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。     

四川盆地龙泉山含油气构造浅层天然气对隧道工程危害研究

龙泉山是具备油气生储盖组合的含油气构造,出露侏罗系和白垩系非煤系地层,有7个构造高点,节理裂隙发育,是浅层天然气有利聚集区,沙溪庙组砂岩是浅层天然气主要储层。已建达成铁路炮台山隧道和成-简快速通道龙泉山2#隧道在施工中都出现浅层天然气燃烧和爆炸现象。拟建的成洛大道东延线、成安渝高速公路和成渝客专又将以隧道方式通过龙泉山含油气构造,故研究浅层天然气对隧道危害有重要意义。通过现场8座隧道共20个钻孔天然气浓度测试,发现8座隧道均有浅层天然气显示,天然气最高浓度8.654%,最低浓度0.081%, 8座隧道均受到天然气危害。研究表明,隧道所处构造位置和地层岩性是隧道受浅层天然气危害大小的主要影响因素,隧道离含油气构造高点越近,在穿越裂隙发育的地层时,其钻孔天然气浓度越高,隧道受浅层天然气危害越大。     

上海市隧道工程轨道交通设计研究院

俞加康大师主要业绩：1、上海地铁1号线一期工程(车站建筑总体负责人)：2、上海地铁2号线一期工程(总体设计总负责人),3、明珠线一期工程(设计总监)：4、莘闵轻轨线工程(总体设计总负责人)：5、明珠线二期工程(城市环线东半环)(总体设计总负责人)：6、共和新路高架工程(含地铁1号线北延伸)(总体设计技术总负责人)     

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.      

南堡凹陷2号构造带天然气成因分析

南堡凹陷2号构造带天然气成因研究薄弱,采用地质地球化学途径对深、浅层天然气特征及其形成机制进行了研究。分析表明,该构造带天然气以烃类气体为主,非烃组分以CO₂、N₂和H₂S为主,且主要集中在深部潜山天然气中;天然气的干燥系数(C₁/C_1-5)为0.68~0.94,具有典型的湿气特征,其中南堡280断块天然气相对偏干;天然气碳同位素整体上具有正碳同位素系列趋势,少量样品出现碳同位素部分倒转。依据母质类型和成熟度的分析,将该构造带天然气划分为3种类型：成熟阶段早期形成的混合气(东一段、馆陶组)、成熟阶段晚期形成的混合气(老堡南1断块)、高成熟阶段形成的煤型热解气(南堡280断块)。综合分析认为,第三系浅层东一段和馆陶组天然气来自于东三+沙一段烃源岩,潜山天然气主要来源于沙三段偏腐殖型烃源岩,沿断层和不整合运移到储集层中。这个研究对南堡油田深浅层天然气勘探具有重要参考价值。     

莺歌海盆地东方区天然气成藏模式及优质天然气勘探策略

莺歌海盆地东方区天然气勘探取得重大突破,本文对该区不同气田、不同层段的72个天然气样品,开展了化学组分及其稳定碳同位素分析。研究表明该区天然气存在迥然不同的分布差异：西南区块（XY1-1S/XY13-2构造）,浅层天然气中CO2含量高,天然气成熟度总体也较高,而中深层天然气中CO2含量很低,天然气成熟度也相对较低;东北区块（XY1-1/XY13-1构造）,浅层天然气中CO2含量总体较低,天然气成熟度也较低,但是中深层天然气中CO2含量总体较高,天然气成熟度也相对较高。根据天然气系列地化特征,结合底辟活动的分析,提出东方区受底辟影响的低能量区和高能量区具有截然不同的天然气充注成藏模式：①西南区块（XY1-1S/XY13-2构造）远离底辟核心区,属低能量活动的底辟波及区,受底辟活动影响程度相对较小,早期低CO2含量、低成熟天然气沿小断裂或裂隙输导体系运移到中深层的黄流组、梅山组聚集成藏。由于底辟能量较低,中深层早期形成的气藏得以完整保存。后期,烃源岩生成的高CO2含量、高成熟天然气沿着底辟活动产生的断层向上运移至莺歌海组浅层聚集成藏。浅层和中深层天然气输导体系可能存在一定差异;②东北区块（XY1-1/XY13-1构造）处于底辟核心区,属高能量活动区,多期强烈的底辟活动形成深大断裂,为天然气的快速运移提供通道,使得早期在黄流组、梅山组中深层聚集的低CO2含量、低成熟天然气遭受破坏,向上发生再次运移至浅层莺歌海组聚集成藏。后期高CO2含量、高成熟天然气主要充注中深层。该模式可以很好地解释莺歌海盆地东方区天然气复杂的分布特征,为莺歌海盆地不同领域,尤其是中深层高温超压领域低CO2的优质天然气勘探提供策略指导。     

