非常规天然气成藏体系

金之钧 张金川 唐 玄

1.北京大学能源研究院 2. 中国石化页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室

3. 中国地质大学（北京）能源学院 4.自然资源部页岩气资源战略评价重点实验室

0 引言

以页岩气、煤层气、致密砂岩气等为代表的非常规天然气勘探和开发热点与亮点不断，形成了一系列新的认识、理论与技术[1-3]，改变了世界天然气工业、油气能源行业及地缘政治格局。特别是美国页岩气“革命”的成功，实现了能源自给，冲击并改变了传统的认识观念。在此过程中，如果从20世纪80年代开始算起，中国非常规天然气工业的发展历史也经历了高速发展的40年。从煤层气、深盆气（致密砂岩气）到页岩气等，先后都经历了引进、消化、吸收、发展等过程，经过不断的理论发展、技术革新和生产实践，我国目前已经在成藏理论、勘探技术及生产实践中取得了连续突破性进展[4-9]，已成为世界非常规天然气勘探开发、生产利用的主要国家之一。

结合对石油和天然气的形成、分布及规律认识的需要，系统思想和方法逐渐被引入油气地质研究领域中。以烃源岩为核心，自Dow[10]提出石油系统（Oil System）， Perrodon等[11-17]提出含油气系统（Petroleum System）概念以来，含油气系统对全球油气地质学研究产生了重要影响。在国内，不同学者对含油气系统进行了大量研究。胡朝元等[18]最早提出了成油系统；杨瑞召等[19]对国外的含油气系统研究现状及研究方法进行了系统阐述；赵文智等[20]对含油气系统进行了应用讨论，并于2000年提出了复合含油气系统概念[21]。而以油气藏为核心，金之钧等[22-24]系统提出了油气成藏体系概念（Hydrocarbon Accumulation System）及分析方法。经过30年的研究和勘探实践，成藏体系分析方法不仅是常规油气成藏[25-27]有效的分析方法，也是研究认识和分析评价非常规天然气成藏[28-29]的有效方法。近年来多种类型非常规天然气勘探开发取得了很大进展[30-33]，中国非常规天然气理论和技术逐渐成熟。非常规天然气的地质特殊性明显，在成藏条件、富集机理、分布模式、预测方法及勘探应用技术等方面独特，对应的成藏体系研究思路和技术方法值得探讨。

1 非常规天然气类型

自然界中的天然气在气源来源、成藏机理及气藏分布等方面各异，形成了多种多样的天然气藏类型。广义上来说，凡是有悖于常规机理和特点的天然气均可归属为非常规天然气类型，目前存在多种分类方法和方案（表1）。

表1 非常规天然气基本分类表

传统石油天然气地质学中所指的天然气（常规天然气）通常被默认为聚集于常规圈闭和储层中的游离态、凝析态或溶解态天然气，储层物性条件良好，圈闭本身所拥有的盖层物性致密，盖层所产生的毛细管作用力阻止了储层中天然气在浮力作用下的向上运移。因此常规天然气常具有远离气源岩、储集物性好、地层压力系数高、气水界面水平状延伸等特点。天然气的成藏条件包括位于运移通道上的先存圈闭、连通性强的储集空间、原始亲水的盖层、持续供应的天然气源等。

在上述常规类型天然气（高孔渗砂岩储层）成藏过程中，如果随着成岩作用的加强，或储层物性条件变差发生致密化，储层平均孔喉半径减小，致密储层将会产生较大的毛细管压力。当这种毛细管力大于浮力时，浮力驱动下的常规天然气成藏就不会发生。此时，当天然气要进入原始亲水性的致密储层中时，就需要更大的充注压力。在生烃膨胀力等流体动力背景下，天然气以活塞式的向上运移过程为主[34]，孔隙壁表面被压薄的束缚水以及原始储层孔隙水无法与充注中的天然气自由发生位置交换，即，天然气在临近烃源岩的致密砂岩储层中的就近滞留，气水界面不规则，形成具有气水倒置或复杂气水关系的致密砂岩气藏。尽管致密储层中的天然气仍然为游离状态，但储层含气将会表现出非常不同于常规储层气的一系列地质特征，包括源储广泛接触、气水关系复杂、地层压力异常以及成藏模式与分布规律的特殊性等。

