库车坳陷天然气地球化学特征和成因(为庆祝克拉玛依油田勘探开发50周年而作)

阐述了库车坳陷天然气地球化学特征,并应用碳同位素动力学研究结果,探讨了库车坳陷天然气的成熟度和气源.库车坳陷天然气有湿气、凝析气和干气多种类型;天然气具有由西向东、由北向南甲烷含量减少、干燥系数减小的趋势;天然气主要属煤成气,来源于中生界烃源岩.库车坳陷不同构造带天然气的成熟度差异较大,Ro值从0.7%变化到2%以上.克拉2气田天然气Ro值为1.3%～2.5%.综合目前多方面资料分析,库车坳陷天然气的主力气源岩应是侏罗系煤系烃源岩,三叠系烃源岩的气源贡献次之.     

克深壮歌

<正>1998年,库车坳陷克拉2气田横空出世,促进了"西气东输"工程的启动。2004年12月1日,克拉2气田107亿立方米/年产能建设竣工投产,"西气东输"全线贯通。然而,随着天然气下游市场的爆炸式增长,有了大气田的塔里木油田更迫切希望新的大气田诞生。在哪里寻找大气田?怎样去发现和落实大气田?通过对塔里木盆地天然气资源分布的整体认识,认为库车坳陷天然气资源量最大,资源丰度最高,是落实大气田的首选领域。但是能不能再找到类似克拉2气田的大气田?主攻     

塔里木盆地库车坳陷致密砂岩气地球化学特征

通过系统分析塔里木盆地库车坳陷不同区带致密气藏的天然气地球化学特征,探讨了库车坳陷深层致密砂岩气来源。库车坳陷中段天然气对应烃源岩热演化程度高,天然气主要为高—过成熟煤型气,可能存在三叠系湖相原油裂解气;库车坳陷东部和西部天然气对应热演化程度中等,现今发现的天然气来源于侏罗系煤系（迪那气田）、三叠系湖相泥岩（迪北、博孜气田）,尚未发现湖相原油裂解气。根据库车坳陷不同区带天然气地球化学特征及来源的差异,结合烃源岩热演化差异性,指出大北—克深地区侏罗系—三叠系内有效圈闭有望成为三叠系湖相原油裂解气勘探新领域,秋里塔格构造中段—西段、阿瓦特—博孜古近系膏盐之下白垩系储层内构造圈闭、北部山前带东段侏罗系内构造—岩性圈闭为高—过成熟煤型气有利勘探区域。     

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文章研究了塔里木盆地库车坳陷侏罗系煤系烃源岩在封闭体系下热模拟生成甲烷的碳同位素特征及其动力学参数,探讨了克拉2大气田天然气的成因。碳同位素动力学研究表明,库车坳陷侏罗系煤系烃源岩热模拟生成甲烷的碳同位素值介于-37‰～-25‰之间;可以用动力学方法将煤系烃源岩热模拟实验数据外推,应用于地质条件。克拉2大气田天然气主要来源于中下侏罗统煤系烃源岩,属阶段捕获气,主要聚集了-5～-1 Ma阶段的天然气,其成熟度R_o 为1.3%～2.5%。这不仅得到早期相关研究成果的支持,而且也符合该区天然气的勘探实际。     

渤海湾盆地CO2气田（藏）地球化学特征及分布

通过对渤海湾盆地典型CO2气田(藏)系统的地质与地球化学特征分析,研究了CO2气田(藏)的成因及分布规律.中国东部渤海湾盆地黄骅坳陷和济阳坳陷已发现11个CO2气田(藏),天然气地球化学特征分析显示:气田(藏)中CO2含量、δ13Cco2组成和R/Ra值互呈正相关关系,而CO2含量与CH4含量呈负相关关系δ13Cco2组成较重、R/Ra值及40Ar/36Ar值较大,说明CO2以幔源无机成因为主.黄骅坳陷CO2气田(藏)存在有机成因和无机成因两种不同类型的烷烃气,而济阳坳陷.CO2气田(藏)中的烷烃气是有机成因的,并以油型气为主.结合该区地质特征研究发现,火山幔源型CO2气田(藏)通常分布在高地温场、断裂交汇部位、火成岩区及其附近和R/Ra值高异常带,这些规律可为预测CO2富集有利区提供依据.图9表1参36     

