国建英1,2，齐雪宁1,2，侯连华2，郝爱胜1,2，曾旭2，林世国2，蒲秀刚3，谢增业1,2，王义凤1,2，王晓波1,2，陈大伟2

（1.中国石油天然气集团有限公司天然气成藏与开发重点实验室，河北廊坊；2.中国石油勘探开发研究院，北京；3.中国石油大港油田分公司，天津）

DOI：10./j.issn.-..09.

摘要特低渗—致密砂（砾）岩气是国内外天然气勘探的重要领域，渤海湾盆地作为中国重要油气勘探盆地，在各坳陷均发现了特低渗—致密砂（砾）岩气，但研究工作以坳陷层面为主，针对盆地范畴系统认识气藏的分布、天然气成因及成藏模式的工作欠缺。研究表明：特低渗—致密砂（砾）岩气藏在渤海湾盆地广泛分布，涵盖各个坳陷，古生界、新生界多个层段，涉及上古生界煤成气和古近系油型气2种天然气类型。上古生界特低渗—致密砂岩气藏主要分布在残留上古生界的黄骅、临清和济阳等坳陷，气藏位于凹陷的隆起区，多属于构造型气藏，因地层曾深埋，储层物性总体致密程度高；天然气主要为来自石炭系—二叠系煤成气，部分为来自古近系油型气。古近系特低渗—致密气藏在各坳陷均有分布，包括沙河街组二+三段、四段和孔店组多个层段；气藏在凹陷的隆起、斜坡和陡坡带均有分布，涵盖岩性、岩性—构造、构造等多种圈闭类型；沙河街组二+三段主要为砂岩储层，分布于缓坡区，沙河街组四段和孔店组包括砂岩和砂砾岩储层，砂砾岩主要分布于陡坡区，由于古近系属连续型沉积，储层物性受埋深控制作用明显，不同坳陷致密门限深度不同，介于~m之间；天然气主要为古近系油型气，部分为上古生界煤成气。依据气源层和储集层相互关系，该区发育新生新储近源聚集、古生古储远源疏导、古生新储断层疏导和新生古储断面疏导模式4种成藏模式，其中前两者为主要成藏模式。渤海湾盆地发育石炭系—二叠系和古近系2套气源层，天然气剩余资源潜力大，石炭系—二叠系二次生烃有利区、古近系生气中心周缘的构造、甜点岩性体是下步特低渗—致密砂（砾）岩气勘探重点区带。研究认识对渤海湾盆地的致密砂（砾）岩气勘探有一定的指导意义。

