松辽盆地长岭断陷CO2气藏形成及分布规律

长岭断陷位于松辽盆地中央坳陷南部，自20世纪70年代末在断陷南部万金塔发现CO2气藏后，又相继在孤店、长岭等地区发现高含量的CO2气藏。CO2气藏分布主要受深大断裂、火山岩或岩浆岩分布的控制。长岭断陷主要控陷大断裂有8条，究竟哪些断裂影响CO2气分布是勘探部署工作亟待解决的问题。为此提出幔源CO2气的运移及成藏模式，认为基底走滑断裂控制着无机成因气藏分布。乾安断裂和长岭断裂是具有低角度走滑性质的控陷断裂，纵横向延伸长并位于断陷内所有断层之下，断裂活动期CO2等幔源气沿断层向上运移，断陷内所有CO2气藏的形成都与这2条断层有关。

济阳坳陷CO2气藏主控因素分析

济阳坳陷CO2气藏为岩浆幔源成因,岩浆是幔源CO2气的载体,为气藏形成提供气源。济阳坳陷CO2气藏具有晚期成藏的特点,气藏主要是与新生代中晚期岩浆活动,尤其是晚第三纪的碱性玄武岩具有密切的关系。沟通气源的深大断裂及其派生断裂是幔源气体运移的有效输导通道。新生代中晚期岩浆活动与沟通深部气源的基底深大断裂及派生断裂的发育展布是幔源CO2气成藏的两大主控因素。

青海平安地区CO2气藏成藏模式研究

地质安全性评定是碳储工程开展的重要依据,研究天然CO_2气藏成藏模式可以从反向思维上论证深部咸水层碳储工程的可行性。对其泄漏的监测工作可以作为突发状态下碳储工程地质安全性评定的一种论证。以青海平安地区天然CO_2气藏为研究对象,采用CO_2捕集、利用与储存(CCUS)的理念,对其气藏的成因、运移和成藏模式进行分析。研究结果显示:青海平安地区天然CO_2气体属无机壳源成因,由高含CO_2气体间歇性高压自喷井(ZK10)首次揭露了青海东部白垩系地层中CO_2气水混合层,区内晚白垩纪民和组和古近纪系西宁群2套地层为理想的CO_2地质储存储层。区内断裂及之间相互沟通关联的次级断裂构成了CO_2气藏的疏导网络,断裂相交的位置更是高纯度CO_2气藏发育的有利区,也是本区域最有利于以后碳储工程开展的深度范围。

高温高压含CO2气藏偏差因子预测新模型

南海西部莺-琼盆地相继发现了大量(超)高温高压含CO2气藏,亟需开展(超)高温高压条件下CO2对关键流体参数偏差因子的影响研究。对已有8种偏差因子计算模型在研究区的应用效果进行了评价,认为已有模型不适用于莺-琼盆地储层温压条件或仅适用于低CO2含量气藏,而对于高温高压且CO2含量较高的气藏,目前常用方法的计算结果误差均较大。以莺-琼盆地实际高温高压流体偏差因子实验结果为基础,以温度、压力、天然气组分、CO2含量作为输入变量,采用数值非线性最小二乘法建立了一种适用于高温高压含CO2气藏的临界参数校正新模型,并与常规模型进行了对比,结果表明本文新模型对低、中、高含量CO2气藏均具有较高的预测精度,实际预测误差<1.2%。本文研究成果可为类似气藏偏差因子计算提供借鉴。

济阳坳陷断裂活动与CO2气藏的关系

济阳坳陷是一个在中生代构造背景上发展而成的新生代断坳盆地。受区域构造运动的影响，济阳坳陷经历了复杂的构造和盆地演化过程。新生代早期，坳陷继承了中生代的断陷发展，形成了巨厚的早第三纪湖相碎屑岩为主夹碳酸岩沉积，以及大规模钙碱性为主的火山岩的发育；晚第三纪时期，整个渤海湾盆地连通成为统一的坳陷盆地，形成了以河流相夹海相沉积为主的沉积地层。

