苏拉特盆地煤系气高产地质原因及启示

澳大利亚苏拉特盆地煤系气开发的巨大成功为破解中国煤层气产业困境提供了新的启示。这一成功的关键在于薄煤层与碎屑岩类频繁互层所衍生的成藏地质条件，其实质在于：①该类煤系中单一含气层（各类岩性天然气储层）较薄，但累积生烃潜力巨大，且可构成天然气优质复合储集体；②薄互层储层更有利于天然裂隙发育，为高渗复合储层的发育奠定了关键的基础。此外，多而薄的煤层在保证生气能力的同时与围岩之间具有更大的接触表面积，有利于煤层气排出并转化为煤系游离气，也有助于煤层脱水和煤层气解吸产出。与苏拉特盆地煤系基本地质条件类似的含煤地层在中国并不鲜见，如内蒙古东部地区下白垩统、鄂尔多斯盆地西缘上石炭统、四川盆地西部上三叠统、楚雄盆地上三叠统等。建议关注该类煤系气的新领域和新层系，采用针对性的参数和思路，对这些地区和煤系开展专项评价研究和专项勘探，为保障"增储上产"的国家油气安全战略提供新的天然气资源基础。     

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根据川西地区周公山构造周１井在二叠系玄武岩中钻获工业气流的气体组分，碳氢同位素值等地球化学表征，并结合以往研究与勘探成果，对天然气来源，勘探前景进行了论证，研究表明，玄武岩非常规气藏之天然气具有高含甲烷，高干燥系数，高同位素值，低重烃，无硫化氢（三高一低一无）特征，属有机成因的煤系高成熟晚期气，天然气主要来自同一层系（上二叠统煤系Ⅲ型母质烃源层）。天然气甲烷碳同位素虽然显示重值，但明显低于典型无机     

川东南上二叠统长兴组灰岩大然气成因

本文根据区域地层、构造及地化指标特征,对川东南上二叠统长兴组的天然气成因进行了探讨。指出川南地区主要为煤系气,川东地区主要为非煤系气,两区之间为混合气。并指出了助探各类气藏的有利地区。     

石灰沟地区上石炭统煤系气源岩生气潜力分析

柴达木盆地东缘石灰沟地区上石炭统克鲁克组含煤岩系地层厚度大,分布范围广,具备煤系气资源形成的条件。煤系烃源岩全区分布,矿区中部最厚,以岩性组合特征将克鲁克组划分为四段,总体有机质丰度较高,但克1段有机质丰度较其他三段略差。克鲁克组烃源岩以Ⅱ型干酪根为主,部分为Ⅲ型,且全段均无差异地表现为成熟–高成熟演化程度的特征。以底界埋深、泥岩累计厚度、灰岩累计厚度等有效信息圈定了研究区石炭系克鲁克组煤系气发育优选区,即CY井以西地区。     

从新的勘探理念寻求楚雄盆地油气勘探的突破--试论楚雄盆地的深盆气勘探前景

由于楚雄盆地构造圈闭形成期与源岩主要生排烃期不匹配,导致了长期以来按构造圈闭部署的油气勘探工作屡遭失败。深盆气理论与勘探实践表明,在盆地坳陷中心或上倾斜坡地带可以形成非构造型的深盆气藏。认为楚雄盆地具备深盆气形成的基本地质条件:上三叠统煤系厚度大,热演化程度高,生气强度可达(40～60)×108m3/km2;广泛发育致密砂岩储集层,坳陷主体部位上三叠统连片分布,天然气保存条件较好;盆地西部坳陷和北部坳陷及其斜坡区是深盆气勘探的有利地区。还认为:该盆地上三叠统煤系生、储、盖层相互叠置,可构成下生上储、上生下储和自生自储等多种成藏组合;在有断层沟通条件下,也可以于煤系之上的侏罗系地层中形成次生的常规成藏组合;若运用深盆气勘探理论,并从动态演化的观点重新评价,可望在该盆地天然气勘探上获得重大突破。     

