鄂尔多斯盆地临兴区块上古生界致密砂岩气藏成藏条件及主控因素

鄂尔多斯盆地东缘临兴区块上古生界致密砂岩气资源潜力巨大,多层系发育优质气层,预测致密砂岩气资源量超千亿方,但构造背景特殊、储层非均质性强,造成气-水分布规律复杂,成藏地质条件及主控因素复杂多变,勘探开发难度较大。立足于系统梳理临兴区块致密砂岩气藏成藏条件,从平面上沉积模式、垂向上的生-储-盖组合及其耦合关系、时空上的气-水分布规律和天然气成藏过程中的差异聚集特征入手,揭示研究区整体非均质性背景下的差异富集规律,指导鄂尔多斯东缘千亿方大气田的勘探及高效开发。明确了烃源岩-储层-输导体系的配置关系：煤系烃源岩有机质丰度高,生烃潜力好,为大气田的形成奠定了基础;断裂的适度发育纵向沟通了煤系烃源岩及海相障壁海岸-潮坪及陆相河流-浅水三角洲沉积体系的砂岩储层,纵向上构成了下部源内、中部近源和上部远源3套成藏组合。深化了储层致密化成因及致密砂岩气成岩-成藏耦合关系,指出致密砂岩气藏具有“先致密后成藏”的特征。剖析了致密砂岩气藏天然气运移聚集机制,认为烃源岩生烃形成的超压是天然气运移的主要动力。建立了充足气源条件下、不同构造区带的多层系准连续选择性成藏模式,提出致密砂岩气具有“烃源控潜、构造控区、微相控储、物性控藏”的特点。天然气在烃源岩大量持续生烃背景下,优先选择断裂适度发育,构造活动强度适中,有利砂体及高渗物性条件背景下聚集成藏。     

煤成气多层系富集机制与全含气系统模式——以鄂尔多斯盆地东缘临兴区块为例

鄂尔多斯盆地发育以煤成气为主要气源的多层系常规和非常规含气系统,不断在新区、新层系、新类型和新领域中取得勘探突破。为了进一步提升盆地油气勘探效率,重新认识油气地质理论,在系统剖析盆地东缘临兴区块下古生界、上古生界和中生界含气层系分布规律基础上,探讨奥陶系—三叠系的含气序列,刻画了多层含气系统形成条件及富集特征,揭示了煤成气在源岩层系滞留、源外层系富集的成藏过程,并建立了全含气系统模式。研究结果表明：(1)研究区发育煤系烃源岩主控的石炭系—二叠系连续型煤层气、页岩气、铝土岩天然气和准连续型致密砂岩气,圈闭条件主控的不连续型三叠系岩性—构造气藏,输导条件主控的奥陶系马家沟组碳酸盐岩气藏;(2)多层系气藏垂向叠置分布,形成煤系及其上覆下伏层系全含气系统,该系统受沉积、储层和输导体系等综合控制,发育连续型、堆叠型、侧叠型、孤立型等含气层;(3)全含气系统形成的基础是煤系生烃持续充注,核心是天然气“生—运—聚—散”动态变化,体现为常规构造—岩性气藏和非常规连续型气藏有序共生、垂向叠置,需要立体勘探开发。结论认为：(1)盆地天然气勘探应从源储耦合、有序聚集的视角寻找煤系及其上覆下伏地层的滞留气、近...     

巴喀气藏特征与吐哈盆地致密砂岩气勘探前景

通过分析吐哈盆地已发现的典型致密砂岩气藏——巴喀气藏的成藏特征认为,主要控藏要素有：水西沟群煤系地层源、储互层,储层致密,基质孔隙储气,气层厚度大、连片广,以及＂甜点＂与构造裂缝和沉积微相密切相关等。类比、总结盆地致密砂岩气区域成藏地质条件,普遍具有烃源岩条件优越,发育与煤系源岩间互的大型沉积砂体,凹陷主体区持续沉降、烃源岩持续演化排烃等有利于源内大型致密砂岩气藏形成的有利条件。吐哈盆地北部山前带和胜北-丘东-小草湖洼陷的斜坡区具备千亿方规模的天然气勘探潜力。     

