川西坳陷中段原、次生气藏天然气特征及运移机制探讨

天然气的烃类组分、氮气和二氧化碳含量、干燥系数大小均是较好的天然气运移地球化学指标,其纵向变化规律显示天然气纵向运移特征.通过川西坳陷中段千余个天然气地球化学参数的系统分析,对川西坳陷中段原、次生气藏天然气特征及运移机制进行探讨.川西坳陷中段天然气随着运移距离的增加氮气含量逐渐增大(0～9.63%),二氧化碳含量逐渐减小(1.94%～0);次生气藏天然气沿着运移方向甲烷含量(83.48%～99.86%)、干燥系数(0.83%～1.0O%)逐渐增大;而原生气藏天然气的变化趋势正好相反,甲烷含量(99.93%～85.06%)、干燥系数(1.00%～0.85%)逐渐减小.地层压力和区域构造应力场是川西坳陷中段天然气运移的主要驱动力.川西坳陷中段侏罗系次生气藏和三叠系原生气藏运移方式有着明显区别:上侏罗统天然气主要由下部须家河组天然气窜层渗流运移而来,断裂是其最重要的运移通道;中侏罗统部分气藏由须家河组气源沿高速运移通道运移而来,而部分气藏是通过下部气源以水溶相的方式运移聚集成藏;须四段天然气以扩散运移方式为主,反应该层段天然气成藏时储层已相对致密;须二段天然气则以渗流方式为主,断裂在其中起到了重要的作用.     

川西坳陷深层叠复连续型致密砂岩气藏成因及形成过程

川西坳陷深层上三叠统须家河组发育典型的致密砂岩气藏,由于该气藏多期构造演化、多期生排烃过程、多期成藏及储层致密化过程复杂的特点,其成因类型和成因机制经过多年的勘探和研究仍然存在争议。文章在剖析典型气藏的基础上,结合研究区构造演化、烃源岩生排烃史和储层致密化过程的研究,综合判识了致密气藏的成因类型,并分析其成因机制。研究结果表明：川西坳陷深层须家河组致密砂岩气藏具有“叠复连续资源潜力大、构造高点低点富气共存、高孔低孔储层含气共存、高压低压气层共存、气水分布复杂”的地质特征。目前气藏的成因类型为“后成”型致密气藏与“先成”型致密气藏的叠加复合型,属叠复连续型致密气藏。川西坳陷深层须家河组演化过程中存在浮力成藏下限和成藏底限,致密砂岩气藏形成和演化受控于2个界限控制下的3个流体动力场的分布和演化。叠复连续型致密砂岩气藏成藏过程可划分为4个阶段：①三叠纪沉积初至三叠纪末,初期天然气成藏条件准备阶段;②三叠纪末至中侏罗世末,早期常规气藏形成阶段;③中侏罗世末至晚侏罗世末,“先成”型致密气藏与“后成”型致密气藏形成阶段;④早白垩世至今,叠复连续型致密油气藏形成及改造阶段。     

川西坳陷东坡地区沙溪庙组断裂对天然气富集的控制作用

【研究目的】川西坳陷东坡侏罗系沙溪庙组气藏常规构造优势区挖掘潜力已不大、对于勘探程度较低的复杂断裂夹持区的气藏地质认识明显滞后。【研究方法】基于近年来的勘探开发资料和数据,运用构造控藏理论,本文研究了断裂断面形态类型和流体势差对油气成藏的控制,探讨了断裂夹持区内的油气分布规律,总结了南北断裂系统油气富集的差异性。【研究结果】断裂断面形态中以坡坪式断裂所控制的河道油气充注程度高、有利于高效成藏,低角度铲式断裂次之,高角度平直-铲式断裂成藏性最差;流体势差使得烃源岩天然气途径高势区向远距离砂体充注困难;断裂夹持区虽然在较窄的两端裂缝网络发育导致油气逸散很难成藏,但较宽的中部若由坡坪式断裂和低角度铲状断裂夹持输导则可形成相对较好的油气富集带。【结论】综合认为南部构造总体上优于北部、中部夹持区具有一定潜力,成藏的关键因素仍然受断裂形态特征和输导能力的控制。创新点：针对川西坳陷东坡地区沙溪庙组不同断裂,按照断面形态研究其对油气成藏的控制、流体势差对油气运移的影响;探讨了“垒式、堑式”断裂夹持区内的油气分布规律、明确了南北断裂系统油气富集的差异性。     

