渤海湾盆地黄骅坳陷深部煤系地层油气成藏机理与模式

煤系地层中往往包含了源内成藏、调整成藏等多种类型油气藏,特别是在经历多期构造活动的盆地中,煤系地层油气成藏类型多、成藏机制复杂。为揭示深部煤系地层油气成藏机制,以渤海湾盆地黄骅坳陷古生界含油气系统为例,从区域构造演化史出发,通过岩心观察、煤系烃源岩地球化学测试、镜下薄片观察、包裹体测试及典型油气藏剖面解析等多种手段,结合地层埋藏史和热史,明确了煤系地层油气成藏机制,建立了成藏模式。研究结果表明：黄骅坳陷古生界含油气系统存在源下、源内、源上3种成藏组合;区域构造演化控制了烃源岩早、晚2次生烃过程,呈现“早油晚气”的生烃特征;油气2期成藏,第一期成藏发生于中白垩世,低熟原油和少量天然气主要储集于粒间孔及溶蚀孔隙中,晚白垩世的构造抬升使古油藏遭受破坏。第二期成藏发生于古近纪中期至今,大量天然气和高熟原油主要储集于溶蚀孔隙和构造裂缝中;烃源岩成熟演化、储层改造及构造活动共同控制了黄骅坳陷煤系油气成藏。基于上述认识,提出煤系油气“中转站”成藏模式,即油气优先在源内或近源储集体中聚集,后期由于构造活动改造,油气由“中转站”向其他油气低势区调整。     

川南地区须家河组天然气地球化学特征及成藏过程

为探究川南地区须家河组天然气地球化学特征及成藏机理,以天然气地球化学分析数据为基础,对该区天然气地球化学特征、成因、成藏期次及成藏过程进行了分析。结果表明:研究区天然气以烷烃气为主,甲烷体积分数大于80%,重烃体积分数低,天然气干燥系数大于0.85;部分天然气含H2S,这是研究区与四川盆地其他地区须家河组天然气组分特征的最大差异;天然气δ~(13)C_1为-43.17‰~-30.80‰,δ~(13)C_2为-33.81‰~-24.90‰,δ~(13)C_3为-28.65‰~-22.70‰,总体具有正碳同位素系列特征。碳同位素与轻烃分析均证实,研究区须家河组天然气以煤型气为主,同时存在部分油型气;煤型气主要来自须家河组煤系烃源岩,油型气主要来自下伏海相层系。成藏年代分析表明,研究区须家河组天然气主要有3期成藏:晚侏罗世中期—早白垩世,须家河组煤系烃源岩生成的少量煤型气进入须家河组成藏;晚白垩世,须家河组煤系烃源岩大量生成煤型气并进入须家河组成藏,该时期是须家河组天然气的主要成藏期;喜山期,部分下伏油型气经断裂进入须家河组成藏,该阶段的流体充注是研究区出现异常高温包裹体与天然气含H_2S的主要原因。     

煤系天然气的资源类型、形成分布与发展前景

煤系天然气是煤系中煤、炭质泥页岩和暗色泥页岩生成的天然气,是天然气工业中极其重要的组成部分,具有巨量的资源规模,包括连续型煤层气、页岩气、致密气和圈闭型煤系气藏等资源类型。通过梳理国内外煤系天然气勘探开发进展,重点论述了圣胡安、苏拉特、西西伯利亚、鄂尔多斯盆地煤系气的形成与分布特征,明确煤系天然气是天然气供应的重要战略领域,主要取得3项认识:①欧亚东西向聚煤带和北美南北向聚煤带是全球两个主要聚煤区,晚石炭世—二叠纪、侏罗纪和晚白垩世末期—新近纪是3个主要聚煤期;②"连续型"和"圈闭型"是煤系天然气的两种主要成藏模式,提出生气强度大于10×10~8 m~3/km~2是形成煤系大气田的基本条件,揭示中高阶煤层气向斜富集、低阶煤层气源盖配置的成藏规律;③预测全球煤系天然气剩余资源潜力巨大,源外煤系气仍集中分布在中亚—俄罗斯、美国、加拿大等国家或地区,源内煤层气集中分布在12个主要国家,预测中国2030年煤系天然气产量有望超过1 000×10~8 m~3,其中常规煤系气产量为(500～550)×10~8 m~3,煤系致密气产量为(400～450)×10~8 m~3,煤层气产量有望达到(150～200)×10~8 m~3。图4表2参43     