中国煤系气共生成藏作用研究进展

煤系气共生共探与共采受到我国天然气行业的高度关注,勘探与开发试验已经取得了一定的成效。在分析煤系气地质条件特殊性的基础上,从煤系砂岩储层致密化机理、煤系气共生组合及成藏要素配置、煤系含气系统叠置性等方面,评述了我国煤系气共生成藏作用的研究进展。研究结果表明:(1)煤系气地质条件的特殊性表现在3个方面——煤系气赋存态和储层岩石类型具有多样性,其成藏效应与常规砂岩气有所不同;煤系沉积序列旋回性极强,气、水分布关系复杂多变;煤系砂岩储集体在广覆式泥质岩中镶嵌展布。(2)煤系富有机质特性以及烃源岩生气过程产生的有机酸,是煤系砂岩储层致密化的重要诱因,煤系砂岩气可能具有部分自生自储及吸附气的成藏特点,并可在一定程度上改善砂岩储层的物性。(3)煤系沉积特点决定了煤系气成藏效应主要取决于生烃强度、运移方式与输导体系、地层流体能量、区域有效盖层等4个方面,特殊的输导体系使得烃源岩生成的天然气在复杂的源储系统中得以重新分配,这是煤系气共生成藏的重要基础。(4)含气系统叠置性是煤系气地质研究的前缘方向之一,近年来发展了测井响应识别技术和含气系统叠置性判识方法,发现煤系存在3种典型流体压力曲线类型,并初步应用于煤系气共采有利层段的优选。     

从新的勘探理念寻求楚雄盆地油气勘探的突破――试论楚雄盆地的深盆气勘探前景

由于楚雄盆地构造圈闭形成期与源岩主要生排烃期不匹配,导致了长期以来按构造圈闭部署的油气勘探工作屡遭失败。深盆气理论与勘探实践表明,在盆地坳陷中心或上倾斜坡地带可以形成非构造型的深盆气藏。认为楚雄盆地具备深盆气形成的基本地质条件:上三叠统煤系厚度大,热演化程度高,生气强度可达(40～60)×10⁸m3/km²;广泛发育致密砂岩储集层,坳陷主体部位上三叠统连片分布,天然气保存条件较好;盆地西部坳陷和北部坳陷及其斜坡区是深盆气勘探的有利地区。还认为:该盆地上三叠统煤系生、储、盖层相互叠置,可构成下生上储、上生下储和自生自储等多种成藏组合;在有断层沟通条件下,也可以于煤系之上的侏罗系地层中形成次生的常规成藏组合;若运用深盆气勘探理论,并从动态演化的观点重新评价,可望在该盆地天然气勘探上获得重大突破。     

川南地区龙潭组煤系气藏特征及地球物理勘探方法

为提高煤系气单井产量，需要探明煤系地层中煤系气、泥页岩气、致密砂岩气等烷烃储层资源条件与开采条件。简要分析了川南地区龙潭组煤系气藏地质特征，发现川南煤系气藏呈现以泥岩-煤层-泥岩地层为主的叠置组合模式，富含Ⅲ型干酪根，具有变质程度高、有机碳含量高、含气量高的特点。煤系上覆长兴灰岩、下伏茅口灰岩地层，存在较大的密度差异，为地震、测井探测提供了良好的地球物理基础。在川南煤系气勘探与开发中，采用地质-物探综合勘探方法，在测井信息约束下，利用相位、振幅、弹性阻抗等地震属性解释煤系气藏的分布特征并预测厚度与含气量，形成了川南地区煤系气藏识别的地震勘探关键技术。上述技术在大村勘探区取得了良好的应用效果，可为川南地区油气产能建设规划提供地质资料支撑。     

中国晚古生代煤系相关的气田及其在天然气工业上的重要意义

中国晚古生代煤系气源岩为下石炭统滴水泉组、上石炭统巴塔玛依内山组、本溪组、下二叠统太原组和山西组以及上二叠统龙潭组,形成煤成气在奥陶系、石炭系、二叠系和古新系成藏,并分布在鄂尔多斯盆地、渤海湾盆地、准噶尔盆地和四川盆地,共发现16个气田,其中12个为大气田,如中国储量最大、年产量最高的苏里格大气田。根据99个气样的组分和烷烃气碳同位素资料,以δ~(13)C_2值-28.5‰为煤成气以及应用δ~(13)C_1—δ~(13)C_2—δ~(13)C_3鉴别图判别了上述气田均为煤成气。晚古生代煤系形成相关气田对中国天然气工业有重要意义:一是中国探明天然气总地质储量和年产量,其占1/3;二是支持中国成为产气大国5个关键大气田中3个(苏里格、靖边和大牛地)气源为该类气;三是晚古生代煤系形成各气田和各大气田平均储量分别是全国各气田和各大气田的5.3倍和1.7倍。     

准噶尔盆地天然气地球化学特征及聚气条件的讨论

根据对准噶尔盆地典型低演化阶段侏罗系煤系烃源岩热模拟实验所产烃类气组分碳同位素的分析测试,研究了盆地赋存天然气的类型、热演化程度和赋存的地质条件。认为:盆地腹部陆南凸起以高演化阶段煤型气为主,源岩可能为盆地东部发育的石炭纪煤系;低演化阶段油型气主要赋存在盆地东部油气区;盆地南缘特殊构造地质条件和烃源岩热演化条件是构成不同演化阶段天然气分别聚集或混源聚集的原因。     

