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  • 梁興等:中國南方復雜構造區多類型源內成儲成藏非常規氣勘探開發進展及資源潛力
    2024-02-05 08:46:51   作者:   點擊:1070   來源:中國石油學會

    中國南方地區作為非常規天然氣勘探開發的主陣地之一,目前已實現以五峰組—龍馬溪組為主的廣范圍、多層系頁巖氣勘探突破,建成了涪陵、長寧、威遠、昭通、太陽、渝西等多個具有商業規模的頁巖氣田。迄今為止,中國南方已基本實現“超淺層—淺層—中層—深層—超深層”海相頁巖氣開發。隨著資源勘探開發工作不斷精細化,對南方構造的地質認識也在不斷系統化并深入。中國石油浙江油田公司副總經理兼總地質師梁興教授認為,南方復雜構造區的定義不應僅局限于盆外大范圍的山地構造帶,盆地內部的帚狀褶皺帶、前陸褶皺帶等一系列由次級構造單元構成的區域同樣屬于復雜構造區的范疇。南方復雜構造區經過10余年的持續油氣探索,在深耕踐行“從盆外向盆緣到盆內”挺進和“從頁巖到煤巖到灰巖烴源巖”的源內非常規勘探過程中,相繼實現了山地淺層(埋深為200~1500m)、中—深層(埋深為1500~3500m)、深層(埋深為3500~4500m)頁巖氣和淺層山地煤層氣、中—深層灰質源巖氣的商業性突破。浙江油田公司目前已成功建成了昭通黃金壩—紫金壩中深層頁巖氣、太陽山地淺層頁巖氣、筠連山地煤層氣、渝西大安深層頁巖氣和大壩灰質源巖氣等多地區、多層系、多類型的非常規天然氣基地?;诙囝愋驮磧确浅R帤獾目碧窖芯?,提出了泥質—煤質—灰質3類富有機質烴源巖“源內非常規勘探”理念并進行了理論深化和技術創新。南方復雜構造區多類型“源內非常規勘探”的資源潛力挖掘對拓展穩定構造區的非常規天然氣勘探領域及可持續發展同樣具有借鑒、示范的重要意義。相關研究成果與認識刊登在《石油學報》第44卷第12期。

    梁興教授研究團隊提出泥質—煤質—灰質多類型“源內非常規勘探”理念,并進行了理論深化和技術創新。油氣勘探可分為兩大類:傳統經典“生-儲-蓋-圈-運-?!庇蜌獾刭|成藏理論指導的常規油氣勘探,即經典的源外常規油氣勘探;“源-儲一體化地質體”非常規儲層“甜點”成藏理論指導的源內非常規油氣勘探,具體指以富有機質優質烴源巖為目標儲層(源-儲貫融為一體)的油氣勘探行為,其源巖-儲層系統具有“沉積、成巖、成儲、成烴、成藏、賦存地史演化”諸歷程全部貫融于統一地質體的“特殊性”,最本質的是沉積的富有機質源巖在成烴時形成的有機酸環境及配套改造作用下產生微米—納米級孔徑的縫洞儲集空間,同時,游離型和吸附型兩種油氣的賦存狀態共聚于一體,烴類沒有發生大距離的源-儲層間規模運移,油氣的富集成藏特征不完全受構造圈閉控制。非常規連續型油氣藏的勘探與常規油氣藏的傳統勘探有巨大差別。

    創新揭示了淺層頁巖氣“頁巖納米級孔隙極低滲透、淺層吸附性增強和三明治式封隔性”的自封閉內涵要義,構建了“復雜山地不同埋藏深度的頁巖氣均可連片成藏賦存”的勘探大格局,突破了傳統的“淺層頁巖氣勘探禁區”。提出前陸盆地以穩定連片分布的深水陸棚內源生物硅質頁巖為優質“甜點”巖相,建立了淺層頁巖氣基于頁巖自封閉的“三維封存體系”和“以自生自儲為主、部分橫向補給成藏”的成藏模式。初步推測在四川盆地外,南方復雜構造區淺層頁巖氣的遠景資源量可達10萬億立方米,拓展出一個區域范圍廣泛、資源潛力巨大的淺層頁巖氣勘探開發新領域。

    創新建立了盆內復雜構造區深層頁巖氣呈“窄陡背斜斷層遮擋—寬緩向斜連續分布,在構造轉折帶、高陡背斜傾伏端、低幅背斜構造帶-斜坡轉折帶富集高產”的成藏模式,揭示了山地頁巖氣“多場協同、多元耦合、多素疊置”的富集成藏理論內涵。渝西大安地區龍馬溪組具有隔檔式褶皺構造形變特點,深水陸棚相強還原欠補償缺氧環境提供了有利的富有機質生物硅質烴源條件,良好的斷層封閉性和頂蓋與底板特性提供了較好的頁巖氣成藏保存條件。中和構造面以上層系在正斷層張扭走滑應力場背景下發育張性微裂縫,水平應力差相對較小,斷層和裂縫帶的穩定性相對較好,有利于深層頁巖氣實現體積壓裂改造和井筒完整性把控。

    研究團隊構建了川南殘留構造坳陷內筠連地區二疊系樂平組“寬緩向斜富氣”的山地煤層氣成藏模式,筠連煤層氣是在中國南方率先獲得煤層氣勘探的突破區塊和煤層氣開發先導試驗田,連續數年的穩產證實了山地煤層氣具有商業性開發價值。筠連山地煤層氣主要局限于寬緩向斜構造帶,其富集成藏受構造-熱演化、構造形跡、沉積環境和水文地質條件聯合控制,具有“埋藏淺、煤巖層薄、高煤階、中—高灰分含氣、高臨界解吸壓力、低滲透率、低含水、強非均質性”等復雜特性。在盆內深度大于2500m的渝西大安地區,深層煤巖具有含氣性高、游離氣含量高、地層超壓的特征,煤層氣的規模資源勘探潛力大,值得加快勘探評價。

    基于直井和水平井體積壓裂改造的氣藏開發方式,實現了渝西大安地區二疊系茅口組一段灰質源巖氣新層系、新類型源內非常規勘探的重大突破。茅口組一段灰質源巖氣主要產自斜坡相沉積的自身灰質烴源巖,儲集空間以微米級孔隙為主體、次為納米級孔縫。中緩坡相灰質源巖具有優質的自生自儲、區域穩定成藏、連片賦存的條件,屬于源-儲一體型非常規氣,其賦存形式以游離氣為主體。構建了“源-儲一體為主兼局部構造運移富集”的非常規氣成藏模式,突破了傳統上將四川盆地茅口組氣藏作為常規氣進行勘探的禁錮,形成了碳酸鹽巖烴源巖成儲、成烴、成藏的非常規氣勘探新認識。初步估算四川盆地茅口組一段灰質源巖氣的資源量可達2萬億立方米,有望開啟類似頁巖氣新類型的碳酸鹽巖源內非常規勘探新領域。

    論文鏈接:http://www.syxb-cps.com.cn/CN/10.7623/syxb202312011

    全文見附件。

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    附件:梁興:中國南方復雜構造區多類型源內成儲成藏非常規氣勘探開發進展及資源潛力.pdf

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