四川盆地中西部上三叠统天然气有利勘探区带

四川盆地中西部上三叠统属煤系地层,沉积厚度大,烃源丰富,储层发育,圈闭多,保存条件良好,具备形成大中型气田的成藏条件,是四川盆地内重要的天然气勘探接替领域.天然气成藏主要控制因素为一是储渗条件较好的储层;二是规模较大、形成较早的古隆起背景上的古圈闭;三是运移通道的发育.根据天然气的成藏机理、成藏特征和构造位置等因素综合分析,建立了上三叠统天然气成藏模式,将其分为三种类型,即山前型、凹陷型和隆起型.天然气勘探有利区带为龙门山推覆体前缘断褶构造带、米仓山前缘断褶构造带、梓潼凹陷、川西-川中斜坡带、川中北部构造带和川中南部构造带.     

中国致密砂岩煤成气藏地质特征及成藏过程 ——以鄂尔多斯盆地上古生界与四川盆地须家河组气藏为例

中国煤系天然气分布受多种因素控制,以鄂尔多斯盆地上古生界与四川盆地须家河组气藏为例,从构造、烃源岩演化、储集层特征、成藏历史等多方面探讨中国煤系天然气的聚集和成藏过程.对比结果表明:鄂尔多斯盆地上古生界天然气藏与四川盆地上三叠统须家河组天然气藏的成藏地质条件有许多相似之处,两地气藏特征产生差异的主要原因是盆地构造特征和成藏过程不同.鄂尔多斯盆地上古生界天然气成藏过程是气体推动着水体整体向构造高位运移,多种成藏条件共同影响下形成的气水倒置是气藏负压的主要原因.四川盆地须家河组气藏成藏以构造圈闭控制成藏为主,局部发育岩性气藏,气藏异常高压是快速沉积引起的欠压实作用、烃源岩的生烃作用及后期构造挤压共同作用的结果.     

中国煤系气共生成藏作用研究进展

煤系气共生共探与共采受到我国天然气行业的高度关注,勘探与开发试验已经取得了一定的成效。在分析煤系气地质条件特殊性的基础上,从煤系砂岩储层致密化机理、煤系气共生组合及成藏要素配置、煤系含气系统叠置性等方面,评述了我国煤系气共生成藏作用的研究进展。研究结果表明:(1)煤系气地质条件的特殊性表现在3个方面——煤系气赋存态和储层岩石类型具有多样性,其成藏效应与常规砂岩气有所不同;煤系沉积序列旋回性极强,气、水分布关系复杂多变;煤系砂岩储集体在广覆式泥质岩中镶嵌展布。(2)煤系富有机质特性以及烃源岩生气过程产生的有机酸,是煤系砂岩储层致密化的重要诱因,煤系砂岩气可能具有部分自生自储及吸附气的成藏特点,并可在一定程度上改善砂岩储层的物性。(3)煤系沉积特点决定了煤系气成藏效应主要取决于生烃强度、运移方式与输导体系、地层流体能量、区域有效盖层等4个方面,特殊的输导体系使得烃源岩生成的天然气在复杂的源储系统中得以重新分配,这是煤系气共生成藏的重要基础。(4)含气系统叠置性是煤系气地质研究的前缘方向之一,近年来发展了测井响应识别技术和含气系统叠置性判识方法,发现煤系存在3种典型流体压力曲线类型,并初步应用于煤系气共采有利层段的优选。     

