壳源富氦天然气藏成藏模式及关键条件

近年来,氦气资源勘探与研究工作在中国得到了高度重视,但有关壳源富氦天然气藏的成藏条件与成藏机理的研究仍较薄弱。氦气特殊的物理化学性质以及氦源条件等决定了其从生成、释放、运移、聚集到保存均具有显著的独特性。壳源氦气主要是由岩石中铀、钍元素的放射性衰变而生成的,从生氦矿物中释放后,大部分溶解到地下流体中,进而以水溶态或气溶态进行运移。根据氦气的运聚过程以及载体的特征,氦气的聚集模式主要可归纳为3种：(1)地下水脱氦聚集模式;(2)独立气相“抽吸”聚集模式;(3)混合流体脱气聚集模式。通过分析和总结国内外代表性富氦天然气藏的地质特征,提出了连续成藏和幕式成藏2种壳源氦气的成藏模式。其中,美国潘汉德—胡果顿气田中的氦气具有连续成藏的特征,氦气充注时间长,主要通过地下水脱氦聚集到早先形成的烃类气藏中;坦桑尼亚Rukwa盆地、中国四川盆地威远气田以及塔里木盆地和田河气田则表现出幕式成藏特征,富氦天然气藏的形成主要受控于构造活动,且氦气与载气可能为同时成藏。基于系统总结提出了壳源富氦天然气藏的3个成藏关键条件：(1)稳定古老的基底,充足的氦源;(2)促进释放的热作用与构造活动,推动运聚的流体介质与构...     

天然气提氦技术现状及发展趋势

氦气作为稀缺的重要战略性资源,我国95%以上依赖进口。氦气多赋存于天然气中,从天然气中提取氦气是生产氦气的最主要途径。天然气提氦主要采用低温法和非低温法,其中低温法和非低温膜分离法是当前采用的主要技术路线,原料气膜分离提氦和LNG+BOG提氦技术是今后发展方向,具体工艺的选定需要根据气田的气质组分及处理工艺进行具体论证。     

富氦天然气藏成藏特征及主控因素

在充分调研全球探明氦资源分布及开采现状的基础上,对国外典型富氦天然气藏的空间分布特征、氦气成因来源和气藏类型进行解剖,再结合地质背景分析了富氦天然气藏的成藏主控因素。研究结果表明,美国是目前世界上探明氦资源最多的国家;由于受技术手段等条件的制约,目前主要是从富氦、高氦天然气藏中获取氦气资源。通过对国外富氦天然气藏的解剖发现,富氦天然气藏平面上主要分布在古老克拉通地区,垂向上以埋藏较浅的元古界和古生界为主;绝大多数富氦天然气中的氦气主要是由地壳中的铀、钍等放射性元素衰变形成。根据天然气组成特征可将富氦天然气藏划分为富氦烃类气藏、富氦二氧化碳气藏和富氦氮气藏,其中大多数富氦烃类气藏主要位于克拉通内部隆起带之上,气藏规模和氦资源量较大;富氦二氧化碳/氮气藏多位于克拉通边缘活动带,气藏规模和氦资源量较小。在对气藏特征进行总结的基础上,综合实际地质背景提出两种富氦天然气藏成藏模式:古老克拉通内部隆起富氦天然气藏成藏模式和古老克拉通边缘活动带富氦天然气藏成藏模式,其中具备花岗岩基底隆起、深大断裂、晚期构造活动和区域性盖层等地质条件的地区是氦资源勘探的重点有利区。     

