生物成因非常规天然气研究进展及展望

生物成因气在全世界范围内具有广阔的勘探前景。国外生物成因气研究经历了摸索阶段、探讨阶段和理论形成阶段,形成一套较为可靠的识别方法,并在一些盆地勘探开发中获得了成功。中国具有大面积分布的非常规油气资源,其中煤层气和页岩气已得到了很好的研究,但对生物成因气还未开展实质性工作,其评价基础还略显薄弱。通过分析国外生物气研究方法,认为中国应尽快开展生物成因天然气的基础理论工作,特别是浅层源岩中生物气的成因、聚集、保存及成藏等方面的研究,以完善中国非常规油气资源评价。     

南海北部边缘盆地生物气和亚生物气资源潜力与勘探前景分析

南海北部边缘莺―琼盆地及珠江口盆地白云凹陷天然气资源丰富,天然气成因类型多,是一个具有多种勘探领域和颇大资源潜力的大气区。由于勘探及研究程度尚低,在该区浅层及中深层勘探中所发现的天然气藏多以成熟―高成熟的热成因腐殖型气(煤型气)为主,但也发现了一些生物气及亚生物气(生物―低熟过渡带气)气藏且具较高的产量和一定的储量规模、资源潜力及勘探前景广阔。认为这是一个非常值得重视与关注的天然气勘探新领域,只要加大勘探投入力度和天然气地质综合研究的深度,在该区生物气勘探领域获得突破是指日可待的     

松辽盆地北部浅层气成藏主控因素及勘探有利区

浅层气是埋深相对较浅的天然气,世界范围内资源丰富,也是中国重要的潜在勘探领域。由于受中浅层找油、深层找气的二元勘探思想指导,松辽盆地北部浅层气的勘探和研究工作开展相对较少,浅层气分布、成因类型和成藏主控因等方面缺乏系统性研究。针对上述问题,笔者系统地研究了松辽盆地北部浅层气的分布和成因类型,总结了不同类型浅层气成藏控制因素,并预测了浅层气勘探有利领域。研究表明：①松辽盆地北部浅层气分布广泛,平面分区,纵向分层;②松辽盆地北部浅层气总体可分为与生物作用相关的浅层气和与热成因相关的浅层气两大类,其中与生物作用相关的浅层气包括浅层生物成因气（Ⅰ）、浅层生物-热催化过渡带气（又称低熟气）（Ⅱ）,与热成因相关的浅层气包括浅层热成因油型气（Ⅲ₁）、浅层热成因煤成气（Ⅲ₂）;③松辽盆地北部与生物作用相关的浅层气和与热成因相关的浅层气具有不同的成藏主控因素：浅层生物成因气、低熟气成藏主要受未熟-低熟烃源岩或降解原油的分布,岩性和构造相关的圈闭以及盖层控制;浅层热成因气成藏主要受腐泥型或煤系成熟气源岩,构造和断层遮挡相关的圈闭,盖层和断层控制;④松辽盆地北部浅层资源丰富、潜力巨大,浅层生物成因气、低熟气比浅层热成因气具有更广阔的资源前景,其中西部斜坡区和中央坳陷区浅层是浅层生物成因气和低熟气的勘探有利区域。该研究对松辽盆地北部浅层气勘探具有重要的理论和现实指导意义。     

柴达木盆地天然气资源潜力及勘探方向

柴达木盆地是中国第四大气区,按照碳氢同位素指标,该区天然气可划分为油型气、煤型气和生物气3种类型,整个盆地形成了柴西油型气、柴北缘煤型气和柴东生物气3套含气系统。通过对盆地天然气基本特征的研究,分析了资源潜力及勘探程度,提出了“立足生物气,突破热解气”的下步勘探思路,指出下步应以柴东水溶气及浅层气、柴西北区热解气作为重点勘探目标。     

