大港探区上古生界煤系烃源岩特征及资源潜力

大港探区上古生界煤系地层分布范围广、烃源岩发育和显微组分中富氢组分含量高。据计算,大港探区煤系地层二次成烃的天然气资源量为1994×10~8m~3;可见,煤成气勘探潜力大。介绍了大港探区上古生界煤系烃源岩的分布、显微组分特征、有机质丰度和有机质类型。认为:黄骅坳陷南区烃源岩保存最完整且具有持续深埋和二次成烃条件好等特点,该坳陷是寻找煤成气的有利区。     

煤系致密砂岩气渗流机理实验模拟研究——以四川盆地上三叠统须家河组煤系致密砂岩气为例

中国含（油）气盆地广泛发育与煤系烃源岩共生或伴生的致密砂岩气,以四川盆地须家河组和鄂尔多斯盆地上古生界最为典型。受煤系烃源岩大范围面状蒸发式排烃和低缓构造背景影响,致密砂体内气体运移聚集过程中水动力和浮力作用相当受限,在这种低渗低速条件下,非达西渗流特征非常明显,形成气—水混杂的含气区。致密砂岩气驱水模拟实验中,渗流曲线形态主要受岩心渗透率大小的影响,渗透率值越低,则启动压力梯度越大,非达西现象愈加明显。致密砂岩注气驱水实验过程中,岩心的最大含气饱和度一般小于50%,主要分布在30%～40%之间,含气饱和度平均值为38%左右,与地下岩心所在气层的实际含气饱和度比较相近。岩心含气饱和度与渗透率呈较好的对数正相关关系,相关系数为0.891 5。致密砂岩气体单相渗流过程中,由于存在气体渗流的“滑脱效应”,低速非达西渗流特征异常明显,存在“拟初始流速V_d”。 单相气体渗流曲线形态特征主要受岩心渗透率及环压大小控制,渗透率值愈小或者环压值愈大,则非线性段越长,临界压力越高,启动压力梯度越大（0.02~0.08MPa/cm）,拟初始流速则越大,非达西渗流特征越明显。致密砂岩气渗流机理研究表明,储层渗透率越低,启动压力越大,流速越慢,天然气运聚效率和含气饱和度较低。针对煤系致密砂岩气运聚机理实验室模拟研究,为揭示致密砂岩气富集规律和评价选区,同时为开发机理研究提供理论基础。     

中国大气田形成条件和主控因素

通过定量或半定量地研究中国大气田形成条件和主控因素,特别注重研究那些在实际应用中可操作的量化和半量化条件和因素,认为中国大气田分布在生气中心及其周缘(生气强度大于20×108 m3/km2),晚期成藏是中国大气田形成的普遍规律(除鄂尔多斯盆地的大气田和徐深气田成藏在白垩纪外,其余大气田均成藏于第三纪和第四纪),有效烃源区内古隆起圈闭有利于大气田形成(分为古构造形成与聚气同步型、古构造聚气滞后型、古构造聚气叠置型),大气田多形成于煤系或其上、下圈闭(分为自生自储式、下生上储式和上生下储式),大面积孔隙型储集体(砂岩储层孔隙度多大于12%,渗透率多大于3×10-3 μm2;碳酸盐岩储层孔隙度多大于3%,渗透率多大于1×10-3 μm2)和低气势区有利于形成大气田.综合利用这些条件指导中国大气田评价和勘探,近10 a来取得了好的效果,发现储量在1 000×108 m3以上大气田8个(克拉2、苏里格、大牛地、榆林、乌审旗、子洲、普光和徐深等气田),促使中国天然气工业快速发展,2005年天然气产量达500×108 m3.     

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。     

中国主要气区海相沉积层序特点与大中型气田分布规律

我国大中型气田已发现68个,其中大部分分布于海相或海陆过渡相中,勘探实践证实海相层序富集大中型气田。3大气区克拉通海相沉积层序,整体上经历了两次大的海侵和两次大的海退沉积,形成了纵向上多套优质的生储盖组合,而且经历了多期次的大型构造运动,形成震旦纪中晚期和志留、泥盆纪两次大的不整合和其他次级不整合,有利于地层岩性风化壳天然气藏类型的发育。海相、海陆过渡相地层中,存在4种天然气藏类型,即(1)古隆起控气下的地层岩性天然气藏;(2)古隆起控气下的受晚期构造运动调整的构造背斜气藏;(3)生物礁、鲕滩、河流相砂体等岩性气藏;(4)大型挤压背斜圈闭天然气藏。海相、海陆过渡相天然气的分布,受古隆起控制,同时各种沉积环境下形成的碳酸盐岩储集场所及河流相砂岩有利相带的分布也制约着天然气藏的富集,而且与多期次构造运动对原生气藏的破坏和调整有关。      

