深盆气藏地质特征及形成机理

肖鸿雁(中石化胜利油田分公司西部新区研究院,山东 东营 257000)

1.概述

深盆气藏是一类非常接近常规气藏经济价值的非常规气藏，在目前的能源供需关系的条件下具有很高的勘探开发价值。对深盆气藏的研究的重要意义主要在于它打破了常规天然气的成藏机理和分布规律，即可在通常被认为远景较差的盆地较深部位，在低孔隙度、低渗透率储层中找到大规模的天然气聚集，获得天然气勘探上的突破。因此深入开展深盆气成藏机制的研究是很有必要的。

2.国内研究概况

国内深盆气藏在20世纪80年代初，在鄂尔多斯盆地勘探的起步阶段首次涉及了深盆气的成藏规律。并且在理论和实践上都有了新的突破主要成果有：完善和发展了深盆气的成藏理论，阐明了陆相深盆气与海相深盆气藏的特征差异与成因机理；发现了鄂尔多斯盆地古生界含气面积超过10×104km2的深盆气藏；依据对中国深盆气地质条件和勘探远景的研究确定了我国未来深盆气勘探开发战略重点。

3.深盆气的地质特征

3.1 深盆气的气水倒置及形成原理

深盆气与常规气藏最突出的区别是前者表现出气水倒置的特征。所谓气水倒置是相对于常规气藏内的“气在上，水在下”的情况而言的。在深盆气藏内，最低处富集天然气，水在气上或在上倾方向存在，与常规气藏形成鲜明的对比。

造成深盆气藏气水倒置的根本原因是储层致密。深盆气是的源岩生排出天然气进入到致密的储层后，储层颗粒间的孔喉半径较小，气泡的浮力不足以克服毛管的阻力不能以气泡的形式向上倾方向运移只能富集在埋深较大、紧邻排气源岩的储层内。随着储层内积聚的天然气量增加、储层内压力也不断增大。在气体的热膨胀和气体体积膨胀及浮力等的综合作用下，天然气克服由于储层孔喉半径小而产生的毛细管力及水静压力向上运移并大规模排驱孔隙水造成了气在下水在上的倒置现象。

3.2 深盆气的组分特征

深盆气的天然气组分特征完全与常规气藏中的天然气相同。其主要成分为CH4、重烃气、CO2、N2等。从目前发现的深盆气的烃源岩看，它们主要含Ⅲ类母质或煤，因此天然气的13C同位素一般较高。从理论上分析，Ⅰ类母质形成的裂解气也可构成深盆气的重要来源，它们的干燥系数可以较低。从加拿大阿尔伯达盆地典型的深盆气组分分析结果可以看出：CH4等烃类气体的含量平均在96%以上；C5+以上的液态组分少，除个别层位外，最大不到1.39%；CO2的含量也较低，平均1.5%；N2的含量更低，平均0.65%左右。由于CH4含量高，使得深盆气的相对密度较低。

3.3 深盆气藏储层特征

3.3.1 储层的孔渗性差

在目前已发现的所有深盆气藏中，储层致密，孔渗性差是一个普遍的地质特征。中国目前发现的最大的深盆气藏是鄂尔多斯盆地古生界气藏，其储层平均孔隙度介于5.6%到10%之间，平均为7.5%。

3.3.2 深盆气储气层埋深范围

就某盆地的成藏条件来说，深盆气藏主要形成发育于盆地埋深较大的底层领域。但埋深大不是深盆气藏的基本特征。依据对已发现的七个国外深盆气藏的埋深统计，发现它们的顶界埋深在500-3000m，平均1300m；但其底界可以埋深很大。而常规气藏的埋深统计为400-6600m，平均为3500m。深盆气的顶界埋藏深度一般较浅，可能与这类气藏形成时上覆地层的剥蚀抬升作用有关。抬升剥蚀可以降低目的层的流压，从而有利于天然气游离释放而大规模排驱孔隙水并形成深盆气藏。

3.3.3 储层含气范围的控制因素

深盆气的气水边界或位置的重要特征是它不受等高线控制，它主要受储层的孔喉半径、埋藏、倾角大小等因素控制。在平面上，深盆气藏的含气范围形态不规则。

4.深盆气的形成机理

深盆气藏的压力场特征与常规气藏的压力场特征有着本质的不同，一般情况下，前者较静水柱压力小，呈负压异常；后者较静水柱压力大，呈高压异常。异常压力趋势线与静水柱压力分布线之交点在理论上与气藏内气水接触面吻合一致。深盆气藏内出现负压场的根本原因是储层含气后阻隔了上部地层孔隙水压系统与下部地层中孔隙水压系统之间的联系，在这种情况下，深盆气藏内部某点的压力等于上方气水界面处的静水压力与该点至气水界面处气柱压力之和，由于气柱压力远较水柱压力小，因而气藏内部任一点的压力较该点对应的水柱压力小。常规气藏出现高压异常的根本原因是储气层含气后，上部地层孔隙水压系统将通过气水界面向上传递，常规气藏内每一点的压力等于下部气水界面处静水柱压力与界面至测压点处气柱压力之差，由于气柱压力远较水柱压力小，因此气藏内任一点的实测压力较对应点的静水柱压力大。在埋深相同的情况下，同一埋深点处的常规气藏的气层压力远较深盆气藏的压力大。

[1]陈洁.深盆气藏研究进展.油气地质与采收率.2012.9(02):115-118.