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。     

天然气溶解过程中组分分馏模型及其应用

天然气不同组分在水中溶解度的差异,导致溶解相与残留游离相天然气组分组成不同,即发生组分的溶解分馏效应。溶解分馏效应在天然气水溶运移、溶解散失等过程中均有发生。揭示天然气组分的溶解分馏规律、建立定量分馏模型,有助于天然气气源对比和成藏过程示踪。以Henry定律为依据,对不同组分溶解特征分析,提出了溶解度分数的概念,并建立了溶解分馏模型。根据该模型和各组分的溶解度分数和天然气溶解量,可计算各组分的溶解分馏量,恢复天然气初始组成特征。计算表明,威远震旦系气藏初期的天然气组成为:CH4为72.70%,C2H6为0.09%,CO2为22.41%,N2为4.07%,干燥系数(C1/C1-5)为99.876%。溶解作用使天然气中CO2含量显著降低,烃类气体含量增加,而天然气干燥系数降低。结果有助于天然气成因判识和气源对比等。     

四川盆地天然气的有机地球化学特征及其成因

四川盆地的大中型气田在层系上和区域上的分布是不均匀的，以川东石炭系最为集中，根据盆地天然气的气态烃，浓缩烃和非烃的组成特征及气态烃碳同位素组成特征，结合大中型气田在层系上和区域上的发布特点及盆地内主要烃源岩地地化特征，本文得四川盆地天然气均有机因气，不同区块不同层系的产天然气分属不同成熟阶段的油系气和煤系气及共混全气的结论，并从地球化学角度提出了威远震旦系气藏为水溶脱出气成藏的观点。     

吐哈盆地水溶气组分与同位素特征形成机理及意义探讨

测量了吐哈盆地 6个水溶气样品的组分和碳同位素值,并通过与盆地天然气的对比,探讨了水溶气组分及碳同位素特征形成机理及其应用的可能性。水溶气基本受制约于烃类气体溶解度的特征,与盆地天然气应属同源,但二者也存在明显的差异,如C1/C1～ 5值水溶气应大于天然气,实际反而较小,甲烷同系物碳同位素均较天然气富集-6 C。作者认为这些特征的形成与水溶气的溶解量小于扩散运移量相关,并认为水溶气与天然气组分和同位素差异的大小可用于探讨采样层位与天然气动态成藏体系关联的紧密程度。     

莺歌海盆地高温高压气藏水溶气释放对气水界面的影响

莺歌海盆地X区属于高温高压气藏,水溶气含量大,水溶气释放对气水界面及水侵规律的影响不明.通过PVT物性分析仪,采用复配的天然气和地层水测试了X区不同区块水溶气溶解度变化规律.设计可视化填砂管实验,探索了水溶气释放对气水界面的影响规律.研究表明:水溶气溶解度受温度、压力、地层水矿化度和天然气组分的影响,随压力的增大逐渐增大,随温度的增大先减小后增大,拐点温度为80~90℃,地层温压条件下（145℃,54 MPa）X-1区块水溶气含量为22.5 m3/m3,X-2区块为8.7 m3/m3.可视化填砂管实验研究表明:衰竭开采过程中,水溶气不断释放且携带地层水运移,同时在地层水自身泄压及毛管力作用下,气水界面明显上升.在此基础上,数值模拟气藏衰竭开采表明:水溶气溶解度越大气水界面上升越快,气井见水越早.预测期10 a中,考虑水溶气时,X-1区要早800 d见水,平面上推进快800 m,纵向上推进快7.3 m;X-2要早300 d见水,平面上推进快近500 m,纵向上推进快7.0 m.      