苏中溱潼凹陷浅层天然气成藏条件及勘探前景

溱潼凹陷是一个经多年勘探的新生代沉积凹陷,石油勘探程度较高,天然气勘探程度相对较低。通过对凹陷内浅层储层、盖层特征、天然气气源条件及各种类型的浅层构造圈闭的分析研究,结合钻孔资料,揭示了凹陷内浅层天然气在纵向上、平面上的分布规律,对凹陷内浅层天然气的勘探前景作出适当评价。     

琼西莺歌海盆地中深层天然气成藏条件分析及其与浅层成藏条件的比较

莺歌海盆地浅层天然气勘探和研究程度相对较高，绝大部分探井和发现的天然气储量亦主要集中于浅层。但迄今为止，浅层好的勘探目标、规模较大的局部构造大多已钻探，剩余好的勘探目标不多，故天然气勘探潜力不容乐观、本区中深层勘探领域则探井甚少，勘探和研究程度非常低，故发现并落实的天然气储量亦少，通过叶浅层与中深层勘探领域天然气成藏地质条件的综合分析、类比和评价，指出和强调中深层天然气成藏地质条件优于浅层、中深层应是本区手找大中型气田的勘探方向。     

水力输送法开采海底浅层天然气水合物技术研究

海洋天然气水合物占全球水合物总储量的99%,海洋天然气水合物大部分沉积在海底浅层没有良好的覆盖层,无法采用开采传统油气资源的方法进行开采.为了开采海底浅层天然气水合物,分析了海洋天然气水合物的存在类型及地质特征,探讨了目前开采海洋天然气水合物的理论方法及局限性.根据海底天然气水合物成矿的地质特点及水合物的物理特性,提出了以水力输送技术为主要理论的海洋浅层天然气水合物开采方法.该方法克服了其他方法开采海底天然气水合物面临的技术困难,为海洋天然气水合物的开采提供了技术基础及理论支撑.     

杭州湾北部海底天然气的浅地层剖面测量调查

利用浅地层剖面测量,对杭州湾北部地区的海底浅层天然气进行了调查与分析。探测结果呈现空白与幕状屏蔽、柱状扰动,顶界面不规则、两侧相位下拉等特征,显示该区域存在大量浅层天然气。分析结果表明：调查区域内的海底天然气整体埋藏较浅,深度通常在15~25m之间,赋存于中全新统砂层中,为甲烷型生物气,气体压力不大,属自生自储类型。圈划出了海域浅层气分布范围。成果可为未来海洋工程建设和浅层气灾害防治提供依据。     

稠油区浅层天然气成因探讨

中国含油气盆地稠油分布广泛,在这些稠油分布区与稠油伴生一些浅层天然气,这些天然气大多数甲烷碳同位素较常规天然气碳同位素轻,干燥系数大,非烃中氮气含量高,研究认为这些与稠油伴生的浅层天然气为原油在厌氧细菌(主要是产甲烷菌)作用下形成的原油降解气,同时混有少量热成因天然气。通过对稠油分布区的地质环境、地层水组成和储层特征等方面研究,提出微生物降解原油具备形成天然气所需的地质条件,认为原油降解气具有较大勘探潜力。     

