当前 ,中国天然气勘探的目标不应再是大中型气田 ,而应是大气田。加强大气田形成主控因素的定量和半定量地学研究 ,特别是划定生气强度大于 2 0× 1 0 8m3/km2 区块的研究是发现大气田的重要方法。成气为主成油为辅是煤系成烃的基本规律。我国天然气资源研究应从地质资源量评价转为可采资源量预测。最近评价认为 ,我国天然气可采资源量约为 1 1 .44× 1 0 12 m3～ 1 3 .3 2× 1 0 12m3,可见天然气勘探潜力大。加强天然气高效富集区的研究 ,对促进天然气工业发展意义重大。天然气地球化学研究和天然气地质研究二者应紧密结合进行。
天然气资源禀赋的不同、天然气性质的不同和天然气藏类型的不同 ,决定了天然气开发策略、开发原则和开发方式的不同 ,重点研究和分析了天然气在这些方面的特殊性 ,提出了相应的开发对策。从长远看 ,由于我国常规天然气资源有限 ,我国一方面应继续提高天然气资源勘探程度 ,合理开采已探明资源 ,另一方面应进行非常规天然气的开发准备和考虑天然气的引进。天然气有其自身的特点 ,只有坚持一体化开发原则 ,针对不同类型气藏的特点 ,采用不同的开发技术和手段 ,依靠科技进步 ,降低开发成本 ,才能提高开发效益。
天然气地球化学研究已成为天然气藏勘探开发的重要基础工作。由于气源的混合性和天然气化学组成和同位素组成影响因素的多样性使得天然气藏的形成过程极为复杂 ,同时也给天然气地球化学研究带来了极大的困难和严格的要求 ,故而 ,获取精确的地球化学分析数据无论对科学研究还是对气藏的勘探开发来说都非常重要。不同成因的天然气类型和同一源岩不同演化阶段生成的天然气具有不同的化学组份和不同的稳定同位素特征。根据气体化学组份和稳定同位素特征可初步确定天然气的成因类型。在天然气类型确定后 ,利用天然气碳同位素与 Ro 之间的关系式可以确定天然气的成熟度。而系列碳同位素之间会存在差异 ,存在差异的原因可能是多种多样的。稀有气体可作为判识天然气来源的一个辅助指标 ,用此指标可鉴别天然气中是否有深部气体的混入。当确定天然气中无深部气体混入时 ,可利用4 0 Ar/ 36 Ar比值对烃源岩的年代做出初步的估算。应用地球化学参数在解释天然气形成特征时 ,必须结合实际地质背景进行。
介绍了传统的油气成因理论及其勘探“经济死亡线”的概念 ,认为对深层油气的研究应着眼于突破“干酪根晚期热降解生烃”理论、在现行勘探深度以下寻找油气资源。介绍了深层油气的形成机制及其主要影响因素 ,认为在盆地的超深层位有着丰富的天然气资源。论述了非生物成因天然气成因理论 ,认为非生物成因天然气的研究目的是寻找地球深部非生物 (无机 )过程形成的天然气资源 ,并介绍了已取得的研究成果 ,指出 :中国松辽盆地非生物成因天然气藏的发现和确证为该领域的研究提供了一个典型实例。在上述论述的基础上提出了地球内部有机质演化的动力学―热力学模型。
塔里木盆地油气资源丰富。截止 2 0 0 2年底 ,中国石油塔里木油田分公司在该盆地累计探明天然气地质储量 6 4 6 4 .3 3× 1 0 8m3、可采储量 4443 .97× 1 08m3,这些地质储量、可采储量完全可以满足“西气东输”年输气 1 2 0× 1 08m3、稳定供气 3 0年的资源需求。目前塔里木盆地天然气资源探明率仅 7.7% ,勘探前景广阔。据预测 ,塔里木天然气的勘探又将进入一个新的高峰期 ,到 2 0 1 5年累积探明地质储量将达到 1 .3× 1 0 12～ 1 .5× 1 0 12 m3,年产规模达 3 0 0× 1 0 8m3,成为我国陆上最大的气区。历经十几年的勘探和开发 ,塔里木油田分公司积累了丰富的经验 ,初步形成了一系列天然气勘探开发配套技术 ,可以完成“西气东输”要求的供气任务。
围绕碳酸盐岩烃源岩的评价标准特别是碳酸盐岩烃源岩生烃的有机碳下限值问题 ,选用川西南地区二、三叠系碳酸盐岩气田为研究对象 ,采用气藏地球化学与油气地质学相结合的研究方法 ,通过正演和反演的相互比较印证 ,利用先进的地球化学分析手段 ,进行了油气源对比 ,从自然剖面上研究了碳酸盐岩烃源岩有机碳分布 ,从理论上推导了碳酸盐岩生烃的有机碳下限值 ,并计算了生烃量 ,然后根据地质背景及油气勘探开发实践 ,与资源量进行了对比 ,从而确定川西南地区二叠系碳酸盐岩烃源岩生烃的有机碳下限值为 0 .3 %。同时还讨论了碳酸盐岩烃源岩在生烃机理、条件、影响因素和成烃过程等方面与泥岩烃源岩的差异以及碳酸盐岩烃源岩残余有机碳的生烃下限的影响因素等问题。
