2017年, 第28卷, 第9期 刊出日期:2017-09-10
  

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  • 天然气地球科学. 2017, 28(9): 1-2.
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    《天然气地球科学》2017-9期目次

  • 天然气地质学
  • 周立宏,时筱淞,官全胜,杨朋,林伶,吴佳朋
    天然气地球科学. 2017, 28(9): 1289-1297. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2017.08.017
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    随着沧东凹陷正向构造带油气藏勘探程度的不断提高,成藏区带规模发现遇到瓶颈,勘探思路必须由构造油气藏勘探向斜坡连续性油气藏勘探转变。通过对沧东凹陷南皮斜坡精细构造解释、沉积微相划分、烃源岩特征及区域控砂控藏机制的分析,获得南皮斜坡地质特征与油气成藏模式的认识。研究表明,南皮斜坡为宽缓继承性斜坡,构造呈现高、中、低斜坡三分性特点,古近系孔店组二段(孔二段Ek2)发育辫状河三角洲沉积,孔店组一段(孔一段Ek1)底部发育浅水三角洲、上部发育冲积扇沉积,有利砂体大面积发育,孔二段发育好—很好烃源岩,生烃强度大。以构造、砂体、烃源岩及已知油藏匹配,形成自源成藏、它源成藏两大成藏组合系统,并构建孔二段有效生油岩范围内,中斜坡孔二段主砂体区常规油藏聚集,低斜坡远端细粒沉积岩类与油页岩叠合形成致密油,含油气系统范围内常规油与致密油叠加连片,形成“连续性成藏”油气成藏模式;孔一段受孔二段有效烃源岩控制下,形成“底部砂组近源大面积充注、上部继承性断裂网状沟通”的复合聚油模式。

  • 任宇泽,林畅松,高志勇,刘景彦,宋宁宁
    天然气地球科学. 2017, 28(9): 1298-1311. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2017.08.002
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    综合露头、测钻井资料的对比,建立了塔里木盆地西南坳陷南天山和西昆仑山前带白垩系层序地层格架。依据区域性不整合面和区域性沉积相突变界面将研究区白垩系划分为2个二级层序;依据沉积相变化、地层叠加样式的转换面以及沉积旋回结构划分出4个三级层序。通过区域内野外露头和单井等资料的分析,共识别了冲积扇、辫状河、曲流河、辫状河三角洲及曲流河三角洲等5种主要沉积相。系统地编制了各层序的沉积体系展布图,揭示了沉积体系的空间展布及纵向演化。研究表明,白垩纪塔里木盆地西南坳陷沉积范围和沉积体系有明显变化。沉积范围先由山前带向盆内扩展,反映了研究区整体上发生了较大规模的海进事件。沉积体系的演化整体上表现为陆相—海相沉积的变化过程。

  • 刘伟明,孙国强,谢梅,项燚伟,郭佳佳,陈波,史基安
    天然气地球科学. 2017, 28(9): 1312-1321. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2017.08.001
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    碎屑锆石U—Pb年代学拓展了盆地物源分析的途径和方法。为进一步完善柴北缘冷湖五号地区源—汇体系分析,利用冷湖五号LK-1井下侏罗统碎屑锆石样品,讨论了冷湖五号早侏罗世不同时期的物源区空间展布规律。结果显示:冷湖五号早侏罗世物源区主要发育在250~300Ma、400~450Ma 2个年龄区间。碎屑锆石年龄组成表现出早侏罗世早期以400~450Ma为主,后期逐渐演变为250~300Ma和400~450Ma共存的局面。其中,年龄为250~300Ma的碎屑锆石主要来源于小赛什腾山,而400~450Ma的碎屑锆石主要来自赛什腾山西段和阿尔金山东段。此外,碎屑组分特征及重矿物组合特征显示下侏罗统碎屑沉积物具有近源和远源混合沉积的特征。碎屑锆石的年龄分布反映研究区存在早古生代和晚古生代晚期2期区域性构造地质事件,暗示这2期岩浆活动和/或变质作用较为活跃,并为冷湖五号地区提供了主要的锆石来源,导致冷湖五号地区下侏罗统具有多时代混合物源特征。