莺歌海盆地东斜坡超高压气田天然气地球化学特征差异与成因

近年来,在南海北部莺歌海盆地东斜坡南部勘探取得重大进展,发现了超高压高温L气田。但针对该气田内部天然气地球化学特征差异及其成因等问题研究较少,制约了本区勘探的进展。文章基于天然气地球化学数据,结合区域石油地质条件、烃源岩特征及包裹体分析等资料初步揭示天然气的类型和气藏差异成因。从天然气地球化学特征上看,L气田中L1、L2和L3气藏天然气地球化学特征在天然气干燥系数及重烃碳同位素值组成等方面差异较大。尽管天然气均为煤型气,但可依据甲烷、乙烷及丙烷碳同位素值及δ13C1-δ13C2等参数细分为M型和S型,M型主要与梅山组烃源岩有关,S型主要来自三亚组;从不同类型天然气的分布看,从近凹中的L1气藏至近隆的L3气藏,天然气类型由既有M型也有S型转变为以S型为主,这一差异与烃源岩生烃过程、气藏的空间位置及垂向充注过程密切相关;从气藏形成过程看,凹陷斜坡南部梅山组和三亚组烃源岩在全新世进入高过成熟阶段;近凹一侧梅山组和三亚组烃源岩生成的天然气沿断裂进入黄流组成藏,形成L1气藏,近隆一侧三亚组天然气进入梅山组二段成藏形成L3气藏。     

水溶天然气运移地球化学示踪——以塔里木盆地和田河气田为例

文中选择田河气田作为研究实例,对气田东、西部天然气进行系统的天然气地球化学对比研究,结合气田成藏的地质背景,认为和田河气田具有较好的水溶气运移成藏地质条件和明显的水溶气运移地球化学证据,提出了天然气是水溶气成因的新观点。寒武系烃源岩生成的天然气在高温、高压状态下大量溶解于水,在压力的驱使下,水溶气自寒武系运移至气田东部圈闭,然后再由气田东部的高压区沿不整合面往西部的低压区运移。根据气田天然气地球化学横向变化特征,提出了ln(C1/C2)、ln(C2/C3)、CO2/CH4、CH4/N2、N2/C2H6等一系列操作性较强的水溶气运移的地球化学示踪新指标,对研究天然气成藏机理和成藏过程都有重要意义。     

琼东南盆地深水区浅表层水合物稀有气体地球化学特征及意义

琼东南盆地深水区具备形成天然气水合物藏的地质条件,是我国海洋天然气水合物两个勘探开发先导示范区之一。本文选取深水区浅表层水合物为研究对象,基于天然气地球化学、稀有气体地球化学分析,开展了其与深部常规天然气藏的对比研究。结果表明:本次研究的浅表层气体碳同位素与深部常规天然气碳同位素的特征类似,气源主要为深部热成因气,生物气的贡献不明显,气体的成因类型为煤型气,推测气源岩为崖城组煤系烃源岩。轻稀有气体Ar同位素组成显示,气源岩和第三系相关;样品中³He/⁴He值偏高,指示了部分幔源气的贡献。因此,在富生烃凹陷背景下,讨论深部热成因气对水合物成藏具有重要意义,深部热成因气藏与浅层水合物藏在垂向上可以形成立体的天然气藏,为未来的“多气可采”提供理论支持,也有助于提高深水区天然气水合物矿藏开发的经济性。     

叠合盆地成藏流体源类型、演化及控藏意义——以中国南方中、古生界海相地层为例

中国南方经历了多阶段构造演化的历史,具有典型叠合盆地性质,海相地层以次生油气藏为主,成藏流体源成为首要控藏要素。结合中国南方8个典型油气藏的实例,总结了叠合盆地成藏流体源类型,分析了其随时空的演化规律及其对油气分布的控制作用。认为中国南方海相地层的成藏流体源包括烃源岩热解烃、原油裂解气、二次生烃、水溶气、无机气及混合气等多种。在印支期之前以烃源岩热解烃为主,印支-燕山期主要形成原油裂解气和水溶气,燕山-喜马拉雅期主要形成由各种气源构成的混合气。受成藏流体源控制,混源型气藏主要分布干上扬子区（四川盆地）;原生型油（气）藏主要形成干江南等古隆起区,但大多已演化为古油藏;二次生烃型气藏主要分布干下、中扬子白垩系-古近系覆盖区,及楚雄盆地、十万大山、南盘江等地;无机型气藏形成干张性构造区。     

