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     

库车前陆冲断带天然气具有深埋水溶气的特点

有关库车前陆冲断带天然气的许多基本地球化学指标相互矛盾,而且晚期成藏的天然气充注率很高。通过深埋水溶作用、储层流体包裹体均一化温度、储层油气演化史和水溶气脱溶成藏地质条件等4个方面的分析,认为库车前陆冲断带天然气的异常特征和高充注率与深部水溶气幕式(快速)脱溶聚集有关,并认为这是中国西部前陆区油气在喜山前陆强烈形成期通过断裂运移调整形成大中型气田的成藏规律之一。     

水溶气脱溶成藏——四川盆地须家河组天然气大面积成藏的重要机理之一

近年来四川盆地上三叠统须家河组发现了大量岩性气藏及构造-岩性复合气藏,且普遍含水。通过开展流体性质与特征研究,发现了水溶气脱溶成藏的天然气组分变化依据与碳同位素特征变化依据：远离气源区的水溶气脱溶气藏甲烷含量高、干燥系数较大、异构烷烃与正构烷烃比值大、甲烷与乙烷碳同位素较重。水溶气脱溶成藏主要存在地层抬升减压降温脱溶成藏与水溶气顺层侧向运移减压脱溶成藏两种模式,川中地区具有水溶气脱溶成藏所需的有利条件,即丰富的水溶气资源、地层强烈抬升、流体减压降温及地层水矿化度局部浓缩等。水溶气的脱溶成藏是大川中地区大面积岩性气藏发育及天然气规模聚集的重要成藏机理之一,也是合川—安岳地区须一段烃源岩发育很差而须二段却能形成大规模天然气聚集的重要原因。图6参36     

川中地区须家河组水溶气形成及脱气成藏有利地质条件分析

针对川中地区须家河组煤系烃源岩生气强度比较低但仍形成了一系列大气田（藏）的事实,针对其成藏研究存在的问题,采用地球化学分析手段对川中地区须家河组天然气、地层水进行了详细的研究。结合地质背景,对川中地区须家河组水溶气形成地质条件进行了详细剖析。研究表明,川中地区须家河组地层水比较发育,多层煤系烃源岩与多套砂岩相互叠置,具备很好的水溶气形成条件。气藏中地层水为CaCl₂型,矿化度高,H、O同位素值远离大气降水线,天然气在独立的成藏系统中近距离成藏,说明地层水保存条件较好。喜马拉雅期的构造运动使川中地区大幅度抬升,上覆地层遭受剥蚀,地层水中溶解的天然气发生减压脱溶作用,释放出天然气可为已有的气藏补充额外的天然气,或在储集层高部位形成游离气藏。经过计算,须家河组整体抬升后,每立方米地层水大概可以释放出2.4m的甲烷。     

什股壕地区上古生界天然气运聚特征与成藏机理探讨

经过对大量天然气的组分特征、同位素特征及成藏条件的研究,认为什股壕地区下石盒子组确实存在天然气的长距离侧向运移事件,同时,也存在与该区域南部泊尔江海子断裂以南相似的气藏特征,应该是长距离侧向运移+原地运移的混合气藏。天然气成藏机理应该存在地层抬升减压降温脱溶成藏与水溶气顺层侧向运移减压脱溶成藏两种形式,水溶气的脱溶成藏是什股壕地区盒2+3段大面积岩性气藏发育及天然气规模聚集的重要成藏机理,也解释了什股壕地区下石盒子组盒1气藏普遍含水且气水关系复杂的现象,以及北部烃源岩发育差、盒2+3段却能形成大规模天然气聚集的重要原因。     

石油运移成藏有利区预测方法研究——以渤海湾盆地东营凹陷为例

通过对渤海湾盆地东营凹陷地质历史上主要石油地质演化阶段的地层孔隙流体压力场研究,以及东营凹陷勘探现状、沉积特征、东营剥蚀期和明化镇剥蚀期剥蚀卸载引起的砂岩回弹量和地层孔隙流体古压力场变化的关联性分析,提出了针对主要由砂岩和泥岩组成的含油气盆地预测石油运移聚集成藏有利区的2种较有效的方法:1)通过地质历史上盆地持续沉降成烃后的盆地整体上升剥蚀阶段的烃源岩区和储集岩区的压力场分化动态分析研究,预测石油运移的有利方向;2)通过地质历史上盆地持续沉降成烃后的盆地整体上升剥蚀阶段的砂岩回弹量的动态分析,同时结合地质历史上该阶段储盖层的配置研究预测石油聚集成藏有利区.      

