川东地区志留系-石炭系含气系统天然气运移聚集机理

根据川东地区石炭系、志留系天然气藏的形成与分布特点,结合地层压力分布特征,探讨了该区志留系-石炭系含气系统的天然气运移聚集机理,提出该系统具有箱外成藏和箱内成藏两种模式。下伏志留系高压封存箱生成的油气随箱体顶部破裂呈混相涌流进入石炭系,油气在石炭系中向继承性发育的古隆起运移聚集,形成大型古油气藏,后逐渐演化成古气藏。志留系封存箱内部的天然气可在有利储集层中聚集成藏。喜山构造运动使研究区天然气重新大规模运移聚集,形成充满度很高的残余气藏。石炭系储层气驱水实验表明,岩石渗透率与驱替后残余水饱和度呈负相关指数关系。在一般地层压力条件下,天然气很难通过岩层的细小孔隙运移并排替地层水富集,细小孔隙中的天然气是早期聚集其中的。水溶对流可能是石炭系天然气运聚成藏的重要机制。     

四川盆地天然气成藏动力学初探

四川叠合盆地是我国主要的天然气区之一。天然气成藏动力学是今后四川盆地天然气地质和勘探研究的重要内容。可将川西地区上三叠统须家河组视为一个完整的含气高压封存箱。川东地区在纵向剖面上存在两个压力封存箱,第一个压力异常带(下三叠统嘉陵江组―二叠系)为上部流体高压封存箱,第二个高压异常带(志留系)为下部流体高压封存箱,石炭系位于两个压力封存箱之间。生烃增压为上列封存箱内主要的升压机制。川西地区致密碎屑岩储层和川东地区碳酸盐岩储层初次运移排烃方式主要为垂向排烃,并且是在异常古高压驱使下通过封存箱破裂产生的混相涌流完成的。异常古高压是促使川西地区须家河组须二段和须四段储层流体调整并使天然气聚集成藏的动力。浮力和水动力(成藏动力)控制了川东地区天然气的成藏。     

流体封存箱与天然气成藏——以鄂尔多斯盆地苏里格气田为例

引入流体封存箱理论,探讨了异常压力与流体封存箱形成的关系,并建立了流体封存箱模型。通过气源岩埋藏史、构造热演化史、次生孔隙发育史、成岩圈闭孕育史及天然气运聚史等五史分析研究,并结合气液包裹体均一温度及自生伊利石K—Ar同位素测年资料,将鄂尔多斯盆地苏里格气田盒8、山1气藏的形成时间确定为晚侏罗世—早白垩世。并在此基础上,总结了研究区天然气成藏演化模式。通过对研究区生、储、盖、圈、运、保等天然气成藏要素的综合研究,总结了天然气富集规律:生烃强度控制了天然气的富集程度;优势运移通道是天然气运聚的基本途径;储层物性优劣是影响天然气富集的关键因素。     

天然气运移相态及其变化

天然气运移相态是影响其运聚成藏的重要因素.其除了受源岩类型和演化阶段的影响外,还要受到其所处环境条件变化的影响.天然气既可以由水溶、油溶和扩散相向游离相转变,又可以由游离相向水溶、油溶和扩散相转变.前者有利于天然气运聚成藏,后者则不利于天然气运聚成藏.天然气运移相态的转变需要一定的地质条件.水溶相、油溶相向游离相转变均需要压力降低,而扩散相向游离相转变则需要遇到烃浓度盖层或气层.实例分析表明,由其他相态向游离相转变而来的天然气均可成为天然气富集成藏的重要组成部分.     

四川盆地西部流体封存箱与天然气成藏的关系

川西坳陷经历了晚三叠世以来前陆盆地的复杂构造演化,是整体超压的陆相碎屑岩含气领域.运用流体封存箱理论,对川西流体封存箱与天然气成藏关系进行了分析.川西流体压力封存箱的演化可划分成印支晚期-燕山期须家河组封存箱的形成和喜山期须家河组封存箱的改造2个阶段.川西致密碎屑岩生烃增压和成岩致密化是T3超压封存箱形成的主要原因,后期的构造运动对须家河组封存箱的改造,使天然气向箱外"混相涌流",在浅中深层形成了规模的次生气藏.     

