天然气水合物区域下临界压力条件下的游离气储层

古海洋数据表明,甲烷水合物在全球气候变化中起着重要的作用.然而,人们对全球气候变暖期间可能引起甲烷释放的机理却了解得甚少.尤其是在天然气水合物区域下面的游离气带的大小和作用,大都因为其游离气带的底界并不是一个相界,而相对来说并不受限制,所以也就无法进行系统描述.在本文中,我们评价了在上伏沉积物中,通过由断层滑动所引起的阀盖开关作用而使得连通游离气带的最大厚度在机制上得到调整的可能性.我们所得到的结果表明,临界天然气柱就存在于盆地环境中大多数天然气水合物区域的下面,这意味着上述这些区域就是引起机械断裂的原因,因此,对极端条件下的变化应予以高度重视.据估计,全球游离气储层中甲烷总量的1/6～2/3可能圈闭在水合物中.如果这些气藏沿被动大陆斜坡都是巨厚的,那么我们便可计算出,海底温度每增加5℃就会导致游离气带释放出约2000Gt的甲烷气,同时这也是在全球变暖过程中快速释放甲烷的机理.     

天然气水合物BSR的影响因素分析

似海底反射层（BSR）是天然气水合物存在的典型标志，但它与水合物的关系并非一一对应。BSR的连续追踪和准确识别与频宽关系密切，适合的频宽使得识别效果清晰、稳定和突出。研究认为，影响BSR发育的主要因素包括：其下伏的游离气、层序界面/海泛面、水合物沉积层厚度等；进而对上述3种因素与BSR发育的关系做了初步的定量分析。除此之外，BSR的判别及使用具有一定的局限性，应控制在适当的范围内谨慎使用。     

天然气水合物下伏游离气垂直单井开发数学模型及其应用

天然气水合物下伏游离气是水合物系统天然气资源的重要组成部分,具有巨大的开发利用价值。通过构建水合物下伏游离气藏垂直单井开发的数学模型,用有限元节点上的气体密度和密度增量来计算天然气开发中气藏压力变化和井孔气体产能。利用Dako试验气田的产能记录对模型进行了验证,反映了其良好的可靠性。模型显示气体产能与气藏压力、气体饱和度以及采气时间都有很好的正相关,而气体累计产量与采气时间呈近似线性关系,降低井孔流体输出压力有利于提高产能。模拟计算表明布莱克海台水合物下伏游离气藏具有很高的开发价值,对于平均气体饱和度为20％的气藏,计算的单井产气率为46％,69 m厚的气层10 a可产天然气9.6×10⁴ t。     

尼日尔三角洲前缘挤压带的古今BSRs分布特征

本文通过对尼日尔三角洲前缘挤压带的三维地震资料进行解释和属性提取,结合BSR数值模拟,分析了与天然气水合物相关的古今BSRs的分布特征及其发生垂向运移的主控因素。古今BSRs分别代表了天然气水合物稳定底界过去和现今的位置,在研究区古今BSRs均分散分布且主要位于褶皱带断层、气烟囱或者底辟构造等流体运移通道发育的地区,反映了流体运移条件对BSR的形成具有控制作用。古BSRs的反射特征较现今BSR弱,分布范围也更局限,其振幅特征可能是由先前存在的天然气水合物所导致的成岩作用引起的。现今BSR深度与海底深度呈正相关,但水合物稳定区厚度随海底深度的增加变化不大,约为425 m。BSR在地质历史时期的垂向迁移是诸多因素综合作用的结果。尼日尔三角洲挤压带的构造活动强烈且目的层沉积速率较高,深部热流也可沿断层、底辟等通道运移至浅部;下伏地壳是洋壳和过渡壳,大地热流值较高,且海相泥页岩热封盖能力强,这些条件均有利于BSR的向上迁移。另外,研究区的高饱和度水合物层表现为BSR上部的正极性、强振幅异常,主要位于气烟囱和背斜顶部,指示了流体运移通道对水合物成藏的控制作用。研究区BSR下伏游离气FGZs发育较为局限,仅在褶皱带流体运移通道发育的位置发育较薄的FGZs。     

