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  • 非烃气体
    李剑, 王晓波, 徐朱松, 崔会英, 王晓梅, 张斌, 国建英, 陶士振, 陈践发, 谢增业, 田继先, 王义凤
    天然气地球科学. 2024, 35(5): 851-868. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.04.027
    摘要 (666) PDF全文 (247) HTML (497)   可视化   收藏

    氦气是一种关系国民经济和高新技术产业发展的全球性稀缺资源,中国工业用氦主要依赖进口,因此急需明确氦气成藏富集规律、寻找富氦气田,落实中国氦气资源家底和开发潜力。系统梳理了全球氦气资源分布及开发现状,开展国内氦气资源普查与分布研究,剖析了国内典型富氦气田气藏特征及成藏条件,明确了中国主要富氦气田氦气成因来源和富集成藏主控因素,认为中国天然气中氦气主要以壳源为主,指出相对浅埋的富铀钍古老花岗岩基底或侵入体、早期形成的大型稳定古隆起或古潜山、良好的上覆巨厚膏盐岩或泥岩盖层、沟通基底和储层的运移通道是氦气成藏富集的主控因素,建立了富氦常规气、富氦页岩气、富氦非烃气和富氦水溶气4种不同类型富氦气藏的成藏模式并预测富氦有利勘探区。在此基础上分析了中国氦气资源开发前景,提出了寻找富氦气田,加强中、低丰度氦气资源综合开发利用是未来提高中国国内氦气产量的重要方式。

  • 天然气地质学
    刘全有, 朱东亚, 孟庆强, 宋玉财, 吴小奇, 李鹏, 许汇源, 彭威龙, 黄晓伟, 刘佳宜, 魏永波, 金之钧
    天然气地球科学. 2024, 35(5): 741-762. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.04.001
    摘要 (467) PDF全文 (770) HTML (261)   可视化   收藏

    地球内部不同层圈相互作用过程中的物质循环和能量传递对浅层盆地内部多种类型资源的形成及富集具有显著影响。深部地质作用过程与浅部资源效应这一核心科学问题备受关注,其中在深部流体/熔体物质传输影响下的有机—无机相互作用及资源效应是关键所在。梳理了地球多层圈有机—无机相互作用对盆内多种资源的影响机理。在深部流体/熔体活动背景下,有机—无机相互作用主要通过形成利于富有机质烃源岩发育的沉积环境、提供促进生烃的物质能量、产生改造储层性质的流体环境和影响油气组分的聚集效果的方式控制油气资源的形成和聚集;深部流体携带地球深部的气体组分(CH4、H2、CO2等)和热能进入盆地促使了天然氢气和地热资源潜力的形成;深部物质为铀矿提供铀源,富铀流体在生物作用和含烃流体作用下形成砂岩型铀矿;深部流体活动对煤矿资源的形成和变质也产生了较大影响。未来针对地球多层圈有机—无机相互作用的研究应当突破盆地限制,在地球系统的背景下围绕层圈物质和能量传输、盆内与盆外一体化展开。重点对非生物烷烃气成因、工业聚集和天然富(含)氢气藏的成因、富集、潜在勘探区评价、地质储存开展深入研究,助力推进中国能源转型和绿色发展。

  • 天然气地球科学. 2024, 35(5): 2.
  • 非烃气体
    张文, 陈文, 李玉宏, 周俊林
    天然气地球科学. 2024, 35(6): 1099-1112. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2023.09.012
    摘要 (367) HTML (298)   可视化   收藏

    氦气是重要的战略性资源,在航空航天、医疗成像和高新制造业发挥着不可替代的作用。稀有气体具有壳源、幔源和大气源三大来源,且在不同储集库中同位素特征差别大,可有效揭示壳—幔演化以及各圈层相互作用,也为示踪弱源氦气成藏过程提供重要手段。研究统计了中国各大盆地的含氦特征,并进一步对美国Hugoton⁃Panhandle气田、国内柴北缘地区油气田、坦桑尼亚裂谷带温泉区和国内渭河盆地地热田等典型富氦气藏中稀有气体同位素特征进行了归纳性研究。结果表明, 国内多个含油气盆地均发现有富氦气藏,国内外目前具有工业开采价值的氦气藏中3He/4He值基本显示壳源特征,即由铀、钍等氦源元素通过α放射性衰变生成。不同气藏中 20Ne/36Ar值及20Ne和36Ar等同位素含量特征差异较大,代表不同富氦气藏形成时所经历的油—气—水等多相平衡过程不尽相同,氦气的富集与地下水及气藏主要气体组分的运移密切相关。壳源氦气藏中4He与20Ne之间常呈正相关关系,表明这些气藏中4He富集可能与地下水密切相关,氦气应先溶于地下水再脱溶进入油气藏。幔源CO2富氦气藏通常规模较小,氦气富集过程可能是因为CO2易溶解于地下水或矿化形成碳酸盐矿物,使得气藏中CO2减少,氦气相对丰度增加。进一步提出氦气成藏的四大有利条件:古老克拉通及富铀钍花岗岩提供充足的氦气来源、发育新构造活动、存在地下水系统和游离气相以及气藏中主要气体组分相对于氦气补给量适中。

  • 综述与评述
    李明瑞, 张雷, 张三, 曹茜, 章辉若, 李涵
    天然气地球科学. 2024, 35(8): 1339-1350. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.05.003
    摘要 (348) PDF全文 (175) HTML (336)   可视化   收藏

    在梳理总结勘探成果、理论技术进展的基础上,系统评价鄂尔多斯盆地铝土岩气藏资源潜力,提出未来铝土岩气藏的发展方向。鄂尔多斯盆地铝土岩气藏是蕴藏在含铝岩系地层中的特殊气藏类型,该套含铝岩系在盆地广泛分布,位于下古生界风化壳与上古生界沉积地层之间,其成因属于喀斯特型。铝土岩气藏主体位于庆阳古陆东翼古地貌斜坡区的含铝岩系地层中,从岩性组合及矿物特征分析认为其分布与微古地貌和沉积相明显相关,具有原地堆积与二次搬运2种沉积建造特征,可进一步划分出高地潜坑型、斜坡阶地型、封闭潟湖型3种铝土岩气藏类型,且在平面上具有一定的分区性。勘探分别落实L47、CT3、L68、HT14、HT7等5个有利含气区,其中L47井区铝土岩具有连续“透镜状”分布特征。首口铝土岩水平井试气达353.4×104 m3/d,创盆地上古生界单井最高产量,气藏具有单体厚、点群式的“鸡窝状”分布特征,直井试气最高产量达100×104 m3/d以上,综合评价有利勘探面积为7 000 km2,天然气资源量约为5 000×108 m3。研究表明:鄂尔多斯盆地西南部特殊的古陆背景、湿热气候环境、长期风化淋滤作用是形成铝土岩气藏的优越条件;不同于其他类型储层,铝土岩储层在表生期、成岩期、成藏期均具有一定的变化,且在表生期已基本定型,优质储层分布主要受垂向岩溶作用和横向泄水通道发育程度控制;攻关形成的三维地震预测识别与测井评价技术、多组分耦合活性酸加砂压裂技术是发现铝土岩高效气藏的重要保障。自2021年铝土岩气藏发现以来勘探成效显著,更加明确了铝土岩作为高效气藏勘探的前景十分广阔,坚定了在古陆周边寻找铝土岩气藏规模储量的认识,同时积极完善新类型气藏配套技术,为高质量动用铝土岩气藏积累丰富技术经验。

  • 非烃气体
    秦胜飞, 赵姿卓, 吴伟, 周国晓, 陶刚, 李济远
    天然气地球科学. 2024, 35(5): 890-901. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.04.030
    摘要 (339) PDF全文 (157) HTML (179)   可视化   收藏

