四川盆地含硫化氢气藏分布特征及硫化氢成因探讨

目前,四川盆地是我国发现含硫化氢气藏数目最多、储量最大的含油气盆地。该盆地产硫化氢的层位众多,从老到新分别有震旦系、石炭系、二叠系及三叠系等。平面上,川东气区硫化氢含量最高,其次为川西气区和川中油气区,川南气区硫化氢含量最低。纵向上,不同层位的含硫化氢气藏内硫化氢的含量存在较大差异。三叠系飞仙关组硫化氢含量最高,其次为二叠系长兴组和三叠系雷口坡组,二叠系茅口组气藏中硫化氢的含量最低。震旦系灯影组和石炭系黄龙组硫化氢含量比较稳定。嘉陵江组气藏中不同层段的硫化氢含量差别较大,其中嘉五段和嘉四段硫化氢含量最高。通过沉积相、埋藏史、热史、包裹体均一温度、硫同位素以及天然气组分等的分析,认为川东气区飞仙关组和长兴组高硫化氢型气藏、川东气区和川南气区的嘉陵江组气藏(除了嘉一段)、川南气区威远震旦系灯影组气藏、川西气区中坝气田雷口坡组气藏以及川中油气区磨溪气田雷口坡组气藏中的硫化氢为硫酸盐热还原反应(TSR)成因;川东气区石炭系黄龙组气藏和川南气区二叠系茅口组气藏硫化氢为含硫有机质热解成因。     

中国碳酸盐岩大气田硫化氢分布特征及成因

具有工业价值的硫化氢气藏可为硫磺产品提供重要资源。对中国目前发现的8个碳酸盐岩大气田中硫化氢气体的含量特征分析表明,含硫化氢气藏主要分布在三叠系,在二叠系、石炭系、奥陶系、寒武系和震旦系也有不同程度的分布。硫化氢含量较高的气田和层位普遍发育硫酸盐岩,这是控制天然气藏硫化氢含量的关键因素,温度和时间也是重要的影响因素。中国碳酸盐岩大气田中的硫化氢是由硫酸盐还原和烃类裂解生成的。     

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吉拉克凝析气田发育有两套含油气层系,上部为带油环、具正常压力、高凝析油含量的三叠系凝析气藏,下部为异常高压、低凝析油含量的石炭系凝析气藏。根据这两套油气层的特点,提出利用下部石炭系凝析气藏天然气对上部三叠系凝析气藏实施自流注气开发的设想,并围绕这一设想,进行了开采方式论证、室内实验、数值模拟等研究。研究结果认为：井下控制自流注气的开采方式对提高三叠系凝析气藏的凝析油和油环油采收率有显著效果,方案具有实施性。推荐的实施方案是：憋压１年,再自流注气开采２０年。其开发指标与衰竭式开采２０年的开发指标相对比,可提高三叠系凝析气藏凝析油采收率８５％、油环油采收率３２％、天然气采收率３９％。     

川东北地区三叠系飞仙关组高硫化氢气藏成因探讨

川东北地区三叠系飞仙关组是一套重要的区域性含气层，部分气藏以硫化氢含量高为突出特征。该区高硫化氢气藏主要形成于硫酸盐-碳酸盐沉积组合中，气藏的分布与沉积相带密切相关，主要分布于台地边缘暴露浅滩的沉积环境中。研究表明，高温还原作用是其主要成因机制，水解作用是其次要成因机制。     

低渗透含硫化氢气藏储层改造中的难点及对策

我国含硫化氢气藏大部分成熟度较高，天然气中硫化氢含量的高低明显地受储层的岩性控制，天然气中硫化氢主要来自干酪根中含硫有机物的热解和储集层中沉积硫酸盐（石膏和硬石膏）的细菌还原作用或高温热化学还原作用，其储集层具有埋深大、地温高、物性条件差的特征。含硫气藏储层特性和硫化氢强烈的还原性给储层改造提出了诸多挑战。水力压裂对低渗透含硫气藏改造的适应性很差，酸压是目前我国含硫气藏储层改造最有效的增产措施，但仍面临严重的单质流沉积和硫化亚铁沉淀对储层的二次伤害问题。要提高对含硫气藏储层改造的成功率和改造效果，有效地解决储层改造中的控硫控铁难点问题，必须立足于对含硫化氢气藏储层特性和硫化氢特定理化性质的系统研究，弄清高温、高压、高含硫条件下Fe(Ⅱ)-H₂S、Fe(Ⅲ)-H₂S的反应特性、储层酸-岩反应机理及酸蚀裂缝导流能力的影响因素，提出针对性强的酸液体系与酸压工艺。     

