鄂尔多斯盆地东部大面积致密碳酸盐岩气地质特征及成藏条件分析

基于非常规气理念,以鄂尔多斯盆地东部奥陶系马家沟组马五_(1+2)亚段碳酸盐岩储层为例,采用露头、岩心、铸体薄片、孔隙度、渗透率、同位素和试气成果资料综合分析的方法,重新认识和评价其含气潜力。结果表明,储层以泥粉晶—粗粉晶白云岩为主,渗透率小于0.1×10~(-3)μm~2的储层占80%以上,孔隙类型主要为裂缝—溶孔、裂缝—晶间孔,非均质性强,属于致密碳酸盐岩储层。气藏具有低丰度大面积分布、异常低压、无边底水、无自然产能、产水少等特点,属于碳酸盐岩致密气藏。天然气分布主要受控于大范围稳定分布的特殊的镶嵌式源储组合和平缓的单斜构造背景,勘探潜力较大,是海相碳酸盐岩天然气勘探的一种新类型。     

柴西地区古近系—新近系天然气成藏条件分析及目标优选

柴达木盆地西部地区古近系—新近系油气资源丰富,但天然气勘探程度相对较低,为了推进研究区天然气勘探新局面,以源-盖控烃、构造-储层-圈闭控藏的选区评价思路为指导,综合运用实验分析、盆地模拟及地质评价技术,研究气源岩、储集层、圈闭、盖层及保存条件等特征,并提出有利勘探目标。研究结果表明:柴西地区气源岩(R_o≥0.8%)有5套,主力气源岩为E₃²和N₁,具有明显晚期生烃特征,主要分布在柴西北及靠近茫崖凹陷的柴西南局部地区,面积约为4 743.40 km²,生烃总量约为1.17×10¹²m³;柴西地区储层分为碎屑岩和碳酸盐岩两大类,岩性致密,物性变化较大;柴西地区存在2套区域性盖层,深层盖层保存条件好,浅层盖层保存条件差;有效气源岩区深层主要以E₃¹、E₃²晚期(断)背斜及断鼻等构造圈闭为主,与生气期、成藏期及保存期时空匹配一致。在此基础上,优选了狮子沟-干柴沟、咸水泉-油泉子-黄瓜峁和南翼山3个天然气有利勘探区带,明确了12个有利圈闭和3个较有利圈闭。研究结果对柴西地区天然气的深入勘探具有一定借鉴意义。     

柴达木盆地英雄岭地区硫化氢形成机理及分布预测

近年来,柴达木盆地英雄岭地区下干柴沟组上段（E₃²）咸化湖相碳酸盐岩中发现了含硫化氢气藏。为了明确硫化氢的成因机理和有效预测其分布,开展了天然气地化特征分析和模拟实验。结果表明：①英雄岭中部地区硫化氢为硫酸盐热化学还原（TSR）产物,温度越高,生成量越大。烃源岩的发育、广泛分布的膏盐岩地层、较高的地温梯度及大量发育的孔隙型储层为含硫化氢气藏的形成提供了有利条件。②受晚喜山运动整体抬升影响,现今地层在历史成藏时期所经历的最高古地温更高。③E₃²沉积期,湖盆中心岩盐发育,油气封盖条件较好,盐下孔隙型储层的发育有利于硫化氢的富集,综合预测英雄岭中部—干柴沟一带的盐下地层为硫化氢富集区。该研究成果对含硫化氢气藏的勘探部署与生产安全均具有重要意义。     

