2019年, 第30卷, 第2期　刊出日期：2019-02-10

  

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天然气地质学
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  四川盆地中三叠统雷口坡组天然气勘探的关键地质问题

  刘树根, 孙玮, 宋金民, 雍自权, 王浩, 赵聪

  天然气地球科学. 2019, 30(2): 151-167. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.12.011

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  基于四川盆地中三叠统雷口坡组的深入研究和油气勘探过程分析，总结了目前有关雷口坡组的基本认识:①烃源复杂且主力烃源层不明确，混源气占多数；②储集层类型多样，既有滩相储层、风化壳岩溶储层，又有微生物岩储层；③储集层层位多，雷一段、雷三段、雷四段均有优质储层发育，但各段优质储层发育的主控因素和形成机理不清楚；④油气成藏机理复杂，过程不明。据此，提出四川盆地中三叠统雷口坡组天然气勘探的关键地质问题有：①气藏主力烃源岩和输导系统问题；②储层类型、成因和分布问题；③气藏成藏过程和机制问题。只有这些关键地质问题的研究取得较大进展，雷口坡组的勘探才有望发现成片成带的规模性天然气藏。
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  四川盆地东部卧龙河地区中二叠统茅口组白云岩岩石物理特征及分布预测

  高博乐, 金吉能, 鄢杰, 黎洋, 赵丹, 王建一

  天然气地球科学. 2019, 30(2): 168-175. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.10.015

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  白云岩作为优质储层具有巨大的潜在经济价值，但在复杂构造背景下的白云岩地震预测方法尚不完善。为此，以四川盆地东部卧龙河地区中二叠统茅口组白云岩钻井岩心资料为基础，结合三维地震勘探资料研究该地区茅口组白云岩地质—地球物理特征规律，并基于岩石物理分析采用叠前同步反演有效预测了白云岩有利发育区。研究表明：①将纵波阻抗Zp和Vp/Vs属性作为区分白云岩与灰岩的敏感属性，两者融合得到的白云岩指示因子（DIL）分布预测指示卧龙河构造中轴部及偏东的区域为该区茅口组白云岩的最有利发育区，预测结果与实际井情况吻合度高；②该区茅口组白云岩普遍发育于断裂两翼，越靠近断裂位置其厚度越大，且构造下盘白云岩厚度受地层倒转影响小于上盘部位。
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  晚二叠世盐亭—蓬溪拉张槽东段特征及其对四川盆地中部长兴组油气成藏的控制作用

  梁霄, 童明胜, 梁锋, 邓宾, 刘微, 李飞, 马文辛, 刘博文

  天然气地球科学. 2019, 30(2): 176-189. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.12.005

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  长期以来，四川盆地中部上二叠统长兴组油气勘探尽管已取得发现，但并未形成大规模产能。现今对川中地区长兴组礁滩体分布特征、晚二叠世“盐亭—蓬溪”拉张槽东段边界特征以及长兴组成藏耦合关系并不清晰。结合最新地震资料，精细刻画出盐亭—蓬溪拉张槽东段最新边界，总结分析四川盆地中部长兴组礁滩体分布规律与油气地质特征。研究表明：①盐亭—蓬溪拉张槽东段南西侧以发育条带状生屑礁滩复合体为主要特征，定名为磨溪生屑滩高带。北东侧以发育透镜状生物礁为主要特征，定名为广安生物礁高带。②盐亭—蓬溪拉张槽对川中地区长兴组厚度及礁滩体分布具有控制作用。拉张槽边界两侧长兴组厚度具有明显差异，礁滩体主要发育在拉张槽两侧长兴组中上部地层中。③盐亭—蓬溪拉张槽对川中地区上二叠统—下三叠统烃源岩分布具有控制作用，拉张槽内部长兴组厚度减薄，而飞仙关组一段厚度明显增大，具备较优质烃源岩发育条件。④四川盆地中部是以下寒武统为主的多源供烃模式，具有垂侧向复合输导系统，长兴组为次生古油藏—原生气藏/次生气藏模式。综上认为，长兴组油气地质特征相较下古生界更为复杂，四川盆地中部长兴组古油藏规模有限，气源不足是现今未大规模成藏的主要原因。烃源岩/优势气源区—输导系统—优质礁滩体储层耦合是寻找长兴组油气勘探“甜点”区的关键。
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  四川盆地龙岗东地区长兴组生物礁储层多期流体充注及油气成藏过程

