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     

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。     

水溶气的类型特征及成藏的主控因素探讨

水溶气是一种重要的天然气资源。根据其赋存状态可以分为游离相和水溶相2种气藏类型。与常规天然气相比,水溶气的组分具有甲烷含量高、干燥系数大的特点,水溶气中含有一定量的CO2和N2等非烃气体。水溶气的同位素特征表现在与早期的气源相比,地层水中的水溶气甲烷碳同位素相对较轻,且脱溶形成的游离气的同位素又比水溶相天然气的轻。水溶气溶解度主要受温度、压力、水矿化度的控制。充足的气源和丰富的地层水资源是水溶气富集的基础,异常地层压力与构造抬升是水溶气脱溶成藏的重要条件。川中须家河组地层具有生气强度大、地层压力高、含水饱和度大以及晚期构造抬升强度大的特点,其水溶气资源非常丰富。     

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。     

天然气运移有机-无机地球化学示踪指标——以四川盆地川西坳陷侏罗系气藏为例

以四川盆地川西坳陷侏罗系气藏作为研究实例,通过分析天然气组分和碳同位素组成特征,结合地层水化学特征、储集层中自生矿物碳、氧同位素组成以及流体包裹体特征,提出了C_1/C_2值、N_2含量、芳烃/烷烃值、甲烷碳同位素组成、地层水矿化度及水化学特征参数、储集层中自生方解石碳氧同位素组成、含烃盐水包裹体均一温度及盐度等指示天然气运移相态、运移方向和运移路径的有机-无机地球化学示踪指标,并对天然气的运移过程及机制进行了探讨。研究表明,川西坳陷中侏罗统天然气以水溶相运移为主,随着运移脱溶过程的进行表现出苯/烷烃值增大、甲烷碳同位素组成变重的趋势,同时具有气藏伴生地层水矿化度较低、含气砂岩中自生方解石的碳氧同位素组成偏轻、含烃盐水包裹体均一温度高且盐度较低等特征;上侏罗统天然气则以游离相运移为主。结合区域地质以及水溶气脱溶成藏过程中的相态演化等方面的研究,证明提出的有机-无机地球化学示踪指标可对川西坳陷侏罗系天然气的运移方向及路径进行有效的判识。     

四川盆地须家河组地层水微量元素与氢氧同位素特征

近几年,四川盆地上三叠统须家河组发现了大量天然气,同时也发现其普遍存在高矿化度的地层水。这些地层水不仅具有常量离子发育的特殊性,也具有稳定同位素与微量元素分布的特殊性。利用GV IsoPrime II型稳定同位素质谱仪,对四川盆地二叠系-侏罗系的地层水进行氢氧同位素分析,建立了川中-川西地区二叠系-侏罗系的稳定同位素蒸发分馏趋势线,为该区地层水成因的判别确立了初步标准。受雷口坡组盐膏层的影响,雷口坡组三段-四段及其以上的陆相地层水同位素蒸发分馏演化特征是以δD快速加重为主,而雷口坡组二段及其以下的海相地层水同位素演化特征是以δ¹⁸O 快速加重为主。须家河组地层水是由雷口坡组上部高盐度地层水与须家河组沉积后埋藏压释水混合变质而来;同时,须家河组部分气田水中还存在较多的凝析水,凝析水的存在也指示须家河组有过强烈抬升与水溶气的脱溶成藏事件。     

四川盆地陆相天然气地球化学特征及对比

为了系统认识四川盆地陆相天然气地球化学特征及差异,利用天然气组分、碳同位素与轻烃等地球化学资料,对四川盆地不同地区不同层位陆相天然气地球化学特征进行分析及对比,探讨其差异成因。结果表明,四川盆地陆相天然气地球化学特征在横向与纵向均存在较大差异。横向上,川西地区天然气甲烷含量与干燥系数均高于川中地区,川西地区天然气以干气为主,川中地区天然气以湿气为主,地层厚度、埋深及气源岩的不同是造成上述差异的主要原因。不同地区的天然气组分特征参数纵向变化规律也明显不同,川西地区该变化规律主要受烃源岩成熟度与天然气运移分馏影响,而川中地区则主要受烃源岩成熟度及类型的影响。四川盆地陆相天然气以成熟气与高成熟气为主,仅川中地区侏罗系天然气以成熟气为主,川西地区天然气成熟度最高,川中地区与川南地区上三叠统次之,川中地区侏罗系最低,烃源岩埋深与厚度的差异造就了上述成熟度差异。四川盆地陆相天然气以煤型气为主,同时存在一定的油型气,不同地区油型气的含量、分布、成因与来源均存在较大的差异：川西地区仅须二段存在少量油型气,来自马鞍塘组—小塘子组生成的石油裂解;川中地区侏罗系以油型气为主,来自侏罗系干酪根裂解;川南地区须家河组有一定的石油裂解成因油型气,主要来自下伏气藏。四川盆地上三叠统天然气以水溶相与游离相运移,而侏罗系天然气则主要以游离相运移。[JP]     

