2019年, 第30卷, 第6期　刊出日期：2019-06-10

  

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天然气地质学
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  塔里木盆地英吉苏凹陷煤成气前景良好

  戴金星, 洪峰, 倪云燕, 廖凤蓉

  天然气地球科学. 2019, 30(6): 771-782. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.05.017

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  塔里木盆地英吉苏凹陷华英参1井发现了有碳同位素证据的煤成气，为该凹陷天然气勘探带来新的曙光。以往认为烃源岩成熟度主体为0.50%～0.65%，在R_O＞0.7%才能形成工业性油气藏观点的影响下，预测煤成气可采资源量仅有245×10⁸m³，因而近15年来在英吉苏凹陷未进行过以煤成气为目标的钻探。英吉苏凹陷和库车坳陷侏罗系煤系泥岩、炭质泥岩和煤的TOC值相近且属中等烃源岩，故成气成藏潜力良好。在该凹陷侏罗系残余厚度为1 000～2 000m的分布区，煤岩最大厚度分布区、炭质泥岩最大厚度分布区和暗色泥岩最大厚度分布区基本重合且连续展布面积约为8 000km²,应是煤成气资源最富集区和勘探有利区，估计今后勘探将可能发现气田。
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  渤海湾盆地天然气成因类型与勘探潜力分析

  赵长毅, 李永新, 王居峰, 刘海涛, 邓焱, 赵博雅

  天然气地球科学. 2019, 30(6): 783-789. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.05.016

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  渤海湾盆地是以富油为特色的含油气盆地之一，历经50余年的勘探，相继发现了一系列规模不等的气田或油气田，其中已发现天然气多为中小型气田，气藏以凝析气和湿气为主。通过对渤海湾盆地北部华北、冀东、大港和辽河等探区已发现气田地球化学特征的分析，发现渤海湾盆地天然气成因类型丰富，包括生物成因气、油型气和煤型气，并以腐殖型母质和成熟—高成熟热演化阶段占明显优势。天然气资源多分布在烃源岩生气中心附近、生烃凹陷的深层及其附近的凸起部位，如歧北次凹和板桥次凹古近系、辽河地区西部凹陷古近系、歧口—沧东上古生界潜山、南堡凹陷寒武系—奥陶系潜山等是天然气有利勘探区域。
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  四川盆地中部地区海相储层煤成气来源

  秦胜飞, 白斌, 袁苗, 周国晓, 杨晋东

  天然气地球科学. 2019, 30(6): 790-797. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.05.012

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  四川盆地中部地区(川中地区)海相的三叠系雷口坡组、嘉陵江组、飞仙关组及二叠系长兴组都发育有气藏，多年来对于这些气藏中天然气的来源仍有较大分歧，特别是雷口坡组气藏，气源具体来自哪一套烃源岩仍不明朗。采用天然气地球化学研究方法，结合地质背景对川中地区二叠系和三叠系气藏天然气进行组分和同位素对比研究，认为雷口坡组四段天然气有不少样品为煤成气，天然气来自上覆须家河组烃源岩，还有部分天然气来自下伏雷口坡组烃源岩；雷口坡组一段和嘉陵江组天然气与长兴组、飞仙关组天然气同源。在龙岗地区，长兴组、飞仙关组天然气主要来自下伏龙潭组煤系烃源岩。在磨溪气田龙潭组在一些地区可能相变为吴家坪组，以腐泥型有机质为主，生成的天然气为油型气，相应的上覆长兴组、飞仙关组、嘉陵江组和雷一段储集层中的天然气为油型气。
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  近源间互式煤系致密砂岩气成藏主控因素——以川中地区须家河组天然气为例

  李勇, 陈世加, 路俊刚, 肖正录, 何清波, 苏恺明, 李俊良

  天然气地球科学. 2019, 30(6): 798-808. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.02.001

