中国与美国氦气地质条件和资源潜力对比及启示

鉴于氦气资源的战略重要性、美国氦气资源条件的优越性及目前中国氦气供需矛盾的严峻性,开展中国与美国氦气地质条件和资源潜力对比显得极为有意义。通过对比中国与美国氦气的地质条件、资源量和储量数据,基于氦气产量历史数据,结合全球氦气需求分析,采用哈伯特模型、高斯模型和资源量-储量约束下的产量预测模型,开展2023—2030年全球氦气产量预测,为中国氦气勘探开发工作提供参考。分析结果:(1)与美国所在的北美地台规模大且构造稳定相比,中国地台规模小且经历多期构造演化,中国氦气分布呈现点多、面广、类型多样的特点;(2)尽管目前国内外对中国氦气的资源量有不同认识,通过对中国与美国含氦天然气资源潜力的对比,表明中国氦气资源丰富,资源量将会随着对氦气勘探程度和认识程度的不断加深而动态增长;(3)预测显示,2023—2025年为中国氦气生产起步发展阶段,2026—2030年为快速增长阶段;(4)对中国氦气勘探开发的4点启示:坚定中国氦气勘探开发的信心、提出并完善适合中国地质条件的氦气富集理论、加大研发氦气勘探开发技术、2030年前中国氦气供应来自国际和中国国内2个渠道。

非传统油气资源:现实且潜力巨大的油气勘探开发新领域

依据是否编入目前的石油地质学,将圈闭(油气藏)类型分为传统圈闭(油气藏)和非传统圈闭(油气藏)。与传统圈闭(油气藏)相比,非传统圈闭(油气藏)具有形态特殊、内部结构复杂、储层非均质性强且生储盖组合多变、成藏机理奇特、分布位置更加隐蔽等特征,甚至有的非传统油气藏位于传统石油地质理论认为的禁区。目前发现和开发的非传统油气藏有露头油气藏、断溶体油气藏、断缝体油气藏和断壳体油气藏等,非传统油气藏正逐渐成为油气勘探开发的热点和亮点。我国地质条件和成藏环境极为复杂,仍然有相当数量的圈闭(油气藏)没有收入经典的石油地质学,非传统油气资源潜力巨大,它们多分布在(超)深层、(超)深水、高原、极地、特殊气候地区,甚至盆地外,是现实的油气勘探开发新目标和新领域。

中国不同类型盆地油气资源丰度统计特征及预测模型

油气资源丰度是油气资源评价的一项关键参数,取准资源丰度对于客观评价资源潜力十分重要。本文立足于类比刻度区进行统计分析,探索建立资源丰度预测模型的思路并开展研究;统计表明我国主要含油气盆地的常规油气资源普遍为中低丰度,并以特低丰度和低丰度资源为主,仅局部优越区块为高丰度。据此筛选刻度区数据,并按照裂谷、克拉通、前陆3种基本盆地类型分析常规油气资源丰度与相关地质参数的关系。不同类型盆地的油气资源丰度均与烃源岩生烃强度、圈闭面积系数、区域不整合次数3项主控地质参数具有显著的相关性,但不同类型盆地油气资源丰度与3项主控地质参数之间关系的变化趋势存在差异,拟合的单参数地质模型能够较好描述3项主控地质参数单独与不同类型盆地油气资源丰度的定量关系。由此建立了基于烃源岩生烃强度、圈闭面积系数、区域不整合次数3项主控地质参数的油气资源丰度预测模型,能够快速、准确求取不同类型盆地的常规油气资源丰度。预测模型在实际应用中效果较为理想,具有易操作、易推广的优点,实用价值较高。

中国节约利用油气资源的必要性与方法探讨

分析中国油气资源利用现状,根据中国能源禀赋与供需矛盾提出节约合理利用的油气资源利用思路,根据中国油气消费结构提出"节约用油,合理用气"的油气资源利用方向和"交通节油、工业节油"的节油重点方向,进而提出了具有针对性的节油用气的方法。统计分析表明,中国能源效率相对低下,但节油潜力巨大,应尽快调整经济产业结构,推广节能技术,加强政策综合调控,构建资源节约型社会,提高油气利用效率,促进形成高效、清洁、低碳的能源结构,从而更好地实现中国经济社会的可持续发展。