中国主要克拉通盆地深层白云岩优质储层发育主控因素及分布

克拉通盆地深层白云岩是中国陆上未来天然气勘探的重要领域。通过统计分析四川、塔里木、鄂尔多斯等中国主要克拉通盆地,明确深层白云岩主要类型为颗粒白云岩、微生物白云岩及结晶白云岩,孔隙类型以裂缝-孔洞型和裂缝-孔隙型为主。指出有利沉积微相是孔隙形成的物质基础,早期溶蚀作用是孔隙形成的必要条件,准同生-浅埋藏期等早期白云石化作用有利于准同生期形成的孔隙保存,表生岩溶及构造破裂作用起到改善储层物性的作用。明确了深层优质白云岩储层仍具有相控性,深层白云岩储层继承性大于改造性,其纵向分布不是受深度控制而是受早期沉积旋回控制,横向分布不是受岩溶作用控制而是受高能沉积相带控制。认为未来深层优质白云岩储层的勘探主要为“台内裂陷两侧”及碳酸盐岩缓坡之内缓坡-中缓坡。     

科技攻关与中国天然气工业发展 ——煤成气理论研究30周年感言

科技攻关促进了中国天然气工业的快速发展.中国于1979年提出煤成气理论,经过"六五"、"七五"、"八五"、"九五"4次国家重点天然气科技攻关,天然气地质理论研究取得重大发展,其中天然气成因理论、天然气成藏理论、天然气(包括煤层气)富集理论为天然气勘探决策和部署提供了理论基础和科学依据.科技攻关与生产密切结合,提高了勘探成效,彰显了天然气科技攻关理论研究的重要性和实践意义.21世纪,中国天然气工业迈入快速发展阶段,已发现12个大型气田,形成6大气区,近30年是中国历史上探明天然气储量最多的时期.理论与实践结合、创新精神、团队精神是天然气科技攻关取得成功和中国天然气工业快速发展的关键.     

煤成气研究促进中国天然气储量迅速增加

近年来我国天然气探明储量明显增长，主要得益于煤成气田的成功勘探。1980年以来，新增天然气探明储量的69％是煤成气；煤成大中型气田的探明储量占全部大中型气田储量的78．9％；我国最大的4个气田均为 成气田。煤成气储量迅速增长的一个重要原因在于煤成气理论研究。煤气理论大大拓宽了勘探领域，而国家组织的多年连续的科技攻关促进了这一理论的发展。目前中国煤气勘探依然大有潜力，有目的地勘探煤成气将继续取得明显效果。     

用相域迁移法绘制河流基准面变化曲线--以苏里格气田为例

基准面的升降造成有效可容空间内相系列向陆和向盆迁移.根据这一原理可绘制基准面变化曲线.以苏里格气田二叠系河流相地层为例来阐述这种方法.将目的层段所有准层序按照所代表的不同沉积相和能量级别划分为5种类型.它们沿水流方向形成一个相系列.将研究区划分为上游、中游和下游3个区,分区统计出每个准层序（层）内出现频率最高的准层序类型,以这种类型作为该区、该准层序（层）的准层序代表类型,然后将各区准层序代表类型连接起来,从而分区绘制了基准面变化曲线.最后通过统计全区1 m以上砂体的平均厚度在各准层序（层）中的变化趋势来定量验证上述基准面变化曲线.     

低熟气——煤成气理念的延伸

20世纪80年代末,油气地质学界提出了生物一热催化过渡带气和早期热成因气的概念.认为天然气不仅在有机质的高演化阶段可以形成,在烃源岩演化程度较低时,即0.4%≤Ro<0.6%时也可以形成规模性大气田.对低熟气的理念进行了探讨,将低熟气形成的热演化标尺定在0.4%≤Ro<0.8%,低熟气可以通过甲烷、乙烷碳同位素组成及轻烃特征、地质背景、烃源岩特征等予以判识,论证了前苏联乌连戈依气田和中国吐哈盆地含气区为低熟气田,指出低熟气的烃源岩主要与煤系相关,因此,低熟气可以说是煤成气理念的延伸.就中国的地质背景而言,中国煤资源量很大,其中Ro值小于0.9%的储量占60%以上,预示着低熟气在中国应当有很好的资源前景,值得予以充分关注.     

