渤海湾盆地生物气成因类型与成藏条件

近年来在渤海湾盆地发现了多种成因、零星分布的生物气藏,由于地质条件的复杂性,生物气的成因类型不清、成藏条件不明。为查清生物气的成因类型,分析了生物气的地球化学特征,再结合成藏地质背景,将渤海湾盆地生物气划分为来自烃源岩的生物气和原油降解生物气,前者又包括原生生物气和后生生物气,后者划分为原油厌氧降解生物气和喜氧降解生物气,不同成因的生物气常与热成因气混合成藏。基于上述认识,分析了渤海湾盆地生物气成藏的气源条件、储盖条件、圈闭条件和保存条件,认为渤海湾盆地生物气气源充足、储集空间发育且具有合适的圈闭,盖层封堵能力、东营运动后断层活动性和封闭性成为制约渤海湾盆地生物气成藏的关键。     

川西坳陷天然气地球化学及成藏特征

川西坳陷广泛发育上三叠统煤系烃源岩,为煤成气成藏提供了充足的气源。天然气以低含非烃气为特征,不同气藏天然气干燥系数差别明显,组分运移分馏现象明显。天然气成因类型主要是煤成气,只有中坝气田雷口坡组气藏为油型气,并含有少量H2S气体。川西坳陷经历了多期成藏,但主要成藏期发生在燕山期,后经过喜马拉雅期的逆冲断裂作用,浅层储集层被改造,形成次生气藏。气藏分布明显受古隆起控制,并且在构造强活动带发育浅层次生气藏,隐伏断裂在次生气藏形成过程中起重要作用。天然气主要分布在中、上组合,受储集条件控制,气藏形态主要呈透镜体。图6表1参19     

中国生物气-低熟气藏形成条件与潜力分析

根据文献资料统计分析，生物气-低熟气资源约占世界天然气资源的14．5％。生物气一低熟气气藏的形成与分布的特点为：①气藏分布符合“源控论”，气藏距气源岩较近。②有机质以腐殖型为主并保存良好，时代新、沉降幅度较大并具还原水介质条件的沉积盆地有利于生物气形成，气候寒冷、水介质微成对有机质保存有利。③盆地内构造活动相对平静、盖层稳定发育、不整合面少的区块有利于形成生物气一低熟气气藏。④气藏有多种圈闭类型，以古隆起或同沉积构造最为有利。⑤三角洲滨海相、滨浅湖（海）相沉积生储盖层组合优越，有利于形成生物气一低熟气气藏。对比中国及世界的地质条件，推测中国的生物气一低熟气资源量约为6万亿m^2，是具重要价值的找气新领域。根据中国4个生物气低熟气气田的勘探实例，认为中国的中、新生代陆相沉积盆地生成生物气低熟气资源潜力巨大，应加强相应的研究和勘探工作。图2表2参13     

松辽盆地滨北地区生物气资源量预测

松辽盆地滨北大部分地区中浅层的烃源岩有机质成熟度较低，常规油气资源将相当有限，生物气是通过微生物食物链反应而成气，在埋藏很浅的时候就开始形成生物气，因此成熟度较低恰好是适合生物气的生成条件。文章对源岩的发育、分布、埋深、地层温度、母质输入类型、稳定碳同位素组成等特征进行分析后认为，滨北地区有形成生物气的良好条件，应用同柴达木盆地和莺琼盆地进行类比的方法，确定生化甲烷产气率和生物气聚集系数，通过对滨北地区生物气资源量的计算，认为滨北地区不仅具有生物气的生成条件，而且具有一定的资源潜力。     