煤系气叠置含气系统与天然气成藏特征——以沁水盆地榆社—武乡示范区为例

中国煤系气资源丰富，其中沁水盆地是中国煤系气分布的主要盆地之一，明确煤系气叠置含气系统分布特征，有助于实现煤系气的共探合采。为此，以沁水盆地榆社—武乡示范区石炭系—二叠系含煤地层为研究对象，在分析煤系气地质特征的基础上，划分了煤系气叠置含气系统，研究了煤系气的源岩—储层共生组合特征、储层分布特征、共生成藏特征，并详细分析了示范井的压裂合采效果，预测了示范井产量。研究结果表明：(1)研究区目标煤系空间上发育3个独立叠置含气系统，其中含气系统Ⅰ是以15号煤和富有机质泥岩为主要烃源岩的“泥岩—煤—泥岩”组合；含气系统Ⅱ是以11号、12号煤和富有机质泥岩为主要烃源岩的“泥岩—砂岩—煤—泥岩”组合和以8号煤与富有机质泥岩为主要烃源岩的“泥岩—煤—砂岩—泥岩”组合；含气系统Ⅲ是以3号煤和富有机质泥岩为主要烃源岩的“泥岩—煤—砂岩”组合；(2)煤系气储层具有单层厚度薄、累计厚度大的空间展布特征，各含气系统中气藏组合类型以煤层气为主，页岩气和致密砂岩气发育较差；(3)示范井煤系气合采甜点含气层段发育于含气系统Ⅱ和Ⅲ，具备压裂合采基础，运用电缆桥塞与射孔联作投球分层压裂工艺配套技术实现了深部煤系气的有效...     

渤海湾盆地杜寨气田深层致密砂岩气成藏机理

截至目前,我国发现并成功开采的致密砂岩气藏主要分布于中西部地区,气源岩有机质类型为偏腐殖型;而天然气成因类型为油型气的致密砂岩气藏则较为少见,尚缺乏系统的研究。为此,以渤海湾盆地东濮凹陷杜寨气田古近系始新统沙河街组三段(以下简称沙三段)气藏为例,应用地质、地球化学、测井等资料,对沙三段中—下亚段致密砂岩气的成藏地质背景进行了系统研究,并在依据储集成岩演化、充注动/阻力演化及烃源岩热演化等成藏要素对天然气成藏阶段进行划分的基础上,根据储层成岩演化序列与油气成藏期次间的耦合关系分析其成藏过程。研究结果表明:(1)沙三段气藏成因类型为油型气的致密砂岩气,具备有机质丰度及成熟度较高的优质烃源岩、累计厚度较大且分布范围较广的储集层、与烃源岩互层的良好的源储配置关系、充足的成藏动力及良好的封盖保存条件等有利的成藏条件;(2)沙三中—下亚段储集层致密,浮力作用下天然气很难发生有效充注,欠压实作用、生烃作用等引起的异常高压是天然气充注的主要动力;(3)沙三中—下亚段经历了两期致密化过程和两期油气充注,致密砂岩气整体具有"先致密、后成藏"的特征,其成藏过程可分为4个演化阶段。     

中国煤系气成藏特征及勘探对策

广义的煤系气是指赋存于煤系地层中的全部天然气,而狭义的煤系气则主要指赋存于煤层中的煤层气及其附近致密砂岩储层中的天然气。为了提高煤层气的开发效益,从烃源岩分布、煤与砂岩的组合类型、沉积相、封闭体系等方面分析了我国狭义煤系气的成藏特征及其控制因素。结果表明：①我国含煤盆地煤系地层煤与砂岩组合配置关系多样;②广覆式烃源岩分布为煤系气的富集提供了充足的气源基础;③沉积相控制了煤系气生储盖组合的配置关系,构成煤系气成藏的先天物质基础,河流、三角洲沉积体系煤层和砂岩均发育,是煤系气共生成藏最有利的沉积相带;④封闭体系对煤层（系）气的控制作用贯穿于煤层（系）气生成、聚散、富集及成藏等全过程,可划分出3种煤系气气藏类型--自生自储型煤层气藏、煤层气-砂岩气共生气藏、煤成砂岩气藏,其中前者是目前煤层气勘探开发的主要对象。进而指出了下一步的煤系气勘探方向：①以沁水、鄂尔多斯、准噶尔、海拉尔、鸡西等煤系气资源量较大的盆地为重点,开展煤系气勘探和评价;②针对不同煤系气气藏类型开展有针对性的勘探工作,在浅部自生自储型煤层气富集区进行煤层气勘探,对深部煤层气-砂岩气共生气藏进行煤层气＋砂岩气综合勘探,对煤成砂岩气藏重点开展砂岩气勘探。     

