库车坳陷中生界气源灶生气强度演化特征

库车坳陷的烃源岩主要发育在中上三叠统和中下侏罗统,根据烃源岩厚度和有机相特征、埋藏热历史,采用BasinMod-1D软件,系统分析了库车坳陷上三叠统和中下侏罗统气源灶的生气强度及其在地质历史中的演化。中上三叠统气源灶以克拉苏构造带为生气中心,向四周生气强度逐渐变小;中下侏罗统气源灶则以拜城凹陷和依奇克里克构造带为中心,向南北两端生气强度逐渐变小。无论是上三叠统还是中下侏罗统气源灶,现今累计生气强度在坳陷主体均在20×108m3/km2以上,生气中心则在(60～100)×108m3/km2。上三叠统气源灶的大量生气始于12Ma,中下侏罗统气源灶大量生气则始于5Ma,库车坳陷气源灶演化的特色表现在5Ma以来气源灶极高的生气速率。中上三叠统源岩生气强度类似于中下侏罗统,说明中上三叠统源岩对天然气成藏的贡献不亚于中下侏罗统源岩,库车坳陷气源灶存在充足的气源且近5Ma快速生气,这是库车坳陷形成高效天然气藏的重要原因,库车坳陷目前发现的大中型气田(藏)均分布在生气中心及其周缘。

四川盆地金秋气田:一个典型以中生界沉积岩为氦源岩的含氦-富氦气田

氦气成藏长期以来研究较少,成藏条件与成藏机理还不十分清楚,氦源岩类型和形成条件争议较大。通过解剖含氦-富氦的金秋气田认为:(1)金秋气田氦气含量主要分布在0.05%~0.10%,平均为0.07%,部分井含量超过0.10%,最高为0.20%。同位素分析认为氦气为壳源成因,没有幔源的贡献。(2)金秋气田是一个典型以中生界沉积岩为氦源岩的含氦-富氦气田。上三叠统须家河组和侏罗系具有较高的铀、钍元素含量和较大的地层厚度,在金秋地区具有较高的氦气生气强度,是形成含氦-富氦气藏的氦源基础。氦气应该主要来源于侏罗系储层,而非上三叠统须家河组烃源岩层系。(3)金秋气田含氦-富氦气田的形成受3个主要因素控制,具有高氦气生气强度的氦源岩提供了很好的物质基础;具有适度充注强度的烃类气体的存在有利于氦气富集;地层抬升剥蚀温、压下降导致的原位溶解氦气脱溶作用是氦气富集的有益补充。

四川盆地东部下寒武统筇竹寺组烃源岩评价

四川盆地下寒武统筇竹寺组含油气系统已获探明储量超过1.3×1013 m 3,但川东地区经历30年勘探仍未取得实质性突破。为厘清川东地区筇竹寺组烃源岩生烃条件,对新近钻井楼探1井、五探1井、马深1井、焦石1井和城口剖面等开展有机地球化学综合研究。结果表明:马深1井筇竹寺组厚度为358 m,底部黑色泥岩厚度约130 m;向北至盆地外缘杨坝剖面筇竹寺组厚度增加,总厚约400 m,但下部泥岩,总有机碳含量(质量分数)TOC>0.5%,厚度减小到50 m;川东地区筇竹寺组厚度110~150 m,下部黑色泥岩厚度约60 m。川北马深1井—福成地区筇竹寺组平均TOC含量为3.39%~3.44%;川东楼探1井—城口地区平均TOC含量相对较小,为0.52%~2.58%。盆地周缘筇竹寺组剖面等效镜质体反射率(R o)在2.22%~2.53%,盆地内钻井R o在2.57%~3.10%;受古埋深影响,热演化程度由盆地外向盆地内呈增加趋势。进一步结合黑色泥岩产烃率、原始有机碳恢复系数等相关参数,计算得到川东地区生气强度由盆地内向东北方向呈现增加趋势,鹰探1井—楼探1井区生气强度在(10~20)×10^(8) m^(3)/km^(2);生气强度最大地区为城口区域,其生气强度达60×10^(8) m^(3)/km^(2)。结合典型钻井埋深沉降热史模拟表明,筇竹寺组烃源岩于志留纪(430 Ma)开始大量生烃,到三叠纪(250 Ma)进入生气阶段。综合研究表明,川东地区巴中—南江与城口地区两个生烃中心为下寒武统筇竹寺组含油气系统最有利生烃富集带。