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  川中地区须家河组具有大面积含气、充注程度低、局部富集高产及气水关系复杂的特征。为探明川中须家河组天然气成藏特征与成藏主控因素，对该区天然气组分、碳同位素、源岩解析气轻烃、烃源岩分布、储层物性、构造幅度以及异常压力进行综合分析。结果表明：川中地区须家河组天然气为煤成气，具有近源—间互式成藏的特征；烃源岩总累计厚度大，但单层厚度薄，源岩与砂岩互层状分布，生气强度低，天然气充注能力弱；异常高压的发育，为研究区天然气运移提供了充注动力；在气源不足的情况下，天然气会优先充注物性好的砂体，储层物性控制了气藏充注程度；平缓的构造背景下，局部的低幅度构造控制了气藏的分布格局，构造幅度越高，气水分异越充分，越容易形成纯气藏。川中地区须家河组源内砂体具有较好的勘探前景，川西北、川西南地区须三段以及川中西部须五段是源内气藏的有利勘探目标。
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  四川盆地龙岗与元坝气田陆相油气系统差异

  周国晓, 魏国齐, 胡国艺

  天然气地球科学. 2019, 30(6): 809-818. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.05.010

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  四川盆地龙岗气田与元坝气田地理位置毗邻，但其陆相层系气源存在差异。根据天然气组分、烷烃气的稳定碳、氢同位素组成特征，将中、上三叠统划分为T₂l—T₃x_1-2和T₃x_3-6 2个油气系统，前者具有煤成气与油型气混合成因的特点，后者属于单一煤成气；中、下侏罗统也可分为2个油气系统，中侏罗统在2个地区均为自生油型气气藏；下侏罗统在元坝地区是以T₃x_3-6为气源的次生煤成气气藏，在龙岗地区属于自生油型气气藏。另外，天然气组分iC₄/nC₄值等于1可作为判识天然气类型的指标,随着干燥系数的增加，iC₄/nC₄值有下降的趋势，在成熟阶段减小速度缓慢，在高、过成熟阶段，快速降低；须家河组甲烷氢同位素值异常偏高，不同于下伏海相和上覆内陆淡水湖相所代表的甲烷氢同位素特征，可为半咸水环境下发育的沉积有机质所形成甲烷的氢同位素提供借鉴。
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  鄂尔多斯盆地定北地区上古生界天然气来源

  吴小奇, 倪春华, 陈迎宾, 朱建辉, 李贶, 曾华盛

  天然气地球科学. 2019, 30(6): 819-827. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.03.015

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  定北地区是中国石化在鄂尔多斯盆地的重要探区之一，近年来该区上古生界天然气勘探取得了重要突破，但对该区天然气成因和来源的研究程度偏低，前人对盆地内上古生界天然气是否发生了大规模侧向运移也存在争议。天然气地球化学特征研究表明，定北地区上古生界天然气为典型干气，干燥系数(C₁/C_1-5)介于0.977~0.986之间，δ¹³C₁值、δ¹³C₂值和δD₁值分别为-30.6‰~-28.6‰、-25.9‰~-24.1‰和-191‰~-177‰，CH₄、C₂H₆碳、氢同位素组成均为正序特征。烷烃气碳、氢同位素组成等综合表明，定北地区上古生界天然气为典型煤成气。根据煤成气二阶段分馏模式计算所得R_O值与定北地区上古生界烃源岩样品实测R_O值一致，表明定北地区上古生界天然气主要来自原地的太原组—山西组烃源岩。位于鄂尔多斯盆地东北部的大牛地气田与定北地区相比，其天然气具有较低的δ¹³C₁值、C₁/值_1-5和C₁/C₂₊₃值及更高的C₂/C₁值，表现出来自相对较低成熟度的烃源岩的特征而不是运移效应，这表明鄂尔多斯盆地上古生界天然气未发生大规模的侧向运移。
  
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  鄂尔多斯盆地中部奥陶系马家沟组中组合天然气成藏规律

  吴伟涛, 王一, 赵靖舟, 杨特波, 李军, 黄正良

  天然气地球科学. 2019, 30(6): 828-839. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.04.003