川西坳陷须家河组天然气成藏模式探讨

川西坳陷须家河组可分为下部成藏组合和上部成藏组合。下部成藏组合主要有高压驱赶、低压吸拉天然气成藏模式;上部成藏组合主要有水溶气运移释放、浮力顺优势通道输导天然气成藏模式。早期古构造之上叠加晚期“断而未破”的裂缝系统是高压驱赶天然气成藏模式富集高产的主控因素;充足的天然气源、开启的断裂、挤压构造的虚脱及地层剥蚀减压是低压吸拉天然气成藏模式成藏的关键;构造高点曾不断迁移变化、晚期抬升、储层物性较好的低幅度构造+岩性复合圈闭是水溶气运移释放天然气成藏模式的决定因素;优势运移通道上存在的有效圈闭是浮力顺优势通道输导天然气成藏模式成藏的关键。     

中国中西部前陆冲断带构造特征与天然气富集规律

中国中西部地区的15个前陆冲断带是中国重要的天然气富集区。中国中西部前陆冲断带有统一的大地构造背景；①中生代发球特提斯北缘盆地群，统一的大地构造位置与古气候带控制下发育的沉积的盆地形成区域性的中、新生界富气生储盖组合；属于“中亚煤成气聚集域”的东段，地质条件对形成大型天然气田非常有利。②新生代属于巨型的环青藏高原盆山体系，由于印-欧碰撞，青藏高原隆升并持续向北推挤，形成巨型的环青藏高原盆山体系，中国中西部前陆冲断带就形成于盆山结合部，冲断活动主要受近代于喜马拉雅运动期印度板块与青藏高原的活动，冲断活动则控制了前陆冲断带结构圈闭的形成与天然气成藏过程。图7表1参28[编者按]     

孤北低潜山煤成气疏导体系

针对济阳坳陷沾化凹陷中部孤北地区煤成气源岩与储集层在空间上分离的实际，提出了缝隙（断裂、裂缝）是该地区煤成气由气源岩向砂岩储层运移的重要途径，地层水是煤成气运移重要媒介的认识；通过对源岩有机地化分析﹑储层及盖层的物性分析﹑圈闭形成时间等成藏地质背景的研究,认为孤北低潜山气藏属于晚古生代自生自储型煤成气藏，具有较好的生﹑储﹑盖等地质条件，其源岩层与储层之间存在厚度在200 m以上的隔层;经分析岩心观察结果及裂缝发育特征,认为垂向和斜向裂缝是煤成气疏导的重要通道,并进行了天然气在缝隙输导体中的运移模拟实验,获得了天然气排驱地层水而最终聚集成藏的认识。     

川中地区上三叠统天然气地球化学特征及成藏过程探讨

川中地区上三叠统是一套自生自储的天然气成藏系统，天然气中甲烷含量为88%～96％，重烃（C2＋）含量一般在6％～9％之间，二氧化碳和硫化氢等非烃气体含量普遍较低；天然气干燥系数（C1／C2＋）为5～15，并且随深度增加而呈现升高的趋势；天然气和凝析油轻烃中的甲基环己烷、庚烷和异庚烷值变化表明天然气主要来源于腐殖型母质；天然气甲烷和乙烷碳同位素分别为-39．00‰～-41．00‰和-25．00‰～-27．00‰，具有典型煤成气特征。川中地区上三叠统烃源岩在燕山期持续沉降埋藏过程中，达到高成熟早期阶段；在喜山期，该地区大约2500m地层的剥蚀，使地层温度和压力大幅度降低，故储层中早期低成熟残余天然气的卸压膨胀作用和水溶气的脱溶作用为晚期天然气聚集成藏提供了重要的气源，同时也使气藏中甲烷碳同位素变轻。     

米仓山前缘隐伏构造带构造演化与长兴-飞仙关组油气成藏的关系

四川盆地东北部米仓山前缘隐伏构造带油气勘探潜力巨大,但由于构造变形强烈,油气成藏过程复杂,该区的勘探程度一直较低。为此,从构造演化与油气成藏关系入手,分别探讨了峨眉地裂运动、米仓山形成演化与该区上二叠统长兴组-下三叠统飞仙关组油气成藏的关系。分析认为,峨眉地裂运动控制了开江-梁平陆棚的形成,陆棚的形成演化为长兴-飞仙关组油气成藏提供了物质基础和储集空间。运用低温年代学证据,确定米仓山大规模隆升发生在燕山晚期和喜马拉雅期,燕山晚期米仓山开始强烈隆升,基底断裂发生拆离,地层褶皱挠曲变形,且呈前展式向南递进形变;喜马拉雅期再次隆升向南挤压,应力进一步向南传递,低缓部位褶皱变形。进而研究了米仓山形成对其周缘油气成藏具有的明显的控制作用,并将其划分为3个阶段,即古油藏成藏阶段（印支晚期-燕山期早期）、古气藏成藏阶段（燕山中期）和油气藏改造调整阶段（燕山晚期-喜马拉雅期）。最后,指出现今规模气藏主要分布在该区滑脱褶皱带内台缘礁滩储层发育区。     