  • 张吉,侯科锋,李浮萍,田敏,张志刚
    天然气地球科学. 2017, 28(9): 1322-1329. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2017.08.014
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    鄂尔多斯盆地苏里格气田属于典型的致密砂岩气藏,储层非均质性强、提交储量时样本数据有限,储量计算结果存在一定的误差。以苏里格气田14区块盒8段、山1段致密砂岩气藏为研究对象,提出以储层地质知识库为约束的储量复算思路与方法。以气田密井网区储层地质知识库为指导,对研究区有效储层进行精细描述,刻画含气边界的基础上,按照“平面分单元、纵向分小层”的思路,采用容积法对储量进行复算。此外,依据累计产气量、储量丰度及内部收益率对储量进行综合分类评价。复算结果表明,含气面积和储量丰度的减小引起复算储量减少,含气面积减小是储量减少的主要原因;稀井网砂体边界控制产生的误差、井间砂体减薄尖灭及储层的非均质变化共同引起含气面积的减小。评价结果证实区块储量物质基础落实,具备较长期稳产的资源基础。
     
  • 郑瑞辉,刘杏,黄军平,张慧敏,赵双丰,张枝焕
    天然气地球科学. 2017, 28(9): 1330-1340. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2017.08.020
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    川东北地区陆相层系天然气的研究工作取得了重要的进展,但四川盆地通南巴构造陆相层系天然气组成特征比较复杂,气源方面的认识一直存在争议,成藏时间尚不明确。在对川东北地区典型气藏地质特征及天然气地球化学特征剖析的基础上,探讨了通南巴构造陆相层系天然气的气源及成藏期次。结果表明,研究区陆相层系天然气以烃类化合物为主,非烃含量低,甲烷含量在95%以上,为海相、陆相气源的混合气,主要来源于陆相地层须家河组及自流井组烃源岩的贡献。通南巴构造陆相层系不同含气层段总体经历了2期成藏事件:①须家河组在中侏罗世早期至晚侏罗世中期、早白垩世中期各经历一次成藏事件;②自流井组在中侏罗世早期至晚侏罗世早期、早白垩世各经历一次成藏事件。
     
  • 非常规天然气
  • 康毅力,白佳佳,游利军
    天然气地球科学. 2017, 28(9): 1341-1349. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2017.07.001
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    有机质是含气页岩的重要组分之一,有机质含量及类型在相当大程度上控制着页岩的孔隙度及含气性。前人工作多关注页岩矿物组分及其赋存方式所导致的声速及力学性质各向异性方面,而对有机质含量与页岩声波传播响应特性的关系则很少研究。以鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7段富有机质页岩为研究对象,利用自行研制的SCMS-J型声电测试仪,采集15MPa围压下页岩纵/横波传播信息,分析有机质含量对纵/横波传播速度及页岩力学性能的影响,并运用快速傅里叶变换对采集的岩样声波波形数据进行频谱分析。研究表明:①纵/横波传播速度随着有机质含量增加而减小,纵/横波波速比随着有机质含量增加而增大;②页岩动态剪切模量G、动态体积模量K和动态弹性模量E随着有机质含量增加而降低,而泊松比v随着有机质含量增加而增大;③有机质含量越高,高频部分吸收越明显,主频向低频移动,形心频率fc大小与有机质含量呈负相关。研究成果对基于声波测井信息评价页岩有机质含量及含气性具有一定的借鉴意义。
     
  • 杨文新,李继庆,苟群芳
    天然气地球科学. 2017, 28(9): 1350-1355. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2017.08.021
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    页岩含气量对页岩气田储量计算至关重要,直接关系到页岩气的产量、递减规律等。页岩气以游离气和吸附气形式赋存,有重量法等温吸附、容量法等温吸附、现场含气量测试等不同方法测试吸附气、游离气。通过测试页岩气降压解吸过程中气体体积变化来测量吸附气量,首次建立了同时测试页岩吸附气、游离气的方法。该方法采用柱状页岩岩心,模拟不同温度、压力、含水、真实孔隙结构等条件,消除了等温吸附曲线的负吸附异常;分析了有机质含量、压力、温度、含水、气体组成等因素对页岩吸附量的影响。实验结果表明,页岩的甲烷吸附量随压力增加而增加,压力大于12MPa后达到吸附/解吸动态平衡,吸附量不再增加;有机质含量TOC增加时吸附量增加;温度增加时吸附量降低;页岩含水后吸附量降低;甲烷吸附量高于氮气吸附量;焦石坝龙马溪组主力层页岩在温度20℃、压力30MPa下页岩气吸附气量介于1.8~3.1m/t之间,总含气量介于5.1~6.5m/t之间,吸附气占总气量40%左右。
     
