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。     

鄂尔多斯盆地晚古生代以来构造-沉积演化与致密砂岩气成藏

鄂尔多斯盆地上古生界主要发育致密砂岩气藏,已发现地质储量超过5万亿m3,勘探潜力大。文中通过盆地构造演化史分析,结合包裹体测温、锆石U Pb定年、自生伊利石K Ar测年等分析方法,明确了晚古生代以来构造演化对上古生界致密砂岩气藏的控制作用。研究表明：石炭纪-二叠纪沉积古地形平缓,构造沉降缓慢,形成了大面积分布的煤系烃源岩和砂岩储层;三叠纪-中侏罗世快速沉降,压实作用及硅质胶结作用明显,水岩作用强,致密砂岩储层形成;晚侏罗世-早白垩世构造活动强烈,伴随构造热事件的发生,天然气大量生成并运聚成藏,致密气藏形成;早白垩世末-现今地层抬升剥蚀,天然气散失,低压气藏形成。     

苏里格地区上古生界连续型致密砂岩气成藏条件及过程分析

致密砂岩气成藏过程复杂,而有利的成藏要素是连续型致密砂岩气大规模运聚成藏的基本条件,因此明确成藏条件及成藏过程对致密砂岩气理论研究及勘探实践都具有重要意义。利用烃源岩地球化学数据、地层测试数据、综合测井数据等资料并结合前人研究,对苏里格地区上古生界连续型致密砂岩气藏形成的主要因素(烃源岩、储集层、盖层、构造运动)进行了分析,总结了研究区连续型致密砂岩气的有利成藏条件并剖析了其成藏过程。研究表明:烃源岩广覆式生烃,源储紧邻,大面积分布的致密储层,有效的区域盖层及相对稳定的构造环境是苏里格地区上古生界连续型致密砂岩气成藏的可靠保证;研究区致密气砂岩成藏孔隙度下限约为2%;苏里格地区上古生界连续型致密砂岩气藏形成过程可以分为4个演化阶段:早侏罗世前的连续型致密砂岩气藏孕育阶段,即致密储层形成阶段;中侏罗世天然气开始大规模持续充注,为连续型致密砂岩气藏发展阶段;早白垩世气藏规模达到最大,为连续型致密砂岩气藏成型阶段;晚白垩世到现今为气藏萎缩阶段。     

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。     

“改造型”致密砂岩气藏特征:以吐哈盆地巴喀气田下侏罗统八道湾组为例

受后期多阶段构造活动的影响,原生致密砂岩气藏或后期储层致密化的常规天然气藏经多期改造调整可形成"改造型"致密砂岩气藏。根据烃源岩排烃天然气充注期同砂岩致密化期的先后顺序和后期构造活动影响两个因素,"改造型"致密砂岩气藏可划分为A、B两种类型;A类的储层先致密,后成藏,再改造,B类则是先成藏、后致密、再改造。受北部博格达山多阶段造山运动的影响,吐哈盆地巴喀气田发育A类"改造型"致密砂岩气藏;甜点分布受局部构造高部位的控制明显,物性甜点和裂缝型甜点是主要的甜点类型。"改造型"致密砂岩气藏的形成可划分为物性圈闭的形成和初期充注阶段、差异聚集阶段、初始改造阶段、强烈改造及残存阶段共4个阶段。由于经受多期构造活动的改造,最终形成复杂多期叠合的"改造型"致密砂岩气藏,总体表现出受构造高部位主导的甜点型富集的特征。     

低渗透背景下西湖凹陷致密砂岩气藏的成藏条件

东海盆地西湖凹陷天然气资源丰富,油气勘探发现古近系砂岩储层渗透率普遍较低,低渗透气藏在多个含油气构造均有分布且表现出致密砂岩气藏特征。根据致密砂岩气藏成藏机理对西湖凹陷的石油地质条件进行了分析,并与致密砂岩气勘探开发程度较高的鄂尔多斯盆地进行了对比。结果表明,低渗透砂岩大范围分布背景下西湖凹陷具备形成致密砂岩气藏的构造、沉积、气源岩、储层及封盖保存条件,埋深≥3 500m的古近系砂岩普遍进入致密储层阶段,是致密砂岩气藏发育的有利层位,与鄂尔多斯盆地在致密砂岩气藏形成的生-储-源储配置条件上具有一定的相似性。综合分析认为,西湖凹陷初步具备形成致密砂岩气藏的地质条件。     