川西前陆盆地天然气成藏过程

川西前陆盆地具有丰富的天然气资源,发育上三叠统巨厚的煤系烃源岩,以生气为主,并发育多套储盖组合。天然气成因类型主要是煤成气,目前的气田分布主要受古隆起、沟通下部烃源岩和上部储集层的隐伏断层以及储集条件的控制。川西前陆盆地具有多期成藏、燕山期或喜山期聚集、喜山期调整等特点。来自上三叠统煤系源岩的天然气聚集主要在燕山期,形成原生气藏或下生上储型气藏;后经过喜山期的逆冲作用,对浅层储集层进行改造,产生的断裂沟通深部气藏与浅层圈闭,在对深层(主要在上三叠统)原生气藏进行改造的同时形成浅层(侏罗系)次生气藏。     

四川盆地上三叠统须家河组气藏类型与富集高产主控因素

四川盆地上三叠统须家河组,由于强烈的成岩作用,砂岩厚而致密,储层非均质性强,多类型天然气藏发育。其主要发育八种常规气藏与两种非常规气藏。其中岩性气藏、构造—岩性复合气藏等规模大,储量丰富,是重要气藏类型,主要发育于川中地区;水溶气藏也很发育,产量高,潜力大,广泛分布于川中—川西的平缓斜坡区与坳陷区,是四川盆地未来重要发展方向。须家河组天然气藏大多具有近源、高压、含凝析油、含水,分布广、规模大,气、水关系复杂等特点。由于不同地区的沉积、成岩、构造等方面的不同,其天然气成藏的主控因素差异较大。如川中地区主要控制因素是岩性,川西冲断带则主要是构造与裂缝,川北主要是裂缝与岩性。因此,储集体、构造与裂缝等是须家河组天然气聚集成藏的三大主控因素,这三大要素的有效组合也是天然气富集高产区形成的关键。     

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。     

川西中浅层高效成藏模式研究

川西坳陷中浅层河道砂岩气藏的成藏模式众多,但不同成藏模式控制下的成藏区域或层系的开发效益存在明显差异。本文通过解剖川西坳陷中浅层河道砂岩气藏高效开发层系或区域的成藏地质条件,明确该区中浅层高效成藏模式为"香肠式"成藏,该成藏模式包括两个重要环节,即"香肠式"充注和"香肠式"圈闭。研究表明"香肠式"成藏必须同时具备以下几个基本条件:(1)条带状外形的河道砂体;(2)河道砂体一端存在明显的岩性尖灭;(3)河道砂体另一端延伸至中浅层源岩断层发育区内;(4)河道砂体一端直接相接的源岩断层的倾角小;(5)单斜背景下的岩性圈闭。通过后期钻井测试、试采证实,具备"香肠式"成藏条件的区域或层系,单井产能高,稳产时间长,且无水产出。类比分析,在地质条件相当的其他地区河道砂岩气藏的勘探开发中,该成藏模式可作为一种高效成藏模式来进行推广运用。     

