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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

鄂尔多斯盆地奥陶系气藏分布规律

<正> 鄂尔多斯盆地发育和保存了最完整的下古生界海相碳盐岩和上古生界海陆交互相含煤碎屑岩系。它们不仅构成了盆地古生界双层烃源结构,而且在天然气生成、运聚和成藏方面更具特色。随着勘探的深入,奥陶系内幕含气显示不断出现,预示了盆地下古生界天然气资源仍具有较大的勘探潜力。在分析研究了区域地质概况、成藏地质特征、天然气成藏模式后,郑聪斌等总结出了盆地奥陶系气藏的一些分布规律。(1)构造枢纽带提供了最佳的成藏环境鄂尔多斯盆地先后经历了加里东期的西隆东坳、印支期的北隆南坳和燕     

内蒙古杭锦旗探区石炭—二叠系天然气成藏模式

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗探区泊尔江海子—三眼井断裂带南北两侧石炭—二叠系的烃源岩、储集层、源储关系、气水分布、油气运移及产能等成藏条件与特征都具有明显的区别。通过分析断裂带南、北天然气甲烷含量和密度特征的差异,认为断裂带以北天然气部分来自于南部。划分了3种不整合面运移通道类型,并通过分析断层特征,明确了南部生成的天然气可以通过不整合面和断层运移至断裂带以北。结合生储盖组合、运移输导等特征,确定了断裂带以南的伊陕斜坡区煤系气源岩与河流相致密砂岩储层的成藏组合特点为源储紧邻、广覆式分布,断裂带以北的继承性隆起区,虽本地气源条件较差,但与断裂带以南的源岩区构成侧接式组合。探区位于鄂尔多斯盆地北部石炭—二叠系准连续—非连续成藏过渡带上,依此建立了“源储紧邻、物性控藏”和“双源供气、圈闭控藏”南北两种不同的天然气成藏模式。     

鄂尔多斯盆地上古生界天然气运移特征及成藏过程分析

运用石油地质动态分析及综合研究方法,以鄂尔多斯盆地上古生界砂泥岩压实特征、古压力恢复、包裹体、成岩作用资料为基础,对上古生界天然气运移的地质背景、天然气运移特征进行详细分析,对储层致密化、古高压异常对天然气运移、成藏的影响等方面进行研究,认为上古生界砂岩致密化发生于中三叠世一晚三叠世,早于大规模油气运移时期,天然气呈连续相运移需要的临界气柱高度远大于砂岩的单层厚度,受压力封存箱的封闭以及封存箱内不均匀分布的高压泥质岩阻隔,天然气难以沿构造上倾方向作大规模运移,主要为就近垂向运移聚集成藏;成藏特征研究显示,只有毛管中值压力平均值小于6.21 MPa、厚度大于4 m以上的优质储层段能够允许天然气成藏,而且气水分布主要受构造部位、储层非均质控制.故此,上古生界气藏主要为致密储层条件下的岩性和构造-岩性气藏类型;根据各时期、各地区、各层段不同的天然气运移、成藏特征,将上古生界压力封存箱划分为非烃源岩和烃源岩两个成藏子系统,前者具自生自储、短距离运移、早期(J2-K1)源内成藏特点,形成原生气藏,而后者属近-远距离运移、晚期(K1-K2,K2末-Q)源外成藏特点.     

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。     

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。     

渭河盆地及周缘上古生界残留地层分布及油气意义

近年来,由于全球资源量的需求增多,作为勘探程度较低的渭河盆地受到了越来越多学者的关注。而制约渭河盆地油气勘探的主要矛盾是缺乏烃源岩,若盆地存在上古生界烃源岩,则具有重要油气地质意义,可为氦载体气成藏提供物质基础。为了研究渭河盆地及周缘上古生界残留地层分布特征,本文系统收集、整理了渭河盆地及周缘已有地球物理资料,结合地质、地震、钻井、地球化学等研究成果,明确了研究区上古生界残留地层分布,通过对比盆地南北缘上古生界烃源岩特征,探讨渭河盆地内部上古生界天然气勘探潜力。结果表明,渭河盆地内确实存在上古生界地层,主要位于西安凹陷和固市凹陷内,固市凹陷中煤系地层的厚度较西安凹陷大,且厚度较大处靠近南部。烃源岩产生的甲烷气通过盆地内大量的断裂运移到新生界断层封闭的圈闭构造中成藏,新生代地层中发育优质的储盖组合,新近系张家坡组上部分布大范围的湖泛沉积泥岩,构成了良好的区域性盖层,为天然气提供了有利的保存条件。此外,天然气藏的存在可为盆地内氦气成藏提供基础条件。对渭河盆地基底气源岩认识的深化,为鄂尔多斯周缘盆地群油气基础地质调查提供重要的借鉴意义。     

从鄂尔多斯盆地油气勘查历程谈李四光找油气思想的发展

鄂尔多斯盆地正在以苏里格大气田为基础建设中国第二个大庆油田--"陕蒙大庆".鄂尔多斯盆地油气勘查经历了一个复杂曲折过程,人们曾多次对这一盆地的找油气的前景产生怀疑,经过近30年的探索,在1970年发现庆阳三叠系油田以后才开始取得了重要进展.1988年发现了下古生界的靖边气田,2000年苏6井揭示了苏里格大气田,盆地的勘...     

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.     