  蒋婵, 谷一凡, 张洁伟, 蒋裕强, 徐昌海, 廖义沙

  天然气地球科学. 2019, 30(2): 190-202. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.10.009

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  基于四川盆地龙岗东地区长兴组礁滩储层的充注序列、流体包裹体、激光拉曼分析，对比潜在烃源岩生物标志化合物，认为长兴组储层存在多期流体充注，充填序列包括：第一期次方解石→沥青→第二期次方解石；沥青→萤石→石英→第二期次方解石等。第一期次方解石代表浅埋藏环境中正常地层流体充注；储层沥青来源于龙潭组烃源岩；萤石、石英具有异常高温，代表热液流体充注，含沥青包裹体（含油包裹体的裂解产物）富集表明热液流体充注与龙潭组生烃时期匹配；第二期次方解石代表中—深埋藏中正常地层流体充注，表明总体具有3期油气充注阶段：第一期为早侏罗世中—晚期(约190~175Ma)的少量龙马溪组天然气充注，对应长兴组地层温度约为110~130℃。第二期为中侏罗世到晚侏罗世早期(约175~160Ma)的龙潭组生油高峰期充注，形成大量含油包裹体，伴生大量含甲烷气—液两相包裹体，地层温度为130~140℃。第三期为早白垩世中晚期—晚白垩世中期(约120~90Ma)的原油裂解成气过程（地温超过160℃），伴生大量储层沥青。关键充注时期的逆断层活动是后期保存条件被破坏的主要原因。
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  重庆南川地区五峰组—龙马溪组黑色页岩沉积环境与有机质富集关系

  何龙, 王云鹏, 陈多福, 王钦贤, 王成

  天然气地球科学. 2019, 30(2): 203-218. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.10.013

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  利用有机碳、硫以及主量元素和微量元素等地球化学方法，分析了重庆东南部南川县三泉剖面的上奥陶统五峰组黑色页岩、观音桥段泥灰岩、下志留统龙马溪组黑色页岩的沉积环境与有机质的富集关系。结果表明，五峰组中上段和龙马溪组下段为有机质富集层段,Ba、P显示晚奥陶世—早志留世四川盆地内具有较高的生产力水平；V/Cr、Ni/Co和S/C等指示五峰组沉积时为缺氧还原条件,冰期观音桥段为富氧—贫氧环境，龙马溪组为厌氧硫化环境；Mo/TOC表明五峰组页岩受局限盆地控制，观音桥段和龙马溪组为中等—弱滞留环境；Ce异常揭示了冰期前后古海平面的变化对海底氧化还原条件造成的影响；TOC与Ba、Ti/Al的弱相关性表明初级生产力水平与陆源碎屑对五峰组—龙马溪组黑色页岩有机质的富集影响较小；而与V/Cr、Ni/Co的正相关性则表明缺氧还原的沉积环境是影响五峰组—龙马溪组黑色页岩有机质富集的主要因素。
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  柴达木盆地坪西地区基岩气藏储层特征

  李延丽, 苟迎春, 马新民, 李程程, 王朴, 陈芳芳

  天然气地球科学. 2019, 30(2): 219-227. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.12.006

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  柴达木盆地东坪气田是近年来发现的国内外罕见的基岩古潜山气藏，坪西地区属东坪气田三大断块之一，是东坪基岩气田主要潜力区之一。综合利用岩心观察、薄片分析、X-射线衍射分析及激光共聚焦、CT扫描等实验室分析资料，明确了坪西基岩气藏的岩性特征及储集空间类型；综合试气资料、构造解释成果及裂缝地震属性资料，揭示了坪西基岩气藏的成藏特征及主控因素。研究认为，坪西基岩气藏岩性主要为变质灰岩、板岩及板岩与变质灰岩的混杂岩，储集空间类型主要为构造缝、溶蚀缝及溶蚀孔。变质灰岩和板岩因发育高角度缝和层理缝，是最有利的储集岩性。坪西基岩气藏为具裂缝、基质孔双重孔隙结构的复杂变质岩构造—裂缝型气藏，构造和裂缝是成藏的主要控制因素，构造控制了气层的分布，与气源断裂相伴生的裂缝控制了天然气的富集。研究成果对坪西基岩气藏的勘探开发提供了地质理论依据及技术支撑，具有现实指导意义。
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  柴达木盆地基岩油气藏储盖特征及组合方式

