四川叠合盆地是我国主要的天然气区之一。天然气成藏动力学是今后四川盆地天然气地质和勘探研究的重要内容。可将川西地区上三叠统须家河组视为一个完整的含气高压封存箱。川东地区在纵向剖面上存在两个压力封存箱,第一个压力异常带(下三叠统嘉陵江组―二叠系)为上部流体高压封存箱,第二个高压异常带(志留系)为下部流体高压封存箱,石炭系位于两个压力封存箱之间。生烃增压为上列封存箱内主要的升压机制。川西地区致密碎屑岩储层和川东地区碳酸盐岩储层初次运移排烃方式主要为垂向排烃,并且是在异常古高压驱使下通过封存箱破裂产生的混相涌流完成的。异常古高压是促使川西地区须家河组须二段和须四段储层流体调整并使天然气聚集成藏的动力。浮力和水动力(成藏动力)控制了川东地区天然气的成藏。
我国中新生代聚煤盆地多且保存完整,煤炭资源量约占全国总资源量的40%,多数盆地含煤系数高,发育有富煤带和富煤中心。中新生代盆地的煤层气地质条件与古生代的大不相同,大多数中新生代聚煤盆地具备煤层气藏封闭保存的良好地质条件。由于中新生代盆地的煤层气成藏条件组合具有多样性的特点,认为应重视对中新生代盆地煤层气成藏条件的分析评价,应采用盆地整体分析、煤相分析和煤层气藏分析相结合的思路开展详细的煤层气勘探选区评价研究,在研究煤层气地质条件和煤层气藏分析的基础上选择煤层气勘探区块。
从煤储层双孔隙系统出发探讨了介质对煤层气扩散运移的制约关系及程度。以沁水盆地为例,分析了孔隙系统和裂隙系统在煤层气运移过程中的不同作用,认为孔隙系统在煤层气运移过程中主要承担扩散作用――把气体从微孔输送到裂隙系统,而裂隙系统主要起渗流作用――控制着气体的流量。
基于山西沁水盆地不同矿区煤层水样的甲烷溶解度实验,探讨了温度、压力和地层水矿化度及其离子组成对甲烷溶解度的影响。煤层水中的有机质使甲烷的溶解度普遍偏高。低温度、低压力时,矿化度对甲烷溶解度的影响较显著。当地层水离子组成中Ca2+、Mg2+含量高时,甲烷溶解度低。印支期和燕山期温度和压力高,水溶甲烷多,煤层气随水径流逸散量大;而现今温度和压力较低,水溶甲烷少,水径流缓慢,煤层气随水径流逸散量少。
煤层气作为一种非常规天然气,其运聚机制和成藏模式与常规天然气不同。认为应以高温、高压岩心测试分析技术为基础,充分考虑煤层气的吸附和解吸特性,嫁接常规天然气成藏模拟技术来建立煤层气成藏模拟装置,这也是国家 "973" 煤层气项目的重要研究内容。煤层气成藏模拟装置能模拟煤层气储层特征,能探索煤层气运聚机制,特别是能探索煤层气藏是如何形成的和煤层气系统是如何被打破的和恢复的,还能模拟地层水流动对煤层气的溶失作用;在诸多单因素模拟的基础上,该装置能开展综合模拟,最终进行量化分析、级别划分和建立煤层气成藏模式。
由于我国煤层气藏的特殊性,使用当前技术对其开发时受到较大限制。注气增产法是一种具有发展前途的新措施,但注入气体后,煤中存在多元气体的相互作用。论述了国内外煤层气开发现状及我国煤层气开发存在的问题,并初步探讨了煤中多元气体相互作用与替代机理,指出了今后的研究方向与发展趋势。
通过对塔里木盆地满加尔凹陷侏罗系演化程度较低的(RO=0.40%)煤岩和煤岩加水进行了从250～550℃(50℃为一温阶,恒温72h)的热模拟实验,用氯仿抽提获得了赋存在固体残余物中的可溶液态有机物,即饱和烃、芳烃和非烃。实验结果表明:煤岩在各演化阶段的液态物产率均低于煤岩原样;饱和烃随演化程度升高逐步增加,而芳烃减少,反映出非烃沥青质,甚至不溶有机质向相对稳定的饱和烃转化以及芳烃随演化程度升高的高聚合作用;沥青质随演化程度升高亦有增大的趋势,而非烃比例变化不大,反映出高温下非烃向饱和烃和沥青质转化的两极分化作用;烷/芳值随着演化程度的升高而增加,反映出高演化期芳烃的聚合作用。在煤岩加水热模拟实验中,液态烃产率随温度升高而逐步增加且芳烃是主体产物。在实验的低温阶段,水的加入使得煤岩样中可溶有机质向气态和不溶有机质转化,从而使得可溶有机质组分呈降低趋势,而在高温阶段时煤岩加水后可溶有机质有所增加。在煤岩加水热模拟实验中,烷/芳值均小于1,再一次说明了水对芳烃缩聚的抑制作用及对烷烃形成的促进作用。
