天然气水合物开采研究现状

随着天然气水合物基础研究的不断深入,天然气水合物开采研究空前活跃。在技术方法方面,传统的热激发开采法、减压开采法与化学抑制剂注入开采法获得了不断的发展与改进;新型开采技术如CO2置换法与固体开采法引起了学者们的极大关注;最近我国还研制出适合于海洋天然气水合物开采的水力提升法。在开采研究实践方面,全世界已在3处冻土区进行了天然气水合物试采研究。介绍了天然气水合物开采技术的研究进展与冻土区天然气水合物试采研究结果,分析了天然气水合物开采研究中可能涉及的环境问题,展现了现阶段天然气水合物开采研究领域的最新成果,总结了这一领域取得的经验与认识,强调了国际天然气水合物开采研究对我国天然气水合物研究的启示。

准噶尔盆地腹部超压层分布研究

准噶尔盆地腹部普遍发育深层(大于4 000 m)超压系统,很多钻井都钻遇超压。通过对超压段钻井、地质、测井、地震特征的系统研究发现,超压段泥浆密度大幅增加,具有高声波时差、低电阻率以及地震低速的超压响应特征。利用Dix公式计算地震层速度和利用Fillippone公式计算地层压力,得到超压数据体。准噶尔盆地腹部超压在白垩系及其以下沉积地层中均有分布,超压层的深度范围不同。盆1井西凹陷较浅,其次是东道海子北凹陷和昌吉凹陷东部,昌吉凹陷中部和西部最深。超压层大多顺层分布,只是在凹陷边缘以及昌吉凹陷西南有穿层现象。超压顶面分布的层位由北往南、从东到西逐渐变浅,从三叠系顶部到白垩系底部。深部超压对油气分布和富集有着重要的控制作用,准噶尔盆地腹部超压层分布的研究将对本区油气勘探起到积极的推动作用。

准噶尔盆地腹部车-莫古隆起中段头屯河组存在证据及其研究意义

准噶尔盆地腹部中晚侏罗世发育的车-莫古隆起形成诸多类型的地层圈闭,是油气运移的长期有利指向区,研究区目的层段(J/K不整合面附近)是否存在头屯河组对本区勘探很有意义。基于单井岩性电性组合特征、古生物、粘土矿物、地层接触关系等方面的资料,发现车-莫古隆起中段白垩系底界面下普遍发育的红层段是头屯河组的特征标志层,具有头屯河组特有的Classopollis-Quadraecu lina-Piceaepollenites孢粉组合,粘土矿物组合上具有富含伊利石、不含或含少量高岭石的特征而区别于较富含伊利石、高岭石的下部层段,连井地层对比及地震剖面标定也表明车-莫古隆起中段存在较薄层头屯河组分布的平台区。这一新认识对本区圈闭评价和成藏条件评价等有指导作用。

多旋回盆地复杂生烃史条件下烃源岩生烃量研究

通过热模拟实验的方法,探讨了复杂生烃史条件下烃源岩生烃量的变化特征。热模拟实验结果表明,复杂生烃史条件下,烃源岩的生烃量与简单连续生烃相比并不相同。烃源岩两次不连续累计生烃量大于连续生烃量;不同的两次不连续生烃中,烃源岩累计生烃量也不相同。对热模拟实验结果的讨论认为,不连续生烃量与连续生烃量的差别主要反映了生烃过程、排烃条件以及可能存在的外界环境的影响。多旋回盆地中的古老烃源岩,在漫长而复杂的生烃过程中,其生烃量与简单的连续生烃相比可能存在显著差异。

准噶尔盆地腹部Y1井区隐蔽圈闭识别研究

准噶尔盆地腹部地区Y1井区位于车莫古隆起南翼,受车莫古隆起的控制,在K-J不整合之下广泛发育地层、地层-岩性型隐蔽圈闭。由于目的层埋藏深、储层单层厚度薄等因素,该区的隐蔽型圈闭复杂,识别工作面临着挑战。尝试使用了多种技术开展隐蔽圈闭识别与描述工作,逐步形成了一套利用钻井和高分辨地震资料,在精细地层对比和单井相划分的基础上,以沉积模式和成藏模式为指导,综合应用微断层识别、地震正演、地震属性分析和测井约束反演等技术手段,达到分析不整合面下的地层剥蚀线的展布范围、有利储集相带和砂体展布的目的,在此基础上总结了隐蔽圈闭识别的技术方法,同时探讨了隐蔽圈闭识别中技术应用存在的问题和前景。

