付 廣，郎 微

（東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江大慶 163318）

我國不同儲量豐度大中型氣田形成的主控因素及其評價

付 廣，郎 微

（東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江大慶 163318）

分析我國大中型氣田形成條件，表明源巖供氣能力、輸導(dǎo)層輸導(dǎo)天然氣能力和蓋層封氣能力是我國大中型氣田形成的3個主控因素.在此基礎(chǔ)上，利用加權(quán)平均法建立氣藏形成主控因素綜合定量評價方法，并對我國31個大中型氣田形成主控因素進(jìn)行綜合定量評價，表明形成主控因素綜合定量評價以好等級為主，其次為中等.我國31個大中型氣田形成主控因素綜合定量評價與其天然氣儲量豐度為正比關(guān)系，即隨著氣藏形成主控因素綜合定量評價增加，其天然氣儲量豐度增大.要形成高儲量豐度及中等儲量豐度的大中型氣田，氣藏形成主控因素的綜合評價應(yīng)為好等級及中等級.

大中型氣田；形成條件；綜合評價；供氣能力；輸導(dǎo)能力；封氣能力

天然氣與石油相比其差異主要表現(xiàn)在：（1）氣形成條件廣泛，既有有機(jī)成因的氣，又有無機(jī)成因的氣，有機(jī)成因的氣形成范圍也較油廣泛，可形成于整個有機(jī)質(zhì)向油氣轉(zhuǎn)換過程的始終；（2）天然氣分子小，質(zhì)量輕，活動性強(qiáng)，較油在地下更易發(fā)生滲濾和擴(kuò)散散失［1－3］.氣、油的這2個差異使得氣成藏的主控因素明顯不同于油成藏的主控因素.前人［4－10］對氣成藏主控因素做過研究，但主要是側(cè)重于定性的，缺少綜合定量評價.因此，綜合定量評價高儲量豐度大中型氣田形成主控因素，對于指導(dǎo)我國大中型氣田勘探及豐富與完善天然氣勘探的地質(zhì)理論具有重要意義.

1 主控因素

剖析我國31個大中型氣田成藏條件，得到大中型氣田的形成除具有生油層、儲層、蓋層、圈閉、運(yùn)移、保存6個基本條件外，其對源巖供氣條件、輸導(dǎo)層的輸導(dǎo)條件和蓋層封氣條件應(yīng)有特殊的要求.因為源巖是大中型氣田形成最主要的影響因素，其供氣能力應(yīng)滿足生氣強(qiáng)度大于20×108m3／（km2·Ma）時方可形成大中型氣田.只有源巖條件，但無好的輸導(dǎo)條件，源巖生成的天然氣也難以運(yùn)移進(jìn)入圈閉中聚集成藏，故輸導(dǎo)層輸導(dǎo)天然氣的能力也是制約大中型氣田形成的又一重要因素.進(jìn)入圈閉中的天然氣能否大規(guī)模富集成藏，還要受到蓋層封氣條件的制約，蓋層只有具備強(qiáng)的封氣能力，才能形成大中型氣田，源巖供氣能力、輸導(dǎo)層輸導(dǎo)天然氣能力和蓋層封氣能力是我國大中型氣田形成所需要的3個主要因素.

1.1 源巖供氣能力

源巖是天然氣富集成藏的物質(zhì)基礎(chǔ)，源巖只有提供足夠數(shù)量的天然氣，才能形成大規(guī)模的氣富集.源巖條件受到源巖本身品質(zhì)（有機(jī)質(zhì)豐度、類型及成熟度）及源巖發(fā)育程度（厚度及分布面積）的影響，可用氣源巖生烴強(qiáng)度［11］描述源巖供氣條件.源巖生氣強(qiáng)度越大，供氣能力越強(qiáng)，形成大中型氣田的可能性越高.利用戴金星等研究成果［4－12］，統(tǒng)計我國31個大中型氣田源巖生氣強(qiáng)度最小的是塔里木盆地的柯克亞氣田，生氣強(qiáng)度為13.3×108m3／（km2·Ma），最大的是塔里木盆地的克拉2氣田，生氣強(qiáng)度為130.0×108于50×108m3／（km2·Ma）為最多，其次是（20～50）×108m3／（km2·Ma），最少為（10～20）×108m3／（km2·Ma）的大中型氣田.四川盆地、柴達(dá)木盆地和塔里木盆地的庫車凹陷源巖生氣強(qiáng)度相對較大，松遼盆地和塔里木盆地的塔北隆起源巖生氣強(qiáng)度相對較小，這主要是由不同盆地氣源巖發(fā)育及演化程度不同造成的.m3／（km2·Ma）（見表1）.我國31個大中型氣田主控因素分布特征見圖1.由圖1（a）看出，生氣強(qiáng)度以大