由构造抬升引起的水溶气脱溶成藏问题

阐述了控制天然气在地层水中溶解度的地质因素 ,介绍了水溶气脱溶量的计算方法和天然气在地层水中溶解度的计算公式。通过对存在构造拍升造成水溶气脱溶转化成游离气现象的3个典型气藏实例(西西伯利亚盆地乌连戈伊气田、四川盆地威远气田和塔里木盆地克拉2气田)分析,讨论了游离气气藏中甲烷含量高的组分特征及其主要原因,总结了此类气藏成藏模式,提出了构造抬升造成水溶气脱溶成藏的4个主要控制因素。     

水溶气脱溶的关键时期研究——以成都凹陷沙溪庙组为例

水溶气脱溶成藏是许多石油地质工作者研究的重点,特别是对水溶气脱溶关键时期的确定更是难点。在水溶气脱溶的关键时期,水溶气大规模脱溶,若具有匹配良好的储层、圈闭及保存等条件,天然气就可聚集成藏。利用包裹体、地层水矿化度、温度及压力等分析测试资料,结合盆地模拟手段,通过天然气溶解度回归方程,计算了成都凹陷重点时期沙溪庙组天然气溶解度,并研究了各时期天然气溶解度的变化特征。结果表明:须家河组五段烃源岩生排烃高峰期至沙溪庙组成藏期,天然气溶解度降低幅度最大,是沙溪庙组水溶气脱溶的关键时期。     

四川盆地南部地区嘉陵江组天然气气源及其运移通道

通过四川盆地南部地区天然气组份常规分析、烃类气体碳同位素分析及运移与聚集等研究认为泸州古隆起嘉陵江组聚集的天然气主要来源于深层二叠系烃源层，具混源特征；烃源断层是嘉陵江组气源的主要输导层，对嘉陵江组气藏成藏具有非常重要的作用。     

川中地区须家河组天然气成藏机制研究

以天然气形成时期研究、天然气地球化学特征分析及运移地质条件分析为基础，对川中地区上三叠统须家河组天然气成藏机制进行了系统研究。研究认为川中地区须家河组气藏为2期气相充注，在燕山末期-喜山期构造抬升过程中，储层水溶气脱溶可能性小、残余气相的卸压膨胀具有一定贡献；虽然须家河组砂岩厚度大、分布广，但储层强烈的非均质性以及较平缓的区域地层，限制了油气进行长距离运移；天然气及凝析油等地球化学特征表现为近距离运聚成藏特点。从而为川中地区须家河组构造-岩性气藏的勘探提供了新的依据。     

川中地区上三叠统须家河组典型气藏解剖与天然气成藏主控因素分析

对分别代表川中地区上三叠统须家河组须二段、须四段和须六段气藏特征的潼南、八角场和广安3 个气藏进行了解剖分析与描述。结果表明：川中地区上三叠统须家河组天然气均系近源成藏,北部以构造气藏和构造－岩性气藏为主;中部和南部受古残丘、古盐体底辟拱升的影响,以岩性气藏和裂缝－岩性气藏为主;西部斜坡带以裂缝－岩性气藏为主。良好的烃源岩为天然气近源成藏奠定了物质基础,大规模断层的存在是决定天然气保存的关键因素,古构造、古隆起及其斜坡部位是天然气运移的有利指向区。该研究为川中地区上三叠统须家河组天然气勘探工作提供了理论依据。     