醇、酮等中性含氧化合物是微生物改造有机质和向生物气转化的中间产物之一。松辽盆地滨北地区白垩系生物气源岩RO值为0.33%～0.70%,中性含氧化合物中醇类极为丰富,主要检测出了正构一元醇,碳数分布为8～32,多数样品以正十二醇为主峰,少数样品以C17、C18醇为主峰。从部分样品中还检出了酮系列化合物,从正辛酮至正三十一酮均有分布。醇、酮化合物的相对含量均随着埋藏深度的增加和层位的变老而减少,并与非烃的减少和饱和烃含量的增加相对应,这表明在成岩作用阶段微生物对滨北地区有机质存在明显的改造,这是生物气形成的重要前提条件之一。
通过分析库车前陆盆地的油气成熟度、烃源岩在主生烃期形成的烃类聚集和库车坳陷特殊的挤压地质条件,指出了库车坳陷陆相烃源岩的主要生油和主要生气的阶段,还指出了最主要的成烃期为康村期至库车期(RO为0.6%～2.0%)。对库车前陆盆地进行了原型恢复(原型盆地是现今的1.5倍,现今南北宽20～67km)和对有机质生烃潜力进行了恢复(恢复到好烃源岩程度)。认为该前陆盆地烃源岩性质与中亚一些盆地具有可比性,库车冲断带上的6个古构造圈闭与主生烃期相匹配,所捕获的油气是库车坳陷整体富气和区带富油的主要因素,库车盆地具有形成大中型油气田的地质条件。
盆地模拟结果显示:渤东凹陷东营组下段和沙河街组烃源岩的生油总量为48.71×108t,排油总量为26.37×108t;生气总量为47686×108m3,排气总量为35797×108m3;沙河街组烃源岩的生烃潜力远高于东营组下段烃源岩。据此并结合渤东凹陷内生排烃强度与生排烃量的平面分布特点,预测出该凹陷南部沉积中心周围的渤南凸起、庙西凸起及渤东低凸起南端是油气勘探取得突破的关键地区。
通过对柴达木盆地第四系高孔隙度、低突破压力和具有一定渗透性的特殊盖层研究后指出:这种特殊盖层封盖天然气的机理在于其中饱和高矿化度的地层水;泥岩盖层中孔隙流体压力同下伏气藏压力值很接近;区域盖层厚度巨大;盖层是源岩层;区内气候寒冷,冰冻期长,冰川广布。
运用反映原油整体面貌及反映原油组成的成熟度参数对莺-琼盆地原油(凝析油)进行综合研究后认为,莺-琼盆地原油(凝析油)主体可能是成油高峰期的产物,但有程度不同的未熟―低熟原油的混入。凝析油并不一定是高温裂解的产物,在相应地质条件下,正常的成熟度也可形成凝析油。金刚烷业已用于原油成熟度研究,但在莺―琼盆地未熟―低熟油样品抽提物中均发现了单、双金刚烷,说明金钢烷不一定只受高温条件的控制,其形成还可能受沉积环境的影响,故将金刚烷参数用作成熟度指标时要慎重。
在气藏开采过程中,由于气体的产出引起了孔隙流体压力降低,在巨大的上覆岩层压力下,岩石变形,孔隙度降低和孔隙喉道体积缩小,部分束缚水释放形成自由水并随着气体产出。这说明在岩石变形过程中,孔隙中的束缚水体积是缩小的,同时也合理地解释了某些气井在产量增加的过程中出现产水的现象。而储层岩石变形后其束缚水饱和度是增加的,这主要是由于储层岩石孔隙及喉道体积缩小的同时,也增加了孔隙及喉道中毛管力的缘故。因此,气藏储层束缚水的应力敏感性是存在的,且束缚水体积及束缚水饱和度与岩石有效应力之间的变化关系为指数关系。
柴达木盆地中新生代沉降拗陷的原型盆地类型为压陷型沉降盆地。中生代到古近纪(古新世和始新世)盆地西部以分隔性断块发育为特征,北缘则主要为沉降拗陷群。中新世以来的喜马拉雅中晚期构造运动,使青藏地块受到强烈的水平挤压,地壳因发生大规模褶皱变形和冲断推覆而大大加厚并迅速隆升。地处青藏地块边缘的柴达木盆地受其碰撞应力效应十分明显,在构造动力机制转换的作用下,盆地西部前中生代基底持续抬升,沉积、沉降中心发生了自西向东的迁移,发育形成了以三湖凹陷为沉降中心的压陷型沉降盆地。