表1 我國31個大中型氣田形成主控因素綜合評價及參數(shù)特征

1.2 輸導(dǎo)層輸導(dǎo)天然氣能力

輸導(dǎo)層是連接氣源巖和圈閉的橋梁和紐帶.斷裂、不整合面及砂體輸導(dǎo)層的輸導(dǎo)天然氣能力，可用輸導(dǎo)層輸導(dǎo)天然氣速度V表示，輸導(dǎo)層輸導(dǎo)天然氣速度V主要與源儲剩余壓差Δp、輸導(dǎo)層滲透率K、傾角α、源圈垂直距離h等因素有關(guān)，即

式中：Q為天然氣運(yùn)移量；s為天然氣運(yùn)移流經(jīng)面積；t為天然氣運(yùn)移時間；μ為天然氣黏度.

輸導(dǎo)層輸導(dǎo)天然氣速度越大，由源巖通過輸導(dǎo)層向圈閉輸導(dǎo)天然氣的數(shù)量越大，形成大中型氣田的可能性越大.由戴金星等研究成果［4－14］，統(tǒng)計我國31個大中型氣田輸導(dǎo)層滲透率、傾角、輸導(dǎo)天然氣距離和天然氣黏度，利用式（1）對我國31個大中型氣田輸導(dǎo)層輸導(dǎo)天然氣速度進(jìn)行計算，結(jié)果見表1.由表1看出，同是大中型氣田，其輸導(dǎo)層輸導(dǎo)天然氣速度相差較大，輸導(dǎo)層輸導(dǎo)天然氣速度最大的是羊塔克氣田，可達(dá)到457×10－12m／（Pa·s），最小的是福成寨、臥龍河、大池干井、澀北1、澀北2、臺吉乃爾、昌德和徐深1井氣田，輸導(dǎo)速度只有0.001×10－12m／（Pa·s）.由圖1（b）看出，輸導(dǎo)層輸導(dǎo)天然氣速度以小于0.01×10－12m／（Pa·s）的大中型氣田為最多，其次是大于0.1×10－12m／（Pa·s）的大中型氣田，最少為（0.05～0.1）×10－12m／（Pa ·s）及（0.01～0.05）×10－12m／（Pa·s）的大中型氣田.

1.3 蓋層封氣能力

由于天然氣分子小，質(zhì)量輕，活動性強(qiáng)，在地下極易發(fā)生散失，所以蓋層條件在一定程度上決定著天然氣藏的形成及其規(guī)模.蓋層封氣能力主要受到蓋層的厚度、排替壓力、氣藏內(nèi)部內(nèi)壓力和天然氣本身性質(zhì)（流動黏度）的共同影響.可用氣藏蓋層封氣能力綜合定量評價參數(shù)評價蓋層封氣能力，即

式中：ρw為地層水平均密度.

由戴金星等研究成果［8－14］，得到我國31個大中型氣田蓋層封氣能力綜合評價參數(shù)（見表1）.利用式（2）對我國31個大中型氣田蓋層封氣能力綜合定量評價參數(shù)S進(jìn)行計算（見表1）.由表1看出，我國31個大中型氣田蓋層封氣能力綜合定量評價參數(shù)變化較大，最大的是柴達(dá)木盆地的臺南氣田，可達(dá)到1.27×10－4Pa·s·m，最小的是塔里木盆地的柯克亞氣田、四川盆地的福成寨氣田和大池干井氣田，S只有0.01×10－4Pa·s·m，二者相差100余倍.由圖1（c）看出，S以大于0.1×10－4Pa·s·m的大中型氣田為最多，其次是（0.05～0.1）×10－4Pa·s·m的大中型氣田，最少為（0.01～0.05）×10－4Pa·s·m的大中型氣田.柴達(dá)木盆地和鶯歌海盆地大中型氣田蓋層封氣能力相對較強(qiáng)，而鄂爾多斯盆地、松遼盆地、四川盆地部分和塔里木盆地部分大中型氣田蓋層封氣能力相對較弱，主要是由蓋層厚度和氣藏壓力不同造成的.

圖1 我國31個大中型氣田主控因素分布特征

2 綜合定量評價

一個氣藏的形成要受到源巖供氣能力、輸導(dǎo)層輸導(dǎo)天然氣能力和蓋層封氣能力3個主控因素的共同制約，源巖供氣能力越強(qiáng)，輸導(dǎo)層輸導(dǎo)天然氣速度越大，蓋層封氣能力越強(qiáng)，越有利于形成大中型氣田.文中選取源巖生氣強(qiáng)度、輸導(dǎo)層輸導(dǎo)天然氣速度和蓋層封氣能力作為氣藏形成主控因素的綜合評價指標(biāo)a.氣藏形成主控因素綜合評價參數(shù)等級劃分標(biāo)準(zhǔn)見表2.