松辽盆地昌德东CO_2气藏形成机制及成藏模式

通过对松辽盆地北部昌德东地区CO2气藏中天然气组分、天然气成因、气藏特征、断裂及火山岩相等研究,探讨昌德东地区CO2气藏的形成机制及成藏模式。研究表明,昌德东地区CO2为幔源成因,烃类气为油型气与无机烃类气混合成因;芳深9井—芳深701井区为CO2气藏,芳深6井—芳深7井区属高含CO2气藏,二者是两个互不连通的气藏系统。松辽盆地深层CO2气藏的形成机制可概括为:深部热流底辟体的顶部是CO2的储集库,基底大断裂向下收敛于拆离带并沟通CO2气源,CO2通过基底大断裂和古火山通道向上输导并在适当圈闭中聚集成藏。运聚通道组合类型的差异以及运移过程中天然气的重力分异作用是导致芳深9井—芳深701井区和芳深6井—芳深7井区气藏中CO2含量差异的根本原因。

中国东部及南海西部陆缘CO_2气藏形成机理

以我国东部及南海西部陆缘众多CO2气藏为依据,分析了气藏中气体组分、同位素组成及分布特征,指出该地区从北至南分布着一巨型北东向岩浆 幔源无机成因CO2气藏带,莺歌海盆地中具有壳幔混源特征,其形成机理与欧亚板块和太平洋板块碰撞俯冲带所形成的构造 岩浆作用有关;靠近俯冲带,热源体以火山岩体、基性玄武岩为主,远离俯冲带则以泥底辟热流体为主;超壳断裂是幔源气和热源的输运通道。

内蒙古商都地区CO_2气藏地质条件研究

本文以商都盆地第三系 CO2 气成藏条件研究为目的 ,通过对区域构造 (断裂、火山活动、岩浆作用 )和地层特征及沉积相研究 ,结合地震勘探成果、CO2 碳同位素、氦同位素分析成果 ,系统探讨了商都盆地 CO2 气源、运移通道、储集条件、圈闭及盖层条件 ,并对 CO2 气成藏模式进行了分析。认为 :该区 CO2 气为幔源成因气 ,通过乌兰哈达—高勿素深断裂运移到第三系储集层中富集成藏。第三系河流或冲积扇沉积的粗碎屑岩广泛分布 ,而且厚度较大 ,成岩程度低 ,具有良好的储集条件。新第三纪晚期的湖泛沉积 ,形成了巨厚的泥页岩盖层。沉积期后的差异压实作用、断裂、火山及岩浆活动等多因素作用 ,使这一地区局部构造发育 ,形成岩性 -构造圈闭或构造 -岩性圈闭 ,有利于 CO2 气成藏。

火山岩吸附CO_2气的成藏潜力及实例分析

火山岩的脱气实验和对昌德东CO2气藏气源的分析结果表明:加热火山岩到250℃时,脱出挥发分总量为0.0299～0.0790mL/g,其中CO2脱出量为0.0218～0.0706mL/g(0.429～1.387wt%);挥发组分以CO2为主,还含有H2、CO、CH4等还原性气体,以及少量低碳烷烃,CO2含量和总烃呈现反比关系;基性岩的CO2脱出量、脱出率高于中、酸性岩;CO2脱出量与岩石碱质含量正相关。松辽盆地北部昌德东CO2气藏成藏模式为“自生自储”,成藏CO2气主要来自深部被火山岩吸附的气。随岩浆上升,在岩浆冷凝成火山岩的过程中被吸附于火山岩的节理、劈理和晶体位错之中的CO2气,连同火山岩包体中的残留气,成为高纯CO2气藏的主要补给源,并非地幔气体沿大断裂上来直接充注成藏。

长岭断陷CO_2气藏与烃类气藏成藏特征

以长岭断陷中部隆起区有机成因烃类气藏和无机成因CO2气藏的成藏条件与分布规律研究为基础,应用储集层流体包裹体分析技术,结合构造演化史分析,研究两种气藏的形成时间、期次和序次,并建立两种气藏的成藏模式。综合研究表明:长岭断陷有机成因气为过成熟煤成气,来自营城组、沙河子组及火石岭组烃源岩;无机成因CO2气以幔源成因为主、火山岩自身脱气成因为辅,气源断裂体系的展布与幔源火山活动脱气是无机CO2气藏富集和运聚的两大主控因素。长岭断陷烃类气体先期成藏(成藏时间为距今81～86 Ma,姚家组沉积期—嫩江组沉积早期),CO2气后期成藏(成藏时间为距今约28 Ma,古近纪末);CO2气藏主要赋存于营城组火山岩中,单独存在或与烃类气体混合存在,且烃类气藏位于混合气藏的上部。

