天然气成藏与保存

天然气成藏是一个天然气聚 集与逸散的动态平衡过程.气藏的充注和保存是成藏的两个主要要素。含 气盆地的保存因素主要取决于盖层、后期构造运动、气藏形成时间、供气面积和供气强度,大型天然气田的生轻强度一般在20x10⁸ m³/km²以上。从整体到局部、采用多方法、多参数全面系统的分析是正确把握和认识该地区油气勘探潜力的基础。特别强调了压力封闭对天然气成藏与保存的重要作用同时认为压力体系可作为判断含气盆地是否具有整体封存保存条件的一类重要指标。     

鄂尔多斯盆地上古生界准连续型气藏气源条件

通过鄂尔多斯盆地上古生界气源条件的综合分析,确定优质烃源岩是控制致密砂岩大气田形成分布的主要因素,并结合试气结果分析致密砂岩大气田形成的生气强度下限。首先对鄂尔多斯盆地上古生界烃源岩的厚度、有机碳含量和热演化程度等参数进行对比;接着在类比分析的基础上计算求取生气强度,并将其与试气成果结合进行综合分析。气源条件分析结果显示,鄂尔多斯盆地上古生界烃源岩品质好、分布广、热演化程度高,其生气强度介于10×10⁸~40×10⁸ m³/km²,具有高强度、大范围的供气特点;盆地西部生气强度介于10×10⁸~20×10⁸ m³/km²,而盆地东部生气强度相对较高,多大于16×10⁸ m³/km²。综合分析认为:优质烃源岩是形成致密砂岩大气田的主要因素之一,从宏观上控制了鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩储层内气、水的空间分布状态;由于为近距离成藏,其天然气聚集效率高,因此上古生界准连续型致密砂岩气藏的生气强度下限可降低至10×10⁸ m³/km²左右。     

柴西湖相碳酸盐岩致密气藏地质特征及规模富集条件

柴达木盆地西部（以下简称柴西）湖相碳酸盐岩地层分布广,天然气资源潜力大,勘探程度低,天然气富集条件不明。基于非常规理念,以环英雄岭地区已发现的古近系—新近系（E₃²-N₂¹）碳酸盐岩气藏为例,综合气藏解剖、地球化学及实验分析等资料,重新认识和评价了气藏特征及其含气潜力。结果表明,储层以灰质云岩、泥灰岩为主,渗透率小于0. 1×10^-3 μm²的储层占70％以上,孔隙类型主要为溶孔、晶间孔和裂缝,非均质性强,属于致密碳酸盐岩储层。气藏具有含气层系多、大面积分布、含气饱和度低、多藏聚集、产量变化大的特点,属于碳酸盐岩致密气藏。柴西发育E₃²和N₁共2套优质气源,生气强度大,为大面积成藏提供了充足的动力;湖相碳酸盐岩平面上大面积分布,纵向多层叠置,多种成因的裂缝与溶孔、晶间孔组合形成的孔缝网络结构提供了优质的储集空间;源储叠置、交互发育的“三明治”结构为大面积成藏奠定了基础;先致密、后成藏的特点及稳定分布的大段泥、盐岩层为致密气的保存提供了良好条件。在以上条件分析基础上,指出柴西湖相碳酸盐岩致密气藏资源潜力大,是柴达木盆地天然气勘探重要接替领域,狮子沟—油砂山—英东、南翼山—小梁山和油泉子—油墩子构造带为有利勘探方向。     

川东北天然气成藏特征

川东北天然气藏分布于早寒武世-志留纪(∈₁-S)、早二叠世-早三叠世(P₁-T₁)及晚三叠世-中侏罗世(T₃-J₂)等3个异常超压系统内,具有多层叠置的特点。成藏规模取决于超压条件下水溶相天然气的脱溶程度,以埋深4500m为界,界线之上产气,界线之下产水,且产气量随地层抬升幅度增大而增大。川东北天然气藏的形成与保存由燕山期的埋深、喜山期的抬升及异常压力系统的保持情况三者共同决定,压力封闭为成藏的关键因素。因此,川东北天然气藏勘探应着眼于异常压力系统此一整体,立足于叠置多层勘探。     