辽河坳陷东部凹陷煤系成因生物气特征及勘探突破

辽河坳陷东部凹陷是我国最早发现生物气的地区之一,勘探早期由于中深层勘探效果较好,对浅层生物气一直未重视,缺乏对浅层生物气源岩和分布规律的正确认识。在对已钻井发现浅层气（藏）地球化学特征开展系统分析基础上,以碳同位素值等为重要指标,将东部凹陷浅层气划分为原生生物气、生物—过渡带气、改造型生物气和混合气4种类型;进一步探讨了浅层气成因,认为研究区内浅层生物气主要为煤系地层成因;深化研究形成了浅层生物气分布明显受煤系地层、碎屑岩优质储层、沙河街组沙三上亚段和沙一段两套区域性封盖层等因素控制,构造晚定型、油气晚期充注成藏有利于形成浅层气的规模富集等地质认识。以此为指导,发现了高产工业气流井与规模储量,开辟了辽河坳陷煤系成因生物气勘探新局面。     

“生物气—低熟气藏形成条件与资源分布研讨会”在京召开

为了拓展天然气勘探的新领域、加快天然气资源的勘探开发，促进我国生物气研究勘探工作的快速发展，根据贾承造院士的提议，2005年3月10日在中国石油勘探开发研究院石油地质实验中心召开了“生物气低熟气藏形成条件与资源分布”研讨会。来自中国石油勘探开发研究院、廊坊分院、鄂尔多斯分院、     

柴达木盆地第四系生物气勘探现状及前景分析

柴达木盆地第四系生物气区,截至2001年底探明加控制天然气总储量3561×10~8m~3。有效勘探面积约5.63×10~4km~2,资源量约为10000×10~8m~3。从第四系天然气勘探历程、生物气资源量现状、生物气勘探潜力分析、生物气勘探目标及方向等方面阐述了该区第四系生物气勘探现状及前景,并着重强调:丰富的资源条件、巨大的勘探面积、较低的勘探程度是第四系生物气勘探取得成功的重要保证。根据以发现气田的规模及解剖,预测在主力生气凹陷南北斜坡还可找到2～3个1000×10~8m~3的大型气田。该区已成为“西气东输”重要的气源地之一。     

中国油型盆地油型气成藏条件与勘探潜力

中国天然气主要分布在鄂尔多斯盆地、四川盆地、塔里木盆地和柴达木盆地,以煤型气为主,含有部分油型气和少量生物气。中国主要油型盆地具有油多气少的特点,与鄂尔多斯等以产气为主的盆地相比,天然气探明储量和产量也远远不足。全球天然气以油型气为主,且大型油型盆地表现出油气资源俱丰的特征,这与中国天然气类型与勘探现状有明显差异。通过国内外油气勘探成果与认识的调研,在总结油型气勘探领域认识的基础上,对比国内外含油气盆地的成藏条件,对中国油型盆地油型气的生气潜力进行分析,认为中国油型盆地具有巨大的油型气勘探潜力,发展前景广阔,是中国未来天然气勘探的重要方向之一。     

中国生物气-低熟气藏形成条件与潜力分析

根据文献资料统计分析，生物气-低熟气资源约占世界天然气资源的14．5％。生物气一低熟气气藏的形成与分布的特点为：①气藏分布符合“源控论”，气藏距气源岩较近。②有机质以腐殖型为主并保存良好，时代新、沉降幅度较大并具还原水介质条件的沉积盆地有利于生物气形成，气候寒冷、水介质微成对有机质保存有利。③盆地内构造活动相对平静、盖层稳定发育、不整合面少的区块有利于形成生物气一低熟气气藏。④气藏有多种圈闭类型，以古隆起或同沉积构造最为有利。⑤三角洲滨海相、滨浅湖（海）相沉积生储盖层组合优越，有利于形成生物气一低熟气气藏。对比中国及世界的地质条件，推测中国的生物气一低熟气资源量约为6万亿m^2，是具重要价值的找气新领域。根据中国4个生物气低熟气气田的勘探实例，认为中国的中、新生代陆相沉积盆地生成生物气低熟气资源潜力巨大，应加强相应的研究和勘探工作。图2表2参13     

莺―琼盆地生物气及生物―低熟过渡带气特征与勘探前景

莺―琼盆地天然气资源丰富,天然气成因类型多,是南海北部陆架边缘盆地一个具有多种勘探领域和广阔资源前景的大气区。由于目前的勘探和研究程度尚低,虽在该区浅层和中深层所发现的天然气藏多以成熟―高熟的热成因腐殖型气(煤型气)为主,但亦发现了一些生物气及生物―低熟过渡带气气藏。后者均具较高的产量和一定的储量规模,资源潜力及勘探前景非常广阔,应是一个新的勘探领域,值得进一步加深综合研究和加大勘探风险投入的力度。     