天然气藏与油藏形成机理及分布特征的异同

作为流体矿藏气藏与油藏的形成和分布具有相似性,都需要经过由分散到富集的成藏过程。天然气来源的广泛性和易于溶解、运移、散失的特性,决定了天然气双石油具有更多的运聚成藏方式和时空分布的广泛性。水溶对流运移、多源复合成藏、溶解气脱溶成藏、运聚动平衡成藏,是天然气运聚成藏的重要特点。     

天然气充注导致储层增压的定量研究

超压对于油气勘探具有重要的意义。以天然气为载体的压力传递是储层超压的重要成因机制。由于地层水和原油对于天然气的溶解性和压缩性存在明显差异,造成了含水地层和油层在天然气充注过程中具有不同压力演化路径。本研究模拟计算不同原始孔隙流体的地层在受到甲烷充注时的压力演化,建立了甲烷充注量与超压的定量关系,进而探讨天然气充注增压的影响因素。结果表明：天然气充注在一定条件下可以造成地层压力的增大;不同原始孔隙流体的储层压力演化路径不同。原始孔隙流体为天然气的地层最先出现超压,但增压缓慢;含水层比含油层增压迅速,更易形成超压;同等封闭条件下,浅部地层比深部地层更易形成超压,高温盆地比低温盆地更易形成超压。     

琼东南盆地超压系统泄压带: 可能的天然气聚集场所

泄压带是超压系统内部流体向外运移的通道和有利的油气聚集场所, 对水溶相天然气析离成藏更有着重要意义.本文综合应用速度谱、测井、钻井和地层测试等资料预测了琼东南盆地超压系统的分布, 将其划分为3种结构类型; 结合粘土分析等资料识别出了4种类型的泄压带, 并讨论了泄压带的分布与可能的天然气聚集区带.琼东南盆地中央坳陷带整体发育一个超压系统, 其分布格局主要受陆坡带的形成和莺歌海盆地超压传递的影响, 陆坡区的超压明显强于非陆坡区, 西部的超压整体强于东部并在浅部呈现自西向东传递的趋势.泄压带内的天然气成藏主要取决于压力、温度和溶解气量, 需满足溶解气量足够多和溶解度变化量足够大, 相对而言, Ⅱ型泄压带成藏条件最优, 既有断裂沟通深部水溶气和浅部储层, 又有温压条件的显著变化, 因而流体运移最活跃.Ⅲ型泄压带次之, 但分布最广, 该类型最有利部位分布在陵水低凸起和宝岛凹陷北坡.      

柴达木盆地三湖地区生物气横向运聚成藏研究

本文系统研究了地层水盐度对微生物菌生长发育的制约，矿化度对生物气在地层水中溶解度的影响，泥岩盖层中高矿化度地层水对封盖性能的控制作用。柴达木盆地三湖（台吉乃尔湖，涩聂湖，达布逊湖）地区主要受南缘昆仑山冰雪溶水的补给，地层水从南向北运移，北斜坡第四系地层水的矿化度最高，北斜坡泻水-汇水区高盐度条件下生物菌的活跃程度受到抑制，影响生物气大量生成并从水中游离出来，中央凹陷及其南部低矿化度条件下更适宜生物气的生成，生物气在地层水中的溶解度随矿化度的增高明显降低，南缘低矿化度水中饱含的生物气经地层水从南向北携带，在北斜坡高矿化度条件上大量游离出来，实验测试证明泥岩饱和高矿化度地层水时，其突破压力增加约100倍，封盖性能大大提高，有效地保存了北斜坡游离相生物气，研究显示生物气总体上具有向北斜坡以水溶气方式进行横向运聚的特征，展示了北斜坡气源补给充足，具有满坡含气的巨大勘探潜力。结合生物气本身的发育特征和三湖地区的水文地质条件，提出了生物所首先以水溶气方式发生远距离的横向运移以后再以游离相进行垂向运聚成藏，这一结论对下一步三湖地区生物气勘探具有直接的指导意义。     

