

潍北凹陷深层致密砂岩气成藏特征

综合研究认为潍北凹陷已具备致密砂岩气成藏条件，即有利于形成致密砂岩气藏的构造条件，气源条件，低孔、低渗储层物性特征及良好的圈闭保存条件。国内外典型致密砂岩气成藏要素对比表明，潍北凹陷致密砂岩气藏具有以下特点:①深部典型的储盖组合，即第三系孔店组二段暗色泥岩、碳质泥页岩及煤层既为致密砂岩气藏提供充足的气源，又使天然气在孔二段的致密砂岩中富集成藏，形成下生上储上盖型和自生自储自盖型两种组合；②致密砂岩普遍含气；③气层具有低压异常。储层物性、构造活动及封闭条件等是影响该区致密砂岩气成藏的地质因素，其中储层非均质性、致密性和良好的封闭条件是最直接因素。     

吐哈盆地巴喀地区下侏罗统致密砂岩气藏成藏特征

吐哈盆地北部山前带下侏罗统致密砂岩是吐哈盆地天然气勘探的主要领域。研究了吐哈盆地北部山前带的巴喀地区下侏罗统气藏储层的基本特征、气藏的发育分布及典型特征,从微观上分析了巴喀地区下侏罗统气藏具有源储伴生、储层致密、构造发育、保存条件较好等成藏特征。对巴喀地区下侏罗统致密砂岩气藏的研究,对于解决制约中国致密砂岩勘探开发进程的关键理论问题,具有重要的现实意义。     

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中国常规储层油气藏数量有限,今后将较多地面临致密深层油气藏。通过对致密砂岩含气区,砂岩致密化的影响因素以及致密砂岩气藏的特征进行分析研究,认为低孔渗砂岩级别以上储层,必须有局部圈闭才能成藏。     

鸡西盆地致密砂岩气存在的可能性

鸡西盆地的油气勘探程度较低,尤其是对致密砂岩气的研究尚处于起步阶段。在总结国内外成功地区致密砂岩气成藏条件的基础上,从构造、烃源岩以及储层条件等方面探讨了鸡西盆地致密砂岩气的成藏条件。依据鸡D8井暗色泥岩样品的地球化学资料,使用化学动力学法计算了研究区致密砂岩气的资源量。研究表明,鸡西盆地属于小型断陷盆地,多期构造演化与储层快速沉积等特点,决定了研究区不具备类似北美阿尔伯达等成功地区的大型致密砂岩气成藏的地质条件。但鸡西盆地城子河组大规模发育的煤系地层长期生气,为致密砂岩气藏的形成提供了充足的气源,烃源岩与储集层紧密叠置接触也有利于致密气的运移和保存。在鸡西盆地的中央凹陷构造稳定区域,寻找致密储层的甜点区,将有机会获得致密砂岩气藏的勘探突破。     

库车前陆盆地深层高效致密砂岩气藏形成条件与机理

由于深层油气勘探成本高,因此钻前预测深层致密砂岩气藏的含气性显得尤为重要。库车前陆盆地深层致密砂岩气田具有高丰度、高含气饱和度、高压、高产、稳产的特征,为高效致密砂岩气藏。在对致密砂岩气藏含气性影响因素及机理的理论分析基础上,以库车前陆盆地深层大北、克深、迪北等高效致密砂岩气田为例,通过与四川盆地、鄂尔多斯盆地典型致密砂岩气藏的对比分析,探讨了库车深层高效致密砂岩气藏的形成条件与机理。结果表明,库车前陆盆地深层高效致密砂岩气藏的形成条件可归结为超压充注、裂缝发育、"早油晚气"成藏过程和优质保存条件4个方面。其中超压充注和裂缝发育是库车前陆深层高效致密砂岩气藏形成的最主要因素;优质烃源岩条件及其造成的高源储压差和超压充注是致密砂岩形成高含气饱和度的前提条件;裂缝发育控制了致密砂岩气藏的成藏、富集与高产;早期油充注对储层润湿性的改变有利于晚期天然气的充注,而优质膏盐岩盖层保存条件则是气藏保持超压和高含气饱和度的关键。这4个方面有利因素的匹配使库车前陆盆地能够形成有别于其他盆地的高丰度、高含气饱和度和高产的致密砂岩气藏。在致密砂岩储层基质物性相差不大的情况下,源储过剩压差、裂缝发育情况、保存条件和现今地层超压情况是深层致密砂岩气勘探评价中需要考虑的最主要因素。     