塔里木盆地白云岩储层类型划分、测井模型及其应用

根据白云岩中溶蚀孔、针状孔和晶间孔等主要孔隙的发育特征,可将塔里木盆地下古生界白云岩分为致密型、针孔型和孔洞型。3类白云岩在测井响应上有明显的差异,主要表现在常规测井值及曲线形态上。致密型储集性能最差,具有高电阻率、低中子孔隙度和高密度;针孔型一般具有低电阻率、高中子孔隙度和低密度,曲线形态一般呈"左凸"形;孔洞型比针孔型具有更好的储集性能,具有低自然伽玛值、低电阻率、高中子孔隙度和低密度,曲线形态一般呈"弓"形,而且双侧向电阻率曲线具有一定的幅度差。通过这些特征,建立塔里木盆地白云岩段孔洞识别测井模型。将该模型应用于巴楚和塔中地区的一些钻孔,取得了较好的效果:不仅确定针孔型和孔洞型白云岩(储层)在纵向上的发育特征,还揭示了储集空间的发育程度,为进一步勘探开发提供了依据。

准噶尔盆地腹部侏罗系油气成藏地球化学分析

依据生物标志物的分布和组成特征,准噶尔盆地腹部侏罗系三工河组的原油可以分为两类,庄1井和沙1井原油属于第一类,源于下二叠统风城组;南部征沙村地区征1井原油为第二类,源于中二叠统下乌尔禾组,也有侏罗系的贡献。根据流体包裹体均一化温度分布,结合生排烃史与构造配置关系研究,认为征1井三工河组油藏主要成藏期是古近纪以来,油气来自于昌吉凹陷的下乌尔禾组和侏罗系烃源岩;而庄1井和沙1井三工河组油藏具有多源多期油气注入,早白垩世末至古近纪,油气来自于北部盆1井西凹陷风城组,古近纪构造调整以来,混入了来源于昌吉凹陷的油气。各口井原油含氮化合物的分布特征,证实了研究区侏罗系原油近期是从征1井向北运移的。

新疆西北部和什托洛盖盆地侏罗系低熟煤系烃源岩地球化学特征及生烃条件分析

新疆西北部和什托洛盖盆地勘探程度较低,侏罗系煤系烃源岩较为发育,选取了和什托洛盖盆地和布克河凹陷与白杨河凹陷的四条侏罗系野外地质剖面,对侏罗系烃源岩进行了系统的地球化学实验室分析测试,确定了该盆地生烃潜力。研究表明,侏罗系八道湾组、三工河组以及西山窑组煤系烃源岩有机碳含量、氯仿沥青"A"、总烃以及生烃潜力值均达到中等—好的烃源岩有机质丰度标准。煤系烃源岩有机质显微组分镜质体较为富集,壳质组相对含量达到20%,为孢子体、角质体、树脂体以及木栓质体,泥岩富集部分藻类体,荧光特征较强,惰质体不发育,母质类型为Ⅱ2型,部分为Ⅲ型,煤为Ⅲ型,煤中氯仿沥青"A"与族组分同位素偏重,暗色泥岩略低,煤系烃源岩族组分非烃的同位素值均明显偏轻,芳烃同位素略重,受控于煤系烃源岩中多环芳烃较为发育,更为富集δ13C,非烃组分N、S、O化合物富集δ12C。实测Ro值较低,烃源岩成熟度偏低,但盆地模拟结果表明研究区凹陷中心区源岩已进入生烃门限。研究区低熟煤系烃源岩分子标志化合物也存在其特殊性,正构烷烃以高碳数的分布为主,煤的Pr/Ph值明显高于泥岩,无β-胡萝卜烷、孕甾烷与升孕甾烷分布、伽玛蜡烷指数低,表明侏罗系煤以湖沼相的氧化环境为主,而西山窑组泥岩主要以弱氧化环境沉积特征为主,另外萜烷系列化合物几乎无倍半萜、二环倍半萜以及三环萜烷的分布,藿烷系列存在ββ生物构型分布,为热演化程度较低的标志,分子标志化合物参数的相关性表明,弱氧化的湖沼相的沉积水体有利于此类化合物的分布,煤抽提物中规则甾烷C27、C28、C29呈反"L"型分布,主要以高等植物的陆源输入为主,而侏罗系泥岩存在"V"型分布,有低等水生藻类的贡献,与富氢组分中存在藻类体有较好的的匹配关系,具有更有利的生烃条件。