克拉2气田的发现及勘探技术

克拉2气田探明天然气地质储量达2840.29×10~8m~3,是库车山前逆冲带富含油气的实践证明。它的发现是多年来石油地质研究和勘探技术攻关的结果,从而促进了对库车坳陷石油地质规律的认识,有效地指导了库车坳陷的油气勘探,形成了山前超高压气藏的配套勘探技术,基本解决了山前油气勘探的主要难题,库车坳陷勘探程度低,圈闭多,资源量大,油气勘探大有潜力。     

ANALYSIS ON THE POOL-FORMING CONDITIONS OF NATURAL GAS ACCUMULATIONS IN THE KUQA DEPRESSION

本文通过对库车坳陷石油地质特征的综合分析,指出库车坳陷具有良好的天然气成藏条件。库车坳陷气源丰富,具有形成大气田的有利气源条件。断裂对气藏的形成具有重要的控制作用。断裂勾通深部气源和浅部储集层,是天然气垂向运移的主要通道。成藏期晚和第三系欠压实泥岩形成大面积的压力封盖,有利于天然气的保存。库车坳陷天然气生成、运移、聚集、圈闭形成等诸要素配置较好,有利于大中型气田的形成,是塔里木盆地寻找大中型气田的有利地区。     

库车坳陷天然气藏成藏条件分析

本文通过对库车坳陷石油地质特征的综合分析,指出库车坳陷具有良好的天然气成藏条件。库车坳陷气源丰富,具有形成大气田的有利气源条件。断裂对气藏的形成具有重要的控制作用。断裂勾通深部气源和浅部储集层,是天然气垂向运移的主要通道。成藏期晚和第三系欠压实泥岩形成大面积的压力封盖,有利于天然气的保存。库车坳陷天然气生成、运移、聚集、圈闭形成等诸要素配置较好,有利于大中型气田的形成,是塔里木盆地寻找大中型气田的有利地区。      

塔里木盆地煤成气勘探潜力分析

塔里木盆地是我国重要的油气产区之一,迄今已发现了以克拉2气田为代表的一批大中型气田。盆地具有丰富的天然气资源,但目前探明程度仍然很低,是我国天然气勘探最有潜力的盆地之一。煤成气是塔里木盆地天然气的主体,目前已发现的10个大气田中有7个为煤成气田,三叠系-侏罗系煤系是塔里木盆地煤成气主要源岩,受其展布的控制,塔里木盆地煤成气主要分布在库车坳陷和南缘毗邻处以及塔西南坳陷。塔里木盆地潜在的煤成气勘探领域主要包括：库车坳陷深层致密砂岩气,成藏条件优越,勘探潜力巨大;塔西南坳陷勘探程度很低,有望发现更多的煤成气田;英吉苏凹陷是中晚侏罗世沉降中心之一,该区岩性气藏勘探前景良好。     

库车坳陷克拉2气田油气充注和超压对储层孔隙的影响

为了研究库车坳陷克拉2气田砂岩储层孔隙物性影响因素,在对克拉2气田砂岩储层特征和超压成因研究基础之上,采用颗粒定量荧光和流体包裹体技术确定古油水界面和油气充注史,并分析油气充注和超压与储层孔隙之间的关系。研究结果表明,库车坳陷克拉2气田泥岩和砂岩中超压形成与水平构造挤压作用具有重要关系。克拉2气田盐下砂岩储层经历最大古埋藏深度达6 000 m以上却显示出异常高的原生孔隙度是因为原油充注到储层中在比较好的盐岩盖层封闭条件下,砂岩储层孔隙中的油没有被排出使砂岩储层胶结作用减弱或者形成欠压实。其主要证据有：①高的定量荧光参数QGF指数和QGF-E强度对应的砂岩储层孔隙度和渗透率也比较高,而在古油水界面之下,砂岩孔隙度和渗透率都很低;②库车坳陷克拉2气田晚期油充注发生库车组沉积早期,对应砂岩储层的埋藏深度比较小,孔隙度比较高。研究表明深层砂岩储层油充注和超压发育对储层孔隙具有重要影响。     

