鄂尔多斯盆地上古生界天然气成藏特征

鄂尔多斯盆地上古生界具有含气丰富和低孔、低渗、低压的特征。通过储集层流体包裹体均一温度、包裹体激光拉曼光谱、沥青分布与成因、岩石薄片等分析，结合天然气组分、C5-C8轻烃、单体碳同位素实验数据，分析了鄂尔多斯盆地上古生界天然气成藏基本特征和成藏过程，总结了高效储集层的主控因素，划分出3种上古生界天然气成藏组合，即源内成藏组合（山2段-太原组几源顶成藏组合（山1段-盒8段）、源外成藏组合（石千峰组）。并应用上述方法剖析了不同类型气藏天然气成藏过程及成藏主控因素。图7表2参17     

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。     

鄂尔多斯盆地临兴地区上古生界致密气成藏特征及物理模拟

鄂尔多斯盆地临兴地区上古生界致密砂岩气藏资源勘探潜力巨大,但是成藏规律及运移方式较为模糊。基于构造、沉积相和砂体展布特征,临兴地区上古生界源-储组合关系可分为源内、近源和远源3种类型。利用岩石热解、热成熟度测定、岩心描述、薄片鉴定、扫描电镜观察,物性分析以及地震和测井等资料,对烃源岩、储层、充注动力及断裂的发育进行分析。结果表明:临兴地区发育煤、炭质泥岩和暗色泥岩3套烃源岩,干酪根类型为Ⅲ和Ⅱ₂型,有机质丰度较高,普遍进入成熟-高成熟阶段,生气潜力较大;储层岩石类型以成熟度中等的长石岩屑砂岩为主,非均质性强,孔喉类型多样,包括原生粒间孔、溶解粒间孔、溶解粒内孔、晶间孔和微裂缝。物性以低孔-低渗为主,平均孔隙度为6.81%,平均渗透率为0.610×10^-3μm²,属于典型致密储层;地层超压普遍发育,气体膨胀力是源内、近源组合成藏的关键动力;断裂十分发育,既可为天然气垂向充注至远源组合提供运移通道,又能改善储层品质,提高天然气横向运移能力。在此基础上,对建立起的成藏模式进行物理模拟实验,发现储层非均质性及断裂的发育是影响气水...     

鄂尔多斯盆地东北缘神府区块上古生界致密砂岩成藏特征

为进一步拓展鄂尔多斯盆地东缘致密气勘探前景,在区域烃源岩、储层、盖层和运移输导体系分析基础上,结合流体包裹体测试,开展了神府区块石炭系—二叠系(C—P)致密气成藏条件研究.结果表明:主力煤层厚度较大且分布稳定,较大的生烃强度构成成藏的基本条件;储层整体呈现低孔低渗特征,以残余粒间孔和粒内溶孔为主要储集空间;C—P内部广...     

鄂尔多斯盆地庆阳气田深层致密砂岩气藏成藏条件

近年来,鄂尔多斯盆地西南部深层(4200 m以下)天然气勘探取得了重要进展.为进一步揭示研究区致密砂岩成藏条件,利用石油地质学理论和油气成藏原理,基于岩心观察、普通薄片、扫描电镜等资料分析,结合地球化学特征,对其烃源岩分布、生烃能力、储集层特征进行系统剖析,并对成藏模式进行了探讨.研究认为:①该区主力烃源岩上古生界石炭...     

