非洲马里气田天然氢气井勘探案例介绍及全球天然氢气勘探进展

为了促进中国天然氢气藏的勘探和开发,推动天然氢气分布、富集机制以及成藏条件等方面的研究,基于文献调研剖析了非洲陶德尼盆地马里天然氢气勘探实例,同时介绍了全球天然氢气勘探进展。研究表明:马里氢气田的氢最可能的来源是西非克拉通Leo-Man地盾2.2~2.1 Ga岩石的活跃蛇纹石化作用,是岩石中的二价铁与水反应的产物。该氢气田发育两种类型的储层:上部储层为白云质碳酸盐岩,其中氢气主要以游离态存在;下部储层为砂岩,氢气主要以溶解态存在。氢气主要沿着断裂从氢源运移到储层,并在辉绿岩盖层的封闭下成藏。全球从事天然氢气勘探的公司数量已从2020年的3家增加到2023年的40家,多个国家已经开始发放氢气勘探许可证,但总体而言天然氢气的勘探和开发还处于起步阶段,成功案例较少,需要加强科学探索和技术突破。

巴西桑托斯盆地CO_(2)分布规律及控制因素

CO_(2)富集是桑托斯盆地盐下油气成藏的主要地质风险,目前关于CO_(2)形成机制与分布规律缺乏系统研究。基于钻井样品的地球化学分析和地球物理资料的断裂体系刻画,对桑托斯盆地CO_(2)形成与分布的主控因素开展研究探索。研究认为:CO_(2)含量在已发现油气藏中占气体含量的0~96%不等,呈现出西低东高的分布特征,盆地西部油气藏的CO_(2)含量基本小于1%,而盆地东部油气藏的CO_(2)含量一般大于30%,并且出现了CO_(2)气顶和CO_(2)气藏。CO_(2)的碳同位素组成δ^(13)C为-8.64‰~-7.03‰,氦同位素R/Ra值约为5.6~8,推断CO_(2)为无机成因,来源于地幔,基本未受到地壳的污染。幔源CO_(2)释放的地质背景是地幔隆升,盆地东部地壳减薄,构造活动强烈,四组断裂相互切割;主控因素是深大断裂,断裂直接沟通上地壳岩浆房,或者连通地壳上部高渗带,而高渗带连接地壳下部岩浆房或者地幔,引起深部CO_(2)释放,或者产生火山喷发。盐下构造圈闭形成后,裂谷期的断裂重新活化开启了幔源CO_(2)与盐下构造之间的通道,特别是多组断裂交叉位置是CO_(2)的优势运移通道,大量的幔源CO_(2)运移到沉积地层中形成高含CO_(2)的油气藏或者CO_(2)气藏。所建立的桑托斯盆地CO_(2)发育模式有效指导了A区块的成功获取和勘探突破。

不同岩性储层的微观孔隙特征

油气藏储层的微观孔隙结构特征与分布规律决定了储层的储集能力、渗流能力以及渗流机理与渗流规律,储层岩性不同其对应的微观孔隙结构特征与分布规律一般也存在较大的差别,储层的开发动态其实就是微观孔隙渗流特征的宏观体现。通过运用压汞实验与核磁共振实验测试技术,重点研究了低渗砂岩、火山岩和碳酸盐岩储层的微观孔隙大小、数量、结构和分布规律及其与宏观孔、渗物性参数的对应关系。研究结果显示3种不同岩性储层的微观孔喉分布规律差异明显:低渗砂岩储层孔喉发育、数量多,大孔喉占比多,连通性好,分布均匀,是典型的中孔-中喉型储层;火山岩储层孔喉更加发育、数量更多,大孔喉占比少,连通性较好,但分布不均,是典型的小孔-细喉型储层;碳酸盐岩基质储层孔喉极不发育、数量很少,且集中分布在大、中孔区间,含有少量溶蚀孔洞,连通性差,是典型的大孔-细喉型储层。该研究成果可以合理解释不同岩性储层的储渗能力及其对应的气井生产动态与开发效果,对于油气藏合理有效开发具有重要的理论指导与实践意义。

