深盆气藏与鄂尔多斯盆地

“深盆气藏”是由一种“气水倒置”的特殊圈闭形成的气藏，构造平缓、储层致密和具有不断供气的气源是其形成的主要条件。鄂尔多斯盆地上古生界岩性致密、构造平缓、又是生气量巨大的煤系地层，具有形成深盆气藏的地质条件；同时又具有区域性的气水倒置、盆地中部普遍含气及地层压力异常等特点。所以，鄂尔多斯盆地上古生界天然气的聚集为“深盆气藏”似应无疑。但是，储层连通性很差，多为互不连通的“单个砂体”气藏，与加拿大阿尔     

鄂尔多斯盆地上古生界深盆气成藏模式

文章通过对鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩储层的分布特征、物性特征以及天然气成藏条件等进行分析，提出了鄂尔多斯盆地上古生界深盆气成藏的新模式，认为其成藏过程是天然气在垂向上向上排驱地层水并就近聚集，而不是长距离侧向运移的结果；鄂尔多斯盆地上古生界的气水分布从严格的意义上讲并不属于气水倒置的范畴，而是大量各自独立的致密砂岩天然气藏在平面上投影叠合的表象。根据这些结论，不仅对鄂尔多斯盆地，而且对阿尔伯达盆地的经典深盆气藏的气水倒置分布的观点也应该重新认识。     

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“深盆气藏”是由一种“气水倒置”的特殊圈闭形成的非常规天然气聚集，构造平缓、储层致密和具有不间断供气的气源是其形成的主要条件。研究认为，库车坳陷依奇克里克构造带的依南2气藏为“深盆气藏”。依南2气藏产气层段为致密砂岩，发育于一向南倾的单斜背景之上，处于构造的下倾部位，存在生气量巨大的侏罗系—三叠系大套煤系地层。同时依南2气藏又具有气水倒置、含气饱和度高及异常高压的特点。依南2气藏在形成过程中，气源向致密砂岩充注时，运移的主要方式以扩散作用为主。具备了形成深盆气藏的地质条件。     

鄂尔多斯盆地上古生界形成深盆气藏有关问题的讨论

针对鄂尔多斯盆地上古生界形成深盆气藏的有关问题，以深层气藏定性为目标展开讨论。初步认为本地区具有形成深盆气藏的部分地质条件和判别依据－如构造平缓、煤系大面积生烃、储层致密、区域盖层下含气较普遍、低压异常为主等。与阿尔伯达盆地深盆气藏相比，既存在着宏观上的某些相似性，但也存在着某些差异性－如本区尚未发现连通体内的气水倒置，气藏上倾方向主要靠岩性封闭，压力梯度曲线显示不出深盆气藏的曲线特征等。     

深盆气形成机理与成藏阶段划分——以鄂尔多斯盆地为例

上古生界煤系是鄂尔多斯盆地深盆气形成的基础,煤层在埋藏初期排出大量有机酸,有机酸溶解铝硅酸盐矿物,使岩石变松软、易于压实,以及地层水中Al3+和Si2+的有机络合物随温度升高分解形成SiO2沉淀,造成煤系砂岩的区域致密化.晚侏罗世-早白垩世,随埋深加大和构造热事件的发生,鄂尔多斯盆地上古生界煤层在由贫煤向无烟煤的演化过程中,大量生成天然气并逐渐稀释、扩散和溶解汽化的地层水,形成只见气而不见水的深盆气.晚白垩世-古新世,鄂尔多斯地区的不均衡抬升剥蚀和东北高西南低大型单斜构造的形成,使二叠系煤层埋藏变浅,地温梯度降低,大量天然气散失,深盆气边界萎缩,"气舱"内水蒸气凝析成水和凝析水在重力作用下重新聚集成"酸点",并出现气水倒置、负压异常等一系列变化.     