  孙秀建, 杨巍, 白亚东, 谢梅, 石正灏

  天然气地球科学. 2019, 30(2): 228-236. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.09.014

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  基岩油气藏是目前柴达木盆地油气勘探的重点领域，前期勘探程度低，储盖组合认识不清。研究发现，柴达木盆地基岩油气藏主要发育在山前带，基岩储层岩性复杂多样，共钻遇花岗岩和变质岩两大类岩性，储层具有孔隙+裂缝的双重介质储集空间，裂缝以构造裂缝和溶蚀缝为主，孔隙以溶蚀孔隙为主。受沉积环境和干旱气候影响，柴达木盆地基岩发育2种类型盖层：其一是基岩上覆的含膏泥岩、泥岩区域盖层；其二是咸水下渗，方解石和膏岩类胶结于基岩顶部储层的孔隙和裂缝中，形成的顶封式局部盖层。由于构造运动和剥蚀作用的影响，基岩储层和上覆盖层在时间上是不连续的，但在空间上是直接接触，含膏泥岩和泥岩盖层直接覆盖在基岩层之上，储盖组合配置好，形成大范围的面—面接触，对油气起到良好的遮挡作用。
天然气开发
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  考虑页岩缝宽动态变化的微裂缝气体质量传输模型

  曾凡辉, 彭凡, 郭建春, 钟华, 向建华

  天然气地球科学. 2019, 30(2): 237-246. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.10.010

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  页岩气藏普遍发育有微裂缝，降压生产时应力敏感引起的微裂缝宽度变化将会显著影响页岩气的质量传输。综合考虑页岩气体在微裂缝中传输时的滑脱效应、克努森扩散和表面扩散等影响因素，运用弹塑性力学、解吸附理论，建立了考虑页岩微裂缝缝宽动态变化的气体质量传输模型，并应用分子模拟验证了模型的可靠性。在此基础上，研究了页岩储层微裂缝中气体质量传输规律和不同传输机理对气体质量传输的贡献。结果表明：①该模型能够很好地反映微裂缝中共存的连续流动、滑脱流动以及克努森流动等多种流态。②地层压力大于3.4MPa时，缝宽变化导致气体传输能力下降，下降后的传输能力最小仅为未考虑缝宽变化时的0.45倍；地层压力小于3.4MPa时，缝宽变化使气体传输能力增大，增大后的传输能力最大为未考虑缝宽变化时的4.5倍。③气体质量传输能力与裂缝压缩性呈负相关，而与岩石杨氏模量、泊松比呈正相关；地层压力小于4MPa时，气体质量传输能力与气体解吸附性呈正相关；地层压力大于4MPa时，不同解吸附性对质量传输的影响几乎一致。④表面扩散只有在纳米级别的微裂缝和低地层压力下才会对气体的质量传输产生较大影响。当表面扩散作用对气体传输贡献较小时，滑脱流动和克努森流动对质量传输的贡献呈现“此消彼长”的趋势；当表面扩散所占比重较大时，随着其比重的降低，滑脱流动和克努森流动对质量传输的贡献将先同时增加，然后“此消彼长”。
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  考虑主裂缝的页岩气产能预测模型

  张磊, 徐兵祥, 辛翠平, 乔向阳, 穆景福, 许阳, 韩长春

  天然气地球科学. 2019, 30(2): 247-256. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.11.009