库车坳陷东部迪北地区侏罗系阿合组致密砂岩气勘探重大突破及地质意义

库车坳陷东部迪北地区下侏罗统阿合组致密气资源潜力巨大,是塔里木盆地天然气增储上产的重要接替领域。受制于地质条件复杂,该地区的油气富集规律认识不清、储层甜点预测难度大,制约了致密气的有效勘探与开发。基于构造演化、烃源岩、沉积储层、生-储-盖组合及勘探实践的系统分析,探讨了阿合组天然气成藏新模式。迪北地区发育多条4级高角度逆冲断裂,其中Ⅲ、Ⅳ级断裂的伴生裂缝发育,构造整体表现为自南向北阶梯式抬升,局部发育断背斜和断鼻构造,主要形成于中新世-第四纪逆冲推覆期;阿合组储层以辫状河三角洲平原亚相辫状河道巨厚层状(含砾)粗砂岩为主,多尺度、多成因的微裂缝可有效沟通微孔隙和长石粒内溶孔等储集空间,有利于规模储层甜点的发育。阿合组致密气藏的生-储-盖组合表现为"三明治"式,其中,三叠系暗色泥岩和煤层是致密气藏的主力烃源岩。阿合组致密气成藏演化具有"先致密后成藏"的特征,早期注入油、减孔致密,喜马拉雅晚期(18~1 Ma)断裂和构造缝发育,利于天然气沿断裂-裂缝带充注成藏。迪北5井采用常规钻井工程和常规压裂工艺实现了阿合组超深层致密油气效益勘探突破,证实了迪北地区整体含气,以烃源岩发育区、优势储层分布区、Ⅲ-Ⅳ级断裂-裂缝带的油气最为富集。重新刻画了效益勘探有利区的面积为1 030 km²、天然气资源量为7 210×10⁸m³、石油资源量为3 090×10⁴t。     

两种类型致密砂岩气藏对比

致密砂岩气是非常规天然气的一种,是常规天然气资源最重要的后备资源之一。在总结前人研究的基础上,结合构造演化历史背景,动态的研究致密砂岩气藏烃源岩生排烃高峰期与储层致密演化史二者之间的关系,将致密砂岩气藏划分为两种类型:储层先期致密深盆气藏型(“先成型”深盆气藏)与储层后期致密气藏型(“后成型”致密气藏)。对2类致密气藏成藏特征、成藏条件及成藏机理进行了详细的对比分析,总结出两种气藏的成藏模式和分布规律。“先成型”深盆气藏的成藏模式主要为凹陷中心对称分布、前陆侧缘斜坡分布及构造斜坡分布3种;“后成型”致密气藏为“早常规聚集-晚期改造”的成藏模式并划分为3个阶段,不同的阶段具有不同的成藏特点和成藏特征。准确判识两种类型致密砂岩气藏对于指导天然气勘探和合理制定开发方案均具有重要意义。      

鄂尔多斯盆地北缘石炭系-二叠系大型气田形成条件

鄂尔多斯盆地北部边缘杭锦旗地区的天然气勘探经历了40年的历史。近10年来,通过在该区进行系统的天然气成藏条件调查与研究,建立了以大型岩性圈闭为主要评价目标的勘探思路,并通过展开勘探取得重大突破,在石炭系-二叠系致密低渗碎屑岩含气层系获得地质储量已超7 000×10⁸ m³。综合研究认为,发育在石炭系-二叠系下部海-陆过渡层序中的层状“广布式”近源成藏系统是该区大型气田形成的基本条件。该成藏系统具有大型化的成藏要素：大面积分布的上石炭统煤系源岩、大面积下二叠统河道砂岩储集体、大面积源-储近源配置关系、早白垩世大范围的生烃充注过程及上二叠统大面积区域封盖层。大面积含气、低丰度储量及以岩性气藏为主是杭锦旗地区上古生界气藏的一大特征。在储层普遍致密低渗背景下,寻找富集高产区带、实现有效勘探开发将是面临的挑战。     

致密砂岩气充注机制及成藏富集规律

致密砂岩气资源量潜力巨大,已成为全球非常规天然气勘探的重点领域。根据成藏期储层物性控制成藏机理,可将致密砂岩气藏划分为先成藏后致密型、先致密后成藏型和复合型3种类型。致密深盆气藏具有近源运聚、持续充注、非达西渗流的特征,成藏动力主要是超压压差和源储压差,含气性受充注压力、储层物性、非均质性和渗透率级变系数的共同控制,特殊的"动力圈闭"成藏机制决定了其成藏过程的多阶段性及复杂的气水分布关系。致密砂岩气大规模富集成藏需要具备大面积高丰度的烃源岩、与源岩紧密接触的大面积非均质致密储层、区域性盖层及平缓的构造背景4个条件。     

