梁兴等:中国南方复杂构造区多类型源内成储成藏非常规气勘探开发进展及资源潜力
2024-02-05 08:46:51   作者:   点击:2962   来源:中国石油学会

中国南方地区作为非常规天然气勘探开发的主阵地之一,目前已实现以五峰组—龙马溪组为主的广范围、多层系页岩气勘探突破,建成了涪陵、长宁、威远、昭通、太阳、渝西等多个具有商业规模的页岩气田。迄今为止,中国南方已基本实现“超浅层—浅层—中层—深层—超深层”海相页岩气开发。随着资源勘探开发工作不断精细化,对南方构造的地质认识也在不断系统化并深入。中国石油浙江油田公司副总经理兼总地质师梁兴教授认为,南方复杂构造区的定义不应仅局限于盆外大范围的山地构造带,盆地内部的帚状褶皱带、前陆褶皱带等一系列由次级构造单元构成的区域同样属于复杂构造区的范畴。南方复杂构造区经过10余年的持续油气探索,在深耕践行“从盆外向盆缘到盆内”挺进和“从页岩到煤岩到灰岩烃源岩”的源内非常规勘探过程中,相继实现了山地浅层(埋深为200~1500m)、中—深层(埋深为1500~3500m)、深层(埋深为3500~4500m)页岩气和浅层山地煤层气、中—深层灰质源岩气的商业性突破。浙江油田公司目前已成功建成了昭通黄金坝—紫金坝中深层页岩气、太阳山地浅层页岩气、筠连山地煤层气、渝西大安深层页岩气和大坝灰质源岩气等多地区、多层系、多类型的非常规天然气基地。基于多类型源内非常规气的勘探研究,提出了泥质—煤质—灰质3类富有机质烃源岩“源内非常规勘探”理念并进行了理论深化和技术创新。南方复杂构造区多类型“源内非常规勘探”的资源潜力挖掘对拓展稳定构造区的非常规天然气勘探领域及可持续发展同样具有借鉴、示范的重要意义。相关研究成果与认识刊登在《石油学报》第44卷第12期。

梁兴教授研究团队提出泥质—煤质—灰质多类型“源内非常规勘探”理念,并进行了理论深化和技术创新。油气勘探可分为两大类:传统经典“生-储-盖-圈-运-保”油气地质成藏理论指导的常规油气勘探,即经典的源外常规油气勘探;“源-储一体化地质体”非常规储层“甜点”成藏理论指导的源内非常规油气勘探,具体指以富有机质优质烃源岩为目标储层(源-储贯融为一体)的油气勘探行为,其源岩-储层系统具有“沉积、成岩、成储、成烃、成藏、赋存地史演化”诸历程全部贯融于统一地质体的“特殊性”,最本质的是沉积的富有机质源岩在成烃时形成的有机酸环境及配套改造作用下产生微米—纳米级孔径的缝洞储集空间,同时,游离型和吸附型两种油气的赋存状态共聚于一体,烃类没有发生大距离的源-储层间规模运移,油气的富集成藏特征不完全受构造圈闭控制。非常规连续型油气藏的勘探与常规油气藏的传统勘探有巨大差别。

创新揭示了浅层页岩气“页岩纳米级孔隙极低渗透、浅层吸附性增强和三明治式封隔性”的自封闭内涵要义,构建了“复杂山地不同埋藏深度的页岩气均可连片成藏赋存”的勘探大格局,突破了传统的“浅层页岩气勘探禁区”。提出前陆盆地以稳定连片分布的深水陆棚内源生物硅质页岩为优质“甜点”岩相,建立了浅层页岩气基于页岩自封闭的“三维封存体系”和“以自生自储为主、部分横向补给成藏”的成藏模式。初步推测在四川盆地外,南方复杂构造区浅层页岩气的远景资源量可达10万亿立方米,拓展出一个区域范围广泛、资源潜力巨大的浅层页岩气勘探开发新领域。

创新建立了盆内复杂构造区深层页岩气呈“窄陡背斜断层遮挡—宽缓向斜连续分布,在构造转折带、高陡背斜倾伏端、低幅背斜构造带-斜坡转折带富集高产”的成藏模式,揭示了山地页岩气“多场协同、多元耦合、多素叠置”的富集成藏理论内涵。渝西大安地区龙马溪组具有隔档式褶皱构造形变特点,深水陆棚相强还原欠补偿缺氧环境提供了有利的富有机质生物硅质烃源条件,良好的断层封闭性和顶盖与底板特性提供了较好的页岩气成藏保存条件。中和构造面以上层系在正断层张扭走滑应力场背景下发育张性微裂缝,水平应力差相对较小,断层和裂缝带的稳定性相对较好,有利于深层页岩气实现体积压裂改造和井筒完整性把控。

研究团队构建了川南残留构造坳陷内筠连地区二叠系乐平组“宽缓向斜富气”的山地煤层气成藏模式,筠连煤层气是在中国南方率先获得煤层气勘探的突破区块和煤层气开发先导试验田,连续数年的稳产证实了山地煤层气具有商业性开发价值。筠连山地煤层气主要局限于宽缓向斜构造带,其富集成藏受构造-热演化、构造形迹、沉积环境和水文地质条件联合控制,具有“埋藏浅、煤岩层薄、高煤阶、中—高灰分含气、高临界解吸压力、低渗透率、低含水、强非均质性”等复杂特性。在盆内深度大于2500m的渝西大安地区,深层煤岩具有含气性高、游离气含量高、地层超压的特征,煤层气的规模资源勘探潜力大,值得加快勘探评价。

基于直井和水平井体积压裂改造的气藏开发方式,实现了渝西大安地区二叠系茅口组一段灰质源岩气新层系、新类型源内非常规勘探的重大突破。茅口组一段灰质源岩气主要产自斜坡相沉积的自身灰质烃源岩,储集空间以微米级孔隙为主体、次为纳米级孔缝。中缓坡相灰质源岩具有优质的自生自储、区域稳定成藏、连片赋存的条件,属于源-储一体型非常规气,其赋存形式以游离气为主体。构建了“源-储一体为主兼局部构造运移富集”的非常规气成藏模式,突破了传统上将四川盆地茅口组气藏作为常规气进行勘探的禁锢,形成了碳酸盐岩烃源岩成储、成烃、成藏的非常规气勘探新认识。初步估算四川盆地茅口组一段灰质源岩气的资源量可达2万亿立方米,有望开启类似页岩气新类型的碳酸盐岩源内非常规勘探新领域。

论文链接:http://www.syxb-cps.com.cn/CN/10.7623/syxb202312011

全文见附件。

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