论深层气与深盆气——以潍北凹陷为例

以潍北凹陷为代表的第三系断陷盆地深层具有较丰富的天然气藏，且显示出深盆气的部分成藏特征。深盆气成藏机理表现为典型的活塞式气水排驱成藏特征，是一种较稳定的成藏模式。潍北深层气在成藏机理上表现为深盆气模式，在张性断陷盆地的地质条件下又有其独特的成藏特点，是岩性和构造圈闭起主要的控制作用，并将成藏单元、压力系统复杂化的深盆气藏，构造岩性封堵和水封堵之间没有明显的界限。后期构造活动弱、储层与外部连通性差的部位有利于深层气成藏，有利的储集相带是深层气勘探的重点目标。     

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。      

深盆气藏异常地层压力产生机制

运用典型深盆气成藏的活塞式原理讨论异常地层压力形式机制，认为：以气水活塞式排驱为特征的深盆气藏在其形成过程中表现为高异常压力；由于天然气的密度小于地层水密度，当天然气柱高度足够大时，深盆气藏内部将出现理论上的正常压力梯度的临界点，越过该点继续向下，深盆气藏压力梯度逐渐降低并出现低异常地层压力；从原始的生成状态到后期保存过程中的各阶段，深盆气藏的异常压力具有自变性特征。     

四川盆地川西坳陷深盆气探讨

深盆气是致密砂岩气藏类型之一,由于其独特的成藏机制和气藏特征,对深盆气藏的勘探思路与对策均有别于常规气藏。川西坳陷陆相致密碎屑岩领域是否存在深盆气? 国内许多学者、专家各舒己见,提出了不同的认识。从成藏机制及气藏特征两方面将川西致密砂岩气和北美深盆气进行类比,认为川西上三叠统迄今为止尚未发现具有典型深盆气特征的气藏;就成藏机制而言,川西坳陷的天然气成藏机制与深盆气完全不同。川西上三叠统天然气的成藏属“早常规-晚改造”复式成藏模式。      

苏北盆地盐城凹陷深盆气藏

盐城凹陷是苏北-南黄海盆地中的一个陆上断陷.在地质历史时期,该断陷持续沉降,构造发育稳定,为深盆气藏形成提供了必要条件;凹陷内的阜宁组、泰州组等烃源岩具有良好的生烃能力,使得深盆气成藏的气源充足;泰州组二段砂岩储层为孔隙度小、渗透率低的致密储层,为深盆气藏的形成奠定了必要的基础.盐城凹陷天然气藏具有气水倒置趋势、低异常压力与静水柱压力交替出现、含气井段长且产气量低的特征.深盆气藏中的天然气以甲烷为主,气源主要来自腐殖型有机质的热裂解,深大断裂形成了该凹陷深盆气成藏的主要通道.经多条件叠合法分析,盐城凹陷深盆气藏发育的最有利区是南洋次凹及新洋次凹的南部.     

四川盆地川西坳陷深盆气探讨

深盆气是致密砂岩气藏类型之一，由于其独特的成藏机制和气藏特征，对深盆气藏的勘探思路与对策均有别于常规气藏。川西坳陷陆相致密碎屑岩领域是否存在深盆气？国内许多学者、专家各抒己见，提出了不同认识。本文从成藏机制及气藏特征两方面将川西致密砂岩气和北美深盆气进行了类比，认为川西上三叠统迄今为止尚未发现具有典型深盆气特征的气藏，其天然气的成藏属“早常规——晚改造”复式成藏模式。     

再议四川盆地西部坳陷深盆气

四川盆地西部坳陷(简称川西坳陷),在盆地类型、烃源岩性质、源—储组合关系、储层致密等方面具备深盆气成藏条件。但川西坳陷是一个多期构造作用形成的叠合盆地,上三叠统须家河组大量排烃作用发生在储层致密化之前,天然气主要在水动力和浮力作用下运聚成藏,在成藏机理上与深盆气有本质差异。上三叠统同一套储层在区域上不具气水倒置关系,天然气聚集带特征明显,主要受燕山期和印支期古隆起控制,气水分布规律与深盆气大面积饱含气不同,其最高单井日水产量可达1000m3以上。川西上三叠统须家河组天然气现今气藏类型主要以复合圈闭为主,含气丰度和地层水分布受圈闭内的裂缝及成岩储渗体控制,没有统一的气水界面。须4气藏可能是动态散失破坏的残余气藏,储量损失部分被地层水占据,含水丰度普遍较高。川西上三叠统须家河组是常规机理成藏,经过了多期构造运动作用的叠加—调整—改造后,成为具有非常规气水分布特征的天然气勘探领域,不属于深盆气范畴。      