当储层物性进一步致密时，孔隙及孔喉半径进一步缩小至微—纳米级或纳米级，并形成以分散、集合状、团状、簇状或孤立状分布为基调的孔缝结构，其连通性或渗透性开始变得更差，外源天然气的进入和大面积成藏将变得更加困难。从岩性角度分析，此时的地层岩性可为泥岩、页岩、膏岩或碳酸盐岩等。当这些超致密的岩石表现为亲水的润湿性特征时，天然气难以进入或需要非常高的充注压力才能进入其中。不含有机质的泥岩、膏岩或碳酸盐岩就表现为优越的天然气盖层。而富含有机质页岩生成天然气后，天然气将在极性吸附作用控制下吸附于有机质表面，并以吸附气的形式大量存在。此时的页岩具有亲油气的润湿性表面，毛细管力作用阻止了游离态天然气向亲水润湿储层中的运移。当有机质生气量更大时，游离状态天然气充注到致密储层孔缝之中，从而形成吸附气和游离气同时存在的页岩气。

另一种致密储层气出现在碳酸盐岩中。如果碳酸盐岩中不含有机质，则天然气很难进入其中的微孔缝之中。但如果碳酸盐岩中含有机质，自身具备生气能力且储层物性致密，则生成的天然气将被就近封存于碳酸盐岩中，形成与页岩气特点相近、相似的致密碳酸盐岩气。

在煤层中，有机质含量更高，对天然气分子的吸附作用更强，煤层中的天然气赋存状态几乎全为吸附态（吸附气含量占比大于等于90%）。除去裂缝（包括割理缝）之外，煤层同样属于物性致密的非常规储层，煤层气广泛吸附于有机质表面，少部分或极少部分以游离方式赋存于不连通或连通性差的微孔缝中。

天然气富集成藏还可以表现为另外一种形式，即天然气分子在水中溶解形成水溶气，或气水分子在低温高压环境中依靠范德华力的水合作用形成天然气水合物（以下简称水合物）。水溶气主要包括了生物型和高压型两种，均为近源成藏特点。前者产生于浅层生物作用，埋藏浅、孔渗高、压力低，后者形成于热裂解作用，埋藏深、孔渗高、压力大。不论何者，它们都主要与地层水存在条件、方式、环境等有关。因此，水溶气和水合物在成藏机理、成藏模式及分布规律等方面也具有与常规（储层）天然气截然不同的变化特点和规律。

总之，不同的储层及储集物性特征在很大程度上决定了天然气的赋存方式、成藏类型、成藏体系及分布规律[35-36]，储层及其物性特征是天然气成藏富集和预测评价的重要因素。一旦储层类型及储集物性确定，则天然气的成藏机理类型、发育模式、分布规律、勘探方向、地层压力以及开发方式等，也都将随之在有限范围内确定或者基本变化规律确定。

重点考虑储层类型与成藏机理，非常规天然气主要包括了煤层气、页岩气、致密碳酸盐岩气、致密砂岩气、水溶气以及水合物等6类（图1），其中前5种常可共生共存，集中发育。

图1 天然气类型划分图

2 非常规天然气成藏体系

2.1 非常规天然气成藏体系结构分类

油气成藏体系是在自然界中自然发生并存在的油气体系。区别于含油气系统以烃源岩为中心，油气成藏体系突出油气汇聚单元的中心地位（图2），将油气系统的“从烃源岩到圈闭”思路转变为“从圈闭溯烃源岩”的反向追索，尤其针对多源、多期、多类型、多途径、多方式混合且复杂的油气成藏过程溯源变得更加有意义。采用油气成藏体系的“元素—功能—结构”研究思路和方法，易于摸清油气成藏的地质过程和油气藏分布规律，降低油气地质勘探风险。

图2 含油气系统与油气成藏体系对比图（据金之钧等[22-23]修改）

天然气成藏体系包括了常规和非常规两大类型。常规与非常规天然气之间常存在复杂的成因联系、属性递变、类型交互、分布交错等变化，可在一个盆地或构造单元中同时出现多种类型天然气的有序分布[37]。非常规天然气成藏体系的研究思路和方法可适用于不同级别的研究单元中，包含从隆起与坳陷、凸起与凹陷，到突起与洼陷等不同尺度和规模的地质单元勘探研究需要，特别适用于地质条件复杂的非常规天然气甜点预测评价研究。