  • 张洲,王生维,周敏
    天然气地球科学. 2017, 28(9): 1356-1362. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2017.07.008
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    利用构造裂隙填图技术,在新疆阜康白杨河矿区地表围岩中实测了388个观测点,根据观测点构造裂隙的发育特征划分破碎等级,预测了地下煤储层构造裂隙的优势方向和发育特征,并利用6口煤层气井的产量数据、压裂曲线和井径扩大率进行验证。结果表明:地表围岩中观测点破碎等级较高的区块,煤储层内构造裂隙系统发育,天然裂隙联通情况良好,渗透率较高,煤层气井产量较高,压裂曲线的形态以先高后低型和波浪型为主,井径扩大率一般大于15%以上;观测点破碎等级低的区块,煤储层内构造裂隙系统发育不足或严重不足,天然裂隙联通情况较差,渗透率较低,煤层气产量为中产或低产,压裂曲线的形态为上升型,井径扩大率一般小于7%。利用该方法预测煤储层构造裂隙发育特征与工程数据吻合度较高,证明了该方法的有效性和可靠性,为有类似地质条件的煤层气开发区块煤储层裂隙系统预测,提供了一种新思路和新技术。

  • 天然气地球化学
  • 王权,操义军,刁帆,张金峰,郭柳汐,邹华耀
    天然气地球科学. 2017, 28(9): 1363-1374. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2017.08.019
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    基于天然气组分以及组分同位素分析结果,结合凹陷烃源岩有机地球化学特征与地质背景,对廊固凹陷天然气的成因类型及其分布规律进行了研究。结果表明,廊固凹陷浅层(<1 900m)与中深层(>1 900m)天然气的地球化学特征存在很大的差异,具有不同的成因类型。浅层天然气藏以次生型生物改造气藏为主,是热成因气的湿气部分遭受细菌降解而产生的次生生物气与残留热成因气(主要为甲烷)混合而成。其主要特征为:气体干燥系数大于95%,但重烃气含量较高(ΣC2+>0.5%);甲烷稳定碳同位素组成较轻(δ13C1值分布在-60‰~-50‰之间);异构丁烷含量增加,丙烷含量明显减少;很多气样稳定碳同位素序列在丙烷处发生局部倒转。深层天然气主要为偏腐殖型热成因气,而且大多数天然气为干酪根初次裂解气。深层天然气以低—中等成熟度(RO值范围为0.5%~0.8%)为主,主要来自成熟度相当的沙三下亚段烃源岩;而曹家务、固安地区深度超过4 000m的4个气样以及别古庄地区奥陶系潜山气藏成熟度较大(RO值范围为1.1%~1.5%),来自深层的沙四段—孔店组烃源岩。廊固凹陷深层天然气的分布受控于烃源岩干酪根类型以及热成熟度,浅层天然气的分布则主要与沟通深部热成因油气的断裂活动强度有关。固安、柳泉、郎东等地区浅层是次生型生物改造气藏的主要分布区与有利勘探带,固安—旧州地区大兴断层深部的砾岩体以及别古庄地区的潜山是深层热成因天然气的有利勘探区带。
     