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  多级压裂水平井裂缝形态复杂性增加了页岩气产能预测的难度，基于裂缝形态为“主裂缝+复杂裂缝网络”的情况，建立考虑主裂缝的页岩气三孔线性流数学模型，通过无因次化和Laplace变换求得拉式空间下产量解析解，编程计算得到三孔模型产量典型曲线，其中裂缝线性流为主裂缝与复杂裂缝网络系统的共同作用。对比三孔模型与双孔模型，三孔模型增加了主裂缝系统，主裂缝不仅决定着页岩储层中气体的流动模式，同时影响着页岩气井的产量。分析主裂缝对产量的影响，结果表明：裂缝半长x_F影响流动的每个阶段，x_F越大产量越高，流动到达边界时间越早；缝宽w_F影响裂缝线性流和过渡流阶段，w_F越大产量越高，但裂缝线性流阶段持续时间不变，过渡流持续时间缩短；x_F对产量的影响程度大于x_F。三孔模型的建立，不仅能指导页岩气井压裂施工，而且为存在主裂缝的页岩气多级压裂水平井提供了产能预测和分析模型，提高了页岩气井产量预测的精度。
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  页岩气水平井组产量递减特征及动态监测

  谢维扬, 刘旭宁, 吴建发, , 张鉴, 吴天鹏, 陈满

  天然气地球科学. 2019, 30(2): 257-265. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.11.002

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  国内外页岩气田大量采用水平井组开发模式，在提高了生产效率的同时也降低了管理成本。基于页岩气藏特殊渗流机理及解吸扩散规律，建立了页岩气多级压裂水平井渗流数学模型，并分析了其不稳定产量递减规律，结合平台式水平井组生产方式，模拟了水平井组内多井生产情况并分析了多井干扰对于水平井组生产效果的影响，进一步明确了在井组内存在不同井数和井距情况下的生产动态特征。通过多种方法对比，认为精细化的数值模拟法适用于页岩气水平井组的产量递减分析，并在此基础上进一步探索性地提出了页岩气水平井组动态监测方案。研究结果为页岩气水平井组开发技术政策制定及动态分析方法优选提供了借鉴。
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  鄂尔多斯盆地榆林气田马五 ₁₊₂气藏不同地质储量计算及采收率评价

  文开丰, 杨国平, 高君微, 郝玉鸿, 白慧, 张银德, 叶葱林, 孙龙

  天然气地球科学. 2019, 30(2): 266-273. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.09.016

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  榆林气田下古生界马五₁₊₂亚段碳酸盐岩气藏，位于鄂尔多斯盆地靖边古潜台东侧，是靖边气田已开发的马五₁₊₂ 气藏向东的继续扩展，下古生界储层钻遇效果、生产特征显示良好开发潜力。由于储层非均质性较强以及气田开发早期资料不够丰富、井网密度相对较低等原因，导致提交的探明储量存在一定程度的误差。同时，气田在滚动开发过程中，避开了储层薄、物性差区域，故实际动用地质储量与早期提交的探明地质储量存在差异，影响了采气速度、采出程度及采收率等开发指标计算结果的准确性。针对存在的问题，采用多种方法，将气藏划分为相对独立的流动单元，通过落实各流动单元含气面积及储量，扣除了含气面积内未开发区域，核实得到的实际动用地质储量，更加准确可靠。同时，运用多方法计算气井动态地质储量，采用面积加权法与流动单元法计算气田动态地质储量，在此基础上，计算出储量动静比，为准确计算采收率奠定了基础。通过经济评价及气藏工程研究，确定气田废弃产量、废弃地层压力，结合气田动态地质储量及储量动静比，最终确定不同地质储量对应的采收率。对比分析认为：探明地质储量采收率误差大；核实动用地质储量采收率切合实际，具横向可比性；动态地质储量采收率排除了不可渗流的无效储量，更加科学、实用。
非常规天然气
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  鄂尔多斯盆地张家湾地区长7页岩油气储集特征及其影响因素

  孙兵华, 张廷山,

  天然气地球科学. 2019, 30(2): 274-284. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.08.016