成藏体系包括了以烃源岩体、输导体及圈闭体等油气成藏元素，它们之间随时间变化而形成的有效时空配置关系决定了成藏体系的成熟度和有效性。气源岩、输导体系及（圈闭）聚集三要素，可在空间上构成极其复杂的组合关系，气源岩和圈闭的分布基本决定了体系内气藏的分布。气源岩有煤层、页岩及碳酸盐岩三种基本类型及其复杂组合（作为生物气母质的松散沉积物有机质等暂不考虑）。将气源岩为“源”，视气源岩、输导体系及聚集的位置为“位”。由于双源一位、三源一位及三源二位在理论上不能成立，从单源一位开始算起，最多能够形成三源三位结构，共划分为6种源位结构[23]（图3）。

图3 天然气成藏体系源位关系图（据金之钧等[23]修改）

重点考虑煤层气、页岩气、致密碳酸盐岩气、致密砂岩气及常规气，兼顾其他类型的存在[38-39]，采用源位关系结构划分方法对盆地内可能同时存在的常规和非常规天然气成藏体系进行划分，分别可得不同的源位组合（图4）。

图4中各符号意义如下。

图4-A：1a，煤层气；1b，页岩气；1c，煤层气/页岩气与致密砂岩气；1d，致密碳酸盐岩气；1e，水溶气（浅层生物型）。

图4-B：1f，页岩气/煤层气与致密砂岩气；1g，煤层气/页岩气/致密碳酸盐岩气与伴生的常规储层气（裂缝型页岩气、裂缝型碳酸盐岩气，下同）；1h，页岩气/煤层气与致密砂岩气—伴生的常规储层气；1i，致密碳酸盐岩气/页岩气/煤层气与伴生的常规储层气—水溶气（高压型）。

图4-C：1j，煤层气/页岩气/致密碳酸盐岩气与输导体系—常规储层气；1k，煤层气/页岩气与致密砂岩气—输导体系—常规储层气；1l，煤层气/页岩气/致密碳酸盐岩气与水溶气—输导体系—常规储层气（高压型）。

图4-D：2a，致密碳酸盐岩气/煤层气＋煤层气/页岩气与致密砂岩气—常规储层气；2b，页岩气/致密碳酸盐岩气＋页岩气/煤层气与致密砂岩气/常规储层气—常规储层气；2c，煤层气/致密碳酸盐岩气＋致密碳酸盐岩气/页岩气与常规储层气—水溶气（高压型）。

图4 主要类型天然气成藏体系源位结构关系图（暂不考虑水合物）

图4-E：2d，煤层气＋页岩气（煤系气源岩和页岩气源岩）与致密砂岩气—输导体系—常规储层气；2e，页岩气＋致密碳酸盐岩气（页岩气源岩和碳酸盐岩气源岩）与输导体系—常规储层气。E：3a，致密碳酸盐岩气/页岩气/煤层气＋页岩气/煤层气/致密碳酸盐岩气＋煤层气/页岩气/致密碳酸盐岩气与致密砂岩气/常规储层气—输导体系—常规储层气。

2.1.1 单源结构

当只有一套气源岩且源—位（圈、聚）一体时（图4-A，单源一位），构成单源一位成藏体系结构。此时的天然气属于烃源岩体系内成藏，例如煤层气、页岩气、致密碳酸盐岩气、致密砂岩气以及浅层生物型水溶气成藏体系等。

单源二位成藏体系中需要重点考虑气源岩与天然气聚集之间的组合关系（图4-B，单源二位），气源岩及其在源内成藏、未经二次输导的天然气聚集是该成藏体系的特点，包括各种源内型天然气藏、源内裂缝型气藏或就近聚集的源缘型气藏。

如果存在长距离的输导体系，则形成单源三位成藏体系（图4-C，单源三位）。在有效输导体系所能联通到达的任何地方，均可形成常规或非常规储层气藏，包括水溶气、水合物等。

2.1.2 双源结构

双源主要指两者有关联但不属于同一套沉积体系、在平面上或剖面上能够明显分隔的两套气源岩。双源一位成藏体系指有两套烃源岩和成藏过程发育在同一空间内，理论上虽然存在，但是在实际操作上难以区分，这里不讨论。