鄂尔多斯盆地天环坳陷北段低生烃强度区致密气成藏富集规律及勘探目标

鄂尔多斯盆地天环坳陷北段上古生界煤系烃源岩生烃强度为（10~20）×10⁸ m³/km²,下石盒子组8段（盒8段）储层平均孔隙度为8.3%,平均渗透率为0.94×10^-3 μm²,裂缝相对较发育;试气出水普遍,同时多口井获高产工业气流,气水关系复杂;天然气富集规律不明,勘探目标优选困难。针对上述问题,通过对构造、烃源岩、储层等成藏地质条件及成藏主控因素的系统分析,明确了天环坳陷北段属低生烃强度区,气藏类型为构造—岩性复合气藏,改造期浮力调整对天然气二次成藏富集起到了关键作用,相对优质储层区局部构造高部位是首选有利区带。经过对烃源岩生烃强度、地层局部构造的精细刻画和储层的综合评价,优选了有利区带,积极助推了天环坳陷北段上古生界天然气勘探取得突破。     

天然气中氦资源研究现状及我国氦资源前景

氦气具有强化学惰性和低沸点等独有特征,在高新技术产业和科研实验中具有不可替代的作用。氦在地球上以微量组分广泛分布,但从含氦、富氦天然气藏中提取氦气仍是工业制氦的唯一途径。目前全球已发现的氦储量主要分布在美国、卡塔尔、阿尔及利亚、俄罗斯和加拿大等国,上述五国氦储量占全球总储量的92%。天然气藏中的氦气有3个主要来源：大气源、壳源和幔源。目前主要根据³He/⁴He值来确定氦的来源,通常大气源的³He/⁴He值为1.4×10^-6、壳源的³He/⁴He值为2×10^-8和幔源的³He/⁴He值为1.1×10^-5。富氦天然气的成藏条件和成藏特征与常规天然气藏既有共性又有明显的差异,一些有利于形成大型油气藏的高生烃强度地区,反而不利于富氦、高氦气藏的形成。而生烃强度相对低的隆起区则有利于富氦、高氦气藏的形成。全球已发现的氦气资源主要分布于晚元古代—古生代地台背景下的沉积盆地,此外在中—新生代构造—岩浆活动强烈且具有古老花岗岩的基底区也是富氦气藏发育的有利区带。现有资料表明,中国四川盆地、塔里木盆地、柴达木盆地、鄂尔多斯盆地和东部中新生界含油气盆地中已发现一些富氦气藏。同时非常规天然气领域亦展现出良好的氦资源勘探前景,如渭河盆地水溶气和四川盆地页岩气。中国富氦天然气具有点多、类型多、资源前景较好的特征,但氦气资源整体研究程度很低。     

超压体系内天然气成藏的源储能量配置

通过分析我国超压盆地内气藏成藏期的源储剩余压力分布和大小关系,将超压体系中的源储能量配置划分为储高源低的无动力型、储低源高的弱压差型和储低源高的强压差型3种,而天然气藏的形成必须具备后2种能量配置之一种。通过统计我国大、中型气藏的源储剩余压力差,建立了天然气成藏的动力标准——要快速有效地形成大中型气藏,源岩与储集层之间必须具备12×103 Pa/m以上的剩余压力梯度;低于该标准,天然气的聚集便相对缓慢,甚至难以满足自身的散失。认为源储能量配置类型及其标准的确定细化了压力场对天然气成藏的控制作用;剩余压力不仅是一种重要的成藏动力,而且也只有当剩余压力达到一定的动力门限时,天然气的聚集成藏才能具有较高的效率。     

廊固凹陷中西部下第三系天然气藏形成条件及富集规律

廊固凹陷是华北油田下第三系产气的主力凹陷，是最早向京供气的产气区，现在是陕京输气管线向北京供气的应急调峰的重点后备地区。文章主要从构造特征、天然气成因类型、生储盖组合特征、天然气保存条件等方面阐述了廊固凹陷中西部下第三系天然气藏的形成条件及富集规律。重点阐述了中浅层天然气的成因类型及天然气的成藏条件，建立了该地区气藏的成藏模式。勘探实践证明，该区天然气资源丰富，构造、储层、运移与保存配置合理，成藏条件优越，完全具备形成较大储量规模的气田。尤其是旧州－固安构造带勘探程度较低，又有多个有利构造，应是比较现实的勘探领域。     

廓固凹陷中西部下第三系天然气藏形成条件及富集规律

廊固凹陷是华北油田下第三系产气的主力凹陷,是最早向京供气的产气区,现在是陕京输气管线向北京供气的应急调峰的重点后备地区.文章主要从构造特征、天然气成因类型、生储盖组合特征、天然气保存条件等方面阐述了廊固凹陷中西部下第三系天然气藏的形成条件及富集规律.重点阐述了中浅层天然气的成因类型及天然气的成藏条件,建立了该地区气藏的成藏模式.勘探实践证明,该区天然气资源丰富,构造、储层、运移与保存配置合理,成藏条件优越,完全具备形成较大储量规模的气田.尤其是旧州-固安构造带勘探程度较低,又有多个有利构造,应是比较现实的勘探领域.     