四川盆地晚白垩世以来的构造隆升作用与天然气成藏

四川盆地及其周缘地区在喜马拉雅期发生了强烈的隆升运动。除川西坳陷外四川盆地内部自晚白垩世后一直处于隆升阶段,但各地区有差异,主要的隆升期是新近纪（隆升速率超过100 m/Ma,隆升幅度超过4 200 m）,隆升的阶段性明显, 可分成3个阶段：第1阶段（晚白垩世-古近纪）,为差异隆升阶段,大部分地区处于隆升状态,但隆升的速率有差异; 第2阶段为整体隆升阶段,全盆地都处于隆升状态,整体隆升幅度大,速率一般大于40 m/Ma,隆升幅度超过1 000 m;第3阶段为快速隆升阶段,全盆地的隆升速率除川西坳陷外均大于100 m/Ma,隆升幅度超过1 500m。四川盆地周缘造山带自晚燕山期以来均是隆升状态,亦可分为3个阶段：第1阶段（120~65 Ma）,隆升速率15~93 m/Ma,隆升幅度一般在1 000 m左右;第2阶段(65~25 Ma),隆升较慢,速率一般在5~47m/Ma,隆升幅度为250~1 800 m;第3阶段（25 Ma至今）, 隆升速率高,为60~300 m/Ma,隆升幅度从1 300 m到大于 3 000 m。喜马拉雅期隆升作用一方面控制了现今构造的形成,另一方面引起能量场调整(压力和温度效应),促使地层势能的转换和油气的再运聚,对于油气最终运聚成藏起了重要的作用。 四川盆地无论中下组合碳酸盐岩气藏还是上组合碎屑岩气藏的形成都与喜马拉雅期隆升作用息息相关, 大型天然气藏具有晚期定型、快速成藏、大量集中聚集的特征,即速度快、规模大、分布集中的天然气爆发式成藏。     

桂中坳陷上古生界页岩气保存条件

桂中坳陷上古生界中、下泥盆统以及下石炭统页岩具有良好的生烃及储集条件,但受多期构造运动改造,页岩气保存条件复杂。从宏观和微观分析入手,对该区上古生界页岩气保存条件进行综合评价,预测其勘探潜力及有利勘探区。在野外地质调查的基础上,结合钻井资料、镜质体反射率、粘土矿物X-射线衍射、泥页岩物性分析数据以及构造演化史和埋藏史-热史恢复,从盖层封闭性、断裂和抬升剥蚀作用影响等方面评价了桂中坳陷上古生界页岩气保存条件。结果表明：桂中坳陷中泥盆统泥页岩沉积厚度大（暗色泥页岩厚250~650 m）、分布连续且韧性和微观封闭性较好,可作为页岩气直接和区域盖层;下石炭统虽然分布局限,但韧性和封闭性好,可作为局部盖层;燕山期为研究区主要变形期,大量叠瓦状逆冲断裂和高角度逆冲断层在此时发育,对现今残存的页岩气藏分布格局起着决定性影响,坳陷中、西部遭受的构造改造相对较弱;强烈的剥蚀作用破坏了页岩气的保存,但坳陷中、西部地区剥蚀程度较小。总之,桂中坳陷中、西部的柳江低凸起内天山背斜及西部、马山断凸中部和红渡浅凹中部一带页岩盖层分布稳定且韧性和封闭性较好、遭受的构造破坏较弱、剥蚀厚度较小,为页岩气有利勘探区。     