鄂尔多斯盆地下二叠统深盆气藏形成的地质条件

深盆气藏在很多方面不同于传统气藏,常具有饱和气体、异常压力、下倾部位无气水界面和低渗透储层等特征,鄂尔多斯盆地下二叠统气藏就是一个典型的直接型深盆气藏的实例。指出:该深盆气的主要赋存层位为山西组和下石盒子组,储层岩石为河流三角洲相砂砾岩和砂岩,砂体厚度大、分布广泛,岩性致密,储层渗透率普遍小于1×10-3μm2(但对于深盆气的储集,仍是十分有效的储层);上古生界煤系气源岩表现为广覆型分布、较高有机质丰度、倾气腐殖型有机质为主的特点,属于全天候式生气,目前虽然可能基本上不再继续供气,但其生成的巨大资源量在极为缓慢的散失速率下仍能形成特大型深盆气藏;深盆气藏主体分布区以常压和低压为主,天然气分布充分表现出深盆气藏特有的气水倒置特征;山西组、下石盒子组深盆气甜点属于地层性质,多出现在深盆气上倾边界附近的储层中。     

再议四川盆地西部坳陷深盆气

四川盆地西部坳陷(简称川西坳陷),在盆地类型、烃源岩性质、源—储组合关系、储层致密等方面具备深盆气成藏条件。但川西坳陷是一个多期构造作用形成的叠合盆地,上三叠统须家河组大量排烃作用发生在储层致密化之前,天然气主要在水动力和浮力作用下运聚成藏,在成藏机理上与深盆气有本质差异。上三叠统同一套储层在区域上不具气水倒置关系,天然气聚集带特征明显,主要受燕山期和印支期古隆起控制,气水分布规律与深盆气大面积饱含气不同,其最高单井日水产量可达1000m³以上。川西上三叠统须家河组天然气现今气藏类型主要以复合圈闭为主,含气丰度和地层水分布受圈闭内的裂缝及成岩储渗体控制,没有统一的气水界面。须4气藏可能是动态散失破坏的残余气藏,储量损失部分被地层水占据,含水丰度普遍较高。川西上三叠统须家河组是常规机理成藏,经过了多期构造运动作用的叠加—调整—改造后,成为具有非常规气水分布特征的天然气勘探领域,不属于深盆气范畴。     

鄂尔多斯盆地上古生界天然气富集的主要控制因素

鄂尔多斯盆地从三叠纪至现今上古生界气源岩具有持续的供气能力,早日垩世后上古生界气源岩仍然具有可观的排气量。上古生界气源岩持续的供气能力、巨大的排气量是上古生界天然气富集成藏的有利条件,表明鄂尔多斯盆地具有形成深盆气的物质基础。鄂尔多斯盆地上古生界天然气三叠纪-早白垩世向北大规模运移,早白垩世后天然气主要是就近运移聚集,为盆地大面积含气创造了有利的气源条件。下石盒子组-山西组分流河道和河口砂坝砂体物性最好,分布于4个大型河流-三角洲沉积体系中。这些沉积体系中的河道砂体是天然气富集的有利场所。稳定的构造背景和区域盖层、直接盖层良好的封盖能力构成了上古生界天然气保存的有利条件。鄂尔多斯盆地上古生界天然气成藏的最关键条件是有利砂体的分布。加强石盒子组-山西组砂岩储层的分布预测对上古生界天然气的勘探有着重要意义。     

四川盆地上三叠统深盆气藏研究

川西前陆盆地的盆地演化、盆地结构和相对稳定的斜坡构造有利于深盆气的形成和聚集.上三叠统为海陆过渡相和陆相湖盆沉积,以三角洲沉积为主的砂体十分发育,晚侏罗世中期至早白垩世末期储层开始致密化,早白垩世以后储层进入超致密阶段,但对于深盆气仍是十分有效的储层.砂体的上覆和下伏层均为暗色泥岩夹薄煤层的气源岩,因此对深盆气的聚集和富集成藏十分有利.煤系气源岩分布广、厚度大、生气潜力高、热演化程度高,从而为川西坳陷深盆气的形成提供了充足的气源.在早白垩世-晚白垩世中期,源岩进入生气高峰,为深盆气形成的重要时期,造成孔隙中流体体积急剧膨胀,引起川西区处于超压环境.喜山运动后盆地大范围仍处于水动力交替停滞带,上三叠统深盆气藏大面积具有整体封存条件.因此,上三叠统形成了一个几乎覆盖全盆地的特大型深盆气藏.通过对深盆气藏的主控地质因素的分析,可将川西坳陷划分为深盆气分布区、气水过渡带和上倾含水区(常规气藏分布区)等三个区带.从全盆地看,气水分布具有明显的倒置关系,深盆区内气水分布不受构造控制.     