层序格架在油气勘探中的作用

层序地层学以层序为单位研究盆地充填样式、充填结构、沉积体系以及岩相在三维空间的展布 ,为石油地质综合研究提供了一个可预测形成油气藏的地质要素分布规律的层序格架 ,在这个格架中油气的分布有一定规律。密集段特别是复合密集段是层序格架中烃源岩发育的最有利部位 ,当几个层序的密集段在三维空间中横向拼合、纵向叠置、彼此紧密相邻时 ,常会产生有利于形成大油气田的条件。在一个完整的层序中 ,各体系域均有形成储集层的潜力 ,但它们在油气成藏中所起的作用是有区别的。据对松辽盆地南部梨树—德惠凹陷主要含油气井段的层序分析 ,有 81.3%的油气段分布在低水位体系域 ,表明低水位体系域在油气勘探中有着特殊重要的意义。     

克拉美丽气田油气处理装置工艺改进

通过对天然气净化装置低负荷运行状态下能耗构成以及电单耗和气单耗升高原因的分析。从实际操作调整和技术改造方面进行了节能措施探讨。实际操作调整方面包括调整脱硫单元溶液入塔层数和循环量,调整硫磺回收单元尾气灼烧炉燃料气,调整锅炉负荷和配风量,根据实际情况启停循环水单元动设备和调整污水单元运行时间等。技术改造方面,包括溶液循环泵叶轮级数改造、尾气灼烧炉风机多余风量利用、直流法硫磺回收装置增设分流旁路、硫冷器低低压蒸汽闭环改造等。通过操作调整和技术改造,有效地降低了装置低负荷运行状态下的能耗。     

磨溪气田嘉陵江组二段陆表海台地高频层序发育特征及对储层的控制

高频层序是由海平面高频振动变化而形成的地层记录,一般形成于具有稳定沉降背景的盆地中,可与米兰科维奇天文周期旋回相对应。作为非海岸沉积环境的陆表海台,其高频层序发育具有一定的特殊性和代表性。在大量岩心观察、薄片分析、测井相研究的基础上,按能量环境、海平面升降及海水咸化旋回以及相序组合等特征,并考虑高频层序格架下储集层成因类型,将川中磨溪气田嘉二段陆表海碳酸盐台地高频层序划分为3类：台坪型、台内浅滩型与潟湖型。以膏质岩类、颗粒岩类广泛发育为特征,常见各种暴露标志,总体表现为向上变浅序列的多种岩性组合。高频层序地层格架内各级层序界面特征清晰,岩性组合稳定,可对比性强。同时,探讨了高频层序格架下早期储层成因机制,指出稳定沉积陆表海台地背景下的高频层序控制了岩相发育序列及同生岩溶作用,进而控制了不同成因类型储集层发育。     

中国煤成气理论发展及其在天然气工业发展中的地位

煤系形成天然气的认识干20世纪40年代由德国学者提出,到20世纪70年代后期,煤成气在世界已探明天然气储量中所占比例已升至近70%.中国煤成气理论在过去30年中经历了引进、吸收,创新、发展、形成体系、及时指导天然气工业大发展的全过程,理论体系涵盖煤成气与煤层气两大常规与非常规资源系列,内涵包括气源鉴别指标体系、煤成气成藏机制与分布规律、评价预测技术方法等;已有效指导我国天然气工业的建立和发展,推动我国天然气产量和储量在过去30年间快速增长,为中国天然气工业快速发展做出重大基础性贡献,也是科技攻关紧密结合生产并有效解决国家重大需求的成功范例.     

煤成烃的成因与评价

据荧光显微镜和共聚焦激光显微镜对煤中壳质组、微壳质体的定量观测和煤与煤岩组分的13^C NMR分析测定，以及煤岩显微组分的热演化生烃模拟实验结果，讨论了煤的富氢组分与煤的大分子结构中甲基、α亚甲基，次甲基含量对煤成液态烃和气态烃的控制作用，并提出了针对低演化烟煤阶段煤成气与油的评价指标。由于我国多数含煤盆地是以富含镜质组和惰质组的腐殖煤为主，因此决定了含煤盆地的油气勘探方向主要是煤成天然气。只有少数含煤盆地的含煤岩系中，广泛存在壳质组和微壳质组含量较高的煤分层，才具有煤成油的实际勘探前景，如吐哈盆地等。图3表4参22