中国煤系气成藏特征及勘探对策

广义的煤系气是指赋存于煤系地层中的全部天然气,而狭义的煤系气则主要指赋存于煤层中的煤层气及其附近致密砂岩储层中的天然气。为了提高煤层气的开发效益,从烃源岩分布、煤与砂岩的组合类型、沉积相、封闭体系等方面分析了我国狭义煤系气的成藏特征及其控制因素。结果表明：①我国含煤盆地煤系地层煤与砂岩组合配置关系多样;②广覆式烃源岩分布为煤系气的富集提供了充足的气源基础;③沉积相控制了煤系气生储盖组合的配置关系,构成煤系气成藏的先天物质基础,河流、三角洲沉积体系煤层和砂岩均发育,是煤系气共生成藏最有利的沉积相带;④封闭体系对煤层（系）气的控制作用贯穿于煤层（系）气生成、聚散、富集及成藏等全过程,可划分出3种煤系气气藏类型--自生自储型煤层气藏、煤层气-砂岩气共生气藏、煤成砂岩气藏,其中前者是目前煤层气勘探开发的主要对象。进而指出了下一步的煤系气勘探方向：①以沁水、鄂尔多斯、准噶尔、海拉尔、鸡西等煤系气资源量较大的盆地为重点,开展煤系气勘探和评价;②针对不同煤系气气藏类型开展有针对性的勘探工作,在浅部自生自储型煤层气富集区进行煤层气勘探,对深部煤层气-砂岩气共生气藏进行煤层气＋砂岩气综合勘探,对煤成砂岩气藏重点开展砂岩气勘探。     

川中-川西地区上三叠统天然气成藏主控因素

川中—川西地区上三叠统属煤系地层，烃源丰富，储层发育，圈闭众多，保存条件良好，具备大中型气田的形成条件。但天然气成藏机制较为复杂。因此，天然气成藏主控因素研究显得非常重要。通过已发现典型气田的成藏剖析，认为天然气成藏主控因素为：第一储渗条件较好的储层；第二规模较大、形成较早的古隆起背景上的古圈闭；第三运移通道。并以此3个条件相互匹配的区域成藏最有利。综合考虑天然气成藏主控因素和运聚规律，提出了下部勘探的有利区带。     

四川盆地泸州西部须家河组天然气成藏期次

为进一步明确四川盆地泸州西部地区上三叠统须家河组勘探目标,对该区须家河组天然气成藏期次进行了研究,以确认天然气成藏过程和成藏主控因素。通过对储层显微荧光薄片观察和流体包裹体特征与均一温度分析,同时结合地温史和生烃史,综合确定并认为泸州西部地区须家河组天然气具有3期成藏的特点:①初次成藏期发生在中晚侏罗世,主要形成低演化的煤系气;②主要成藏期发生在燕山运动晚幕的白垩纪晚期和末期,是须家河组煤系烃源岩大量生排烃期,也是最高演化程度的时期;③第三阶段为深层来源气的主要成藏期和各类天然气调整期,主要发生在喜山运动阶段。     

吐哈盆地天然气成藏地质条件与富集因素分析

吐哈盆地是我国西北主要的侏罗系含煤盆地,近年来不仅在天然气勘探上迟迟未能取得重大突破,而且发现的天然气田数量及储量规模均远小于油田的数量及储量规模,明显有悖于“含煤盆地贫油富气”的地质规律。为此通过对吐哈盆地天然气成藏地质特征及油气分布规律的解剖分析和探讨,认为煤系源岩成熟度相对较低,天然气转化率较小且明显滞后于液态烃的生成,是造成吐哈盆地“油气共生、油多气少”的主要原因;煤系源岩的热演化程度及油气藏后期的保存条件是盆地大、中型气田形成、富集的关键因素;台北凹陷中部的胜北、丘东和小草湖等地区,煤系源岩发育、热演化程度较高、且后期构造活动相对较弱,应是盆地下一步天然气勘探的最有利地区。     