鄂尔多斯盆地上古生界深盆气藏研究

鄂尔多斯盆地存在前缘坳陷和大型斜坡组成的深盆地结构。上古生界发育海陆交互相和陆相砂泥岩生储组合,大型三角洲体系形成了广泛发育的致密砂岩储集层。煤系地层形成了深盆气藏的主要气源岩,范围广、丰度高的煤系有机质除东北部处于低成熟外,盆地中普遍进入成熟─高成熟演化阶段。深盆气的生成─运移─聚集从三叠纪持续到晚白垩世,其后进入保存期。上古生界形成了一个几乎覆盖全区的特大型深盆气藏,地层压力以异常低压为主,气水分布明显呈现南气北水下气上水的特征,气层分布不受构造控制,预测地质储量为１． ４７ × １０１２～ １０． ５ × １０１２ｍ３。     

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应用含油气系统理论分析鄂尔多斯盆地古生界天然气成藏规律,对揭示该盆地的生烃潜力、主要生排烃期的油气运移方向、天然气的有利聚集地区及其勘探目标,都具有重要的现实意义。根据古生界的烃源性质、储层类型及天然气的分布特征,将鄂尔多斯盆地古生界含气系统分为下古生界含气系统和上古生界含气系统,前者又可分为3个子系统,后者分为2个子系统。在含气系统的背景中,本区天然气藏的分布规律较为清楚,控制成藏的地质条件比较明朗。通过对各系统的时空展布特征和静态地质要互动态地质作用过程的综合分析,指出上、下古生界均具有很好的成藏地质背景,但对于各含气子系统,由于它们处于不同的构造部位,所以成藏要素和过程也有较大的差异。分析指出：下古生界含气系统中的东部含气子系统、上古生界含气系统中的中东部含气子系统成藏条件为最佳;下古生界的乌审旗北和吴旗南地区、上古生界中东部的3个主砂体带,特别是最东部的主砂体带,应是今后天然气勘探的重要地区。     

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在系统总结国外深盆气成藏地质特征的基础上，结合中国含油气盆地的地质特征和石油地质条件，预测了中国深盆气的勘探方向。结果认为：中国东部拉张的裂谷型盆地不利于深盆气的形成；中国中西部由板块内部的克拉通盆地与板块边缘前陆盆地叠合、复合而成的盆地具备深盆气发育的条件，其中鄂尔多斯盆地上古生界是最为现实的深盆气勘探区域，川西前陆盆地三叠系也显示出了发现深盆气的兆头，库车、准噶尔南缘等前陆盆地将是潜在的深盆气勘探区域。     

富县探区深盆气成藏特征与有利区评价

富县探区位于盆地的东南部，上古生界该区处于盆地南部生烃中心，气源条件较好；区内砂岩储层较为发育，具致密、低孔低渗的特点。初步的勘探结果表明本区上古生界普遍含气，且具有深盆气的基本成藏特点，地质评价认为，探区的东北部是上古生界天然气勘探的有利区。     

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笔将四川盆地西部坳陷区的致密砂岩含气区与北美洲深盆气模式进行对比研究，发现川西砂岩太过致密了，孔隙度绝大多数在7％以下，但川西超致密砂岩有很多高产气井和水井，显然与裂缝有关，故笔认为“深盆气”理论不适用于川西坳陷。经过对鄂尔多斯盆地致密砂岩含气区三次评价预测，认为该盆地与北美洲多数深盆气发展模式类似。之所以北部斜坡还未被水占据，在没有完整的局部圈闭条件下，常规级别的储层出现日产百万立方米高产气井，其原因有二：一是深盆气烃源补给能力还很强，认为C—P烃源岩从J到现在都在生气，故属于深盆气第IV阶段前期；二是晚期水回侵受到一定制约，盆内大部分地区，水的问题不严重，而砂岩的发育情况要复杂些。总之，鄂尔多斯深盆气有望成为中国最重要的天然气领域。     