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克拉2气田是世界上比较罕见的大型、超高压、巨厚砂岩气田。它是保证西气东输的气区,克拉203井又是目前克拉2气田中最具代表性的重点井。因此,从这口井试井资料的分析,可以了解到许多指导克拉2气田开发的重要信息。本文介绍利用分点录取的压力,研究了井筒中气水分离的相变过程。在仔细分析克拉203井试井资料的基础上,结合物探、测井、地质及工艺过程资料,对影响克拉2气田今后开发的诸多焦点问题一一给出了答案;排除井筒干扰后的无阻流量,地层的有效渗透率,钻井完井对地层的损害及措施改造的必要性,储层的延伸情况及对今后气田开采的影响。经过上述分析后认为,克拉2气田具有担负西气东输上游重点产气区的能力。     

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以克拉2气田为例，讨论了天然气在地层水中溶解—释放作用对气藏形成的影响，估算了因地层抬升所导致的水溶气释放为游离气的量，分析了影响水溶气与气藏中游离气组分分馏的主要因素。研究表明，天然气在地层水中的溶解—释放作用对克拉2气田天然气组分分馏起重要的作用，主要表现为：①在地层沉降和抬升过程中，由于地层温度、压力的变化，地层水选择性溶解和释放天然气组分；②在大规模水平挤压过程中，C₂+烃类气体随着边底水的迁移而流失；③地层异常高压导致大量C₂+烃类溶解于地层水中，致使气藏中甲烷相对富集。此外，水溶气释放对克拉2气田异常高压的形成也有一定的贡献作用。文章还通过天然气在水中溶解—释放模拟试验，分析了甲烷气体在地层水中因压力变化而释放的过程中碳同位素分馏状况。总结了克拉2气藏水溶气成藏过程及其成藏模式。     

异常高压气藏岩石变形特征及其对开发的影响――以克拉2气田为例

克拉 2气田是至今为止在中国陆上找到的最大整装干气气藏 ,也是“西气东输”的主力产气场 ,因此 ,开发好克拉 2气田意义重大而深远。由于该气田地层压力高 (74.3 6 MPa) ,压力系数高达2以上 ,属于异常高压气藏 ,故在衰竭式开采过程中 ,随着气藏的压力下降 ,该气藏的岩石骨架要承受比常规气藏大得多的净上覆压力 ,结果会使岩石发生显著的弹塑性形变和岩石渗透率、孔隙度和岩石压缩系数等物性参数减小 ,从而影响气藏的开发效果 1。据此 ,研究气藏开发过程中岩石形变对产能的影响是一个非常重要的课题。依据岩石覆压实验研究了克拉 2气田异常高压气藏岩石变形特征及其对开发的影响     

克拉2气田排水采气工艺优选及效果分析

克拉2气田作为西气东输的主力气田,因地质原因部分气井已经出水,严重影响气井产能和最终采收率,亟需采取排水采气工艺措施以维持气井稳定生产和边底水均匀推进。对常用排水采气工艺适应性进行了对比,指出克拉2气田目前最合适的排水采气工艺为井口增压和优选管柱,并对其开展了应用效果评价。结果表明:优选管柱和井口增压两种工艺可作为克拉2气田的排水采气工艺;对于出水气井而言,下入油管最优尺寸为62 mm,可有效携液生产并延长自喷生产时间;井口增压工艺可有效降低井口压力,释放地层能量,在井口压力降低6 MPa的情况下,自喷结束对应地层压力降低幅度可达10 MPa左右,大幅度延长了气井自喷周期。研究结果表明,井口增压可作为克拉2气田首选排水采气工艺,优选管柱可作为备选工艺。     

