天然气藏类型及特征研究进展论文_李春荣

天然气藏类型及特征研究进展论文_李春荣

大港油田第二采油厂地质研究所 天津 300280

摘要:气藏是指天然气在单一圈闭中的聚集。单一的含义主要指受单一要素控制,在统一面积内具有统一的压力系统、统一的(油)气水边界。气藏是天然气聚集的基本单元,不同类型气藏的形成条件、分布规律及勘探方法不同,所以正确的划分气藏类型对指导天然气的勘探开发工作至关重要。前人对天然气藏类型及特征的研究主要依据于三个方面:圈闭、储层岩性、流体。本文将对以上三方面的气藏类型及特征进行综合分析,并指出天然气藏特征研究的发展趋势。

关键词:天然气;类型;特征;研究

1、以储层岩性为基础对气藏特征研究

1.1碎屑岩储集层

碎屑岩储集层是最主要的天然气储层,包括砾岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂岩以及未胶结或者胶结疏松的砂层。其中以中、细砂岩和粗粉砂岩分布最广,储层物性也较好,世界上众多大气田的储集层都是碎屑岩。

1.2碳酸盐岩储集层

碳酸盐岩储集层主要类型有三种:沉积型储集层,以生物礁、颗粒滩或礁/滩复合体为主体;成岩型储集层,以埋藏白云岩和热液白云岩为两种主要类型;改造型储集层,以溶蚀淋滤型碳酸盐岩储集层(风化壳)为主。

1.3非沉积岩储集层

火山岩气藏储集层类型多,岩性比较复杂,一般可分为三类:熔岩类:即玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩。火山碎屑岩类:凝灰集块岩、火山角砾岩、凝灰砾岩、砂屑凝灰岩和粉砂屑凝灰岩。火山碎屑-沉积混合型岩石类:沉积火山碎屑岩和火山碎屑沉积岩。除此之外,作为天然气聚集特殊类型的页岩储集层岩性成分方面具有如下特征:页岩多为沥青质或富含有机质的暗色、黑色泥页岩,或为暗色泥岩与浅色粉砂岩的薄互层。

2、以流体为基础对气藏特征研究

气藏中的流体特征主要包括流体的相态、压力、气水关系等三个方面。

2.1天然气的相态

地壳中的天然气,依据存在的相态可以分为游离态、溶解态、吸附态和固态气水合物:1)游离态。游离态的气藏气是指圈闭中具有商业价值的单独的天然气聚集,可以是非伴生气藏气,也可以是气顶气。近几年国内外发现的深部凝析气藏往往含有许多重质组分,使流体出现复杂的气、液、固三相相变,巨厚的凝析气藏流体表现出近临界特征,甚至出现异常的流体分布状态。2)溶解态。水溶气是天然气的一种,其主要成份是甲烷。水溶气在地下的富集主要受温度、压力、水矿化度和储层水容量等因素的控制。储水量越大、水介质温压越高,地下可能储集的水溶气资源量越大。在水量和水介质温度压力条件相同的情况下,水的矿化度越低、水的溶气饱和度越高,水的储气量就越大。3)吸附态。煤层气是一种新型洁净能源,其主要成分是甲烷。煤层气在煤储层中主要以吸附态形式赋存。有关煤层气吸附的研究甚多,但研究多采用Langmuir,BET等模型描述煤层气的吸附特性,使其吸附特性参数及等温吸附曲线等成为评价煤层气资源及其开发潜力的重要数。4)固态气水合物。天然气水合物是一种由气体(主要是甲烷)和水组成的冰状固态化合物,可在低温高压条件下的自然界和人为环境中形成,主要分布在陆地永久冻土带沉积层、大陆外缘的海洋底部以及深海海底平原沉积层。

2.2气藏压力特征

油气藏压力又称地层压力,指油气藏中液体(油、气、水)所承受的压力,对于气藏则称气藏压力。气藏压力通常用压力系数表示,所谓压力系数是指实测气藏压力Pg与同一深度静水压力Ph的比值。即:压力系数α=Pg/Ph。显然按压力系数可将气藏划分为三种类型:1)常压气藏(1.0<α<1.2)。常压气藏内压力为静水压力,其含气浓度应为区域含气浓度(孔隙水中最大含气浓度)。川东北飞仙关组鲕滩气藏中部元坝—龙岗区为正常压力区,压力系数多在1.02~1.05之间,其气藏特点为平均孔隙度高、有效储层厚度大、气藏规模大、富集程度高。2)超压气藏(α>1.2)。超压气藏具有较常压气藏更高的含气浓度。例如克拉2气藏地层压力均值为73~75MPa压力系数1.8左右,气藏为强超压特征宋岩等(2006)认为克拉2气藏异常高压与气藏的形成均是构造作用和保存条件演化的结果。3)低压气藏(α<1.0)。低压气藏较常压气藏有更低的含气浓度。鄂尔多斯盆地东部地区石千峰组气藏,压力系数在0.4左右,为低压气藏。石千峰组气藏是在地层抬升过程中,以下部高温高压原生气藏作为“气源岩”,以区域性盖层超压释放产生的微裂缝作为运移通道,从而形成的低温低压次生气藏。