鄂尔多斯盆地中东部下古生界奥陶系自生自储气地球化学特征

对鄂尔多斯盆地下古生界气源的争议已有30多年,主要观点包括以上古生界煤成气为主和以下古生界海相油型气为主。近年来学者们通过分区域、分层位研究,认为盆地不同地区由于源储配置情况有异,盆地不同地区下古生界气中上、下古生界来源气混源比例不同,应分别讨论。细化的研究使下古生界气源问题的争议得到了一定程度的调和,但同时混源比例计算等也使得2个前提问题变得尤为重要：①下古生界是否存在自生自储气;②下古生界自生自储气地球化学特征如何。结合测井数据对近年来最新勘探井的下古生界烃源岩进行了评价,证实了下古生界有效烃源岩的存在。通过对奥陶系马家沟组盐下(奥陶系马五₆巨厚膏盐岩以下)天然气地球化学特征与盐上(上古生界及奥陶系风化壳)天然气组分、碳同位素对比,指出下古生界海相烃源岩原生气具有δ¹³C₁<-35‰、δ¹³C₂<-28‰的特征。     

四川盆地达州—开江古隆起沉积构造演化及油气成藏条件分析

四川盆地乐山—龙女寺古隆起震旦系—下古生界天然气勘探所取得的重大突破,使得大型古隆起是该盆地深层天然气勘探重要目标的认识成为共识。然而,除了乐山—龙女寺古隆起之外,该盆地其他大型古隆起均被认为是后加里东期的古隆起,后者对震旦系—下古生界油气成藏的影响则极少被论及。为此,从分析野外露头、钻井及地球物理等资料入手,剖析了川东地区震旦系—下古生界沉积构造背景,研究了古地貌控制下的储层、烃源岩分布规律,结合构造演化分析成果,探讨了该区震旦系—下古生界含油气地质条件。结果表明:(1)中寒武世前川东北部发育达州—开江继承性隆起,控制震旦系、寒武系滩相储层大面积发育;(2)古隆起高部位发育滩相储层,其周缘凹陷带发育上震旦统陡山沱组、下寒武统笻竹寺组厚层烃源岩,源储配置条件优越;(3)二叠纪以来,达州—开江古隆起区由斜坡带逐步抬升,二叠纪生油高峰期处于斜坡—低缓隆起带,三叠纪生气高峰期处于隆起高带,有利于油气富集成藏;(4)川东地区下构造层(下寒武统及其以下地层)现今具备大型隆起构造背景,构造形态简单,其上完整的局部构造圈闭发育,保存条件好。结论认为,川东地区达州—开江古隆起区震旦系—下古生界具备良好的油气成藏条件,该古隆起高部位滩相储层发育区面积达8 000 km~2,是四川盆地下一步天然气勘探新的、重要的领域。     

鄂尔多斯盆地富县探区上古生界深盆气成藏条件

富县探区位于鄂尔多斯盆地的东南部，上古生界该区处于盆地南部生烃中心，气源条件较好；区内砂岩储集层较为发育，具致密、低孔低渗的特点。初步的勘探结果表明富县地区上古生界普遍含气，且具有深盆气的基本成藏特点，是天然气勘探的有利地区。     

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鄂尔多斯盆地油气资源丰富 ,目前已累计探明天然气地质储量 1 18× 10 12 m3 ,成为了中国第一个天然气探明储量超过万亿立方米的大气区。长庆油田作为盆地勘探的主体 ,在 30余年的天然气勘探历程中 ,经历曲折和挫折 ,终于取得了令人瞩目的突破。靖边下古生界气田 (长庆气田 )的发现 ,即是解放思想 ,重新认识 ,改变构造成藏的认识 ,提出风化壳古地貌成藏认识的结果 ;榆林气田和苏里格气田的探明 ,则是解放思想 ,提出上古生界大面积含气背景下 ,存在高渗储层而坚持勘探的成果。天然气勘探取得突破是勘探者解放思想 ,对盆地特征重新认识 ,应用勘探新理论 ,改变勘探思路的结果。