非常规天然气成藏体系

有别于常规天然气,非常规天然气在成藏条件、富集机理、分布模式、预测方法及勘探应用技术等方面都具有明显的特殊性。从成藏系统的角度分析非常规天然气成藏过程和主控因素,对于非常规天然气评价和预测具有重要的意义。为此,基于成藏机理和分布模式,将非常规天然气成藏体系划分为页岩气、煤层气、致密碳酸盐岩气、致密砂岩气、水溶气及天然气水合物共6种主要类型;按照成藏体系"元素—功能—结构"的研究思路和"气源岩—输导体系—成藏分布"的组配关系,将非常规天然气成藏体系划分为6类"源—位结构"关系,分析了除天然气水合物以外的其余5种类型非常规天然气成藏体系的特点。研究结果表明:(1)页岩气、煤层气、致密碳酸盐岩气均属于源内型非常规天然气成藏体系,具有生供气能力强、无输导体系、缺乏二次运移、生储盖一体、原地成藏等结构特点;(2)致密砂岩气和水溶气属于源缘型非常规天然气成藏体系,具有生气类型多样、邻层近源聚集、储层内部运移、就近成藏富集等结构特点;(3)盆地演化、沉积环境和后期构造运动控制了非常规天然气成藏体系的类型。结论认为,我国南方古生界海相沉积有利于页岩气和致密碳酸盐岩气成藏体系的形成;南、北方上古生界海陆过渡相沉积则有利于煤层气、页岩气及致密砂岩气成藏体系的发育;中、东部中新生代深水陆相沉积有利于深层致密砂岩气和页岩气成藏体系,浅水陆相盆地则对煤层气、致密砂岩气及页岩气成藏体系的形成更为有利;水溶气则广泛见于新生代富有机质浅层区或邻近气源岩的高压储层中。     

川西南地区侏罗系沙溪庙组致密砂岩成藏特征及主控因素

综合利用地质构造、有机地球化学及储层物性、岩性等资料，从烃源岩、储层物性、有效盖层和输导体系等4个方面分析了川西南地区侏罗系沙溪庙组致密砂岩气的成藏条件及主控因素，并对气藏有利区进行了预测。研究结果表明：(1)川西南地区侏罗系沙溪庙组致密气具备良好的成藏条件，三叠系须家河组五段煤系烃源岩有机质以Ⅲ型干酪根为主，平均TOC为3.31%,Ro为0.70%～1.75%，为沙溪庙组煤型气的规模聚集奠定了良好的物质基础；上覆遂宁组泥岩厚度大，泥地比大于0.8，突破压力高，是良好的封盖层；区内广泛发育的气源断裂为油气运移提供了良好的输导通道。(2)研究区致密砂岩气的成藏规模受控于源储距离和储层物性，气藏地质储量与储层物性呈正相关，与源储距离呈抛物线关系；致密气的富集层位受控于源-储-盖配置类型，当源储分离、有区域盖层遮挡时，致密气富集于区域盖层下伏储集层，当源储分离、断穿区域盖层时，优势储层多层系富集；烃源岩生烃潜力与输导通道控制了天然气充注方式，区内整体充注程度高，烃源岩侧向运移排烃的成藏条件要好于垂向运移排烃。(3)研究区地质储量与成藏指数呈线性正相关，相关系数大于0.8；成藏指数大于0.4、...     

中国致密砂岩气成藏理论进展

中国自"十一五"以来大力发展致密砂岩气,目前已成为仅次于美国、加拿大的致密砂岩气生产大国,同时众多地质学者对中国复杂地质条件下致密砂岩气成藏机理不断创新研究取得了重要进展,进入建立新类型致密砂岩气成藏理论阶段。通过对早期致密气相关成藏理论解析、典型气藏解剖及实验模拟等综合研究,认为中国现今发现的致密砂岩气具有克拉通大面积致密砂岩气、前陆背斜构造致密砂岩气和断陷深层致密砂砾岩气3种成藏机制。克拉通大面积致密砂岩气以近距离孔缝网状输导、储盖双重阻挡、大面积聚集为主,而后两者以断裂孔缝输导、优质盖层封盖、断块—岩性或背斜构造控藏为主。三者相同点为致密砂岩储层与烃源岩层紧密接触、储层致密、甜点富集;差异点主要为输导条件、封盖机制、运聚特征等。中国致密砂岩气地质资源量达36.54×1016 m3,其中克拉通大面积致密砂岩气地质资源量占83.2%,为30.4×1016 m3,四川盆地须家河组、鄂尔多斯上古生界是该类型现实的重点勘探区带;前陆背斜构造致密砂岩气和断陷深层致密砂砾岩气资源相对较少,库车白垩系深层、吐哈台北侏罗系、准南侏罗系与松辽盆地深层是有利勘探区带。     