苏里格大型致密砂岩气藏形成条件及勘探技术

苏里格地区位于鄂尔多斯盆地西北部,勘探面积约40000 km²,主要发育低渗、低压、低丰度的大型致密气藏。经过10余年的勘探,发现了目前我国最大的天然气田--苏里格气田,探明天然气地质储量2.85×10¹² m³。总结其成藏地质条件和勘探技术发现,平缓的构造与烃源岩广覆式分布、稳定的沉积与储集体大面积分布、建设性成岩作用与相对高渗储层分布、天然气近距离运聚成藏与高的聚集效率等因素是苏里格大型致密气藏形成的主要控制因素;全数字地震勘探、复杂气层测井精细评价、致密砂岩储层改造等技术是苏里格大型致密气藏勘探开发的关键技术。     

吐哈盆地天然气地质条件、资源潜力及勘探方向

近年来,吐哈盆地常规和非常规天然气勘探不断获得新突破,地质认识和资源潜力等不断更新,急需对其资源潜力开展综合评价,进一步摸清天然气资源潜力及规模,为加快吐哈盆地天然气勘探开发提供依据。吐哈盆地天然气主要分布于J₁b—J₂x¹⁺²、J₂x³⁺⁴、J₂s—J₂q、J₃k,K₁s、Esh 6个层系。通过大量实验分析数据,采用数理统计的方法对生烃条件、储层物性、储盖组合配置及成藏模式等成藏地质条件进行系统研究,认为其烃源岩主要为侏罗系西山窑组、八道湾组煤系烃源岩,其生烃强度较大的地区位于台北凹陷主体沉降区,具备形成大气田的物质基础。储集层主要为辫状河三角洲分流河道的粗砂岩,总体上以低孔低渗为主,这些砂体横向变化大,连通性差。常规天然气成藏主要受构造和岩性控制,根据控制因素差异划分为4种成藏模式,分别为正向分异、逆向分异、垂向分异及混合型油气成藏模式。非常规致密砂岩气成藏主要受沉积及成岩作用控制,在大面积低孔低渗储层广泛分布的背景下,局部发育渗透性较好的甜点。采用类比法、统计法及特尔菲加权法综合得到常规天然气地质资源量为2 434.57×10⁸m³,剩余资源量为1 412.56×10⁸m³,水西沟群致密气采用丰度类比法、小面元容积法、快速评价法计算出地质资源量为5 087.66×10⁸m³,可采资源量为1 940.6×10⁸m³。通过剩余资源量、剩余资源丰度分布指出了5个天然气有利勘探方向。     

克拉通盆地致密气成藏地质特征与勘探目标优选——以鄂尔多斯盆地上古生界为例

鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩气为我国目前储量规模最大、产量最高的致密砂岩气藏。气藏大面积、低丰度分布,有利勘探优选困难。通过构造、沉积、地温场等盆地特征和致密气成藏主控因素分析,阐明了鄂尔多斯盆地上古生界致密气成藏地质特征和成藏模式,优选了有利勘探目标。研究认为:克拉通盆地沉积基底平缓、构造稳定、地温梯度较低等盆地属性是决定鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩气生、储、盖大面积叠合,储层先致密后成藏、天然气近距离运聚、大面积低丰度分布的根本原因;致密砂岩天然气差异充注,相对优质储层含气饱和度高。粗粒高石英含量砂岩储层粒度粗、刚性碎屑含量高,压实作用相对稍弱、溶蚀作用相对较强,喉道整体较粗、孔喉连通性好,应力敏感性和水锁伤害相对较弱,储层改造效果好,既是储集物性"甜点"也是储层改造的工程"甜点"。当前储层改造技术水平下相对优质储层分布区的预测是研究区致密气有利勘探开发目标评价的工作核心;由富石英物源控制的石英砂岩区、同物源背景下的强水动力沉积微相区、河道长期稳定发育箱形砂体结构的主河道区等是不同层次的有利勘探目标。     

