中國非常規(guī)致密巖油氣藏特征

摘 要

摘 要 致密巖油氣是非常規(guī)油氣資源的一種，在全球廣泛分布，在中國分布也十分廣泛，具有廣闊的開發(fā)潛力，但目前我國對其的勘探程度還比較低。為此，研究并總結(jié)了中國致密巖(砂質(zhì)
    摘 要 致密巖油氣是非常規(guī)油氣資源的一種，在全球廣泛分布，在中國分布也十分廣泛，具有廣闊的開發(fā)潛力，但目前我國對其的勘探程度還比較低。為此，研究并總結(jié)了中國致密巖(砂質(zhì)巖、泥質(zhì)巖、泥質(zhì)灰?guī)r等)油氣的主要特征：具有特低的孔隙度、滲透率條件，致密巖與烴源巖多呈互層狀，多時代、多層段疊置并大面積成藏，該類油氣藏組合類型多樣、以自生自儲組合為主，具有多層、多點(diǎn)、全方位排烴和充注的特點(diǎn)，油、氣、水關(guān)系復(fù)雜，常與泥頁巖油氣及煤層氣共存。結(jié)論認(rèn)為，在中國非常規(guī)油氣資源類型中，致密巖油氣資源潛力最大，而且致密巖油氣比暗色泥頁巖油氣或煤層氣開采技術(shù)難度相對要小，是我國當(dāng)前和今后油氣勘探開發(fā)最重要和現(xiàn)實(shí)的接替領(lǐng)域之一。
    關(guān)鍵詞 中國 致密巖 油氣藏 成藏特點(diǎn) 資源潛力 開采難度 油氣勘探開發(fā) 接替領(lǐng)域
   
致密巖油氣在全球廣泛分布，資源潛力巨大。2007年，Raymond等在世界石油委員會報(bào)告中評價認(rèn)為，全世界致密砂巖氣資源量約為114×1012 m3，它分布于全球許多盆地中，主要集中在北美、拉丁美洲、亞洲(包括中國)和前蘇聯(lián)地區(qū)，是未來重要的油氣勘探增儲領(lǐng)域。據(jù)2005年美國能源署(EIA)的報(bào)告，美國儲量排在前100名的氣藏中，有58個是致密砂巖氣藏。另外，據(jù)EIA 2008年的評價結(jié)果：美國致密砂巖氣的資源量為19.8×1012～42.5×1012 m3，占其常規(guī)天然氣資源量(66.5×1012 m3)的29.8%～63.9%。加拿大國家能源局認(rèn)為：該國氣藏中的原始致密氣儲量介于89×1012～1500×1012 ft3(2.52×1012～42.48×1012 m3)之間。盡管不同預(yù)測者的估計(jì)數(shù)字之間存在著很大的差異，但他們普遍都認(rèn)為：加拿大的致密砂巖中儲存有體積龐大的天然氣。
勘探實(shí)踐業(yè)已表明，中國致密巖油氣藏分布領(lǐng)域廣泛、類型多樣，國內(nèi)幾乎所有含油氣盆地的中深部(四川、鄂爾多斯、吐哈、松遼、準(zhǔn)噶爾、塔里木等多個盆地)都具有形成致密砂巖氣藏的地質(zhì)條件。根據(jù)最新全國油氣資源評價結(jié)果，四川盆地川西坳陷侏羅系與上三疊統(tǒng)天然氣資源量介于1.8×1012～2.5×1012 m3，而目前的探明儲量為2200×108 m3，僅占資源量的10%左右。鄂爾多斯盆地蘇里格氣田是目前中國最大的氣田，截至2010年底，其累計(jì)探明、基本探明天然氣儲量達(dá)2.85×1012 m3[1]，具有極其廣闊的開發(fā)潛力。
 
1 中國致密巖油氣特征
    致密巖油氣屬于非常規(guī)油氣資源中的一類，亦是潛力最大的一種非常規(guī)油氣資源，那么，什么是致密巖油氣呢？筆者認(rèn)為，致密巖中所賦存的油氣被稱之為致密巖油氣。致密巖包括砂質(zhì)巖、泥質(zhì)巖及泥質(zhì)灰?guī)r等。致密巖以低孔隙度、低滲透率為特征，即一般孔隙度小于10%、滲透率小于0.1mD。
    中國致密巖油氣有以下主要特征。
1.1 致密巖油氣分布廣泛
1)依據(jù)目前的勘探成果，研究認(rèn)為，中國致密巖油氣具多層位富集的特點(diǎn)——志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系—白堊系、古近系等均有分布(表1)。

2)空間分布廣泛，幾乎在各主要含油氣盆地均有分布，如松遼盆地、渤海灣盆地、南華北盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、塔里木盆地、柴達(dá)木盆地、鄂爾多斯盆地、四川盆地、江漢盆地、蘇北盆地等，在海域各盆地亦有分布[2-4](圖1)。