吐哈盆地致密砂岩气成藏条件与分布预测

在分析大量实验及统计资料的基础上,根据源岩、储层及构造条件,利用地质信息叠合法,预测吐哈盆地致密砂岩气的有利分布区。研究表明,吐哈盆地中、下侏罗统煤系烃源岩的母质类型主要为Ⅲ型,有利于大量生气,其中煤岩分布更为广泛,热演化程度中等—较高,供气能力更强。由于快速堆积和微弱的溶蚀作用,吐哈盆地水西沟群储层自侏罗纪末以来普遍致密化,裂缝和孔隙是影响储层含气的主要因素,三角洲相和冲积扇相为有利的"低熟"储层发育区。根据致密砂岩气的成藏特征,采用配置系数P,将有利区的定性预测进行定量化。结合源储配制地质评价,认为在吐哈盆地山前带地区水西沟群西山窑组地层中,煤系地层和炭质泥岩与储层叠置发育,有利于致密砂岩气的成藏。     

煤系致密砂岩气运聚动力与二维可视化物理模拟研究——以川中地区三叠系须家河组致密砂岩气为例

煤系地层致密砂岩气是中国陆相盆地主要的致密砂岩气类型,这种致密砂岩气源来自煤系烃源岩。中国煤系致密砂岩气以四川盆地须家河组和鄂尔多斯盆地上古生界最为典型。煤系烃源岩呈广覆式分布,大面积生排烃,进入大范围砂体后,天然气运移聚集过程中,砂体的非均质性控制了致密砂岩气局部富集和甜点形成。基于典型气区解剖和地质建模,开展了不同粒径砂与黏土相似材料模拟致密砂岩气运聚机理实验研究,以揭示煤系致密砂岩气充注、运移和聚集规律。实验结果表明,砂体渗透率级差控制天然气聚集的有效性、速率和含气饱和度。当砂体渗透率级差值为2.8时,即砂体非均质性较弱时,砂体内天然气不能有效聚集,而是运移和散失;当砂体的非均质性增强,渗透率级差值增加到5.4时,其中的天然气开始聚集成藏;当砂体非均质性进一步增强,渗透率级差值增加到9.0以上时,砂体内天然气发生大规模的有效聚集和成藏。在气源充足的条件下,大面积非均质性砂体中,物性相对越好的局部砂体,且该局部好砂体中均质性和连通性越好,含气饱和度越高。有断层连通的情况下,砂体的成藏速率增大。致密砂岩气运聚机理研究表明,勘探中应找分流河道、岩屑溶蚀相、断层裂缝和局部构造等部位物性较好的砂体,而其外围被物性较差的砂体或泥岩围限,则有利于天然气有效聚集和保存。     

吐哈盆地台北凹陷吉7H井侏罗系致密砂岩油气藏勘探发现与启示

吐哈盆地致密砂岩气资源丰富,前期勘探仅在台北凹陷周缘正向构造带发现巴喀、温吉桑和米登等小型油气藏.在对烃源岩、沉积体系、储层条件及源储盖组合特征综合分析基础上,构建了台北凹陷源内致密砂岩油气成藏模式.研究认为,台北凹陷水西沟群纵向发育八道湾组煤岩、三工河组泥岩及西山窑组二段煤岩3套两类优质烃源岩,有机质丰度高、类型好,...     

渤海湾盆地杜寨气田深层致密砂岩气成藏机理

截至目前,我国发现并成功开采的致密砂岩气藏主要分布于中西部地区,气源岩有机质类型为偏腐殖型;而天然气成因类型为油型气的致密砂岩气藏则较为少见,尚缺乏系统的研究。为此,以渤海湾盆地东濮凹陷杜寨气田古近系始新统沙河街组三段(以下简称沙三段)气藏为例,应用地质、地球化学、测井等资料,对沙三段中—下亚段致密砂岩气的成藏地质背景进行了系统研究,并在依据储集成岩演化、充注动/阻力演化及烃源岩热演化等成藏要素对天然气成藏阶段进行划分的基础上,根据储层成岩演化序列与油气成藏期次间的耦合关系分析其成藏过程。研究结果表明:(1)沙三段气藏成因类型为油型气的致密砂岩气,具备有机质丰度及成熟度较高的优质烃源岩、累计厚度较大且分布范围较广的储集层、与烃源岩互层的良好的源储配置关系、充足的成藏动力及良好的封盖保存条件等有利的成藏条件;(2)沙三中—下亚段储集层致密,浮力作用下天然气很难发生有效充注,欠压实作用、生烃作用等引起的异常高压是天然气充注的主要动力;(3)沙三中—下亚段经历了两期致密化过程和两期油气充注,致密砂岩气整体具有"先致密、后成藏"的特征,其成藏过程可分为4个演化阶段。     