渤海海域烃源岩的生气潜力与天然气成因分析

本次研究采用了黄金管的生烃模拟实验分析了渤海海域6个古近系的烃源岩样品的生烃特征并计算了各生烃凹陷的生气强度。研究表明,烃源岩初次裂解气阶段对应的Ro为0.6%~1.3%时,生气高峰对应Ro约为1.2%。Ro达1.3%时,大部分干酪根初次裂解气已生成,对应的产气率平均为122.93 m L/g TOC,达到好的气源岩标准;Ro>1.3%的高演化阶段则主要为油二次裂解气。Ro为1.0%与1.3%时烃源岩的气油比(累积生气量与累积生油量的比值)分别约为0.22(1∶4.5)与0.39(1∶2.6),表明古近系三套烃源岩均具有良好的生气潜力。基于产气率图版计算的各凹陷的生气强度普遍大于20×10~8m^3/km^2,说明研究区具备形成大中型油气田的物质基础。基于已发现天然气的化学组成与碳同位素组成特征,渤海海域现今已发现的天然气主要为有机成因的热成因气,进一步可分为油型气与偏腐殖型气,而且为干酪根初次裂解气,天然气的成熟度对应的Ro值总体低于1.3%,这整体与热模拟实验结论相吻合。与辽东湾地区相比,渤中地区天然气主要为溶解气富集,主要原因是该地区断裂活动强度大,不利于天然气保存。

煤系天然气的资源类型、形成分布与发展前景

煤系天然气是煤系中煤、炭质泥页岩和暗色泥页岩生成的天然气,是天然气工业中极其重要的组成部分,具有巨量的资源规模,包括连续型煤层气、页岩气、致密气和圈闭型煤系气藏等资源类型。通过梳理国内外煤系天然气勘探开发进展,重点论述了圣胡安、苏拉特、西西伯利亚、鄂尔多斯盆地煤系气的形成与分布特征,明确煤系天然气是天然气供应的重要战略领域,主要取得3项认识:①欧亚东西向聚煤带和北美南北向聚煤带是全球两个主要聚煤区,晚石炭世—二叠纪、侏罗纪和晚白垩世末期—新近纪是3个主要聚煤期;②"连续型"和"圈闭型"是煤系天然气的两种主要成藏模式,提出生气强度大于10×10~8 m^3/km^2是形成煤系大气田的基本条件,揭示中高阶煤层气向斜富集、低阶煤层气源盖配置的成藏规律;③预测全球煤系天然气剩余资源潜力巨大,源外煤系气仍集中分布在中亚—俄罗斯、美国、加拿大等国家或地区,源内煤层气集中分布在12个主要国家,预测中国2030年煤系天然气产量有望超过1 000×10~8 m^3,其中常规煤系气产量为(500～550)×10~8 m^3,煤系致密气产量为(400～450)×10~8 m^3,煤层气产量有望达到(150～200)×10~8 m^3。

鄂尔多斯盆地上古生界准连续型气藏气源条件

通过鄂尔多斯盆地上古生界气源条件的综合分析，确定优质烃源岩是控制致密砂岩大气田形成分布的主要因素，并结合试气结果分析致密砂岩大气田形成的生气强度下限。首先对鄂尔多斯盆地上古生界烃源岩的厚度、有机碳含量和热演化程度等参数进行对比；接着在类比分析的基础上计算求取生气强度，并将其与试气成果结合进行综合分析。气源条件分析结果显示，鄂尔多斯盆地上古生界烃源岩品质好、分布广、热演化程度高，其生气强度介于10×10^8～40×10^8 m^3/km^2，具有高强度、大范围的供气特点；盆地西部生气强度介于10×10^8～20×10^8 m^3/km^2，而盆地东部生气强度相对较高，多大于16×10^8 m^3/km^2。综合分析认为：优质烃源岩是形成致密砂岩大气田的主要因素之一，从宏观上控制了鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩储层内气、水的空间分布状态；由于为近距离成藏，其天然气聚集效率高，因此上古生界准连续型致密砂岩气藏的生气强度下限可降低至10×10^8 m^3/km2左右。