页岩气成藏过程的阶段划分——以四川盆地宁西地区五峰组—龙马溪组页岩气成藏过程为例

四川盆地及其周缘地区普遍经历了多旋回构造演化过程,目前对于该区目标层系中页岩气多期活动和富集成藏规律与区域深埋藏—强隆升剥蚀作用过程具有何种相关性的研究相对薄弱。为此,以该盆地南部长宁页岩气区块西部（以下简称宁西地区）典型井为剖析对象,基于低温热年代学、流体包裹体和盆地热史模拟等综合研究,以上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组生烃动力学及其压力体系变化特征为载体,研究该区五峰组—龙马溪组新生代隆升与页岩气富集与破坏的耦合特征。研究结果表明：①该区磷灰石样品裂变径迹年龄为距今20~40 Ma、（U—Th）/He年龄为距今10~20 Ma,新生代地表剥蚀量为2 000 m;②五峰组—龙马溪组埋深沉降热史可划分为早志留世—晚三叠世低—中等成熟度、早—中侏罗世高成熟度和晚侏罗世—白垩纪过成熟度3个热演化阶段;③五峰组—龙马溪组方解石包裹体的流体均一温度呈双峰值特征、分别介于120~140 ℃和160~180 ℃,晚期流体盐度变化剧烈表明受到深部、浅表流体混染作用,保存条件被破坏;④五峰组—龙马溪组页岩生烃期长时间具有超压特征,晚侏罗世—白垩纪持续深埋藏使其生气速率达到高峰、形成异常高压,但新生代快速抬升剥蚀作用导致超压系统被破坏、现今为常压体系。结论认为,宁西地区五峰组—龙马溪组页岩气成藏过程具有明显的早期高压富集、深埋藏超高压保持、晚期构造隆升调整/破坏的多阶段特征。     

四川盆地加里东古隆起构造演化与油气聚集的关系

加里东古隆起是四川盆地中西部震旦系及下古生界重要的含气领域,近年来在该区连续取得了天然气勘探突破。为厘清该古隆起构造演化与油气聚集的关系,基于前人的研究成果,开展了新一轮的研究工作。结果表明:①该古隆起自发育以来,经历了震旦纪晚期的整体掀斜与雏形发育、寒武纪—奥陶纪的同沉积隆升、志留纪的联合隆升、泥盆纪—石炭纪的长期隆升剥蚀、二叠纪的整体沉降沉积与区域盖层形成、三叠纪—侏罗纪的古隆起东段高点南迁、白垩纪—新近纪的古隆起西段强烈变形等7个主要演化阶段;②震旦系—下古生界的油气聚集,经历了志留纪—三叠纪古油藏形成、侏罗纪—渐新世古气藏发育与中新世以来的气藏差异演化等3个主要时期;③震旦系—下古生界古油藏和古气藏主要发育于乐山—资阳—高石梯—龙女寺一带及其以北地区,尤其是喜马拉雅晚期以来,古隆起西段构造运动强烈,而古隆起东段构造运动相对稳定,更有利于天然气的聚集与保存。结论认为,高石梯—磨溪—龙女寺构造带及其北翼,不仅是下古生界构造圈闭型气藏最有利的发育区,而且也是寒武系与奥陶系顶部岩溶型岩性圈闭气藏最有利的发育区;后者将成为该区重要的油气勘探对象。     

新疆北部油气晚期成藏特征与分布规律

油气晚期成藏是大油气区形成的重要特征.综合前人认识与最新地质、地球化学数据,以新生代青藏高原隆升远程应力为重要成藏影响因素,对新疆北部地区的油气晚期成藏特征与分布规律进行了研究,以丰富和发展这一石油地质学研究前沿.结果表明,青藏高原隆升对新疆北部地区的油气晚期成藏很有可能产生了远程效应,包括成烃演化、原生-次生油藏调整...     

北美典型克拉通盆地页岩气成藏特征、模式及启示

北美含页岩气克拉通盆地主要以密执安盆地、伊利诺斯盆地和德拉华盆地为代表。对上述盆地的岩性特征、有机质类型、生气方式、埋深、热成熟度、吸附气含量、裂缝对页岩气成藏的作用进行了探讨,梳理了北美克拉通盆地页岩气的两种成藏模式,分别以密执安盆地Antrim页岩气成藏模式(A型模式)和德拉华盆地Barnett页岩气成藏模式(B型模式)为代表。A型模式主要特征为:从盆地周缘较浅至较深部位赋存着具有生物成因和热成因的"二元"成因结构的天然气,依次从生物气过渡到混合气,最后为热成因气。B型模式主要特征为:页岩气生气方式为热成因天然气"原地"生成聚集,在不同成熟度的区域,产出不同热成因类型的天然气。结合我国克拉通盆地油气地质特征认为,德拉华盆地Barnett页岩气成藏模式(B型模式)对我国页岩气勘探更有意义,密执安盆地Antrim页岩气成藏模式(A型模式)对我国页岩气勘探的意义不能忽视。     