川中与川西地区陆相煤成气地球化学特征差异

对四川盆地川中与川西地区陆相气藏天然气组分、碳同位素和氢同位素数据进行分析。结果表明:川西地区上三叠统须家河组和侏罗系天然气以干气为主,川中地区上三叠统须家河组天然气以湿气为主;天然气中甲烷含量、干燥系数和氮气含量等在川西地区纵向上有规律变化。川中地区上三叠统天然气甲烷碳同位素轻于川西地区天然气甲烷碳同位素;乙烷碳同位素值除川中八角场大安寨组气藏部分气样表现为油型气外,川中地区须家河组气藏和川西地区须家河组、侏罗系气藏均为煤型气。造成上述差异的主要原因是:川西地区须家河组在须三段沉积末期就进入生烃门限,川中地区须家河组直到早侏罗世才开始生烃。川西地区侏罗系次生气藏是须家河组气源在高压下以混合相通过断裂形成的,川中地区须家河组气藏主要以游离相汇聚至物性较好的砂体中。     

川西前陆盆地次生气藏天然气来源追踪

浅层次生气藏在川西前陆盆地占重要地位,天然气虽都直接或间接来自须家河组煤系烃源岩,但具体来自须家河组三套煤系中的哪一套烃源岩始终是个难题.这影响了川西天然气成藏方面的研究,也给勘探带来很多困惑.对川西原生和次生气藏天然气地球化学特征进行对比分析,结合川西天然气成藏地质条件和成藏特点,发现次生气藏天然气的来源各不相同,主要由隐伏断裂和所沟通的原生气藏来决定.典型气田研究结果表明,平落坝气田浅层次生气藏天然气来自与须五段煤系烃源岩有关的原生气藏,而白马庙气田次生气藏天然气则来自与须一段煤系有关的原生气藏.     

川西前陆盆地流体的跨层流动和天然气爆发式成藏

川西前陆盆地是我国西部典型的前陆盆地,也是我国重要的致密砂岩含气区。盆地上三叠统须家河组二段和四段等渗透层中的流体跨过须家河组三段、五段等不渗透层流入侏罗系自流井组、千佛岩组、沙溪庙组、遂宁组和蓬莱镇组等渗透层,即发生了流体的跨层流动。流体的跨层流动一方面使侏罗系砂岩发生了受酸性水控制的次生溶蚀作用,从而改善了侏罗系的储集条件;另一方面为侏罗系形成天然气藏提供了气源条件。盆地天然气成藏具有烟囱效应、早聚晚藏和异常高压等特征。深盆气是天然气早期聚集在川西前陆盆地上三叠统(主要是须二段和须四段)的基本形式,是后期天然气成藏的基础,本文称之为气库区。天然气藏形成是由地壳隆升作用致使早期聚集的气库区决口,引起流体跨层流动,天然气以速度快、规模大和范围窄的形式运移和聚集,本文称之为爆发式成藏。爆发式成藏形成了上三叠统晚期裂缝重组气藏和侏罗系气藏(并非都是次生气藏)两类气藏。早期天然气聚集和定位地区的确定和评价是今后川西前陆盆地天然气勘探的重点和难点。     

营山地区上三叠统与中、下侏罗统油气源特征对比研究

从烃源岩特征、天然气组分、油气碳同位素、凝析油全烃和轻烃、储层沥青等方面对营山地区上三叠统和中、下侏罗统油气源特征进行了对比研究,阐明了营山地区上三叠统须家河组和中、下侏罗统油气的地球化学特征、成因和可能来源。研究表明营山地区上三叠统须家河组油气主要来自须家河组自身的煤系烃源岩,天然气以成熟腐殖型母质成因为主,而中、下侏罗统气藏产出的油气主要来自其自身的烃源岩。营山地区构造活动强烈,断层发育,使得部分井区中、下侏罗统产出的天然气特征与下伏产层极为相似,反映了断层对该井区附近的各层段有一定的沟通作用。中、下侏罗统地层在部分井区可能有上三叠统须家河组油气的侵入,须家河组烃源岩对中、下侏罗统油气成藏有一定贡献作用。     