鄂尔多斯盆地长庆气区复杂致密砂岩气藏开发关键技术进展及攻关方向

随着天然气勘探开发的逐步深入，开发对象由常规气藏向非常规气藏拓展，致密砂岩气逐渐成为天然气增产的主力。鄂尔多斯盆地致密气分布范围广、资源量占中国致密气资源量的58.2%,与其他国家致密气相比，具有气层更薄、非均质性强、地层压力系数低的特点，效益开发难度更大。经过20余年攻关，长庆油田探索形成了致密气开发配套技术，年产量达到360×10⁸m³,建成中国最大的致密气区之一，并将迈入高质量发展新阶段。通过概述鄂尔多斯盆地致密气藏典型特征，回顾了开发历程及其重大转变，分析了长庆油田致密气开发潜力及前景，指明了攻关方向。研究表明：(1)长庆油田致密气开发历经4个阶段，通过气藏深化认识、工艺攻关、管理提升，解决了大面积低丰度复杂致密砂岩气藏效益开发的难题，实现了长庆气区快速上产。(2)2016—2020年以来，随着储层预测、水平井开发等7个关键瓶颈技术取得突破，开发指标大幅提升，推动致密气高质量发展。(3)通过已开发气田、评价新区致密气资源基础及开发潜力评价，明确了致密气“十四五”(2021—2025年)规划目标。(4)从优化开发技术政策、钻井提速、试气...     

鄂尔多斯宁县-正宁地区上古生界盒8段天然气成藏特征及主控因素

鄂尔多斯宁县-正宁地区上古生界石盒子组盒₈段天然气展示了良好的勘探前景,但有效储层单层厚度薄、横向变化快,其天然气成藏特征和富集规律尚不清楚,严重制约了该区天然气勘探开发。为此,通过对研究区气藏生、储、盖、圈、运等成藏条件综合分析,总结其成藏特征和富集规律,筛选了气层敏感的测井曲线,结合储层岩性和物性特征,建立了研究区盒₈段气藏有效储层划分标准,在此基础上运用三维地震资料开展有效储层预测。结果表明:二叠系煤系烃源岩广覆式分布,处于高—过成熟阶段,为天然气成藏提供了良好的气源条件;盒₈段辫状河三角洲前缘分支河道砂岩近南北向条带状大规模展布,岩性主要为岩屑石英砂岩,次为石英砂岩,形成了天然气藏的有效储集砂体;盒₈段优势储层与下伏有效烃源岩形成“下生上储 ”型近源成藏组合,形成大面积展布的致密砂岩岩性气藏。近源有利砂体优先成藏,气藏分布及含气丰度受有效砂体展布、储层物性及通源断层控制。通过该研究落实了区内盒₈段有效储层分布,为该区域天然气下步勘探目标优选提供了依据。     

松辽盆地徐家围子断陷白垩系沙河子组深层致密气成藏机理及勘探突破

松辽盆地徐家围子断陷沙河子组砂砾岩埋深大、岩性致密,目前对其成藏控制因素认识不足,且受投资成本和勘探开发技术的制约,沙河子组一直未能实现储量和产量的突破。使用地震、岩心、测井、录井及地质分析化验资料,从煤系烃源岩生烃潜力、致密砂砾岩展布、储集物性、地层超压等方面分析了沙河子组致密气成藏控制因素,力图寻找富气甜点、指导井位部署。结果表明,沙河子组储层与烃源岩叠置,致密非浮力成藏动力过程致使异常高压的出现,并造就了满盆含气的格局。沙河子组致密砂砾岩储层在纵横向上叠置发育,储层内部发育的多层高孔渗带成为致密砂砾岩气藏的“甜点”。在致密气成藏理论的指导下,精准刻画了优质富气“甜点”的分布并设计了最优气井轨迹,充分发挥地质工程一体化优势,以优快钻井和最优改造体积为目标,部署了宋深9-平5井,测试产量达106×10⁴m³/d,取得了沙河子组致密气藏的重大突破,为后期松辽盆地沙河子组致密气藏勘探开发带来了广阔的前景。     