  • 陈双,黄海平,张博原,谢增业
    天然气地球科学. 2017, 28(9): 1375-1384. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2017.07.005
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    为了研究不同类型原油和源内残余沥青在高演化阶段的甲烷产率,明确天然气成因类型,系统整理了不同类型原油及源岩的金管模拟实验结果,统计了甲烷产率随模拟温度的变化,发现原油性质对生气过程和生气量都有明显控制,重质油起始生气温度低于轻质油和正常油,在原油裂解成气初期,甲烷产率变化为重质油>正常原油>轻质油,重质油对天然气成藏贡献较大;在原油大量裂解过程中,轻质油的甲烷产率很快超过正常原油和重质油,最终成为天然气成藏的主力。重质油产气早是因为其富含非烃和沥青质,裂解活化能低,产气率低与H/C值(原子比)低有关,轻质油产气晚是因为其富含饱和烃,裂解活化能高,产气率高与H/C值(原子比)高有关。轻质油开始裂解对应成熟度约为Easy% RO=1.5%。干酪根及源内分散沥青生气与原油裂解受相同的因素控制,H/C值高低控制了不同类型干酪根的生气量,在各成熟阶段上甲烷产率始终是Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ型有机质。源内分散沥青在化学组成上接近重质油,但比重质油更容易裂解,除活化能低外,还受到黏土矿物催化的影响,其起始裂解成熟度大体为Easy% RO=1.0%。这种差异对热演化程度极高的四川盆地天然气成因类型确定和潜力评价有非常重要的地质意义。
     
  • 王钊,周新平,李树同,李士祥,邱军利,张文选,王琪
    天然气地球科学. 2017, 28(9): 1385-1395. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2017.07.010
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    鄂尔多斯盆地吴起地区延长组长9油层组和长10油层组的源储特征存在较大争议。针对这一问题,通过地球化学测定方法,对该地区长9段原油和长10段原油的地球化学特征进行了精细对比和解剖,研究发现:长9段原油地球化学特征变化较大,其正构烷烃具有双峰和单峰2种类型,C27—C29甾烷呈倒“L”型分布,表现出明显的高等植物输入特征,说明母质来源广泛。长10段原油正构烷烃呈单峰分布,C27—C29甾烷呈“V”型分布,母质来源基本上均为水生微生物,并且来源集中。结合碳同位素特征判断长9段—长10段原油形成于淡水弱还原—弱氧化环境中。综合以上特征推断出长9段原油和长10段原油可来源于不同的烃源岩。它们具有完全不同、相对独立的油源。长9段原油部分来自长7段上部烃源岩。该发现将为延长组下组合的成藏机理研究提供帮助。
     
  • 赵志平,官大勇,韦阿娟,刘朋波,付立
    天然气地球科学. 2017, 28(9): 1396-1405. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2017.08.016
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    以渤海海域取自探井的1 254个地层水数据点为基础,总结了渤海海域地层水矿化度特征及水型分布规律,并探讨了其差异分布的控制因素。结果表明:渤海海域地层水矿化度整体表现出随埋深增加而增大的正向水化学剖面特征,在东营组顶部(1 750~2 000m)出现矿化度的淡化带,将新生界分成新近系和古近系2个次级正向水化学剖面;古气候条件与沉积环境控制了研究区地层水矿化度的宏观展布格局,研究区南部莱州湾凹陷古近系盐岩、膏岩的发育是研究区矿化度呈现南高北低的主要原因;深大断裂通过调节深部流体活动进一步控制了浅层地层水的平面差异展布;垂向上,2 480m作为化学分异面,形成了上、下2个水化学系统,上部系统受平原组沉积期以来的海水覆盖,加之新近纪沉积的巨厚地层,导致地层水矿化度升高,氯化钙型水相对富集,而表现出与陆上油区迥异的水化学特征;下部系统(沙三段—东二下亚段)受控于烃源岩大量生排烃作用,形成高矿化度碳酸氢钠型地层水。
     
  • 天然气开发
  • 贾成业,贾爱林,韩品龙,王建君,袁贺,乔辉
    天然气地球科学. 2017, 28(9): 1406-1415. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2017.07.007
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    随着页岩气国家级示范区的建设,中国页岩气进入规模开发阶段;到2016年12月,长宁-威远、昭通和涪陵国家级页岩气示范区实现年产气量79×108m,到2030年页岩气规划年产量达到(800~1 000)×108m,展现出良好的发展前景。四川盆地龙马溪组地层厚达300m左右,进一步识别出优质页岩段,评价优质页岩储层特征是开发阶段的首要任务。依据笔石带特征和沉积相演化,将龙马溪组划分为龙一、龙二2个层段;志留纪早期深水陆棚沉积环境控制了优质页岩的空间分布,岩心观察识别出龙一段底部黑色炭质页岩和硅质页岩是优质页岩发育的有利岩相,优质页岩具有高有机碳含量、高脆性矿物含量、高含气量的特征;优质页岩段地质储量丰度集中,平均储量丰度达到1.85×108m/km2,是页岩气规模化开发的有利层位。
     