鄂尔多斯盆地杭锦旗东部地区上古生界天然气成藏模式

为了弄清鄂尔多斯盆地杭锦旗地区上古生界天然气成藏模式,用以指导该区的油气勘探,从烃源岩分布、天然气运移及圈闭分布特征等角度展开深度剖析,总结了该区的油气成藏模式。结果表明：该区烃源岩呈南厚北薄的展布特征,泊尔江海子断裂以南地区烃源岩成熟度高于断裂以北地区;区内构造圈闭主要分布在泊尔江海子断裂北部地区（什股壕地区）;泊尔江海子断裂以南地区天然气密度大于北部地区,整体呈现由南向北逐渐降低的趋势,而天然气干燥系数则整体由南向北逐渐增大,反映了缺少烃源岩的什股壕地区天然气主要由泊尔江海子断裂以南地区运移而来;泊尔江海子断裂以南地区发育优质的烃源岩,天然气高密度、低干燥系数的分布特征表明了该区域天然气为原地聚集;阿镇地区断裂及伴生构造圈闭成为该区油气运移的通道和聚集场所,十里加汗地区普遍不发育断裂,在砂岩储层物性的控制作用下,形成了近源天然气藏;杭锦旗东部地区上古生界天然气成藏模式划分为3类,即横向远距离运移异地成藏模式、垂向近距离运移原地成藏模式和准连续致密砂岩气成藏模式。该研究成果为杭锦旗地区下一步勘探指明了方向。     

鄂尔多斯盆地上古生界气藏与深盆气藏特征对比

通过对鄂尔多斯盆地上古生界砂泥岩压实资料、孔隙演化、压力成因、气水分布、天然气运移和成藏特征等分析研究,结合前人的成果资料,对上古生界气藏与典型深盆气藏特征进行了详细对比。研究认为,如果仅从成藏基本条件和气藏某些表现形式看,上古生界气藏与深盆气藏有相似之处。但开发动态资料显示,气层连通性差,气层分属多个压力系统,并没有出现大范围的气水关系倒置现象,局部存在边底水,气水分布主要受构造部位和有利储层相带等因素控制。由成藏作用过程、成藏关键条件和成藏机理考察,上古生界气藏具就近运移、聚集、成藏特点,主要属岩性气藏或构造-岩性气藏。综合分析认为,储层连通性差、圈闭受岩性和构造控制是造成上古生界气藏有别于深盆气藏的根本原因。     

反凝析作用对苏里格气田上古生界气藏开发的影响

鄂尔多斯盆地苏里格气田上古生界气藏在开发中产生一定量的凝析油,含量约为10g/m~3,属于微含凝析油气藏,如果生产初期配产过大,那压力下降就会过快。在反凝析作用下,凝析油在近井地带析出形成多相流,堵塞微孔隙和吼道,导致气相渗透率降低,使得气井产量大幅下降,部分被封闭的天然气无法采出,层内凝析对储层的伤害有可能是永久性的。为此,通过对该气藏层内反凝析机理、层内凝析影响因素的分析及室内试验.再使用新建立的三维数学模型对单井进行预测,结果表明该气藏"三低"(低孔、低渗、低产)特征加剧了凝析液对储层的伤害。同时还分析了气井产能降低的根本原因.并对气井生产管理提出了建议:①在保护开采阶段,投产初期应合理配产,以低于无阻流量的1/5~1/8配产,尽可能延长露点线以上开采时间,使凝析油尽可能不在地层中析出;②在反凝析阶段,要在系统研究的基础上得出准确的相态图,要快速通过该阶段尽早进入蒸发阶段,使已经凝析出来的凝析油再次蒸发汽化,从而降低储层污染。该研究成果对苏里格气田上古生界气藏的科学开发以及进一步提高采收率具有重要意义。     

中国致密砂岩煤成气藏地质特征及成藏过程 ——以鄂尔多斯盆地上古生界与四川盆地须家河组气藏为例

中国煤系天然气分布受多种因素控制,以鄂尔多斯盆地上古生界与四川盆地须家河组气藏为例,从构造、烃源岩演化、储集层特征、成藏历史等多方面探讨中国煤系天然气的聚集和成藏过程.对比结果表明:鄂尔多斯盆地上古生界天然气藏与四川盆地上三叠统须家河组天然气藏的成藏地质条件有许多相似之处,两地气藏特征产生差异的主要原因是盆地构造特征和成藏过程不同.鄂尔多斯盆地上古生界天然气成藏过程是气体推动着水体整体向构造高位运移,多种成藏条件共同影响下形成的气水倒置是气藏负压的主要原因.四川盆地须家河组气藏成藏以构造圈闭控制成藏为主,局部发育岩性气藏,气藏异常高压是快速沉积引起的欠压实作用、烃源岩的生烃作用及后期构造挤压共同作用的结果.     