高—过成熟气源岩评价的若干问题

对于一次连续生烃的烃源岩．无论是碳酸盐岩还是泥岩，气源岩还是油源岩，其有机碳含量的下限值均为0．5％，但该下限值不适用于多旋回残留盆地烃源岩的二次生烃评价。根据热模拟生烃实验，建立了不同成熟阶段烃源岩二次生烃有机碳丰度下限值的计算方法。应用天然气生聚散动态平衡原理探索识别气源岩的方法，在气源岩R0值大于2．5％的地区，古油藏中的沥青和原油裂解成为气源，古油藏分布决定晚期次生气藏分布。一般情况下，水溶气藏和天然气藏的形成和破坏是同步的，水溶气要成为晚期次生气藏的有效气源，其前期的保存条件很重要。表7参18     

中国南方五省区陆相中小盆地石油地质特征分析

中国南方5省区(琼、粤、滇、黔、桂)共发育晚白垩世-新生代陆相中小盆地63个,依据成盆背景可划分为6大盆地带、2种成盆环境,结合沉积充填过程归纳为4种沉积充填模式.东、中部盆地烃源岩发育时代早(以古近系为主)、厚度大(400～1000m、100～900m)、以湖相泥岩为主;西部复合与叠合盆地烃源岩发育时代晚(以新近系为主)、厚度偏薄(125～700 m)、以碳质泥岩及煤层为主;有机质丰度总体较高,但类型复杂,表现为"东好西差";烃源岩热演化程度总体呈现"东高西低"格局,东、中部盆地有机质处于未熟-低熟阶段,勘探应以未熟生物气-低熟油为主;西部处于未熟阶段,勘探应以未熟生物气为主.5省区盆地因沉积岩体系发育,砂岩储层物性总体较好,一般具有中-高孔、中-高渗的特征;同时,由于多数盆地在萎缩阶段充填有区域性展布的浅湖-湖沼相泥质岩,区域盖层相对发育,盆地储盖条件总体较好.据已有资料统计分析,5省区陆相中小盆地油气藏类型总体可归纳为构造、岩性、地层与复合4大类型.其中,东部盆地以构造类油气藏为主,西部盆地以岩性油气藏为主,中部盆地以复合型油气藏为主.      

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我国西南边陲滇黔桂地区的一批小型走滑拉分裂陷盆地普遍发育生物气藏。在各盆地的深洼及其周围地区，烃源岩富含草本有机质，厚度大，埋深400～1200 m，地温30～60 ℃，孔喉10～140 μm，水介质pH值6.8～8，SO₄2-及NO₃-离子浓度很低，十分有利于甲烷菌的大规模繁殖，加之该区带具多套生储盖组合，发育大量构造、构造—岩性、岩性圈闭，断层密度低，具有良好的生物气成藏条件。而在盆缘地区，烃源岩及盖层不发育，砂岩过于发育，断层密度高，富含SO₄2-、NO₃-水体十分活跃，封盖条件差，不利于生物气藏的形成。因此，生物气藏主要分布于深洼及其紧邻的过渡区带，气藏埋深介于400～1200 m。     

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廊固凹陷是一个晚期构造运动强烈,具有残留盆地性质的新生代沉积盆地,多年勘探证实,浅层天然气（生物气,埋藏深度小于2000m)资源丰富,且发现了具一定规律的天然气藏,由于沙河阶组（Es)气源岩沉积以后发生了强烈的构造运动,使成岩早期形成的生物气难以保证下来,文章在对国内,外煤层气型生物气的地化分析数据和形成的地质条件分析的基础上,与廊固凹陷地质条件和油气分布状况相对比,结合微生物模拟实验数据,提出廊固凹陷的浅层天然气类型为生物改造气和后期式生物气,并初步阐明了其形成机制,特别是后期式生物成因气形成机制,对具有类似地质条件地区的天然气勘探,具有一定参考价值。     