世界页岩气研究概况及中国页岩气资源潜力分析

页岩气系指泥岩或页岩在各种地质条件下生成的、已饱和岩石自身各种形式的残留需要、进入了排烃门限但尚未完全排出的以吸附、游离及溶解等多种形式残留于泥页岩内部的天然气资源。随着北美、欧洲和亚洲等地区页岩气勘探程度不断加大,对页岩气的储集特征、成藏机理等方面的研究取得重大进展。但页岩气研究仍存在许多问题,如"页岩气"概念没有科学地表达出页岩油气资源的科学内涵;页岩气的成因机制不清且缺乏行之有效的判别标准;页岩气分布发育模式不明且缺乏统一的预测方法。针对当前对页岩气的认识,本文依据源岩残留烃临界饱和量及其钻采过程中温压下降而释放油气的比率等参数,对中国页岩气资源进行了预测。

中国叠合盆地油气成藏研究进展与发展方向——以塔里木盆地为例

塔里木叠合盆地具备多套生储盖组合、多期生排油气作用和多旋回油气成藏作用,为了发展和完善叠合盆地油气成藏理论,总结了叠合盆地研究进展并分析其发展方向。叠合盆地研究主要取得4大进展:①发现了叠合盆地广泛分布的复杂油气藏;②建立了复杂油气藏成因模式;③揭示了复杂油气藏的改造机制;④提出了构造叠加改造复杂油气藏评价模型。叠合盆地功能要素组合控制油气藏的形成和分布,后期构造作用的叠加复合导致了早期油气藏的调整、改造和破坏。叠合盆地油气成藏研究的发展方向主要包括3个方面:①多要素联合控藏模式研究;②油气复合成藏机制研究;③油气藏调整改造机理及预测模式研究,尤其是针对叠合盆地深部开展该方面的研究更具理论和现实意义。

中国非常规天然气资源前景

非常规天然气资源主要包括煤层气、页岩气、水溶气、天然气水合物、无机气、浅层生物气及致密砂岩气等。中国非常规天然气资源潜力巨大,具有广阔的开发前景。随着经济和技术条件的改善,它们将逐渐转化为常规天然气。通过对中国非常规气成藏条件的分析,结合国外勘探开发和产量预测经验,预测了中国非常规天然气的资源前景及未来的产量趋势。中国非常规天然气资源量为200×1012～380×1012m3,远远超过了现今的常规天然气储量;15～20a后,煤层气和致密砂岩气将逐渐转化为常规天然气;30～50a后,页岩气和水溶气将成为常规天然气的重要组成部分;50～100a后,甲烷水合物将会成为天然气勘探开发的重点。

相—势—源复合控油气成藏机制物理模拟实验研究

含油气盆地的地质相、流体势、烃源灶是影响圈闭含油气性的决定性因素,三者缺一不可。在各要素满足控藏临界条件下,优相—低势—近源复合指数(FPSI)越高,圈闭含油气性越好。基于相—势—源复合控油气成藏机制开展物理模拟实验研究,结果表明:"源"控制着油气成藏的物质来源,"相"控制着油气成藏的孔隙空间、"势"控制着油气成藏的运移动力,当三者联合作用时能够形成油气藏。实验结果还表明,圈闭外部(盖层)岩相和圈闭内部(储集层)岩相粒径差别越大,越有利于油气在毛细管力作用下从细粒低孔渗的围岩之中进入到粗粒高孔渗的储集层之内聚集成藏,临界条件是:圈闭外部围岩颗粒粒径较圈闭内部储集层颗粒粒径小2倍以上,或外部毛细管力较之内部大2倍以上,也即外部界面势能较内部高2倍以上;圈闭外部烃源岩含油气饱和度越高,越有利油气进入圈闭内部储集层中聚集成藏,临界条件是外部源岩的含油气饱和度达到和超过5%。

扎格罗斯盆地含油气系统分析与资源潜力评价

扎格罗斯盆地是全球常规油气资源最富集的前陆盆地。基于最新的数据资料,应用石油地质综合评价和含油气系统分析的方法,研究了扎格罗斯盆地的油气分布和主控因素,以成藏组合为评价单元,评估了油气待发现可采资源量,并探讨了盆地的油气资源潜力和未来的勘探领域。研究表明,盆地发育6套含油气系统,白垩系/古近系复合含油气系统、侏罗系含油气系统和志留系Gakhum含气系统是最重要的含油气系统。区域上,盆地的油气主要分布于迪兹富勒坳陷、基尔库克坳陷和胡齐斯坦隆起;层系上,油气主要储集于古近系、新近系和白垩系。油气分布整体表现为"坳陷富油、隆起富气"的特征,其油气富集的主要控制因素是优质区域盖层、有效烃源岩的展布和新近纪的构造运动。资源评价结果表明,扎格罗斯盆地待发现可采石油、天然气和凝析油的资源量分别为44.6×108t、9.3×1012m3和10.4×108t,合计129.8×108t油当量,最有勘探潜力的成藏组合是二叠/三叠系Deh Ram群、Asmari组和西北侏罗系成藏组合。