鄂尔多斯盆地东胜富氦气田成藏特征及其大地构造背景*

近年来,在鄂尔多斯盆地北缘东胜气田上古生界天然气中发现伴生的氦气,含量分布在0.045%~0.487%范围内,具有工业价值,其三级储量约为8.3亿立方米,为一特大型含氦—富氦天然气田。东胜气田氦气属于典型的壳源氦,来源于基底的太古界—元古界变质岩—花岗岩系,富集与燕山期以来的岩浆侵入、断裂活动有关。东胜气田具备有利的氦气成藏地质条件,伴生氦气与烃类气具有异源同储成藏特征,剖析其成藏主控因素为: 基底富U、Th岩石发育是基础,断裂活动是核心,储盖圈保条件是必备,时空配置是关键,其中早白垩世是最重要的一期构造—岩浆热事件,深源岩浆活动导致的深部物质和热能的大规模上涌是中生代流体成藏(矿)的有利地球动力学背景,控制了鄂尔多斯盆地石炭系—二叠系煤系烃源岩大规模生气。断裂活动和圈闭形成与上古生界天然气、氦气聚集成藏具有良好的时空配置关系,与华北克拉通破坏过程耦合。鄂尔多斯地块在早白垩世至中新世深部热流体对盆地发生的多期岩浆活动、基底断裂活化及浅部断裂活动具有明显的控制作用,同时也对石炭系—二叠系煤系烃源岩成烃成藏具有重要的控制作用。     

论渤海湾盆地深层油气勘探

渤海湾盆地近年来在古近系及以下层系发现并探明31个深层油气藏。分析表明,盆地深层以油藏为主,气藏为辅,盆地西部蕴藏较多的石油,向东部则天然气产量增多,这种分布现象与盆地深层烃源岩干酪根类型和高地温作用有关。讨论了古近系原生油气藏、上古生界煤系烃源岩二次生烃的油气藏、下古生界原生油气藏的成藏机制。认为古近系含油气层系仍是近期深层勘探的主要目标,但应加大上古生界煤系烃源岩层和下古生界海相深层油气的勘探。     

鄂尔多斯盆地东胜富氦气田成藏特征及其大地构造背景*

近年来,在鄂尔多斯盆地北缘东胜气田上古生界天然气中发现伴生的氦气,含量分布在0.045%~0.487%范围内,具有工业价值,其三级储量约为8.3亿立方米,为一特大型含氦—富氦天然气田。东胜气田氦气属于典型的壳源氦,来源于基底的太古界—元古界变质岩—花岗岩系,富集与燕山期以来的岩浆侵入、断裂活动有关。东胜气田具备有利的氦气成藏地质条件,伴生氦气与烃类气具有异源同储成藏特征,剖析其成藏主控因素为: 基底富U、Th岩石发育是基础,断裂活动是核心,储盖圈保条件是必备,时空配置是关键,其中早白垩世是最重要的一期构造—岩浆热事件,深源岩浆活动导致的深部物质和热能的大规模上涌是中生代流体成藏(矿)的有利地球动力学背景,控制了鄂尔多斯盆地石炭系—二叠系煤系烃源岩大规模生气。断裂活动和圈闭形成与上古生界天然气、氦气聚集成藏具有良好的时空配置关系,与华北克拉通破坏过程耦合。鄂尔多斯地块在早白垩世至中新世深部热流体对盆地发生的多期岩浆活动、基底断裂活化及浅部断裂活动具有明显的控制作用,同时也对石炭系—二叠系煤系烃源岩成烃成藏具有重要的控制作用。     

大牛地气田石炭—二叠系海陆过渡沉积体系与近源成藏模式

鄂尔多斯盆地上古生界下部由海向陆演化过程中由下向上形成了3套沉积体系:障壁海岸-潮坪沉积体系、三角洲沉积体系和冲积平原-河流沉积体系,形成相带宽阔、横向分布稳定的陆源碎屑含煤层序,这些沉积体系提供了丰富的烃源岩和储集岩,并且呈大面积同层位共生、或近距离叠置的产状,使得在盆地内部缺乏大规模运移通道的条件下天然气能够聚集成藏。大牛地气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部,上石炭—下二叠统发育的多层叠合大型岩性圈闭构成气田的基本框架,在具有异常压力而又分布广泛的上二叠统上石盒子组厚层泥质岩的封盖下,表现出近源箱形成藏特征,这是鄂尔多斯盆地内部上古生界的主要成藏方式。     

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。     

Research Advances and Exploration Significance of Large-area Accumulation of Low and Medium Abundance Lithologic Reservoirs

In recent years, a series of large low and medium abundance oil and gas fields are discovered through exploration activities onshore China, which are commonly characterized by low porosity-permeability reservoirs, low oil/gas column height, multiple thin hydrocarbon layers, and distribution in overlapping and connection, and so on. The advantageous conditions for large-area accumulation of low-medium abundance hydrocarbon reservoirs include： （1） large （fan） delta sandbodies are developed in the hinterland of large flow-uncontrolled lake basins and they are alternated with source rocks extensively in a structure like ＂sandwiches＂; （2） effective hydrocarbon source kitchens are extensively distributed, offering maximum contact chances with various sandbodies and hydrocarbon source rocks; （3） oil and gas columns are low in height, hydrocarbon layers are mainly of normal-low pressure, and requirements for seal rock are low; （4） reservoirs have strong inheterogeneity and gas reservoirs are badly connected; （5） the hydrocarbon desorption and expulsion under uplifting and unloading environments cause widely distributed hydrocarbon source rocks of coal measures to form large-area reservoirs; （6） deep basin areas and synclinal areas possess reservoir-forming dynamics. The areas with great exploration potential include the Paleozoic and Mesozoic in the Ordos Basin, the Xujiahe Formation in Dachuanzhong in the Sichuan basin, deep basin areas in the Songliao basin etc. The core techniques of improving exploration efficiency consist of the sweetspot prediction technique that focuses on fine characterization of reservoirs, the hydrocarbon layer protecting and high-speed drilling technique, and the rework technique for enhancing productivity.