板桥凹陷深层及奥陶系潜山均钻遇乙烷以上具异常重碳同位素的天然气。使用轻烃族组成、C7轻烃组成、环烷指数及苯、甲苯碳同位素证实 ,气源主要为板桥凹陷下第三系偏腐殖型烃源岩。进而从石炭―二叠系地层分布和二次成烃条件等方面 ,进一步否定了煤成气作为烃源的可能性。应用 δ13C2 与 δ13C2-1相关关系图解判断 ,板桥凹陷异常重碳同位素天然气可以分为成熟阶段早期和中期腐殖型天然气、高成熟阶段早期腐殖型天然气和过成熟阶段天然气。根据天然气碳同位素特征 ,结合其它研究成果 ,认为千米桥潜山具多阶复合成藏特点。
在天然气成因研究和勘探中,确定有效烃源岩和有效成藏组合是非常重要的。对于原型盆地来说 ,无论是碳酸盐岩还是泥岩 ,其有效烃源岩有机碳丰度下限值均为 0 .5 %。对于多旋回叠合残留盆地来说 ,该有机碳下限值对于二次生烃已不适用。有机质的成熟度不同 ,二次生烃有效烃源岩有机碳的下限值也不同 ,有机质成熟度 Ro 值在 1 .0 %～ 1 .2 %之间时 ,有机碳下限值为 1 .5 %～1 .8% ,Ro 值在 1 .2 %～ 2 .0 %之间时 ,有机碳下限值为 1 .8%～ 3 .2 % ,Ro 值在 2 .0 %～ 3 .0 %之间时 ,有机碳下限值为 3 .1 %～ 8.4% ,有机质成熟度 Ro 大于 4.0 %、H/C比值小于 0 .3的地区 ,无论有机碳丰度有多高 ,找气藏的希望则相当小。另一类有效烃源是古油气藏的储层沥青和局部残留的液态烃 ,由其裂解生成的烃类可以形成轻质油藏和天然气藏 ,这些次生油气藏有的再次被改造则形成晚期的天然气藏。因此 ,有效烃源岩或有效烃源生、排烃中心的叠加决定了次生油气藏的分布。
对在西北地区复杂地表条件下获得的地震资料的处理中 ,静校正和基准面的选择是影响处理效果的关键技术环节。根据多年山地地震资料处理工作的实践 ,提出了用野外地表调查参数与折射波静校正相结合的方法剥去低降速带到高速带顶界、将数据校正到一个固定基准面、进行高频和低频分离、在 CMP面上求取速度、进行叠加 ,然后用固定基准面偏移法解决好偏移基准面问题。真正解决好这一问题的最终出路是在深度域从地表开始进行偏移。
克拉 2气田是至今为止在中国陆上找到的最大整装干气气藏 ,也是“西气东输”的主力产气场 ,因此 ,开发好克拉 2气田意义重大而深远。由于该气田地层压力高 (74.3 6 MPa) ,压力系数高达2以上 ,属于异常高压气藏 ,故在衰竭式开采过程中 ,随着气藏的压力下降 ,该气藏的岩石骨架要承受比常规气藏大得多的净上覆压力 ,结果会使岩石发生显著的弹塑性形变和岩石渗透率、孔隙度和岩石压缩系数等物性参数减小 ,从而影响气藏的开发效果 1。据此 ,研究气藏开发过程中岩石形变对产能的影响是一个非常重要的课题。依据岩石覆压实验研究了克拉 2气田异常高压气藏岩石变形特征及其对开发的影响。
在地表条件恶劣、地下地质情况复杂、井眼少的条件下 ,为了弥补勘探阶段资料的不足、更好地认识评估沉积储层特征、减小勘探风险 ,有必要选择合适的露头作为野外储层实验区 ,并从沉积学入手展开研究 ,建立储层地质资料库。通过露头剖面和井下沉积相对比分析 ,建立沉积模式 ,确定不同时期沉积相的展布。通过露头剖面砂体追踪以及砂体内部建筑结构要素分析 ,建立砂体骨架原型模型。结合钻井和测井资料 ,采用随机模拟方法建立储层地质预测模型 ,并按一定的地质规律预测井间砂体空间叠置及夹层分布规律。储层地质建模方法成功地运用于库车坳陷克拉 2气田气藏描述 ,为准确评价气田储层性质及潜在能力提供了可靠依据。
根据陆相盆地高分辨率层序地层学原理 ,综合利用岩心、测井、地震资料 ,对鄂尔多斯盆地大牛地气田山一段地层层序进行了识别和划分 ,并对层序地层的特征和演化进行了分析。研究结果表明 ,山一段地层属于河流―三角洲沉积体系 ,其中辫状河三角洲平原较为发育。在这种沉积背景下 ,可以识别出 2种超短期旋回类型和 4个短期旋回层序。对这些旋回特征进行了描述 ,建立了该区的等时地层格架 ,以此为基础 ,将大牛地气藏山一段地层划分为 4个小层。
“西气东输”对开发西部、发展西部经济、优化我国能源结构、改善环境有重要意义。中国油气资源的短缺是一个不争的事实。为了弥补我国油气资源短缺 ,也为了我国石油安全和国家安全 ,我们要以“西气东输”为契机 ,大力发展天然气工业 ,建立陆上国际油气运输通道 ,充分利用俄罗斯和中亚地区的丰富天然气资源。连接“西气东输”管线与国外 (特别是中亚 )输气管线将是我国 21世纪的有重大战略意义的决策。
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