与单源二位成藏体系相比，双源二位成藏体系增加了一套气源岩体系，但缺乏输导体系（图4-D，双源二位）。尽管气源岩只考虑了3种基本类型，但由于气源岩类型、规模及组合方式等变化较大，可形成煤层气、页岩气、致密碳酸盐岩气、致密砂岩气及其他源内、源缘类型的天然气藏，也包括高压型水溶气等。

2.1.3 三源结构

尽管三套气源岩能够在平面和剖面上构成更加复杂化的空间结构，但根据源位结构划分依据和原则，三源条件下只能形成三源三位成藏体系（图4-F）。在其中，气源岩可分别以煤层、页岩、碳酸盐岩为主、或者是它们的随机组合。输导体系类型可以是断裂、不整合面、高渗透砂岩层或者三者的组合，天然气聚集可以是源内、源缘、源外或者三者的组合，气源岩—输导体系—天然气聚集出现了复杂的组合或者变化，成藏体系内可形成从常规到非常规的多种类型气藏组合及分布。

使用“源位”结构可以对不同类型、特点的天然气成藏与分布进行预测、评价和研究，并已被成功运用于页岩气成藏预测[23,40]。预期该方法也可用于对致密碳酸盐岩气、高压型水溶气、水合物、煤系地层伴生天然气及复杂多变的其他类型天然气成藏预测。

2.2 五种基本类型非常规天然气成藏体系

由于不同类型天然气各自具有特殊的成藏机理、模式、成藏及分布主控因素，组成成藏体系的“元素—功能—结构”各不相同，故各类型非常规天然气可以分别构成独立且特征明显的成藏体系（表2）。水合物是一类在“低温高压”环境中形成、受现代地表或海底条件限制的非常规类型天然气，与前述几种非常规天然气类型关系稍远，故本文暂不对水合物进行系统讨论。

表2 五种非常规天然气成藏特征对比表

2.2.1 非常规天然气成藏体系中的天然气类型

源内型天然气成藏体系中自备气源岩、储集层及封存条件，例如煤层气、页岩气、致密碳酸盐岩气。具生气能力的煤层、页岩或致密碳酸盐岩生成的天然气被烃源岩中的有机质吸附，或以游离态就近聚集于储层中的微—纳米级孔缝中，很少一部分以溶解方式存在。除上述非常规天然气之外，也包括了以复杂裂缝体为成藏空间的裂缝型常规气藏。源内型天然气的成藏可以理解为生供气能力强、不发生二次运移、无输导体系、生储盖一体化、原地成藏的非常规天然气成藏体系。

源缘型天然气成藏体系中气源岩与储层一般紧密相邻发育，天然气在成藏过程中经历了短距离的二次运移，例如致密砂岩气、水溶气以及部分特殊类型的常规储层气（夹层、透镜体、层间及其他近源常规储层气等）就属于此类。当天然气从生气能力较强的煤层或页岩中运移出来后，若遇致密砂岩储层，则游离态天然气在生气膨胀力作用下对致密砂岩储层进行活塞式充注，天然气就近聚集于与烃源岩相邻的储层中，从而形成致密砂岩气；天然气以溶解方式大量存在于同层或邻层地层水中，就可能形成水溶气。埋藏较浅或极浅的水溶气，地层孔隙空间大、含水量高，易于形成规模性的溶解气富集；深层高压型水溶气实则为处于运移状态中的天然气，是在高压封闭体系中以溶解方式存在的相对稳态天然气，通常难以独立形成商业性的开发规模，但常作为储层中天然气来源的补充，可显著增加天然气的实际储量。上述情况均属于天然气在烃源岩的同层或邻层中的运移，未发生真正意义上的二次运移，因而形成具有生气类型多样、邻层近源聚集、储层内部运移、就近成藏富集等特点的非常规天然气成藏体系。

当天然气从烃源岩中排出或从致密砂岩中溢出时，若遇物性条件良好的常规储层，天然气就会在浮力作用下开始沿输导体系进行二次运移，发生置换式运移而在合适圈闭处形成常规储层气藏。水溶气的成藏也类似：地层水中的含气量与气源岩生气量、地层流体封闭性、地层水溶解度及地层压力直接相关。当天然气量超出地层水溶解能力时，天然气溢出并在合适圈闭（未经压实或完全压实的砂体）中形成受浮力作用控制的常规储层气。通常意义上的常规储层气均属于源外型气藏，储层物性好、圈闭有效、输导体系连接、异地成藏等，是该类型天然气成藏体系的基本特点。