    针对煤层气和页岩气能否形成富氦气藏的问题,采用地球化学方法开展了煤和页岩中U、Th含量、煤层气与页岩气中氦气含量研究,并对煤和页岩生氦潜力及含氦性进行了客观评价。结果表明:尽管相对于其他岩石,煤和页岩中U、Th的含量明显偏高,发生放射性衰变产生的氦气相对较多,但煤和页岩生成的大量天然气会对氦气造成严重的稀释作用,从而导致煤层气和页岩气难以富氦。相同演化程度下,煤中有机碳含量远高于页岩,其生气量也远高于页岩,对氦气的稀释程度远大于页岩,因此煤层气中氦气含量远低于页岩气。在少数地区发现了富氦页岩气和煤层气,其主要是由于气藏中混有其他来源(特别是古老基底岩石)的氦气供给,这些气藏多分布在古老花岗岩体之上或附近或构造活动带上,但这种情况并不普遍。

  • 非常规天然气
    万永平, 王振川, 韩双彪, 乔钰, 高洪涛
    天然气地球科学. 2024, 35(10): 1724-1739. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.05.006
    摘要 (315) PDF全文 (225) HTML (267)   可视化   收藏

    鄂尔多斯盆地东南缘延安气田上古生界山西组和本溪组的煤层发育,埋深普遍超过2 000 m,并且煤层的分布广泛,具有较大的勘探开发前景,可为未来深部煤层气勘探研究提供有力支撑。研究选取延安气田典型井深部5#煤层及8#煤层进行了高精度煤层气现场解析实验,通过多种实验方法及手段对煤岩储层特征、差异含气性特征及其主控因素进行了深入研究,并在延安气田范围内划分东区、中区、西区及南区4个评价单元,以5#煤层及8#煤层为主力评价层位,采用多种资源评价方法对延安气田深部煤层气资源潜力进行了评价。研究结果表明:5#煤层厚度较薄,平均为1.6 m;8#煤层厚度较大,平均为2.3 m;5#煤层与8#煤层煤岩表现为特低孔、特低渗储层,其中孔隙发育主要受有机质及矿物影响,导致其孔隙结构特征复杂;5#煤层与8#煤层煤岩有机碳丰度高、孔隙度及渗透率较大、镜质组含量高,指示其吸附性强、储集物性及孔隙连通性较好,煤岩已进入生干气阶段,煤层气资源潜力大,有利于形成丰度高的煤层气藏;优选的4口天然气老井压裂试采均点火成功,表明5#煤层和8#煤层深部煤层气潜力大;通过体积法、类比法计算出延安气田5#煤层和8#煤层煤层气资源量为(2.9~3.54)×1012 m3,利用特尔斐法权重计算煤层气资源量为3.06×1012 m3,显示出延安气田深部煤层气较高的勘探潜力。综合认为,延安气田5#煤层和8#煤层气成藏条件良好,勘探开发潜力大,有望成为气田持续稳产的接替资源。

  • 非烃气体
    陶士振, 陈悦, 杨怡青
    天然气地球科学. 2024, 35(5): 869-889. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.04.012
    摘要 (311) PDF全文 (383) HTML (203)   可视化   收藏

    基于氦气来源、赋存载体、地质背景及典型富氦气田解剖,分析梳理了氦气资源及区带分类体系、控藏要素有效性及主要富集模式。基于氦气自身特殊性及依附于天然气聚集成藏相关性分析,从氦气来源多样性、赋存载体类型、载体气技术经济性、载体气成因、载体气主要组分、氦气源储组合、原型盆地构造背景及氦气含量等9个方面,首先分析梳理了中国氦气资源类型划分方案与分类体系,为后续分门别类针对性细化研究和评价奠定基础。其次,分析指出了中国东中西部氦气资源类型纵横向分布变化特征、发育的构造动力学背景、地质地球化学特征与成藏关键条件。第三,从氦气“生—运—聚”系统与富氦气藏形成控制要素及有效性角度,剖析了氦气聚集控藏要素有效性及地质评价值得重视的相关问题,指出了氦气成藏和勘探评价中的认识误区。最后,从盆地构造背景、控氦富集机制及勘探思路和方向角度,提出了中国氦气赋存的“原盆—构造—岩性—载气”4层次要素组合区带的勘探选区评价思路及分类方案,据此梳理了中国4类盆地8类富氦区带,分析并建立了中国克拉通古隆起型、克拉通边缘断褶变异型、坳陷盆地断隆型、前陆盆地斜坡/隆起型、断陷盆地断凸型及富铀钍基岩型等8种典型区带富氦气田富集模式暨勘探模式,剖析了不同类型富氦气藏形成主控因素,为后续探寻发现类似富氦气区和目标评价提供思路参考。

  • 天然气地质学
    巩磊, 秦欣楠, 卢俊, 高阳, 孟令箭, 袁红旗, 卢崎, 尹晓曦
    天然气地球科学. 2024, 35(6): 925-937. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2023.12.012
    摘要 (304) PDF全文 (241) HTML (273)   可视化   收藏

    天然裂缝系统在渤海湾盆地黄骅坳陷南堡凹陷古潜山碳酸盐岩致密油气的成储成藏过程中发挥关键作用,影响着优质储层的分布和油气的运移与聚集。利用野外露头、岩心、微观薄片以及成像测井等资料,对南堡凹陷古潜山碳酸盐岩储层裂缝在纵横向上的发育规律开展定量化描述,明确了裂缝发育的主控因素。在此基础上,利用构造应力场数值模拟技术,对南堡凹陷古潜山碳酸盐岩储层裂缝发育规律进行定量预测。研究区古潜山碳酸盐岩储层主要发育构造裂缝、成岩裂缝、风化裂缝和溶蚀裂缝4种类型,以构造裂缝为主。裂缝矿物填充程度不高,有效性较好,59%为有效裂缝。岩心构造裂缝线密度分布在3~10条/m之间,平均为5.6条/m,构造裂缝高度一般小于30 cm,主要分布在5~20 cm之间。微观裂缝面密度分布在25~50 cm/cm2之间,平均为32.3 cm/cm2,微观裂缝孔隙度主要分布在0.24%~0.69%之间,平均为0.55%。微观裂缝为致密储层提供了有效的油气储集空间,同时使孔隙连通性增强,有利于流体运移聚集。研究区主要发育3组裂缝,以近E—W向和NE—SW向最发育,其次为NW—SE向。南堡凹陷致密碳酸盐岩储层裂缝的发育程度主要受岩性、岩石力学层和断层的影响。储层裂缝在白云岩和白云质灰岩中发育较好,在泥岩中往往不发育。不同级别岩石力学界面影响着裂缝的几何形态、规模和发育强度。层控裂缝一般垂直并终止于岩石力学界面,穿层裂缝可以跨越多个岩石力学层,受更高级别的岩石力学界面控制。断层是控制裂缝非均质发育的重要因素,在断层核附近的裂缝发育程度高,尤其是断层端部、叠覆区、交叉区以及断层伴生褶皱的转折端等构造部位是裂缝发育密集带,而随着远离断层带,裂缝数量呈递减趋势。

  • 天然气地质学
    黄士鹏, 赵振宇, 艾悦, 姜华, 田兴旺, 江青春, 马德波, 宋微, 宋海敬
    天然气地球科学. 2024, 35(5): 799-809. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.04.019
    摘要 (293) PDF全文 (142) HTML (156)   可视化   收藏

    基于天然气组分、碳氢同位素、储层沥青、烃源岩条件和源储组合分析,明确了四川盆地开江—梁平海槽两侧长兴组—飞仙关组天然气的来源及其差异,并指出了龙潭组煤成气的有利勘探方向,取得如下认识:①长兴组—飞仙关组天然气主体上以烷烃气为主,均为典型干气;②海槽东侧长兴组—飞仙关组甲、乙烷碳同位素组成明显轻于海槽西侧,西侧的龙岗气田乙烷碳同位素组成要重于元坝气田,而甲烷氢同位素组成则要比元坝气田偏轻;③东岳寨气田、普光气田和元坝气田天然气主要来源于吴家坪组II1—I型腐泥型有机质;龙岗气田则是煤成气和油型气的混合气,煤成气的比例稍高,来源于吴家坪组II1—II2型混合型有机质;④龙潭组内部可形成煤岩气、致密砂岩气和页岩气等多类型气藏。遂宁—泸州、阆中—广安—涪陵一带分别是煤岩气和海—陆过渡相页岩气勘探的有利区带;遂宁—合川、广安—南充一带长兴组礁滩发育区也是煤成气勘探的有利勘探区带。