鄂尔多斯盆地东胜气田氦气分布规律及特大型富氦气田的发现

近年来,随着鄂尔多斯盆地北缘杭锦旗地区东胜气田勘探开发进程的逐步推进,发现在该地区天然气中普遍伴生具有工业价值的氦气。通过对东胜气田166口井天然气样品分析发现,氦气含量为0.045%~0.487%,达到含氦-富氦气田标准。气田中部独贵加汗区带及北部什股壕区带2个基底断裂发育区氦气含量较高,平均含量大于0.1%,具有较大的氦气勘探开发潜力。纵向上从下(盒1段)到上(盒3段)氦气含量依次降低,盒1段和盒2段氦气含量较高,均大于0.1%,为主要的氦气勘探开发层系。根据氦气同位素组成发现,东胜气田氦气为典型的壳源成因,主要来源于基底的太古宇—元古宇变质岩—花岗岩系,氦气分布受基底岩相和深大断裂双重控制,高值区主要沿泊尔江海子等通基底断裂两侧分布,在二级断裂的通氦源断裂与四级断裂的输导体系交汇处和太古宇—元古宇变质岩—花岗岩系基底发育区富集。通过对东胜气田重点天然气井中短期内氦气含量随气井生产动态的变化特征研究,发现天然气在较长的开发时期内氦气含量保持稳定;按照体积法计算,其氦气探明储量为2.444×10^(8)m^(3),三级储量为8.304×10^(8)m^(3),是目前我国第一大特大型含氦—富氦气田,资源潜力巨大。建议选取东胜气田作为氦气资源开发利用的先导试验区,加快论证建设氦气战略储备基地的可行性;同时加强主要含油气盆地天然气中氦气成藏规律、资源潜力评价以及氦气等伴生资源的综合利用研究,指导氦气资源勘探开发和综合利用。

松辽盆地南部长岭断陷CO2成因与成藏期研究

长岭断陷是松辽盆地最主要高含油气区域,目前发现的天然气控制储量超过2 000亿m3。从长岭断陷高含天然气的地球化学特征入手,通过对储层包裹体中气体的组成和碳同位素的分析,并结合区域地质和构造历史的研究指出:长岭断陷的CO2为无机幔源成因,目前已知的CO2气藏成藏时间是在新生代晚期,而不可能是营城组火山岩在后期缓慢脱气形成;储层中不发育包裹体的原因有2个,一是CO2的充注速度快,包裹体来不及生长,二是在CO2充注以前,储层已经被烃类气体所饱和,缺水的储层地质环境,不适宜包裹体的形成。

孔隙水垂向不均匀分布体系中水合物生成过程的电阻率变化

天然气水合物具有极强的储气能力,被认为是一种潜力巨大的新型能源矿产。电阻率测井技术在海洋天然气水合物勘探工作中发挥着重要作用,然而涉及水合物电阻率数据的处理与Archie公式应用等方面的工作仍需进一步完善。利用自主研发的水合物电学特性模拟实验装置开展了孔隙水垂向不均匀分布体系中甲烷水合物的合成实验,获得了不同饱和度下含水合物沉积物电阻率数据,并在此基础上试算了Archie公式的经验参数。结果表明:电阻率变化能够指示水合物反应过程,其变化特征是反应不同阶段排盐效应、孔隙含水量和孔隙填充方式等多种影响因素共同作用的结果;含水合物的天然海砂电阻率参数存在非Archie现象,地层因子、电阻率增大指数等Archie公式参数受水合物饱和度变化的影响。

天然气中伴生氢气的资源意义及其分布

在系统调研氢气的分布及成因研究现状的基础上,对济阳坳陷部分油气井中天然气中的氢气含量进行了研究,并对其成因进行了初步划分。济阳坳陷天然气中氢气的含量普遍较低,在有R/Ra测试值的井中,氢气的H2/3He值普遍低于20×106,具有明显的幔源特征。因此,在这些井中,幔源氢气伴随深部流体活动混入了天然气中。

基于AFM表征的页岩孔隙特征及其与解析气量关系

页岩储层的孔隙结构影响着页岩气的储集特性。为了较为真实地反映样品表面孔隙三维结构,著者选用原子力显微镜研究页岩微-纳米孔隙特征。以重庆市涪陵地区焦页1井(JY1)和渝参4井(YC4)典型样品为研究对象,用原子力显微镜表征岩样的微观结构,获取岩样的三维形貌图,分析岩样的孔隙分布特征和储集空间特征,构建代表岩样孔隙特征的参数。分别比较相同井号不同井段之间的特征参数差异和不同井号之间的特征参数差异,从而定量描述岩样的形貌特征。结合样品提取现场解析气量数据,建立JY1、YC4样品的解析气量与特征参数之间的关系。结果表明:JY1样品的储集空间密集,孔隙占的空间相对多,其微观结构更有利于气体的吸附和储集;结合两口井取心现场解析页岩气量分析发现,JY1、YC4样品的空间起伏度FDI与现场解析气量均呈现正相关关系。

塔北隆起雅克拉凝析油气田油气充注途径示踪

依据原油的三萜烷Ts/(Ts+Tm)、咔唑类含氮化合物总量、1,8-/2,4-DMC与4-/1-MDBT等分子参数,示踪塔北隆起雅克拉凝析油气田下白垩统亚格列木组油气充注途径。研究表明,雅克拉凝析油气田原油运移分馏效应显著,原油运移具有主、次两条油气运移与充注成藏的途径;主要充注途径以油气田东端S7-YK13井区为充注点,油气平行轮台断裂,顺沿背斜长轴,从NEE向SWW方向充注成藏;次要充注途径则从油气田SE翼沿NW方向,往构造轴部充注。上述油气运移充注途径受到雅克拉凝析油气田南侧轮台断裂的制约,后者堪称塔北隆起一条重要的油源通道。