准噶尔盆地天然气勘探潜力及运聚规律

准噶尔盆地的天然气资源量大,探明率低,勘探潜力巨大。天然气运聚规律和特点表明,区域构造运动主控天然气运移,流体势决定天然气运移的方向和聚集场所,断裂和不整合面是天然气运移的主要通道,异常高压是天然气运移的主要动力,具有深盆气藏发育的地质特征和成藏条件。因此,斜坡带上倾方向和古隆起是天然气运移的指向区和有利聚集带,前陆逆冲推覆构造带是潜力巨大的油气富集带,盆地前缘带深层具有多个异常压力封存箱,具备形成深盆气藏的地质条件。这些地区将是天然气勘探的重要区带。     

中国中西部砂岩天然气大规模聚集机制与成藏效应

中国中西部大型含油气盆地中天然气大规模富集区具有多种特殊的聚集机制与不同的成藏效应。以天然气成藏地质理论与方法为基础,开展了典型含油气盆地区域地质与构造背景、地层埋藏演化、气藏基本特征、流体地质与地球化学等方面的研究。结果认为,喜马拉雅期以来隆升剥蚀所产生的构造抽吸、泥岩吸水、水溶气脱溶、流体封存等地质作用都能形成大规模的天然气聚集,并能形成不同的天然气成藏地质效应。如:大面积的构造抽吸作用与流体封存作用有利于区域性超高压流体的赋存及大规模超高压气田的形成;低砂地比地层中产生的泥岩吸水作用有利于区域性低压、无水气藏等大气区的发育;大面积厚层砂岩中水溶气的脱溶作用不仅能形成大规模的天然气聚集,而且地层水侧向运移产生的水溶气脱溶,会产生区域性有规律的天然气同位素分馏效应,即天然气水溶气运移距离越远,所聚集形成的天然气甲烷碳同位素组成越重。图7表1参69     

塔里木盆地和田河气田水溶气成藏过程

塔里木盆地和田河气田的天然气具备水溶气成藏地球化学特征和理想的水溶气成藏条件。喜马拉雅运动晚期和田河气田圈闭形成，巴楚断隆以南的西南坳陷寒武系高一过成熟烃源岩生成的天然气在深部高温、高压条件下大量溶解于水中。随着断裂的开启，在异常压力驱使下，水溶气沿断裂从深部寒武系运移至气田东部的奥陶系和石炭系圈闭中，由于压力和温度降低，水溶气释放形成游离气气顶，气水界面下部的水体继续自气田东部高压区向西部低压区沿不整合面长距离运移，运移过程中压力不断降低。导致水溶气不断释放，变成游离相天然气，在运移路径上成藏，形成条带状、串珠状分布的和田河气田。由此造成气田西部井区天然气偏干、甲烷碳同位素组成偏重、CO2含量明显偏高，一系列的水溶气运移参数自东部井区向西部明显增大。图6参27     

地层水相态变化与深盆气形成机理——以鄂尔多斯盆地上古生界为例

对比千米桥潜山异常高温气藏产水特征及封闭条件下汽、水相态模拟实验结果,分析鄂尔多斯盆地上古生界气藏形成过程和形成条件。镜质体反射率、磷灰石裂变径迹、包裹体均一温度测定表明,晚侏罗世—早白垩世鄂尔多斯盆地上古生界具有异常高的古地温场。异常高温促使煤系有机质快速熟化、生成大量天然气,同时地层水汽化,天然气与蒸汽互溶并逐渐积累产生异常高压;气(汽)相流体在异常高压推动下向封存箱内的上部地层扩散运移,降低下部异常高温地层的压力,加速地层水汽化并重新积聚压力,如此循环反复,气(汽)相流体逐渐渗透到封存箱的各个部位,封存箱内温度、压力趋于平衡,从而形成盆地级的高温高压气藏。晚白垩世—古近纪的抬升剥蚀导致上古生界温度、压力下降,蒸汽液化使气藏中的蒸汽和天然气浓度降低,从而形成了盆地级的低压气藏。     