烃类气成因类型及其富气区的分布模式

天然气类型的划分是天然气地质学中一个重要的研究课题,不同学者有不同的划分原则。作者根据有机质类型及其热演化程度,将烃类气分为四大类:生物成因气、热降解成因气(又分偏腐泥型热降解气和偏腐殖型热降解气)、高温裂解气和生物降解气等。相应分出五类烃类气富气区分布模武:生物成因气区分布模式、热降解成因气区分布模式(又分偏腐泥型热降解气区分布模式和偏腐殖型热降解气区分布模式)、高温裂解气区分布模式和生物降解气区分布模式等,并对每一类富气区分布模式的形成机制及典型实例进行了解剖。气区的划分有利于不同成因类型天然气的勘探和远景评价。     

陕北气区的形成与中央古隆起

鄂尔多斯盆地中央古隆起的发现.揭示了盆地古生代的构造格局.陕北气区的形成与中央古隆起有密切关系.中央古隆起控制了气区的烃源条件和油气运移.此外.气区的形成还与其他因素有间接关系.但是,中央古隆起是否存在油气藏,尚待探讨.对古隆起的含油气性必须具体地分析研究,不能一概而论.     

南海北部陆坡流体运移差异性的原因分析——以神狐天然气水合物钻探区和LW3-1井区为例

神狐天然气水合物(以下简称水合物)钻探区和LW3-1井区均位于南海北部陆坡珠江口盆地,平面相距约25km,但其天然气(水合物)的成因却不相同。为此,首先对神狐海域高精度2D/3D地震资料进行了精细解释,共识别出底辟构造(气烟囱)、大尺度断层、上新世中尺度正断层和更新世滑脱断层等4种含气流体的运移通道。在此基础上,对比分析了神狐水合物钻探区和LW3-1井区运移通道的平面分布特征。结果表明:气烟囱虽在两个区域内都有发育,但在形态、规模、内部结构、与围岩接触关系等方面却存在着明显的不同;晚中新世以来,神狐水合物钻探区以上新世正断层和更新世滑脱断层为主,前者被认为是流体侧向运移的通道,后者则沟通了气烟囱和海底,可被视为流体的逃逸通道,而LW3-1井区则主要发育沟通深部的大尺度断层,且剖面上呈现为地堑/地垒的特征。结论认为:LW3-1井区中沟通深部烃源层的气烟囱和大尺度断层,其垂向的流体输送能力要强于神狐水合物钻探区,这便是造成这两个相邻区域流体运移条件不同的主要原因。     

松辽盆地西部斜坡区萨尔图油层油气分布特征及控制因素

通过对松辽盆地西部斜坡区萨尔图油层已发现油藏的油气藏类型、分布特征及控制因素的系统分析,认为西部斜坡区的萨尔图油层从东到西含油气层位逐渐减少,主要发育砂岩上倾尖灭油藏、岩性—构造油藏、构造—岩性油气藏、微幅背斜油气藏及岩性油气藏等5种油气藏类型,其中以构造—岩性复合油气藏为主;西部斜坡的北西向的3条油气运移路径控制了西斜坡区油气的分布,北东向及北北东向的构造带控制着油气的聚集部位;鼻状构造样式、地层超覆构造样式及与砂体展布的匹配关系控制着油气富集程度和油气藏类型.     