  • 天然气地质学
    张向涛, 彭光荣, 谢世文, 卫哲, 单玄龙, 贺文同, 郝国丽
    天然气地球科学. 2024, 35(3): 379-392. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2023.11.009
    摘要 (292) PDF全文 (149) HTML (176)   可视化   收藏

    珠江口盆地白云凹陷西南部通过新钻井发现优质储层,但是目前关于该区域珠海组储层孔隙演化与成岩作用过程的相关研究很少,制约着深水区优质储层的评价与潜在甜点区的有效预测。首先选取白云凹陷珠海组最新深海钻井岩心作为研究对象,结合大量薄片、铸体薄片、X射线衍射以及岩石物理性质测试等资料,对其岩石特征、孔隙演化、成岩作用以及对储层物性的影响等方面进行了系统研究。结果表明:珠海组砂岩储层主要为长石砂岩和长石岩屑砂岩。储层孔隙类型以原生孔隙和次生溶解孔隙为主,原生孔隙大多受到改造,溶蚀孔隙比较多见。珠海组砂岩储层经历了强烈的成岩作用改造,包括压实作用、胶结作用、溶蚀作用和交代作用。系统总结了白云凹陷西南珠海组存在4种典型的成岩相:中—细粒砂岩机械压实相、中—细粒砂岩硅质胶结相、细—粉粒砂岩碳酸盐胶结相与中—细粒砂岩胶结—溶解混合相,并分析了成岩作用、成岩阶段与孔隙演化之间的耦合关系。通过对影响优质储层发育成岩因素的分析,发现压实作用是控制储层质量的主要因素,胶结作用和溶解作用是影响储层岩石物理性质的次要控制因素;碳酸盐含量和黏土矿物含量与物性呈明显的负相关;靠近生烃中心区域的储层接受大量酸性流体,引起的溶解作用进而形成的次生孔隙也能提高储层的物性。研究成果既有益于丰富白云凹陷珠海组储层研究理论体系,也能为类似深水油气勘探工作提供科学依据。

  • 天然气地球化学
    米敬奎, 帅燕华, 姜林, 马行陟
    天然气地球科学. 2024, 35(5): 902-916. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.04.021
    摘要 (289) PDF全文 (252) HTML (170)   可视化   收藏

    对中国南方页岩气地球化学特征统计分析结果表明,寒武系筇竹寺组页岩气除了具有与志留系龙马溪组页岩气相似的干燥系数极高(>98.9%)、碳同位素倒转的地球化学特征外,还具有N2含量高,页岩含气量低的特征。在对目前各种高过成熟阶段天然气碳同位素倒转成因理论分析的基础上,提出甲烷裂解过程的聚合作用是高过成熟阶段天然气碳同位素倒转的重要原因。这一观点得到了CH4+N2混合气体及碳同位素正序天然气裂解模拟实验验证。不同条件下CH4+N2混合气体裂解模拟实验结果证明,甲烷大量裂解时氮气也不会分解,且页岩对甲烷的裂解具有催化作用。结合有机质结构及页岩储层导电性能随成熟度的演化、不同结构烃类分子裂解键能的对比,认为有机质在生气结束后(甲基完全脱落)的强烈石墨化作用会导致页岩电阻率明显降低,并伴随着甲烷的裂解。相关模拟实验结果表明有机质演化过程中氮气生成虽主要发生在烃类气体生成将近结束阶段之后(R O>3.0%),但氮气生成量与有机质整个演化过程烃类气体的生成量相比非常少。寒武系页岩气地球化学特征、生烃模拟实验结果、甲烷与天然气的裂解模拟实验、寒武系页岩含气量与页岩储层物性及页岩成熟度综合研究结果表明,除了地质保存条件外,甲烷裂解应是寒武系(特别是R O>3.0%区域)页岩气低产及高含N2的另一个重要因素。

  • 天然气地质学
    龚德瑜, 苗一豪, 陈旋, 苟红光, 林潼, 李涤, 杨润泽, 韩琰
    天然气地球科学. 2024, 35(5): 823-837. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.03.011
    摘要 (275) PDF全文 (89) HTML (131)   可视化   收藏

    中二叠统芦草沟组是准噶尔盆地东部最重要的烃源岩层系,前期研究已证实其在吉木萨尔凹陷具备极好的生烃潜力,但在东部其他地区是否具备规模生烃潜力尚待深入研究。基于总有机碳和热解、有机岩石学、生烃模拟实验、盆地模拟、井—震联合解释等方法,系统比较了吉木萨尔凹陷和盆地东部其他地区芦草沟组烃源岩的生烃潜力,探讨了优质烃源岩的发育环境,刻画了规模有效烃源灶的分布。研究结果表明:准噶尔盆地东部芦草沟组烃源岩为一套以I—II型干酪根为主的倾油型烃源岩,总体为好—极好烃源岩。除继承性凸起区外,该区芦草沟组烃源岩在侏罗纪陆续进入生烃门限,在白垩纪普遍进入主生油窗,现今进入主生油窗的面积达1.1 × 104 km2。吉木萨尔凹陷与盆地东部其他地区芦草沟组烃源岩具有相似的生物标志物特征,表现为较低的姥植比和Pr/n⁃C17、Tm/C30藿烷、C19/C21三环萜烷和C24四环萜烷/C26三环萜烷值以及较高的β⁃胡萝卜烷丰度、伽马蜡烷丰度和Ts/Tm值,反映其沉积于还原性较强的咸水湖相环境,母质来源以藻类和细菌等低等生物为主。研究区芦草沟组烃源岩生油强度整体>3×106 t/km2,在博格达山前、吉木萨尔凹陷、东道海子凹陷、五彩湾凹陷和沙帐断褶带发育多个生油强度>5×106 t/km2的生油中心,总面积约为12 500 km2,具备形成大中型油田的资源潜力。研究结果进一步夯实了准噶尔盆地东部地区油气资源基础,为寻找盆地油气勘探战略接替领域提供了有益的借鉴。

  • 天然气地质学
    彭威龙, 邓尚, 张继标, 黄诚, 邱华标, 李映涛, 刘雨晴, 刘大卫
    天然气地球科学. 2024, 35(5): 838-850. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.04.008
    摘要 (249) PDF全文 (101) HTML (116)   可视化   收藏

    塔里木盆地顺北地区4号断裂带发育典型凝析油气藏,凝析油气成因机制与富集主控因素不明制约了勘探向外围的拓展。基于有机地球化学特征与区域地质背景综合分析,明确了顺北4号断裂带凝析油气成因机制与富集主控因素,主要取得以下3点认识:①顺北4号断裂带发育原生的凝析油气藏,凝析油气藏的形成主要受到有机质差异演化,多期成藏以及次生作用影响。②顺北4号断裂带凝析油气藏整体次生作用较弱,但是中段和南段所经历的次生作用相对强于北段;次生作用包括原油裂解作用、气侵作用以及TSR作用。③顺北4号断裂带北段凝析油气藏富集程度明显高于中段和南段;凝析油气富集高产主要受到输导条件以及储层规模控制,断裂活动强度越大,输导条件越好,储层规模越大,膏盐岩越薄也越有利于油气沿走滑断裂向上运移,从而导致油气高产富集。

  • 非烃气体
    惠洁, 康锐, 赵伟波, 范立勇, 贾丽, 季海锟, 王宇菲
    天然气地球科学. 2024, 35(9): 1688-1698. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.01.013
    摘要 (246) PDF全文 (217) HTML (200)   可视化   收藏