东濮凹陷天然气地质特征及勘探方向

东濮凹陷是渤海湾盆地中惟一个既富油又富气的凹陷,该凹陷的发育经历了前断陷期、断陷期和坳陷期三个发育阶段,发育上古生界和下第二系两套烃源岩,可形成煤型气和油型气,由于两套气源岩不同,生成的天然气组分及地球化学特征差异大.根据圈闭类型,储气层产状、天然气地下存在方式、储集空间、天然气成因、水动力条件、所处构造层等对东模凹陷天然气藏进行分类,并按天然气成因分析了天然气分布规律,划分出古生界-沙四段、沙三-沙二段和上第三系三大成气系统,指出环洼带是寻找下第三系油型气的有利区域,中央隆起带南部和文-卫地伏古生界是寻找上古生界煤型系的有利目标区.     

东濮凹陷文留盐下煤成气聚集系数研究

东濮凹陷文留地区沙三段4亚段盐下气源单一,石炭—二叠纪系煤系气源边界条件清楚,该区勘探程度高,对天然气成藏条件、成藏历史、气藏特征的认识深刻,可以有依据地推算最终可探明储量;利用盆地模拟方法计算出刻度区的煤系生气量,进而推算出天然气聚集系数为7.3%～7.6%.      

甲烷水合物在煤层中存在的可能性

已有实验证明：在一定的温度下，只要压力合适，有甲烷气源和水，就能合成甲烷水合物，而且多孔介质的存在将有助于水合物的形成。煤是一种多孔介质，在其形成过程中生成了大量的甲烷，并含有大量的水份。受构造应力和地应力的影响，煤层中存在着褶皱、断层等，结构复杂，因而在煤层中存在高应力区，而这种高应力区为甲烷水合物的存在创造了条件，同时，在一些煤与瓦斯突出中，吨煤瓦斯突出量高出吨煤瓦斯含量很多，以致无法解释，更为煤层中的局部地点存在甲烷水合物提供了佐证。因此，推断煤层中可能存在零散分布的甲烷水合物。     

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天然气及煤气输送配后系统调压设备对天然气及煤气洁净度要求比较严格,针对天然气及煤气中所含有少量极细微的粉尘（微米级或亚微米级）,输送配后系统调压设备需要设备高效除尘设备。上海化工研究院设计的组合式高效气体过滤器具有容尘量较大,阻力较低,运转稳定,操作方便等优点,较好地解决了城市内输送配系统中高压天然气及煤气在超低含尘浓度条件下细颗粒的除尘问题。相对进口除尘设备,有很高的性能价格比,因此具有推广价值。     

中国东部主要盆地天然气富集带形成及分布规律

我国东部油区天然气主要有第三系深凹陷油型热裂解成气、第三系中浅层生物改造热作用成气、古—中生界煤系高演化成气三种主要类型。东部陆相富油盆地内天然气富集带的形成条件主要有：烃源层系内高异常地温场或早期生物改造条件的存在;高热演化烃源岩在中等热演化期没有较显著的排烃史或一次热演化程度不高;聚气构造带为区域拉张背景下的扭压应力环境所形成;各种流体势系统中的相对低势环境以及具有良好的储、盖及保存条件等。     

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近年的煤层气勘探开发工作中，主要从热成气角度考虑煤层甲烷的气源，而煤能否被厌氧菌降解生成次生生物气则一直是人们所关心的问题。采用“悬浮接种物”作为接种源，对山西柳林庙湾矿石炭、二叠系的两个煤样进行了不同温阶下的生物降解产气模拟实验。实验表明：温度超过７５℃停止产气；所产气体为甲烷和二氧化碳，其中甲烷具有轻碳同位素值的特征，δ１３Ｃ１为－４９．１６‰，从气体组成和δ１３Ｃ１值来看，模拟实验所产气体属生物气。结果认为，煤可以被厌氧生物降解生成次生生物气；这种二次成气或叠加成气作用可以增加浅煤层中煤层甲烷的绝对含量，相应提高煤层甲烷的勘探成功率；厌氧环境的存在从另一个侧面也反映煤层甲烷的保存条件较好；存在煤层二次生物气是寻找煤层甲烷气藏的一个标志。     