台北凹陷下侏罗统致密砂岩气成藏条件与勘探方向

吐哈盆地下侏罗统油气资源潜力大,剩余资源量多,已发现的油气藏主要分布于台北凹陷胜北洼陷和丘东洼陷周边的正向构造带,以构造油气藏为主,洼陷腹部油气勘探研究程度低。基于对已知油气藏的解剖,对台北凹陷三大富烃洼陷的沉积体系、烃源岩、储集层和成藏条件开展系统研究。结果表明,台北凹陷水西沟群煤系烃源岩广泛发育,与辫状河三角洲砂岩大面积接触,利于形成近源致密砂岩气藏。下侏罗统发育圈闭型和连续型2类致密砂岩气藏,其中洼陷腹部是连续型致密砂岩气成藏的有利区,勘探应由源边正向构造转向富烃洼陷,由源上常规油藏向近源（源内）致密砂岩气藏转变,胜北洼陷和丘东洼陷腹部具备形成大气藏的条件,是下侏罗统近源大面积致密砂岩气藏勘探的有利区域。     

鄂尔多斯盆地东南部上古生界山2气藏形成地质条件分析

鄂尔多斯盆地东南部具有很好的天然气成藏条件,勘探潜力较大,尤其是山2气藏,其成藏条件具有烃源岩成熟度高,分布范围广;储层致密,非均质强;盖层保存条件良好等特点。在烃源岩地球化学参数分析\,生烃强度计算\,储层特征参数分析\,铸体薄片观察及盖层研究的基础上,总结研究区气藏形成条件：烃源岩条件良好,盖层封盖性强\.在这些条件下,气藏的形成则更多取决于储层发育程度。（微）裂缝的存在有利于提高储层的基质渗透率,从而形成优质储层,对优质储层影响因素的研究将是在研究区寻找富集高产区的关键,认为：①优质储层的形成首先要有大段的厚层砂体,对于山2气藏来说就是河道砂,平面上大面积分布,连续性好;②石英砂岩比岩屑砂岩更容易产生（微）裂缝,从而改善储层,提高天然气产量。     

吐哈盆地致密砂岩气成藏特征及勘探方向

吐哈盆地侏罗系水西沟群具备形成大面积致密砂岩气藏的地质条件,煤系地层长期大量生排气态烃为形成致密砂岩气藏提供了充足的气源,烃源岩与储集层呈互层紧密接触有利于气源内致密砂岩成藏,致密砂岩中气体的运聚与常规气藏有明显的差异,在“活塞式”充注条件下,致密砂岩气藏的含水率明显偏高,压力也呈现出高（低）压异常。吐哈盆地南部斜坡区及北部山前冲断带地区,源岩与储集层配置条件优越,是寻找致密砂岩气藏的有利区域。     

四川盆地中台山地区须家河组致密砂岩气藏富集高产主控因素

四川盆地须家河组具有典型的致密砂岩气特征。2006年以来四川盆地大川中地区须家河组致密砂岩先后发现安岳须二段气藏、合川须二段气藏等多个大型岩性气藏,累计提交三级地质储量万亿立方米,勘探成果显著,但气藏投入开发后普遍产水,且水产量较高,累计产气量超过5 000×10⁴m³的高产井较少。2012年,在川中—川西过渡带中台山地区钻探了风险探井ZT1井,在须家河组须二段获高产工业气流。投产后该井日产气量高、产微量水,目前已累计产天然气超1×10⁸m³。在区域地质研究基础上,通过大量生产井地质条件分析,开展了中台山地区与川中其他地区须二段气藏高产因素差异性分析,明确了优质烃源岩、优质河道砂岩储层、天然裂缝是中台山地区油气富集高产的主控因素,优质烃源岩发育为致密砂岩提供充足气源;优质河道砂岩储层形成高丰度气藏;天然裂缝是油气高产的关键。