幔源CO_2演化及CO_2气成藏实例分析

幔源CO2是当今地球科学研究中的前沿领域之一,具有重要的研究价值。处于超临界态的地幔流体具有很强的溶解和扩散能力,是地球内部能量与物质向外传输的重要载体。地幔流体中的挥发分以H2O和CO2为主,全球许多CO2气藏中的气体具有幔源特征,与地幔流体密切相关,但地幔流体与CO2气藏之间的关系研究则显得不够。本文分析了地幔流体的组成、性质与影响因素,结合济阳坳陷断裂构造、岩浆发育特征,阐述地幔流体上升和演化过程,认为地幔流体中溶解各种形式CO2气为气藏形成提供物质来源,断裂活动则为岩浆上侵和气体的运移、聚集提供了通道和空间。CO2气藏勘探的有利区块应该不仅仅局限于坳陷内,在坳陷边缘或者外部,新生代晚期的碱性岩浆侵入活动,不同方向断裂发育交汇地区均是气藏勘探的有利地区。

长岭气田高含CO_2酸性气藏采气技术

吉林油田长岭气田火山岩气藏具有高温、高压、高含CO2的特点,气井腐蚀环境恶劣。为了有效降低高含CO2天然气对气井的腐蚀危害,实现安全、高效完井。通过分析气井腐蚀工况和完井材质,形成了相应的防腐措施:采用S13Cr油管、FF、HH井口、配套油套环空缓蚀剂;根据气藏特点,通过管柱优化设计,形成了系列化完井管柱组合;针对气井管柱渗漏问题,形成了提高上扣扭矩等技术措施,现场生产状况良好,有效保障了长岭气田高含CO2气井经济、安全、高效开发,该套技术对于其他类似气田完井投产也有一定的借鉴意义。

济阳坳陷高青—平南断裂带CO_2气藏中稀有气体地球化学特征

济阳坳陷高青—平南发育多个CO2气藏,对气藏组分、同位素以及组分同位素相关组合进行分析,认为气藏中CO2主要是幔源-岩浆成因。气藏同时具有高40Ar/36Ar和高3He/4He值表明:气藏中稀有气体主要来自幔源,同时有部分壳源混入;气藏中4He/40Ar*平均值为2.15,说明该地区气藏形成主要以岩浆缓慢脱气为主,大规模CO2及稀有气体是岩浆冷却结晶阶段所释放。其形成机理为:在随岩浆上升的过程中,随着压力和温度不断下降以及岩浆成分的变化,岩浆中CO2及稀有气体溶解度也随之降低并析出,产生的大量CO2及稀有气体沿着深大断裂及一些二、三级断裂交汇处输送至地层的各类圈闭中,并在适当的位置聚集成藏。

高含CO_2气藏结垢机理研究及结垢趋势预测

CO2是天然气藏中经常存在的一种酸性气体,一般情况下,高含CO2气藏储层损害具有不同于一般气藏损害的特殊性,即结CaCO3垢损害。通过对一定条件下CaCO3溶度积常数以及温度、压力、溶液矿化度、pH值等因素对CO2溶解性影响的定量分析,研究了吉林油田高含CO2气藏的结垢机理。在井底高温、高压共同作用下,压力对CO2溶解度的影响更为显著,此外地层水矿化度和pH值对CO2溶解度也有一定影响。在钻井液侵入储层之前,储层内部不会结CaCO3垢。当pH值不小于9的钻井液侵入储层后,结CaCO3垢的可能性增大。因此为减小结垢可能性,钻井液的pH值应尽可能降低。