    近年来鄂尔多斯盆地的勘探显示,其具有良好的氦气资源潜力,但对氦气分布特征及资源量认识薄弱,限制了对氦气富集规律的认识及后续的勘探工作。针对该问题,系统开展了鄂尔多斯盆地长庆气区氦气含量、分布特点及资源量评价研究。结果表明:庆阳气田、宜川气田以及苏里格气田西部均呈现出工业氦和富氦的特点,其中庆阳气田氦气含量范围为0.121%~0.204%(平均为0.144%),宜川气田氦气含量范围为0.060%~0.177%(平均为0.086%),苏里格气田氦气含量范围为0.018%~0.168%(平均为0.053%);而榆林气田、靖边气田、神木气田和子洲—米脂气田的氦气含量普遍比较低,平均含量为0.034%。氦气多富集于盆地周缘地区,盆地中心氦气浓度最低,在纵向上则表现出二叠系最高、奥陶系最低的特点。新建立的氦气资源量评价方法计算表明,盒8段和山1段储层原位生成的最大氦气量分别为6.27×106 m3和1.39×106 m3,分别占其实测氦气储量的52.69%和3.11%,表明有外来源区氦的输入。鄂尔多斯盆地西南部的产氦单元有变质基底、沉积层系和印支期岩浆岩3类,所能生成的氦气量分别为2.14×1010 m3、1.44×1010 m3和1.74×107 m3,总氦气生成量约为358×108 m3

  • 天然气地球化学
    倪云燕, 张津川, 姚立邈, 董国梁, 王圆, 王力, 陈建平
    天然气地球科学. 2024, 35(11): 1897-1909. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.05.007
    摘要 (239) PDF全文 (140) HTML (214)   可视化   收藏

    不同类型的天然气具有不同的碳氢同位素组成,因此,天然气碳氢同位素组成是天然气成因判识的重要指标之一。随着天然气勘探技术的不断发展和勘探数据的持续增长,对天然气成因与来源的认识也在不断加深,如何更新和验证现有数据,以确保天然气成因判识图版的适用性变得至关重要。综合分析了中国四川、塔里木、鄂尔多斯、吐哈、松辽、苏北、三水、柴达木、渤海湾等盆地以及北大西洋中脊Lost City等地区不同成因类型天然气的碳氢同位素特征与常用的碳氢同位素相关的成因鉴别图版,得到以下4点结论:① 中国天然气甲烷碳同位素(δ13C1)、乙烷碳同位素(δ13C2)、丙烷碳同位素(13C3)、丁烷碳同位素(δ13C4)值分布范围分别为-89.4‰~-11.4‰(均值为-36.6 ‰)、-66.0‰~-17.5‰(均值为-29.4‰)、-49.5‰~-13.2‰(均值为-27.3‰)、-38.5‰~-16.0‰(均值为-25.6‰);② 中国天然气甲烷氢同位素(δD1)、乙烷氢同位素(δD2)、丙烷氢同位素(δD3)值分布范围分别为-287‰~-111‰(均值为-177‰)、-249‰~-94‰(均值为-158‰)、-237‰~-75‰(均值为-146‰);③ 中国天然气甲烷及其同系物之间碳同位素和氢同位素以正序分布为主(δ13C113C213C313C4,δD1<δD2<δD3),且大部分天然气样品甲烷和乙烷之间的碳氢同位素分馏幅度大于乙烷和丙烷之间的碳氢同位素分馏幅度(Δ(δ13C213C1)> Δ(δ13C313C2),Δ(δD2-δD1)>Δ(δD3-δD2));④ δ13C1—δ13C2—δ13C3图版、δ13C1—δD1图版、δ13C1—C1/C2+3图版、Δ(δ13C213C1)—Δ(δ13C313C2)图版、Δ(δD2-δD1)—Δ(δD3-δD2)图版等都能对天然气进行一定程度的成因鉴别,不同图版之间的联合应用能够加强鉴别效果。

  • 天然气开发
    熊健, 朱梦渊, 刘伟, 刘峻杰, 刘向君, 梁利喜, 丁乙
    天然气地球科学. 2024, 35(4): 563-572. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2023.10.018
    摘要 (237) PDF全文 (503) HTML (203)   可视化   收藏

    以准噶尔盆地南缘地区深层致密砂岩储层为研究对象,通过室内实验和数值模拟的手段综合研究深层致密砂岩裂缝应力敏感性及其影响因素,并讨论支撑剂、裂缝角度、地层孔隙压力、水平应力差等因素对裂缝开度和裂缝闭合量的影响。研究结果表明:岩石支撑缝渗透率随有效应力增大而减小,剪切、劈裂破坏岩样的平均不可逆渗透率损害率分别为86.15%、62.19%,剪切破坏岩样应力敏感性小于劈裂破坏岩样,地层剪切裂缝更有利于后期的生产开发;支撑剂对岩样支撑缝渗透率影响较大,铺设、未铺设支撑剂的平均不可逆损害率分别为26.61%和74.17%,支撑剂能为裂缝面提供有效的支撑作用,减缓裂缝开度闭合的速度,降低裂缝应力敏感性,铺设支撑剂后裂缝岩样的最大渗透率损害率、不可逆渗透率均大幅度下降,卸载后渗透率恢复较高,支撑缝渗透率得到保持;在数值模拟实验中,人工裂缝与水平最大主应力夹角增大、地层孔隙压力减小或水平应力差增大都会导致裂缝面位移量逐渐增大,裂缝面上受到的应力增大,等效裂缝开度减小和裂缝闭合量增大,裂缝逐渐闭合,最终使支撑缝渗透率降低。

  • 天然气地质学
    赵虎, 王宏川, 赵容容, 陈伟, 李居正, 安虹伊, 莫倩雯, 戴菁芸
    天然气地球科学. 2024, 35(7): 1123-1135. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.03.004
    摘要 (222) PDF全文 (100) HTML (204)   可视化   收藏

    四川盆地北斜坡台缘带边缘灯影组四段(灯四段)源储配置关系优越,勘探潜力巨大。在沉积和溶蚀的双重作用下,研究区灯四段储层纵横向均表现出很强的非均质性,已钻井测试产量普遍较低。前人研究认为北斜坡优质储层的发育是控制灯四段气藏规模的关键因素,如何识别优质储层,成为灯四段丘滩体储层预测及目标优选的关键所在。针对传统储层地震识别预测存在明显的多解性问题,和测井数据和岩心能反映地层实际特征这一事实。从已钻井的成像测井资料出发,对比岩心孔洞发育特征,优选优质储层层段,标定合成记录和地震剖面,总结灯四段优质储层测井及地震响应特征,再通过正演模拟、古地貌分析、地震属性分析和储层预测等方法,建立研究区优质丘滩体储层识别模式,明确优质储层纵横向发育特征,精细刻画岩性圈闭及优质丘滩体储层平面展布特征,为北斜坡灯四段勘探开发提供技术支撑。研究表明:优质丘滩体储层主要发育在灯四上亚段中上部,厚度在10~60 m不等,横向上与古地貌耦合关系较好,主要分布在近台缘古地貌高部位。

  • 天然气地质学
    王雷, 李明瑞, 周义军, 姚志纯, 姚仙洲, 张苗苗, 郭晓娇
    天然气地球科学. 2024, 35(8): 1375-1386. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.04.023
    摘要 (218) PDF全文 (91) HTML (142)   可视化   收藏

    鄂尔多斯盆地陇东地区太原组铝土岩气藏是一种新的非常规气藏,具有“小而肥”的特点,勘探潜力大,但铝土岩系变化快,分布不稳定,严重限制了勘探拓展。在采用印模法恢复太原组沉积前古地貌形态的基础上,精细刻画微古地貌单元,并结合岩心、录井和测井等资料研究铝土岩系地质特征及发育模式。结果表明:陇东地区太原组沉积前岩溶古地貌发育岩溶高地、岩溶斜坡及岩溶洼地3个次级岩溶古地貌单元,对应发育潜坑、沟槽及溶蚀洼地等负向微古地貌单元;主要发育泥质铝土质+铝土岩+煤/泥岩、铁质泥岩+双铝土岩段+炭质泥岩、铁质泥岩+厚层铝土岩/泥质铝土岩+泥岩/煤及铁质泥岩+铝质泥岩+泥/灰岩4种垂向岩性组合;受岩溶古地貌、海平面变化及淋滤作用强度控制,铝土岩系形成经历了红土残积物形成、原始铝土矿层形成、负向地貌单元铝土岩堆积、淋滤改造形成多孔铝土岩及广泛海侵煤泥覆盖5个主要阶段。同时,根据铝土岩系与围岩岩性和物性差异大的特征,利用叠后地震属性及叠前反演技术,对铝土岩系分布进行了刻画及预测,结果显示陇东地区太原组铝土岩在岩溶古地貌各级地貌单元中呈孤岛状、带状、片状有序分布,铝土岩系总分布面积为613 km2,其中孤岛状及带状发育区是铝土岩勘探最有利区。