四川盆地中二叠统栖霞组与茅口组烃源岩的差异性

四川盆地中二叠统栖霞组和茅口组都具有良好的油气勘探前景,目前对这2套烃源岩的横向和纵向分布特征还鲜有报道。为此,通过对17口井111块栖霞组和茅口组岩心样品实测总有机碳含量(TOC)的标定,运用分段平均值法,建立了自然伽马测井曲线与烃源岩TOC的关系式,利用该关系式对全盆地117口井的上述2套烃源岩TOC进行了测井评价。结果表明:(1)横向上,栖霞组和茅口组烃源岩在全盆地均有分布,发育以川东地区为最好;(2)茅口组烃源岩在平面厚度、有机碳含量及生气强度等方面均优于栖霞组,前者厚度介于30~220 m,TOC介于0.5%~3.0%,为中等—好烃源岩,而后者厚度介于10~70 m,TOC介于0.5%~2.0%,为差—中等烃源岩;(3)纵向上,栖霞组烃源岩主要分布在栖一段,茅口组烃源岩主要发育于茅一段和茅二c层。结论认为:(1)栖霞组生气强度很低,绝大部分地区小于10×10~8 m^3/km^2;(2)而茅口组生气强度则明显较高,为10×10~8~60×10~8 m^3/km^2且大部分区域都大于20×10~8 m^3/km^2;(3)后者具备形成大型气田的物质基础。

苏里格气田上古生界连续型致密气形成过程

苏里格气田上古生界致密砂岩储层叠置连片分布、多层位普遍含气,是典型的连续型致密砂岩大气区.利用生排烃物理模拟、数值模拟、岩矿观察、流体包裹体和碳氧同位素等手段,共同约束验证,综合分析相关成藏要素,探索恢复盆地大面积致密砂岩气形成的动态过程.研究发现,苏里格气田具有稳定平缓构造面貌（晚侏罗世至今,苏里格地区古构造坡降速一般为3-6 m/km）、高成熟煤系源岩广布式生排烃气和大面积致密砂岩储层叠置分布的成藏地质背景（生气强度大于1 600 kg/m2、砂体厚度大于15m的源储接触面积可达2.35×104km2,占苏里格气田面积的78%）;在晚侏罗世至早白垩世早期,苏里格气田具有规模充注和连续聚集的成藏特征;早白垩世晚期以后,其成藏特征缓慢调整,最终形成大面积连续型致密砂岩大气区.成岩成藏耦合关系和源储共生紧密接触,共同决定了苏里格气田近源连续聚集的成藏模式.近生气中心区的致密储集砂体是天然气勘探开发的有利区.

库车盆地烃源岩特征及生烃史特征

库车盆地中主要发育有三叠系湖相泥岩与侏罗系煤系地层两套烃源岩,它们都顺盆地走向呈东西向展布,沉积中心接近现今克依背斜带的位置.三叠系湖相泥岩有机碳含量中等,有机质类型属Ⅲ型,属于中等偏差烃源岩;侏罗系湖沼相泥岩有机碳含量高,有机质类型属Ⅱ2-Ⅲ型,属于中等偏好烃源岩.碳质泥岩与煤岩生烃潜量低,有机质类型属Ⅲ型,为差烃源岩.模拟研究表明,生油强度以侏罗系湖沼相泥岩为最大,三叠系湖相泥岩次之,侏罗系煤岩与碳质泥岩较小;而生气强度以侏罗系湖沼相泥岩和煤岩为最大,三叠系湖相泥岩次之,侏罗系碳质泥岩最小.此外,模拟结果还表明,克依背斜带是库车盆地的主力生烃区,生烃能力最强,其次为拜城凹陷,生烃能力稍差.