致密碳酸盐岩储集层特征与天然气勘探潜力——以鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东部奥陶系马家沟组为例

基于钻井、试气、分析化验等资料的综合分析,对鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东部奥陶系马家沟组马五_(1+2)亚段致密碳酸盐岩储集层特征及其成因进行研究,并对天然气勘探潜力进行分析。研究提出致密碳酸盐岩储集层为孔隙度小于2%、渗透率小于0.1×10~(-3)mm~2的储集体。伊陕斜坡东部马五_(1+2)亚段致密碳酸盐岩储集层以含膏泥粉晶白云岩、泥粉晶白云岩及岩溶角砾白云岩为主,孔隙类型以裂缝-溶孔、裂缝-晶间孔为主,非均质性强,储集层呈薄层大面积展布。奥陶系顶部不整合面构造调整导致的储集层"造孔"与"填孔"作用,以及埋藏期溶蚀增孔与沉积充填减孔共同作用是储集层大面积致密化的主要原因。薄层白云岩致密储集层与上覆广覆式上古生界煤系烃源岩紧邻形成大面积致密碳酸盐岩气成藏组合,含气普遍,气藏埋深浅(1 900~2 500 m),与上古生界致密砂岩气组成立体含气模式,因此鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东部勘探开发潜力大。     

致密砂岩气的成藏机理及勘探前景

致密砂岩气作为一种非常规油气资源,具有良好的勘探开发前景,越来越受到研究人员的关注。在前人研究的基础上,总结归纳了致密砂岩气藏的类型、成藏机理,揭示出致密气藏成藏的根本条件为天然气源岩、致密化储层及有效烃源岩与致密储层的直接接触;同时也阐述了致密砂岩气藏的地质特征,其中包括生、储、盖、圈、运、保、成藏、分布等,并对未来该类气藏的研究作出展望。     

鄂尔多斯盆地古生界煤成气勘探进展

基于鄂尔多斯盆地天然气勘探实践,根据煤成气勘探现状,分析煤成气成藏控制因素,总结煤成气勘探进展。鄂尔多斯盆地已探明煤成气地质储量5.24×1012 m3,发现煤成气气田12个,主要分布于上古生界石炭-二叠系碎屑岩和下古生界奥陶系碳酸盐岩储集层中。上古生界形成致密砂岩气藏,广覆式生烃的煤系烃源岩和大面积分布的砂岩储集层相互叠置,储集层先致密后成藏,天然气近距离运移、大面积成藏,发现了苏里格气田,探明地质储量3.49×1012m3,落实了盆地东部和陇东地区两大储量接替区。下古生界形成海相碳酸盐岩气藏,上覆煤系烃源岩生成的天然气向下运移聚集成藏,奥陶系风化壳岩溶和白云岩储集层为天然气富集主要场所,发现了靖边气田,探明地质储量7 000×108 m3,同时发现多个含气富集区。图9表2参34     

四川盆地常规天然气地质条件、资源潜力及勘探方向

四川盆地纵向上从震旦系—侏罗系共发现了包括常规天然气、致密气、页岩气、致密油4种类型的工业油气流,其中常规气主要发育于中三叠统雷口坡组及其以下的海相碳酸盐岩地层中,为了预测四川盆地常规天然气未来勘探方向,在系统总结四川盆地常规天然气地质条件、成藏富集规律的基础上,评价盆地常规天然气资源潜力,明确剩余资源空间分布。结果表明：①四川盆地具有构造分区明显、4套广覆式烃源层、多套大面积孔隙型储层发育的常规天然气地质条件;②常规天然气富集主要受优质烃源岩、台缘和台内高能滩相、古构造和成藏组合等因素的控制,具有大气田近源分布、相带控储、古侵蚀面改善储渗条件、继承性古隆起控制油气富集和运移、优越的成藏组合有利于形成大中型气藏等特点;③基于盆地常规天然气地质条件,立足于“层”,运用成因法、统计法及特尔菲综合法,预测四川盆地常规天然气地质资源量为12.5×10¹²m³。结合剩余资源空间分布特征,指出了四川盆地未来的总体勘探方向是：层系上主攻灯影组、龙王庙组及中二叠统勘探领域;区块上发展川中、川东地区,挖潜川南地区,开拓川西、川北地区。     