东濮凹陷天然气地质特征及勘探方向

东濮凹陷是渤海湾盆地中惟一个既富油又富气的凹陷,该凹陷的发育经历了前断陷期、断陷期和坳陷期三个发育阶段,发育上古生界和下第二系两套烃源岩,可形成煤型气和油型气,由于两套气源岩不同,生成的天然气组分及地球化学特征差异大.根据圈闭类型,储气层产状、天然气地下存在方式、储集空间、天然气成因、水动力条件、所处构造层等对东模凹陷天然气藏进行分类,并按天然气成因分析了天然气分布规律,划分出古生界-沙四段、沙三-沙二段和上第三系三大成气系统,指出环洼带是寻找下第三系油型气的有利区域,中央隆起带南部和文-卫地伏古生界是寻找上古生界煤型系的有利目标区.     

孤北低潜山煤成气疏导体系

针对济阳坳陷沾化凹陷中部孤北地区煤成气源岩与储集层在空间上分离的实际，提出了缝隙（断裂、裂缝）是该地区煤成气由气源岩向砂岩储层运移的重要途径，地层水是煤成气运移重要媒介的认识；通过对源岩有机地化分析﹑储层及盖层的物性分析﹑圈闭形成时间等成藏地质背景的研究,认为孤北低潜山气藏属于晚古生代自生自储型煤成气藏，具有较好的生﹑储﹑盖等地质条件，其源岩层与储层之间存在厚度在200 m以上的隔层;经分析岩心观察结果及裂缝发育特征,认为垂向和斜向裂缝是煤成气疏导的重要通道,并进行了天然气在缝隙输导体中的运移模拟实验,获得了天然气排驱地层水而最终聚集成藏的认识。     

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鄂尔多斯盆地中部气区上古生界煤系气源岩生气强度大 ,大部分地区生气强度大于 40× 1 0 8m3/km2 ;丰富的气源和良好的储盖条件表明中部气区具备形成大型上古生界气藏的条件。气藏的分布受气源、砂体分布、盖层的质量和分布所控制。上古生界天然气藏的形成可分为两个阶段 :第一阶段是三叠纪—早白垩世 ,天然气向北、北东方向大规模运移 ;第二阶段是早白垩世后 ,天然气难以大规模运移 ,上古生界气源岩生成天然气主要就近聚集成藏 ,局部鼻隆构造起到了使天然气相对富集的作用。中部气区上古生界气藏的形成主要与第二阶段天然气的生成、运移和保存有关。今后该区天然气勘探的主攻方向应是中部气区上古生界气藏。     

煤层排烃系数的定量计算方法——以临清坳陷东部康古4井为例

煤层作为一种重要的煤成气源岩和特殊的储集岩,在热演化程度一定的前提下,其生气量和甲烷生成量是一定的,其吸附气量与排出量互为增减,并处于动态平衡。根据这一认识,首次提出定量计算煤层排烃系数的思路与方法。利用热压模拟试验确定煤的不同显微组分的生气量;针对不同地区、不同层位煤层显微组分组成不同的特点,提出采用公式法计算煤层的甲烷生成量;同时重点对Kim建立的煤层甲烷含量与煤的变质程度和埋深的关系曲线进行了计算机拟合,得到不同演化阶段埋深与吸附气量的关系曲线和方程,用以预测煤层的含气量。以临清坳陷东部康古4井区石炭—二叠系煤层为例进行了煤层排烃系数的计算,计算出的甲烷生气量与模拟甲烷生气量可比性较好,但仍存在小于5%的误差;计算出的煤层排烃系数随煤层成熟度的增高而增大,由低演化阶段的77%逐渐增至高演化阶段的90%以上。      