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在充分利用２０多年来川东地区石炭系气藏勘探开发积累起来的大量丰富资料的基础上,特别是近１０年多来在众高陡构造带上大量发现成排的、呈串珠状分布的、分水关关系极为复杂的大小气田的基础上,比较系统地整理和总结了川东石炭系气藏气水分布特征。这些特征是：石炭系气藏属边水气藏,气水界面不统一,海拔高差悬殊,同一背斜高部位产水、低部位产气而呈现出无规则的气水体分布;高陡构造带的主体背斜构造产层单一,天然充满度低,其端部、翼部、断层下盘构造产层众多、天然气充满足度高。针对这些特征,对其成因从圈闭条件和保存条件两个方面作了分析和探讨,并提出了今后勘探开发工作建议。     

川东地区石炭系气水分布规律与保存条件

川东地区石炭系是四川盆地的主要产气层。石炭系由碳酸盐岩组成,厚度一般为20—50米。孔隙层发育在白云岩内。有效储层厚度10—30米。1 气水分布规律 根据圈闭成因和形态,石炭系圈闭类型可分为构造圈闭和地层-构造复合圈闭两大类,其中构造圈闭又分为主体背斜和潜伏背斜两个亚类。主体背斜地表出露三叠系雷口坡组成嘉陵组,地表与地腹石炭系构造为同心褶皱,地腹构造轴线向缓翼偏移,地腹构造陡翼多直     

四川盆地南部纳溪——塘河地区下三叠统嘉陵江组含硫气藏成因

四川盆地南部纳溪-塘河地区下三叠统嘉陵江组气藏属于含硫气藏，其整体H2S含量在整个泸州古隆起属较高，局部地区H2S含量高达25～30g／m^3以上，其嘉一气藏H2S主要为含硫有机质裂解成因，而嘉二、嘉三一嘉四气藏H2S主要为热化学硫酸盐还原作用（TSR）成因，而H2S成因类型与含量高低随着天然气成藏过程的变化而变化，燕山早一中期深层志留系来源的气向上运聚成藏，嘉陵江组各气藏呈现低含生源成因H2S特征，燕山末期一喜山早期嘉陵江组储层古地温大多高达140℃以上，含膏岩分布的嘉二、嘉三一嘉四气藏大量发生TSR反应，形成TSR反应成因为主的高含硫气藏，在喜马拉雅运动中晚期由于构造抬升、古地温大幅度降低，TSR反应减慢甚至终止，由于地层水对H2S的溶解作用，使含硫气藏H2S含量重新分配和调整，从而造成不同区域或不同气藏的舍硫量具有较大差异。     

四川盆地七里北区块飞仙关组气藏水层识别及能量分析

四川盆地东北部七里北区块下三叠统飞仙关组气藏为高含硫构造气藏,气藏中部埋深4 750 m左右,气藏评价阶段测试资料少,气水界面分布不清。为降低水侵对气藏开发的影响,水层的早期识别和能量判断尤为重要。通过采用纵横波速度比值法、孔隙度—含水饱和度交会图法和P~(1/2)正态分布法进行水层识别并应用MDT测试数据进行了验证,采用与相邻区块物性相近水井类比的方法估算了研究区水层能量。结果表明:①七里北区块飞仙关组气藏气水界面为5 832 m;②水层岩性以溶孔鲕状云岩、针孔白云岩和鲕状灰质白云岩为主,高低渗透层段交错分布,物性整体差于气层;③水层体积和弹性能量有限,不足以形成影响气藏生产的有效水驱能量。     

川东邻北构造石炭系储层储集特征评价研究

通过对邻北构造石炭系已有钻井资料的综合研究,将石炭系地层划分为3个岩性段。利用已有的岩心孔隙度资料和测井资料以及测井解释软件对孔隙度进行定量解释的结果表明,南区的Ⅱ类储集岩的厚度和Ⅲ类储集岩平均孔隙度都比北区大,因此认为邻北构造南区储集性要比北区好。     

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文章通过四川盆地地震旦系－侏罗系含气层系中天然气的烃类组成、非烃组成及碳氢同位素组成资料的分析，探讨了天然气的成因类型、成熟度、运移和混合作用等。四川盆地天然气的组成特征不仅受母质类型的影响，而且受成熟度的影响。根据碳氢同位素组成，可以将四川盆垢天然气划分为株罗系“浅层”油拌生腐泥型气、上三叠统热成因腐殖型气及中三叠统－震旦系“深层”油裂解腐泥型气等三大类型。根据分析资料推断，川西株罗系、川东卧龙河上三叠统及石碳系的天然气为运移次生成因。三叠系嘉陵江组、二叠系石炭系的天然气普遍具肌位素倒转现象，认为这是由于天然气混合作用的结果。     