中扬子宜昌地区沉积—构造演化与寒武系页岩气富集规律

鄂西宜昌斜坡是四川盆地外寒武系页岩气勘探新区,与盆内勘探不同,宜昌斜坡发育于黄陵隆起之上,页岩气富集地质条件研究薄弱。利用最新的地震、钻探和测试资料,分析认为研究区沉积、构造演化具有特殊性,先后经历了印支期隆起雏形、燕山期快速抬升剥蚀、喜马拉雅期充填改造3个关键沉积—构造阶段。宜昌地区相对稳定的构造条件,对页岩气富集成藏有4个方面的影响：①桐湾运动末期形成早寒武世隆、凹相间的古地理格局直接影响宜昌地区寒武系水井沱组富有机质页岩的展布,对页岩气的形成分布有重要的源控作用,水井沱组页岩含气量与 TOC 含量具有较好正相关性,指示有机质丰度是影响页岩气富集的关键因素。②印支期开始隆升、燕山期迅速隆升的黄陵岩体控制宜昌斜坡区构造沉降,使下古生界页岩层埋藏深度适中、抬升早、有机质热成熟度相对低,在中、下扬子区下古生界页岩过成熟演化背景下尤为特殊。适宜的热演化条件下,水井沱组页岩有机质纳米孔发育,构成页岩气重要储集空间。③受黄陵隆起的砥柱作用,宜昌斜坡在南方中、新生代多期次强烈构造活动中免遭构造破坏和强改造,表现为隆升剥蚀为主、局限断裂活动为辅、整体构造变形弱的特点,构造保存条件较临区优越,加之页岩渗透性极低,使宜昌单斜构造上水井沱组页岩气仍有效保存,是当前该区勘探的主体。④寒武系页岩裂缝发育,早期构造作用形成的高角度裂缝、晚期由于重力顺层滑脱作用形成的低角度剪切缝,共同构成页岩气运移、储集的重要空间。宜昌地区页岩气的勘探突破表明,古隆起、古斜坡等稳定古构造周缘是中下扬子区古生界页岩气勘探的潜在有利区。     

湘中坳陷涟源凹陷湘页1井大隆组页岩气地质特征

为评价湘中坳陷涟源凹陷二叠系大隆组页岩气成藏地质条件,部署实施了该区首口以大隆组为目的层的页岩气参数井——湘页1井.充分利用湘页1井钻井、岩心、测井及分析测试资料,开展大隆组岩石矿物组成特征、沉积特征、有机地球化学特征、储集物性特征、含气性等地质条件分析.研究结果表明:湘页1井大隆组页岩形成于缺氧的较深水台盆相沉积环境...     

中国石油“十三五”油气勘探重大成果与“十四五”发展战略

“十三五”期间,中国石油天然气股份有限公司(简称中国石油)油气勘探工作在地质理论和技术创新、油气勘探突破发现和增储等方面取得众多成果。文章在梳理总结“十三五”期间油气勘探成果、理论技术进展的基础上,提出了“十四五”油气勘探发展思路与战略。“十三五”以来,中国石油坚持创新和资源战略,突出高效勘探,加大新区新领域风险勘探,加强重点盆地、重点领域集中勘探,强化基础研究、整体研究和领域目标研究;创新和完善了凹陷区砾岩成藏、浅水三角洲大面积岩性成藏、深层海相碳酸盐岩“三古”控藏、走滑断裂“断溶体”控藏、前陆冲断带深层成藏、页岩油“四要素”成藏富集、页岩气“三控”成藏富集、深层火山岩“三元”控藏等地质理论与认识;攻关形成了“双高”和“双复杂”三维地震采集处理解释、深层—超深层钻完井、深层测试、长水平井压裂技术等为代表的勘探(评价)技术。在四川、塔里木、准噶尔、鄂尔多斯、松辽、渤海湾等大盆地岩性—地层、海相碳酸盐岩、前陆冲断带、页岩油气、成熟探区、火山岩领域取得了34项重大勘探成果,油气储量实现历史性长期高位增长,为石油产量稳中上升、天然气产量快速增长奠定了资源基础。“十四五”期间,中国石油将科学谋划油气勘探的战略方向和战略重点,推动六大盆地和五大领域常规油气持续规模增储及非常规资源快速发展,加快落实油气规模增储大场面,积极准备战略接替区和重大接替领域,夯实高质量发展资源基础。