  • 天然气地质学
    张荣虎, 余朝丰, 杨钊, 熊冉, 智凤琴
    天然气地球科学. 2024, 35(9): 1519-1531. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.04.009
    摘要 (213) PDF全文 (104) HTML (176)   可视化   收藏

    塔里木盆地西部阿瓦提凹陷周缘海相烃源岩油气资源潜力巨大,海相砂岩储层的发育程度是制约阿瓦提凹陷西缘柯坪逆冲推覆带油气勘探的关键因素。以上奥陶统—下志留统柯坪塔格组砂岩为例,综合露头、钻井、地震和实验分析资料,采用多因素叠合分析方法,明确了海相环境的规模砂体沉积体系、储层特征及其勘探意义。研究表明:阿瓦提凹陷西缘柯坪塔格组早期以建设性的潮控三角洲沉积体系为主,晚期以滨岸沉积为主,发育有规模厚度的致密砂岩储层;柯坪塔格组砂岩以岩屑砂岩为主,岩屑石英砂岩次之,具有成分成熟度低、结构成熟度高的特征,发育粒间孔及构造缝,孔隙度一般为6%~10%,以IV类储层为主,III类储层次之,少量II类储层;主要受控于沉积微相和构造挤压作用,逆冲推覆带前展带及阿瓦提凹陷西缘斜坡区三角洲及前滨砂岩规模储层相对发育;阿瓦提凹陷西北缘斜坡上发育断块和砂岩上倾尖灭性油气藏,有利区带面积达4 320 km2,预测天然气资源量为7 076×108 m3,石油资源量为7 817×104 t。柯坪逆冲推覆前沿的深层-超深层弱构造挤压区是构造—岩性油气藏勘探的战略有利领域。

  • 天然气地质学
    熊亮, 董晓霞, 魏力民, 王同, 沈杰, 何建华, 邓虎成, 徐浩
    天然气地球科学. 2024, 35(12): 2091-2105. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.05.005
    摘要 (204) PDF全文 (118) HTML (216)   可视化   收藏

    川西南井研—犍为地区筇竹寺组页岩气资源丰富,勘探潜力巨大,但其沉积古环境及有机质富集机制尚不明确,严重制约着该地区页岩气勘探开发。为查明井研—犍为地区筇竹寺组古沉积环境演化规律及有机质富集机制,基于主微量元素测试和气相色谱—质谱分析,结合有机地球化学指标、生物标志物、成烃生物组分及岩石矿物组分等对研究区古沉积环境条件及有机质来源等进行综合分析。研究表明,井研—犍为地区筇竹寺组古沉积环境纵向差异明显,海侵期有机碳含量相对较高,有机质来源以浮游绿藻为主,单位生烃潜力较为有限,但相对开阔的水体环境结合温暖潮湿的古气候条件有利于生物的繁殖和生长,具有一定的初级古生产力。在此基础上,有机质富集主要受氧化还原条件控制,并受沉积速率、水体盐度等多因素影响,整体形成以保存条件控制为主的有机质富集模式。此外,研究区筇竹寺组中下部受热液活动影响显著,具有极高的古生产力条件,但其过高的热液活动反而导致了水底还原环境的动荡,有机质流失严重。

  • 天然气地质学
    杜广宏, 姚泾利, 张盟勃, 侯芳, 瞿长, 张三
    天然气地球科学. 2024, 35(8): 1387-1395. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.04.029
    摘要 (203) PDF全文 (55) HTML (152)   可视化   收藏

    近年来,鄂尔多斯盆地陇东地区古生界铝土岩储层天然气勘探获得了重要突破,亟需对铝土岩气藏成藏的主控因素进行研究。为揭示铝土岩气藏形成的构造控制因素,通过构造发育、断层及构造特征展布特征、古地貌及微古地貌分析等方面探讨了铝土岩气藏成藏的构造控制因素。结果表明:①陇东地区铝土岩储层的形成主要受长期的构造抬升、海西期断层、斜坡背景上的低缓断阶带分布等构造背景控制;②铝土岩储层主要分布在岩溶高地古地貌上的潜坑,岩溶斜坡古地貌上的主、次沟槽组成的网状负地形以及岩溶洼地古地貌上的浅洼等微古地貌单元,不同地貌单元发育的岩性组合、铝土岩储层发育程度、分布特征也不相同;③铝土岩气藏的成藏、富集受断层附近发育的局部构造圈闭控制,在铝土岩储层发育区,古、今构造形成的低—微幅度背斜、断背斜、断鼻等局部正向构造圈闭是铝土岩气藏成藏的主要场所。研究阐述了陇东地区铝土岩储层及气藏的发育规律,也为类似地区及其他特殊岩性油气藏勘探起到指导作用。

  • 天然气地球化学
    王慧玲, 姚泾利, 石小虎, 杨鸣一, 王邢颖, 张仁燕
    天然气地球科学. 2024, 35(8): 1502-1518. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.03.003
    摘要 (196) PDF全文 (80) HTML (183)   可视化   收藏

    鄂尔多斯盆地陇东地区太原组铝土岩系天然气勘探的突破标志着铝土岩系不仅可以作为区域盖层,在局部地区也可以作为优质储层。通过岩心观察、岩石铸体薄片鉴定等手段,并结合常量、微量及稀土元素地球化学分析,研究了铝土岩系的元素分布特征和变化规律,查明了铝土岩系沉积环境和元素迁移特征。结果表明:①陇东地区太原组铝土岩系具有高铝、低硅、含铁、含钛的特点;②稀土元素整体表现为相对富集,这与母岩风化时稀土元素呈离子状态被吸附于黏土矿物、云母类矿物及铝矿物的表面及晶格内有关,但总量变化较大;微量元素Ni、 Co、V、Ga、Hf和 Sc具有相似的变化特征,表明这些元素在铝土岩成岩演化过程中具有很好的稳定性;③研究区铝土岩系的成岩环境经历多次氧化还原环境的交替,主要以陆相淡水沉积环境为主,并有过渡相和海相沉积的特征。该成果可为进一步研究陇东地区太原组铝土岩的沉积环境和物质来源提供借鉴。

  • 非常规天然气
    赵军, 郑超, 裴健翔, 汤翟, 贾将
    天然气地球科学. 2024, 35(10): 1713-1723. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.04.005
    摘要 (188) PDF全文 (72) HTML (166)   可视化   收藏

    中国海域深水浅层天然气水合物资源量巨大。海域深水浅层地质疏松,天然气水合物储层无致密盖层、非均质性较强,天然气水合物赋存状态难以识别,极大地制约了天然气水合物饱和度的预测工作。基于海域深水浅层天然气水合物的声、电响应特征,利用电阻率和纵波速度交会图版法识别天然气水合物的赋存状态,采用含泥质修正的密度公式计算天然气水合物储层孔隙度。采用含泥质修正的电阻率法、等效介质法和寻找最小联合误差的声电联合反演法预测QDN盆地YL靶区天然气水合物饱和度。预测结果表明,QDN盆地YL靶区采用联合反演法的预测值与氯离子浓度法的实测值最吻合,联合反演法预测误差为0.09%~14.89%,平均误差为6.85%。表明在判断水合物赋存状态的基础上选择相应的声电联合反演饱和度计算模型能极大地提高水合物饱和度的精度,为水合物饱和度的计算提供了一条好的途径。

  • 天然气地质学
    曹茜, 李涵, 潘星, 封莉, 刘宣妤, 侯芳, 李辉
    天然气地球科学. 2024, 35(8): 1396-1410. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.03.008
    摘要 (185) PDF全文 (80) HTML (146)   可视化   收藏