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浅层复合(混合)天然气藏广泛存在于含油气盆地中，有效鉴别浅层复合(混合)天然气藏中天然气的成因可为浅层气勘探提供有价值的信息。我国含油气盆地浅层天然气组分及碳同位素组成分布特征表明，浅层天然气在总体上显示相对较高的甲烷含量和相对较低的甲、乙、丙烷碳同位素比值。浅层复合(混合)气藏中天然气的来源决定了气藏不同的复合(混合)类型，如以生物气为主与低温热成因气的复合，以低温热成因气(生物-热催化过渡带气)为主与成熟/高成熟热成因气的复合，以及低熟油伴生气与微生物降解气的复合。浅层复合(混合)气无论是甲烷碳同位素分布特征还是组分组成特征大部分都与生物气与热成因气的混合气相似，但从重烃组分含量，乙、丙烷碳同位素比值及其差值的不同，可以判断浅层复合(混合)气藏中天然气各组分的主要来源。     

二连盆地阿南凹陷浅层低熟油气勘探潜力

基于沉积环境、烃源岩分布、浅层断裂构造等条件,初步探讨了阿南凹陷浅层低熟油气的勘探潜力,认为下白垩统腾格尔组一段上部和腾格尔组二段发育厚层低熟烃源岩,具备一定的生烃潜力;浅层断裂带可构成烃类垂向运移的优势通道;浅层大型背斜是形成规模油气聚集的有利场所。建议开展针对浅层腾格尔组二段油气目的层系的勘探研究。     

琼东南盆地宝岛北坡浅层天然气成因与成藏机制

根据琼东南盆地宝岛北坡天然气地球化学特征和来源,研究宝岛13区浅层气田运聚期次和成藏时间,建立天然气运移成藏模式。依据宝岛13区浅层天然气组成和δ13C1、δ13C2特征,并与同一构造带南部下倾方向宝岛19-2构造高成熟天然气特征比较,认为宝岛13区浅层天然气可能是以生物气/低熟气为主含有部分成熟气的混合气。结合共生的凝析油标志物特征和包裹体信息,推测生物气/低熟气源于附近未熟—低熟的中新统—渐新统烃源岩,低熟气充注时间约为距今3 Ma;来自宝岛凹陷成熟度较高烃类气晚期注入,2号断裂为天然气向上运移提供良好通道,而后经中新统梅山组—三亚组砂岩输导体向北侧向运移到宝岛13区圈闭与近源聚集的天然气混合成藏。由此预测松东—宝岛北部斜坡应是琼东南盆地东部浅水区下步拓展天然气勘探的现实领域。     

中国古生界海相碳酸盐岩油气藏的形成与分布

中国古生界多套海相烃源岩的叠合分布和中—新生界陆相地层的进一步覆盖,导致古生界油气藏的形成具有多源、多期性,烃源岩主要分布在克拉通盆地和克拉通内裂谷盆地。碳酸盐岩是主要的储集层,泥质岩是主要的区域和局部盖层。构造—热事件作用使得除塔里木盆地以外的盆地烃类相态以干气为主,包括干酪根裂解气和原油裂解气。根据储集层特征,将碳酸盐岩油气藏划分为4类:碳酸盐岩滩油气藏、不整合岩溶油气藏、生物礁油气藏和成岩油气藏。其中碳酸盐岩岩溶油气藏和高能环境下发育的滩相油气藏是最为重要的油气藏类型。断裂、不整合和古隆起控制着油气的空间分布,油气具有跨时代分布的特点。      

滇黔桂地区新生代盆地生物气成藏分区性

在印度板块与欧亚板块的"陆陆"碰撞拼贴构造作用下,滇黔桂地区在喜山Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ幕,分别于桂、滇西和滇东—黔南地区,顺大型走滑断裂带形成了一大批始新世—渐新世、中新世和上新世第三期的小型山间走滑拉分盆地.3个地区发育的3期盆地具有不同的构造和沉积演化特征,使各地区盆地具有不同的生物气成藏条件,生物气藏主要分布于桂西和滇东—黔南地区的始新世—渐新世和上新世盆地中.在各盆地中,受沉降速度、沉积相带、烃源岩埋深、断层发育密度、圈闭类型和地层剥蚀程度等控制,各区带的生物气成藏条件也存在明显区别,生物气藏分布在各盆地的深凹及其相邻区带.      

