深盆气研究现状综述

深盆气是指在特殊地质条件下形成的,具有特殊圈闭机理和分布规律的非常规天然气藏。在总结前人关于深盆气研究的基础上,对深盆气藏特征、成藏地质条件、成藏机理、成藏模式及分布规律进行了详细的厘定。深盆气概念的提出为寻找油气提供了一个广阔的领域和新的思维方式。我国深盆气藏勘探具有广阔的领域和良好的勘探前景。     

不同成因类型致密砂岩气成藏过程及机理研究进展

根据前人大量的研究成果,总结了致密砂岩气成藏过程和机理的研究进展。根据成因将其分为致密常规、致密深盆和致密复合砂岩气藏。致密深盆气和常规致密气成藏过程分别为:储层致密化→气体充注→聚集成藏、烃源岩生排烃→运聚成藏→储层致密化→构造改善。而致密常规和深盆砂岩气在构造叠合作用下则形成致密复合砂岩气藏。常规油气藏的背斜、断层、水动力等封闭机理适用于常规致密砂岩气藏。致密深盆砂岩气成藏机理包括水体封闭、上浮受阻、侧向断层-垂向页岩封闭、地层-成岩作用复合封闭、动态平衡圈闭和驱动压差等成藏封闭机理。其中,学者们较为公认的是动态平衡封闭机理。这种机理实质上为力学平衡与物质平衡共同作用下的动态圈闭系统,但仍存在某些方面的不确定性。所以为了更清晰地认识与研究不同地区致密砂岩气成藏机制,结合实际地质演化的特殊性进行综合判断将为其勘探开发提供一定的理论依据与指导。     

深盆气藏成因机理与模式及有利区预测方法

深盆气藏是一种特殊机理形成的非常规天然气藏,致密储层束缚天然气在盆地或向斜低凹区富集成藏,表现出“气水倒置”、“负压”、“连片分布”、“储量巨大”等异常特征。深盆气藏形成需要满足4个条件,气源持续充足、储层致密连片、盖层底封严密、构造稳定平缓。它是含油气盆地演化至中晚期后的地质产物。致密储层内天然气膨胀力小于毛管力和静水压力之和的区域有利于深盆气富集成藏,两种力所圈定的范围与深盆气圈闭范围对应一致;深盆气圈闭范围内,进入气量与溢散气量的平衡关系决定着深盆气含气范围的大小。在含气范围内,高孔渗富气区块的富气量在当前技术条件下具有开采价值,它们与深盆气藏的现实资源量对应一致,约占10％～20％。本文依据对深盆气成藏条件和力平衡原理、物质平衡方程及高孔渗发育区带的研究对鄂尔多斯盆地上古生界盒8段深盆气藏有利发育区(圈闭范围)、含气范围和可能存在的富气区块进行了初步预测。     

深盆气藏勘探开发现状及发展趋势

深盆气藏是发育在构造下倾方向或下部层位、气源岩与致密储层邻接的天然气聚集。其成藏机理表现为天然气从构造下倾部位或致密储层底部对储层中原始地层水的活塞式推进,而常规圈闭气藏则表现为天然气与地层水的置换式运移,两者在成藏机理上形成了鲜明对比。在调研大量国内外深盆气藏勘探开发实践的基础上,对深盆气藏的地质条件、成藏主控因素以及勘探开发现状进行了系统研究,结合四川盆地川西坳陷的石油地质特点进行类比,认为川西坳陷可能存在深盆气藏。     

深盆气成藏机理

深盆气藏通常是指在非正常遮挡条件下所形成的气水倒置关系型天然气聚集。根据北美实例研究，该类气藏通常储层致密、面积巨大义多出现于盆地向斜中心、构造深部位（如前陆盆地中的前渊带）以及盆地边缘部位缓坡带的下倾方向等。由于深盆气藏的气水分布与常规圈闭气藏差异显著，在成藏机理上也就具有明显的特殊性。     

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。     

楚雄盆地上三叠统深盆气成藏条件研究

楚雄盆地经历了多次叠加和多期改造,但仍存在深盆构造区.上三叠统为海相和海～陆交互相含煤地层,烃源岩以泥岩、页岩为主,也有部分灰岩、泥灰岩和少量碳质泥岩、页岩及煤.煤系气源岩分布广、厚度大、热演化程度高,为楚雄深盆气的形成提供了充足的气源.直接接触的生储组合广布于盆地中,储层致密,对深盆气的聚集和富集成藏十分有利.气源岩在早白垩世中期-晚白垩世中期为湿气主要生成阶段,其后进入干气大量生成时期,成为深盆气形成的重要时期.喜山运动后盆地主体仍处于地下水交替停滞带,深盆气藏存在整体封存条件.从源岩演化程度和直接接触的生储组合来看,上三叠统形成了一个几乎覆盖全盆地的特大型深盆气藏.根据深盆气藏的主控地质因素的分析,可将楚雄盆地划分为深盆气分布区、气水过渡带和上倾含水区三个区带。     

