肖鴻雁(中石化勝利油田分公司西部新區(qū)研究院,山東 東營(yíng) 257000)

1.概述

深盆氣藏是一類(lèi)非常接近常規(guī)氣藏經(jīng)濟(jì)價(jià)值的非常規(guī)氣藏，在目前的能源供需關(guān)系的條件下具有很高的勘探開(kāi)發(fā)價(jià)值。對(duì)深盆氣藏的研究的重要意義主要在于它打破了常規(guī)天然氣的成藏機(jī)理和分布規(guī)律，即可在通常被認(rèn)為遠(yuǎn)景較差的盆地較深部位，在低孔隙度、低滲透率儲(chǔ)層中找到大規(guī)模的天然氣聚集，獲得天然氣勘探上的突破。因此深入開(kāi)展深盆氣成藏機(jī)制的研究是很有必要的。

2.國(guó)內(nèi)研究概況

國(guó)內(nèi)深盆氣藏在20世紀(jì)80年代初，在鄂爾多斯盆地勘探的起步階段首次涉及了深盆氣的成藏規(guī)律。并且在理論和實(shí)踐上都有了新的突破主要成果有：完善和發(fā)展了深盆氣的成藏理論，闡明了陸相深盆氣與海相深盆氣藏的特征差異與成因機(jī)理；發(fā)現(xiàn)了鄂爾多斯盆地古生界含氣面積超過(guò)10×104km2的深盆氣藏；依據(jù)對(duì)中國(guó)深盆氣地質(zhì)條件和勘探遠(yuǎn)景的研究確定了我國(guó)未來(lái)深盆氣勘探開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略重點(diǎn)。

3.深盆氣的地質(zhì)特征

3.1 深盆氣的氣水倒置及形成原理

深盆氣與常規(guī)氣藏最突出的區(qū)別是前者表現(xiàn)出氣水倒置的特征。所謂氣水倒置是相對(duì)于常規(guī)氣藏內(nèi)的“氣在上，水在下”的情況而言的。在深盆氣藏內(nèi)，最低處富集天然氣，水在氣上或在上傾方向存在，與常規(guī)氣藏形成鮮明的對(duì)比。

造成深盆氣藏氣水倒置的根本原因是儲(chǔ)層致密。深盆氣是的源巖生排出天然氣進(jìn)入到致密的儲(chǔ)層后，儲(chǔ)層顆粒間的孔喉半徑較小，氣泡的浮力不足以克服毛管的阻力不能以氣泡的形式向上傾方向運(yùn)移只能富集在埋深較大、緊鄰排氣源巖的儲(chǔ)層內(nèi)。隨著儲(chǔ)層內(nèi)積聚的天然氣量增加、儲(chǔ)層內(nèi)壓力也不斷增大。在氣體的熱膨脹和氣體體積膨脹及浮力等的綜合作用下，天然氣克服由于儲(chǔ)層孔喉半徑小而產(chǎn)生的毛細(xì)管力及水靜壓力向上運(yùn)移并大規(guī)模排驅(qū)孔隙水造成了氣在下水在上的倒置現(xiàn)象。

3.2 深盆氣的組分特征

深盆氣的天然氣組分特征完全與常規(guī)氣藏中的天然氣相同。其主要成分為CH4、重?zé)N氣、CO2、N2等。從目前發(fā)現(xiàn)的深盆氣的烴源巖看，它們主要含Ⅲ類(lèi)母質(zhì)或煤，因此天然氣的13C同位素一般較高。從理論上分析，Ⅰ類(lèi)母質(zhì)形成的裂解氣也可構(gòu)成深盆氣的重要來(lái)源，它們的干燥系數(shù)可以較低。從加拿大阿爾伯達(dá)盆地典型的深盆氣組分分析結(jié)果可以看出：CH4等烴類(lèi)氣體的含量平均在96%以上；C5+以上的液態(tài)組分少，除個(gè)別層位外，最大不到1.39%；CO2的含量也較低，平均1.5%；N2的含量更低，平均0.65%左右。由于CH4含量高，使得深盆氣的相對(duì)密度較低。