中国南沙海域大中型盆地沉积特征与油气分布

中国南沙海域大中型盆地蕴含着丰富的油气资源,这些盆地大多形成于新生代,自下而上沉积陆相—海陆过渡相—海相地层。不同的盆地沉积分布主控因素不同。碎屑岩沉积受控于3大古水系:即华南古陆南缘造山带古水系控制南薇西盆地和北康盆地扇三角洲,巽他陆架古水系控制湄公盆地和万安盆地三角洲,婆罗洲古水系控制曾母盆地和文莱—沙巴盆地扇三角洲与三角洲。碳酸盐沉积受控于水体和构造条件,温暖、干净、适度动荡的浅水环境有利于碳酸盐岩台地和生物礁形成与生长。多种沉积相类型构成多种油气储集体,中新统砂岩和碳酸盐岩储集层最为重要,烃源岩分布具规律性。研究认为块体漂移控制了南沙大中型盆地油气分布,形成3套生储盖组合,发育3类岩性地层圈闭。

中国深层和超深层碳酸盐岩油气藏形成分布的基本特征与动力机制及发展方向

随着油气资源对外依赖度加大,中国的油气勘探已经拓展到深层和超深层领域,并相继在中西部盆地发现了塔河、普光、安岳、靖边、顺北等一批大型油气田,展示出广阔的勘探前景。中国已探明的深层和超深层碳酸盐岩油气藏特征与全球的有很大差异,经典的油气地质理论指导这类油气田勘探遇到了前所未有的重大挑战,需要完善和发展。通过调研和比较全球已探明的碳酸盐岩和砂岩油气藏地质特征,发现它们的油气来源条件、油气藏形成条件、成藏动力、演化过程特征等类同;同时,发现碳酸盐岩和砂岩油气藏的矿物组成、孔隙度和渗透率随埋深变化特征、孔渗结构特征、储层物性下限、油气藏类型等有着很大不同。中国深层和超深层碳酸盐岩油气藏与全球的相比较具有五方面差异:地层年代更老、埋藏深度更大、白云岩储层比率更大、天然气资源比率更高、储层孔渗关系更乱。中国已经发现的深层碳酸盐岩油气藏成因类型可以归为五种:沉积型高孔高渗油气藏、压实成岩型低孔低渗油气藏、结晶成岩型低孔低渗油气藏、流体改造型高孔低渗油气藏、应力改造型低孔高渗油气藏;它们形成的动力学机制分别与地层沉积和浮力主导的油气运移作用、地层压实和非浮力主导的油气运移作用、成岩结晶和非浮力主导的油气运移作用、流体改造介质和浮力主导的油气运移作用、应力改造和浮力主导的油气运移作用等密切相关。中国深层和超深层碳酸盐岩油气藏勘探发展的有利领域和油气藏类型主要有三个:一是低热流盆地浮力成藏下限之上自由动力场形成的高孔高渗常规油气藏;二是构造变动频繁的叠合盆地内外应力和内部流体活动改造而形成的缝洞复合型油气藏;三是构造稳定盆地内局限动力场形成的广泛致密连续型非常规油气藏。改造类非常规致密碳酸盐岩油气藏是中国含油气盆地深层和超深层油气资源的主要类型:它们叠加了早期形成的常规油气藏特征,又具有自身广泛连续分布的非常规特征,还经受了后期构造变动的改造;复杂的分布特征,致密的介质条件和高温高压环境使得这类油气资源勘探开发难度大、成本高。

中外油气资源分类体系对比和资源潜力概念探讨

目前,国际上普遍接受的油气资源分类体系是PRMS(2007)。以该体系为标准,分析了USGS(2000)、IHS(2009)、中国新一轮资源评价(2007)油气资源分类体系与PRMS(2007)的对应关系,指出油气资源量是一个笼统的概念,提出用油气资源潜力综合反映评价单元未来的勘探和开发潜力,将资源潜力定义为从评价之日起到未来某个时间,评价单元(地区、盆地或区带)内所蕴藏的能够技术采出的石油和(或)天然气量。通过比较国内外机构的油气资源分类体系,认为中国新一轮资源评价(2007)中,待探明可采资源量反映评价单元的勘探潜力,探明剩余可采储量反映评价单元的开发潜力,两者之和反映评价单元的资源潜力;USGS(2000)待发现资源量反映评价单元的勘探潜力,IHS(2009)剩余可采储量反映评价单元的开发潜力,两者之和也可反映评价单元的资源潜力。资源潜力概念的提出,对中国相关机构和石油公司在开展全球盆地油气资源评价中,科学引用不同国外机构资源评价数据,具有重要的指导意义。

