中国煤成气理论发展及其在天然气 工业发展中的地位

煤系形成天然气的认识干20世纪40年代由德国学者提出,到20世纪70年代后期,煤成气在世界已探明天然气储量中所占比例已升至近70%.中国煤成气理论在过去30年中经历了引进、吸收,创新、发展、形成体系、及时指导天然气工业大发展的全过程,理论体系涵盖煤成气与煤层气两大常规与非常规资源系列,内涵包括气源鉴别指标体系、煤成气成藏机制与分布规律、评价预测技术方法等;已有效指导我国天然气工业的建立和发展,推动我国天然气产量和储量在过去30年间快速增长,为中国天然气工业快速发展做出重大基础性贡献,也是科技攻关紧密结合生产并有效解决国家重大需求的成功范例.     

多期叠加盆地古隆起控油规律

隆起是沉积盆地中的大型正向构造单元,对于沉积盆地的构造演化、沉积体系及流体活动都有较大的制约作用.隆起具有多种成因机制,伸展、聚敛与走滑环境都可以形成隆起.随着地球动力学环境的变化,各种动力机制的复合可以使不同初始成因的隆起发生叠加,从而形成结构形态更加复杂的隆起.隆起的演化可以划分为形成期(或雏形期)、发展期、高峰期、继承期、改造期和消亡期6个基本阶段,而现今所见的隆起可能仅停留在某些阶段上.在含油气盆地中,隆起往往是重要的油气聚集场所.沉积期的隆起影响着生储盖组合的发育;成藏期的隆起制约着油气运聚;调整期的隆起影响着油气再分配;定位期的隆起决定着油气最终富集部位.沉积盆地大多为多期原型盆地叠加发育而成,多期叠合作用导致:古隆起多层系油气聚集;在叠加界面上形成了一套油气成藏组合;多期生、运、聚使古隆起油气聚集几率增大,易形成大型油气聚集带;多期次断裂复合可形成以断裂为主导的油气聚集带;后期成岩改造形成的"封闭层"将古隆起分割为多个含油气区间.古隆起轴部及其斜坡带分别形成了以背斜型和岩性-地层型为基础的大型油气聚集(区)带,油气藏具有纵向叠置、横向连片的复式含油气结构.     

岩性地层油气藏地质理论与勘探技术

中国陆上剩余油气资源主要分布在中低丰度岩性地层油气藏领域，勘探潜力巨大。针对中国陆上陆相断陷、坳陷、前陆和海相克拉通等4类原型盆地和砂砾岩、火山岩、缝洞型碳酸盐岩储集体中岩性地层油气藏的勘探，通过5年系统研究，在地质理论、技术创新与生产实效等方面取得重大成果：①系统建立了4类盆地岩性地层油气藏地质理论；②创建了中低丰度岩性地层油气藏大面积成藏理论；③创新了系统的岩性地层油气藏勘探程序与技术系列，自主创新21项核心专利；④推动了中国陆上由勘探构造油气藏向勘探岩性地层油气藏的重大转变，使中国石油天然气股份有限公司大规模岩性地层油气藏勘探取得显著成效。图11参28     

塔里木盆地多旋回构造演化与复合含油气系统

塔里木克拉通多旋回构造演化控制了塔里木叠合盆地的形成及石油地质条件和复合含油气系统特征,进而决定了油气的分布和资源潜力。受古亚洲构造域和特提斯构造域演化控制,塔里木盆地经历了3个伸展-聚敛旋回、6个演化阶段,发育了多期不同类型的原型盆地,其间还发生了加里东晚期、海西早期、海西末期、印支期、燕山晚期和喜马拉雅晚期6次规模较大的构造运动,使先前形成的盆地遭受隆升、剥蚀、褶皱、断裂等改造作用。经历多旋回构造演化形成的塔里木叠合盆地,具有发育多套烃源岩和多个生烃灶,有多类储集层和多套储盖组合,多期生烃与成藏及多期调整、改造乃至破坏等油气地质特征。按照生烃灶分布及其所形成的油气藏关系,可以划分出10个复合含油气系统。古生界含油气系统有加里东晚期-海西早期、海西晚期和喜马拉雅期3个关键时刻,不同关键时刻油气系统内的油气分布受有效生烃灶和古隆起匹配关系控制,多期油气系统叠加最终控制油气的分布。     

鄂尔多斯盆地中生代热异常及烃源岩热演化特征

在合理设定热模拟边界条件前提下，模拟分析鄂尔多斯盆地热演化过程，结果表明：在中、晚侏罗世，盆地大部分地区中生界地热梯度为4．3～4．6℃／100m，但在庆阳、西峰及其西南部分地区达到5．7℃／100m。结合热流与地壳厚度关系及地震、重力、磁法方面证据，认为造成鄂尔多斯盆地中生代地温异常的最可能的热事件模式是全盆范围的地壳减薄与局部地区隐伏岩浆体加热的叠加。在热异常背景下，三叠系延长组烃源岩层在侏罗纪埋深达到1600m便可成熟排烃，大规模生烃期在早白垩世。较长的排烃期与埋藏过程中构造的调整是造成油气多期充注的主要原因。图5表2参21     

