天然气地质新进展(二)

[加入收藏][字号: ] [时间:2009-03-20  来源:中国钻井网  关注度:0]
摘要:  3、天然气富集理论勘探实践表明,含气盆地天然气遵循一定地质规律,呈区带状富集分布,我国学者在对大气田主要控制因素研究的基础上,提出了大中型天然气藏富集理论:生气中心控气论、区域封盖层控气论、构造区带类型控气论、富气盆地论。   ...
  3、天然气富集理论勘探实践表明,含气盆地天然气遵循一定地质规律,呈区带状富集分布,我国学者在对大气田主要控制因素研究的基础上,提出了大中型天然气藏富集理论:生气中心控气论、区域封盖层控气论、构造区带类型控气论、富气盆地论。

  1)生气中心控气论

  天然气藏的形成也遵循“源控论”理论,生气中心及其周缘是形成天然气藏的有利地区。越靠近生气中心,天然气的供气量和供气速率就越大,因此规模较大的天然气聚集受生气中心控制。气源岩的体积越大,形成大中型气田的机率就越高。大中型天然气田一般形成于生气中心或周缘,即生气强度一般大于20×108m3/km2的范围内。

  2)区域封盖层控气论

地质家早已认识到,盖层的封盖性能对天然气成藏有重要作用。随着天然气勘探和对天然气成藏、富集规律研究的逐步深入,区域盖层在大气田形成中的重要作用被倍加关注。优质的盖层不仅要有良好的微观封盖能力,还要区域性稳定分布,塑性强而不易破裂,特别是在构造变形强烈的地区。分布稳定、塑性较强的区域盖层能封盖住下伏烃源岩生成的大部分天然气, 与烃源岩分布共同控制着气层的纵向分布,同时控制着天然气的富集程度。
  
  3)构造区带类型控气论

  ①前陆冲断带控气。冲断─褶皱带断裂构造带是靠近前陆盆地的生烃中心,挤压背斜圈闭发育,冲断─褶皱带断裂系统可沟通烃源岩与圈闭构造带,并在圈闭构造带内聚集成藏。冲断─褶皱带内储层多为高孔高渗的砂岩储层,盖层为前陆盆地沉积的煤系和膏泥岩,这些优越的天然气地质条件决定了冲断─褶皱带易于形成大中型气田。

  ②古隆起(构造)控气。大型的继承性古隆起发育在大型的稳定沉积盆地中,具有早期形成的大型圈闭或与生烃同时形成的大型圈闭,这种圈闭有利于天然气的聚集。水下古隆起水体较浅,常可发育高能环境下的碳酸盐岩储集层,如亮晶砂砾屑碳酸盐岩、鲕粒灰岩等,不仅发育原生孔隙,也有利于后期成岩作用改造,形成次生溶蚀孔隙。而且在台地和斜坡盆地之间,还可发育礁体储层。水下古隆起常露出水面,这对于混合岩化作用、蒸发作用较有利,所形成的白云岩是良好的储集体。

  ③海相泥拱(构造)控气。泥拱构造带控制天然气的聚集, 不仅在于形成了多个构造圈闭,而且在上覆地层中形成了一些断裂裂隙,这些断裂构造具有下开上封特点,有利于天然气藏形成,并为天然气的垂向运移提供了良好的通道,同时高压泥拱本身是一个良好载体,将深部富含烃类的塑性泥流,通过断裂和裂隙带到浅部释放并聚集到浅层圈闭储层中。

  ④同生背斜(构造)控气。自始新世以来,随着印藏碰撞事件的发生和昆仑山、阿尔金山的迅速隆升以及阿尔金断裂左行走滑活动,柴达木盆地相对下降,在全盆地范围内沉积了E-N的一套河湖相沉积物,沉积中心自西南逐渐向北、向东迁移;到上新世末,随着阿尔金断裂左行走滑活动的加强,第四纪沉积中心迁移至盆地东部地区,接受了巨厚的第四系沉积,同时由于基底块断活动,第四系内形成多个同生背斜构造。其成藏模式可总结为“浅层自生自储短距离运移聚散平衡的生物气藏”。

  4)富气盆地论

  富气盆地指气资源量约占油气总资源量的85%以上,以天然气为主的盆地(杜永林, 张玉清,1988)。富气盆地与富油盆地的主要区别首先在于成烃原始有机质,其次是烃源岩所经历的演化阶段。这类盆地从原始沉积和成盆演化开始就决定了其成气潜力大于成油潜力。我国富气盆地主要有四类:克拉通?前陆复合盆地、中间地块?类前陆盆地组合、陆缘断坳盆地和裂谷盆地中。 

  4、非常规天然气地质研究

  1)煤层气地质理论

  煤层气是指煤层中以吸附为主的甲烷和少量其他气体。自1997年2月AMOCO公司首先在圣胡安盆地完钻第一口煤层甲烷气井以来,美国在圣胡安、黑勇士两盆地的煤层甲烷气的勘探开发取得突破性进展。在皮申斯犹因地、阿科马、绿河盆地亦均获得了煤层气工业气流。90年代,煤层甲烷气在美国已逐渐发展成为一门新兴能源工业。通过20年的勘探开发工作,美国已形成系统的煤层气地质理论(包括煤层气生气理论、赋存、煤储层特征及评价、煤层气吸脱附规律、高产富集条件等)和钻采工艺技术。