一种新的非常规天然气藏类型——川中地区雷三2亚段蒸发潟湖源储一体碳酸盐岩气藏

川中地区雷三²亚段含有机质碳酸盐岩与膏盐岩互层沉积,已有钻井在含有机质碳酸盐岩中常见气侵显示,新钻井简阳1井、青探1井及充探1井获工业气流,展示出良好的勘探前景。为深化对川中地区雷三²亚段大面积连续分布、普遍含气的含有机质碳酸盐岩的认识,从沉积环境、生烃潜力、岩石孔隙类型等方面开展了系统研究。结果表明：①川中地区雷三²亚段蒸发潟湖相含有机质碳酸盐岩具有中等偏好的生烃能力,大面积连续分布,又是一套以微孔微缝为主的低孔低渗储层;②川中地区雷三²亚段含有机质灰岩顶板是厚5~80 m膏盐岩直接盖层,底板是厚层膏盐岩,形成大面积连续分布的非常规气藏。     

鄂尔多斯盆地神府地区致密气成藏条件及成藏规律

鄂尔多斯盆地东北缘神府地区处于晋西挠褶带北段,西侧已发现神木气田,南侧已发现临兴气田,神府地区由于煤系烃源岩热演化程度低(Ro<1.0%),生烃能力有限,勘探鲜有突破。通过分析神府地区致密气成藏条件,揭示了其南北部成藏差异性及天然气富集规律。研究结果表明：(1)研究区煤系烃源岩生烃能力有限,自西南部向东北部生烃强度变弱,强度介于(2～14)×10⁸m³/km²,天然气近距离运移,仅在本溪组、太原组和山西组发育气层,自下而上的气砂比降低、含气饱和度降低,水砂比升高;(2)三角洲分流河道、三角洲前缘水下分流河道和障壁砂坝是甜点型储层,物性好,容易富气形成高产致密气藏;(3)在北部层间断层输导下,天然气可运移至盒八段局部成藏,但充注能力不足,表现为差气层、气水层和水层的互层;(4)东部断裂带发育大型断层,断距大,天然气逸散,无法形成致密气藏,仅发育气水层、水层。在以上认识指导下,指出神府区块西南部、中西部是成藏富集区。2021年,在区块西南部探明天然气储量超过200×10⁸m³...     

鄂尔多斯盆地奥陶系海相碳酸盐岩天然气成藏主控因素及勘探进展

1989年,在鄂尔多斯盆地钻探的陕参1、榆3井获高产工业气流,发现了当时我国最大的海相碳酸盐岩气田--靖边气田,证实了该盆地下古生界海相碳酸盐岩沉积层系具有巨大的天然气勘探潜力。为了推进“西部大庆”的早日建成并为该气田下一步勘探工作提供技术支持,对该盆地海相碳酸盐岩天然气成藏主控因素及勘探技术思路进行了总结。通过对鄂尔多斯盆地下古生界奥陶系沉积特征、烃源岩条件、储层类型及天然气成藏组合的综合分析,认为该区奥陶系海相碳酸盐岩发育盆地中东部奥陶系风化壳、古隆起东侧白云岩、盆地西部岩溶缝洞体等3大勘探领域;近年开展的地质研究和勘探技术攻关,明确了上述3大勘探领域的成藏主控因素,形成了岩溶古地貌精细刻画与风化壳储层预测、白云岩储层地震预测及含气性检测、岩溶缝洞体识别及储层预测等先进的勘探配套技术,天然气勘探取得了新的进展：①靖边气田含气面积不断扩大,天然气储量规模增长近2倍,是中国石油长庆油田公司天然气增储上产的现实目标;②古隆起东侧白云岩发现多个含气富集区,天然气储量规模接近1 000×10⁸ m³,是现实接替领域;③在鄂尔多斯盆地西部岩溶缝洞体发现新苗头,是下一步天然气勘探的新领域。