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  奥陶系马家沟组中组合(马家沟组五段5亚段—10亚段)是鄂尔多斯盆地天然气勘探研究的重点层位。利用钻井、测井、地震、试气及化验分析等资料，分析奥陶系马家沟组中组合天然气藏特征，探讨天然气成因与来源，从烃源岩条件、储层条件、圈闭条件和构造条件等方面深入研究了马家沟组中组合天然气成藏规律。研究表明，奥陶系马家沟组中组合天然气干燥系数均大于0.985，属于干气藏，气藏类型为岩性气藏和地层—岩性气藏，前者具有大面积分布特点，后者发育于剥蚀面附近；天然气主要来源于上古生界煤系烃源岩，下古生界碳酸盐岩类总有机碳含量主体为0.1%～0.2%，能够提供部分天然气；天然气藏的形成与分布受到烃源岩条件、输导体系、封盖条件、圈闭条件和构造条件共同控制，天然气主要富集在剥蚀面附近，运移输导体系控制着天然气富集的层位和范围，封闭条件及圈闭类型控制着天然气藏形成与分布，构造演化特征控制天然气运聚特征。
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  准噶尔盆地陆梁隆起东部滴北凸起天然气成因来源再认识

  卫延召, 宋志华, 奇瑞, 王伟, 龚德瑜, 王峰

  天然气地球科学. 2019, 30(6): 840-849. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.03.012

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  陆梁隆起东部地区是准噶尔盆地天然气勘探的主战场。目前，在滴南凸起及周缘已经发现了一批大、中型气田(藏)。位于滴南凸起以北的滴北凸起被多个生烃凹陷环绕，发育多套烃源岩层系，天然气成藏条件十分优越。研究基于滴北凸起9个天然气样品分子和稳定碳同位素组成，并与滴南凸起天然气地球化学特征开展对比研究，结合主要烃源岩层系的埋藏史和生烃史，全面系统地梳理了滴北凸起天然气成因来源及遭受的次生改造作用。滴北凸起天然气的成因来源复杂，主要存在3类天然气：第一类是上石炭统巴山组煤系烃源岩生成的高熟煤成气；第二类是下石炭统姜巴斯套组／松喀尔苏组海相烃源岩在高成熟阶段生成的油型气；第三类是原油遭受生物降解后形成的次生生物甲烷。滴北凸起原生热成因气现今处于高成熟阶段，其非烃气体含量、稳定碳同位素组成和热成熟度等特征都与滴南凸起天然气存在显著差别，天然气的成熟度与乌伦古坳陷烃源岩匹配程度更好，推断其来自乌伦古坳陷。
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  准噶尔盆地大井地区天然气成因、来源与成藏过程

  胡自龙, 卞保力, 刘海磊, 赵龙, 卢山, 王绍清

  天然气地球科学. 2019, 30(6): 850-859. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.04.011

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  在油气勘探实践中，准噶尔盆地表现出油多气少的特点。自2008年克拉美丽千亿立方米大气田发现以来，10年间天然气勘探再无大的突破。为了跳出克拉美丽气田，寻找石炭系天然气勘探新的领域，对准噶尔盆地东部大井地区天然气组分、碳同位素和伴生轻烃等地球化学特征进行了系统分析，并与邻区天然气进行对比研究。在此基础上结合烃源岩埋藏史、生排烃史模拟和储层流体包裹体分析，厘定了天然气成藏过程。结果表明：①大井地区天然气为上石炭统石钱滩组烃源岩在早期生气阶段生成的煤成气；②因干酪根本身有机质非均质性导致研究区天然气等效镜质体反射率计算误差约为0.41%，其实际成熟度应该在1.05%左右，这一结果与其干燥系数相匹配；③研究区石钱滩组烃源岩在中、晚侏罗世生成低熟煤成气，并在巴塔玛依内山组顶部储层条件良好的火山岩储集体中聚集成藏，形成自生自储型火山岩岩性气藏。
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  世界巨型气田分布特征及其启示

  廖凤蓉, 洪峰

  天然气地球科学. 2019, 30(6): 860-865. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.05.013

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  截至2018年底，全球共发现巨型气田(原始可采储量大于1×10¹²m³)28个，分布于12个国家的12个盆地中，总体分布极不均衡。28个气田中有21个纯气田、4个气顶气田、3个凝析气田；除俄罗斯麦德维热气田为致密砂岩气外，其余皆为常规天然气。巨型气田的储集层和烃源岩大多位于古生界和中生界，从巨型气田的储量和数量来说,志留系和白垩系是全球巨型气田的主要烃源岩，白垩系和二叠系是全球巨型气田的主要储集层。巨型气田储集层岩性以砂岩和灰岩为主，烃源岩岩性以泥页岩为主。参照全球巨型气田富集规律，结合我国实际地质情况，初步建议我国巨型、大型气田的寻找应加强大区域全盆地的综合研究，加强煤成气、深部天然气的勘探。
  