松辽盆地下白垩统沉火山碎屑岩优质储层特征和形成机理

松辽盆地王府断陷沉火山碎屑岩中发现了高丰度气藏,但对该类优质储层分布规律和形成机制的认识还不清楚。以王府断陷CS6井区沙河子组为例,利用铸体薄片、压氦法、压汞法和核磁共振方法研究了储集空间类型、储层物性、孔喉和孔隙直径,探讨了优质储层的形成机理和主控因素。研究结果表明优质储层岩性为沉集块岩和沉角砾岩,为向上变粗的序列。进一步识别出3类7种储集空间类型,其中具有丰富原生孔隙的岩屑内气孔是沉火山碎屑岩优质储层独有特征,为大孔隙-小喉道型储层;沉集块岩孔渗稍高于沉角砾岩、二者均明显高于沙河子组沉积岩,其孔隙度与埋深关系密切。沉火山碎屑岩储层形成机理为母岩挥发分逸出、颗粒支撑、溶蚀和构造改造作用,其中前两者为主控因素。研究区优质储层主要分布在沉火山碎屑岩扇体平面位置的中部,其中颗粒支撑、颗粒粗、岩屑内气孔碎屑含量高和埋深小于3000 m的沉火山碎屑岩最为有利。     

渤中凹陷天然气烷烃碳同位素异常的成因探讨

渤中凹陷天然气为有机成因气，但部分气藏烷烃碳同位素出现异常。通过对碳同位素异常的分析认为：QHD30—1N-1井馆陶组天然气甲烷碳同位素偏负的原因可能是深部高成熟气运移至浅层与低熟气混合和／或天然气的运移、扩散效应造成；而CFD18—1—1井、BZ26—2—1井及BZ22—2—1ST井天然气烷烃系列碳同位素局部倒转的原因则分别是由“既不同型又不同源”气、“同源不同型”气和“同型不同源”气的混合所造成。     

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通过对第四系浅层生物气分布、生储盖特征、气田地质条件和经济效益的分析，简要论述了中国东南沿海、长江中下游地区第四系浅层天然气勘探开发前景。中国东南沿海、长江中下游地区第四系浅层天然气广泛分布于沿海、沿江的第四系平原中，包括湖泊相、河流相及海陆交互相沉积平原，浅层天然气赋存层位为全新统—上更新统，埋藏较浅，一般小于６０ｍ，局部地区深度大于１００ｍ。气源岩为全新统中下段的湖沼、河流及海陆交互相粘土、淤泥质粘土，储层为全新统中段的滨海相贝壳、粉细砂层和全新统下段河流相、河口湾相粉、中细砂层（疏松未成岩），盖层为全新统中段未固结滨浅海相、海湾相、泛滥相粘土、淤泥质粘土。浅层生物气具有较好的生物气成藏地质条件（生储盖组合、古地理分布、中酸性厌氧生化条件、岩性圈闭），特别是古河道（潮道）、古海岸发育，分布形成较有利的生物气富集环境，是现今天然气田（藏）主要分布区。第四系浅层生物气有一定资源潜力，已于浙东地区发现了一批有工业价值的浅气田和零星气井，并且勘探开发投入少、见效快，经济效益明显，具较有利的勘探前景，是一种值得重视的新的能源领域。     

东濮凹陷天然气成藏及富集规律

东濮凹陷是中国少有的几个既富含油又富含气的盆地(凹陷)之一。由于发育古生界和新生界两套烃源岩,今埋深大、热演化程度高;经历了复杂的埋藏史、热史和生烃史;发育以盐岩为代表的好的盖层;有多种类型砂体,具备良好的储集条件;圈闭类型多、圈闭形成与生烃时间配置好;部分地区发育异常高压;以及“两洼一隆一斜坡”的构造格局有利于天然气的运移聚集。发育煤成气、凝析气和混合气3种气藏类型。区内天然气资源丰富。煤成气藏主要聚集于中央隆起带顶部,凝析气藏主要富集在环洼地区,混合气藏分布于煤成气藏和凝析气藏之间。     