四川盆地致密砂岩天然气成藏特征及规模富集机制

四川盆地川中地区须家河组致密砂岩气藏含水饱和度普遍较高。基于天然气地球化学分析测试数据和核磁共振高压充注模拟实验,研究了天然气运聚特征及气藏高含水机制。结果表明：①须家河组烃源岩—储层大面积交替叠置发育奠定了油气近距离聚集的基础,随烃源岩成熟度增高,天然气湿度系数变小、δ¹³C₁值增高,为近源成藏;②须家河组气藏含气饱和度主体分布在50%~65%之间,储集空间的主要孔隙半径为0.1~10 μm,相对大孔径占比越大,含气饱和度越高;③随充注压力增大,天然气在致密砂岩中由大孔径向小孔径空间“渐进式”聚集,并呈现出快速增加、缓慢增加和基本稳定的“三段式”充注特点,小压力驱动与相对大孔隙储集的耦合是川中地区须家河组天然气可以形成大中型气藏但含水饱和度高的主要原因。研究成果将为致密砂岩领域的拓展勘探提供理论技术支撑。     

气田水三维荧光特征对天然气运聚的指征——以川中—川西地区二叠系—三叠系气田水为例

依据气田水芳烃荧光光谱的三维形态、激发光强度及指纹图谱特征等,研究四川盆地川中—川西地区二叠系—三叠系天然气的运移路径与聚集规律。川中—川西地区二叠系—三叠系气田水具有(凝析)气藏影响特征,存在基峰、双峰与异峰等3大亚类7种三维荧光特征的气田水,以基峰亚类中的稳定型为主。二叠系—中下三叠统地层水与上三叠统须家河组地层水三维荧光特征有较大差异,前者主要受高—过成熟的下古生界海相泥页岩及上二叠统龙潭组煤系所生烃类的影响;而后者主要受其自身烃源岩成熟度差异与有机质类型差异的影响。气田水三维荧光特征研究表明,磨溪构造上二叠统—中下三叠统气藏以垂向运移聚集为主,雷口坡组以下气藏的天然气主要来自龙潭组煤系,而雷口坡组气藏还存在膏盐岩层段生成的天然气;平落坝构造须家河组气藏的天然气主要通过构造中南部的断裂运移而来,平面上储集层非均质性强烈。     

四川盆地广安气田须家河组裂缝发育特征及其与天然气成藏的关系

裂缝在四川盆地须家河组致密砂岩气田的形成过程中起到重要的作用.裂缝的发育特征与力学形成过程决定了其与致密砂岩有效储层的形成和天然气运聚之间的关系.围绕该问题,通过岩心观察与成像测井分析,研究了广安地区须家河组须六与须四段储层裂缝的发育特征.根据构造背景和区域应力场的研究,发现该区主要有两期构造裂缝,分别为燕山晚期褶皱伴生张裂缝与喜山期断层伴生剪裂缝.第1期裂缝的形成与烃源岩的大量生排烃时间相吻合,促进了该区有效储层的形成,同时也是天然气运聚成藏的通道,如广安5井区;第2期裂缝形成时间晚,储层已经致密化,裂缝必须与有效储层相结合,才能对气藏起到调整与定型的作用,如广安124井区.      