川东北及邻区上二叠统吴家坪组烃源岩评价

川东北及邻区上二叠统吴家坪组烃源岩为二叠系—三叠系碳酸盐岩大中型气田的主要气源。利用烃源岩样品的地球化学、测井、岩屑录井资料,分析吴家坪组烃源岩的地球化学特征、沉积环境特征和生烃潜力,研究吴家坪组烃源岩的丰度、类型和成熟度,预测烃源岩的厚度,划分烃源岩沉积相类型,讨论烃源岩形成的环境并计算烃源岩的生气强度。结果表明:川东北及邻区吴家坪组烃源岩有机质丰度大,现今在高成熟晚期至过成熟演化阶段,干酪根类型以Ⅱ型为主,烃源岩主要发育在泥质含量高的层段;烃源岩厚度在本区相差很大,达州—开江以北地区厚度最大可达171m,垫江—石柱以南地区厚度小于20m;烃源岩发育受沉积环境的控制,优质烃源岩主要发育在海湾环境中;宣汉—达州—巴中—通江附近地区的吴家坪组烃源岩生气强度大,满足形成大中型气田的烃源岩条件。

吐哈盆地致密砂岩气成藏特征及模式

吐哈盆地下侏罗统发育大范围煤系烃源岩及与其直接接触的辫状河三角洲砂岩,为致密砂岩气藏的形成创造了条件。明确致密砂岩气藏的成藏模式,对提高致密砂岩气藏的勘探成功率极为重要。通过烃源岩与天然气地球化学特征、不同岩性烃源岩的产气率实验模拟、各个地史时期盆地生气量模拟,并结合储集层岩石学、成岩演化及流体包裹体等相关地质要素的综合研究,表明吐哈盆地下侏罗统煤岩各项地球化学指标都远优于泥岩,是致密砂岩气藏的主要气源,于晚侏罗世-早白垩世开始生气,并在镜质体反射率大于1.1%时进入生气高峰;受快速深埋、成岩压实等因素作用,储集层致密化时间为晚侏罗世;这种"先期致密""、后期生气"的源储配置关系有利于吐哈盆地大范围发育以垂向近生气中心聚集的致密砂岩气藏。受喜马拉雅运动影响,吐哈盆地发育"过渡型"与"典型"型2种致密砂岩气藏类型。

致密砂岩气藏充注模拟实验及气藏特征--以川中地区上三叠统须家河组砂岩气藏为例

致密砂岩气藏岩石孔喉细小、孔隙结构复杂、含水饱和度较高且主控因素不明,制约了对天然气规模成藏机制的认识和气水分布的预测。为此,以四川盆地中部(以下简称川中地区)上三叠统须家河组致密砂岩气藏为研究对象,应用基于低场核磁共振与高压驱替装置有机结合的模拟实验设备,开展致密砂岩在不同驱替压力下气驱水过程的在线动态模拟,研究不同压力下气、水在岩石中的赋存及流动特征,定量表征流体饱和度与充注压力、岩石孔径等的关系,探讨致密砂岩气富集机理。研究结果表明:①决定须家河组气藏含气饱和度高低的储集主体是孔径介于0.1~10.0μm的储集空间;②含气饱和度总体上有随孔隙度和渗透率增大而升高的趋势,孔渗条件相近时,含气饱和度高低主要受控于孔径大于1.0μm的储集空间,大孔径占比越高,含气饱和度越大;③须家河组致密砂岩在3.0~5.5 MPa充注压力下达到总含气饱和度的70%,此后随充注压力增大,含气饱和度增幅缓慢且总量小;④“小压差驱动、相对大孔径空间储集的耦合”是低生气强度区致密砂岩形成较高含水饱和度大中型气田的重要因素。结论认为,川中地区须家河组储层“孔径小、生气强度低、近源聚集”的特点决定了其主要以小压差驱动、相对大孔径空间储集,天然气可以规模富集成藏,但储层含水饱和度高。