济阳坳陶深解气运移释放藏机理与模式

油深释放气是济阳坳陷中浅层天然气的重要来源,文中应用盆地模拟技术,确定了注是阳坳陷烃源岩大约在３９００ｍ进入大量生气窗。该坳陷烃源岩埋深较浅,以生油为主,仅在洼陷的中心进入大量生气窗,在此基础上阐明了油深释放气是济阳坳陷中浅层天然气的重要来源,并从油深解气的模型出发,结合油气藏实测数据,确定了油溶解气起始脱气点的计算方法,建立了典型的脱气模式。认为济阳坳陷油溶解气的起始脱气深度大约在１７００～２０００ｍ之间,埋深小于起始脱气深度,可形成气层气、气顶气和夹层气等天然气藏;埋深在起始脱气深度至３９００ｍ之间,气藏在油中处于欠饱和状态,以深解气赋存形式为主;深度大于３９００ｍ,烃源岩才开始进入大量游离气生成阶段,可形成深层原生气藏。     

富甲烷天然气溶解实验及水溶气析离成藏特征

对不同温度（90~200 ℃）和压力（20~120 MPa）条件下的富甲烷天然气在碳酸氢钠溶液中的溶解度值进行了实验测定,阐述了甲烷溶解度随温度、压力及矿化度的变化特征。综合前人的实验结果,将天然气的溶解度与温度的关系划分为3个阶段: ①缓慢递减阶段（0~80 ℃）;②快速递增阶段（>80~150 ℃）;③缓慢递增阶段（>150 ℃）。在温压的共同作用下,溶解度随埋藏深度的增加,也具有不同的阶段变化特征;且当地层水温度、压力足够高时,甲烷的溶解能力趋近于某一极限值。利用甲烷溶解度回归方程有助于对不同地区水溶气析离脱气界限的估算。我国主要存在包括侧向阶段脱气、断裂-底辟脱气、盖层渗滤脱气和构造抬升脱气4种与构造和渗滤作用有关的水溶气析离成藏模式。     

济阳坳陷溶解气运移释放成藏机理与模式

油溶释放气是济阳坳陷中浅层天然气的重要来源。文中应用盆地模拟技术 ,确定了济阳坳陷烃源岩大约在 390 0m进入大量生气窗。该坳陷烃源岩埋深较浅 ,以生油为主 ,仅在洼陷的中心进入大量生气窗 ,在此基础上阐明了油溶释放气是济阳坳陷中浅层天然气的重要来源。并从油溶解气的模型出发 ,结合油气藏实测数据 ,确定了油溶解气起始脱气点的计算方法 ,建立了典型的脱气模式。认为济阳坳陷油溶解气的起始脱气深度大约在 170 0～ 2 0 0 0m之间 ,埋深小于起始脱气深度 ,可形成气层气、气顶气和夹层气等天然气藏 ;埋深在起始脱气深度至 390 0m之间 ,气藏在油中处于欠饱和状态 ,以溶解气赋存形式为主 ;深度大于 390 0m ,烃源岩才开始进入大量游离气生成阶段 ,可形成深层原生气藏     

天然气的扩散模型及扩散量的计算方法

盖层的存在是天然气成藏和保存的必要条件之一,而浓度封闭又是盖层的一种重要的封闭机理。在前人工作的基础上,研究了浓度封闭的机理,进一步系统建立了天然气扩散的地质和数学模型,并给出了模型的初始化条件,对天然气扩散量的计算方法作了讨论。     

莺歌海盆地地层压力演化特征及其与天然气运聚成藏的关系

钻井资料显示莺歌海盆地现今存在超压,纵向上由浅至深可划分为常压带、过渡带和超压带。利用测井声波时差和地震速度资料,按等效深度法计算了莺歌海盆地大量排气期(1.9 Ma)和现今超压值,并恢复了单井超压的演化。结果表明,地层超压平面上是以乐东区为中心向北向东递减的,临高隆起带和莺东斜坡带大部分为常压,单井上超压演化是逐渐增大的。这一结果与不同地区地质历史上沉降中心和沉积环境密切相关。莺歌海盆地超压的存在使天然气在剩余压力的作用下垂向运移。天然气藏均分布在乐东和东方地区黄流组顶底压差大、莺歌海组盖层超压封闭能力强的地区。靠近底辟区、且同时满足上述2个条件的储层更有利于天然气成藏。