中国氦气资源成藏规律与开发前景

氦气是一种关系国民经济和高新技术产业发展的全球性稀缺资源,中国工业用氦主要依赖进口,因此急需明确氦气成藏富集规律、寻找富氦气田,落实中国氦气资源家底和开发潜力。系统梳理了全球氦气资源分布及开发现状,开展国内氦气资源普查与分布研究,剖析了国内典型富氦气田气藏特征及成藏条件,明确了中国主要富氦气田氦气成因来源和富集成藏主控因素,认为中国天然气中氦气主要以壳源为主,指出相对浅埋的富铀钍古老花岗岩基底或侵入体、早期形成的大型稳定古隆起或古潜山、良好的上覆巨厚膏盐岩或泥岩盖层、沟通基底和储层的运移通道是氦气成藏富集的主控因素,建立了富氦常规气、富氦页岩气、富氦非烃气和富氦水溶气4种不同类型富氦气藏的成藏模式并预测富氦有利勘探区。在此基础上分析了中国氦气资源开发前景,提出了寻找富氦气田,加强中、低丰度氦气资源综合开发利用是未来提高中国国内氦气产量的重要方式。     

中国非常规天然气资源前景

非常规天然气资源主要包括煤层气、页岩气、水溶气、天然气水合物、无机气、浅层生物气及致密砂岩气等.中国非常规天然气资源潜力巨大,具有广阔的开发前景.随着经济和技术条件的改善,它们将逐渐转化为常规天然气.通过对中国非常规气成藏条件的分析,结合国外勘探开发和产量预测经验,预测了中国非常规天然气的资源前景及未来的产量趋势.中国非常规天然气资源量为200×1012～380×1012m3,远远超过了现今的常规天然气储量;15～20a后,煤层气和致密砂岩气将逐渐转化为常规天然气;30～50a后,页岩气和水溶气将成为常规天然气的重要组成部分;50～1OOa后,甲烷水合物将会成为天然气勘探开发的重点.     

柴达木盆地北缘富氦天然气分布与成藏模式

近年来柴达木盆地北缘(柴北缘)发现了较好的氦气资源前景,其中马北、东坪气田、团鱼山、全吉山及尖北等地区发现较高氦含量的富氦天然气(氦气含量为0.013%～1.14%,平均含量为0.33%)。综合前人研究资料系统梳理了柴北缘地区富氦天然气的组分特征、分布特征、成因特征及成藏条件,提出了柴北缘地区的氦气成藏模式。研究该地区富氦天然气的横向及纵向分布特征得出：在横向上,柴北缘地区全吉山煤田平均氦气含量最高(1.074%),其次是团鱼山煤田(0.678%),之后依次是东坪(0.28%)、马北(0.261%)、尖北(0.24%)、牛东(0.015%)气田;在纵向上,古近系路乐河组(E1+2)和侏罗系(J)2套层位平均氦含量最高,分别为0.61%和0.43%,能够作为主要的氦气勘探开发层系。此外,柴北缘地区天然气中的氦气主要富集在埋深3 000 m以内的中浅层。根据同位素研究得到柴北缘地区氦气主要为壳源氦成因,是基底的元古宇—奥陶系花岗岩、变质岩系及铀矿等放射性矿物通过U、Th放射性衰变产生,以断裂为运移通道伴随着地下水和天然气在自生自储型和连续运移型2种成藏模式下聚集成藏,其中自生自储型运移成藏...     

非生物天然气资源的特征与前景

根据非生物气可作为资源的有用组分类型及其占天然气总组分份额的多少,将非生物天然气资源划分为主非生物天然气资源和次非生物天然气资源两大类。在主非生物天然气资源中,非生物气组分(CO₂、CH₄)占天然气总组分的大部分或绝大部分;在次非生物天然气资源中,非生物组分(H _e)占天然气总组分的少部分或极少部分。指出主非生物天然气的CO₂和烷烃气藏主要分布在中国东部裂谷型盆地中,资源潜力大;次非生物天然气中的H _e气在四川盆地、鄂尔多斯盆地和塔里木盆地资源潜力大,在松辽盆地也有一定潜力。     