3.3 深盆氣藏儲(chǔ)層特征

3.3.1 儲(chǔ)層的孔滲性差

在目前已發(fā)現(xiàn)的所有深盆氣藏中，儲(chǔ)層致密，孔滲性差是一個(gè)普遍的地質(zhì)特征。中國(guó)目前發(fā)現(xiàn)的最大的深盆氣藏是鄂爾多斯盆地古生界氣藏，其儲(chǔ)層平均孔隙度介于5.6%到10%之間，平均為7.5%。

3.3.2 深盆氣儲(chǔ)氣層埋深范圍

就某盆地的成藏條件來(lái)說(shuō)，深盆氣藏主要形成發(fā)育于盆地埋深較大的底層領(lǐng)域。但埋深大不是深盆氣藏的基本特征。依據(jù)對(duì)已發(fā)現(xiàn)的七個(gè)國(guó)外深盆氣藏的埋深統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)它們的頂界埋深在500-3000m，平均1300m；但其底界可以埋深很大。而常規(guī)氣藏的埋深統(tǒng)計(jì)為400-6600m，平均為3500m。深盆氣的頂界埋藏深度一般較淺，可能與這類(lèi)氣藏形成時(shí)上覆地層的剝蝕抬升作用有關(guān)。抬升剝蝕可以降低目的層的流壓，從而有利于天然氣游離釋放而大規(guī)模排驅(qū)孔隙水并形成深盆氣藏。

3.3.3 儲(chǔ)層含氣范圍的控制因素

深盆氣的氣水邊界或位置的重要特征是它不受等高線控制，它主要受儲(chǔ)層的孔喉半徑、埋藏、傾角大小等因素控制。在平面上，深盆氣藏的含氣范圍形態(tài)不規(guī)則。

4.深盆氣的形成機(jī)理

深盆氣藏的壓力場(chǎng)特征與常規(guī)氣藏的壓力場(chǎng)特征有著本質(zhì)的不同，一般情況下，前者較靜水柱壓力小，呈負(fù)壓異常；后者較靜水柱壓力大，呈高壓異常。異常壓力趨勢(shì)線與靜水柱壓力分布線之交點(diǎn)在理論上與氣藏內(nèi)氣水接觸面吻合一致。深盆氣藏內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓場(chǎng)的根本原因是儲(chǔ)層含氣后阻隔了上部地層孔隙水壓系統(tǒng)與下部地層中孔隙水壓系統(tǒng)之間的聯(lián)系，在這種情況下，深盆氣藏內(nèi)部某點(diǎn)的壓力等于上方氣水界面處的靜水壓力與該點(diǎn)至氣水界面處氣柱壓力之和，由于氣柱壓力遠(yuǎn)較水柱壓力小，因而氣藏內(nèi)部任一點(diǎn)的壓力較該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的水柱壓力小。常規(guī)氣藏出現(xiàn)高壓異常的根本原因是儲(chǔ)氣層含氣后，上部地層孔隙水壓系統(tǒng)將通過(guò)氣水界面向上傳遞，常規(guī)氣藏內(nèi)每一點(diǎn)的壓力等于下部氣水界面處?kù)o水柱壓力與界面至測(cè)壓點(diǎn)處氣柱壓力之差，由于氣柱壓力遠(yuǎn)較水柱壓力小，因此氣藏內(nèi)任一點(diǎn)的實(shí)測(cè)壓力較對(duì)應(yīng)點(diǎn)的靜水柱壓力大。在埋深相同的情況下，同一埋深點(diǎn)處的常規(guī)氣藏的氣層壓力遠(yuǎn)較深盆氣藏的壓力大。

[1]陳潔.深盆氣藏研究進(jìn)展.油氣地質(zhì)與采收率.2012.9(02):115-118.