    鄂尔多斯盆地含铝土岩系地层较为发育,近年来针对该地层的铝土岩气藏的勘探开发取得重大突破,并提出了“古地貌控储、煤岩近源供烃、岩性构造控藏”的成藏模式,进一步揭示了铝土岩具有近源规模成藏的规律。为明确古地貌对铝土岩气藏的控制作用,以鄂尔多斯盆地陇东地区石炭纪太原组为例,通过印模法恢复前石炭纪古地貌形态特征,并结合钻井、测录井、地震、野外露头观察及分析化验等资料分析古地貌对陇东地区太原组铝土岩气藏的控制作用。研究表明:太原组沉积期古地貌主要发育高地、斜坡、洼地3个二级古地貌单元,斜坡又可分为潜坑、阶地及沟槽3个三级古地貌单元,主要以岩溶斜坡为主,古地貌整体趋势走向为西南高、东北低。古地貌对研究区前石炭纪铝土岩气藏的控制作用如下:①古地貌控制表,生期淋滤作用的时间和强度;②古地貌控制沉积相态的展布,沉积于古陆边缘及潮坪相的铝土岩厚度较大;③古地貌控制铝土岩厚度和孔隙发育,古地貌潜坑、阶地铝土岩厚度大,溶孔与裂缝发育;④上部广覆式煤系源岩生烃,生烃动力驱动向下运移至表生期发育的铝土岩储层聚集成藏,多孔状铝土岩是制约天然气成藏的关键地质要素。

  • 非烃气体
    赵栋, 王晓锋, 刘文汇, 张东东, 李孝甫
    天然气地球科学. 2024, 35(3): 507-517. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2023.08.010
    摘要 (185) PDF全文 (215) HTML (100)   可视化   收藏

    潜在氦源岩有效性评价是氦资源勘探开发领域关注的核心问题,但在以往的研究中,潜在氦源岩有效性评价多以岩石U、Th元素含量及年龄为主,未能全面表征影响氦源岩有效性的关键因素。为此,以花岗岩、泥页岩、片麻岩、铝土岩4种典型潜在氦源岩为研究对象,通过建立孔隙水累积溶解氦计算模型同时结合气藏实例,对各潜在氦源岩孔隙中溶解氦的累积、脱溶情况进行定量分析,从而对各潜在氦源岩有效性及有效氦源岩评价方法进行讨论与总结。研究认为:①潜在氦源岩孔隙中积累的溶解氦能否在适宜条件下规模性脱溶为游离氦是判识潜在氦源岩是否有效的关键性先决条件;②除岩石U、Th元素含量外,巨大的体量规模,适宜的孔隙度和含水饱和度,良好的“沉积埋藏史—气藏成藏史—构造演化史”时空匹配关系,以及相对专一的生氦能力也是评判潜在氦源岩有效性的关键参数;③通过建立溶解氦富集效率(ηHe)计算方法,认为在相同条件下花岗岩最易形成游离氦富集,泥页岩与铝土岩次之,片麻岩最难。

  • 天然气地球化学
    于聪, 胡国艺, 黄士鹏, 吴小奇, 廖凤蓉
    天然气地球科学. 2024, 35(5): 917-924. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.04.002
    摘要 (185) PDF全文 (146) HTML (95)   可视化   收藏

    轻烃地球化学研究是深层—超深层天然气生气机理研究的重要组成部分。以塔里木盆地和四川盆地为例,在对塔中Ⅰ、克深、龙岗、安岳等气田56个天然气样品轻烃分析的基础上,将中国深层—超深层天然气轻烃组成分为3种类型,其一以链烷烃为主,如塔里木盆地塔中奥陶系天然气,主要是原油进入初期裂解阶段产生;其二以环烷烃为主,如四川盆地安岳龙王庙组天然气,为原油大量裂解阶段产物,反映原油裂解气的成熟度很高;其三以芳烃为主,如塔里木盆地大北气田白垩系天然气,为煤系烃源岩过成熟阶段生成。与海相烃源岩有关的深层—超深层天然气大部分富含链烷烃,来源于煤系烃源岩的大部分富含芳烃,另外,热化学硫酸盐还原作用(TSR)对天然气轻烃组成也可能有影响,在开展海相深层—超深层天然气来源及形成阶段研究时应加以考虑。

  • 非烃气体
    章双龙, 肖富强, 邹勇军
    天然气地球科学. 2024, 35(3): 495-506. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2023.07.019
    摘要 (177) PDF全文 (346) HTML (94)   可视化   收藏

    系统采集赣南地区地热温泉伴生气体样品,借助气体组分、氦含量、同位素分析等手段,结合区域地质背景和相关文献研究资料,对氦气资源分布特征、成因及来源进行初步分析。结果表明:赣南地区氦气平均含量为0.416%,具备较好的资源品质;武夷隆起带、雩山隆起带南部和罗霄—诸广隆起带西部是氦气有利富集区域;氦气成因呈现以壳源为主、幔源为辅的总体特征,氦同位素与CO2碳同位素具有明显相关性,通过碳同位素能够指示氦气中幔源组分占比的高低,进而反映氦气的成因;赣南地区氦气成因具有从北西向南东方向,由壳源成因逐渐过渡到壳幔混合成因的特征;氦源条件主要包括富U、Th元素的花岗岩体和深大断裂带,花岗岩体是壳源氦气的主要源岩,深切地幔的深大断裂带构成幔源氦气的上升通道,复杂的断裂系统也进一步促进了氦气的运移聚集。

  • 天然气勘探开发与环境专栏
    陈科言, 吴凡, 李亮, 游静
    天然气地球科学. 2024, 35(4): 729-740. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2023.10.011
    摘要 (176) PDF全文 (386) HTML (129)   可视化   收藏

    页岩气开采过程中产生的返排液和产出水(FPW)中污染物总量大,有机物种类复杂,毒性不确定性高,可能对生态系统和人体健康构成威胁。现有研究对美国页岩气FPW中的有机污染物进行了定性定量分析,但在中国仍缺乏系统研究。综述了中美两国页岩气开采废水中的有机污染物组成情况,比较了同类典型有机污染物的浓度差异,并分析了两国页岩气开采产生关键有机污染物组成和浓度差异的潜在原因。研究发现,中国页岩气FPW中绝大多数有机物的浓度均低于美国(如苯系物、多环芳烃等)。中国页岩气FPW中有机物的定量数据相对缺失,仍需加强对中国页岩气场地关键致毒污染物的识别和定量分析。

  • 天然气勘探
    郭笑锴, 滕飞启, 吴明松, 郝志磊, 杨小明, 徐培裕, 张三
    天然气地球科学. 2024, 35(8): 1454-1466. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.04.022
    摘要 (174) PDF全文 (70) HTML (108)   可视化   收藏

    鄂尔多斯盆地陇东地区太原组铝土岩气藏规模相对较小且分布零散,沉积类型多样,岩性多变,物性参数级差大,储层含气性主控因素不明朗,气水关系复杂,试气差异大。从测井角度,深入分析了含铝岩系储层的试气结果与储层岩性厚度、物性、电性之间的关系,明确了影响含铝岩储层产量的主控因素:按照权重依次为岩性均质性、厚度、电性及物性。在此基础上,结合岩性识别和孔隙度计算分岩性建立区域气水识别图版;针对物性较差的含铝岩储层应用图版法存在局限性的问题,在利用声波时差与自然伽马包络面积的含铝岩快速识别方法的基础上,创新建立基于声波时差与自然伽马包络面积累加的岩性均质性指数,进一步结合含气性敏感测井变量孔隙度和电阻率构建了含气信号增强因子定量指示参数和流体敏感因子,可以较为直观地在铝土岩储层进行含气指示,实现了含铝岩储层的有效气水识别;同时,研究基于岩电实验,建立不同类型储集空间的饱和度计算模型,通过定量计算得到表征储层含气性的含水饱和度。研究方法在铝土岩储层新井试气选层、老井复查中应用效果显著,有效提高了测井解释符合率,支撑了区域单井试气选层及气藏认识。

  • 非常规天然气
    万云强, 陈践发, 陈聪, 刘超, 马勇, 梁佳宝
    天然气地球科学. 2024, 35(9): 1656-1670. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.01.003
    摘要 (174) PDF全文 (134) HTML (109)   可视化   收藏