松辽盆地北部生物降解成因气及其成藏特征

松辽盆地具有与北美盛产生物气的白垩纪诸盆地最为接近的地质条件,无论维度上还是源岩质量均可以进行类比。目前,松辽盆地已探明17个具生物气特征的气藏:干燥系数大(C₁/ΣC₁₊大于0.95);甲烷稳定碳同位素较轻(δ¹³C₁分布在-60‰~-50‰)。因此,对这个地区的生物气潜力一直给与了极大的期望,这些气藏的赋存条件研究也成了找寻该区生物气聚集的主要立足点。然而综合分析认为,该区目前探明的"生物气藏"以次生型生物改造气藏为主,是热成因油气遭受生物降解产生的次生生物气与残留热成因甲烷混合而成。主要证据如下:①生物降解导致异构烷烃含量增加、丙烷含量明显减少;②湿气组分的稳定碳同位素特征具有生物降解痕迹;③天然气中氮气含量越高,反映生物活动有关的特征越明显;④生物气藏伴生液态烃均发生过明显的生物降解作用。微生物降解程度、保存条件以及后期热成因天然气有否补充是造成生物降解气特征复杂的重要原因。而目前尚未探明原生型生物气的赋存,主要原因是松辽盆地自晚白垩纪-古近纪以来长期处于抬升降温状态,不利于原生生物气的持续形成,更加不利于构造部位原生生物气的保存;只有在稳定性相对较好的区块发育的岩性圈闭中,才可能有原生生物气藏的赋存。最后,总结了次生生物气藏的判别方法和标志,以为同类地区浅层生物气勘探提供参考。     

台西盆地烃源岩特征及天然气成藏条件

台西盆地是中国东南海域新生代陆缘扩张形成的一系列北东向裂陷-坳陷盆地之一。该盆地主要发育3套烃源岩：①渐新统-中新统海相泥岩和海陆过渡相含煤岩系；②古新统-始新统浅海-半深海相碎屑岩；③白垩系海相泥岩和海陆交互相含煤层系。其烃源岩指标分析显示为好的生气源岩，并达到生气门限。这些烃源岩与上覆储、盖层形成有利生储盖组合，为天然气成藏提供了良好条件。在整体分析基础上，重点对该盆地西部海域的南日坳陷和澎湖坳陷进行了研究，认为白垩系和古新统-始新统烃源岩为其主要烃源岩，埋深接近2800 m时进入大量生气阶段。通过对烃源岩成烃作用和含气系统的分析认为，以上2个坳陷具备天然气成藏的良好时空配置，是台西盆地天然气勘探的重要前景区。进一步推测分析认为，南日坳陷构造深部位可能具备根缘气成藏的有利条件。     

柴达木盆地东部涩北一号叠置气藏的两种成藏模式

柴达木盆地东部涩北一号气田由7个纵向叠置的气藏组成,各气藏中生物气的富集程度相差悬殊。为了查明生物气富集的控制因素,首先以单储系数、储量丰度和试气产量为依据,将7个气藏划分为高富集与低富集两类;然后对两类气藏的成藏条件进行了对比分析。研究认为,埋深大于950 m的第四-第七气藏为高富集气藏,这些气藏处于最大生气带,能同时接受本区及中央凹陷生物气的供给,加上其储盖组合、圈闭及后期保存条件优越,有利于生物气富集成藏;浅部的第一-第三气藏为低富集气藏,它们埋藏所处层段还未达到生气高峰,主要由下部气藏扩散散失生物气充注成藏,且保存条件较差,生物气难以富集。在成藏条件分析的基础上,将高、低富集气藏的形成分别归结为气源充注和扩散充注成藏模式。