中国西部各个古板块在2个世代的沉积和3个构造体系域的控制下形成了中国西部古生代克拉通盆地和中新生代叠合盆地,其中叠合盆地的天然气资源量达30×1012m3;21世纪初中国天然气储量、产量的快速增长主要依靠对中国西部叠合盆地的研究和勘探。认为中国西部盆地的叠合造就了中国西部天然气多源、多阶、多期的成藏组合和十分复杂的分布格局,西部叠合盆地存在3个主要的勘探领域即克拉通下部层序、克拉通上部层序和前陆盆地。预测了今后西部叠合盆地大气田勘探的主要区带,提出了西部主要叠合盆地天然气勘探的领域和潜力。
黄骅坳陷CO2以丰度大、成因类型较多、分布层位较多、高纯度气藏分布地域较集中和气关系图为主要依据,参考CO2丰度及产区地质条件,对黄骅藏规模较小为特征。以R/Ra与δ13CCO2坳陷CO2成因类型进行了区分。根据对CO2丰度及其碳同位素、He丰度及其同位素、CO2/He比值和Ar同位素的分析认为,岩浆期后的地幔脱气可能是黄骅坳陷幔源CO2的主要来源方式,包括沧东断裂和盆地内二级断层在内的两组区域深断裂交会是黄骅坳陷幔源CO2富集的主要地质因素。
在近期所获大量新的地质地化资料基础上,重点对南海北部大陆架边缘盆地CO2成因及运聚成藏的主控因素进行了研究,并对可能的高CO2风险区进行了初步预测。认为:莺歌海盆地壳源型及壳幔混合型CO2的形成及富集成藏,主要受控于泥底辟热流体晚期分层、分块和多期的局部上侵活动,和巨厚的上新统―中新统海相含钙砂泥岩的物理化学综合作用,且CO2运聚分布规律亦具多期和分层、分区的特点;琼东南盆地东部及珠江口盆地火山幔源成因型CO2则主要受控于幔源型火山活动和沟通深部气源的基底深大断裂的导气配置作用,CO2运聚富集规律与幔源型火山活动及深大断裂的发育展布密切相关,CO2主要来自地壳深部幔源火山活动所伴生的大量CO2;因此,根据壳源岩石化学成因型CO2与火山幔源成因型CO2不同成因机理及成藏条件,可以追踪CO2气源,可分析和预测天然气尤其是CO2的运聚分布规律,可为天然气勘探部署及决策提供依据,可减少和降低勘探风险。另外还指出,油气藏中CO2的充注驱油特征可作为判识油气成藏动态过程的示踪标志,也可作为分析油气运聚、预测和追踪油气分布的良好指示。
为了定量分析碳酸盐岩接触变质作用形成的CO2,研究了松辽盆地东北缘碳酸盐岩接触变质带常量元素和稀土元素的元素分配关系。认为碳酸盐岩接触变质过程中主要体现为硅的富集和钙、碳的亏损,并且CaO、SiO2与ΣREE呈线性关系;随着变质程度增高,元素的含量、稀土元素的分布型式和分馏程度越趋向花岗岩,其主要原因是碳酸盐岩与侵入流体的混染作用、碳酸盐岩硅化及矿化过程引起的稀土变化、碳酸盐岩重结晶对轻稀土元素的富集。计算得出了CO2释放量与岩石体积比(2.7～256.7)。证明了碳酸盐岩接触变质作用是无机成因CO2形成的机制。
由于楚雄盆地构造圈闭形成期与源岩主要生排烃期不匹配,导致了长期以来按构造圈闭部署的油气勘探工作屡遭失败。深盆气理论与勘探实践表明,在盆地坳陷中心或上倾斜坡地带可以形成非构造型的深盆气藏。认为楚雄盆地具备深盆气形成的基本地质条件:上三叠统煤系厚度大,热演化程度高,生气强度可达(40～60)×108m3/km2;广泛发育致密砂岩储集层,坳陷主体部位上三叠统连片分布,天然气保存条件较好;盆地西部坳陷和北部坳陷及其斜坡区是深盆气勘探的有利地区。还认为:该盆地上三叠统煤系生、储、盖层相互叠置,可构成下生上储、上生下储和自生自储等多种成藏组合;在有断层沟通条件下,也可以于煤系之上的侏罗系地层中形成次生的常规成藏组合;若运用深盆气勘探理论,并从动态演化的观点重新评价,可望在该盆地天然气勘探上获得重大突破。
通过自行设计的天然气运移成藏物理模拟仪,对实际岩芯样品进行了高压水溶气运移成藏的物理模拟实验,目的是研究水溶作用对天然气运移指标产生的影响以及水溶气甲烷和乙烷碳氢同位素、C2+/总烃、iC4/nC4等8项地球化学参数的变化。实验结果表明:随着运移距离的增加,水溶气中的非烃CO2含量普遍增大,烃类气体\"甲烷化\"趋势明显,C2+以上的含量随碳数升高而降低(至C5含量基本可以忽略不计),轻烃组分中的苯和甲苯含量由低(气源)到高(运移距离近)再变低(运移距离远),甲烷碳和氢同位素变化幅度均不大(仍具有略偏正的特征)。认为这些地球化学参数的变化特征对水溶气气藏的识别和油气运移的研究均具有重要的参考价值。