海相低勘探程度地区油气资源评价:以柴达木盆地德令哈坳陷石炭系为例

海相低勘探程度地区油气资源评价的难点是资料少、地质认识程度低、主要参数获取难度大,影响评价结果可信性。以柴达木盆地德令哈坳陷石炭系为例,系统评价德令哈坳陷石炭系生储盖条件,油气资源评价选用盆地模拟法与类比法相结合方法,关键参数的确定采用了地球物理、地球化学与石油地质学等多种方法,利用油气运移聚集模拟和不同运聚单元资源量计算结果划分有利勘探区带,充分发挥不同方法的特点。评价结果表明:柴达木盆地德令哈坳陷上石炭统发育有泥岩、碳质泥岩、煤和泥灰岩等4类烃源岩,下石炭统发育泥岩和泥灰岩等2类烃源岩;上石炭统烃源岩有机质丰度较高,克鲁克组多数泥岩、碳质泥岩、煤和泥灰岩TOC含量分别为大于1.0%、6.0%~10.0%、大于60%、大于0.3%,有机质类型主要为Ⅱ和Ⅲ型,少量的Ⅰ型,成熟度均已达到成熟,具有较好的生烃潜力;石炭系发育碎屑岩储层和碳酸盐岩储层,并发育有多套盖层,生储盖组合类型有自生自储自盖式、下生上储上盖式和上生下储上盖式,石油地质条件总体较好;石炭系主要生烃时期为石炭纪晚期—三叠纪中期,生烃高峰时期为二叠纪中期—三叠纪中期;德令哈坳陷石炭系的油气资源量达到3.83×108 t(油当量),石油资源量为1.63×108 t,天然气资源量为2760.21×108 m 3,油气主要分布于欧南凹陷和欧龙布鲁克凸起两个构造单元。

断裂带油气幕式运移:来自物理模拟实验的启示

断裂结构对油气运移的影响是当前油气输导体系研究的前沿与薄弱环节.本文在调研断裂结构及其流体流动机制的基础上,利用物理模拟实验研究断裂带油气幕式运移过程,探讨断裂带油气运移机理及相关问题.实验结果表明,断裂内部结构控制着油气运移的路径和方式,含油饱和度在一定程度上影响油气运移的路径;破碎带是油气幕式运移的优势通道,且油气聚集成藏的潜在圈闭为位于油源断裂主动盘一侧的圈闭.单次幕式充注过程中运移量与时间之间的对数型关系表明,流体沿断裂幕式运移具有非线性流的特征,且流动速率可能介于一个相对固定的范围,其数量级约为102 ～ 103m/a;流体沿断裂幕式流动过程包含高速非线性流、过渡流动机制和线性达西流3种流体流动机制,其间的相互转换是一个多物理场相互作用的复杂过程.此外,断层体油气藏的形成条件为油气沿断裂运移时,运移动力与阻力在断裂带内达成平衡状态.

环渤中凹陷油气资源潜力与分布定量评价

渤中凹陷是渤海海域最大的富生烃凹陷,但对其油气资源潜力和分布规律认识不清,制约着油气的勘探进展。以油气成藏体系为评价单元,应用油气成藏门限理论,基于物质平衡原理对环渤中凹陷油气资源潜力和分布特征进行了定量评价。研究结果表明,环渤中凹陷上、下油气成藏组合各划分为6个成藏体系,环凹陷总可供聚集油量为60.265×108t,上、下成藏组合分别为43.185×108t和17.080×108t,总可供聚集气量为27.03×1011m3,上、下成藏组合分别为17.76×1011m3和9.27×1011m3。其中,石臼坨油气成藏体系(Ⅰ)和渤东油气成藏体系(Ⅱ)可供聚集烃量最大,是进一步勘探的有利方向。