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  鄂尔多斯盆地张家湾地区延长组长7湖相页岩中已发现了页岩气和部分工业油流。页岩层系中的孔隙类型、孔径大小和分布特征等对页岩储层的储集能力、渗透性、页岩油气赋存状态和含量均有重要影响。利用氩离子抛光和场发射扫描电镜分析、低压CO₂与N₂吸附、XRD等测试方法，分析了长7页岩油气储层的地球化学特征、孔隙类型、孔径分布及影响因素。结果表明，该区长7页岩厚度大(30~110m)，有机质丰度和含油量高(TOC值平均为4.97%，可溶烃含量平均为4.54mg/g，氯仿沥青“A”含量平均为0.80%)，R_O值主要介于0.6%~1.1%之间，热解峰T_max值为430~469℃。页岩孔隙类型多样，残余粒间孔、粒间溶蚀孔、粒内溶蚀孔、黄铁矿集合体和黏土矿物晶间孔、有机孔等均发育，有机孔孔径多数小于50nm，为微孔和介孔，占有机孔总数的61%，部分大于100nm。刚性颗粒间孔、粒内溶孔、刚性颗粒和黏土矿物间的无机粒间孔的孔径相对较大，黏土矿物粒内孔孔径相对较小。该区长7页岩孔隙度介于0.8%~7.7%之间，平均为3.2%。孔隙孔径主要介于0.8～10μm之间，具有多峰分布的特点，不同岩性和岩石组合样品的孔径分布曲线存在较大差异。页岩中粉砂岩纹层越发育，刚性碎屑的粒度越大，石英和长石含量越高，黏土矿物含量越低，中大孔越发育，孔隙度越大；TOC、有机质热演化程度越高，有机孔越发育。
  
  
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  页岩气储层迂曲微裂缝二维重构及多点起裂分析

  徐加祥, 丁云宏, 杨立峰, 刘哲, 陈挺

  天然气地球科学. 2019, 30(2): 285-294. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.10.014

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  在复杂的地质条件下，页岩气储层中的天然裂缝往往呈现迂曲状几何形态，为了研究迂曲微裂缝在水力压裂过程中的起裂位置，根据描述真实裂缝几何形态的相关参数，利用自主开发的MATLAB程序，实现了对不同长度、孔隙度、迂曲度和方位角的裂缝的二维重构，借助COMSOL Multiphisics中“自由和多孔介质流动模块”以及“多孔弹性模块”建立了裂缝—基质耦合渗流模型及岩石基质应力—应变模型，对不同迂曲度、方位角以及带天然裂缝的迂曲裂缝周围应力及起裂位置进行分析。结果表明，压裂液流速在迂曲微裂缝中呈现波动下降，其压力平缓下降且压力梯度沿裂缝长度方向逐渐减小；迂曲微裂缝会在裂缝曲率较大的位置出现多个起裂点，且起裂位置数量和区域大小随裂缝迂曲度的增大而增加，而裂缝方位角的变化对起裂位置影响较小；在主裂缝中流体压力作用下，未胶结的天然裂缝两端出现破裂，更有利于页岩气储层中复杂缝网的形成。
天然气地球化学
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  烃源岩前处理过程对金刚烷类化合物定量分析的影响

  翟佳, 房忱琛, 胡国艺, 黄凌, 刘红缨, 魏彩云, 许雷

  天然气地球科学. 2019, 30(2): 295-304. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.10.007

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  研究了不同溶剂(正戊烷、二氯甲烷)和浓缩过程对煤、海相页岩中金刚烷类化合物定量结果的影响。实验结果表明，不同溶剂的抽提会对样品中金刚烷类化合物的定量结果造成明显差异。二氯甲烷比正戊烷抽提得到的金刚烷类化合物含量明显要高，差异可达3~37倍。而且，样品中金刚烷类化合物含量越高，抽提溶剂造成的差异越大。其中，低碳数金刚烷类化合物在2种溶剂中的含量差异较大，高碳数金刚烷类化合物的含量差异较小，含量基本接近。另外，溶剂的选择对金刚烷参数影响比较明显。同时，实验结果还表明，浓缩过程对金刚烷类化合物定量结果的影响不明显。
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  《天然气地球科学》2018-2期封面及目次

  《天然气地球科学》-期封面及目次

  天然气地球科学. 2019, 30(2): 9021-9022.

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