中国大中型气田天然气聚集效率及其主控因素

中国60余个大中型气田天然气地质储量、含气面积和成藏时期的统计结果表明,中国大中型气田的聚集效率差别很大.据此将中国大中型气田分为高、中、低效3种类型:高效大中型气田天然气聚集效率大于100×106 m3/(Ma·km2);中效大中型气田天然气聚集效率为10×106～100×106 m3/(Ma·km2);低效大中型气田天然气聚集效率小于10×106 m3/(Ma·km2).中国大中型气田天然气聚集效率主要受源岩生气强度、天然气输导速度、封盖能力和天然气成藏期相对早晚等因素的共同控制.即源岩生气强度越大,天然气输导速度越大,盖层封盖能力综合评价指标越大和天然气成藏时期越晚,天然气聚集效率越高;反之则越低.

我国不同类型盆地高效大中型气田形成的主控因素

利用天然气地质储量、含气面积和成藏时期,定义和求取了气藏天然气聚集效率.通过我国60余个大中型气田天然气聚集效率的计算,将其分为高效、中效和低效3种类型.通过天然气聚集效率与各种成藏条件叠合研究得到,我国不同类型盆地高效大中型气田形成主要受源岩供气能力、输导层输导能力和天然气封盖保存能力的控制.要形成高效大中型气田,源岩生气强度前陆盆地一般应大于80×108m3/km2.Ma,克拉通盆地一般应大于26×108m3/km2.Ma,裂谷盆地应大于60×108m3/km2.Ma.输导层输导天然气能力前陆盆地和裂谷盆地应大于5×10-14m/Pa.s,克拉通盆地一般应大于6×10-12m/Pa.s.盖层封盖能力CSI前陆盆地一般应大于1×1010m/s,克拉通盆地一般应大于5×109m/s,裂谷盆地一般应大于3×1010m/s.天然气成藏期前陆盆地一般应晚于古近纪中期,而克拉通和裂谷盆地均应晚于古近纪早期.

鄂尔多斯深盆气

鄂尔多斯盆地内石炭纪—二叠纪煤系含有机质丰富 ,演化程度高 ,不但形成了巨量的天然气 ,而且因储层致密、升降稳定、构造稀少而形成了盆地构造下倾部位天然气的大规模聚集 ,构造上倾部位则大面积含水 ,具有典型“深盆气”的特征。深盆气的主要含气层位为盒 8—本溪组各段 ,而盆地东部和北部可延至盒 5段。煤层是深盆气圈闭中的潜在储集层 ,起着“调节气库”的作用。多期砂体的叠置使深盆气的面积变得巨大 ,钻探成功率高 ,但因储集层的岩性致密 ,使自然产能低。

鄂尔多斯盆地神木地区山2段、太原组天然气聚集条件研究

对神木地区山2段和太原组天然气聚集条件的分析发现,神木地区气源条件相对较好,生气强度整体大于16×108 m3/km2;同时泥岩盖层封盖能力较好,山1段和山2段内的泥岩作为直接盖层,对其下伏地层中的砂岩气藏保存起到了重要作用。山2段和太原组内储层整体较为致密,按其成岩作用与孔隙组合特征划分出4种类型的成岩相。在成岩相划分的基础上,考虑储层宏观、微观非均质性和构造等多种因素的差异,确定了致密背景下优势聚集区的特征及其分布。在良好的气源基础上,不同优势聚集区和泥岩的三维配套组合控制其内天然气的聚集程度,从而造成气藏呈现在三维空间内相邻或叠置的"准连续型"特征。