中国南方海相页岩气成藏差异性比较与意义

中国南方地区寒武系筇竹寺组和奥陶系五峰组—志留系龙马溪组均发育一套富有机质页岩,但页岩气钻探效果差别极大,开展成藏差异比较研究具有理论和现实意义。研究认为:1四川盆地五峰组—龙马溪组TOC值比筇竹寺组略高,盆地外围地区筇竹寺组TOC存在高值区;2筇竹寺组热演化程度较五峰组—龙马溪组明显偏高;3筇竹寺组有机质孔隙不发育,孔隙度是五峰组—龙马溪组的1/3~1/2;4筇竹寺组含气量低,仅为五峰组—龙马溪组的1/2;5筇竹寺组以硅质页岩为主,五峰组—龙马溪组以钙质、钙质硅质页岩为主,硅质成因不同;6五峰组—龙马溪组普遍超压,筇竹寺组以常压为主。这种差异形成的原因在于:1沉积环境不同,影响TOC值和页岩厚度;2筇竹寺组热演化程度过高,导致生烃衰竭、有机质炭化、孔隙度降低,含气性变差;3筇竹寺组顶底板封闭条件较差,影响页岩气保存;4构造位置不同,五峰组—龙马溪组处于斜坡和向斜区,具超压,有利于页岩气保存;5筇竹寺组放射性铀含量约为五峰组—龙马溪组的2倍,是热演化程度高的重要原因。从而提出南方海相经济性页岩气富集需具备有利的地质条件(富有机质集中段发育,热演化程度适中,有机质孔隙发育,含气量高,顶底板保存条件良好,埋深适中),其中五峰组—龙马溪组页岩气成藏条件有利、资源经济性好,筇竹寺组成藏条件总体较差、有利区范围有限。     

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     

核磁共振增强扩散方法在复杂储集层流体识别中的应用

核磁共振增强扩散流体性质识别技术将长回波间隔条件下横向弛豫时间谱中水扩散弛豫时间右侧出现的明显弛豫信号作为储集层含油的直接指示。均匀磁场下进行的变回波间隔实验与梯度场下进行的相同实验结果有较大差异,只有后者才能模拟P型核磁测井仪器的实际测井结果,指导测井解释。借鉴国外成功的梯度磁场变回波间隔实验结果,讨论了核磁共振增强扩散技术的适应范围,并指出应用中还应注意钻井液侵入问题,尽量采用及时测井资料。初步应用表明,该项技术可作为电阻率方法的有益补充,在渤海湾盆地复杂油水层的识别中取得了很好的应用效果。图6参12     

中国陆相页岩油勘探理论与技术进展

陆相页岩油是一个全新领域,近期的勘探实践已在鄂尔多斯盆地、松辽盆地、渤海湾盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地等不同页岩层系取得了重要进展,截止2022年底,页岩油探明、控制、预测三级地质储量达44亿t,2022年产量达318万t。页岩油勘探理论和技术也取得了一系列进展,创新了有机母质类型分析与有机质生排烃实验、储层表征技术、页岩油赋存状态与含油性分析、保压取心与现场测试等页岩实验测试分析技术,基本上能满足页岩油相关实验测试要求;在细粒沉积与有机质富集机理、陆相页岩纹层结构与组合类型、储层孔缝结构与储集性、页岩油富集机理取得了一系列新的认识,指导了重点地区选区选带评价研究。研发了烃源岩品质测井评价、储层品质测井评价、工程品质测井评价、岩石物理敏感参数分析和定量预测、多任务学习储层参数预测、各向异性地应力预测、水平井地震地质导向评价、富集层（甜点）综合评价等技术,并推广应用,在页岩油储量提交、甜点区优选、水平井部署、随钻导向预警和钻完井工程改造方面提供了重要且面向全周期的技术支撑。但陆相页岩油规模勘探与效益开发目前还面临诸多挑战,必须建立全新的研究内容与研究重点,特别需要把研究精度升级并要加强微...     

四川盆地须家河组须一、三和五段天然气源内成藏潜力与有利区评价

目前四川盆地须家河组天然气藏勘探和发现主要集中于须二、四、六段,气藏总体表现出充满度不高、低部位含水饱和度偏高、储量动用比例偏低、储集层含气范围有限的特点,须一、三、五段则被作为烃源岩。在对须一、三、五段进行成藏条件研究和已知出气点解剖分析的基础上,提出川西北、川西南和川中部分地区须一、三、五段发育规模较大的砂体,各段有利含气面积约5 000～11 000 km2,储集层连续性较好,单层延伸长度达15～20 km,具备源内成藏的有利条件,可形成岩性或构造-岩性圈闭气藏,比须二、四、六段的成藏潜力和丰度更好,经勘探可形成工业规模的天然气储量,今后应该加强上述地区须一、三、五段源内天然气成藏研究与勘探力度,尤其是须三和须五段。图8表4参19