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    中國大型氣田的分布規(guī)律及下一步勘探方向

    2018-05-04 00:47:04魏國齊佘源琦張光武邵麗艷楊桂茹
    天然氣工業(yè) 2018年4期
    關(guān)鍵詞:大氣體系

    魏國齊 李 君 佘源琦 張光武 邵麗艷 楊桂茹 關(guān) 輝 楊 慎 藺 潔 王 蓉

    中國石油勘探開發(fā)研究院

    21世紀(jì)以來我國天然氣勘探開發(fā)成果豐碩,但自產(chǎn)天然氣供應(yīng)形勢仍很緊張,增儲(chǔ)上產(chǎn)仍是一個(gè)長期的命題,由于勘探程度日益增大,規(guī)模增儲(chǔ)新方向與領(lǐng)域探索是未來天然氣勘探的重中之重。2000年以來我國天然氣地質(zhì)理論和勘探開發(fā)技術(shù)取得跨越式發(fā)展,打開了我國沉積盆地古老海相層系碳酸鹽巖、頁巖、中新生代陸相層系致密砂巖、深層—超深層構(gòu)造、煤層等領(lǐng)域,發(fā)現(xiàn)和建成了克深、蘇里格、安岳、元壩、焦石壩等一批大型及超大型常規(guī)—非常規(guī)氣田,有力支撐了國內(nèi)天然氣儲(chǔ)量、產(chǎn)量的快速增長。在21世紀(jì)的17年間,探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量年均增加299.8×108m3,天然氣產(chǎn)量年均增加66.3×108m3,相當(dāng)于每年發(fā)現(xiàn)、探明和建成一個(gè)大型氣田。2000—2016年年均新增天然氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量是20世紀(jì)90年代年均新增探明的4倍,2016年產(chǎn)量較1999年增加了5倍。

    在這樣快速發(fā)展的勘探開發(fā)節(jié)奏下,我國天然氣供應(yīng)形勢仍然緊迫。據(jù)國家發(fā)展和改革委員會(huì)歷年公布數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),我國天然氣對外依存度由2000年的15.9%增長到2017年的39%。因此,在目前勘探對象越來越復(fù)雜、勘探程度越來越高的勘探開發(fā)形勢下,加強(qiáng)天然氣勘探新領(lǐng)域研究和探索責(zé)任重大。為此,筆者從現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域大氣田分布規(guī)律及勘探方向、大氣田形成體系特征和勘探潛力等方面進(jìn)行分析,提出下一步天然氣勘探方向及主要新領(lǐng)域,以期為天然氣儲(chǔ)產(chǎn)量的增長提供參考依據(jù)。

    1 近期天然氣勘探進(jìn)展

    2000年以來全國常規(guī)與非常規(guī)天然氣勘探齊頭并進(jìn),在深層碎屑巖、碳酸鹽巖、火山巖、海域等常規(guī)勘探領(lǐng)域及致密氣、頁巖氣、煤層氣等非常規(guī)勘探領(lǐng)域形成了一系列理論和技術(shù),發(fā)現(xiàn)和探明了一批大型氣田,推動(dòng)了天然氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量快速增長。

    發(fā)展了生烴理論,提升了資源認(rèn)識。建立了高演化煤系烴源巖生氣模式,明確煤系烴源巖生氣下限由原來Ro=2.5%左右延伸到5.0%左右,在Ro介于2.5%~5.0%的范圍內(nèi)仍然可以再生成超過20%的天然氣[1]。建立了油藏中原油裂解氣和源內(nèi)殘留烴裂解生氣模式,指出腐泥型干酪根裂解生氣量占總量的20%~25%;明確干酪根主要裂解氣期Ro介于1.3%~2.5%,Ro>2.5%裂解氣占總生氣量的5%。計(jì)算四川盆地高石梯—磨溪地區(qū)震旦系裂解氣量介于37.5×1012~45.6×1012m3,下寒武統(tǒng)龍王廟組裂解氣量介于18.9×1012~26.1×1012m3。

    深層海相碳酸鹽巖勘探方面創(chuàng)新了古老碳酸鹽巖的古克拉通內(nèi)裂陷、古老繼承性隆起、古老丘灘體儲(chǔ)層、古老烴源灶(原油原位裂解為主)“四古”及礁灘的“一礁一藏”等成藏理論與認(rèn)識[1-4],形成深層結(jié)構(gòu)地球物理重磁電震“四位一體”綜合解譯技術(shù)、碳酸鹽巖孔洞儲(chǔ)層定量雕刻、預(yù)測與含氣性檢測技術(shù)等勘探與評價(jià)關(guān)鍵技術(shù)。發(fā)現(xiàn)并探明安岳、普光、元壩、塔中、龍崗等一批大型氣田(藏)。其中指導(dǎo)評價(jià)部署的高石1井等風(fēng)險(xiǎn)探井獲重大突破,引領(lǐng)了安岳大氣田的發(fā)現(xiàn)和探明,2017年底探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量8 485×108m3,為國內(nèi)儲(chǔ)量規(guī)模最大、整裝的古老碳酸鹽巖氣田。