致密砂岩气成藏研究进展及值得关注的几个问题

连续型致密砂岩气藏是一种非常重要的非常规天然气。为了解该类气藏成藏地质研究进展,总结了其储层划分标准、分类、地质特征、成藏要素及封闭机制等方面的研究成果。分析认为,现有致密储层的划分标准不具有成藏内涵,连续型致密砂岩气的临界条件是随成藏条件而变化的。连续型致密砂岩气的成藏要素包括烃源岩、与源邻接的致密储层以及稳定的构造环境。需要注意的是,储层致密的本质是储层具有纳微观尺度的孔喉,且喉道与孔隙比例非常接近;异常压力属性不是致密砂岩气藏和常规气藏的区别点。文中提出了连续型致密砂岩气成藏机理值得深入研究的问题：一是致密砂岩气藏封闭的动力学机理研究,气、水倒置界面处存在动力（气体压力）与阻力（毛细管力、粘滞力及地层水压力）的力平衡关系,如何定量表征和模拟各种力的演化过程显得尤为重要;二是致密砂岩气藏的调整改造机理和过程及原型致密砂岩气藏恢复的研究,原型气藏的恢复可以通过气、水界面处的力平衡关系实现,后期不同的调整改造作用都是通过改变气、水倒置的临界条件而实现的;三是致密砂岩储层中“相对高孔渗体”的控藏作用研究,“相对高孔渗体”的存在改变了连续型致密砂岩气成藏条件,使得其成藏过程更为复杂。     

深盆气藏及松辽盆地勘探远景

深盆地藏是形成于特殊地质条件下的非常规气藏,目前成为油气田勘探的新热点,深盆气藏具有源岩巨厚、储层致密,气水界面在气藏之上以及含气压力异常等特点,成藏于有持续气源供给,构造向上倾方向砂岩物性变化的向斜轴部或背斜翼部,依据成藏模式可划分为3种类型。松辽盆地具有深盆气藏发育的地质条件,盆地深部地层可能有深盆气分布,深盆气“水封”圈闭的成藏模式对于油气勘探具的重要的指导意义。     

鄂尔多斯盆地上古生界气藏与深盆气藏特征对比

通过对鄂尔多斯盆地上古生界砂泥岩压实资料、孔隙演化、压力成因、气水分布、天然气运移和成藏特征等分析研究,结合前人的成果资料,对上古生界气藏与典型深盆气藏特征进行了详细对比。研究认为,如果仅从成藏基本条件和气藏某些表现形式看,上古生界气藏与深盆气藏有相似之处。但开发动态资料显示,气层连通性差,气层分属多个压力系统,并没有出现大范围的气水关系倒置现象,局部存在边底水,气水分布主要受构造部位和有利储层相带等因素控制。由成藏作用过程、成藏关键条件和成藏机理考察,上古生界气藏具就近运移、聚集、成藏特点,主要属岩性气藏或构造-岩性气藏。综合分析认为,储层连通性差、圈闭受岩性和构造控制是造成上古生界气藏有别于深盆气藏的根本原因。     

鄂尔多斯盆地北部深盆气藏近地表地球化学特征

鄂尔多斯盆地北部上古生界气藏为深盆气藏。它自南到北可分为气区和水区;气区分布在南部近源岩区,其成藏受控于砂岩展布和物性,气藏压力“负异常”,无边水和底水,烃类向上微扩散弱,近地表地球化学背景场低;水区分布在该区北部,远离源岩,其成藏主要受控于构造,气藏压力正常,具有边水或底水,烃类向上微扩散较强,近地表地球化学背景场相对较高。根据这种特征,建立了深盆气藏气水界面的地球化学特征以及气区和水区的异常模式,即由低背景突变为中背景的陡增带为深盆气气藏的气水分界面,水区气藏主要为环状或半环状异常模式。     