东海西湖凹陷西斜坡和西次凹近致密-致密砂岩气藏的地质特征及发育前景

基于沉积构造背景和大量钻测资料,利用气样地球化学测试、铸体薄片、扫描电镜、激光扫描共聚焦显微镜和阴极发光等手段,揭示了东海西湖凹陷西斜坡和西次凹近致密-致密砂岩气藏的地质特征,并分析了发育前景。研究结果表明:2个靶区近致密-致密砂岩气藏均分布在中深层,且位于常规气藏之下,但发育层位不同,西斜坡在平湖组中下段,西次凹在花港组下段。2个靶区的近致密-致密砂岩气均为煤型气,来源于平湖组煤系源岩,西次凹致密气藏属于"下生上储"型,西斜坡属于"自生自储"型。西次凹属于典型的致密砂岩储层,西斜坡属于近致密砂岩储层。强压实作用和硅质、自生伊利石及碳酸盐胶结是储层致密化的重要因素。溶孔和原生粒间孔是致密砂岩储层主要储集空间;2个靶区的近致密-致密储层不同深度段发育"孔隙型"甜点,为酸性溶蚀成因,但西斜坡的溶蚀强度大于西次凹。另外,西次凹深层发育部分裂缝,形成该区"裂缝型"甜点。西次凹致密气藏具有弱超压特征,西斜坡具有超压-强超压特征。平湖组广覆式分布高有机质丰度的煤系源岩全天候持续供气是靶区发育大规模近致密-致密砂岩气藏的物质基础,大面积近致密-致密储层提供了良好的储集体,因此发育前景好,勘探潜力大。     

鄂尔多斯盆地临兴A地区下石盒子组致密砂岩气成藏条件

为了给致密砂岩气藏的勘探实践提供指导,基于大量地球化学数据、储层分析测试实验,讨论了临兴A地区下石盒子组致密砂岩气藏形成的烃源条件、储集条件、保存条件及构造条件。结果表明:临兴A地区下石盒子组具有形成大规模连续致密砂岩气藏的良好成藏条件,广泛分布的烃源岩以Ⅱ2型、Ⅲ型有机质为主,具有厚度大、有机质丰度高、成熟度高、生烃能力强的特点;下石盒子组连片发育的致密砂岩储层非均质性较强,在整体致密的背景下发育局部相对高孔高渗带;上石盒子组泥岩及下部烃源岩分别构成区域盖层及气藏的底封条件,有利于气藏的保存;紫金山岩体的活动通过加速烃源岩排烃并形成作为天然气运移通道的裂缝,有利于气藏的发育;烃源岩在晚侏罗世-早白垩世达到生排烃高峰,储层致密化发生在晚三叠世-中侏罗世,储层致密化时间早于天然气充注时间,致密砂岩储层垂向上与烃源岩紧邻,天然气在烃源岩中大量生成后通过生烃增压产生的气体膨胀力作用进入临近的致密储层并在毛细管阻力的作用下滞留在储层中。     

致密碳酸盐岩气藏井位优选技术及其应用——以苏里格气田东区为例

鄂尔多斯盆地下古生界碳酸盐气藏属于岩性-地层圈闭气藏,储层厚度小、非均质性强,开发难度大。为提高气田开发效果,笔者以苏里格气田东区为例,综合应用钻井、测井、地震、试气等动静态资料,通过对沉积相与成岩机理分析、小幅度古构造精细刻画、岩溶古地貌研究,分析白云岩储层的主控因素,明确了天然气高产富集规律及成藏特征,并结合储层地震,综合预测碳酸盐岩致密气藏有利富集区。在综合考虑天然气成藏模式、控制因素及储渗条件等因素的基础上,地质、地震、测井与气藏工程多学科相结合,优选下古气藏井位坐标,形成了适用于苏里格气田东区下古气藏有效开发的井位优选技术。该技术有效提高了下古气藏开发效果,经济效益大,为致密碳酸盐岩气藏高效开发提供了技术指导。     