    致密氣勘探方面建立了“源儲(chǔ)交互疊置、孔縫網(wǎng)狀輸導(dǎo)、近源高效聚集”成藏理論,形成了黃土塬束狀非縱地震、多波地震采集與處理、疊前地震儲(chǔ)集層預(yù)測、致密氣層識別、水平井鉆井、水平井多層多段壓裂等關(guān)鍵技術(shù)[5-8],在鄂爾多斯盆地發(fā)現(xiàn)和探明了蘇里格氣田,并指導(dǎo)蘇里格地區(qū)勘探范圍不斷向東、南、西擴(kuò)展擴(kuò)大至近6×104km2,形成超過4×1012m3天然氣儲(chǔ)量規(guī)模的大氣區(qū)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)和探明上三疊統(tǒng)須家河組近1×1012m3和大牛地、神木等多個(gè)超千億立方米(以下簡稱千億方)級別的氣區(qū)??傮w新增探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量4.4×1012m3,占同期探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量的45%。

    前陸深層勘探方面形成了沖斷帶深層“鹽下超壓”油氣持續(xù)強(qiáng)充注的成藏理論,以及復(fù)雜山地深層寬線大組合地震采集和疊前深度偏移處理解釋[9-10]、超深超高壓高溫氣井試油、完井及儲(chǔ)層改造等技術(shù),使塔里木盆地庫車前陸沖斷帶天然氣勘探開發(fā)的深度從5 000 m拓展到8 000 m。從而推動(dòng)了克深2、克深1等多個(gè)千億方氣藏的發(fā)現(xiàn),2000—2017年新增探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量9 879×108m3。

    火山巖勘探方面提出了以生烴斷槽為基本單元的“主斷裂控陷、斷槽控源、源儲(chǔ)斷共控”成藏認(rèn)識[1,11],指導(dǎo)了松遼盆地城深6、王府1井的部署,在上侏羅統(tǒng)火山巖獲得重大勘探突破。在理論創(chuàng)新與實(shí)踐早期,在松遼盆地勘探發(fā)現(xiàn)徐深和長嶺兩個(gè)千億方級大氣田,在準(zhǔn)噶爾盆地陸東—五彩灣地區(qū)石炭系探明克拉美麗千億方大氣田。

    深水天然氣勘探受資金和技術(shù)的限制,起步較晚。目前隨著重大裝備和勘探技術(shù)的進(jìn)步,不斷獲得新突破。2014年中海油南海西部石油管理局在陵水17-2-1井測試獲得日產(chǎn)氣160×104m3的高產(chǎn)油氣流,發(fā)現(xiàn)了陵水17-2大型深水氣田;2015年在陵水凹陷的陵水25-1構(gòu)造再獲新發(fā)現(xiàn)。

    非常規(guī)天然氣勘探隨著投入的不斷加大,成藏機(jī)理及勘探開發(fā)技術(shù)取得一系列新進(jìn)展[12-18]。頁巖氣方面提出向斜寬緩區(qū)聚氣、富有機(jī)質(zhì)和硅質(zhì)頁巖富集、構(gòu)造與裂縫控制高產(chǎn)的富氣理論,形成資源評價(jià)與有利區(qū)優(yōu)選、儲(chǔ)層改造和勘探開發(fā)等技術(shù),發(fā)現(xiàn)并建成涪陵、長寧—威遠(yuǎn)等頁巖氣田;煤層氣方面建立了低煤階“多源共生、斜坡區(qū)正向構(gòu)造帶聚氣、相對較高滲透率控制高產(chǎn)”富集理論,形成了適合我國煤層氣地質(zhì)特點(diǎn)的煤層氣勘探開發(fā)技術(shù)和煤礦區(qū)抽采技術(shù),探明了沁水盆地和鄂東兩個(gè)千億方以上的大氣田;天然氣水合物進(jìn)入勘查階段,在青海和南海海域發(fā)現(xiàn)天然氣水合物,2017年首次在南海海域成功試采天然氣水合物,勘查取得重要進(jìn)展。

    2016年底,全國累計(jì)探明常規(guī)和非常規(guī)天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量為13.4×1012m3,其中2000—2016年期間探明11.3×1012m3,年均探明6 647×108m3,是1949—1999年50年期間探明量(2.1×1012m3)的5.4倍、年均探明量(410×108m3)的16倍,是1990—1999年年均探明量(1 541×108m3)的4倍。大型氣田(探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量大于300×108m3的氣田)不斷涌現(xiàn),截至2016年底共發(fā)現(xiàn)63個(gè)大型氣田,2000—2016年大型氣田共探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量9.6×1012m3,占同期天然氣總探明地質(zhì)儲(chǔ)量的85%,占?xì)v年來大型氣田探明地質(zhì)儲(chǔ)量10.76×1012m3的89%。