致密砂岩气充注机制及成藏富集规律

致密砂岩气资源量潜力巨大,已成为全球非常规天然气勘探的重点领域。根据成藏期储层物性控制成藏机理,可将致密砂岩气藏划分为先成藏后致密型、先致密后成藏型和复合型3种类型。致密深盆气藏具有近源运聚、持续充注、非达西渗流的特征,成藏动力主要是超压压差和源储压差,含气性受充注压力、储层物性、非均质性和渗透率级变系数的共同控制,特殊的"动力圈闭"成藏机制决定了其成藏过程的多阶段性及复杂的气水分布关系。致密砂岩气大规模富集成藏需要具备大面积高丰度的烃源岩、与源岩紧密接触的大面积非均质致密储层、区域性盖层及平缓的构造背景4个条件。     

鄂尔多斯盆地苏里格气田上古生界气藏充注动力计算方法

鄂尔多斯盆地苏里格气田上古生界气藏含气特征复杂,开发难度大。为此,从充注动力的角度分析了不同区带、不同层位成藏充注动力的差异性及其对该区气藏含气性的控制作用。首先根据该区上古生界气藏的地质特征,建立了气田的充注成藏模式,认为充注动力的主要类型为源储流体势差,其成因为烃源岩生烃增压产生的流体过剩压力;在此基础上采用泥岩压实的方法计算了成藏期烃源岩与储层的流体过剩压力和压差。计算结果表明:烃源岩的流体过剩压力介于13.0~22.0 MPa,源储之间的流体过剩压差介于3.5~9.5 MPa,流体过剩压力从烃源岩向储层或更外围地层整体呈逐渐减小的趋势。进一步将典型井烃源岩产生的流体过剩压力、源储压差与区域的生烃强度相比较,发现区域生烃强度越高,则流体过剩压力与压差就越大,表明成藏期的充注动力越强劲。结论认为:充注动力对该区气藏的含气性具有重要的控制作用,在储层物性、烃源岩与储层配置条件基本相当的条件下,充注动力越大,则储层含气饱和度越高。     

鄂尔多斯盆地北部低孔、低渗含气储层综合反演与描述

鄂尔多斯盆地北部低孔、低渗含气储层具有以下特点:①构造对天然气聚集不起控制作用,岩性尖灭和储层内物性变化控制着天然气的聚集和成藏;②储层薄、煤层与储层伴生、储层识别标志不清;③含气砂岩与泥岩速度相近(含气砂岩与泥岩间的波阻抗差值小)。文中针对该区含气储层的特点,提出了地质统计波阻抗反演、岩性及孔隙率反演的综合反演技术,得出以下认识:①孔隙率是反映气层的敏感参数;②地质统计波阻抗反演可提高分辨率,是识别煤层和高速灰岩的有效手段;③岩性反演可识别砂岩,岩性约束下的砂岩孔隙率反演可从砂岩中识别气层。文中所述的综合反演技术在鄂尔多斯盆地北部低孔、低渗含气储层的描述中取得了良好的应用效果,提高了储层的预测精度。     

孤北低潜山煤成气疏导体系

针对济阳坳陷沾化凹陷中部孤北地区煤成气源岩与储集层在空间上分离的实际，提出了缝隙（断裂、裂缝）是该地区煤成气由气源岩向砂岩储层运移的重要途径，地层水是煤成气运移重要媒介的认识；通过对源岩有机地化分析﹑储层及盖层的物性分析﹑圈闭形成时间等成藏地质背景的研究,认为孤北低潜山气藏属于晚古生代自生自储型煤成气藏，具有较好的生﹑储﹑盖等地质条件，其源岩层与储层之间存在厚度在200 m以上的隔层;经分析岩心观察结果及裂缝发育特征,认为垂向和斜向裂缝是煤成气疏导的重要通道,并进行了天然气在缝隙输导体中的运移模拟实验,获得了天然气排驱地层水而最终聚集成藏的认识。     