  我国是世界上煤炭和煤层气资源最丰富的国家之一,煤层气资源量约35×1012m3(赵庆波,1996)。钱凯等(1996)全面系统探讨了煤层甲烷的形成及特征、煤层气储层特征、煤层甲烷的形成条件、煤层甲烷综合评价与地质选区、储量计算以及钻采工艺技术和与煤层甲烷气有关的实验测试技术。

  赵庆波等(1996)系统分析了中国煤层气资源的分布,指出华北、西北和华南地区煤层气资源丰富,认为中国煤层气藏可划分为压力封闭型气藏、承压水封堵型气藏、顶板水网络状微渗滤封堵气藏、构造圈闭气藏,总结了煤层气高产富集的基本条件,包括煤层分布广(>200km2 ),厚度大(煤层集中段总厚>15m),煤岩镜质组含量高( > 80% )、演化程度适中(Ro为0.7%-- 4.0%)、处于区域岩浆热变质区、煤层割理发育、构造裂缝适中、直接盖层5m以上且连续稳定分布(且其上又有区域性盖层)、处于承压水区、处于构造斜坡带或埋藏适中的向斜区、处于地层高区等。

  赵庆波评价出沁心盆地环斜坡带的晋城、潞安和沁源地区、陕西北部的吴堡一府谷地区、渤海湾盆地冀中坳陷东北部的大城地区、豫西含煤区的荣巩地区、山东鲁西地区、焦作地区、鄂尔多斯盆地东缘(黄河以东)、南方六盘水地区等8个近期可供钻探或需要进一步研究的煤层气有利勘探目标或目标区。

  2)深盆气成藏理论

  深盆气藏是一种上倾水封、散失与聚集动态平衡“满盆气”的特殊类型气藏,形成的地质条件主要有:

  ①关键条件之一是有充足而持续的气源供给。勘探实践表明,富含有机质的煤系是最理想的深盆气藏的气源岩。

  ②要有有利的储集条件,即储集层连片分布,孔喉半径要小于一定的临界值,沿上倾方向物性变好,使天然气既能排驱孔隙中的自由水,又能在毛细管力的作用下整体向上倾方向推进。

  ③在地层倾角适当的斜坡带,顺层方向的浮力分量小于储集层孔隙喉道的毛细管力,深盆气向储集层上倾方向的继续运移被毛细管力阻碍,这是深盆气藏形成的有利构造条件。(林壬子等,1996;李振铎等,1998)

  我国在20世纪90年代初对鄂尔多斯盆地、四川盆地川西地区深盆气成藏条件进行了研究和勘探实践(戴金星等,1997;宋岩, 2001;王涛,2002),在深盆气成藏机理研究方面也取得了重要进展(张金川,金之均,庞雄奇,1999,2000)。

  3)页岩气成藏理论

  页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。在页岩气藏中,天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中,为天然气生成之后在源岩层内就近聚集的结果,表现为典型的“原地”成藏模式。

  张金川等(2004)认为页岩气成藏机理兼具煤层吸附气和常规圈闭气藏特征,体现出了复杂的多机理递变特点;在页岩气的成藏过程中,天然气的赋存方式和成藏类型逐渐改变,含气丰度和富集程度逐渐增加;完整的页岩气成藏与演化可分为3个主要的作用过程,自身构成了从吸附聚集、膨胀造隙富集到活塞式推进或置换式运移的机理序列;相应的成藏条件和成藏机理变化对页岩气的成藏与分布产生了控制和影响作用,岩性特征变化和裂缝发育状况对页岩气藏中天然气的赋存特征和分布规律具有控制作用。

  4)致密砂岩气

  王金琪等(1993、2000)对致密砂岩含气区、砂岩致密化的影响因素以及致密砂岩气藏的特征进行分析研究,认为低孔渗砂岩级别以上储层,必须有局部圈闭才能成藏,向斜凹部“深盆气”只能在致密砂岩级别中形成;超致密砂岩只有裂缝发育条件下方可成藏。中国致密砂岩含气领域广阔,可慨括为四大类型:

  ①活动性超致密砂岩含气区(如四川西部);

  ②“深盆气”区(如鄂尔多斯盆地);

  ③断陷盆地致密砂岩含气区(如松辽J3—K1断陷);

  ④非常深埋高丰度致密砂岩含气区(如准噶尔盆地南部)。并建立了中国含气致密砂岩成藏模式。

  阶段Ⅰ:原生常规储层油气聚集;阶段Ⅱ:“深盆气”;阶段Ⅲ:超致密化;阶段Ⅳ:裂缝重组气藏;阶段Ⅳ’:次生浅层气藏。

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关键字: 天然气 地质 
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