川西坳陷须三段致密砂岩优质储层特征及控制因素

[研究目的]致密砂岩优质储层发育特征及控制因素已成为川西坳陷开展源储一体的常规与非常规油气协同勘探的重难点问题;探讨致密砂岩储层特征与致密气成藏的关系.[研究方法]运用地球化学、地球物理和沉积学等分析方法,对晚三叠世须三段致密储层发育特征进行研究.[研究结果]分析测试数据揭示须家河组须三段储层的孔隙度分布在1.11％～...     

松辽盆地南部深层致密砂岩气储层形成机制及成藏主控因素

为了加快松辽盆地南部（简称松南）深层致密砂岩气勘探开发进程,开展致密砂岩储层形成机制及成藏主控因素研究。通过对松南深层致密砂岩的分析,根据致密砂岩岩性组合特征将已发现的深层致密气类型划分为稳定厚层砂型、砂泥互层型、泥包砂型3种类型,储层物性普遍差,孔隙度多小于6%,渗透率主体<0.10×10^-3 μm²,属于特低孔、特低渗储层。通过对松南典型致密储层矿物成分与微观特征的分析发现,致密砂岩有效储层形成主要受3个方面因素控制：一是早成岩期发育绿泥石包壳,有效抑制成岩中后期粒间钙质胶结、硅质胶结的发生,保护原生残余粒间孔隙;二是富火山岩岩屑溶蚀形成次生孔隙;三是生烃增压产生大量微裂缝,改善储层渗流特征。在此基础上总结出松南致密砂岩气成藏控制因素,即充足气源提供物质基础、斜坡古沟谷与断裂控砂、次生溶蚀与微裂缝控储、断裂活动与稳定盖层控富。     

塔里木盆地巴楚-麦盖提地区志留-泥盆系油气成藏规律

塔里木盆地巴楚-麦盖提地区以寒武-奥陶系海相碳酸盐岩为烃源岩,志留-泥盆系三角洲-- 滨岸砂岩为储层,潮坪环境形成的致密泥岩为盖层,形成了断裂型生储盖组合,具有较好的油气勘探前景。通过对研究区志留-泥盆系沉积相带展布、断层发育特征以及古隆起和古斜坡的综合研究,结合烃源岩排烃及已发现油气特征,认为巴楚-麦盖提地区志留-泥盆系油气成藏规律主要受沉积和构造的共同控制,在二叠纪末,寒武-奥陶系烃源岩排烃期已经形成的单斜构造或斜坡带,被长期活动断层沟通了寒武-奥陶系烃源岩的志留-泥盆系储层分布区易于形成油气藏。区内有利油气成藏区带主要为康2--方1 井之间的断裂带与玉1--BK8--巴5 井之间的斜坡带,可能发育的油气藏类型为岩性油气藏和构造--岩性复合油气藏。     

王府断陷断裂特征及其对深层火山岩气藏的控制作用研究

松辽盆地深层火山岩天然气藏勘探获突破进展,表明火山岩成藏条件良好。在火山岩天然气成藏研究方面前人做了很多工作,但对于断层在成藏控制作用方面研究较少。本文以松辽盆地东南部王府断陷为研究对象,利用地震资料进行构造、断裂精细解释,总结了断裂发育特征,并系统分析了断裂体系对成藏的控制作用,认为该区断裂体系是火山岩气藏最为根本和关键的控制因素,具体表现在不同级别、不同期次的断层对油气成藏的控制作用不同。王府西断裂为铲式断裂,是控制洼陷形成的边界大断层。王府1东基底断裂与城深2东基底断裂控制了山东屯与小城子两个二级构造带的形成,还直接控制火山岩储集体的分布。本区火山口大多发育于两条或多条断裂的交汇处,其四周依次发育爆发相、溢流相、火山通道相、火山沉积相,其中最有利的火山岩储集体主要发育于爆发相与溢流相。利用地震技术能够对火山岩储集体进行有效识别。储层研究表明,山东屯构造带火山岩储集体发育,西邻沉积中心与烃源岩构成良好的生储盖组合,是王府断陷深层天然气成藏最为有利的地区。断裂体系对火山口与火山岩相及储集体的分布具有重要的控制作用,对研究区火山岩成藏至关重要。这些认识对类似地区的勘探有一定指导作用。     