关键词致密气；天然气成因；成藏模式；渤中凹陷；黄骅坳陷；济阳坳陷，临清坳陷；渤海湾盆地

0引言年中国国家能源局正式发布《致密砂岩气地质评价方法》［1］，制定了致密砂岩气的行业标准，指出致密砂岩气是指覆压基质渗透率小于或等于1×10-4μm2的砂岩气层，单井一般无自然产能，或自然产能低于工业气流下限，但在一定经济条件和技术措施下，可以获得工业天然气产量；覆压基质渗透率小于1×10-3μm2且大于1×10-4μm2为特低渗储层。魏国齐等［2］通过吐哈盆地山前带柯柯亚气藏、塔里木盆地库车坳陷克深２气藏、松辽盆地深层断陷长深气藏、鄂尔多斯盆地苏里格上古生界气藏的储层物性研究发现，这些气田储层主要产层孔隙度普遍小于8%，岩心测试空气渗透率主要分布在（0.1~1）×10-3μm2之间，划为致密砂岩气范畴。综上所述，覆压基质渗透率和地面岩心测试空气渗透率数值在储层评价中存在一定差异，后者约为前者的10倍。中国自“十一五”以来大力发展致密砂岩气，年，中国致密砂岩气地质资源量达36.54×m3［2］，致密砂岩气年产量为×m3，占总产气量的31.6%［3］，成为仅次于美国、加拿大的致密砂岩气生产大国，展示致密砂岩气在中国天然气勘探开发中处于重要地位。中国发现的特低渗—致密砂岩气大气田主要分布在鄂尔多斯、四川、塔里木等中西部盆地［2-7］，研究工作也主要集中在这些地区。东部渤海湾盆地目前为止发现大的特低渗—致密砂（砾）岩气田较少，研究工作相对薄弱。马洪等［8］通过评价渤海湾盆地深层致密砂岩气的成藏条件，初步估算歧口凹陷歧北斜坡、辽河西部凹陷清水洼陷、霸县凹陷文安斜坡等区带致密砂岩气资源量约为（6~7）×m3，表明渤海湾盆地深层特低渗—致密砂岩气具有较好的勘探前景。勘探实践证明，特低渗—致密砂岩气在渤海湾盆地广泛分布，涵盖渤海海域的渤中凹陷［9］，黄骅坳陷的歧口凹陷［10］、板桥凹陷［11］、沧东凹陷［12-13］、北大港构造带［14-15］、南堡凹陷［16］，辽河坳陷的东部凹陷［17-18］、西部凹陷［19］，济阳坳陷的东营凹陷［20］、沾化凹陷（渤南洼陷）、惠民凹陷［21］，临清坳陷的东濮凹陷［22-23］等。渤海湾盆地特低渗—致密砂（砾）岩气的研究较为零散，集中在坳陷（或凹陷）层面，缺乏盆地级的系统性研究，本文拟对渤海湾盆地特低渗—致密砂（砾）岩气藏的天然气地球化学特征、成因及成藏过程进行分析，明确渤海湾盆地特低渗—致密砂（砾）岩气成藏模式与主控因素，以期对该区的天然气勘探提供理论支撑。1特低渗—致密砂（砾）岩气藏储层特征1.1　储层分级标准《致密砂岩气地质评价方法》采用覆压基质渗透率对砂岩储层气藏进行分类，指出覆压基质渗透率≤0.1×10-3μm2为致密储层，在（0.1~1）×10-3μm2之间为特低渗储层［1］。但目前资料中渗透率数据主要为常压下空气渗透率，胡勇等［24］实验发现，覆压对岩心的孔隙度测定影响较小，但对常压下小于1×10-3μm2的空气渗透率测定影响较大，50MPa时的渗透率只有常压的1/10甚至更小，根据文献［24］中提供覆压渗透率与空气渗透率相关曲线，测算空气渗透率≤0.4×10-3μm2为致密储层，（0.4~1.5）×10-3μm2为特低渗储层，（1.5~10）×10-3μm2为低渗储层（表1）。

表1岩石空气渗透率与覆压渗透率对比（据文献[24]公式测算）Table1Comparisonofrockairpermeabilityandoverburdenpermeabilitycalculated（accordingtotheformulainRef.［24］）

1.2　储层评价根据上述储层分级标准，梳理渤海湾盆地的天然气藏储层物性，发现特低渗—致密砂岩气在渤海湾盆地广泛分布，涵盖所有坳陷，岩性主要为砂岩，部分砾岩也达到特低渗标准，层系包括古近系和上古生界，具体为古近系沙河街组三段的特低渗—致密砂岩、沙河街组四段—孔店组低渗—致密砂砾岩和石炭系—二叠系特低渗—致密砂岩。平面上，石炭系—二叠系特低渗—致密砂岩气藏主要分布在盆地中南部残留上古生界的黄骅坳陷、临清坳陷和济阳坳陷，沙河街组四段—孔店组低渗—致密砂砾岩气藏主要分布在东部济阳坳陷和渤中坳陷，沙河街组三段砂岩气藏则主要位于黄骅坳陷、冀中坳陷、临清坳陷和辽河坳陷（图1）。图1渤海湾盆地特低渗—致密气藏平面分布示意Fig.1Planedistributionmapofultralowpermeability-tightgasreservoirinBohaiBayBasin石炭系—二叠系主要分布在残留上古生界的黄骅坳陷、临清坳陷和济阳坳陷，储集岩以砂岩为主，储层物性在各层系中最差，渗透率均值以1.5×10-3μm2为特征，主体属于特低渗—致密砂岩储层。黄骅坳陷沧东凹陷乌马营潜山下石盒子组河流相砂岩渗透率介于（0.01~6.47）×10-3μm2之间，主体介于（0.12~3.17）×10-3μm2之间，平均为1.28×10-3μm2［12-13］，属于特低渗储层；黄骅坳陷北大港构造带港北潜山二叠系、石炭系储层渗透率均值分别为0.13×10-3μm2和0.15×10-3μm2，为致密储层［14-15］。辽河坳陷东部凸起上古生界砂岩储层渗透率介于（0.01~0.10）×10-3μm2之间，属于致密储层［18］；临清坳陷东濮凹陷渗透率均值介于（0.~0.）×10-3μm2之间，属于致密储层［23］；济阳坳陷沾化凹陷、惠民凹陷、东营凹陷渗透率多小于1×10-3μm2，东营凹陷略高，为1.45×10-3μm2，属于特低渗—致密储层［21］（表2，图2）。目前发现的上古生界特低渗—致密砂岩主要分布在构造高部位，多属于构造油气藏，因地层曾深埋，储层已致密化，后经历抬升，使储层物性受埋深控制较小［14］，如黄骅坳陷乌马营潜山埋深约为~m，港北潜山埋深为~m，后者储层物性甚至小于前者。