2.2.2 沉积环境对主要类型非常规天然气成藏的控制作用

对于煤层气、页岩气、致密碳酸盐岩气及致密砂岩气等，成藏体系受储集层的岩石类型、储集物性和源储相互关系控制。沉积环境及其产物变化是这些类型非常规天然气形成和分布的主要控制因素。

在海相沉积盆地中，大套厚层状碳酸盐岩、（泥）页岩及砂岩规模性发育。“层厚规模大、横向稳定性好”的储层发育特征为多种类型天然气规模性连片发育提供了良好地质条件，有利于常规天然气和不同类型非常规天然气成藏体系的形成。我国陆上的海相沉积地层经受了复杂的构造运动，对天然气成藏体系产生了区域性地强烈改造作用，使各种天然气都遭受不同程度的破坏和逸散，唯源内型的页岩气和致密碳酸盐岩气保存条件最好，天然气以有机质吸附和微纳米孔缝游离方式聚集于烃源岩中。特别是在有机质成熟度相对较低、保存条件好的地层中可形成大规模的分布，是我国目前最有利的非常规天然气成藏体系类型。

海陆过渡相沉积形成了砂岩、泥岩、页岩、煤层及碳酸盐岩频繁交替，“沙、泥、页、煤、灰”韵律递变，有利于煤层气、页岩气、致密砂岩气等不同类型或混合类型非常规天然气成藏体系的形成和发育。其中，由于紧邻气源岩的砂岩中含有大量黏土矿物和不稳定成分，在压实作用过程中极易发生形变而导致储层快速进入致密化状态，从而形成与烃源岩紧邻且大面积直接接触的致密砂岩储层，为致密砂岩气成藏体系的形成提供了条件；在页岩和泥岩中，常由于有机质生烃、矿物转化脱水、生气膨胀、体积收缩等作用而形成大量微纳米级孔隙与裂缝，有助于形成页岩气成藏体系；煤层则由于有机质丰度高、裂缝和节理发育，在具有较好的顶底部条件下有利于煤层气成藏体系的形成。进一步，碳酸盐岩地层中如果含有较高含量的泥质和有机质，致密的储集物性有利于内部生成天然气的封存。

陆相地层既可以有大套泥岩、厚层状页岩、局部碳酸盐岩发育，也可以发育多套煤层、厚层砂岩或致密砂岩，同样为常规气和页岩气、煤层气、致密砂岩气以及水溶气等非常规天然气成藏体系的形成提供了有利基础。陆相浅水沉积盆地中的非常规天然气类型尤为多样；而陆相深水型盆地则更有利于深层致密砂岩气、页岩气及高压型水溶气藏的形成。中国陆相致密砂岩可存在两种致密化机理：①沉积致密化机理。以我国中西部盆地为代表，致密砂岩的形成归因于沉积时的近物源、快埋藏及高黏土矿物含量（一般发育三角洲、扇三角洲等沉积环境），黏土矿物在遭受压实时发生塑性形变从而侵占原有的孔隙空间，导致砂岩的孔渗性在浅埋藏时即可快速进入致密状态；②深埋致密化机理。以我国东部盆地为典型，原始的沉积物经过较长距离的搬运、磨圆和淘洗，其成分和结构成熟度高，当埋藏深度增大时，压实与成岩作用导致储层致密化，形成深层致密砂岩气成藏体系，但这种情况主要发生在大型盆地中。