柴达木盆地第四系生物气资源量预测

针对柴达木盆地第四系生物气藏形成的特殊地质条件及相对较低的勘探程度,分别采用地质类比法、成因法和统计法对第四系生物气资源量进行预测,并运用蒙特卡罗法对预测的结果进行汇总,确定第四系生物气资源量为10 420×108m3,可采资源量为5 702×108m3.对相应的评价区带展开生物气潜力分析,确定近期第四系生物气勘探的重点为北斜坡和中央凹陷.根据该区第四系勘探认识程度及生物气剩余资源分布特征分析,认为在进行潜伏构造和岩性圈闭勘探的同时,寻找浅层气藏、低压水溶气藏也是今后第四系生物气勘探的主要目标.     

生物气-低熟气藏形成条件与资源分布研讨会召开

为了拓展天然气勘探的新领域、加快天然气资源的勘探开发，促进我国生物气研究和勘探工作的快速发展，根据中国石油天然气股份有限公司总地质师贾承造院士的提议，“生物气低熟气藏形成条件与资源分布”研讨会于2005年3月10日在中国石油勘探开发研究院石油地质实验研究中心召开。来自中国石油勘探开发研究院、廊坊分院、鄂尔多斯分院、大庆油田分公司、青海油田分公司、中国科学院兰州地质研究所、中国石化勘探开发研究院、     

柴达木盆地生物气资源潜力评价

针对柴达木盆地生物气藏形成的特殊地质条件,以地质类比法为主,辅以圈闭地质分析法和盆地模拟法对柴达木盆地生物气资源潜力进行了分析,最终以蒙特卡罗法确定出柴达木盆地生物气总资源量为14755×108m3.在此基础上,结合地质分析,利用PASYS盆地评价系统评价盆地及区带(块)的生物气资源潜力,确定出近期盆地生物气勘探的有利领域为北斜坡和中央凹陷,并提出了相应的有利勘探目标。同时,根据目前生物气勘探认识程度,指出今后盆地生物气勘探的主要目标为寻找潜伏构造圈闭和非构造圈闭气藏。     

应用统计法预测济阳坳陷生物气资源量

对济阳坳陷浅层天然气地球化学特征进行分析,并结合气藏地质背景研究,在414个浅层气藏中识别出生物气藏201个,并应用分形法和翁氏旋回法预测了济阳坳陷生物气资源量。经预测发现,在下一勘探阶段济阳坳陷最可能发现数量多但规模小的生物气藏,应用分形方法预测生物气总资源量介于231.75×108~463.49×108m3之间,应用翁氏旋回法预测济阳坳陷生物气资源量约556.44×108m3,待发现生物气资源量为401.68×108m3。此结论对研究区生物气勘探具有十分重要的意义。     

固市凹陷生物气勘探前景浅析及勘探开发建议

长期以来渭河盆地被认为是油气勘探的禁区,通过对固市凹陷张家坡组烃源岩、储层、盖层和圈闭等油气地质条件的分析,认为张家坡组烃源岩具有较典型的生物气地球化学特征。河湖相砂岩物性良好,盖层封盖能力强,潜在发育有岩性、地层和断层圈闭,渭河盆地具有形成生物气的基础地质条件,固市凹陷北缓坡是生物气勘探重点区域。渭河盆地生物气勘探还存在勘探难度大、开发周期长等问题,通过理论创新、科技投入、政策支持及多元化发展等途径加以解决,渭河盆地生物气勘探前景不容低估。     