断层物性和倾角变化对济阳坳陷斜坡带油气运聚影响的实验模拟

通过二维模拟实验探讨了断层物性和倾角变化对济阳坳陷斜坡带油气运聚的影响,结果表明:①断层物性的差异影响着油向各砂层运移的动力。由于物性的变化,使各砂层与断层之间的毛细管力差发生变化。断层物性较差时,毛细管压力差对油的运移起动力作用,有利于油运移;断层物性较好时,毛细管压力差对油的运移起阻碍作用,不利于油运移。②断层倾角的差异影响着油向各砂层运移的动力。由于倾角的变化,使浮力在各砂层的分力发生变化。断层倾角较小时,浮力在各砂层分力大,有利于油向各砂层充注;断层倾角较大时,浮力在各砂层分力小,有利于油沿断层向上运移。③断层物性和断层倾角对油气运聚具有互补性。物性愈好、倾角愈大,愈有利于油气向上部砂层中运聚;物性愈差、倾角愈小,上下砂层均有利于运聚。

塔里木盆地顺北地区走滑断裂带压扭段和张扭段油气成藏实验模拟及成藏特征研究

近年来,塔里木盆地顺北地区在超深碳酸盐岩取得重要勘探突破,发现了断控缝洞型油气藏。该油气藏具有良好的生储盖组合,走滑断裂不同组合样式对油气运聚具有重要的影响和控制作用。本文选取顺北地区典型走滑断裂压扭段和张扭段开展解析,明确压扭段具有树枝状和树杈状两种断裂组合样式,张扭段具有非对称式和对称式两种组合样式,结合实钻油气藏的开发特征,建立实验模型,进行物理模拟实验,发现断裂带物性、断裂连接关系、供烃强度及缝网系统的发育是影响油气水分布的主要因素,压扭段直接相连主次断裂处于成藏优势区,可作为后期勘探开发的重点。建立了顺北地区压扭段和张扭段不同的油气成藏模式,对深化深部走滑断裂油气运移和成藏理论、指导顺北地区断控缝洞型油气藏的勘探具有重要意义。

辽东东地区石油运移和聚集物理模拟实验及机理分析

采用二维物理模型对辽东东地区石油运移和聚集进行了实验研究,结果证实:①断层带的石油运移方式对石油运移路径产生了重要的影响;②3套不整合面在不同充注方式下对石油的输导作用不同,馆陶组下段和东营组之间的不整合面(不整合面1)在2种充注方式下对石油都起到输导作用,东营组与沙河街组之间的不整合面(不整合面2)和沙河街组沙二段与沙河街组沙四段之间的不整合面(不整合面3)仅在幕式充注情况下对石油的运移起到侧向输导作用;③东营组砂体最终能否成藏,取决于砂体与其他输导体的匹配关系,其中与油源断层相沟通且尖灭的砂体最有利于形成岩性油藏。

利用石油包裹体烃组分信息恢复塔中地区油气成藏过程

为恢复塔中地区油气成藏过程,利用改进的石油包裹体烃组分分析方法进行了详细的研究。结果表明塔中地区储层油和包裹体油的组分差异明显。包裹体油和下奥陶统储层油中伽马蜡烷和C28甾烷相对丰度较高,来源于寒武系—下奥陶统烃源岩,其他储层油中伽马蜡烷和C28甾烷相对丰度较低,来源于中—上奥陶统烃源岩。储层油的成熟度高于对应层位的包裹体油,表明高成熟度的石油再次充注。石炭系和志留系包裹体油和储层油中存在25-降藿烷系列,表明石油成藏后遭受了生物降解作用。恢复了塔中地区3期油气成藏过程,第1期和第2期分别为志留纪末期和二叠纪末期来源于寒武系—下奥陶统烃源岩的油气成藏,第3期为二叠纪末期来源于中—上奥陶统烃源岩的油气成藏。

传统油气地质理论的突破与创新及非常规油气资源潜力

在油气勘探实践中,传统油气地质理论为石油工业的发展做出了重大贡献,但随着油气勘探向非常规油气资源转变,传统油气地质理论与认识遇到了诸多问题与挑战,已不能有效指导非常规油气勘探。从非常规油气成藏条件来看,"源"不只是生成油气的岩石,而且是勘探的储集层和目的层;致密岩层也可以成为有效储层;非常规油气的封闭机制与常规油气不同;连续和准连续成藏不需传统圈闭条件;滞留和短距离运移均可成藏;保存条件的评价方法也与常规油气不同。从油气成藏机制而言,非浮力也可成藏,且是以大面积、连片富集成藏为主;从赋存状态而言,油气除呈游离态赋存外,还可以呈吸附态、溶解态等方式赋存;从富集分布模式而言,油气除在圈闭和高点富集成藏外,盆地的洼陷、斜坡均可富集成藏并达到满凹含油。世界上非常规油气资源是常规油气资源的4倍以上,展示出巨大的勘探前景。