    目前国内页岩气勘探突破主要集中于中浅层超压页岩气藏,随着研究的深入,页岩气勘探逐步向深层过渡,四川盆地涪陵页岩气田白马向斜整体为深层超压气藏,勘探潜力较大。利用J148⁃1井五峰组—龙马溪组测井资料及测试分析数据,分析五峰组—龙马溪组页岩含气性特征及其影响因素,探讨页岩气形成富集机理及页岩气成藏模式。五峰组—龙马溪组页岩含气量介于1.09~6.81 m3/t之间(平均为3.15 m3/t),随埋深增大而增加,1~3小层平均含气量为5.35 m3/t,为页岩气有利层段。总有机碳含量、矿物组成、储层性质及保存条件均对页岩含气性有一定控制作用,五峰组—龙马溪组页岩TOC值介于1.29%~5.50%之间(平均为2.75%),随埋深的增大而增加;石英含量为17.2%~64.7%(平均为36.1%),长石含量为2.7%~14.5%(平均为8.0%),碳酸盐矿物含量为2.0%~56.6%(平均为12.6%),黄铁矿含量为1.4%~6.7%(平均为3.4%),黏土矿物含量为17.2%~54.3%(平均为40.1%);1~4小层孔隙度介于2.38%~5.64%之间(平均为4.06%),8~9小层孔隙度介于1.95%~2.75%之间(平均为2.24%);1~4小层渗透率介于(0.03~16.43)×10-3 μm2之间(平均为0.75×10-3 μm2),8~9小层渗透率介于(0.05~55.63)×10-3 μm2之间(平均为2.31×10-3 μm2),总有机碳含量、石英含量、孔隙度等与含气量呈正相关关系;页岩发育矿物基质孔隙、有机质孔隙及裂缝孔隙3种孔隙类型,以有机质孔隙为主,研究区远离主控断层,区域性盖层发育,顶、底板岩性致密,保存条件好,游离气大量富集,为宽缓向斜型成藏模式。研究区五峰组—龙马溪组页岩在奥陶纪末—晚志留世处于未成熟阶段,晚志留世进入成熟阶段,中侏罗世进入高成熟阶段,晚侏罗世进入过成熟阶段,中白垩世热演化停止。

  • 天然气地质学
    卫延召, 阿布力米提·依明, 吴卫安, 吴爱成, 杨帆, 刘超威, 王泽胜, 周伯玉
    天然气地球科学. 2024, 35(5): 810-822. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.04.018
    摘要 (170) PDF全文 (165) HTML (87)   可视化   收藏

    准噶尔盆地东北部石炭系是该盆地天然气重要勘探领域,但长期以来火山岩被作为主要勘探对象,而忽视了源储共生的碎屑岩勘探和研究,造成对石炭系碎屑岩成藏条件及勘探潜力认识不足。通过对东北部石炭系烃源岩评价、有效源灶刻画、碎屑岩储层评价、油气源对比及成藏模式构建等,取得了3点认识:①东北部石炭系发育滴水泉组、松喀尔苏组B段、石钱滩组3套优质气源岩,主要存在三南凹陷—滴水泉凹陷、五彩湾凹陷—大井地区、东道海子凹陷—白家海凸起3个烃源中心;②东北部石炭系发育砂砾岩、砂岩、浊积岩、云质岩、页岩等多类型规模储集体,总体属于低孔低渗—超低孔超低渗储层,2 900~4 500 m深度段存在溶蚀孔隙发育带;③油气源对比揭示3套气源岩对东北部天然气均有贡献,近源成藏特征明显,石炭系碎屑岩存在源内非常规和近源常规2类天然气藏,预测存在页岩气、致密砂岩气、常规天然气藏有序聚集的成藏模式。研究认识揭示盆地东北部石炭系碎屑岩源储配置条件优越,源内、近源碎屑岩天然气藏是该区重要勘探方向。

  • 天然气与经济
    孙景耀, 于姣姣, 马勇新, 蒋时馨, 雷昊, 王安然
    天然气地球科学. 2024, 35(3): 553-562. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2023.09.017
    摘要 (170) PDF全文 (144) HTML (92)   可视化   收藏

    针对海上油田富余伴生气燃烧放空问题,提出了海上油田伴生气回收驱油提采与储气库协同建设技术,对油气“增储上产”和完善天然气“产供储销”体系建设具有重要意义。基于海上油田气驱采油与储气库协同建设各阶段的任务特点,将海上油田伴生气驱油提采与储气库协同建设划分为油田开发建设、伴生气驱油生产、伴生气驱油提采与储气库协同建设和储气库运行4个阶段,形成了海上伴生气回收处理、注入油藏驱油提采存气、储气库协同建设的关键技术体系,并在涠洲12?1油田开展试点项目建设。实施效果及研究结果表明:①伴生气驱油相比注水驱油开发提高原油采收率21个百分点,预计20年减少碳排放1 500×104 t,增加原油产量243×104 m3;②利用已有海上生产平台及配套设施建成了中国第一座海上油藏型储气库,目前已形成库容为7×108 m3,存储伴生气6×108 m3,天然气调峰保供能力为140×104 m3/d;③协同型储气库建设成本低,包括注采井改造、新建储气库外输海管及陆地终端等工程投资约为常规海上枯竭气藏改建储气库的一半。结论认为,该研究方案技术体系实现了节能减排、驱油提采、储气调峰等多重功能,是油气上游业务提质增效的重要研究与实践方向。

  • 天然气开发
    杨东升, 谢坤, 殷庆国, 卢祥国, 肖京池, 沈伟军
    天然气地球科学. 2024, 35(7): 1304-1322. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.01.014
    摘要 (166) PDF全文 (466) HTML (145)   可视化   收藏

    从物理模拟、数值模拟和理论计算3个方面总结了边底水气藏水侵研究成果。在物理模拟方面,主要通过CT扫描、核磁共振、微观可视化和衰竭开采实验等手段研究剩余气形成机理及其分布特征,水相从高渗孔缝绕流进入低渗孔缝产生的绕流封闭气多存在于孔洞型储层,储层基质自吸水相产生的水锁封闭气多存在于孔隙型储层,气水界面能量最小化产生的卡断封闭气多存在于缝洞型储层。在数值模拟方面,对比了LBM和Level⁃set 2种方法的优缺点,通过LBM方法可研究毛管自吸、黏性耦合、湿相润滑及表观滑移等微观力学机制对气水两相渗流的影响,这4种作用效果越强,则气藏水侵越严重,采出程度越低,而Level⁃set方法侧重于描述气水界面的拓扑变化,当驱动压力达到一定阈值后,对应毛管中的气水界面开始运移,运移过程中毛管数>10-4时,气相不易发生卡断,剩余气相对集中。在理论计算方面,总结了适用于不同气藏的水侵量及动态储量计算方法,通过分阶段的流动物质平衡方法可使计算误差<3%。最后,总结了各类研究方法及现有研究成果的不足,建议今后的研究重点应包括提高储层描述精度、完善物理模拟相似准则、整合并量化各类研究成果、强化室内实验成果的矿场应用4个方面。

  • 天然气地质学
    张文选, 王霆, 邵东波, 朱建斌, 何家豪, 雷宇, 高小洋, 何长荣, 宋浩, 胡勇
    天然气地球科学. 2024, 35(3): 465-478. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2023.10.001
    摘要 (165) PDF全文 (106) HTML (79)   可视化   收藏

    为明确鄂尔多斯盆地陇东地区延长组长9烃源岩的勘探潜力,应用有机地球化学方法,结合烃源岩沉积相平面展布特征,开展陇东地区长9烃源岩的烃源岩分相带差异性、地球化学特征及生烃强度研究。结果表明:长9烃源岩普遍发育暗色泥岩,平面展布呈现“沟谷相间”特征,受沉积相控制较为明显。陇东地区长9烃源岩具有较高的有机质丰度,有机质类型以Ⅱ1—Ⅱ2型为主,处于成熟—高熟阶段,整体为中等—好的烃源岩,且长91烃源岩品质优于长92烃源岩。长91烃源岩具有一定的生烃潜力,可以为长8—长9—长10储层供烃,且长9烃源岩生烃强度总体呈现出由南西向北东方向增强的趋势。研究区东北部华池—白豹井区长9烃源岩品质好,生烃强度高,且与附近储层具有较好的运移通道,是该地区长9段石油勘探的有利区。