塔里木盆地研究进展与勘探方向

油气勘探实践和技术攻关,促进了塔里木盆地海相碳酸盐岩油气成藏理论的深化和前陆盆地油气成藏理论的发展。海相碳酸盐岩油气成藏理论的深化体现在:紧邻主力烃源岩的古隆起及其斜坡是油气富集的有利区带;断裂和不整合面是油气运聚的主要通道和成藏的有利条件;多期旋回岩溶和构造裂隙形成的优质储层是油气富集、高产稳产的关键;优质盖层、多期成藏、后期调整是油气藏保存及形成油气复式聚集的重要因素。前陆盆地油气成藏理论的发展主要是深刻认识到油源断层的沟通作用、广泛发育的构造圈闭、优质盖层和晚期构造运动的促进与调整对油气成藏的控制作用。油气成藏理论的发展和完善对于塔里木盆地的油气勘探方向具有明确的指导作用。阿克库勒凸起、雅克拉断凸、塔中古隆起、和田河古隆起、古城墟古隆起和库车凹陷南缘是大中型油气田勘探的有利地区,巴楚隆起南部、孔雀河斜坡和克拉通盆地深层是值得探索的重要领域。     

柴达木盆地应力场特征与油气运聚关系

柴达木盆地早侏罗世以来经历了喜马拉雅运动晚期(中更新世末)、喜马拉雅运动中期(上油砂山期末)、燕山运动晚期(白垩纪末)和燕山运动早期(中侏罗世末)4次主要的构造运动。通过声发射法测得相应的最大主应力值分别为35.6～41.4,54.8～62.8,73.8和58.3 MPa。现今最大主压应力有效值为15.6～112.3 MPa,第三系油气主要成藏期古应力场的最大主压应力有效值为54.8～62.8 MPa。通过柴西地区主要成藏期应力场数值模拟和典型油气藏解剖,对柴西地区北西西断裂封闭史进行了分析,发现中新世晚期北西西向逆断裂对油气运移聚集具有双重性,断裂活动期主要起运移通道作用,而断裂静止期则相对封闭,主要起封堵油气的作用,使油气在断层上下盘都可以聚集成藏;油气主要在剪切应力值中等区域聚集成藏。     

鄂尔多斯盆地上古生界深盆气藏研究

鄂尔多斯盆地存在前缘坳陷和大型斜坡组成的深盆地结构。上古生界发育海陆交互相和陆相砂泥岩生储组合,大型三角洲体系形成了广泛发育的致密砂岩储集层。煤系地层形成了深盆气藏的主要气源岩,范围广、丰度高的煤系有机质除东北部处于低成熟外,盆地中普遍进入成熟─高成熟演化阶段。深盆气的生成─运移─聚集从三叠纪持续到晚白垩世,其后进入保存期。上古生界形成了一个几乎覆盖全区的特大型深盆气藏,地层压力以异常低压为主,气水分布明显呈现南气北水下气上水的特征,气层分布不受构造控制,预测地质储量为１． ４７ × １０１２～ １０． ５ × １０１２ｍ３。     

松辽盆地南部深层系天然气成藏规律

松辽盆地南部深层系发育了既相互分割又有成因联系的断陷群,多具有生烃能力。以十屋、长岭断陷为例对松辽盆地南部深层系断陷群的天然气成藏规律进行分析,认为天然气成藏受控于烃源岩的分布与演化、大型构造带与沉积相带的配置关系及保存条件。深层系天然气的两期成藏,分别是登娄库期和嫩江期,晚期成藏是关键。中-高生烃强度区内的大型构造带对油气聚集成藏至关重要。大型构造带内的有利储集体和断裂控制了油气的局部富集;但由于缺乏邻近烃源岩的区域性盖层,保存条件不甚理想。烃源、构造、沉积、保存因素的互相配合可形成多种类型的复式油气聚集带。十屋断陷中央构造、东部秦家屯走滑构造、北部超覆尖灭复式油气聚集带及长岭断陷东部斜坡区东岭复式油气聚集带、中部低隆起复式油气聚集带是勘探的重点目标,长岭断陷西部陡坡区大型水下冲积扇是潜在的复式油气聚集带。     