2.2.3 主要类型成藏体系发育的盆地背景

受盆地类型及地质历史演化制约，非常规天然气成藏体系在不同的盆地中分别具有不同分布和特点。

克拉通盆地一般发育在前寒武纪结晶或褶皱变质基底之上，长期保持了构造的相对稳定和沉积的多旋回性。被动大陆边缘、残留洋及前陆盆地叠置等阶段控制了沉积及主要烃源岩的类型。被动大陆边缘阶段可形成包括从洋盆、陆坡、陆棚，直到海岸的完整海相沉积体系。近岸体系主要为浅海陆棚、三角洲等沉积，其中有障壁岛海岸相（潟湖、潮坪等）、无障壁岛海岸相（三角洲）、深浅水陆棚相等，形成多样性的碳酸盐岩、页岩、泥岩、砂岩及煤岩等沉积，为页岩气、煤层气、致密碳酸盐岩气、致密砂岩气等非常规天然气成藏体系的形成创造了条件。四川、鄂尔多斯及塔里木等盆地均经历了多期次构造和沉积旋回，古生代沉积地层发育且保存完好，分别形成陆棚、台地、三角洲、潟湖、潮坪等多种类型气源岩发育的环境，后期经历构造运动但保存条件仍然保持良好，有利于页岩气、煤层气、致密碳酸盐岩气等源内型非常规天然气成藏体系的形成。

前陆盆地的形成过程通常可分为早晚两期过程。早期一般处于饥饿沉积状态，以盆地周缘克拉通为主要物源，主要在前渊带内沉积深水细粒碎屑沉积物（复理石沉积序列），沉积物的成分成熟度较高，沉积物中石英/长石比较高；后期沉积由饥饿沉积向饱和状态转变，以造山带为主要物源，主要由浅水相或陆相富含岩屑的粗粒碎屑沉积物（磨拉石沉积序列）所组成，具有物源供给充足、沉积速率高、沉积厚度大等特点，易发育多套页岩、致密砂岩、煤层及碳酸盐岩等，构成类型最为多样的非常规天然气成藏体系。中国的前陆盆地主要分布在中西部地区，目前已发现多套气层，地层压力系数高，非常规天然气成藏体系发育条件良好。

中新生代以来，由于地壳的上拱、岩浆的侵入及后期一系列的拉张断块活动，我国东部地区发育一系列陆相断陷盆地。盆地的形成一般可分为以下3个阶段：①在盆地演化的初期和早期，对应于断陷演化阶段，主要在火山活动基础上经历初期的冲积—洪积、辫状河和早期湖盆沉积演化阶段，对应形成以底砾、煤层、砂岩、泥岩及大套页岩等为主的沉积物，有利于页岩气和煤层气成藏体系的形成。当成岩压实作用较强时，一般发育在盆地的深部和中心地带亦可形成致密砂岩气等非常规天然气成藏体系。②在盆地演化中期，对应于断坳阶段，深湖、半深湖及浅湖环境发育，在大型盆地中可形成巨厚的富有机质页岩。当盆地规模减小时，可发育不同规模的三角洲或扇三角洲，此时可形成厚层状富有机质页岩、兼有砂岩和泥—页岩发育，可视为页岩气发育的潜在目的层。当有机质热演化程度较高时，可形成页岩气。③盆地演化至中晚期，对应于坳陷及平原化阶段，盆地为河流、滨浅湖或被三角洲、沼泽、曲流河、泛滥平原及漫滩沼泽等沉积体系所充填，可为浅层生物型水溶气成藏体系的形成创造条件。另外，陆相断陷盆地也有大小之分，大型陆相盆地一般比较复杂，盆地中心部位往往是页岩气和致密砂岩气成藏体系发育的有利区域；而部分中生代时期形成的中小型盆地，一般是煤层气、页岩气及致密砂岩气成藏体系发育的有利场所。

2.2.4 主要类型成藏体系发育的分布

2.2.4.1 页岩气成藏体系

我国页岩气成藏体系分布范围最广、面积最大，广泛分布于不同时代和沉积环境中。早古生代海相页岩主要分布在南方地区，厚度大、范围广、纵横向连续性强，主要沉积于陆棚环境。晚古生代以海陆过渡相为主的页岩广泛见于南北方地区，层多、层薄，但横向连续性差。中新生代陆相页岩主要发育在北方地区盆地中，厚度大但范围受盆地沉积控制。海相页岩有机质孔发育、过渡相页岩成岩微裂缝发育、陆相页岩层理缝发育，为页岩气成藏提供了多种有利条件。需要说明的是，海相页岩气成藏系统中的有机质热演化成度高且后期破坏严重，构造保存条件是主控因素。海陆过渡相页岩成藏体系中，页岩层厚有限且裂缝发育，后期的构造改造作用强烈，页岩气的成岩和构造保存机制值得重点关注。陆相页岩有机质热演化程度普遍较低，限制了成藏体系中天然气的大量生成，以页岩油的形成为主。