“十一五”以来中国天然气重大地质理论进展与勘探新发现

中国天然气地质理论的发展与勘探发现相辅相成。“十一五”以来,中国天然气地质理论取得多方面重大进展,主要体现在7个方面,具体包括基础地质理论研究进展2项：①高演化煤系源岩、原油裂解气、生物气3类天然气生成机理得到深化,分别形成煤系源岩裂解生气模式、腐泥型有机质全过程生烃模式、生物气接力生气模式;②原油裂解气与干酪根裂解气、聚集型原油裂解气与分散型原油裂解气、有机成因气与无机成因气、煤型气与油型气等多种类型天然气成因鉴别理论得到进一步完善。大气田成藏地质理论进展5项：①创新提出了古老碳酸盐岩“五古控藏”成藏理论;②发展深化了克拉通盆地、前陆盆地及裂谷盆地致密砂岩气成藏理论;③建立了超深弱变形区“三微输导、近源富集、持续保存”成藏模式;④发展完善了以生烃断槽为基本单元的断陷盆地火山岩气藏成藏理论;⑤系统深化了海域高温超压和深水天然气成藏理论。天然气地质理论的进展推动了多项勘探新发现,古老碳酸盐岩成藏理论引领了中国单体储量规模最大的气田四川盆地安岳大气田的勘探;前陆冲断带致密砂岩气成藏新认识在库车形成中国首个超深层万亿立方米大气田;超深层礁滩气藏成藏理论指导了中国埋藏最深的生物礁气田元坝气田的勘探;海域成藏理论指导了中国南海海域自营区最大气田东方13-2气田以及深水勘探领域陵水17-2千亿立方米大气田的重大发现。     

生物气研究新进展与勘探策略

生物气是厌氧环境下特殊的生物一产甲烷菌的代谢产物，形成途径主要有乙酸发酵和CO2还原两种。对于生物气形成，沉积有机质的丰度、类型并不重要，同生水溶解有机碳及无机碳均可为微生物活动提供碳源和能源，因此，需重新建立生物气源岩评价体系。在总结生物气形成有利地质因素的基础上初步分析认为，生物气勘探成功的关键是识别生物气聚集过程并建立合适评价方法；地质构造和地下水流动与生物气化学分析相结合，可以有效确定勘探目标。图1参47     

利用地震属性预测柴达木盆地三湖地区第四系生物气藏

第四系生物气勘探是世界天然气勘探领域的难点。柴达木盆地三湖地区第四系地层弱成岩、砂泥岩薄互层及地层普遍含生物气的特殊地质特征,加上地震资料受多种异常的影响,如何开展三湖地区生物气藏的地震含气检测,一直是该地区天然气勘探的一个难点。在分析三湖地区特殊地质及地震异常特征的基础上,经过分析研究,认为利用能量加权瞬时频率属性可以预测三湖地区的生物气藏,并经过钻探得到了证实,为该地区生物气藏的预测提供了一种较为实用的方法。     

我国生物气的地化特征与勘探方向

虽然目前我国生物气的勘探开发程度较低,但它却是未来天然气勘探的重要接替领域。基于已发表文献,系统收集、整理笔者近年来采集样品的分析测试结果,分析了生物气的组分、烷烃气碳同位素、二氧化碳碳同位素和甲烷氢同位素特征,总结了我国目前发现的生物气在层位、深度和区域上的分布特征：①生物气主要赋存于第四系、新近系-古近系、白垩系;②生物气藏埋深普遍较浅,最深的约1 900 m,最浅的只有十几米;③生物气藏分布具有明显的分区性,东部显示多,西部储量大,与这些地区的生物气源岩的“量”和“质”密切相关。结论认为：①应积极在规模较大、具备较好烃源条件的中新生代沉积盆地中寻找大中型生物气田;②松辽盆地浅层、渤海湾盆地、柴达木盆地东部是我国今后生物气勘探的重点地区。     

歧口凹陷烷烃气碳、氢同位素特征及成因类型

通过对天然气碳同位素、氢同位素和干燥系数关系的分析,划分歧口凹陷的烷烃类天然气成因类型,拓展研究区天然气勘探领域,明确今后勘探方向。歧口凹陷的烷烃类天然气包括生物气、生物-热成因混合气和热成因气3个大类,热成因气是凹陷的主力天然气类型,其探明储量占总储量的95%以上。热成因气按母质类型又划分为陆相油型气和煤成气,油型气按成熟度分为低熟气、成熟气和高熟气,主要来自第三系湖相泥岩;埕海潜山天然气属于高熟煤成气,主要来自石炭系-二叠系煤系烃源岩。今后,歧口凹陷天然气勘探应坚持以中深层为主要层段,以潜山和深层碎屑岩为主要勘探领域,同时加强煤成气资源潜力的研究。