从我国近海的地质和纵波地震勘探现状来看,四分量地震技术能够解决一些勘探难题。该项技术引入我国还只有4年时间,在1998-2000年之间开展了处理和解释方法研究,并在莺歌海盆地进行了试验,之后,国外石油公司分别在合作区块蓬莱19-3油田采集了三维四分量地震资料、在崖城13-1气田采集了2条测线的二维四分量地震资料。从我国的试验情况来看,四分量地震勘探在解决气烟囱成像、小断层及低幅度构造识别、岩性及浅层气藏预测方面的效果是很好的,在各向异性研究方面也能起到较好的效果。认为我国在四分量地震技术研究方面还需要加强,还需要继续投入大量资金;虽然在四分量地震技术方面还有一些问题有待解决,但它的应用前途是光明的,因为单一的纵波勘探必将走向多分量勘探。
预测剩余油气饱和度分布是高含水期油田研究的重要内容,也是评价二次采油或三次采油方案的重要依据。认为预测剩余油气饱和度分布的有效方法是:首先充分利用井点测试资料,采用先进的随机建模技术进行精细油藏描述,建立精细的多种可能的地质模型;然后对多种可能的地质模型进行精细的油藏模拟,并将模拟结果与实际观测资料进行比较,挑选出理想的地质模型;最后利用优选的地质模型通过水驱油流线模型数值模拟来预测剩余油气饱和度分布。应用实例表明,该方法在满足精度的条件下,运算速度明显加快,具有广阔的应用前景。
在研究地震子波特性的基础上,引出了地震子波振幅谱分析、地震子波能量分布和地震子波相关等3种油气检测技术方法。结合生产实例,阐述了运用这3种技术时的一些分析解释技巧。实际研究成果表明,综合利用这3种方法进行油气检测,能够取得较好的预测效果。
松辽盆地滨北地区白垩系源岩有机质演化程度低(Ro值为0.33%～0.70%),可溶有机质酸性非烃主要由正构一元酸、正构二元酸、姥鲛烷酸、植烷酸、藿烷酸和甾烷酸等化合物组成。其中正构一元酸含量占绝对优势并呈两种分布形态(一为单峰型,以C16为主峰,C18、C14丰度较高,生源母质主要为藻类等水生生物;二为双峰型,前峰群以C16为主峰,后峰群为次主峰,以C24为主,前峰群表征水生生物输入,后峰群表征有陆源高等植物输入),各形态均呈现偶奇优势(与生物脂肪酸合成酶合成双碳乙酰单元有关);正构二元酸含量较低;藿烷酸含量高于甾烷酸。随着埋藏深度的增加,多数样品的姥鲛烷酸/植烷酸的比值及甾烷酸/藿烷酸的比值均减小,表明沉积环境逐渐向还原环境转化。认为由于酸性含氧化合物尤其是正构烷基脂肪酸的脱羧反应,故在形成正构烷烃的同时形成CO2,不仅为产甲烷菌提供了大量营养能源,而且也提供了呼吸代谢的基质;在青山口组和嫩江组时期,湖盆面积扩大,水体加深,区域内出现滨浅湖―半深湖相沉积,因此滨北地区局部时空范围内可形成商业性生物气田。
通过对地层剖面中控制天然气扩散散失地质因素的分析认为:供气条件是控制天然气是否扩散和能否持续扩散下去的主要因素;温压条件控制着天然气在地层水中浓度的大小及其变化,从而控制着天然气扩散的方向及其强度;岩石类型及其组合控制着天然气扩散系数的大小;上覆浓度盖层及其形成时期控制着天然气扩散是否终止及其时期。
由于以往仅仅依据构造资料,故在吐哈盆地鄯勒地区第三系部署的部分钻井相继落空,气藏规模和储量未能落实。目前的勘探实践表明,该区第三系浅层气藏并不是一个单纯的构造气藏,而是一个构造―岩性控制的复合型气藏。利用:1以地质、测井和地震资料为基础的地层和气层综合描述技术;2以多井、多方法的层位标定为基础,以人机交互综合解释为依据,以构造演化分析为检验的构造模型建立技术;3地震相、测井相和沉积相相结合的沉积模型建立技术;4高精度的储层反演技术;5地震沿层信息和AVO、Compak方法储层含气性预测等气藏综合描述技术,对吐哈盆地鄯勒地区第三系浅层气藏进行了综合描述,结果,查明了构造形态、构造特征、沉积微相分布与储层发育特征的关系,搞清了储集类型及特征以及储层各项参数(包括孔隙度、饱和度、渗透率、有效厚度、含气体积等),明确了气藏含气范围、驱动类型与圈闭类型,落实了气藏规模及地质储量。