塔中地区奥陶系海相碳酸盐岩储层的溶解动力学特征

选取塔中地区奥陶系海相碳酸盐岩样品进行了模拟实验，以研究其在表生岩溶作用下的溶解动力学特征。实验分别在30，50℃下，用pH值为3～6的盐酸溶液，恒温水浴加热进行。结果表明：4种样品溶解速率的相对大小依次为：灰白色灰岩〉砂屑灰岩〉粗晶白云岩〉中粗-细晶白云岩，且溶解速率均随着温度的升高而增大，随着pH值的增大而减小。但随着外界环境的变化，溶解速率的变化略有差异。造成这种差异的原因可能是样品中的硅酸盐杂质、晶体颗粒的大小以及实验过程中产生的CO2的影响。由实验结果推测可知，对于塔中地区以表生岩溶作用为主形成的奥陶系海相碳酸盐岩储层，灰岩储层的储集性能可能优干白云岩储层；对于以埋藏岩溶作用为主形成的奥陶系海相碳酸盐岩储层，白云岩储层的储集性能可能优干灰岩储层。

塔中地区奥陶系碳酸盐岩储层与油气聚集带

塔里木盆地塔中地区早中奥陶世为局限—开阔台地相碳酸盐岩沉积,晚奥陶世早期发展为半岛式的孤立台地,发育台缘礁滩相沉积。塔中地区经历了加里东中期—海西早期的抬升改造,发育多期不同程度的表生岩溶作用。在不同期构造沉积演化分析的基础上,提出奥陶系碳酸盐岩储层受构造古地理环境、沉积相组合、成岩改造期次等多因素综合控制,发育表生岩溶型、台缘礁滩型、白云岩型及热液改造型4种类型储层。根据储层成因类型及其展布,在塔中含油气区划分出上述4种类型的碳酸盐岩油气聚集带。

准噶尔盆地东北部恰库尔特草原北下石炭统南明水组烃源岩有机地球化学特征及其地质意义

准噶尔盆地石炭系烃源岩主要分布在准东地区,已在该区五彩湾凹陷与滴水泉断裂带发现了来源于石炭系的工业性天然气藏,勘探前景十分可观。通过对准噶尔盆地东北部的恰库尔特草原北东侧下石炭统南明水组野外泥岩样品的常规有机地球化学分析测试,系统地剖析了该地区南明水组泥岩有机质生烃潜力、沉积环境、母质输入以及热演化程度等地球化学特征,结果表明:南明水组部分泥岩层段有机质丰度好,RO>1.5%,已达到高成熟阶段,干酪根类型主要为Ⅲ型;有机质沉积主要以微咸水的还原环境为主,有机质输入以陆源高等植物的输入为主,可能还有藻类的贡献,芳烃化合物中屈艹、菲、惹烯、萤蒽、苯并[e]芘、苯并萤蒽以及硫芴化合物的丰度明显偏高。指出石炭纪时准噶尔盆地南缘主要为海相沉积环境,向北过渡至腹部和西北部广泛分布有火山岩或火山碎屑岩,东部及东北部则出现了前三角洲相沉积以及滨浅湖相或沼泽相沉积体系,但是沉积范围较小;从准噶尔盆地东部地区发现的来源于石炭系的天然气可以看出,石炭系存在较好的烃源岩,其主要以生气为主。

塔里木盆地孔雀河地区构造变形特征及其控油气作用

根据塔里木盆地孔雀河地区地层层序及接触关系,将沉积盖层分为3大构造层,按古生界和中生界2大构造层重新划分构造单元;将区内断裂按走向划分为4组,以北东和北西向为主,断裂—褶皱组合样式有5种类型,以挤压构造为主。构造变形具有复合叠加特征,东西向表现为不对称的复式背斜;南北向以斜坡加断鼻构造为主;垂向上,下古生界以大型古鼻隆为特征,主要形成于加里东晚期—海西期;石炭系表现为缓凹缓坡;中生界总体表现为南西倾的大型斜坡,在此背景上发育断裂背斜圈闭,形成于燕山早期。长期构造演化控制了各类圈闭的形成;继承性的古隆起、古斜坡是油气运移的有利指向区;通源断裂是油气成藏的基本条件;保存条件对油气成藏至关重要。最后指出该区油气勘探的4大领域:西北部库南地区寒武—奥陶系碳酸盐岩潜山—内幕构造,西部草湖地区石炭系背斜和地层超覆圈闭,中南部普惠地区和东部龙口—维马—开屏地区侏罗系、志留系背斜构造。