2.2.4.2 致密砂岩气成藏体系

致密砂岩可广泛形成于海相、陆相和海陆过渡相沉积环境中，与煤层、页岩或碳酸盐岩等交替分布，气源岩与致密砂岩体往往直接相邻接触，满足致密砂岩气成藏的必要条件。在海相环境中，由于搬运距离远和反复淘洗、磨圆等作用，海相砂岩的成分和结构成熟度高，一般发育高孔渗砂岩储层。当成岩作用进入较深阶段时，砂岩可进入致密状态，但此时对应的有机质热演化也开始进入高过成熟阶段，不是致密砂岩气成藏的有利组合。在我国东部地区的大型深水陆相湖盆中，致密化的砂岩常开始出现在深层或超深层，影响了致密砂岩气的勘探经济效益。在海陆过渡相地层中，或者在河流、（扇）三角洲发育的中小型浅水盆地中，砂岩体发育层数多、厚度大、分布广，常与煤层或富有机质页岩交替互层，是致密砂岩气发育区域。但如果后期构造运动较强而影响保存条件时，致密砂岩气就可能因成藏条件遭受破坏而消失殆尽。我国的致密砂岩气成藏体系主要发育在中西部地区含煤盆地和东部地区盆地的深层领域。

2.2.4.3 煤层气成藏体系

我国煤层气成藏体系多发育在晚古生代的海陆过渡相沉积环境和中新生代陆相盆地中。前者多发育于潮坪、潟湖、三角洲及沼泽等环境中，煤层厚度大且分布稳定。后者多见于中生代浅水湖盆中，尤其常见于中小型湖盆中。煤层一般发育于扇三角洲环境，厚度大、但横向稳定性差。晚古生代的海陆过渡相和中新生代陆相盆地的煤层都可以成为煤层气成藏体系发育的主要场所。

2.2.4.4 致密碳酸盐岩气成藏体系

根据成藏体系形成条件和天然气成藏机理推测，该类型成藏体系主要分布在上、下古生界的厚层石灰岩地层中。由于目前研究非常薄弱，暂不进行系统阐述。

3 结论

对非常规天然气成藏体系进行尝试性研究，有助于系统认识非常规天然气之间的成藏与分布关系，并据此进行非常规天然气分布预测及规律研究。

1）与常规储层天然气相反，非常规天然气是一类不受浮力作用机理控制的天然气成藏类型，其成藏条件、机理机制及发育模式主要受储层类型及其物性所制约。按照成藏机理、分布模式，将非常规天然气划分为页岩气、煤层气、致密碳酸盐岩气、致密砂岩气、水溶气及水合物共6种主要类型。其中，前四者具储层致密、源储一体化、就近聚集等成藏特点。

2）页岩气、煤层气、致密碳酸盐岩气均属于源内型非常规天然气成藏体系，具有生供气能力强、无输导体系、缺乏二次运移、生储盖一体、原地成藏等结构特点。致密砂岩气和水溶气等属于源缘型非常规天然气成藏体系，具有生气类型多样、邻层近源聚集、储层内部运移、就近成藏富集等结构特点。水合物可划分为源外型非常规天然气成藏体系。

3）天然气成藏体系的要素主要包括气源岩、输导体系及聚集。按照成藏体系的“元素—功能—结构”研究思路方法和“气源岩—输导体系—成藏分布”关系，可将非常规天然气成藏体系划分为6类“源—位结构”关系。开展成藏体系“源—位”结构关系研究，有助于非常规天然气成藏类型的分布预测。

4）盆地演化、沉积环境和后期构造运动最终控制了非常规天然气成藏体系的类型。我国南方古生界海相环境有利于页岩气和致密碳酸盐岩气成藏体系的形成，南、北方上古生界海陆过渡相则有利于煤层气、页岩气及致密砂岩气成藏体系的发育。中、东部中新生代深水陆相沉积有利于深层致密砂岩气和页岩气成藏体系的形成，浅水陆相盆地则对煤层气、致密砂岩气及页岩气成藏体系均为有利。水溶气广泛见于新生代有机质丰富的浅埋区或邻近气源岩的高压储层中。