苏拉特盆地煤系气高产地质原因及启示

澳大利亚苏拉特盆地煤系气开发的巨大成功为破解中国煤层气产业困境提供了新的启示。这一成功的关键在于薄煤层与碎屑岩类频繁互层所衍生的成藏地质条件，其实质在于：①该类煤系中单一含气层（各类岩性天然气储层）较薄，但累积生烃潜力巨大，且可构成天然气优质复合储集体；②薄互层储层更有利于天然裂隙发育，为高渗复合储层的发育奠定了关键的基础。此外，多而薄的煤层在保证生气能力的同时与围岩之间具有更大的接触表面积，有利于煤层气排出并转化为煤系游离气，也有助于煤层脱水和煤层气解吸产出。与苏拉特盆地煤系基本地质条件类似的含煤地层在中国并不鲜见，如内蒙古东部地区下白垩统、鄂尔多斯盆地西缘上石炭统、四川盆地西部上三叠统、楚雄盆地上三叠统等。建议关注该类煤系气的新领域和新层系，采用针对性的参数和思路，对这些地区和煤系开展专项评价研究和专项勘探，为保障"增储上产"的国家油气安全战略提供新的天然气资源基础。     

Characteristics and accumulation mechanism of tight sandstone gas reservoirs in the Upper Paleozoic, northern Ordos Basin, China

The Ordos Basin is a significant petroliferous basin in the central part of China.The Carboniferous and Permian deposits of transitional and continental facies are the main gas-bearing layers in the north part of the basin.The Carboniferous and Permian natural gas reservoirs in the northern Ordos Basin are mainly tight sandstone reservoirs with low porosity and low permeability,developing lots of ＂sweet spots＂ with comparatively high porosity and permeability.The tight sandstones in the study area are gas-bearing,and the sweet spots are rich in gas.Sweet spots and tight sandstones are connected rather than being separated by an interface seal.Sweet spot sand bodies are vertically and horizontally overlapped,forming a large gas reservoir group.In fact,a reservoir formed by a single sweet spot sand body is an open gas accumulation.In the gentle dipping geological setting and with the source rocks directly beneath the tight reservoirs over a large area,the balance between gas charging into tight reservoirs from source rocks and gas loss from tight reservoirs through caprock is the key of gas accumulation in tight sandstones.Both the non-Darcy flow charging driven by source-reservoir excess pressure difference and the diffusion flow charging driven by source-reservoir gas concentration difference play an important role in gas accumulation.The results of mathematical modeling indicate that the gas accumulation cannot be formed by just one of the above mechanisms.The diffusion of gas from source rocks to reservoirs is a significant mechanism of tight sandstone gas accumulation.     

中国致密砂岩气主要类型、地质特征与资源潜力

致密砂岩气已成为全球非常规天然气勘探的重点之一。中国致密砂岩气分布范围广,目前已在鄂尔多斯和四川等盆地实现了规模开发;致密砂岩气藏主要有低缓斜坡型、背斜构造型和深部凹陷型3种类型,其基本地质特征表现为以煤系源岩为主,生烃强度高,具有持续充注的气源条件;致密砂岩与烃源岩紧密相邻,大面积接触,以近距离垂向运移成藏为主;源储有效配置形成致密砂岩气大气区,局部富集。中国致密砂岩气的有利勘探面积约为32×10⁴km²,可采资源量达(8~11)×10¹²m³,目前中国致密砂岩气勘探开发技术已较成熟,具备加快发展的条件,在中国未来天然气发展中必将发挥重要作用。     

鄂尔多斯盆地北部上古生界陆相含煤碎屑岩系隐蔽气层的识别研究

地震数据体结构特征油气预测方法是通过提取地震道的振幅数值,研究其数据排列、组合结构特征与含油气性的关系,以达到定量或半定量预测油气层的目的。针对鄂尔多斯盆地北部上古生界陆相含煤碎屑岩系隐蔽气藏(大牛地气田)成藏控制因素不清,背斜构造和含气特征不明显,无断层作用等特点,利用地震数据体结构特征油气预测法对该区上古生界陆相含煤碎屑岩系的盒2段和盒3段砂岩气层进行了油气预测。结果表明,大牛地气田盒2段和盒3段砂岩气层具有明显的地震数据体结构异常响应特征,并在此基础上,划分了8个有利含气区块,部署了一系列开发井,钻井成功率达85%,取得了显著的经济效益。     

鄂尔多斯盆地北部大牛地气田成岩成藏耦合关系

鄂尔多斯盆地北部大牛地气田上古生界含气层系多,储量规模大,是一个典型的大型煤成气田。对源岩及天然气地化特征、源岩热演化模拟、储层岩石学、成岩演化及相关成藏要素的综合研究表明,大牛地气田具有“两个生气中心,储层致密化前后分明,早期侧向运移,晚期垂向充注”的成藏模式,形成了研究区内两种不同类型的气藏,即西南角的盒2段和盒3段辫状河道砂体储层气藏和东北角的太2段障壁砂坝储层气藏,生气中心和储层致密化对上古生界天然气成藏有着重要的控制作用。