    2 現(xiàn)今大型氣田主要分布領(lǐng)域

    從近期理論技術(shù)和勘探進(jìn)展可知,天然氣勘探領(lǐng)域逐漸向深層、致密層、非常規(guī)轉(zhuǎn)變,大型氣田勘探領(lǐng)域豐富多樣。為研究現(xiàn)今主體勘探領(lǐng)域,從不同類型盆地、儲(chǔ)層、天然氣成因等方面進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。

    2.1 不同類型盆地大型氣田分布情況

    圖1 不同盆地類型大氣田探明地質(zhì)儲(chǔ)量圖

    大型氣田主要分布在鄂爾多斯、四川、塔里木、松遼、柴達(dá)木、準(zhǔn)噶爾、東海、瓊東南和珠江口9個(gè)盆地,其中,不同類型盆地“貧富”差距較大??死ㄅ璧卮笮蜌馓锾矫魈烊粴獾刭|(zhì)儲(chǔ)量6.82×1012m3,占63.3%;前陸盆地為2.32×1012m3,占21.5%;斷陷—坳陷盆地為1.64×1012m3,占15.2%(圖1)??死ê颓瓣懪璧卮髿馓锇l(fā)育,主要是因?yàn)榭死ㄅ璧責(zé)N源巖、儲(chǔ)層、蓋層類型豐富,且圈閉規(guī)模大、地層相對齊全;而前陸盆地煤層豐富、成排成帶圈閉發(fā)育、三角洲砂體豐富,兩種類型盆地大型氣田形成條件優(yōu)越。目前發(fā)現(xiàn)探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量3 000×108m3規(guī)模以上的大型氣田10個(gè),包括克拉2(探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量2 840×108m3,按照3 000×108m3統(tǒng)計(jì))、克深、安岳、塔中Ⅰ號、普光、靖邊、蘇里格、神木、大牛地、涪陵氣田,合計(jì)探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量6.0×1012m3,占大型氣田累計(jì)探明地質(zhì)儲(chǔ)量的57%,皆分布在克拉通和前陸盆地。而斷陷盆地雖然源、儲(chǔ)、蓋具有較好條件,但由于正斷裂分割性強(qiáng),不易形成規(guī)模較大的氣田。除松遼盆地徐深火山巖氣田提交探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量2 217×108m3以外,規(guī)模較大的氣田為東方1-1氣田,提交探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量1 183×108m3。

    2.2 不同類型一級構(gòu)造大型氣田分布情況

    以古隆起、沖斷帶、背斜帶、斜坡等一級構(gòu)造單元為主進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),斜坡和古隆起大氣田占比較高。本次統(tǒng)計(jì)斜坡以平緩大型斜坡為主,該類大型氣田探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量3.75×1012m3,占34.8%,主要包括鄂爾多斯盆地蘇里格,四川盆地廣安、安岳、合川等氣田;古隆起構(gòu)造大型氣田探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量3.07×1012m3,占28.5%,主要包括塔里木盆地塔中、四川盆地安岳、鄂爾多斯盆地靖邊等氣田;前陸盆地逆沖構(gòu)造主要包括庫車地區(qū)克拉2、克深等大氣田,探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量2.31×1012m3,占21.5%;斷陷背斜、火山巖主要分布在松遼、渤海灣等盆地,探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量1.64×1012m3,占15.2%(圖2)。

    2.3 不同類型儲(chǔ)層大型氣田分布情況

    圖2 不同構(gòu)造類型大氣田探明地質(zhì)儲(chǔ)量圖

    氣藏儲(chǔ)層類型主要為碎屑巖致密砂巖和常規(guī)砂巖、碳酸鹽巖、火山巖、變質(zhì)巖、煤層、頁巖等。其中,致密砂巖類包括鄂爾多斯盆地上古生界蘇里格、神木等氣田,四川盆地廣安、合川等氣田,合計(jì)探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量達(dá)5.13×1012m3,占比接近1/2;碳酸鹽巖類包括安岳、靖邊、塔中等大氣田,探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量3.07×1012m3,占比28.5%;常規(guī)砂巖大氣田主要為沿海盆地崖13-1、春曉、東方等氣田,火山巖類氣田主要包括克拉美麗和徐深、長深等氣田,這兩類探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量相對較少,占比較低;頁巖、煤層儲(chǔ)集層天然氣勘探起步較晚,目前探明地質(zhì)儲(chǔ)量較低(圖3)。整體上致密砂巖和碳酸鹽巖儲(chǔ)層氣藏是探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量增長的主體。