深盆气成藏关键地质问题

深盆气藏是与源岩紧密相连的气水倒置气藏，具有气水倒置、储层致密、源储相连、无水动力驱动、地层普遍含气、含气面积大、地质储量大、通常出现于盆地的构造较深部位且以含煤地层为主要的气源岩等特征。地层内部天然气能量的最初来源是油气生成过程中由干酪根热化学反应所产生的化学能转换，生气作用过程的持续发生赋予了天然气离开气源岩并进入地层孔隙的基本能量，生烃膨胀力作用导致了气水活塞式的排驱过程和特征，形成了宏观上的气水倒置现象。在地层条件下，气水倒置关系的产生只有两种可能：当天然气最初从源岩排入常规储层时，气水倒置现象产生但具有较小的气柱高度(与浮力作用有关)；在深盆气成藏条件达到满足时(如均质性较强、大面积发育且紧邻气源岩的致密储集层发育等)，浮力作用失去效力，产生较大气柱高度的气水倒置。与受浮力作用影响(与气柱高度有关)的典型常规气藏相比，典型深盆气成藏与埋藏深度有关。常规气藏表现为原生的高异常地层压力，但深盆气藏具有较大的异常压力变化幅度，两者均可在成藏动力条件达到平衡时具有相对静止的稳态保存特征。     

南襄盆地泌阳凹陷赵凹安棚油田深盆油(气)藏

泌阳凹陷赵凹安棚油田深层系部分油(气)藏属于深盆油(气)藏,即深盆致密砂岩油(气)藏。利用深盆气藏理论和分析方法,通过对其成藏要素分析,发现其深层系油(气)藏具有深盆油气藏的典型特征。构造呈现单斜背景上的鼻状,自西北向东南生油中心倾没;赵凹安棚油田深层系内油水分布较为复杂,在横向连续储层内,出现了油水关系倒置的深盆油(气);储层属非均质低渗透储层;从深盆油(气)观点看,属一种动态致密砂岩油(气)藏;地层压力异常低,甚至负异常压力。在泌阳凹陷勘探程度极高油区,如果进行思想变革,就能实现资源的突破。     

深盆气成藏平衡原理及数学描述

天然气从底部向储层中的注入过程一般可分为两种典型特征,一种是具有通常意义的置换式运移和成藏,形成常规气藏;另一种是具有活塞式气水排驱特征的天然气运移和成藏,形成天然气聚集与气源岩紧密相连的深盆气(根缘气)藏。深盆气藏形成的基本条件是储层致密、源储相通,但当致密储层中有裂缝发育时,典型的深盆气成藏条件不再满足,气水的排驱过程表现为置换式和活塞式的同时存在和发生。对典型和复杂情况下的深盆气成藏条件进行了讨论,分别建立了成藏时相应的动力平衡方程,对所建立方程的应用也进行了相应讨论。结果表明,深盆气成藏的基本条件是气源丰富、储层致密、源储相通、储盖一体。除此之外,埋藏深度和时间变化是典型深盆气藏的重要影响因素。     

云南曲靖盆地构造演化及其对生物气成藏条件的控制

曲靖盆地是在云南省发现的具有工业价值生物气藏的第三系沉积盆地之一。利用二维地震测线结合地质和钻井等资料开展了详细的构造和沉积解释,对曲靖盆地的构造特征、盆地形成和演化进行了较为系统的综合研究,分析了构造演化对生物气成藏条件的控制作用。曲靖盆地的早—中渐新世的断陷阶段为大套湖相暗色泥岩(蔡家冲组)形成时期;渐新世晚期—上新世早期为盆地整体抬升萎缩阶段,避免了蔡家冲组有机质的大量消耗,保存了第四纪以来生物气成藏的有机物质;晚上新世的盆地坳陷阶段为茨营组含煤层系(次要气源岩)、储集层、盖层和岩性圈闭形成的主要时期;上新世末的压扭抬升萎缩阶段是断背斜和断鼻等构造圈闭和构造—岩性复合圈闭发育时期;第四纪盆地稳定沉降阶段为生物气聚集成藏时期。     