四川盆地蓬莱气区震旦系灯影组二段储层特征及其控制因素

蓬莱气区震旦系灯影组天然气勘探取得重大突破,单井产量屡创新高,显示了蓬莱气区灯二段良好的规模资源潜力。但目前该区沉积、储层特征及其主控因素仍未明确,优质储层预测存在极大困难,严重阻碍了下步勘探部署和储量升级。在此背景下,为进一步深化蓬莱气区沉积储层特征研究并揭示优质储层主控因素,利用最新的岩电、地震及分析测试资料,对蓬莱气区灯二段开展新一轮沉积储层研究。结果表明：灯二段储集岩性为丘滩相凝块、砂屑云岩,储集空间包括孔隙、溶洞及裂缝三大类,储层展布纵向上差异大,平面上连续性较强。优质储层发育受沉积相带、岩溶作用及成岩作用的共同控制,其中,沉积相带是灯二段优质储层形成的基础;岩溶作用决定了储层储集性能;后期成岩作用是影响灯二段优质储层形成的重要因素。灯二段整体含气性良好,发育多个大型岩性圈闭,研究认为岩溶改造下的丘滩相岩性圈闭体是下步勘探的有利目标区带,亦是盆地天然气万亿方资源增储上产新阵地。该研究为明确蓬莱气区灯二段沉积、储层特征及其主控因素提供了基础材料与研究实例,以期为后续勘探开发工作提供借鉴。     

基于热弹性理论的天然气水合物和游离气饱和度估算

目前大多通过双相介质理论的纵波速度来估计水合物和游离气的饱和度.含水合物的地层具有低导热和高纵波速度等特性,以热弹性理论为基础,建立天然气水合物和游离气饱和度与纵波速度之间的关系,就可以估算出天然气水合物和游离气的饱和度.首先给出了热弹性理论估算水合物和游离气饱和度的方法;然后利用ODP164航次实际地震资料估算了布莱克海台地区的水合物和游离气的饱和度.纵波速度通过约束宽带反演方法得到,天然气水合物和游离气饱和度的估算采用迭代正演模拟法.同时,对影响饱和度的因素进行了分析,认为地层孔隙度是影响水合物和游离气饱和度的关键因素.对水合物而言,若假定的地层孔隙度比实际孔隙度高,则反演得到的饱和度就偏高;反之,饱和度偏低.对游离气来说,若假定的地层孔隙度比实际孔隙度高,则反演得到的饱和度就偏低;反之则偏高.     

南海东北部陆坡天然气水合物富集特征及成因模式

南海东北部陆坡具有良好的天然气水合物(以下简称水合物)成藏条件,其水合物资源的成因模式明显不同于2007年在神狐海域钻探发现的分散型水合物成矿区。为探讨前者的成藏特征与成因模式,利用钻探区的地震、测井、现场钻探取心及测试分析等资料进行了综合研究,以期加深对南海东北部陆坡水合物富集规律的认识。研究结果表明:(1)在纵向上,该区发育浅、中、深3套水合物层,构成既相对独立又有一定成因联系的成藏系统,区内存在扩散型、渗漏型和复合型3种成因模式的水合物矿藏;(2)扩散型水合物呈层状分布在稳定域底部,其底界与海底反射界面(BSR)分布吻合;(3)渗漏型水合物呈块状、脉状等形式充填在沉积物裂隙或裂缝中,在稳定域不同部位形成多个矿体;(4)复合型水合物矿藏兼具扩散型和渗漏型水合物的成藏特征,在稳定域底部发育扩散型水合物矿层,而在稳定域上部发育渗漏型水合物体,共同构成复式成藏系统。结论认为:南海东北部陆坡是目前中国水合物资源最为丰富、成藏地质条件最为复杂的成矿区之一。     

含气量和渗透率耦合作用对高丰度煤层气富集区的控制

煤层气的产量主要来自含煤盆地高丰度煤层气富集区,但目前对高丰度煤层气富集区形成的控制因素、形成机制与模式认识不清,制约了煤层气的勘探和工业化进程。通过对沁水盆地南部、鄂尔多斯盆地东缘和淮北地区煤层气富集区地质特征的分析,明确了煤层含气量和渗透率的耦合作用是高丰度煤层气富集区形成的机制。煤层的含气量受水动力条件和煤层顶、底板条件的影响;变质程度、构造变形和地应力是控制渗透率大小的关键因素。在结合实际地质特征和物理模拟实验的基础上,建立了2种中高煤阶高丰度煤层气富集区形成模式,即斜坡区含气量和渗透率优势叠合富集模式和脆韧性叠加带煤层气富集模式。     