在研究东营凹陷各构造区带成岩系列和成岩特征的基础上,分析了各构造区带次生孔隙发育的特征和分布,探讨了影响各区带次生孔隙发育的主要原因,总结了各区带次生孔隙的基本发育规律。认为影响各构造区带次生孔隙发育的共同因素为有机质产生的羧酸和CO2、粘土矿物转化过程中释放出的H+;各构造区带的其他影响因素不尽相同,北部陡坡带主要与大气水渗流、不整合面和深部地层水上升有关,南部缓坡带则主要与不整合面有关,中央隆起带则与深部地层水上升有关,洼陷带则受异常高压场的控制。
在准噶尔盆地陆梁油气田白垩系及拐16井侏罗系储层发现了一种组成干、甲烷碳同位素轻的天然气,这种天然气的甲烷碳同位素值为-48.5‰～-56.2‰,甲烷含量高达99.8%,与通常所指的生物气特征相似,并与生物降解油相近或伴生。分析了该天然气的成因,指出它主要是来自储层原油的菌解,另外还有侏罗系浅部煤系地层生物气的贡献。认为菌解气的发现,预示着准噶尔盆地中浅层天然气的勘探具有一定的前景。
储层特别是低渗透储集层是多孔介质,对烃类气体的吸附量很大,而很大的吸附量对气田及凝析气田的开发动态有一定影响。认为:真正的低渗透储集层是由细小的颗粒构成,有许许多多的毛细孔隙,储层介质具有巨大的内比表面积,由于气体分子是紧挨着储集层孔隙表面的,故在气田开发中吸附量的计算至关重要;要计算吸附量,首先要测定吸附等温线,但由于气藏的孔隙细,组分多,吸附等温线十分复杂,测定十分困难,所以,建立烃类气体在气藏中的吸附等温线计算模型十分必要。在严格的表面化工热力学的基础上,建立了吸附等温线的计算模型,并对实例凝析气藏的吸附等温线进行了计算,获得了满意的结果。
在岩芯观察的基础上,综合运用地质、测井和地震资料,从单井相分析入手,并通过连井对比将剖面扩大到全区范围,详细研究了吐哈鄯勒油气田第三系气藏储层的沉积微相类型,重点分析了主要产气层的沉积微相平面展布特征。认为本区第三系鄯善群属冲积扇扇中亚相沉积,主要微相类型是辫状水道和漫溢(可见扇中泥石流和辫流砂岛)。通过分析测试发现,天然气主要分布于扇中辫状水道中,其次是漫溢微相,因此,在研究区储层埋藏浅和年代新的情况下,天然气优先进入砂层厚度相对大和储集物性相对好的扇中内侧前缘辫状水道微相砂体中。
英吉苏凹陷是一发育于早古生代剥蚀地貌背景上的中新生代断―坳型沉积盆地。该凹陷新生界之下地层中断裂发育,并多具生长断层的特点,多数断层在中生代末期之前已停止活动。从不同方面分析了断层在油气藏形成和保存过程中所起的重要作用:断层活动可以改善油气储集空间及性能,可控制油气的运聚时期和层位,可形成多种类型的圈闭。
迪那2气田位于库车坳陷秋里塔格构造带东部,是在塔里木盆地发现的第二个地质储量上亿方的大气田,主要含气层系为下第三系。由于测试作业风险很大,获取的温度、压力资料有限,故确定气藏类型难度大。利用测试结果、测井泥岩声波趋势线、储层横向预测结果及烃类检测结果,并结合沉积储层特征等综合研究手段,研究了迪那2气田气藏的类型,认为迪那2气田是由3个气藏组成的常温超高压、低含凝析油的层状边水凝析气藏。
通过对东营凹陷古近系异常高压分布和砂岩透镜体成藏响应特征分析后认为:岩性油气藏发育的沙三段主要处于下部异常高压体系中;平面上,该高压体系的分布基本上与生油洼陷一致――北部陡坡带压力系数较高,南部缓坡带压力系数相对较低,这与欠压实发育带分布规律具有很好的一致性,也就证实了欠压实和泥岩成熟生烃作用是导致东营凹陷沙三段普遍超压的重要因素;包围在异常高压泥岩中的透镜体处于低势区,在泥岩和砂岩流体压力差异作用下,泥岩破裂,发生幕式排烃作用;砂体在烃类充注之后,也形成与烃源岩平面分布规律相似的较高的流体压力。
随着油气地质勘探的深入,超压现象越来越成为人们关注的目标和焦点。阐述了超压形成的机理及其对油气成藏的影响,介绍了引起超压的多种因素。
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