世界水溶气资源分布、现状及问题

针对世界水溶气资源及国内外勘探开发现状统计结果表明,全世界水溶气资源丰富,总量达33 837×1012m3,这比常规天然气资源量(293×1012m3)高两个数量级;中国主要的含油气盆地中水溶气资源也很丰富,43个盆地的水溶气资源量的估算结果达到19×1012m3。对水溶性气藏成藏条件的分析研究认为:丰富的气源、异常高地层压力、储集层和保存条件是形成该类气藏的主要条件。根据天然气溶解的Henry经验定律、分子间隙溶解机理分析,认为溶解和脱气过程中除了考虑温度和压力变化,还存在构造震荡脱气等脱气过程。由于对不同的地层水条件下,天然气的溶解度变化的认识尚不太清晰,且富集条件及静态气藏形成条件是否能够促成动态气藏的形成,以及其他因素对气藏有何影响亦需要深入研究,对国内水溶性气藏资源需要进行系统的评价,确定气藏的有效开发技术方法,以促进水溶性天然气的勘探和开发,增加我国天然气供给的途径。     

水溶气非常规资源及其脱溶成藏

在气源和水体充足的前提下,天然气溶解于水主要受溶解度控制。天然气溶解度明显随压力增大而增大、在温度为80℃左右时取得最小值、随水的矿化度增加而轻微降低;气组分溶解度的顺序大致为:CO2N2C1C2C3C4。估计全球水溶气资源量高达常规气资源量的百余倍,是重要的非常规天然气资源。在含油气盆地的深部以及生烃坳陷附近的异常高压带,天然气溶解度大、水溶气相对富集,有利于形成高压地热型水溶气藏。当遇到后期构造大幅抬升、深断裂输导及异常高压释放时,水溶气发生脱溶,析出游离气并形成常规气藏。这种水溶、脱溶机制有效缓解了高演化盆地烃源形成早与圈闭定型晚之间的矛盾。国内外一些超大型气田(藏)的形成被认为与水溶气脱溶成藏有关。分析油气田水中的溶解气、气藏气以及含烃流体包裹体的化学组成及碳同位素组成,有助于重建地史时期天然气的水溶、脱溶过程。     

沉积盆地铀-油(气)共生机理

产于含油(气)盆地中的地浸砂岩型铀矿床与油(气)关系密切,在空间上常与油(气)藏呈共生关系。文章认为其成矿条件和控矿因素相似,并且具有成因联系是二者共生的主要原因。砂岩型铀矿和油(气)藏具有相似的成矿大地构造背景、岩相古地理条件、容矿地层、岩性圈闭、构造控矿条件和有机质基础;在成因上油(气)中的不同组分及其次生矿物对铀有重要的吸附和还原作用,是铀沉淀富集的重要因素之一,铀等放射性元素的存在也有利于油气的生成。由于成矿机理的差异性,砂岩型铀矿与油(气)藏属于异体共生矿床,二者的产出位置并不完全重叠,砂岩型铀矿的产出位置往往更靠近盆缘,且在油(气)储层上方,或以单一矿种产出。     

鄂尔多斯盆地上古生界气藏与深盆气藏成藏机理之辩析

通过对鄂尔多斯盆地上古生界气藏形成基本条件、气水分布规律和成藏动力学特征研究分析.并与北美典型深盆气进行对比发现,如果仅从气源丰富、储层致密、异常压力、大面积舍气等气藏表现特征观察,上古生界气藏与典型深盆气藏极为相似.但从各区气藏形成条件来看,上古生界烃源岩生气速率慢,持续地供气条件较差;气藏上倾方向多因物性或岩性封挡,主要表现为非均质储层条件下的岩性和构造一岩性气藏类型;舍气范围内的同一气层连通性较差,气水分布受区域构造控制,局部明显存在边底水,也没有整体活塞式气驱水作用形成的区域性气水界面.成藏动力学机理反映,上古生界储层毛细管阻力过大,天然气二次运移的浮力不够,主要是就近运移聚集成藏,没有大规模运移的迹象,难以实现整体活塞式气驱水运移.所以用深盆气藏成藏机理还不能合理解释鄂尔多斯盆地上古生界气藏成因.综合分析认为,持续供气能力不够、储层连通性差是造成上古生界气藏有别于深盆气藏的主要原因.     

松辽盆地南部白垩系天然气成藏条件

应用地震、地质、地化、测井资料对松辽盆地南部进行成藏条件分析。气藏分为:下部断陷地层煤型气气藏、上部坳陷地层伴生油型气气藏、浅层生物气藏。断陷地层气藏可以分为两种类型:原生气藏与次生气藏。原生气藏分布在断陷地层内及上覆坳陷地层的底部(泉一段下部),油气成藏取决于圈闭发育状况及距源岩的远近;油气藏的保存条件取决于后期构造运动的改造程度,气层具有连片分布的特征;次生油气藏分布在坳陷地层的泉头组中上部,油气成藏取决于三个条件:圈闭发育状况,深部气源,沟通浅部圈闭与深部气源的断裂。松辽盆地南部的油型伴生气以溶解气为主,只在中央坳陷边缘部位存在气顶气藏和气藏,资源量有限。松辽盆地南部青山口组及嫩江组的成熟源岩分布有限,其丰富的生物气资源亦应作为以后的天然气勘探目标。     