四川盆地侏罗系—震旦系天然气的地球化学特征

文章通过对四川盆地震旦系—侏罗系含气层系中天然气的烃类组成、非烃组成及碳氢同位素组成资料的分析,探讨了天然气的成因类型、成熟度、运移和混合作用等。四川盆地天然气的组成特征不仅受母质类型的影响,而且受成熟度的影响。根据碳氢同位素组成,可以将四川盆地的天然气划分为侏罗系“浅层”油伴生腐泥型气、上三叠统热成因腐殖型气及中三叠统—震旦系“深层”油裂解腐泥型气等三大类型。根据分析资料推断,川西侏罗系、川东卧龙河上三叠统及石炭系的天然气为运移次生成因。三叠系嘉陵江组、二叠系和石炭系的天然气普遍具有同位素倒转现象,认为这是由于天然气混合作用的结果。     

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随着21世纪的到来,国家大力发展天然气工业,四川盆地将面临勘探领域和接替层系的选择。笔者通过分析勘探成果与待发现资源潜力、成藏地质条件与储备圈闭,结合“八五”、“九五”科技攻关成果,提出了具备大中型气田条件的七个主要地区和层系,川东石炭系、下三叠统飞仙关组;川西北侏罗系、中上三叠统;川中中、上三叠统;川西南晨旦系;川南、川西南下二叠统。指出了21世纪初叶具有发展远景的五大勘探领域;（1）盆地东部石炭系;（2）盆地东北部下三叠统飞仙关鲕粒滩岩;（3）盆地东北部上二叠统长兴组陆棚边缘礁相带;（4）盆地中西部上三叠统和侏罗系浅气层;（5）盆地晨旦系及下古生界。认为21世纪初叶四川盆地天然气资源潜力大、勘探领域广阔、勘探前景看好。     

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本文从岩性特征、生物演化两方面阐述了四川地区石炭系纵向的两分性,强调川东与川西的石炭系具可比性,并从沉积相的展布论述了加里东期乐山-龙女寺古隆起北坡石炭系的存在与含气性。     

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??The Carboniferous gas pools in East Sichuan belong to fracture-pore type reservoirs and it is very difficult to determine the permeability with core,which influences the systematic study of fracture permeability. In this paper,the chart of artificial fracture width versus permeability and its relation are established through the experiment of artificially fracturing in the rocks and the fracture width is quantitatively led into the classification of carbonate reservoirs as well as combined with the chart of pore structure versus permeability of this reservoir rocks, the Carboniferous fracture-pore type carbonate reservoirs in East Sichuan are classified.     

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我国天然气探明储量近年来快速增长。纵观我国天然气储量发展状况，具有增长速度快，储采比高，煤成气比例逐渐增高，探明率低的特点。目前已形成了鄂尔多斯盆地上古生界，四川盆地川东地区，塔里木盆地库车地区，柴达木盆地三湖地区和莺－琼盆地五大气区，五大气区天然气地质特征的共性是：（1）大面积分布的高丰度，具有一定成熟度的气源岩。（2）大面积分布的多套叠置的孔隙性储集层。（3）构造相对稳定区或具有区域塑性盖层的构造活动区。（4）规模较大的圈闭。我国中西部地区普遍发育的前陆盆地具备上述大气区形成的基本地质条件，是今后天然气勘探的主攻方向。     

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川西北区块上三叠统须五段广泛分布，其下部有上、下两个砂岩段，分别厚24．4－28．4m及145．8－92．8m。综合地质及测井解释须五储层具有深盆气特征。该区的区域构造可分为中央隆起、东部凹陷及西部凹陷三带，东部凹陷西坡的思依1井获工业气流。产气段底界海拔低于中央隆起带27口井段五段底。选井进行测井解释，中央隆起带各井储层孔隙度、地层水电阻率及含水饱和度高，为水层；东西凹陷带井的储层孔隙度、地层水电阻率及水饱和度低，为气层或气水层。中央隆起带地层压力系数为1．746－1．8569，西凹陷大于2，东凹陷近于1，形成了高低两个异常区。该区须三、须五段及白田坝组煤层发育，煤成气为气藏主要烃源。认为东缘的思依1井须五气藏属于深盆气藏，广大的东部凹陷为含气的深盆区。西部凹陷也具有深盆区特征.     

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自７０年代以来，川东石炭系气藏已成为四川盆地天然气勘探开发的主力气藏。为提高钻探成功率，采用地震资料并结合测井与合成地震记录资料，运用模型正演等方法对该区石炭系厚度和储层分布进行了预测。预测方法和步骤为：①用不同频率的子波作合成地震记录，分析能反映石炭系厚度和储渗层的频率范围，确定主频；②以确定出的主频为目标，对地震资料进行叠后高分辨率处理；③建立适合该区石炭系地层组合特点的地质模型并进行正演，将结果与过井地震剖面对照分析，确定地震识别模式；④在高分辨剖面上准确标定层位，进行模式对比，对石炭系厚度及其储渗层的变化进行横向预测。运用该方法，在川东大天池等多个构造（带）发现了１８个构造—地层复合圈闭，圈定了１１７个石炭系储层发育区。经钻探检验，石炭系厚度预测值与实际值误差小于１０ｍ的符合率达７６％。