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??The thermal simulation experiment of coal rock can provide a scientific basis for understanding the evolution of hydrocarbon generation in coal??bearing basin and the geochemical characteristics of coalbed methane and its resource prediction. The thermal simulation experiments of gas generation of the upper Paleozoic coal rock samples collected from Qinshui Basin were carried out at the temperatures of 336.8-600 ?棬 the pressure of 50 MPa and the temperature??rising rates of 20 ??/h and 2 ??/h. The results indicated that the gaseous products (relative percent content) were mainly composed of methane?? C_2-5 hydrocarbon gases and carbon dioxide?? the bydrogen content and hydrogen sulfide content being extremely low?? along with the increase in simulation temperature?? the methane and hydrogen increased but carbon dioxide decreased?? and the C_2-5 hydrocarbon gases and hydrogen sulfide increased first and decreased afterwards?? the low temperature??rising rate was favourable to the generation of methane?? C_2-5 hydrocarbon gases?? hydrogen and carbon dioxide?? their formation being stage?? the relative productivity of carbon dioxide or hydrogen was positively correlated with that of methane at the same temperature??rising rate?? which reflects that they and the methane were the products of simultaneous parallel reaction in the process of the pyrolysis of coal rocks?? and the ability of generating methane and C_2-5 hydrocarbon gases of Shanxi Formation coal rocks was higher than that of Taiyuan Formation coal rocks at the same simulation temperature and temperature??rising rate?? which means that the Shanxi Formation coal rocks were more beneficial to coalbed methane formation in natural conditions. Finally?? the significance tracing coalbed methane formation is discussed in the paper according to the experimental results. (Financed by the National Basic Research Program Project??No. 2002CB211701)     

鉴别煤成气和油型气若干指标的初步探讨

鉴别煤成气和油型气的普遍性标志初步认为有:1.煤成气的甲烷碳同位素(δ¹³C₁)一般比油型气的重:在Ro≤0.5%,煤成气和油型气δ¹³C₁除-55‰至-74‰是重迭数域值外,当δ¹³C₁<-74‰为油型气型生物成因气;在Ro>0.5%至-2.5%时,δ¹³C₁-43‰至-30‰是煤成气与油型气重迭数域值,故δ¹³C₁≤-43‰至-55‰的气是油型气;而δ¹³C₁>-30‰的气是煤成气。2.煤成气中的汞蒸气比油型气的一般含量高。煤成气中平均汞含量一般在700毫微克/米³以上,多数大于1000毫微克/米³,而油型气中平均汞含量在600毫微克/米³以下,多数小于400毫微克/米³;煤成气中最高含汞量一般大于1000毫微克/米³,而油型气中的一般小于700毫微克/米³。3.当Ro为0.4%至1.35%时,一个含油层系形成以气为主以油为辅,这种气是煤成气。4.在与Ro0.4%至1.0%有成因关系的气中,若普遍见到凝析油,这种气是煤成气。     

方正断陷不同成因天然气地球化学特征及成藏模式

方正断陷天然气成因类型复杂,查明气源对其天然气勘探具有重要意义。根据天然气组分及烷烃碳同位素特征,结合成气地质背景,对天然气的成因类型进行了分析。通过不同构造单元的烃源岩有机质类型及热演化程度差异,对比天然气热成熟度并进行气源探讨。结果表明：方正断陷天然气可以分为3类。A类天然气为干气,成因类型为催化过渡带气,为新安村组-乌云组湖相泥岩所生;B类天然气为湿气,成因类型为热成因煤型气,与腐殖型有机质生成的原油相伴生,为煤系泥岩所生;C类天然气亦为湿气,成因类型以热成因油型气为主,具有一定的腐殖型有机质生气贡献,与腐殖型有机质生成的原油相伴生,为混源气。伊汉通断裂两侧构造的差异活动是造成东、西两个次凹天然气地球化学特征及成藏模式有明显差异的最主要因素。     

南盘江坳陷天然气地球化学特征及新认识

南盘江坳陷是目前油气勘探程度不高的地区,如何解释秧1井的天然气出现的高含N₂和高含CO₂两种情况,以及如何认识南盘江坳陷天然气的来源一直是人们关注的问题。为此,在讨论南盘江坳陷天然气（显示）地球化学特征基础上,得出了以下认识：①秧1井的天然气显示主要为高N₂和高CO₂两类非烃天然气为主,结合南盘江区域地质上气显示以高N₂天然气为主的事实,认为高N₂天然气是南盘江坳陷具有地质意义的天然气;②与前人观点不同的是,认为该地区天然气主要为中泥盆统泥质烃源岩的“晚期阶段聚气”造成的--尽管南盘江古油藏沥青为原油裂解后形成的焦沥青,但研究认为该地区高N₂天然气不是原油裂解气,也不是源自上二叠统龙潭组的煤型气,而主要是源自中泥盆统泥质烃源岩的干酪根裂解气;同时强调中泥盆统泥质烃源岩的“晚期阶段聚气”是造成该地区天然气高N₂、烃类组分碳同位素值偏重的主要原因。