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2.3气水关系特征

2.3.1上气下水关系

此种关系最常见于背斜圈闭之中,其上为非渗透性盖层封闭,在充满水的储层中运移的天然气在静水条件下进入圈闭,在圈闭中按密度分异,气在最高部位聚集,水在底部。例如四川盆地的威远气田。

2.3.2下气上水关系

如果地层岩石足够致密,储层孔隙半径足够狭小,则当压力较大的天然气被充足其中时,天然气与孔隙壁之间所形成的束缚水膜厚度也就足够薄,阻断了地层水穿越天然气所在孔隙段的流动,天然气顶、底界的地层水之间无法通过自由流动,出现气水倒置分布关系。深盆气藏的主要地质特征表现为气水倒置以及由气水倒置所引出的其他相关的地质表现。

2.3.3气水过渡关系

对于物性很好的储层,气水界面明显,而对于物性较差的非均质性储层,气柱高度在80~90m时含气饱和度才能达到50%,气水过渡带在整个储层纵向上占有相当大的比例。以涩北气田为例,涩北气田储层纵向上砂、泥岩间互分布,对于孔隙结构较差、以细小孔隙为主、孔隙与喉道半径较小且分选性较差的储层,将导致气水分异作用减弱,从而形成较长的气水过渡带。

3、以圈闭为基础对气藏特征研究

3.1背斜圈闭

3.1.1挤压背斜圈闭

由地层褶皱的侧向挤压力和两侧相向正断层下掉造成的侧向挤压而形成的挤压背斜,可发育在褶皱区和断块区。以威远气田为例,威远构造圈闭为轴向NEE的大型弯窿背斜,具压扭性特征,灯影组气藏为背斜型底水块状气藏。

3.1.2逆牵引背斜圈闭

在盆地(或坳陷)、凹陷斜坡区主断裂下降盘,在断块活动和重力滑动共同作用下,使地层发生逆倾向变动,形成逆牵引背斜。以东濮凹陷白庙逆牵引背斜砂岩气藏为例),白庙气田是受兰聊断层控制的滚动逆牵引半背斜,是既受构造控制又受岩性影响的复合型圈闭。

3.1.3同生沉积背斜圈闭

为边沉积边隆升形成的背斜,其主要特征是地层厚度翼部厚、顶部薄,而又非沉积压实作用造成。对柴达木盆地的生物气气藏研究表明,柴达木盆地已有气田和含气构造均属同沉积背斜型圈闭,同沉积背斜是形成天然气藏的主要控制因素,发育早、隆起幅度高的同沉积背斜更有利于天然气富集。

3.2断层圈闭

3.2.1断背斜圈闭

后期断层将原有背斜构造切割成若干断块,总体上还可看出背斜圈闭的背景,但切割后的各断块气水界面,含气高度以及油气性质有所不同。如鄂尔多斯盆地西缘胜利井断背斜砂岩气藏,研究显示该地区有多排背斜带,背斜的东、西两侧均被南北向断层狭持,同时还发育几乎等间距的东西向张性断层,故形成南、北、中3个小型断块背斜气藏。

3.2.2断块圈闭

一切以断层封闭为主的圈闭统归为断块圈闭,这种圈闭可以由弯曲或交叉断层与单斜地层组成,也可以由四周为断层切割的断块组成。以苏桥潜山断块油气藏为例,重力垂向地层溶蚀垮塌构造作用可形成潜山式的断块油气藏,苏桥潜山断块油气藏是由奥陶系自生自储的油藏,被上覆石炭-二叠系天然气藏所叠加,形成一典型复式油气藏。

结语

用新的理论和概念作为指导,认真研究他人的经验,一定会使我国天然气勘探事业有更大的发展。

参考文献

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论文作者:李春荣

论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期

论文发表时间:2020/4/30

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