临兴地区致密砂岩气藏形成机理与成藏模式

本文以鄂尔多斯盆地临兴地区上古生界致密砂岩气成藏机理与成藏模式为研究目标,通过测井资料解释、流体包裹体测定和古流体压力恢复等方法,总结了气藏类型与分布特征,分析了其成藏期次、运移动力和输导体系,阐明了形成机理与成藏模式。研究表明,临兴地区上古生界主要含气层位为太原组、山西组和下石盒子组,气藏分布受生储盖组合、构造部位和储层物性控制。临兴地区上古生界主要有2期成藏,中侏罗世为第1期,天然气以CO2为主、含少量气态烃,储层中流体剩余压力较低,裂缝多未切穿石英颗粒,天然气运移速率较低,汇聚成藏规模小;早白垩世为第2期成藏,天然气以甲烷为主、含少量重烃和液态烃,储层中剩余压力较高,裂缝普遍发育并切穿石英颗粒,与断层结合形成了三维网状输导空间网络,流体运移速率大,运移距离长,汇聚面积大,形成了一系列大型气藏,是临兴地区上古生界最主要的成藏期。靠近紫金山岩体的地层,在晚侏罗世到早白垩世期间遭受高压流体的侵入,形成一个以岩体为中心向外逐渐减弱的成藏作用带。临兴地区致密砂岩天然气成藏模式可总结为:“两期成藏、晚期为主;早期非烃,晚期甲烷;超压为主、浮力次之;孔缝为主、断裂为辅;岩性占优、构造偏少”。     

基于恒速压汞技术研究页岩气储层孔隙结构:以湘西北地区五峰组页岩为例

页岩气储层孔隙结构是页岩气富集成藏、储层评价和优选有利区的关键参数,区分孔隙和喉道是表征页岩气储层孔隙结构的关键。本文选择4块具有不同渗透率的湘西北地区奥陶系五峰组页岩为研究对象,基于恒速压汞实验讨论孔隙和喉道的大小、分布特征及其相互关系以及与渗透率的联系。结果表明:具有不同渗透率的页岩样品表现为较为相近的孔径分布特征但差异较大的喉道分布特征。页岩样品渗透率的大小与孔隙半径没有明显相关关系;喉道大小及其分布特征是控制低渗储层孔隙结构的关键要素之一。渗透率较低页岩样品的喉道以喉道半径小且集中分布为特征,而渗透率较大页岩样品的喉道以喉道半径大呈分散分布但主要以大喉道为特征。喉道特征是研究页岩气储层储集空间和吸附能力的重要部分,在以后对页岩气的勘探开发中应特别注意及重视。     

龙泉山构造区隧道浅层天然气来源定量研究

龙泉山含油气构造带是川西油气区和川中油气区分界构造,地层主要为侏罗系和白垩系红层,属非煤地层,不具生烃能力;但穿越龙泉山构造带的多条隧道,施工中都受到了浅层天然气危害。为查明浅层天然气来源,更准确地预测非煤地层隧道中瓦斯分布特征,为隧道工程服务,文章以成都地铁18号线龙泉山隧道为例,采用现场成分测试、气相色谱、稳定碳同位素、稀有气体同位素和生物标志化合物实验,对龙泉山含油气构造带浅层天然气的来源进行了定量研究。研究表明龙泉山含油气构造带浅层天然气主要成分以CH₄、N₂、CO₂为主,其中CH₄浓度达到57.65%~75.23%;浅层天然气稳定碳同位素实验表明δ¹³C₁、δ¹³C₂和δ¹³C₃的值分别在40‰、26‰和25‰上下;稀有气体同位素实验表明气样源岩年代介于225~249 Ma;生物标志化合物实验表明规则甾烷比值介于0.90~1.07。龙泉山构造带浅层天然气主要来源于下伏三叠系须家河组地层,深部气体主要通过断层及节理裂隙向上运移,在浅部砂岩、节理裂隙发育区和局部构造高点富集,从而对隧道工程形成危害。成都地铁18号线龙泉山隧道横穿龙泉山含油气构造,隧道掌子面瓦斯绝对涌出量达到2.13~4.99 m³/min,浅层天然气的分布受龙泉驿断层、卧龙寺向斜、龙泉山背斜和马鞍山断层控制。龙泉驿断层和马鞍山断层是深部三叠系须家河组天然气向上运移通道,断层破碎带及其伴生、派生节理裂隙发育区以及龙泉山背斜转折端是浅层天然气有利富集区,浅层天然气浓度高,隧道风险大。     