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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。     

川西前陆盆地天然气成藏条件有勘探前景

川西前陆盆地沉积厚度大，烃源丰富，圈闭多，保存条件良好，具备形成大中型气田的成藏条件，勘探潜力巨大，是四川盆地内重要的天然气勘探接替领域。但同时川西又是一个构造条件及成藏机制较为复杂，具有一定勘探风险的地区。通过天然气成藏地质条件和典型气藏剖析，认为天然气成藏主要控制因素：一是储渗条件较好的储层（包括裂缝相对发育区）；二是规模较大、形成较早的古圈闭，并以此两条件有机配置的地区为最好。天然气运移距离短，运聚总体上与异常压力流体封存箱密切相关。根据构造地质特征、成藏条件有资源潜力对川西地区天然气勘探前景进行了分析，提出下步勘探有利区带为龙门山推覆体前缘断褶构造带、米仓山前缘断褶构造带、梓涧凹限和龙泉山断褶构造带。     

川东石炭系气藏含气系统研究

从含气系统研究思路和方法出发,详细研究了川东地区石炭系气藏的生烃子系统、运移子系统和捕集子系统.石炭系气藏天然气主要来自下伏的志留系生油(气)岩,也有部分来自上覆的阳新统.川东地区志留系-石炭系含气系统的充注能力较强,其生烃潜力指数值较高;含气系统的持续时间从早志留世到早白垩世,而其保存时间从晚白垩世一直至今.志留系烃源岩排烃为垂向排烃,是通过压力封存箱的破裂而产生的混相涌流完成的.油气二次运移的排烃是通过流体对流实现的.川东地区石炭系气藏属于箱外成藏.气藏的成藏类型有:①低覆压准散失型常压气藏;②中覆压富(满)集型常压气藏;③高覆压富集型常压气藏.     

游离相天然气成藏动力连续方程

游离相天然气主要包括置换武运移并聚集的常规储层气、活塞式运移并聚集的根缘气和兼具上述两种运移模式并具有复杂运聚机理的页岩气等,根据游离相天然气运聚的连续性动力平衡方程可以对不同运聚机理类型的天然气进行成藏描述.结合游离相天然气成藏动力平衡方程,常规储层天然气成藏主要受浮力和盖层毛细管压力所控制,连续气柱高度和盖层物性是成藏动力平衡的主要影响因素;根缘气成藏与烃源岩的生气作用强度、储集层物性以及天然气的聚集深度等因素有关,烃源岩的生气有效性和致密储集层的物性条件是约束成藏动力平衡的关键要素;在页岩气成藏的复杂地质条件下,泥页岩的生供气有效性、储集物性、连续气柱高度以及埋藏深度等均是影响其中游离相天然气聚集的基本因素.图5参32     

塔里木盆地库车坳陷天然气高压封存箱

流体封存箱的概念为正确认识盆地油气运移和聚集过程以及油气分布规律提供了一种新的思维。库车坳陷的纵向压力结构表现为逐层升高的3层台阶式(3带式)压力结构,说明该地区存在流体封存箱。其中:封存箱的顶板由第三系的膏盐岩和含膏泥岩地层构成,该顶板明显地受岩性控制,不具有近水平、穿时代和穿岩性的现象;顶板之下是具有异常高压力的产气层段;封存箱的边部封隔带由断层来充当。库车坳陷高压气藏的成藏机制决定了该地区的高压气藏属于箱内运聚成藏模式。     

梨树断陷油气封存机理与成藏关系研究

为查明梨树断陷油气充注与成藏机理,基于钻井地层压力数据,深入分析了研究区地层压力分布、油气封存条件、类型、油气组合等特征。结果表明,梨树断陷发育2套含油气组合,且早期发育高压-超高压流体封存箱;受后期构造活动影响,封存箱内流体发生调整与交换,并在构造稳定区形成原生油气藏,而构造改造区形成次生油气藏。根据构造样式、主充注期与构造活动的匹配关系等,将研究区流体封存箱分为3类6种,流体封存箱控制了油气组合样式及油气富集。油气封存机理研究对准确把握勘探主要目的层,推进高效勘探具有重要指导意义。     