  
天然气地球化学
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  中国西北地区侏罗系煤成气地球化学特征与勘探潜力

  李剑, 郝爱胜, 齐雪宁, 陈旋, 国建英, 冉启贵, 李志生, 谢增业, 曾旭, 李谨, 王瑀, 刘如红,

  天然气地球科学. 2019, 30(6): 866-879. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.05.018

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  中国西北地区侏罗系煤系地层广泛发育，主要分布于塔里木、准噶尔、柴达木和吐哈等盆地，煤成气资源非常丰富。中国西北地区侏罗系虽然具有相似的构造及沉积背景，但其形成的煤成气地球化学特征既有相似性，又有差别，因此，分析总结不同盆地侏罗系含油气系统的煤成气地球化学特征和勘探潜力，对寻找不同类型的煤成气藏具有重要的借鉴意义。通过综合对比分析认为中国西北地区侏罗系煤成气的干燥系数呈现“湿气单峰型”、“湿气—干气双峰型”和“干气单峰型”3种类型；δ¹³C₁值分布范围大，对应烃源岩从低熟到过成熟完整的序列；出现的部分C₂和C₃的同位素倒转主要是混源作用和生物作用造成的；烃源岩成熟度是造成不同地区天然气地球化学差异的主要原因。西北地区侏罗系煤成气勘探潜力大，构造气藏的勘探程度相对较高，构造—岩性、岩性气藏是西北地区侏罗系煤成气未来的主要勘探类型；塔里木盆地库车坳陷的侏罗系、准噶尔盆地南缘的白垩系—侏罗系、吐哈盆地侏罗系高成熟煤成气和柴达木盆地侏罗系高—过成熟煤成气勘探潜力大，是未来西北侏罗系煤成气勘探的重要领域。
  
  
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  川中地区须家河组天然气氢同位素特征及其对水体咸化的指示意义

  倪云燕, 廖凤蓉, 姚立邈, 高金亮, 张蒂嘉

  天然气地球科学. 2019, 30(6): 880-896. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.05.015

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  通过对四川盆地川中地区须家河组天然气的组分和碳氢同位素分析，结合前人对川西和川南地区须家河组及四川盆地其他层系天然气研究成果和区域地质背景，开展天然气成因和来源、氢同位素特征与指示意义等研究。结果表明，川中地区须家河组天然气以烃类气体为主，甲烷含量为67.89%~98.05%，重烃气(C₂+)含量为0.42%~16.62%，非烃气体(CO₂、N₂)含量较低，除岳121井N₂和CO₂含量较高外，N₂含量平均值为0.82%，CO₂含量平均值为0.26%。元坝须家河组天然气干燥系数平均高达0.991，为干气;川中其他地区须家河组天然气干燥系数皆小于0.95，为湿气。天然气δ¹³C₁值介于-43.8‰~-29.2‰之间，δ¹³C₂值介于-33.5‰~-20.7‰之间，δ¹³C₃值介于-33.6‰~-19.3‰之间，δ¹³C₄值介于为-27.2‰~-22.2‰之间；天然气δD₁值介于-191‰~-148‰之间，δD₂值介于-165‰~-115‰之间，δD₃值介于-153‰~-107‰之间。甲烷及其同系物(C_2-4)基本上为碳氢同位素正序排列(δ₁₃C₁<δ¹³C₂<δ¹³C₃<δ¹³C₄、δD₁<δD₂<δD₃)，与典型的有机成因烷烃气碳氢同位素特征一致。元坝须家河组天然气成熟度R_O值为1.09%~1.78%，川中其他地区须家河组天然气成熟度R_O值为0.64%~0.92%。川中须家河组天然气主要为来自须家河组煤系源岩的煤成气，元坝须二段天然气为来自须家河组煤系源岩的高成熟煤成气混入下寒武统(及下志留统)原油裂解气的混合气。四川盆地须家河组天然气甲烷δD值偏高，都大于-200‰。与来自淡水湖沼相烃源岩的吐哈盆地台北凹陷的煤成气相比，尽管两者成熟度相近，但甲烷δD值差异高达90‰，说明须家河组煤系源岩形成于水体咸化的沉积环境。
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  塔里木盆地库车坳陷克深大气田深层天然气成藏地球化学特征