鄂尔多斯盆地上石炭统本溪组致密气富集主控因素

鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩气勘探成效显著,较之于下二叠统山西组和中二叠统下石盒子组八段,上石炭统本溪组致密气的勘探潜力更大,但对于后者天然气成藏机理的认识却相对不足、致密气富集的主控因素不清,给油气勘探评价选区造成了困难。为了给该盆地本溪组致密砂岩气的勘探提供依据和参考,在统计分析本溪组165口井测试结果、总结气水分布特征和气井产能变化特征的基础上,采用地质分析、物理模拟和数值模拟相结合的方法,研究了致密砂岩气富集的主控因素,探讨了本溪组致密砂岩气的成藏机理,进而预测了致密砂岩气富集的有利区。研究结果表明:①本溪组致密砂岩气层在平面上主要分布在三角洲前缘分支河道相带和潮坪砂坝相带上,埋深在2800 m左右;②气井产能与煤层厚度、砂体厚度及渗透率存在着一定的正相关关系,但相关性不强;③烃源岩排烃强度与储层孔隙度耦合关系、储层储能系数和超压分布为气层分布的主控地质因素,其中烃源岩排烃强度与储层孔隙度耦合关系控制着致密气的分布范围,储能系数控制着致密气的富集层位,而超压分布则控制着致密气的富集程度。结论认为,鄂尔多斯盆地本溪组致密砂岩气富集有利区主要位于生气强度大于3×10^(8) m^(3)/km^(2)的潮控三角洲与浅海过渡带以及浅海砂坝区。

渤海湾盆地天然气分布规律

渤海湾盆地天然气藏按圈闭成因和形态可分为构造、非构造、古潜山气藏3类,不同类型气藏在不同凹陷有不同的分布规律,主要受凹陷生气强度、凹陷沉积类型及演化程度、长期发育的中央隆起带、区域性盖层、火山活动等因素控制。

鄂尔多斯盆地晚古生代煤层作为气源岩的成烃贡献

鄂尔多斯盆地中部大气田的部分气源来自于上覆晚古生代煤层,为评价晚古生代煤层作为气源岩的成烃贡献,以盆地晚古生代原煤样和显微单组分热模拟实验结果为基础,利用盆地内292组显微组分含量数据参与计算煤的生烃强度,估算出全盆地晚古生代煤成气原始生成量为(328.82～579.48)×1012m3,中间值为463.20×1012m3,其中边浅部中间值为61.49×1012m3,中深部为401.71×1012m3;在讨论该盆地晚古生代煤的成烃贡献时,重点论述了吸附于煤储层本身、未纳入常规天然气贡献之列的理论吸附气量。结果表明,鄂尔多斯盆地晚古生代煤源岩的排烃系数为82%～90%,煤对气体的吸附容纳能力非常有限,绝大部分煤成气在形成之后都运移到了围岩中。

渤海湾盆地东濮凹陷上古生界烃源岩成烃特征及成藏意义

为了明确渤海湾盆地东濮凹陷上古生界油气成藏条件和规律,采用烃源岩评价、生烃热模拟实验和盆地模拟相结合的研究方法,定量研究石炭系—二叠系烃源岩生烃历史和强度,并探讨其成藏意义。结果表明:东濮凹陷石炭系—二叠系烃源岩显微组成中富氢的壳质组、基质镜质体含量高(>10%),烃源岩具有较高生油潜力,成烃演化过程以多阶段性、生气带宽为特征;石炭系—二叠系在燕山期埋藏深度小,Ro在0.6%~0.8%,生气量较小,在喜马拉雅期呈差异化的热演化特征,凹陷西部至西斜坡地区生气强度整体较低,为(1~20)×10^(8)m^(3)/km^(2),东部深洼带烃源岩埋深大、演化程度高、生气量大,生气强度达(60~110)×10^(8)m^(3)/km^(2)。已有勘探成果分析显示,生气强度大于40×10^(8)m^(3)/km^(2)的区域才能形成天然气富集,前梨园洼陷带生气强度在(60~110)×10^(8)m^(3)/km^(2),具备形成原生煤成气藏和古生新储煤成气藏的有利条件,是下步有利勘探区带。