鄂尔多斯盆地上古生界盒8段南北储层差异性对比

鄂尔多斯盆地上古生界盒8段为盆地北部的主力舍气层位,在盆地南部也有不同程度的含气显示,但不具规模,储层发育程度是制约盆地南部天然气勘探的主要因素.为了搞清盆地南部储层发育和分布规律及南北储层差异性,以普通岩石薄片、铸体薄片鉴定、扫描电镜观察、物性资料分析为研究手段,对鄂尔多斯盆地上古生界盒8段南北储层的岩石学特征、孔隙...     

LX气田上古生界致密砂岩储层成岩作用分析

LX气田致密气勘探已取得了一系列进展,拥有较大的勘探潜力。主要目的层为上古生界地层。LX气田储层整体上为低孔低渗的致密储层,但局部发育高孔高渗层段,因此,成岩作用为影响该区储层物性的主控因素,对储层储集空间的形成、保存及破坏都有着极为重要的作用,最终决定储层物性好坏,搞清成岩作用类型对气田下一步勘探开发至关重要。本文基于普通薄片资料,系统分析了LX气田储层成岩作用类型及对储层物性的影响。     

鄂尔多斯盆地杭锦旗探区上古生界天然气成藏机理

多类型天然气共生现象在越来越多的盆地中被发现,并已引起广大学者的注意。但是我国对于多类型天然气共生研究重视不够,更多地集中于单一类型天然气研究。以鄂北杭锦旗探区为例,展开多类型天然气研究。研究表明杭锦旗探区上古生界具备发育多类型天然气藏的地质条件,煤层气、根缘气(深盆气)、常规气共同发育。3种不同类型天然气在成藏机理上具有递变关系,从吸附机理过渡至活塞式、置换式运聚机理,在空间上依次形成了煤层气藏、根缘气藏(深盆气藏)及常规气藏,构成了杭锦旗探区上古生界天然气成藏机理序列。从实际勘探角度而言,仅根缘气藏(深盆气藏)和常规气藏具有工业勘探价值。     

鄂尔多斯盆地上古生界准连续型气藏气源条件

通过鄂尔多斯盆地上古生界气源条件的综合分析,确定优质烃源岩是控制致密砂岩大气田形成分布的主要因素,并结合试气结果分析致密砂岩大气田形成的生气强度下限。首先对鄂尔多斯盆地上古生界烃源岩的厚度、有机碳含量和热演化程度等参数进行对比;接着在类比分析的基础上计算求取生气强度,并将其与试气成果结合进行综合分析。气源条件分析结果显示,鄂尔多斯盆地上古生界烃源岩品质好、分布广、热演化程度高,其生气强度介于10×10⁸~40×10⁸ m³/km²,具有高强度、大范围的供气特点;盆地西部生气强度介于10×10⁸~20×10⁸ m³/km²,而盆地东部生气强度相对较高,多大于16×10⁸ m³/km²。综合分析认为:优质烃源岩是形成致密砂岩大气田的主要因素之一,从宏观上控制了鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩储层内气、水的空间分布状态;由于为近距离成藏,其天然气聚集效率高,因此上古生界准连续型致密砂岩气藏的生气强度下限可降低至10×10⁸ m³/km²左右。     