阳信洼陷火成岩与CO_2气成藏关系

通过对阳信洼陷火成岩发育和分布特征的分析、岩石矿物包裹体主挥发分和气藏组分含量的比较、火成岩的发育时代和岩石类型的不同所造成的含气性差异的分析,说明了火成岩与CO2气成藏的关系;研究表明阳信洼陷的CO2气主要为幔源无机成因气,幔源CO2气成藏受断裂活动和岩浆活动的控制,深大断裂的活动为岩浆活动创造了条件,岩浆是CO2气运移成藏的载体,火成岩的发育和分布为CO2气成藏提供了保障;结合阳信洼陷隐伏火山口的发育特征,采用幔源3He通量法和CO2通量法对阳信洼陷CO2气的资源量进行了估算,为该区CO2气资源的勘探打下了基础。

川西北地区三叠系硫化氢分布及运移特征研究

在深入研究包裹体岩相学特征的基础上,应用激光拉曼光谱分析了川西北地区不同层位、不同产状中包裹体的物质组成,探讨了该地区硫化氢的分布及运移特征。研究结果表明,该地区中、下三叠统中丰富的膏岩矿物、足够的埋藏深度以及较高的地温梯度构成了硫化氢大规模生成的必要条件。高含硫化氢天然气在须二段成岩作用阶段就开始大规模向该地层中运移,其运移通道主要为孔喉和溶蚀孔隙;后期注入的烃类中硫化氢含量相对较低,其运移通道为构造裂隙和流体压力作用形成的裂隙,在运移过程中相对稳定的还原环境是硫化氢不被消耗的关键条件。

中国东部幔源气藏存在的现实性与聚集成藏的规律性

中国东部沿郯庐断裂带两侧形成了一系列幔源气藏,主要以非烃CO2为主,且伴有一定量的稀有气体,具有δ13CCO2值高和高R/Ra等幔源地球化学特征。针对有利幔源气藏发育的中国东部大地构造环境,阐述了我国在幔源流体地球化学特征、幔源气地球化学判识标志、幔源气藏发育的主控因素和时空展布规律等方面所取得研究成果与应用情况,简述了在幔源气综合判识、寻找幔源气有利发育地区等方面的最新研究进展和面临的一些关键性问题。

塔里木盆地火成岩热释气特征研究

采用加热释气法对塔里木盆地塔北和塔中地区二叠系火成岩中所含流体特征进行了研究,以揭示与岩浆活动相伴生的深部来源流体的特征。塔中地区2个火成岩样品释气总量分别为1 902.7μL/g和1 517.7μL/g,塔北地区5个样品释气总量在515.2～691.5μL/g之间;塔中地区火成岩中流体含量显著高于塔北地区。无论塔中和塔北地区,气体释放量都在中温阶段(700℃)达到高峰。CO2为火成岩所释放气体中最主要的组成部分,在每个样品的每个温度阶段都有较高的含量,最高可达91.47%;N2和SO2也是所释放气体中的主要组成部分,在部分样品中含量较高;所释放气体中都或多或少含有一定量的CO,H2及烃类气体、稀有气体等组分。火山岩所释放气体的40 Ar/36 Ar值较高,在450.3～1 170.3之间,反映了深源的特点。但气体中3 He/4 He值除一个辉绿岩样品较高(0.35Ra)外,其他的都较低,位于0.009 1～0.091Ra之间,具有壳源的特征;其原因是火成岩所包裹的He与地壳He发生了相互扩散而混合。

松辽盆地长岭断陷无机成因CO_2气成藏条件分析

随着深层天然气勘探的进展,在松辽盆地长岭断陷的多个气田中发现了含量不等的CO2气体。通过天然气的CO2碳同位素值和3He/4He值,分析了长岭断陷CO2气体的成因类型,认为长深2、长深4、长深6井区以及松南气田的CO2气体为幔源无机成因为主,而东岭气田的CO2气体为有机成因,这主要受控于断陷内的深大断裂的分布。盆地内地幔隆起导致地壳减薄而发育的低速高导岩浆房、长岭断陷深层"网状结构"的构造拆离带和基底深大断裂则是长岭断陷无机成因CO2气藏形成的有利条件。

