致密砂岩气成藏机制类型及特征研究

致密砂岩气是一种重要的非常规天然气资源,并且在我国其储量占全国天然气总储量的比例较大。系统的研究致密砂岩气藏的成藏机制有助于划分气藏类型,确定勘探方向,提高天然气产量。本文通过大量的文献调研,对比分析不同致密砂岩气藏在成藏过程中天然气的运移模式,根据气体运移动力的种类,提出了"活塞充注型致密砂岩气藏"、"混合驱替型致密砂岩气藏"及"置换聚拢型致密砂岩气藏"三种成藏类型,并阐述其地质特征。     

东海盆地西湖凹陷中西部低渗近致密—致密砂岩气成因、来源及运聚成藏

以东海盆地西湖凹陷中西部西斜坡平湖组中下段及宝石组和西次凹花港组下段两个靶区为例,基于钻测资料结合激光共聚焦扫描显微镜和扫描电镜等技术对目前低渗近致密—致密砂岩气层的宏观分布和储层微观特征进行了描述。利用气样稳定碳同位素组成、组分及轻烃分析成果,使用盆地模拟和流体包裹体技术,结合构造-沉积地质背景,对西斜坡和西次凹低渗近致密—致密砂岩气成因、气源和运聚成藏机制进行了综合研究。研究结果表明:两个区带已钻遇的近致密—致密砂岩气主要为煤型气。西次凹致密气主要来源于本地平湖组煤系源岩,因暗色泥岩有少量的腐泥母质,可能有少量油型气存在;此外部分天然气还有本地花港组下段煤系源岩微量影响;西次凹生成的成熟后期—高成熟天然气于3.9~0Ma借助断裂大规模垂向运聚成藏,具有近源、晚期、一次成藏机制;西斜坡近致密气充注时期为2.8~0Ma,近致密气可分为两类,一类来自本地平湖组煤系烃源岩的成熟中期天然气,于晚期充注成藏,另一类来源于异地西次凹平湖组煤系烃源岩的成熟后期—高成熟气,也于相近时期,通过断裂与三角洲前缘砂坝构成的阶梯状运移通道大规模充注西斜坡储层,具有"远近双源"、晚期、一次成藏机制。     

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。     

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。     

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.      

库车坳陷依南2“连续型”致密砂岩气藏成藏临界物性条件

“连续型”致密砂岩气藏是一种重要的非常规油气资源.恢复储层临界物性条件的演化对于揭示致密砂岩气成藏机理及成藏过程具有重要的理论意义.以库车坳陷依南2“连续型”致密砂岩气藏为例,利用数值模拟方法结合盆地模拟技术,恢复了储层临界物性的演化过程,并根据临界物性条件和储层演化的耦合关系,确定了该地区“连续型”致密砂岩气藏可以成藏的最早时间.研究表明,“连续型”致密砂岩气成藏临界物性并不是固定不变的,它随着地质条件的变化而不断发生改变.依南2“连续型”致密砂岩气藏最早的形成时间为距今9 Ma,对应的临界孔隙度为6.95%;现今储层临界孔隙度为7.26%.结合实际地质情况进一步证实了依南2气藏为“连续型”致密砂岩气藏.      

阜新盆地东梁区浅层致密砂岩气气源岩特征

为了解阜新盆地浅层致密砂岩气成藏条件,应用有机岩石学和有机地球化学方法,对气源岩特征开展研究.认为该区浅层致密砂岩气气源岩为沙海组四段泥岩、沙海组三段煤层和泥岩;气源岩厚度大且埋藏浅(＜1500 m),有机质丰度高(TOC＞2%),生烃潜力强;有机质类型沙海组四段为Ⅲ(偏ⅡB)型干酪根,沙海组三段为Ⅲ型干酪根;气源对比显示沙海组三段和沙海组四段气源岩与沙海组三段浅层致密砂岩气同源,浅层致密砂岩气紧邻源岩.表明研究区气源岩能生成大量天然气,利于形成浅层致密砂岩气藏.     

海拉尔盆地呼和湖凹陷致密砂岩气成藏特征

海拉尔盆地呼和湖凹陷具备形成大面积致密砂岩气藏的地质条件,其断陷期地形比较宽缓,后期改造弱,主要发育低幅度的断背斜或宽缓的向斜,在局部具备稳定的构造条件。南二段煤系源岩广泛发育,丰度均达到中等--好烃源岩级别,为致密砂岩气藏的形成提供了充足的物质基础。洼槽区南二段储层属低孔--特低渗型储集层。南二段致密储层与煤、泥岩呈频繁互层状分布,形成致密砂岩气有利的的生储盖组合。构造高部位在一定程度上控制油气丰度,稳定的负向构造区有利于寻找储层富集区。呼和湖凹陷致密砂岩气主要表现为两种成藏组合,自生自储型和内生外储型,油气呈南北向条带状分布。     

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^-3μm²,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。     

核磁共振技术在致密砂岩气中的应用

核磁共振技术是研究致密砂岩气储层流体状态的有效手段.针对致密砂岩气储层孔喉结构特征、流体赋存状态复杂等问题,从理论入手,以核磁共振室内实验为手段,通过分析苏里格气田致密砂岩储层T2谱的频率分布和可动流体饱和度与其他参数的相关性,最终认为储层物性不是影响致密砂岩气储层可动流体饱和度的唯一因素,可动流体饱和度主要受控于储层微观孔隙结构.     