莺歌海盆地天然气成藏动力学机制及勘探前景展望

系统地分析了莺歌海盆地天然气成藏动力学机制及主控因素 ,阐释了盆地内异常超压的发育背景及成因 ,指出异常压力是天然气运移的主驱动力 ,而流体压裂则产生了天然气垂向运移输导网络。强调底辟活动是莺歌海盆地天然气成藏与演化的主控因素———底辟活动控制圈闭的形成并为浅部圈闭成藏提供深部烃源 ;底辟的幕式活动控制天然气藏的多次成藏和演化。通过对影响莺歌海盆地天然气勘探各主要因素的分析 ,认为具有构造背景或特殊遮挡条件、成因类型多样的非构造圈闭隐蔽油气藏是莺歌海盆地今后重要的勘探方向。     

松辽盆地北部古龙-常家围子地区登娄库组深盆气藏形成的可能性

松辽盆地北部古龙-常家围子地区登娄库组的油气勘探程度较低,尤其是对致密砂岩气的研究尚处于起步阶段。为了证实古龙-常家围子地区登娄库组深盆气藏形成的可能性,文章从烃源岩、储层条件以及保存条件等方面系统分析了该地区登娄库组天然气成藏地质条件,并与深盆气藏成藏的基本条件进行对比。研究表明,古龙-常家围子地区登娄库组二段及其邻近地层具备深盆气藏形成的有利地质条件,即低孔-低渗的致密砂岩储层、充足持续的气源条件、烃源岩与储集层紧密叠置的接触关系以及稳定平缓的构造背景,是松辽盆地北部深盆气藏可能形成的有利地区。在古龙-常家围子地区下一步天然气勘探工作中,以登娄库组二段气源岩有效生气范围及周边地区为重点区域,以登二段及其邻近地层为重点层位,将有机会获得深盆气藏的勘探突破。     

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１９９２年底，在四川盆地西南部周公山构造所钻的周１井首次在上二叠统玄武岩中获得阮阻流量５０万ｍ＾３／ｄ的工业气流，引起了各界关注，并开始对玄武岩的含气性进行研究。研究认为：玄武岩是四川盆地一个新的具有广阔前景的含气领域，可供勘探面积约１．９万ｋｍ＾２，可供钻探构造达４０个，储层属孔洞－裂缝型，局部有裂缝－孔洞型，气源充足，天然气主要来自玄武岩侧向的上二叠统煤系，也有来自下伏阳新统的混源气。根据储层     

库车前陆盆地深层高效致密砂岩气藏形成条件与机理

由于深层油气勘探成本高,因此钻前预测深层致密砂岩气藏的含气性显得尤为重要。库车前陆盆地深层致密砂岩气田具有高丰度、高含气饱和度、高压、高产、稳产的特征,为高效致密砂岩气藏。在对致密砂岩气藏含气性影响因素及机理的理论分析基础上,以库车前陆盆地深层大北、克深、迪北等高效致密砂岩气田为例,通过与四川盆地、鄂尔多斯盆地典型致密砂岩气藏的对比分析,探讨了库车深层高效致密砂岩气藏的形成条件与机理。结果表明,库车前陆盆地深层高效致密砂岩气藏的形成条件可归结为超压充注、裂缝发育、"早油晚气"成藏过程和优质保存条件4个方面。其中超压充注和裂缝发育是库车前陆深层高效致密砂岩气藏形成的最主要因素;优质烃源岩条件及其造成的高源储压差和超压充注是致密砂岩形成高含气饱和度的前提条件;裂缝发育控制了致密砂岩气藏的成藏、富集与高产;早期油充注对储层润湿性的改变有利于晚期天然气的充注,而优质膏盐岩盖层保存条件则是气藏保持超压和高含气饱和度的关键。这4个方面有利因素的匹配使库车前陆盆地能够形成有别于其他盆地的高丰度、高含气饱和度和高产的致密砂岩气藏。在致密砂岩储层基质物性相差不大的情况下,源储过剩压差、裂缝发育情况、保存条件和现今地层超压情况是深层致密砂岩气勘探评价中需要考虑的最主要因素。     