伶仃洋海底浅层气的基本特征*

浅层气主要分布于河口和陆架海区的浅沉积层中,是一种会诱发地质灾害的隐患,珠江口伶仃洋海域也发现了浅层气。由于伶仃洋沿岸经济发达,海底管线、跨海大桥及港口码头堤坝等近岸海底工程构筑极多,海底浅层气威胁到海洋工程的安全。2003~2005年,广州海洋地质调查局使用浅层剖面测量系统、单道地震系统、旁侧声纳扫描系统、海洋环境多参量测量系统和钻探设备,对珠江口伶仃洋的海底浅层气进行了综合调查。文章借助于调查资料和样品测试结果,并通过反演,确定物探剖面显示的反射模糊区即为含浅层气区。伶仃洋海底浅层气主要成分为CO₂和CH₄两种气体,地层含气量较低,无大量溢出现象,但在海洋工程建设中应引起重视。     

陕北斜坡上古生界构造裂缝及其天然气成藏意义

鄂尔多斯盆地陕北斜坡上古生界气藏发育多套储层,中上部储层（石盒子组及石千峰组）与烃源岩（山西组下部及本溪组煤系地层）之间发育280~350 m致密砂泥岩隔层,由于盆地断裂构造不发育,天然气运移通道及成藏模式成为该区气藏研究的焦点。在岩心观察、微裂缝研究、测井解释、岩心孔隙度-渗透率实验研究的基础上,结合成岩作用及裂缝形成时间分析,对研究区上古生界隔层裂缝分布与中上部气藏之间的匹配关系进行了系统研究。结果表明:研究区上古生界主要发育剪性裂缝,裂缝形成于晚侏罗世－早白垩世,裂缝的形成在改善储层渗透性的同时,为天然气的纵向运移提供了必要的运移通道。综合分析认为：研究区上古生界隔层裂缝与中上部气藏在时空上具有良好的耦合关系,形成了基于裂缝运移及砂岩储存的石盒子组与石千峰组“岩性-裂缝型”气藏。     

从南海北部浅层气的成因看水合物潜在的气源

应用天然气浓缩轻烃分析技术、天然气碳同位素分析技术,结合现有地质资料和水合物分析资料,对南海北部浅层气的成因特征、运移特征及南海已发现的水合物成因特征进行了详细分析。研究结果表明,南海北部盆地浅层气藏普遍具有混合成因的特征,并主要以生物气-热成因气(生物降解气)混合气为主。浅层气的这种混合成因特征揭示了水合物的气源不仅与生物气有关,也与热成因气生物降解气有关,而混合气中的热成因气(生物降解气)的气源来自深部油气藏,表明水合物的气源与常规深部油气藏有密切的关系。南海北部大陆边缘神狐陆坡深水区天然气水合物主要为生物成因和混合成因二种类型,生物成因的水合物δ¹³C1值分布在-57‰～-74.3‰之间, 混合成因的水合物δ¹³C1值分布在-46.2‰～-63‰之间。珠江口盆地白云凹陷深水区为南海北部水合物最具潜力的勘探区。     

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.     

南海北部神狐陆坡区灾害地质因素特征

南海北部神狐陆坡区富含海洋油气资源和天然气水合物, 其海底地质环境对于各项资源开采活动和工程建设尤为重要, 但目前专项研究较少.在大量二维地震资料解译的基础上, 结合浅地层剖面和多波束测深资料, 对该区海底地质环境进行整体研究, 识别出20种灾害地质因素.按照动力来源, 将该海域地质灾害归纳为构造应力、重力、水动力、气动力和土动力5大类灾害地质类型, 每种类型包含多种灾害地质因素.依据各灾害因素总体平面分布特征, 划分出埋藏三角洲密集区、海底滑坡密集区、火山密集区、软弱层密集区、浅断裂密集区和浅埋基岩面密集区6个灾害大区.还对主要灾害因素的地震反射特征和灾害性进行了研究, 为该区未来工程建设的顺利开展提供科学的参考.