琼东南盆地深水区天然气水合物成藏主控因素及模式

通过综合解释琼东南盆地深水区的最新钻井、测井和地震资料,结合盆地数值模拟分析,对研究区天然气水合物成藏的主控因素开展了研究,建立了琼东南盆地深水区天然气水合物的成藏模式。结果表明,气源岩、输导体系、稳定域、块体搬运沉积体系（MTDs）以及储集层的岩性差异是控制天然气水合物形成和富集的重要因素。琼东南盆地古近系烃源岩和浅层有机质可提供充足的气源,由底辟构造、气烟囱以及断层共同组合形成的网络输导体系控制了烃类气体的运移、聚集和天然气水合物的形成,粗粒沉积物和稳定域内的MTDs可为天然气水合物的富集和成藏创造有利储层条件和盖层条件。综合分析认为,气源通道和MTDs是控制高含气饱和度天然气水合物矿藏形成的最为关键的因素;深部构造和MTDs较为发育且靠近生烃凹陷的区域是高含气饱和度天然气水合物聚集的有利地区。     

川西坳陷中段侏罗系气藏特征与富集主控因素

川西坳陷中段侏罗系发育大面积低丰度岩性、构造—岩性气藏。气藏普遍具有多层叠置、局部富集高产、无明显气水边界、低温、超压的特征。结合各构造单元侏罗系具体成藏条件研究认为,侏罗系整体为"下生上储"式成藏组合,天然气主要来源于下伏须家河组四、五段烃源岩。因此,具备良好的沟通源、储层垂向运移输导体系是天然气富集成藏的关键因素。侏罗系各组段砂岩储层物性纵、横向变化较大,受渗透率级差影响,相对优质储层的发育程度是天然气藏高产富集的主要控制因素。龙门山前及龙泉山两侧发育大量直通地表的断裂,不仅直接破坏了断裂带附近的盖层条件,同时破坏了与之相接的斜坡区侏罗系砂体上倾方向的封闭性,有效的圈闭是侏罗系富集高产的重要因素。     

惠民凹陷临南斜坡带油气纵向运移及其控制因素

惠民凹陷临南斜坡带油气纵向分布特征为 :曲堤地垒发现 4套主要的含油层系 ,西南缓坡带只在沙四上亚段发现了含油气层位 ,白桥—仁风潜山带无油气显示 ,夏口断裂带下降盘油气主要集中分布在沙三段、沙二段。认为控制油气沿断层纵向运移的地质因素有 :发育馆三段和沙一段区域性盖层 ;全区大规模油气运移期所有断层的活动都较弱 ,限制了油气的纵向运移 ;断裂带具有走滑性质 ,限制了纵向运移 ;斜坡带远离油源 ,油源不充足 ,同时只在局部地区存在异常压力带 ,垂向运移能量不足。曲堤油田纵向含油层系长是油源充足、晚期断层活动强烈造成的 ,而西南缓坡带发生油气纵向运移的可能性小 ,勘探目标应集中在沙一段区域盖层之下的层位。图 1参 5(王孝陵摘 )     

流体包裹体的常规特征在油气成藏研究中的应用

在储集层成岩过程中 ,胶结物和次生矿物形成时常常会有流体被包裹在其内 ,形成储集层中的流体包裹体。流体包裹体在储集层中的种类、含量、分布等常规特征以及它们与成岩矿物的结构关系可以用来分析油气运移及圈闭充注模式。根据包裹体的均一温度 ,结合盆地的古地温模式和储集层埋藏历史 ,可以确定包裹体形成时的地层埋深及对应的地质时代 ,依此可以确定油气藏形成时间。通过某油气藏中储集层流体包裹体特征的研究 ,从油气运移及充注圈闭的角度 ,对该油气藏的形成机制作出了合理的阐述。认为该油气藏的成藏期为早第三纪末 ;油、气、水 (主要是油与水的混相液体 )同期运移至储集层 ;油气经过长距离运移聚集成藏 ,成藏后几乎没有再经历调整 ,油水界面没有发生过变迁     

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。