无机成因二氧化碳气藏研究进展

高纯度的CO2 气藏不仅具有重要的资源意义, 同时也有很重要的地质意义, 因此, 近年来对CO2 的勘探研究越来越重视。目前对CO2 的分布和成因研究程度最高, 其主要分布在火山活动频繁的环太平洋及中亚等部分地区; CO2 的成因可以分为无机成因和有机成因两大类, 无机成因的CO2主要为地幔脱气作用、岩石化学反应及碳酸盐岩受热分解形成的; 地幔脱气形成的CO2, 其运移成藏过程与深大断裂、地球内部的压力释放和岩浆活动密切相关; 值得关注的是近年来对深部处于超临界状态的CO2 研究表明, 超临界CO2 的活动对油气的运移和聚集意义重大, 但对超临界CO2 如何萃取和分离有机质的机理尚需进一步的研究。

松辽盆地北部氦气资源勘探前景展望

氦气在工业、农业及国防建设中有着广阔的应用前景。本文分析了松辽盆地北部的各种地质特征和形成气藏的控制因素，认为松辽盆地北部具有良好的氦气成藏条件，并且具有较好的勘探前景。

深部(层)煤层气成藏模式与关键技术对策——以鄂尔多斯盆地东缘为例

我国埋深大于1500 m的深部(层)煤层气资源丰富,但由于地质条件复杂,煤层气富集成藏特征和成藏模式尚不明晰,严重制约了勘探与开发过程中的关键技术选择,一直被公认为是效益勘探与规模开发的禁区,面临许多世界级难题。本文基于鄂尔多斯盆地东缘煤层气生烃、储集、保存条件的系统分析,通过深、浅部(层)煤层气富集成藏条件的精细对比,总结出深部(层)煤层气具有煤层厚度大、煤体结构完整、热演化程度高、煤层含气量高、含气饱和度高、游离气丰富、水动力条件弱等有利成藏条件和基质渗透率低、孔隙连通性差等不利成藏条件,提出“广覆式生烃、自生自储毯式成藏”基本成藏特征;在进一步分析构造、沉积、水文地质成藏条件及开发动态特征基础上,建立深部(层)煤层气微幅褶皱、单斜与水动力耦合、断层与水动力耦合、鼻状构造等4类成藏模式;针对储层精细描述与甜点区识别标准、地质-工程一体化钻井、压裂等理论技术难题,提出地质-工程甜点综合定量评价、工厂化水平井优快钻完井、水平井大规模体积缝网储层改造等关键技术发展方向,助推深部(层)煤层气资源的高效探明和规模效益开发。

湖北当阳复向斜北部页岩气地质评价与有利区优选

以露头、钻井、地震等资料为基础,对湖北当阳复向斜北部上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气成藏条件和勘探潜力展开评价。研究表明,当阳复向斜五峰组—龙马溪组具备良好的页岩气成藏地质条件:五峰组—龙马溪组沉积期以深水陆棚沉积环境为主,页岩广泛发育,优质页岩层厚度约50 m;有机质类型为Ⅱ_2型,有机碳含量一般大于2%,有机质成熟度R_o在3.0%左右,已进入过成熟阶段;页岩中的矿物以石英和黏土为主,有利于后期压裂改造和吸附气的大量富集;储层具有低孔特低渗特征;当阳复向斜构造简单,区域上盖层连续分布,保存条件较好。通过地质评价和资源量计算,当阳复向斜页岩气资源量较为丰富,优选巡检—溪前向斜带和龙坪—肖堰—栗溪背斜带为页岩气勘探有利区。

奈曼凹陷九佛堂组非烃流体地质意义及控制因素

奈曼凹陷的非烃流体主要指CO2,H2S和N2。通过伴生气组分分析,结合区域构造发育史、非烃流体含量及碳同位素分析资料,对奈曼凹陷非烃流体成因、进入油藏时间、保存及分布的控制因素进行了深入探讨。研究认为:奈曼凹陷CO2和H2S均来自幔源成因岩浆喷发,先于烃类进入储层;CO2的富集程度与地层水中的HCO3-浓度呈正比;H2S性质不稳定,目前以痕量H2S、含硫有机化合物及黄铁矿结核的形式存在,H2S和含硫有机化合物的富集程度与SO42-浓度呈正比;N2来自大气成因,燕山晚期进入储层,浅部地层及浅层断裂附近N2富集。砂体的展布特征控制非烃流体的平面展布规律,泥岩厚度及泥岩与砂岩的配置关系控制非烃流体的保存条件。该研究成果为奈曼凹陷下一步油气勘探部署提供了一定的理论依据。

咸阳市地热水资源分析及生态补偿研究

咸阳市地热水资源具有储量丰富、热含量高、水质优良、开发历史悠久、热源充足、为多热储层分布等特点,该文主要对咸阳市地热水资源水质特点和开发状况进行了分析和研究,探索了地热水开发过程中的生态补偿问题,对地热水资源的开发和研究进行了总结和展望。