表2渤海湾盆地特低渗—致密砂岩气藏分布特征Table2Distributioncharacteristicsofultralowpermeability-tightsandstonegasreservoirinBohaiBayBasin

注：表中渗透率数据为空气渗透率数据

图2渤海湾盆地砂（砾）气藏储层空气渗透率平均值特征Fig.2Averageairpermeabilitycharacteristicsofsandstone（conglomeraterock）reservoirsinBohaiBayBasin沙河街组四段—孔店组储层岩石类型包括砂岩和砾岩，在各层系中储层物性最好，渗透率均值以1.5×10-3μm2为特征，主体属于低渗储层。渤中19-6气田孔店组砂砾岩储集层渗透率介于（0.02~14.50）×10-3μm2之间，平均值为4.93×10-3μm2，主体属于低渗储集层［9］。济阳坳陷东营凹陷北部民丰地区、利津地区陡带沙四下亚段埋深超过m的砂砾岩储层渗透率介于（0.~45.00）×10-3μm2之间，主要分布于（0.10~10.00）×10-3μm2之间，平均值为1.78×10-3μm2，主体属于低渗、部分属于特低渗储层［20］。济阳坳陷沾化凹陷渤南洼陷沙四上亚段m深洼区储层渗透率（0.01~10.00）×10-3μm2之间，平均渗透率为3.30×10-3μm2；属于低渗—特低渗储层［20］（表2，图2）。东营凹陷沙四段致密砾岩主要分布在陡带，渤中19-6孔店组致密砾岩主要分布在构造高部位。沙河街组三段砂岩储层物性介于上古生界和沙河街组四段—孔店组之间，渗透率均值以（0.5~1.5）×10-3μm2为特征，主体属于特低渗砂岩储层。黄骅坳陷板桥凹陷在m以下渗透率以小于1.0×10-3μm2为主［10-11］；辽河坳陷东部凹陷m以深所有储层渗透率均小于0.5×10-3μm2，主要为（0.01~0.10）×10-3μm2［17］；冀中坳陷古近系砂岩埋深m，渗透率2.55×10-3μm2；临清坳陷东濮凹陷前梨园洼陷及洼陷斜坡带的沙三中、下亚段渗透率主体介于（0.01~0.5）×10-3μm2之间，其中洼陷带渗透率主要介于（0.~1）×10-3μm2之间，为特征低渗—致密储层，斜坡带渗透率主要介于（0.1~10）×10-3μm2之间，为低渗—致密砂岩储层［22-23］（表2，图2）。沙河街组特低渗—致密砂岩储层分布有2个重要特征：一是致密储层主要分布在洼陷区；二是不同坳陷特低渗—致密门限深度（即储层渗透率达到特低渗/或致密标准所对应的储层埋藏深度）不同，介于~m之间，其中，临清东濮凹陷为m，辽河坳陷东部凹陷为m，歧口凹陷、板桥凹陷沙三段为m，冀中坳陷为m。2天然气地球化学特征整理了渤海湾盆地特低渗—致密砂（砾）岩气藏天然气地球化学数据（表3），数据体主要分布在黄骅坳陷、临清坳陷、济阳凹陷，渤中凹陷仅有渤中19-6井孔店组天然气满足条件，冀中坳陷仅有牛东1井、兴隆1井Es4等少数天然气满足条件［24-41］，辽河坳陷满足条件的数据较少。

表3渤海湾盆地特低渗—致密天然气组成数据（部分数据）Table3Chemicalaswellascarbonandhydrogen

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkgx/487.html