阜新盆地王营矿气藏成因分析

通过对王营矿气藏的气体组分分析和同位素分析,论述了气藏的气体主要来源于煤层气,有机组分为58.68%～78.68%,δ13C1≤-30‰,少部分来自于煤系地层的无机成因气和深层的无机成因气或者叫幔源气,无机组分在21.32%～41.32%之间,δ13C2在-13.6‰～-4.1‰之间,R/RA为2.48～2.63。盆缘的深大断裂和盆地基底的断裂及第四纪辉绿岩的侵入可能是幔源气的运移通道。     

曲靖盆地生物气成藏条件及主控因素分析

曲靖盆地新近系茨营组第三段的晚期生物气藏是新近系沉积之后,喜山运动时期各种成藏条件有效的时空配置的结果.在讨论曲靖盆地构造和沉积演化的基础上,综合分析了生物气源、储集层和盖层、圈闭形成以及天然气输导等成藏条件,阐述了生物气晚期聚集成藏条件的时空匹配关系.指出自第四纪以来,生物气源岩持续高效的产气作用是生物气成藏的物质保障,气藏的形成是生物气连续的补充大于逸散动态平衡的产物;背斜构造、砂岩上倾尖灭和砂岩透镜体圈闭是该区主要的圈闭类型;断裂和不整合面是沟通生物气源岩到圈闭的垂向和侧向输导通道,茨营组的连通砂岩体是生物气近距离运移的输导层.蔡家冲组大套湖相暗色泥岩的生物产气效率、断裂的垂向输导能力和圈闭的保存条件及其在时空上的动态配置是生物气晚期成藏的主控因素.     

深盆气藏地质特征与研究意义——以鄂尔多斯盆地为例

深盆气藏位于构造下倾部位或盆地中央，上部含水，是具有特殊成藏地质条件的非常规气藏，深盆气藏具以下特征；气在水在上的气水倒置，气藏流体压力低于静水压力，烃源岩与气藏紧密伴生，源岩生气量大供气充足，油气热演化程度高，储层具低孔隙度低渗透率，单井产量低但地质储量大等，本以我国鄂尔多斯盆地为例进一步阐明深盆气藏的特征，国外对深盆气藏研究极为重视，天然气的产量也占有很大比重，在我国研究程度较低，深盆气的深入研究对我国天然气的勘探开发有重要意义。     

广域电磁法在洞庭盆地北部生物气勘探中应用及远景靶区预测

洞庭盆地地处湘西古生界边缘,经历了中生代晚白垩世盆地基本成型和新生代断块运动为主的两期构造旋回,为终成于燕山(中生代)延续于喜马拉雅(新生代)的断陷盆地。盆内局部凹陷白垩系之上存在着持续砂泥岩沉积及第四纪河流湖泊相现代沉积,具备了形成一定规模生物气藏的地质条件。2013-2015年笔者通过洞庭盆地浅层沉积物系统地球化学勘探,基本搞清了盆地内渗漏甲烷气体异常的分布状况。根据各指标地球化学异常特征,发现洞庭盆地北部沅江凹陷北部斜坡、青树嘴-河坝镇一带是洞庭盆地内生物气资源最有可能突破的远景区。为了追索渗漏甲烷气体来源,深化地球化学异常解释评价以及浅层生物气系统研究,2015-2016年在发现的生物气远景区,部署完成5条广域电磁测深和两条汞气测量剖面。本研究旨在通过实测地球物理和地球化学综合剖面的对比研究,揭示本区第四系构造分布和地球化学异常机制,为洞庭盆地生物气资源远景和气藏靶区的预测划分提供科学依据,也为勘探第四系生物气资源方法技术的选择提供了建议。勘探成果表明：(1)本区第四系能够满足生物气系统“生储盖”条件,具有生物气资源潜力;(2)沉积物游离烃甲烷地球化学异常是下伏第四系内气体聚集沿断裂带或沉积层向表层渗漏运移所致。酸解烃指标是识别有利于生物气体生储环境的敏感因子之一;(3)洞庭盆地工区西北部,P2剖面南段和P2线北部与P3、P4剖面交汇区域,具有良好的“自生自储”型生物气藏资源远景,是本区勘探生物资源天然气最有希望的靶区;(4)洞庭湖北部工区东部,P6测线南部接近沅江凹陷中心的四季红一带,是本区寻找 “自生自储”和“下生上储”型气藏的有利地带和资源远景区;(5)浅层沉积物地球化学勘探,有利于发现与生物气有关的气体渗漏、评价下伏沉积体系特性、缩小地球物理勘探靶区。地球化学与广域电磁剖面测量的结合是勘探生物成因天然气经济快速的方法技术。