The Genetic Mechanism and Model of Deep-Basin Gas Accumulation and Methods for Predicting the Favorable Areas

As a kind of abnormal natural gas formed with special mechanism, the deep-basin gas, accumulated in the lower parts of a basin or syncline and trapped by a tight reservoir, has such characteristics as gas-water inversion, abnormal pressure, continuous distribution and tremendous reserves. Being a geological product of the evolution of petroliferous basins by the end of the middle-late stages, the formation of a deep-basin gas accumulation must meet four conditions, i.e., continuous and sufficient gas supply, tight reservoirs in continuous distribution, good sealing caps and stable structures. The areas, where the expansion force of natural gas is smaller than the sum of the capillary force and the hydrostatic pressure within tight reservoirs, are favorable for forming deep-basin gas pools. The range delineated by the above two forces corresponds to that of the deep-basin gas trap. Within the scope of the deep-basin gas trap, the balance relationship between the amounts of ingoing and overflowing gases d     

Evidence of the Near-Source Accumulation of the Tight Sandstone Gas in Northern Ordos Basin, North-Central China

The tight sandstone gas in Upper Paleozoic Formation of the northern Ordos Basin is a typical giant unconventional tight gas province. Evidences from geochemistry, reservoir geology and paleo-tectonic setting all verify that the present-day tight sandstone gas accumulation in the Ordos Basin is the result of near-source accumulation. The evidences are listed as following: tight sandstone gas is mainly distributed in the area with high gas-generating strength; gas composition was not subjected to fractionation; gas saturation significantly decreases with the distance away from the source rocks; gas isotopes suggest their origin is the same and maturity is consistent with in-place source rocks; reservoirs have experienced three types of densification digenesis, including intense compaction, siliceous cementation and calcareous cementation, which took place before the formation of a large amount of tight sandstone gas, forming tight reservoirs with low porosity and permeability, fine pore throat and great capillary resistance; the paleo-structural gradient ratio is small from the main hydrocarbon generation period to present. It is indicated the present distribution of tight sandstone gas in the northern Ordos Basin is the result of near-source and short-distance migration and accumulation.     

Source-Contacting Gas： Accumulation Mechanism and Distribution in China

Source-contacting gas, which is also called basin-center gas, deep basin gas, is the tightsand gas accumulation contacting closely to its source rocks. Having different accumulation mechanisms from conventional gas reservoirs that are formed by replacement way, the typical source-contacting gas reservoirs are formed by piston-typed migration forward way. Source-contacting gas accumulations exhibit a series of distinctly mechanic characteristics. According to the valid combination of these characteristics, the estimation for the type of discovered gas reservoirs or distributions of source-contacting gas reservoirs can be forecasted. The source-contacting gas is special for having no edge water or bottom water for gas and complicated gas-water relationships, which emphasizes the intimate association of reservoir rocks with source rocks, which is called the root of the gas reservoir. There are many basins having the mechanic conditions for source-contacting gas accumulations in China, which can be divided into three regions. Most of the basins with favorable accumulation conditions are located mainly in the central and western China. According to the present data, basins having source-contacting gas accumulations in China can be divided into three types, accumulation conditions and configuration relationships are the best in type A basins and they are the larger basins in central China. Type B basins with plain accumulation conditions exist primarily in eastern China and also the basins in western China. Accumulation conditions and exploration futures are worse in type C basins, which refer mainly to the small basins in southern China and China Sea basins. Main source-contacting gas basins in China are thoroughly discussed in this paper and the distribution patterns of source-contacting gas in five huge basins are discussed and forecasted.     

琼东南盆地天然气水合物与浅层气共生体系成藏特征

继我国在神狐海域两次天然气水合物试采成功之后,近几年来在琼东南盆地的勘探证实了天然气水合物的存在,而且钻探表明其与浅层气具有复杂的共生关系.为揭示琼东南盆地深水区天然气水合物与浅层气共生体系成藏特征,结合岩心、测井及三维地震数据,阐明了天然气水合物与浅层气的空间分布特征,研究结果表明,天然气水合物主要赋存在海底以下200 m范围内的沙质沉积物中,且其形成过程与浅层气的垂向运移有关.对天然气水合物与浅层气共生体系成藏特征的深入分析表明,深部热成因气和浅部生物成因气是其重要的气体来源,第四系未固结沙层是良好的储层,且天然气水合物和浅层气共生体系的分布主要受深部气烟囱和断层的控制.浅层气藏为天然气水合物提供稳定的气源条件;第四系块体流沉积与含天然气水合物地层能有效地封堵浅层气的纵向运移,进一步促进浅层气的成藏.因此,天然气水合物的形成与浅层气的发育具有正反馈的相互作用关系,有利于形成更大规模的天然气水合物矿体和浅层气藏,具有良好的商业开发潜力.      