表2 氣藏形成主控因素綜合評價參數(shù)等級劃分

式中：C1，C2，C3分別為源巖生氣強(qiáng)度、輸導(dǎo)層輸導(dǎo)天然氣速度及蓋層封氣能力評價參數(shù)的權(quán)重系數(shù).

按照表2等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，對其進(jìn)行等級劃分，并由好、較好、中等、差賦予4，3，2，1評價權(quán)值；再根據(jù)源巖生氣強(qiáng)度、輸導(dǎo)層輸導(dǎo)天然氣速度和蓋層封氣能力評價參數(shù)對氣藏形成的貢獻(xiàn)不同，分別賦予0.5，0.2，0.3的權(quán)重；最后由式（3）計算得到氣藏形成主控因素的綜合評價權(quán)值，由a≥3、2≤a＜3和a＜2得到氣藏形成主控因素的好、中、差3個評價等級.

對我國31個大中型氣田源巖生氣強(qiáng)度、輸導(dǎo)層輸導(dǎo)天然氣速度和蓋層封氣能力進(jìn)行綜合定量評價，結(jié)果見圖2.由圖2和表1可以看出，我國31個大中型氣藏形成主控因素綜合評價以好等級為主，主要分布在柴達(dá)木、塔里木、四川、渤海灣和鶯瓊盆地；其次是中等，主要分布在四川、塔里木、渤海灣和松遼盆地.

圖2 我國31個大中型氣田氣藏形成主控因素綜合評價權(quán)值分布

3 儲量豐度特征

表3 氣藏天然氣儲量豐度等級劃分

4 主控因素綜合評價

由我國31個大中型氣田形成主控因素的綜合評價權(quán)值與其天然氣儲量豐度之間關(guān)系（見圖4）可以得到，我國大中型氣田形成主控因素的綜合評價權(quán)值與其天然氣儲量豐度為正比關(guān)系.要形成高儲量豐度的大中型氣田，氣藏形成主控因素的綜合評價權(quán)值應(yīng)大于3，即為好等級；形成中等儲量豐度的大中型氣田，氣藏形成主控因素的綜合評價權(quán)值應(yīng)大于2，即為中等級.

圖3 我國31個大中型氣田天然氣儲量豐度等級分布

圖4 我國大中型氣田形成主控因素的綜合評價權(quán)值與其天然氣儲量豐度之間關(guān)系

5 結(jié)論

（1）源巖供氣能力、輸導(dǎo)層輸導(dǎo)天然氣能力和蓋層封氣能力是我國大中型氣田形成的3個主控因素.

（2）我國31個大中型氣田形成主控因素綜合評價等級以好等級為主，其次是中等.

（3）我國31個大中型氣田形成主控因素的綜合評價權(quán)值與天然氣儲量豐度之間為正比關(guān)系，即隨著氣藏形成主控因素的綜合評價權(quán)值增大，天然氣儲量豐度增大；反之，則減小.要形成高儲量豐度大中型氣田，氣藏形成主控因素綜合評價應(yīng)為好等級；要形成中等儲量豐度的大中型氣田，氣藏形成主控因素綜合評價應(yīng)為中等級.

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Comprehensive and quantitative evaluation of main controlling factors of large and medium gas fields with differentreserve abundance in China／2010，34（5）：48－52

FU Guang，LANG Wei
（College of Geosciences，NortheastPetroleum University，Daqing，Heilongjiang163318，China）

By the analysis of formation conditions of large and medium gas fields in China，supplying gas ability of source rock，transporting gas ability of transporting pathway and sealing gas ability of cap rock were considered to be 3main factors controlling formation of large and medium gas fields.By use of weighted average method，a setof comprehensive and quantitative evaluation method for main controlling factors of gas reservoirs was established.By comprehensive and quantitative evaluation for main controlling factors of 31large and medium gas fields in China，itwas considered thatthe comprehensive and quantitative evaluation value of their main controlling factors was mainly in good grade，secondly in middle grade.By the study on the relation between comprehensive and quantitative evaluation value for main controlling factors of large and medium gas fields in China and gas reserves abundance，itwas considered to have a directrelation.Gas reserves abundance increases with the comprehensive and quantitative evaluation value of main controlling factors of gas reservoirs，conversely the smaller.To form large and medium gas fields with high reserves abundance，comprehensive evaluation grade of main controlling factors of gas reservoirs should be good.To form large and medium gas fields with medium reserves abundance，comprehensive evaluation grade of main controlling factors of gas reservoirs should be middle.

large and medium gas fields；formation conditions；comprehensive evaluation；gas supplying ability；gas transporting ability；gas sealing ability

book=5,ebook=199

TE122.2

A

1000 1891（2010）05 0048 05

2010 07 09；編輯：陸雅玲

中國石油股份公司科技創(chuàng)新基金項目（2009D－5006－01－05）

付 廣（1962－），男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事油氣藏形成與保存方面的研究.