塔里木盆地满东地区油气成藏特征分析

塔里木盆地满东地区的成藏物质基础、成藏事件和成藏模式分析表明,该地区除发育寒武系—中下奥陶统高有机质丰度的干酪根型烃源岩外,还发育以古油藏形式为主的"再生烃源",油气藏的形成可分为3个发展阶段:1)中加里东期的古隆起发育、古油气藏形成阶段;2)晚加里东期—印支期的古隆起隆升剥蚀、古油藏破坏并调整阶段;3)晚燕山期—喜山期的上构造层褶皱断裂发育、圈闭形成、以古油藏裂解气充注为主的阶段。晚燕山期—喜山期可能是该区最具有效规模的成藏期,并以形成气藏为主。

准噶尔盆地南缘山前带构造变速成图

准噶尔盆地南缘山前带构造复杂,深部地层横向速度变化剧烈。为了提高构造成图的精度,采用变速成图技术对研究区进行了构造成图。首先将叠后时间偏移域(简称偏移域)的T_0层位数据反偏移(偏移的逆运算)到水平叠加时间域(叠加域);然后利用叠加速度反演方法求取叠加域T_0层位数据网格点所对应的层速度值;最后采用三维射线追踪图形偏移方法将T_0图转换成深度图。对研究区变速成图结果与简单的时-深关系转换结果进行了对比,可以看出变速成图方法有效提高了构造图的精度,在工区的正南边发现一个新的背斜圈闭。

Q补偿技术在提高地震分辨率中的应用——以准噶尔盆地Y1井区为例

准噶尔盆地Y1井区主要发育岩性、地层油气藏,但由于目的层埋深大(5000～6000m),储层薄(8～10m),储集体与围岩波阻抗差异小,反射能量弱,加上煤层干扰,使得储层识别、预测难度大。针对这一问题,利用能同时进行振幅校正和相位畸变校正的反Q滤波方法对该区的三维地震资料进行了提高分辨率处理。首先选择过井地震剖面进行相位校正,通过与测井资料合成记录进行对比获得最佳相位校正算子;然后进行振幅补偿,通过频谱分析调整振幅补偿算子,确保反Q滤波在振幅补偿的同时不破坏各种有效频率成分的相对变化关系;反复进行上述处理获得最佳Q值模型,该模型具有时变和空变的特点。用最佳Q值模型对全区地震资料进行补偿处理,明显提高了地震剖面的分辨率,提高了地层岩性圈闭的识别能力与储层预测精度,落实了地层上倾尖灭线及砂体展布范围。

塔里木板块巴楚隆起区寒武系盐下勘探潜力分析

巴楚隆起区主体部位的寒武系多为典型浅水局限台地蒸发相、潟湖相沉积,因此不存在与柯坪地块露头区玉尔吐斯组类似的黑色优质烃源岩,仅为含石膏泥质白云岩或白云质泥岩型烃源岩。生烃和排烃过程发生于加里东晚期—海西晚期,储层以微晶白云岩为主,残余颗粒白云岩次之。理想勘探区块位于潟湖边缘斜坡带及后期构造作用较强的断裂带,下部烃源岩与下—中寒武统盐岩—石膏层构成良好的储—盖组合,具备油气成藏基本条件。以巴什托—先巴扎构造带与康塔库木构造带、古董山构造带—卡拉沙依构造带北段间夹区块、和田1井构造带最具优势勘探潜力。

海相烃源岩二次生烃热模拟实验研究

通过高压釜热压模拟实验的方法,对低成熟度泥晶灰岩的连续生烃与二次生烃过程进行了对比研究,探讨了海相烃源岩的二次生烃机理.热模拟实验中,海相烃源岩二次生烃过程与一次生烃并不连续一致,表现出与连续生烃不同的特征:(ⅰ)二次生烃中存在液态烃生烃高峰,且液态烃生烃高峰的出现与起始成熟度密切相关;(ⅱ)烃源岩二次生烃过程起步更快,在成熟度未发生显著变化时就有烃类的生成;(ⅲ)两次不连续累计生烃量始终大于连续生烃量,两次不连续生烃过程不同,累计生烃量也不相同.复杂生烃史条件下,对烃源岩不连续生烃过程的描述不仅需要考虑平行反应机制,还应当考虑可能存在的顺序反应机制.