天然气水合物成因类型及成矿特征与南海北部资源前景

世界上迄今勘查发现的天然气水合物成因类型,根据其烃气源构成及供给特点与成矿特征,可划分为自源生物气扩散型、他源热解成熟气渗漏型以及自源生物气—他源热解气混合型3大类,但目前自然界分布比较普遍的是“自源生物气扩散型”水合物,其他类型天然气水合物由于受烃气源供给及输送通道等条件制约,仅限于存在深部烃气源供给输导系统的局部地区。南海北部深水盆地新生代处于准被动大陆边缘的区域地质背景,具有北部拉张裂陷的大陆边缘性质,其凹陷裂陷深、沉积充填规模巨大,不仅有利于深水油气藏的形成,而且亦是天然气水合物形成与分布的有利区域。初步预测表明该区不但深部具有丰富的深水油气,而且浅层深水海底沉积物中天然气水合物资源潜力巨大。     

东海冲绳海槽天然气水合物的资源前景

在海底天然气水合物的形成与稳定分布条件认识的基础上,分析了东海冲绳海槽的地质特征,认为冲绳海槽附近海域具有形成天然气水合物的有利环境,是中国邻近海域天然气水合物的资源前景区。并综合冲绳海槽的水深、沉积特征、地温梯度等地质条件,分析了冲绳海槽天然气水合物稳定带的垂直和水平分布状况,通过水合物稳定带的厚度与面积的估算,对冲绳海槽附近海域的天然气水合物资源前景作了初步的评估。     

中国浅层天然气资源及开发前景

浅层气指埋深小于1500m的各类天然气资源,主要包括生物气、油型气、煤成气、水溶气等。我国的浅层天然气资源主要分布在南方沿海小型中新生代盆地,东、西部含油气盆地及主要含煤盆地。气藏类型分为3种:原生超浅层微气藏、近源浅层小气藏和浅埋常规气藏。其开发特点是:压力低、产量小、开采工艺简单、投资规模小。     

Potential recoverable natural gas resources in China

Natural gas resources in China are abundant. The undiscovered recoverable natural gas resources in China are estimated to be 19.27×1012 m3. Natural gas is mainly distributed in the middle and west China and offshore areas of China. The Tarim Basin, Sichuan Basin, Ordos Basin, East China Sea Basin, Tsaidam Basin, Yinggehai Basin, and Qiongdongnan Basin are the main gas-beating basins. The natural gas resources are not distributed evenly and are under-explored in China. The deeper horizons in east China, foreland basins and craton paleo-uplifts in the middle and west China, and the offshore basins are the main exploration areas in the future.     

中国常规与非常规天然气资源潜力及发展前景

2005年全国新一轮油气资源评价完成以来,中国天然气勘探不断取得突破和进展,天然气年新增探明储量持续大幅增长,煤层气、致密气、页岩气等非常规天然气勘探实现历史性突破,天然气地质理论研究取得多项重要进展。立足天然气勘探成果与最新研究进展,采用多种方法,对中国常规天然气资源进行系统评估,并首次开展了致密气与页岩气资源预测。研究结果表明,全国常规天然气地质资源量为63×1012 m3,比2005年全国新一轮油气资源评价增加了18×1012 m3,天然气资源主要分布在塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地和南海等重点地区,岩性地层、前陆、海相碳酸盐岩、海域深水等是未来寻找大型气田的主要勘探领域;全国非常规天然气地质资源量为(139.8～227.8)×1012 m3,可采资源量为(34.9～47.9)×1012 m3,非常规天然气资源丰富,但目前勘探与研究程度较低。在此资源评价基础上,分析了中国未来天然气发展潜力及面临的挑战。     

苏北盆地溪桥含氦天然气田地质特征及含氦天然气勘探前景

苏北盆地具有聚集含氦天然气的特殊地质条件,在盆地的若干气井或气田（ 藏） 中较普遍地发现了氦。溪桥气田为苏北盆地首次发现的含氦天然气田,含氦量为０．５８ ％ ～１ ．０６％ ,达到或超过氦工业品位（ 含氦量为０．３ ％ ）;气田地质时代较新,储集层为上第三系砂岩;气藏埋藏浅,气层埋深仅３８０ｍ 。气田中的氦以幔源为主,与氮及无机成因的ＣＯ２ 相伴生。含氦气田叠覆于以海相地层为储集层的大型ＣＯ２ 气田之上,两者具有一定的成生联系,该气田的发现表明苏北盆地具有良好的含氦天然气勘探前景。图４ 表２ 参３（ 郭念发摘）     