     
  • 端祥刚,安为国,胡志明,高树生,叶礼友,常进
    天然气地球科学. 2017, 28(9): 1416-1424. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2017.07.013
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    裂缝网络是页岩气有效开发的基础,为研究页岩裂缝渗透率在有效应力作用下的变化规律,选取具有代表性的四川盆地龙马溪组页岩样品,通过实验考察了基质、微裂缝和人工裂缝渗透率对应力的敏感程度,总结了孔渗幂指数模型、Gangi模型和Walsh模型对裂缝渗透率的拟合和修正结果,并探讨了支撑裂缝和裂缝滑移降低应力敏感性的作用机理。研究结果表明,微裂缝和人工无填充裂缝的渗透率的应力敏感最强,随着有效应力的增加呈指数式递减,Gangi模型和Walsh模型的拟合精度都在97%以上,参数分析结果表明可通过增加裂缝面的粗糙度和向裂缝加入支撑剂来降低其应力敏感系数。有支撑和滑移裂缝的应力敏感性最低,仅仅在一定应力范围内满足Walsh模型。高应力状态下,优选强度较高、耐压性好的陶粒支撑剂有利于提高裂缝的导流能力,而裂缝滑移在一定程度上比裂缝支撑剂更能增加裂缝渗透率,因此在水力压裂模型中应该考虑设计裂缝滑移来降低裂缝的应力敏感性。
     
     
  • 鄢友军,李隆新,徐伟,常程,邓惠,杨柳
    天然气地球科学. 2017, 28(9): 1425-1432. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2017.08.018
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    四川盆地多数碳酸盐岩缝洞型气藏储层压力高,主力产层段的取心整体破损较多,利用现有岩心开展室内流动模拟实验较为困难。数字岩心分析技术作为储层微观结构和渗流特征研究的又一项新兴的重要技术手段,具有可动态模拟地层条件下流动参数,不破坏岩心等特点,可以用于四川盆地碳酸盐岩缝洞型储层流动实验研究。以该类气藏真实岩心CT扫描结果为基础,建立数字岩心三维模型,并利用有限元三维数字岩心流动模拟技术,模拟分析了在地层条件下流体的流动情况,得出其流动规律:在缝洞型储层中裂缝是流体主要的渗流通道,流体主要按照溶洞、基质、裂缝、出口的流动秩序逐次进行,其气体能量损耗主要发生在缝洞间的基岩部分。三维数字岩心流动模拟技术应用数字化手段对储层渗流规律和机理进行综合分析,可为该类气藏的开发对策提供必要的数据支撑。
     
  • 天然气资源与经济
  • 金凤鸣,贾善坡,张辉,林建品,尚翠娟,刘静,刘团辉,赵政嘉,席增强
    天然气地球科学. 2017, 28(9): 1433-1445. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2017.07.009
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    中国京津冀地区对利用含水层建设储气库有重大需求,但是利用含水层建设储气库投资大、风险高,在中国尚无先例,特别是在京津冀所处的断陷盆地中,由于地质构造复杂,建库风险更大。以京津冀地区断陷盆地含水层构造为研究对象,系统分析了圈闭、储层、盖层、断层等不同地质参数对含水层储气库的影响,选取了否定性、能力型、控制型、经济性等4个关键因素,对照法国等国外建设含水层储气库的成功经验,建立了京津冀断陷盆地建设含水层储气库圈闭目标优选的多层次、多指标综合评价体系,并运用层析分析法确定了不同指标的权重,对京津冀地区断陷盆地11个初选圈闭目标进行评价排序,优选出了大5石盒子组、孙虎孔店组、大参2奥陶系潜山等3个适宜改建地下储气库的含水层构造。文章是在国内首次开展的水层目标勘探生产实施评价基础上形成的,对于复杂地质条件下的含水层储气库选址具有一定的指导意义。