西北地区侏罗系煤系油气田的形成条件与分布规律

煤系油气田的形成是一定的构造、沉积与生烃母质富集、成熟与油气有效排出等因素在时空间配置组合而形成的产物.西北地区侏罗系煤系油气田形成必不可少的条件是：①侏罗系原盆地应存在,发育有完整的生储盖组合;②原始沉积环境呈低缓洼地,并具备潮湿气候,有利于近湖低位沼泽与大量易生烃母质的发育和堆积;③后续盆地要继承发展,以保持源岩递进性受热并熟化;④源岩成熟后的构造挤压是油气有效排驱的主要动力.煤系油气田在平面上沿着与源岩同期的湖岸线内侧分布,位于有油源断层切割,收缩量适中,破坏较弱的区带.剖面上则集中于生烃门限上下.其中构造-岩性与岩性型油气藏占有重要比例.     

松辽盆地南部二氧化碳成因类型及富集条件初探

从ＣＯ２分布特征入手,利用其天然气碳同位素图版扫析了松辽盆地南部ＣＯ２成因类型;利用ＣＯ２百分含量地层水ＨＣＯ＾－３含量在平面上的变化,指明了孤店地区气源方向及ＣＯ２成因类型为无机成因碳酸盐矿物分解或与粘土反应而成;建立了孤店油气田侧向运移上生、下储的成藏模式及万金塔气藏垂向运移下生、上储的成藏模式。通过评价工作,找出了松辽盆地南部ＣＯ２平面分布规律及富集条件。     

湘中南龙潭煤系煤岩显微组分的有机地球化学特征与生烃潜力

本文通过对湘中南龙潭煤系煤岩显微组分的有机地球化学特征和生烃潜力的综合研究,指出其气、肥煤中的壳质组是具有很高的生烃潜力的生烃母质;镜质组,特别是发荧光的基质镜质体具有较高的生烃潜力;惰质组的生烃潜力最小,且以生气为主,但其中孔隙发育,对于烃的储集具有重要意义。      

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鄂尔多斯盆地中部奥陶系古风化壳气藏有其特定的成藏组合。上、下古生界两套烃源岩提供了丰富的混源气，其上古生界烃源岩提供的气源较下古生界丰富；含膏云坪沉积微相带是本区有利储集体的发育区带，古岩溶斜坡区是有效溶蚀孔洞的主要分布区带，二者在空间上的 合，形成了大面积稳定展布的溶蚀孔洞储集体，为气藏的形成准备了主要的储集空间；直接盖层石炭系本溪组和间接盖层上古生界发育的多套封盖层的合理配置，是形成奥陶系古风     

吐哈盆地天然气特征及分布

吐哈盆地中下侏罗统煤系烃源岩发育,侏罗系以分布轻质油为特色,绝大多数气藏为凝析气藏,且轻质油藏溶解气油比大,油溶气丰度很高;在台北凹陷,油气并存为油气分布的重要特点,气藏的分布与油气分异有一定的关系;目前发现的气藏层位均为侏罗系,其上的地层中没有气藏分布可能与盖层封闭性差有关。另外,埋深较大的侏罗系及三叠系中与烃源岩互层或很近的砂岩中存在规模很大的致密砂岩气藏;分布广泛的煤层吸附气也是重要的潜在天然气资源。     

大庆长垣东西两侧扶杨油层天然气成藏差异

通过大庆长垣东西两侧扶杨油层天然气成藏条件的比较,指出二者在3个方面存在差异;青山口组源岩向扶杨油层的排烃条件,大庆长垣以东地区优于大庆长垣以西地区;沙河子组－营城组源岩向扶杨油层的供气条件,大庆长垣以东地区优于大庆长垣以西地区;大庆长垣以东地区扶杨油层油溶损失气量小于大庆长垣以西地区,由此造成大庆长垣以东地区扶杨油层天然气勘探效果明显优于大庆长垣以西地区。