中国非常规天然气资源分布及开发现状

中国天然气资源丰富,储量和产量增长潜力巨大。在未来的5~10 a,常规天然气仍在天然气开发中处于统治地位,但非常规天然气也在天然气长期发展历程中起着越来越重要的作用。目前中国非常规油气的勘探开发仍处于起步阶段,国土资源部及3大国有石油公司已经在不同程度上针对致密气、煤层气和页岩气等非常规天然气进行了资源评价。评价结果显示:2012年中国致密气总资源量为16×1012m3,年产量为320×108m3/a,已进入大型商业化开发阶段;截至2011年12月底,中国煤层气累积探明地质储量为4 155×108m3,储量和产量均较少,正处在工业化和商业化开发的早期阶段;页岩气因为没有探明储量,现处于初步探索阶段,相关机构及组织对中国页岩气资源进行了初步评价,并在四川建立了页岩气示范区开展实践研究;天然气水合物同样受到了很大重视,已经根据不同勘探程度,分层次对南海和青藏高原天然气水合物资源进行勘查。为有效开发中国非常规天然气资源,必须进一步深入地质理论研究和资源储量评估,集成系列的配套工程技术,并对工程技术进行试验和示范,使资源开发与环境保护的矛盾得以妥善解决。     

中国陆上天然气资源的特征及发展策略

对中国陆上天然气资源的基本特征作了全面分析,其特征主要表现为:①天然气勘探程度不高,资源相对丰富,主要集中分布于四个气区;②天然气成藏特点明显,类型差别较大;③目前天然气勘探进入大发现时期,天然气产量大幅度增长,储采比暂时较高.根据目前勘探开发状况,今后加快天然气发展的策略应是:①突出重点,继续加强天然气勘探;②加强提高单井产能的工程技术攻关,降低开发成本;③转变开发理念,提高管理水平;④通过体制创新,提高开发效益.     

中国天然气资源研究

中国天然气资源十分丰富，天然气远景资源量为47万亿m^3，最终可采天然气储量14万亿m^3。天然气资源量主要分布于鄂尔多斯、塔里木、四川、柴达木、东海、莺歌海、琼东南、松辽、珠江口、渤海湾、准噶尔等11个盆地中。西部地区的资源量约占总量的80％左右；东部占8％；海域占12％。中国天然气资源的勘探程度仍然很低，勘探潜力大，勘探领域多，中国陆上主要天然气勘探领域以四川、鄂尔多斯、塔里木、柴达木四大气区和松辽深层为主；海上以东海、莺歌海、琼东南以及珠江口盆地为主。中国煤层气资源也较丰富，煤层气远景资源量为27．3万亿m^3。图3表1参21     

中国中西部富氦气藏氦气富集机理——古老地层水脱氦富集

氦气是天然气中的伴生资源,是重要的稀缺战略物资,但对其富集机理研究却比较薄弱。针对富氦气藏中的氦气如何富集这一备受关注的难点问题,采用地球化学研究方法,在分析中国主要富氦气藏中氦气富集的基础上,认为氦气之所以在少数气藏中富集,是因为气藏额外捕获了古老地层水中释放出的氦气。古老地层水溶解的氦气释放到气藏,是富氦气藏中氦气富集的主要机理。首次提出富氦气藏的形成经历过“多源供氦、主源富氦”的观点,氦源来自烃源岩、储集层中U和Th的放射性衰变,以及地层水中溶解的来自其他岩石U和Th的衰变,主源是古老地层水中溶解的氦气,来自古老地层中U和Th经长时间的衰变积累的水溶氦。当溶有氦气的古老地层水与游离气或气藏相遇,由于水中氦气的分压远高于游离气或气藏中氦气的分压,根据亨利定律,水中的氦气几乎完全可以释放到气藏中,形成富氦气藏。     