中国非常规油气的战略思考

本文基于非常规油气的内涵,分析了致密砂岩油气和泥页岩油气的成藏地质条件,论述了非常规油气资源潜力巨大,指明中国非常规油气资源战略发展方向。研究表明,中国非常规油气藏是富集在近源储集体或烃源岩的低孔、低渗的微米级纳米级的储集空间中连续油气聚集,淡化了圈闭、油气藏边界的概念。依据成藏地质条件和油气资源潜力的差异,非常规油气藏主要指致密砂岩油气和泥页岩油气藏。致密砂岩油气藏多位于斜坡、坳陷区,具有广覆式有效烃源岩;源、储关联密切,多呈互层式;油气运移距离短,以非达西渗流为主;储集体渗透率、孔隙度极低。泥页岩油气藏圈闭概念淡化,典型的储源一体;多形成于盆地坳陷或斜坡区,泥页岩大面积连续分布;有机质丰度大,热演化成熟度高;多发育纹层结构,纳米级孔隙、裂缝储集系统;储集层脆性系数大,地层压力高。烃源岩呈现多时代、多层系、多沉积环境特征,从震旦系到第三系均有富含有机质的烃源岩发育,沉积环境囊括陆相海、陆交互相海相,非常规油气资源潜力巨大。常规与非常规油气在时、空域的紧密伴生和规律聚集,使得常规非常规油气在平面上和纵向上形成“有序聚集”体系。对“有序聚集”的不同类油气藏进行“整一化勘探、整一化部署、整一化开采”,实现常规非常规油气整一化科学有序开发,避免整体油气资源的破坏和遗漏;从而丰富油气地质理论,促进油气勘探由“点带面”向综合有序三维空间迈进。     

塔里木盆地库车坳陷致密砂岩气藏成因类型

为深化对库车坳陷致密砂岩气藏成因类型的认识, 采集致密砂岩储层岩样, 开展了油气充注史和孔隙度演化史研究.通过流体包裹体岩相学和显微测温厘定了油气充注史, 利用沉积-构造-成岩一体化模型恢复了储层孔隙度演化史, 根据两者的先后关系, 划分了致密砂岩气藏的成因类型.结果表明, 依南2侏罗系气藏存在两期油气充注, 第一期是吉迪克期到康村期(23~12 Ma)的油充注, 第二期是库车期到现今(5~0 Ma)的天然气充注, 储层孔隙度在库车期前(12~8 Ma)降低到12%以下, 形成致密砂岩储层.迪那2古近系天然气藏存在两期油气充注, 第一期是康村期到库车期(12~5 Ma)的油充注, 第二期是库车期到现今(5~0 Ma)的天然气充注, 储层孔隙度在西域期(2~0 Ma)降低到12%以下, 形成致密砂岩储层.综合分析认为, 库车坳陷存在两种成因类型的致密砂岩气藏, 依南2侏罗系气藏致密储层形成之后充注天然气, 成因类型为"致密深盆气藏"; 迪那2气藏古近系致密储层形成之前, 天然气已大量充注, 成因类型为"致密常规气藏".这对深化库车坳陷致密砂岩气勘探与开发有重要意义.      

松辽盆地徐家围子断陷登二段致密砂岩之有利储层预测

为了预测松辽盆地徐家围子断陷深层登娄库组二段致密砂岩的有利储层发育区,本文讨论了沉积相和成岩作用对致密砂岩储层物性的影响.结果表明:登二段最有利的沉积相是三角洲相和河道亚相,但进入晚成岩阶段A期以后,致密砂岩储层就难以产出工业气流;不同沉积相的砂体处于不同的成岩阶段,形成了登二段致密砂岩三种不同类型的储层(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类).应用成岩作用数值模拟技术,结合沉积相的研究成果,本文预测了登二段致密砂岩各种类型储层的平面分布特征.目前已发现的工业气流井主要位于Ⅱ、Ⅲ类储层分布的范围内,这些砂岩就是致密砂岩中有利储层的发育区.     