南海莺-琼盆地CO2资源丰富,根据目前的勘探及研究程度,其资源量逾万亿立方米,地质储量高达3000亿m3左右。如何综合开发利用好这些CO2资源,充分发挥其经济价值,促进国家经济建设,为中海油(CNOOC,即中国海洋石油总公司)跻身世界国际一流综合型能源公司服务,是中海油在新世纪实现跨越式发展、拓展油气工业上、下游领域所面临的重大科技攻关课题,也是国家应当重视的重大科技攻关课题。对莺-琼盆地CO2资源潜力、综合开发利用和市场应用前景等进行了粗略地分析与探讨,以期能引起对这一问题的重视。
利用油藏改建地下储气库在国内还没有先例,利用潜山油藏改建地下储气库在国外也很少见。借鉴华北雁翎油田注气矿场试验经验,结合国外油藏改建地下储气库主要理论基础,对双重介质潜山油藏注气驱动机理、库容及损失量、建库过程控制和建库周期等进行了评价研究,解决了潜山油藏改建地下储气库的多项技术难点,初步建立了一套双重介质潜山油藏改建地下储气库评价理论体系和方法。
简述了国内外对地球圈层沉积盆地CO2的研究现状和发展趋势。指出了南海及邻区CO2局部富集的特征,分析了对南海北部莺-琼盆地天然气中CO2的研究状况。认为CO2是一种宝贵的矿产资源,在石油化工、农业、环保、食品、饮料等领域具有广阔的应用前景,应当开发利用好CO2,使其服务于国民经济建设,促进人类与社会经济及环境的全面协调的发展。还认为,我国应成立国家级的CO2研究开发中心,统筹CO2资源评价和综合开发利用以及CO2与环境关系的多学科联合攻关研究。
莺歌海盆地东方和乐东等地区部分天然气中富含CO2。热力学分析表明,盆地7000～8000m深度段的地层远远没有达到纯钙质碳酸盐岩热分解所需的温度,碳同位素和伴生稀有气体氦同位素组成指示CO2主要为壳源岩石化学成因。研究发现上覆层段的储集砂岩中含有丰富的菱铁矿(该矿具有低的热分解温度),其能够与(铝)硅酸盐岩发生化学反应生成CO2,后者有可能成为气藏中CO2来源的一部分。认为泥底辟发育演化的断裂活动及热流体上侵为岩石之间这种化学反应提供了能量和促进了硅酸盐的水解,也为CO2的运移和聚集提供了通道。
济阳坳陷CO2气藏和火山活动的关系密切,表现在:1火成岩和气藏的分布具有空间上直接或间接的相关性;2火山活动可以为气藏直接提供CO2,在火成岩类型上碱性玄武岩浆活动较有利于气藏形成,在时间上馆陶期火山活动对CO2的形成较为有利,在火成岩相带上浅成侵入相、次火山岩相以及火山通道相较有利于气藏的聚集和成藏,而喷发相则较差;3侵入体对碳酸盐岩围岩的烘烤变质也可以间接提供CO2气;4火山通道中充填的火成岩可以形成有效的裂缝系统而成为气体从岩浆房上移的通道。
三水盆地中、新生代岩浆活动频繁。通过对CO2气藏形成条件的研究,认为三水盆地的纯CO2气藏的CO2属岩浆-幔源和碳酸盐岩热变质作用的无机成因,含CO2油气藏中的CO2属有机成因。由于该盆地岩浆活动剧烈,气源充足,储层类型多样,区域性盖层好,由断裂控制的构造圈闭发育,为CO2气的聚集成藏提供了有利的场所。通过对CO2气藏环带性分布规律的分析,指出在盆地中心次流纹岩分布区的沿大断裂发育的有利圈闭构造是下一步勘探的目标。
从地球化学角度建立经济、快速的CO2勘探技术方法是加速开发CO2资源的一个方面。将从不同介质中提取的多种赋存状态的CO2作为直接指标,将热蚀碳酸盐和HCO-3作为CO2微运移的间接指标,将荧光光谱与CO2碳同位素等作为区别不同成因CO2的判别指标,在已知不同成因气田上获得了较强的地球化学效应,并在未知区取得良好的地质效果,为CO2气藏勘探和三维地震部署提供了信息和依据。
分析了沉积层中天然气水合物形成的原因。在公认的水合物形成地质模型基础上,借助分形几何理论,对分形维数df进行了修正。描述了天然气水合物在分形介质中的扩散特性及生成动力学特性,对水合物的形成速率方程进行了数值求解,研究了分形维数df及扩散半径r的改变对水合物形成速率的影响,将所得结果与实验室数据进行了比较。通过对水合物在天然多孔介质中的生成过程的模拟,为实现对我国南海地区天然气水合物矿藏的预测与分析做了理论探索。
甘公网安备 62010202000678号