鄂尔多斯盆地东部石炭系本溪组页岩气地质特征及富集规律

鄂尔多斯盆地东部石炭系本溪组广泛发育富有机质泥页岩,具有良好的资源勘探前景。通过对本溪组泥页岩的有机地球化学特征、孔隙分布特征、含气性等一系列页岩气成藏条件研究,查明了本溪组页岩气地质特征及成藏富集规律,提出晋祠段富有机质泥页岩为本溪组页岩气有利层段,具有四大地质特征：(1)有机质含量高(平均TOC值为3.06%),且普遍处于成熟—高成熟阶段(R_O值平均为1.84%),有机质类型主要为Ⅲ型,生气能力强;(2)发育微纳米级孔缝,以无机孔为主,部分有机质发育有机质孔,微孔和介孔为页岩气提供了主要的赋存空间,平均孔体积为0.024 m³/g,平均比表面积为11.05 m²/g,具备较好的储集能力,页岩气主要以吸附态存在于孔隙之中,其中压力和有机碳含量是影响泥页岩吸附气含量的重要因素;(3)硅质页岩段脆性矿物含量较高,大于40%,表明储层的可压性较大,有利于后期的压裂开采;(4)具有理想的成藏组合特征,以8#、9#煤层分别为顶、底板,煤层与泥页岩间较大的烃浓度差提供了良好的保存条件,2套煤层之间发育炭质页岩和硅质页岩,高TOC的...     

底水火山岩储气库库容和工作气量主控影响因素定量评价

升平储气库由底水火山岩气藏改建,针对其特殊的地质条件,通过采用纯气区、过渡带、水淹区分区含气饱和度计算有效含气孔隙体积的方法,建立考虑水侵、应力敏感、岩石和束缚水变形影响的储气库三区带库容参数模型,并优化设计了不同运行压力区间迭代求取最大工作气量和对应库容量的计算方法,对不同区带水侵、应力敏感、岩石和束缚水变形多种因素...     

湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩含气性影响因素分析

湘西北地区下寒武统牛蹄塘组发育了一套富有机质泥页岩,其分布稳定且厚度较大,在桑植石门复向斜一带埋深大,保存较完整。牛蹄塘组页岩气富集甜点区的页岩气质量体积为 1.48～8.75 m³/t,具有很好的工业开发价值。 有机碳含量既决定了页岩气的资源潜力,同时也影响页岩气的吸附和存储能力。对牛蹄塘组页岩气的研究认为：储集空间主要可分为原生晶间或粒间微孔隙、有机质微孔隙、不稳定矿物溶蚀孔、构造裂缝和解理缝等 5 种成因类型;页岩气较易发生吸附和解吸作用,吸附态气所占较大比例;页岩气存储状态主要受有机碳含量和储集空间类型的综合影响;高过成熟富有机质页岩生成的天然气在较好的保存条件下仍然可以聚集并成藏;温压条件、埋藏深度和矿物组成等对页岩含气性的影响均相对较小。     

川中古隆起北斜坡震旦系岩性气藏保存有效性分析

斜坡部位发育的岩性圈闭能否长期有效地保存油气,成为影响四川盆地川中古隆起北斜坡地区下一步天然气勘探目标优选和油气资源规模评价的关键因素。将基于背斜气藏剩余压力与顶部盖层排替压力建立的气藏保存能力评价方法,引入到碳酸盐岩斜坡区的岩性气藏研究,以蓬探1井灯二段气藏为解剖对象,结合地质背景分析与类比、单井资料分析与模拟,论证了川中古隆起北斜坡震旦系岩性圈闭在古油藏形成与裂解、气藏形成与调整等关键时期的油气保存能力。结果表明：古油藏形成后,灯二段储层的剩余压力逐渐增加但远低于顶部筇竹寺组页岩和侧向灯二段泥晶云岩的排替压力,保存条件较好。走滑性质断层的继承性活动,可能使北斜坡地区呈现纵向多层系古油藏分布的特征。裂解气藏形成阶段,气藏剩余压力升高但侧向围岩的封堵始终有效。天然气仅在顶部筇竹寺组盖层和不整合界面处发生部分逸散,剩余的天然气有效保存至今。由于北斜坡地区灯影组气藏侧向的封堵始终有效,其保存条件与高—磨地区灯影组的构造—地层气藏较为相似。基于与高—磨地区灯影组气藏保存条件和资源规模的类比,得益于北斜坡地区厚度更大且质量更高的筇竹寺组泥页岩,灯二段气藏理应具备更优的顶部保存能力,天然气勘探潜力巨大。