Research on Formation Mechanism and Forecast Method of Windows of Accumulated and Deeply Buried Shale Gas

<正>1 Background The shale at the bottom of Wufeng-Longmaxi Formation is one of the major strata in exploration and exploitation of shales in southeast Sichuan.In the tectonic strong modified regions in the edge and outer places of the basin of southeast Sichuan,the Wufeng-Longmaxi Formation Shale lies in the favorable sedimentary facies of     

东非海岸坦桑尼亚和鲁伍马盆地天然气成藏机理

东非海岸盆地天然气资源丰富,是世界天然气勘探的热点地区.东非海岸重点盆地的天然气为腐泥型高温裂解气,主要来源于下侏罗统局限海相优质烃源岩.大型断裂控制了东非海岸重点盆地天然气的垂向运移,研究区主要发育大型伸展断裂和大型走滑断裂.大型走滑断裂是坦桑尼亚盆地南部天然气藏的主要运移通道,其主要活动时期为晚白垩世-古新世,控制...     

银额盆地哈日凹陷多类型油气藏共生特征及其成藏机理

近年来,银根—额济纳旗盆地哈日凹陷发现了多种类型油气藏,证实其有较好的油气勘探前景,但该凹陷油气地质条件极为复杂,特别是对多类型油气藏的共生特征及其成藏机理认识不足,限制了对油气分布规律的科学预测,制约了油气勘探的进程.基于对各类型油气藏的剖析,探讨多类型油气藏共生特征及其成藏机理,预测油气分布,分析勘探方向,以期为该...     

江陵凹陷西南部梅槐桥富生烃洼陷及近源油气成藏

江陵凹陷西南部已发现的油气藏紧邻梅槐桥富生烃洼陷分布,且油气储量主要集中在该洼陷生烃中心短轴方向两侧的谢凤桥、南岗、复兴场、采穴等断块和断鼻圈闭中.对梅槐桥富生烃洼陷内烃源岩发育特征及其洼陷内生烃差异性的研究表明:洼陷北部梅槐桥地区是烃源岩沉积时期的沉降中心,烃源岩发育,埋藏较深,生烃能力强,为该洼陷的生烃中心;而南部牛头岗地区烃源岩层厚度小,埋藏浅,生烃能力差.原油成熟度和油源对比研究表明,油气具有近距离运移近源成藏的特点;北部采穴断块、复I断块、谢凤桥断鼻和南岗断鼻油气藏中成熟度相对较高的原油主要来自北部梅槐桥地区;南部八宝断鼻油气藏中成熟度低的原油与牛头岗地区原地烃源岩具有亲缘关系;而偏南部丁家湖断鼻油气藏中的原油则为梅槐桥生烃中心成熟度较高的烃源岩和原地烃源岩的混合贡献的原油.因此,可认为梅槐桥生烃中心短轴方向的两侧为目前江陵凹陷西南部油气勘探最有利的地区.     

天然气水合物储集类型的测井响应特征

通过木里煤田聚乎更煤矿区四井田、哆嗦公马、雪霍立三个矿区（井田）大量测井资料的分析和研究,并结合祁连山冻土区天然气水合物DK-1科学试验孔测井资料的综合对比和解释,对煤田常规测井参数在天然气水合物储集层上的响应特征进行了分析。根据该区常年冻土（岩）的勘探成果及测井曲线响应特征,将陆源天然气水合物储集层分为生气层与储集层的相对位置、纵向位置、空间位置、储集介质等四大类,上生下储、下生上储、自生自储、冻土（岩）带内、增温带内等11个亚类。在此基础上建立了与富冰型、煤层自储型、孔隙型、裂隙型等多种储集模式对应的典型测井曲线响应特征。利用测井方法识别天然气水合物储集层的方法,可为青藏高原研究、评价、勘查、开发天然气水合物提供可靠的解释依据。     

论碳氢化物的成藏成矿机理

讨论了碳氢化物的生成机制及其主要理化性质;小分子碳氢化物形成天然气藏和可燃冰;大分子碳氢化物形成石油藏;碳氢化物热裂解形成石墨、金刚石矿床;碳氢化物氧化与有关元素作用形成冰洲石、菱锶矿、菱镁矿、氟碳铈矿、碳磷灰石、天然碱等。