四川盆地须家河组致密砂岩气自生伊利石年龄分布与成藏时代

利用自生伊利石K-Ar、Ar-Ar测年技术对四川盆地须家河组致密砂岩气藏的成藏年代进行测定与研究,并对其演化规律进行深入探讨。须家河组砂岩储层自生伊利石普遍发育,主要为片丝状、短丝状、丝状,具有明显的自生成因特征并且纵、横向分布稳定。须家河组砂岩储层自生伊利石年龄数据明显分为2组,具有2期成藏特征。早期成藏为晚侏罗世-早白垩世(97~145 Ma),广泛分布于川西、川中广大地区,是主要成藏期;晚期成藏为晚白垩世(78~83 Ma),仅见于川西南端平落坝、白马庙气田须家河组二段。主要成藏期也即早期成藏,主力储层须家河组二段、须家河组四段、须家河组六段基本一致,并明显具有连续成藏特征:纵向上,自下而上依次变晚,须家河组二段略早(平均133 Ma)、须家河组四段略晚(平均127 Ma),须家河组六段主要分布在广安气田,与须家河组四段相比也基本具有下早上晚的成藏特征(须家河组四段平均139 Ma,须家河组六段平均134 Ma);平面上,川西须家河组二段由北向南依次变晚,中坝、新场、大邑气田的自生伊利石平均年龄分别为136 Ma、134 Ma和133 Ma(川西南端的平落坝、白马庙气田属于晚期成藏),川中须家河组二段、须家河组四段由东向西依次变晚,东部的广安、合川、荷包场气田略早,中西部的磨溪、充西-莲池、金华、八角场气田略晚。自生伊利石年龄分布特征表明,烃源岩埋深,即生、排烃时间,是须家河组砂岩气藏成藏早晚的最主要控制因素,埋深大、生、排烃早,则年龄大、成藏早,反之则年龄小、成藏晚。岩性对成藏具有一定的控制作用,但分布局限。构造抬升作用主要表现在成藏后期的调整阶段,年龄由东向西变小,即成藏由东向西变晚,与现今埋深即东高西低的构造特征不一致现象,是由成藏后期的构造差异抬升作用所致。     

Geological characteristics and accumulation mechanisms of the “continuous” tight gas reservoirs of the Xu2 Member in the middlesouth transition region, Sichuan Basin, China

“Continuous” tight gas reservoirs are those reservoirs which develop in widespread tight sandstones with a continuous distribution of natural gas. In this paper, we summarize the geological features of the source rocks and “continuous” tight gas reservoirs in the Xujiahe Formation of the middlesouth transition region, Sichuan Basin. The source rocks of the Xu1 Member and reservoir rocks of the Xu2 Member are thick (Xu1 Member: 40 m, Xu2 Member: 120 m) and are distributed continuously in this study area. The results of drilled wells show that the widespread sandstone reservoirs of the Xu2 Member are charged with natural gas. Therefore, the natural gas reservoirs of the Xu2 Member in the middle-south transition region are “continuous” tight gas reservoirs. The accumulation of “continuous” tight gas reservoirs is controlled by an adequate driving force of the pressure differences between source rocks and reservoirs, which is demonstrated by a “one-dimensional” physical simulation experiment. In this simulation, the natural gas of “continuous” tight gas reservoirs moves forward with no preferential petroleum migration pathways (PPMP), and the natural gas saturation of “continuous” tight gas reservoirs is higher than that of conventional reservoirs.     

川中地区须家河组天然气藏大范围成藏机理与富集条件

以广安、合川等典型气藏解剖研究为基础,对川中地区天然气成藏条件与机理等进行研究。川中须家河组天然气为"大范围斑块式"成藏:平缓构造背景和生储盖组合"三明治"结构为大面积成藏提供了基础,但源灶生气强度平面分布不均衡和储集层横向非均质性决定不能大面积连片式成藏,而是大范围斑块式成藏;白垩纪末期以来的整体抬升是一次重要的卸载排烃、成藏事件,成藏是大范围的,成岩和构造作用以后保留下来的有效储集空间是"斑块状"而非"席状"分布的,决定经济性的天然气成藏是"大范围斑块状"而非"大面积连片式"的。须家河组天然气成藏具有源控性,天然气富集主要受气源灶、主砂体、构造背景和裂缝发育的联合控制,应细化气源灶研究,在高生气强度区内,寻找主砂体和裂缝共生发育带。此外,加强与须家河组一、三、五段源岩同期沉积砂体的评价研究,应有新气藏发现。图8参21     

川中磨溪—龙女寺构造带嘉陵江组天然气成藏机理研究

川中地区磨溪—龙女寺构造带下三叠统嘉陵江组天然气的成藏机理一直是一个悬而未解的问题。鉴于前人研究确认嘉陵江组天然气来源于深层二叠系烃源岩,该文主要利用磷灰石裂变径迹与盆地模拟相结合的技术对区内二叠系烃源岩的热史进行了恢复,对其成熟度、古流体压力演化进行了研究,进而对运移通道的形成及天然气成藏过程进行了综合分析,并建立了磨溪-龙女寺构造带嘉陵江组天然气的成藏模式,总结其成藏规律为:高压驱动、裂缝输导、流体垂向运移、膏盖油裂解气成藏。