低渗透挥发性油藏注烃类气驱室内实验研究

通过注烃类气驱实验研究，了解文留油田低渗透挥发性油藏注气开发的一般机理和开发特点。采用PVT分析方法分析地层流体的物理性质、注入溶剂的组份；通过细管实验研究地层流体同注入溶剂在130℃时的最小混相压力；长岩心驱替实验分析气驱、水驱、水气交替注气的采收率、压力的变化规律。细管实验研究表明，最小混相压力为47．1MPa，长岩心注天然气驱替实验表现出近混相的特征。天然气驱注气压力低，采收率高，适合于文南油田低渗透挥发性油藏。     

准噶尔盆地腹部深洼区超高压带分布规律

准噶尔盆地腹部深洼区超高压顶界面与油气成藏有着密切联系。热作用导致的生烃增压作用以及与深部超高压系统所沟通的流体传递作用是形成超高的主要原因。将地层超高压分布规律应用于指导油气勘探,得到了钻井资料的证实,为加强该区的勘探工作提供了新方法。其深部烃类高压流体向高压封存箱顶界面突破并成藏,顶界面上部200m、下部100m区间为有利的成藏区间,封存箱外有利于原油成藏,封存箱内有利于天然气成藏。     

川西前陆盆地天然气成藏条件及勘探前景

川西前陆盆地沉积厚度大,烃源丰富,圈闭多,保存条件良好,具备形成大中型气田的成藏条件,勘探潜力巨大,是四川盆地内重要的天然气勘探接替领域。但同时川西又是一个构造条件及成藏机制较为复杂,具有一定勘探风险的地区。通过天然气成藏地质条件和典型气藏剖析,认为天然气成藏主要控制因素:一是储渗条件较好的储层(包括裂缝相对发育区); 二是规模较大、形成较早的古圈闭,并以此两条件有机配置的地区为最好。天然气运移距离短,运聚总体上与异常压力流体封存箱密切相关。根据构造地质特征、成藏条件及资源潜力对川西地区天然气勘探前景进行了分析,提出下步勘探有利区带为龙门山推覆体前缘断褶构造带、米仓山前缘断褶构追带、梓潼凹陷和龙泉山断褶构造带。     

塔里木盆地克拉2气田成藏机制再认识

克拉2气田是一个大型、特高丰度、高产、超高压优质气田。该气田出现在南天山山前逆冲带,成藏机制十分特殊。运用近代石油地质学理论,特别是油气系统和流体封存箱的概念、方法对克拉2气田的成藏机制进行研究后认为:位于库车富气油气系统中心地带和活跃的气源补给、卓越的封盖层、良好的储层、比较完整的背斜圈闭、畅顺的油气充注通道(主要是断裂)等成藏要素的有序耦合以及晚近期至今源岩处于生气高峰阶段(\"活气源\")和异常流体压力封存箱内载气水循环对流作用是该气田天然气聚集成藏的主要有利条件。     

鄂尔多斯盆地上古生界气田流体动力学演化

研究了鄂尔多斯盆地上古生界气田地下流体动力场演化和流体动力场特征以及与气水分布的关系，获得了气田流体动力学和天然气藏多方面的认识。盆地北部和东部上倾地区发育大气水下渗-向心流。盆地西南部下倾区为天然气聚集区。多数气藏内部能量亏损，天然气处于滞流状态。中间过渡带为天然气越流漏失区，气水共存。在盆地沉积埋藏阶段，天然气运移进入储层并溶解于地层水中，流体压力不断增强，发育地层压实水离心流。在天然气随离心流运移过程中，部分天然气游离，往储层上翘一侧漏失。随着天然气的漏失作用，地层流体压力不断降低，天然气和地层水几乎处于滞流状态。随着喜山期的沉积埋藏作用，处于封闭和滞流状态的气藏逐渐出现能量亏损，地层流体低压进一步发育。