松辽断陷盆地火山岩大气田形成条件与勘探实践

松辽盆地深层是由30多个孤立的断陷组成的断陷群,火山岩气藏是深层勘探的主要气藏类型。以断陷盆地火山岩大气田形成条件为主线,从深层断陷形成的特征分析着手,通过剖析控源及控藏因素,总结断陷盆地大气田形成条件。指出NNE-NE和NNW-NW两组控陷断裂体系共同控制深层断陷群的形成和展布,断陷沿控陷断裂方向呈带状展布。断陷内火山机构具有明显受断裂控制的不对称特征,沿断裂走向呈条带状分布。每个断陷通常由一个或多个断槽组成,断槽控制烃源岩的分布并自成含气系统,生烃断槽和火山岩在空间的有利配置是形成气藏的关键。环槽富集是深层断陷火山岩气藏最基本的规律,由于断裂控制了断陷、断槽、火山岩的形成分布,改善了油气运聚的通道条件,紧邻生烃断槽的断裂构造带是断陷内天然气有利富集区带;因此深部断裂控制了断陷火山岩气田的区域分布。勘探实践更进一步证明：对于断陷湖盆油气勘探,生烃主断槽是评价和勘探的关键单元;只要生烃断槽优质烃源岩发育,烃源岩与火山岩空间配置关系有利,对于“小而富”的中小型断陷(面积小于3 000 km²),也可以形成火山岩大气田(探明地质储量大于300×108 m³),这些认识推进了勘探思路由寻找大湖盆大断陷到寻找生烃主断槽的转变。     

东北地区深层侏罗系火山 — 沉积序列与储盖组合及勘探意义 ——以海拉尔盆地侏罗系为例

为揭示东北地区侏罗系火山—沉积序列与储盖组合等地质特征,进一步评价深层油气勘探潜力,本文基于勘探现状,利用露头调查、钻测井对比、岩芯观察、结合地震解释等方法,分析了东北地区侏罗纪盆地构造背景,认为早—中侏罗世和晚侏罗世具有不同的构造环境和盆地性质。早—中侏罗世为受控于蒙古-额霍茨克造山作用的挤压型断陷-坳陷盆地,受到了后期构造的强烈改造。晚侏罗世为陆内伸展环境下与火山活动相关的火山断陷盆地。东北地区晚侏罗世火山活动频繁,形成广泛分布的火山—沉积序列。海拉尔盆地晚侏罗世塔木兰沟组发育典型火山—沉积序列,以火山岩与沉积岩的互层为特征,表现为砂泥岩—中酸性火山岩—砂泥岩—中基性火山岩序列。岩石组合在不同凹陷单元差异性较大,中部凹陷带以火山岩和砂泥岩为主,外围凹陷以火山岩和砂砾岩为主。火山—沉积序列的岩性复杂,储层岩石类型多样,主要有"火山岩、火山碎屑岩、砂砾岩"3类岩性储层,储层物性普遍较低,总体属于中低孔极低渗储层-致密储层。依据火山—沉积序列的不同岩石组合及油气显示情况,可识别出砂泥岩或砂灰泥岩储盖组合、火山岩内幕储盖组合、火山岩-沉积岩复合岩类储盖组合、基岩风化壳储盖组合等四大类九小类油气储盖组合。最有利储盖组合是与烃源岩毗邻的砂泥岩储盖组合,其次是火山爆发相-喷发相的火山碎屑角砾岩、凝灰岩与火山岩的储盖组合。火山—沉积序列发育中等较好的暗色泥岩烃源岩,有一定的生烃潜力,油气成藏条件较好。围绕中部凹陷带的红旗凹陷、乌尔逊北凹陷烃源岩分布区的最有利储盖组合,是侏罗系深层火山—沉积序列的主要勘探领域。通过该研究,可以为其他地区火山—沉积序列的油气勘探提供一定的启示和借鉴意义。