鄂尔多斯盆地上古生界准连续型气藏天然气运移机制

基于鄂尔多斯盆地上古生界主要产气层段天然气地球化学特征和运移基本地质条件的分析,对上古生界准连续型致密砂岩大气田的天然气运移特征进行了研究。研究表明,鄂尔多斯盆地上古生界准连续型致密砂岩大气田天然气组分和碳同位素组成在平面上的变化主要受烃源岩热成熟度控制,纵向上受到烃源岩热成熟度和天然气运移分馏作用的共同影响。结合运移动力和输导条件进一步分析认为,上古生界致密砂岩大气田主要为初次运移直接成藏和短距离二次运移近源成藏。运移的动力主要为异常高压和气体分子浓度差产生的扩散作用力,浮力作用弱或无。运移方式主要为异常高压驱动下的幕式涌流和扩散作用引起的扩散流。其中,位于生烃体系内的太原组、山2段主要为异常高压驱动下的幕式涌流运移;生烃体系外的山1段、盒8段及以上层段扩散作用引起的扩散流运移对于天然气的成藏具有重要贡献,苏里格气田天然气组分和碳同位素纵向上的规律变化就是其直接反映。     

运用流体包裹体研究鄂尔多斯盆地上古生界天然气成藏

鄂尔多斯上古生界砂岩储层流体包裹体均一温度具有明显的单峰分布特征,对应的均一温度分别为70~110℃、110~140℃、140~200℃,各温度段均与油气充注有关。在70~140℃温度段,有机质成熟并进入生油高峰期,水-岩作用活跃,机械压实、硅质胶结作用明显,形成大量流体包裹体,上古生界致密储层基本形成。在140~200℃温度段,有机质进入高成熟—过成熟阶段,水-岩作用不明显,仅形成少量的石英、方解石、白云石胶结物及极少量流体包裹体,包裹体中烃类成熟度和烃类组分与气田相似,是天然气的大量成藏期。因此,鄂尔多斯盆地上古生界致密储层形成时间要早于气藏形成时间。     

鄂尔多斯盆地高桥地区上古生界致密砂岩储层非均质性特征

为深入研究致密砂岩储层的非均质性,利用钻井岩心资料、测井资料和测试分析资料,对鄂尔多斯盆地高桥地区上古生界致密砂岩储层的非均质性进行了深入分析。结果表明,研究区山西组-下石盒子组储集砂体的非均质性与沉积作用关系密切,垂向加积作用导致储集砂体物性在垂向上表现为规律不明显的正韵律或突变正韵律;侧积作用导致储集砂体物性在垂向上表现为强烈的正韵律;前积作用导致储集砂体物性在垂向上表现为规律明显的反韵律。漫流沉积作用导致储集砂体物性在垂向上表现为变化不大或略微反韵律。从层内非均质性上看,盒8段和山西组储层均具有较强的非均质性。其中山2段的储层非均质性较山1段的强,盒8^下的储层非均质性较盒8^上的强。4个亚层中属盒8^上的均质性最好。从层间非均质性上看：不同层位差异较大。从平面非均质性上看,高桥地区盒8段和山西组储层在平面上不同地区表现出较强的非均质性。     

鄂尔多斯盆地北部上古生界致密砂岩储层特征及其成因探讨

鄂尔多斯盆地北部上古生界致密砂岩储层具有:1)低孔、低渗、小孔隙、细喉道和渗透率对压力敏感;2)束缚水饱和度高、气水关系复杂;3)储集空间以溶孔和微孔为主、裂缝相对发育的特点。分析认为,上古生界砂岩储层致密的主要原因为古埋藏深度大、热演化程度高、晚成岩阶段的破坏性成岩作用强,热液活动进一步使储层致密化。     

Contribution of moderate overall coal-bearing basin uplift to tight sand gas accumulation: case study of the Xujiahe Formation in the Sichuan Basin and the Upper Paleozoic in the Ordos Basin, China