川西坳陷源内油气成藏主控因素及模式:以孝泉-丰谷构造带须家河组五段为例

上三叠统须家河组是四川盆地川西坳陷的主力烃源岩系,而孝泉-丰谷构造带须家河组五段则是川西坳陷致密砂岩气勘探开发的新领域.利用地质、录井、钻井、分析化验等资料,结合盆地模拟技术,在须五段内部烃源岩、储集层特征以及其发育构造-沉积背景分析的基础上,探讨了孝泉-丰谷构造带须家河组五段源内成藏的主控因素,并建立了相应模式.须五段泥页岩连续稳定分布,有机质丰度高,有机质类型以Ⅲ为主,总体上处于成熟-高成熟阶段;砂岩储层总体为特低孔特低渗致密储层;沉积相以三角洲前缘亚相为主.须五段源内成藏主控因素为烃源岩控制气藏范围和规模,有利相带决定了优质储层发育位置,源储配置关系控制油气富集程度,异常高压有效保存和改造;总结其成藏模式为源内短距离垂向叠覆运聚模式.      

Analysis of Reservoir Forming Conditions and Prediction of Continuous Tight Gas Reservoirs for the Deep Jurassic in the Eastern Kuqa Depression, Tarim Basin

The exploration targets in the Kuqa Depression at present are mainly structure traps in Cretaceous-Tertiary. Due to the complexity of mountain distribution and reservoir forming conditions, the exploration of Jurassic in the eastern Kuqa Depression has been in a state of semi-stagnation since the discovery of the Yinan-2 gas reservoir. According to the concept and theory of “continuous petroleum reservoirs” and the re-analysis of the forming conditions of the Yinan-2 gas reservoir and regional natural gas in the eastern Kuqa Depression, it is believed that the deep Jurassic has good natural gas accumulation conditions as well as geological conditions for forming continuous tight gas reservoirs. The boundary of the Yinan-2 gas reservoir is not controlled by a structural spillpoint. The downdip part of the structure is dominated by gas, while the hanging wall of the fault is filled by water and forming obvious inverted gas and water. The gas reservoir has the normal temperature and ultra-high pressure which formed in the near source or inner-source. All of these characteristics indicate that the Yinan-2 gas reservoir is different from conventional gas reservoirs. The deep Jurassic in the eastern Kuqa Depression has multisets of source-reservoir-cap assemblages, which comprise interbedded sandstones and mudstones. These assemblages are characterized by a self-generation, self-preserving and self-coverage model. Reservoir sandstones and coal measure mudstones are interbedded with each other at a large scale. As the source rocks, Triassic-Jurassic coal measure mudstones distribute continuously at a large scale and can generate and expel hydrocarbon. Source rocks contact intimately with the overlying sandstone reservoirs. During the late stage of hydrocarbon expulsion, natural gas charged continuously and directly into the neighboring reservoirs. Petroleum migrated mainly in a vertical direction over short distances. With ultra-high pressure and strong charging intensity, natural gas accumulated continuously. Reservoirs are dominated by sandstones of braided delta facies. The sand bodies distribute continuously horizontal. With low porosity and low permeability, the reservoirs are featured by strong heterogeneity. It is hypothesized that the sandstones of the interior depression tend to be relatively tight with increasing depth and structure stress weakness. Thus, it is predicted that continuous tight gas reservoirs of ultra-high pressure may exist in the deep formations of the eastern and even the whole Kuqa Depression. So, it is worth evaluating the exploration potential.