塔里木盆地台盆区油气成藏条件与勘探方向

塔里木盆地台盆区含油气层系众多,目前探明储量主要分布于奥陶系、泥盆系和三叠系。台盆区经历了多期构造运动,形成3个大型古隆起。通过塔河、哈德逊及塔中11井油气田(藏)的剖析,烃源岩的分布、生烃史与古隆起、古斜坡之间的匹配关系是控制油气藏形成与分布的主要因素。台盆区油气藏具有多期成藏和调整的特点,海西晚期是现存古生界油藏的主要形成时期,喜山期是早期油藏发生调整、形成次生油气藏的主要时期。区域盖层之下、不整合面上下、断裂带周围油气较为富集。在分析塔河、哈得逊、塔中11油气藏成藏特征及条件的基础上,指出了下古生界碳酸盐岩潜山、泥盆系、石炭系和志留系及三叠系碎屑岩油气藏是下步勘探的主攻方向。     

鄂尔多斯盆地苏里格盒8段深盆气藏含水层成因及其物理模拟

勘探实践和物理模拟实验都表明深盆气藏内存在不同成因特征的含水层,鄂尔多斯盆地苏里格盒8段深盆气藏主要存在两种不同成因类型的水层-具有气水同层的常规透镜体砂岩气藏的底水和位于深盆气藏的气水过渡带局部高孔渗砂岩体"岩性"气藏的底水;实验表明,除了在深盆气形成的鼎盛时期深盆气藏内不含水之外,深盆气形成演化的各个时期都是含有水的,这些水可以是深盆气形成前的孔隙水(在深盆气形成的建设时期),也可以是深盆气萎缩时期地层水进入局部高孔渗砂体形成的"岩性"气藏中的底水。位于深盆气运移路径上的局部高孔渗砂体不含或少含水而富含气,是进行深盆气勘探的有利目标。     

松辽盆地断陷层系大、中型油气田形成条件及勘探方向

松辽盆地断陷层系大、中型油气田主要分布于贯穿松辽盆地中央区域的北北东向孙吴-双辽岩石圈断裂两侧的深断陷之中。这些深断陷具有良好的成油气地质条件:1)断陷持续快速沉降,且周边断陷阻隔了盆缘大型物源,使之发育继承性大型深水、半深水湖泊,形成巨厚烃源岩系;2)在早-中燕山期的强烈走滑拉张时期,发生强烈走滑拉分作用,引发盆地火山活动及快速深陷,发育深水、半深水湖相泥岩夹火山岩、碎屑岩建造,由此形成火山岩、砂岩两类储集体;3)在断陷形成后,仍继承性快速沉降,披覆坳陷层系多套具有异常压力的巨厚湖相泥、页岩系,使断陷烃源岩持续热演化生烃,并使断陷具有良好的天然气封盖条件;4)后期稳定沉降,未发生强烈抬升,区域盖层保存良好,从而具有良好的气藏保存条件;5)基底深断裂在晚白垩世活动性明显减弱,对天然气藏的破坏明显减小。主要深断陷油气聚集规律研究表明,大、中型油气田分布在箕状深断陷生烃中心周缘发育的缓坡坡折带、坡垒带及陡坡坡折带上的一批近东西向继承性鼻状隆起构造与地层超覆尖灭、岩性复合圈闭之中,其中两个深断陷之间的隆起带是大油气田最有利的分布区域。     

页岩气与深盆气成藏的相似与相关性

页岩气藏和深盆气藏在生、储、排烃以及运移、聚集、压力特征、分布特征等成藏诸要素间密切相关。对比分析表明，这2类气藏的形成都需要大面积、厚层烃源岩，裂缝是其重要储集空间，排烃方式以扩散作用为主，短距离运移，在低孔低渗透储层形成的隐蔽圈闭中聚集成藏；气藏内常具异常地层压力。盆地边缘斜坡是两者共同发育的最有利地区。预测中国南方志留系等富有机质页岩发育区是页岩气藏的勘探潜力地区。