Tight sand gas is an important unconventional gas resource occurring widely in different petroleum basins.In coal-bearing formations of the Upper Triassic in the Sichuan Basin and the Carboniferous and Permian in the Ordos Basin,coal measure strata and tight sandstone constitute widely distributed source-reservoir assemblages and form the basic conditions for the formation of large tight sand gas fields.Similar to most tight gas basins in North America,the Sichuan,and Ordos Basins,all experienced overall moderate uplift and denudation in MesoCenozoic after earlier deep burial.Coal seam adsorption principles and actual coal sample simulation experiment results show that in the course of strata uplift,pressure drops and desorption occurs in coal measure strata,resulting in the discharge of substantial free gas.This accounts for 28%—42%of total gas expulsion from source rocks.At the same time,the free gases formerly stored in the pores of coal measure source rocks were also discharged at a large scale due to volumetric expansion resulting from strata uplift and pressure drop.Based on experimental data,the gas totally discharged in the uplift period of Upper Paleozoic in the Ordos Basin,and Upper Triassic Xujiahe Formation in the Sichuan Basin is calculated as(3-6) × 10~8 m~3/km~2.Geological evidence for gas accumulation in the uplift period is found in the gas reservoir analysis of the above two basins.Firstly,natural gas discharged in the uplift period has a lighter carbon isotope ratio and lower maturity than that formed in the burial period,belonging to that generated at the early stage of source rock maturity,and is absorbed and stored in coal measure strata.Secondly,physical simulation experiment results at high-temperature and high-salinity inclusions,and almost actual geologic conditions confirm that substantial gas charging and accumulation occurred in the uplift period of the coal measure strata of the two basins.Diffusive flow is the main mode for gas accumulation in the uplift period,which probably reached 56 × 10~(12)m~3 in the uplift period of the Xujiahe Formation of the Sichuan Basin,compensating for the diffusive loss of gas in the gas reservoirs,and has an important contribution to the formation of large gas fields.The above insight has promoted the gas resource extent and potential of the coal measure tight sand uplift area;therefore,we need to reassess the areas formerly believed unfavorable where the uplift scale is large,so as to get better resource potential and exploration prospects.     

鄂尔多斯盆地致密砂岩气及伴生氦气形成演化特征

鄂尔多斯盆地孕育了中国最大的超大型致密砂岩大气区及目前中国最大的特大型富/含氦气田——东胜气田,也是中国首例特大型致密砂岩富/含氦气田。运用流体包裹体地球化学方法,对比分析流体包裹体气体与现今气藏中天然气组分和同位素差异,揭示了古今天然气地球化学与成藏演化过程及氦气地球化学特征。结果表明,现今气田主要以烃类气体为主,甲烷含量多数为90%～95%;现今气田中天然气δ¹³C₁、δ¹³C₂、δ¹³C₃、δ¹³C₄值分别为-36.5‰～-28.7‰、-25.3‰～-22.1‰、-27.0‰～-21.8‰、-25.6‰～-20.7‰。气层流体包裹体中δ¹³C₁、δ¹³C₂、δ¹³C₃值分布区间分别为-42.6‰～-24.6‰、-32.7‰～-18.0‰、-27.6‰～-15.1‰。流体包裹体中...     

鄂尔多斯盆地延长区上古生界储集层地质特征及天然气勘探前景

鄂尔多斯盆地东南部延长区天然气勘探程度低，对该区古地理格局、沉积相类型及展布特征、储集层岩石特点及其储集条件进行分析，进而预测该区上古生界山西组、下石盒子组天然气勘探前景。延长区气源岩及盖层条件良好，广泛发育了主要产气层山西组、下石盒子组的三角洲前缘、三角洲平原、滨浅湖等沉积；储集层以石英砂岩为主，次为岩屑砂岩，具低孔、低渗特点。根据储集层岩石特征、物性特征、孔隙结构特征，将延长区上古生界储集层划分为4类，工业气流一般都形成于I至Ⅲ类储集层，Ⅳ类储集层基本不具备储气能力。不同类型储集层分布比较分散，是本区普遍含气却产量偏低的原因之一。研究区子长-延川-延长-带，多期河道叠加发育，砂体厚度大，已见到较好的含气显示和工业气流井，是极富希望的天然气勘探区。图3表2参15