中国天然气开发技术进展及展望

在国际油价低位徘徊、国家大力发展绿色能源的背景下,天然气已成为中国油气工业的主营核心业务,其产量及消费量快速攀升,作用更加凸显。为了继续推动中国天然气业务的加速发展,在分析近年来天然气产业发展历程、总结天然气开发技术新进展的基础上,明确了我国天然气开发所面临的挑战,并从产量、需求量、进口量及未来天然气地位等4个方面对中国天然气工业的发展前景进行了展望。研究结果表明:(1)"十二五"以来,我国天然气消费量快速增长、供应多元化、储产量稳定增长、开发效益显著;(2)天然气开发技术在深层天然气开发、大型气田开发调整、致密气提高采收率、页岩气及煤层气开发、工程技术及开发决策体系等6个方面都取得了技术突破,创新能力显著提升;(3)随着开发程度的深入,受政策、环境的影响及地质条件制约,天然气持续规模效益开发将面临优质储量比例降低、气田开发成本升高、非常规气藏效益开发难度加大、上游效益进一步压缩、主力气田稳产能力减弱和市场竞争愈发激烈等诸多挑战。结论认为,未来我国将进入非常规气与常规气并重的发展阶段,天然气需求旺盛且消费结构呈现多元化趋势,天然气进口量逐年攀升且对外依存度不断加大,天然气将成为我国能源结构调整的主要增长点。     

我国非常规油气资源的勘探远景

我国非常规油气资源 (主要包括稠油、沥青、深盆气和煤层气等 )非常丰富 ,初步预测其资源量在 8× 10 10 t油气当量以上。非常规油气有其自身独特的富集与分布规律。中国东部存在大量第三系重质油藏 ,南方广泛分布中、古生界沥青脉和油砂 ,西部的中、古生界重油和焦油砂则主要沿盆地北缘或西北缘展布 ,预计未发现稠油资源量约为 2 .5× 10 10 t。初步研究证实 ,我国一些大型含煤盆地都具有形成深盆气的地质条件 ,预计中部深盆气资源量可达 4× 10 13 ～ 5× 10 13 m3 。沁水盆地和冀中坳陷大城等地区的勘探试验结果表明 ,华北地区石炭 二叠纪煤系地层具非常广阔的煤层气勘探前景。目前我国非常规油气资源的勘探程度很低 ,勘探潜力巨大。     

中国氦气资源分区特征与成藏模式

氦是目前已知的熔点、沸点最低的惰性气体元素,物理性质极为特殊,被广泛应用在诸多高精尖领域。中国的氦气资源主要依赖进口,但是近些年随着国内氦气需求量的持续增加、氦气进口价格的升高以及国外主要氦气生产国出口政策的收紧,中国面临严峻的氦气资源安全形势,急需对国内氦气资源的分布特征、成藏模式和控制因素开展深入研究。为此系统调研了中国10个含油气盆地的含氦情况,对氦气分布的地区特征、地层时代特征以及氦气成藏模式进行了总结,中国富氦盆地横向分布广泛且具有明显的分区特征,东部与中西部含氦盆地差异显著,东部含氦盆地有壳源氦和壳幔混合型氦并以后者为主,主要受构造因素和幔源流体的控制;中西部含氦盆地以壳源氦为主。纵向上氦气在各地层时代中均有分布,氦气含量具有“两头高、中间低”的特征。明确了氦源岩、构造因素、运移载体和封盖条件在氦气成藏中的控制作用,并据此总结出中国东部含氦盆地和中西部含氦盆地的氦气成藏模式,根据氦气成藏中存在的2组相互制约关系：气藏生成强弱的相互制约、构造活动性强弱的相互制约,指出“通量差”是氦气成藏的关键参数。对中国氦气资源勘探开发提出如下建议：围绕东部壳幔混合型氦气资源开展资源量评估工...