千米桥东潜山天然气地球化学特征及成因探索

通过地化分析，结合地质条件等，对千米桥东潜山天然气地球化学特征进行了剖析，并对其气藏的形成进行了探索，结果认为：千米桥东潜山天然气为无机二氧化碳、偏腐殖型有机气，腐泥型有机气的复合气，主源为东部歧口凹陷沿岩带深层（偏）腐殖型气，烃类气体聚集时间晚，为更新世明化镇沉积时其，而无机二氧化碳聚集时间早于烃类气体；与千米桥凝析气藏不同的是该气藏CO2含量高。     

克拉2气田压力动态监测方法

克拉2气田是"西气东输"的主力气田,由于该气田属于异常高压气田,为规避风险,不能将压力计下入产层中部进行测试。为了监测克拉2气田的生产动态,通过在克拉2气田引入高精度电子压力计进行井口测试,利用平均温度和平均压力法将井口测试参数折算至产层中深参数,进而进行压力恢复试井解释、产能试井解释和井口气体漏失监测。研究结果表明,该方法能适应克拉2气田异常高压环境,利用测试结果及其解释可以进行产能计算,为气田稳产提供产能评价;对高压高产气井进行漏气监测,能够检测出漏气的具体位置,提高了克拉2气田的动态监测水平。     

克拉2气田克拉203井产能分析与试井解释

克拉2气田在西气东输过程中担任重要角色,克拉203井是该气田内一口最具代表性的高产井。因此,对克拉203井作出正确的产能评价与试井解释具有特殊的意义。本文通过对气相垂直井筒压力研究,计算出井底折算压力。利用折算后的压力数据,给出了二项式产能方程和指数式产能方程,求得真实无阻流量。通过PPD导数分析,正确判断出压力出现异常的原因,并对克拉203井进行了不稳定试井解释,为正确认识该井地层特征和建立合理的工作制度提供了理论依据。     

克拉2气田成藏过程的物理模拟

采用物理模拟实验对库车坳陷克拉2气田油气运聚进行了模拟,油气运聚的3个重要结论是:1)克拉2气田为深部生气-浮力驱动-逆冲断层、输导层运输-背斜或断背斜成藏,逆冲断层和输导层在克拉2气田成藏过程中起了重要的作用。2)克拉2构造不是一点供气,而是多源供气。3)多源天然气不断向上部的克拉2构造供气,从而造成气藏超压和高丰度的特性。下部与克拉2构造相似的两个由断层贯通的构造含气规模和丰度有限。     

异常压力与油气藏的同生关系——以库车坳陷为例

以库车坳陷克拉2气田为例，研究挤压背景异常压力与油气成藏的关系。大规模抬升早期阶段是天然气注入的主要时期，同时也是气藏压力急剧增加的时期。克拉2气藏的成藏模式总体为深大断裂沟通储集层和烃源岩层，在深部超压的驱动下油气运移至储集层成藏。储集层在成藏早期不是强超压，并且不完全封闭，可以存在流体排出过程。随着天然气替换构造圈闭中的地层水和成岩作用逐渐进行，储集层封闭性加强，气藏压力不断升高，最后形成超压气藏，气藏强超压形成于距今2Ma以来。异常高压与气藏的形成均是构造作用和保存条件演化的结果，二者本身不具备因果关系。气源断层与盖层完整的匹配是控制天然气成藏的关键因素。图4参16     

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克拉 2气田位于新疆塔里木盆地 ,是西气东输的主力气田 ,输气量约占“西气东输”总输气量的 80 % ,为满足天然气的外输要求 ,对天然气必须进行处理。克拉 2气体处理厂处理天然气能力为 10 0× 10 8m3 /a。采用合理先进的天然气处理工艺 ,不仅可以确保东部各地区安全平稳的使用合格商品气 ,而且可以做到技术经济优化 ,节省大量的投资。克拉 2气体处理厂操作压力为 8.8MPa ,单套装置处理量为 5 0 0× 10 4m3 /d。文章着重介绍了根据克拉 2气田天然气特点 ,而建设的天然气脱水工厂的工艺流程