1.2 發(fā)育多時代烴源巖，主要為暗色泥巖、泥頁巖及石灰?guī)r夾雜層
    發(fā)育的各類烴源巖分屬多個時代且在多個層段均有分布；其單層厚度不等，厚度從幾十厘米到幾十米；既生油又生氣，深層主要生氣。
1.3 作為主要儲集層的砂質(zhì)巖與相鄰的烴源巖呈互層狀分布
儲集層與烴源巖表現(xiàn)出烴儲相連、儲蓋一體的特點(diǎn)，有的為不等厚互層且以砂質(zhì)巖為主，地層和時代劃分結(jié)果表明，儲集層與烴源層呈旋回狀分布(表2)。個別地區(qū)烴源巖就是儲集巖，如渤海灣盆地沾化凹陷，古近系沙河街組沙三段發(fā)育上百米厚的暗色泥灰?guī)r夾泥巖，該套暗色泥灰?guī)r既是生油層又是儲集層，目前已在羅69井經(jīng)酸化壓裂試獲工業(yè)油流[5-6]。

1.4 砂巖物性特征
一般砂巖孔隙度介于3%～12%，平均值小于10%，滲透率小于0.1mD?？紫额愋统Ｒ源紊紫稙橹?，部分為粒間孔隙，孔隙連通性差，孔隙延伸相對較長，呈帶狀。儲集層巖石礦物特征：碎屑礦物含量不穩(wěn)定，石英含量介于60%～85%，常見巖石碎屑、黏土、長石和云母，時而含有少量碳酸鹽巖顆粒，巖石密度一般介于2.68～2.71g/m3，成巖作用演化史十分復(fù)雜[2,5-6](表3)。

1.5 油氣藏組合類型多樣，多為自生自儲組合
作一個組段單元；烴源巖和儲集巖多呈互層狀，或烴源巖就是儲集巖，如濟(jì)陽坳陷沾化凹陷羅69井沙3段暗色泥灰?guī)r夾泥巖，在厚度近200m的層段內(nèi)試獲工業(yè)油流；另外在鄂爾多斯盆地蘇里格氣田及大牛地氣田，山西組或太原組暗色泥頁巖與砂巖多互層形成氣藏等（圖2）。這類油氣藏?zé)N源巖往往就是良好蓋層。當(dāng)然，也存在非自生自儲型，如烴源巖與儲集層相距穩(wěn)定甚至不同時期等，而且，致密巖油氣與泥頁巖油氣和含煤層系常并存于一個盆地或坳陷內(nèi)。

1.6 多層、多點(diǎn)、全方位排烴和充注
在鄂爾多斯盆地石炭—二疊系烴源層與砂巖儲集層頻繁互層時，多層烴巖呈全方位立體排烴狀態(tài)。
1.7 油氣藏油、氣、水關(guān)系復(fù)雜多樣
    據(jù)目前的研究成果，該類油氣藏油氣水關(guān)系存在以下幾種類型：①無水層；②上油或氣下水；③上水下氣或油；④油或氣呈互層狀出現(xiàn)[2,5-7]。
1.8 多層狀疊置、多“甜點(diǎn)”富集、大面積成藏
    鄂爾多斯盆地石炭—二疊系致密巖氣藏成藏條件分析結(jié)果表明：烴源巖多呈層狀，砂質(zhì)巖也多呈層狀且大面積分布，這表明該類氣藏為大面積多層狀成藏。多“甜點(diǎn)”形成的原因：沉積環(huán)境和沉積相不同，造就砂巖物性有別，在砂體物性相對較好部位且儲層裂縫又十分發(fā)育的層段，就可形成天然氣富集的場所(“甜點(diǎn)”)。
2 中國致密巖油氣資源潛力巨大
    1)近年的研究和勘探實(shí)踐均證明，中國致密巖油氣分布十分廣泛，各大中型盆地均有分布，從地質(zhì)時代上講，從志留系—古近系均有不同程度的發(fā)育，具有多時代、多層段發(fā)育的特征。
    2)根據(jù)最新全國油氣資源評價結(jié)果，川西坳陷侏羅系與上三疊統(tǒng)天然氣資源量為1.8×1012～2.5×1012 m3，而目前的探明儲量約為2200×108 m3，僅占資源量的10%左右。在四川盆地已發(fā)現(xiàn)并開發(fā)了中壩、平落壩、九龍山、合興場、新場、洛帶、新都、邛西、馬
蓬等氣田，但仍有大量的資源有待發(fā)現(xiàn)。川中地區(qū)遂南、南充、八角場氣田均在上三疊統(tǒng)須家河組致密砂巖氣藏產(chǎn)出了工業(yè)氣流。鄂爾多斯盆地北部已發(fā)現(xiàn)蘇里格、榆林、長北、大牛地等致密砂巖氣田，其中蘇里格氣田是近年來發(fā)現(xiàn)的目前全國最大的氣田，具有極其廣闊的開發(fā)潛力。
    3)目前尚有不少大中型盆地古生界致密巖油氣未計(jì)算油氣資源量，這些盆地的致密巖油氣潛力很大。
4)在非常規(guī)油氣類型中，筆者認(rèn)為致密巖油氣資源潛力最大，而且比暗色泥頁巖油氣和煤層氣開采技術(shù)難度相對要小，是我國當(dāng)前和今后油氣資源勘探的主要現(xiàn)實(shí)接替領(lǐng)域之一。
 
參考文獻(xiàn)
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本文作者：康玉柱
作者單位：中國石化勘探開發(fā)研究院