  魏强, 李贤庆, 孙可欣, 李瑾, 肖中尧, 梁万乐, 张亚超,

  天然气地球科学. 2019, 30(6): 897-907. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.04.008

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  利用天然气组分定量、稳定碳同位素组成、流体包裹体显微测温和生烃动力学实验数据，对塔里木盆地库车坳陷克深大气田深层天然气的地球化学特征及成因、储层流体包裹体特征与均一温度、油气充注时间及成藏过程进行研究。结果表明:库车坳陷克深大气田深层天然气以烷烃气为主，甲烷含量占87.30%~98.33%，重烃(C₂+)含量占0~0.66%，干燥系数达0.99%~1.0%；δ¹³C₁值、δ¹³C₂值分别为-29.3‰~-26.4‰、-21.4‰~-16.1‰，属于过成熟的煤成气。克深大气田白垩系巴什基奇克组储层发育2期烃类包裹体：第Ⅰ期为发蓝白色荧光的液态烃包裹体，指示早期轻质油充注；第Ⅱ期为无荧光的气态烃包裹体，与其共生的盐水包裹体均一温度为145~160℃，为晚期天然气充注。克深大气田主要经历了库车组沉积期末(约2.5Ma)以来的天然气大量充注，气源主要来自克深井区和拜城凹陷生气中心的侏罗系煤系烃源岩，为深埋快速生烃、强源储压差作用下晚期聚集成藏。
天然气开发
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  塔里木盆地库车坳陷深层大气田气水分布与开发对策

  贾爱林, 唐海发, 韩永新, 吕志凯, 刘群明, 张永忠, 孙贺东, 黄伟岗, 王泽龙

  天然气地球科学. 2019, 30(6): 908-918. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.05.014

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  库车坳陷深层碎屑岩气田是近年来塔里木盆地天然气勘探开发的热点，该类气田具有储量规模大、埋藏深、高温高压、区块间裂缝发育差异大、边底水普遍存在等特点。气藏非均匀水侵导致气井产能快速下降，严重制约气田开发效果，是目前气田高效开发面临的普遍难题。从静态气水分布、微观水侵机理和动态水侵评价入手，系统建立了气水分布描述、水侵规律和控水开发技术对策为一体的静动态评价技术。研究认为，库车坳陷深层大气田气水分布受基质物性和缝网发育共同控制，气水分布模式可划分为两类：薄气水过渡带型(含基质物性好型和裂缝特别发育型两个亚类)和厚气水过渡带型。气水分布和裂缝发育的差异性，直接导致了气田水侵部位与水侵动态特征的不同，表现为3种水侵类型：边底水整体抬升侵入型、边底水沿微细裂缝带锥进型和边底水沿大裂缝纵窜型。基于不同气水分布模式及水侵动态，提出了构造高部位布井避水、降速控压控水和边部水淹井强排等开发技术对策，为塔里木盆地库车深层大气田的高效开发和调整提供技术支撑，并为国内同类气田的开发提供借鉴。
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  致密砂岩气藏多段压裂水平井优化部署

  位云生, 贾爱林, 郭智, 孟德伟, 王国亭

  天然气地球科学. 2019, 30(6): 919-924. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2019.05.009

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  国内致密砂岩气藏普遍存在含气砂体分布零散、储集体内非均质性强的特征，含气砂体准确预测的难度较大。对于水平井开发方式而言，2口相向水平井靶点B之间留有较大间距，将造成储量平面控制和动用程度降低。从国外致密气开发实践调研入手，基于鄂尔多斯盆地苏里格致密砂岩气藏有效砂体空间展布、规模尺度及开发动态特征分析，结合数值模拟方法，论证水平井在不同部署方式下的开发效果，提出水平井的优化部署方案。研究表明：相向2口水平井靶体B点接近重合、压裂段等间距部署，可以大幅度提高水平井对储量的控制和动用程度，同时有效提高气田整体开发经济效益。研究成果在致密气实际开发中具有可操作性和推广应用前景。
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  《天然气地球科学》2019-6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(6): 9061-9062.

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  《天然气地球科学》2019-6期封面及目次