  • 天然气地质学
    任军峰, 师平平, 张涛, 魏柳斌, 包洪平, 王前平
    天然气地球科学. 2024, 35(3): 435-448. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2023.09.022
    摘要 (157) PDF全文 (93) HTML (75)   可视化   收藏

    鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组四段首次发现了工业性聚集的天然气藏,揭示出盆地深层盐下含气系统也具有良好的勘探前景,但目前对该套含气系统的基本成藏条件及天然气富集规律的认识不清,严重制约了勘探进程。综合利用地震、测井、钻井岩心、岩石薄片及天然气同位素等资料,以含气系统的方法对其成藏条件及富集规律进行了整体研究。结果表明:盐下含气系统主要表现为断层输导型的自生自储天然气成藏模式,晶间孔和溶孔是滩、丘体白云岩储层主要储集空间,广泛分布的膏盐岩是优质盖层,断裂及相关裂隙系统构成自身海相碳酸盐岩烃源岩与有效储集体之间的疏导介质,局部构造、断裂与白云岩储层的叠加有利于形成高产富集区。盆地东部的米脂—神木区域是盐下马四段目前最有利的勘探区带,马三段、马二段是未来勘探的有利目标层系。

  • 天然气勘探
    唐青松, 刘嘉伟, 邬光辉, 唐松, 田威振, 李成海, 李思瑶, 黄天俊
    天然气地球科学. 2024, 35(11): 2053-2063. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.05.012
    摘要 (157) PDF全文 (47) HTML (107)   可视化   收藏

    四川盆地发现了中国最大的海相碳酸盐岩整装气田——安岳气田,但深层(>4 500 m)台内古老碳酸盐岩储层低孔低渗、非均质性极强,制约了该区的规模建产开发。为此,进行了安岳气田深层走滑断层破碎带的地震刻画,开展了开发先导试验区走滑断层破碎带水平井的钻探实践。结果表明:通过三维地震资料导航金字塔处理实现了微小(垂向断距<20 m)走滑断裂的识别,发现与落实了总长度达1 860 km的走滑断裂系统;利用导航金字塔处理的对称照明度属性实现了深层白云岩走滑断层破碎带的刻画,发现与落实走滑断层破碎带面积达1 440 km2,表明沿弱走滑断裂带存在大规模断控“甜点”储层(高孔高渗裂缝—孔洞型储层)。在此基础上,提出断控“甜点”储层择优开发的部署新思路,在不同走滑断裂带、不同层位部署了14口开发先导试验水平井,并钻遇裂缝—孔洞型“甜点”储层,实现日产气增加1倍以上的开发成效。位于走滑断裂带的49口高产开发井在2023年产气量达50.4×108 m3,建成中国首个前中生界走滑断控“甜点”气藏开发区。安岳气田的开发实践揭示了深层走滑断控“甜点”储层高效开发的巨大潜力,开辟了四川盆地深层走滑断控气藏开发新领域。

  • 天然气地质学
    张雷, 王爱国, 潘博, 张海峰, 任懿炜, 宁星辉, 魏晋翔, 王杰
    天然气地球科学. 2024, 35(8): 1351-1362. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2024.04.024
    摘要 (154) PDF全文 (120) HTML (140)   可视化   收藏

    鄂尔多斯盆地铝土岩气勘探取得重大突破,然而铝土岩成因仍不清楚,其中一个关键问题是物质来源问题尚未解决。采用碎屑锆石年代学和稳定元素地球化学的方法对鄂尔多斯盆地东部神木—米脂地区本溪组铝土岩系开展了物质来源分析。结果显示:铝土岩系中的碎屑锆石为棱角状的岩浆锆石,粒径以0.03~0.06 mm为主,年龄峰值为500~400 Ma和350~300 Ma。铝土岩系上覆碎屑岩中的锆石主要为椭圆状变质成因锆石,粒径介于0.06~0.13 mm之间,约一半的锆石年龄是不谐和的,谐和年龄峰值为2 600~2 300 Ma和2 100~1 700 Ma。铝土岩系明显富集稳定元素,且与下伏碳酸盐岩具有相近的Zr/Nb值,但明显不同于上覆碎屑岩和盆内马家沟组凝灰岩的Zr/Nb值。对比分析后认为,盆地北部的华北板块基底是上覆碎屑岩的物源,但对铝土岩系的物质贡献较少。盆内下古生界和石炭纪凝灰岩是铝土岩系中碎屑锆石的直接来源,但它们对铝土岩系的物质贡献也极其有限。铝土岩系的主要物质来源为盆内下古生界碳酸盐岩。

  • 天然气地质学
    刘毅, 林承焰, 林建力, 黄鑫, 刘彬彬
    天然气地球科学. 2024, 35(3): 405-422. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2023.07.006
    摘要 (153) PDF全文 (356) HTML (81)   可视化   收藏

    东海盆地西湖凹陷花港组深层砂岩属于特低孔特低渗—致密储层,由于经历了较强的成岩改造,孔隙结构复杂,成因机制不明。利用光学显微镜、扫描电镜能谱(SEM?EDS)、扫描电镜阴极发光(SEM?CL)、X射线衍射(XRD)、核磁共振、高压压汞及恒速压汞等实验,探究研究区储层矿物组成、成岩作用特征和孔隙成因机制,表征储层孔隙结构特征,并探讨分析沉积及成岩作用对储层致密砂岩孔隙结构的影响以及孔隙结构对流体可动性的影响。结果表明:西湖凹陷花港组深层低渗—致密砂岩储层主要发育黏土矿物晶间孔、溶蚀孔和原生孔,其中黏土矿物晶间孔和溶蚀孔占主导,原生孔少见,且表现出3种不同的孔隙结构特征。综合分析可知,相比低能辫状河水道,由于高能辫状河水道具有粒度粗和石英含量高的特点,具有更好的孔喉保存能力,因此孔隙结构相对更好。石英胶结和黏土矿物胶结都会使孔隙结构变差,但孔隙结构更多地受到黏土矿物胶结的影响。由于研究区钾长石溶蚀程度较弱,溶蚀作用对孔隙结构差异化的影响主要体现在岩屑溶蚀对孔隙结构的影响。相关性分析显示,可动流体孔隙度更适合表征储层流体可动性。黏土矿物胶结和石英胶结都会降低孔喉大小,扩大孔喉分布范围,从而造成可动流体孔隙度降低。

  • 天然气地球化学
    张天怡, 黄士鹏, 李贤庆, 姜华, 曾富英, 马以勒
    天然气地球科学. 2024, 35(4): 688-703. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2023.09.016
    摘要 (152) PDF全文 (390) HTML (121)   可视化   收藏

    受构造—沉积分异影响,四川盆地不同地区下寒武统筇竹寺组沉积环境具有较大差异,前人针对不同区域筇竹寺组沉积地球化学特征差异性的系统性对比研究比较薄弱。通过收集整理前人公开发表的四川盆地筇竹寺组16 口钻井、9 条野外剖面地球化学数据,综合前人认识,针对四川盆地不同地区的筇竹寺组沉积地球化学特征进行对比分析,并探讨有机质富集机制,取得4点认识:①德阳—安岳裂陷槽北段较南段古水体环境更为还原,更有利于有机质的富集和优质烃源岩的形成与保存;②四川盆地北部由裂陷槽深水陆棚区到川东北浅水陆棚区,古沉积环境整体由缺氧向氧化过渡,而由川西南浅水陆棚到川中裂陷槽发育区、川西南浅水陆棚到川东南浅水陆棚,沉积水体则逐渐向更还原的环境过渡;③裂陷槽北段及中段整体反映出很高的古生产力水平,且四川盆地筇竹寺期广泛的热液影响背景为有机质富集提供了十分有利的条件;④裂陷槽北段及川西南浅水陆棚区筇竹寺组有机质丰度主要受古生产力强度影响,川东北和川东南浅水陆棚有机质丰度主要受控于古氧化还原环境,裂陷槽中段有机质丰度受古生产力和古氧化还原环境共同影响。研究成果对于深化四川盆地筇竹组沉积环境差异和烃源岩形成条件认识,支撑深层—超深层油气勘探具有重要的理论和实际意义。