高含CO_2天然气藏储集层结垢及欠平衡钻井液技术

通过研究温度、压力、pH值等因素对CO2、CaCO3垢溶解度的影响,分析高含CO2天然气藏储集层的结垢机理。CO2的溶解度随温度升高而降低,随压力升高而升高,随地层水矿化度的升高而降低;CaCO3在水中的溶解度随温度升高而降低,随压力的升高而升高,溶液pH值升高会促进CaCO3的生成。结合吉林油田典型含CO2天然气藏储集层特征进行了结垢预测,认为钻井液滤液侵入储集层后,储集层近井地带存在结CaCO3垢的可能。针对气藏储集层埋藏深、井底温度高、地层压力系数低、裂缝发育等特点,优选了水包油及甲酸盐无固相两种欠平衡钻井液体系,CO2侵入、动态污染实验评价表明,两种钻井液均具有很好的抗CO2污染能力,储集层保护效果显著。两种欠平衡钻井液体系已分别在龙深2井和龙深3井进行了现场应用,效果良好,现场钻井液的岩心渗透率恢复值均在85%以上,满足欠平衡钻井的要求。

考虑相态变化的CO_2气藏物质平衡方程

在CO2气藏束缚水、入侵水、产出水中都溶解有CO2,以摩尔守恒为理论基础,建立了CO2气藏的物质平衡方程。CO2的相态及物性变化与气藏压力、温度条件密切相关,同时考虑地层水矿化度对CO2溶解度的影响,利用牛顿均差插值方法编程计算气藏任意条件下的物性参数。利用物质平衡方程结合CO2的高压物性随压力、温度的变化关系,可以计算CO2气藏的地质储量和不同采出程度下的平均地层压力,并确定开发过程中的CO2相态变化。实例验证计算误差为0.131%,说明计算方法切实可行。

松辽盆地深层CO_2气成藏主控因素分析

通过分析松辽盆地深层CO2气藏的成藏基本特征,指出松辽盆地深层CO2气成藏的主控因素为:基底断裂、火山岩体和盖层。基底断裂以及与基底断裂连通的分支断裂控制CO2气向上运移的通道;火山岩相控制火山岩储集性能的好坏;盖层质量的好坏控制CO2气藏的保存,并重点分析了CO2气藏中CO2的含量与断裂之间的关系,为松辽盆地深层CO2气的勘探指明了方向。

德惠断陷有机烃类气与无机CO_2气成藏期研究

松辽盆地南部德惠断陷存在着丰富的有机烃类气和无机CO2气资源,应用烃类气与CO2气储集层流体包裹体均一温度实测结果与构造演化史分析相结合,确定营城组烃类气藏是二期成藏,时间分别是泉头组沉积末期(103×106a)和嫩江组沉积期(83×106～76×106a);CO2气藏形成时间存在多解性(98×106a或者是10×106a)。烃类气藏与CO2气藏的成藏方式截然不同,烃类气是缓慢、持续成藏,CO2气伴随着幔源构造运动的发生与构造事件密不可分,是瞬间成藏。营城组天然气藏的成藏序次是,烃类气藏先期形成,CO2气藏后期形成。

莺歌海盆地富CO_2气藏形成的有利条件及分布规律研究

以莺歌海盆地富CO_2气藏地球化学特征为基础,结合地质条件分析,探讨了CO_2的成因类型,分析了富CO_2气藏形成的有利地质条件和分布规律。结果表明：研究区富CO_2气藏CO_2主要为无机岩石化学成因,有少量幔源气混入;富CO_2气藏主要分布在中央底辟带底辟构造1 000~2 000 m深度范围内,东方区CO_2体积分数分布于0~18%和54%~88%这2个区间,且同一底辟构造内,下部储层CO_2含量高于上部储层,断裂附近储层CO_2含量高于远离断裂储层,乐东区CO_2体积分数介于0~88%,CO_2分布没有明显的规律性,两区底辟发育特征不同是CO_2分布特征差异的根本原因;中央坳陷带底辟区巨厚钙质砂泥岩沉积、高地温场和大地热流背景及泥底辟的周期性活动是富CO_2气藏形成的有利地质条件;中央坳陷带非底辟区和莺东斜坡带无成规模富CO_2气藏分布。