    圖3 不同儲(chǔ)層類型大氣田探明地質(zhì)儲(chǔ)量圖

    2.4 不同類型成因大型氣田分布情況

    天然氣來源可以是煤型氣、生物氣、油型氣、原油裂解氣,以煤型氣和原油裂解氣為主體。煤型氣大型氣田探明地質(zhì)儲(chǔ)量7.69×1012m3,占比超過70%。其中,克拉通盆地煤型氣大型氣田占37.5%,前陸盆地占21.5%,斷陷盆地占12.5%。原油裂解氣大型氣田占比為25.8%,主要為深層海相盆地原油裂解氣。生物氣占比較低,主要為柴達(dá)木盆地澀北一號、澀北二號等氣田,僅占2.7%(圖4)。

    圖4 不同成因類型大氣田探明地質(zhì)儲(chǔ)量圖

    2.5 大型氣田增儲(chǔ)主要現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域

    從上述分析可知,目前規(guī)模增儲(chǔ)領(lǐng)域從盆地類型方面來看,主體為克拉通、前陸盆地;從一級構(gòu)造單元方面看,主體為平緩斜坡、古隆起、前陸逆沖構(gòu)造帶;從儲(chǔ)層類型方面看,主體為致密砂巖、碳酸鹽巖儲(chǔ)層;從天然氣成因方面看,主體為煤型氣和原油裂解氣。結(jié)合地質(zhì)條件研究可知,盆地類型、構(gòu)造單元、儲(chǔ)層類型、天然氣成因方面分布特征相關(guān)性較強(qiáng),總體上為克拉通盆地碳酸鹽巖古隆起、大面積平緩斜坡致密砂巖、前陸盆地逆沖構(gòu)造為現(xiàn)今規(guī)模探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量的主體領(lǐng)域(圖5)。

    3 大型氣田形成體系及成藏特征

    圖5 現(xiàn)今不同類型盆地、構(gòu)造、儲(chǔ)層大氣田探明地質(zhì)儲(chǔ)量分布三角示意圖

    中國具有小陸塊拼合、多旋回演化、強(qiáng)烈的陸內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)性等地質(zhì)特點(diǎn),決定了天然氣地質(zhì)具有天然氣成因與氣藏類型豐富、成藏過程復(fù)雜、天然氣勘探領(lǐng)域多樣的特點(diǎn)。眾多地質(zhì)學(xué)者在關(guān)于大氣田形成條件及分布規(guī)律做了大量的研究,取得“煤成氣”“復(fù)式油氣聚集帶”“源控論”“古隆起論”“地層—巖性”“晚期成藏”“動(dòng)態(tài)平衡”等成藏機(jī)制與分布規(guī)律的認(rèn)識[19-27],有力支撐了中國天然氣工業(yè)的大發(fā)展。但隨著勘探的深入及地質(zhì)理論的進(jìn)展,不斷形成大氣田分布規(guī)律的新認(rèn)識。筆者根據(jù)構(gòu)造、沉積、大氣田形成機(jī)制與分布分析,將大型氣田劃分為不同體系并進(jìn)行了規(guī)律研究。

    3.1 大型氣田形成體系劃分

    從全球動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)來看,宏觀上變形體制主要有伸展、擠壓和走滑3種類型,不同區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)機(jī)制具有不同的成藏特點(diǎn)??偨Y(jié)眾多地質(zhì)學(xué)者已有的研究認(rèn)識及結(jié)合近期勘探實(shí)踐進(jìn)展,認(rèn)為從古至今主要發(fā)生3次區(qū)域伸展、2次區(qū)域擠壓、2次區(qū)域走滑運(yùn)動(dòng),在我國不同地質(zhì)時(shí)代及北部、中部、東部等不同區(qū)域形成了不同油氣地質(zhì)條件,天然氣運(yùn)聚特征及資源分布差異較大(圖6)。

    中國大陸板塊在地質(zhì)歷史中發(fā)生新元古代—古生代、中生代、新生代3次區(qū)域性伸展運(yùn)動(dòng)[28-34]:新元古代—早古生代區(qū)域伸展運(yùn)動(dòng)受全球區(qū)域拉張裂解控制,古大陸板塊發(fā)生裂解、沉降,形成大型克拉通盆地,并發(fā)育一系列大型裂陷。中生代區(qū)域伸展運(yùn)動(dòng)受控于周緣板塊相對運(yùn)動(dòng)控制,西部形成庫車等一系列陸內(nèi)坳陷、山前與山間坳陷;北部蒙古—鄂霍茨克洋從晚三疊世初—早白堊世期間擴(kuò)張,發(fā)育海拉爾、松遼等一系列的侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)斷陷盆地。該時(shí)期鄂爾多斯盆地處于東部和西部兩大構(gòu)造環(huán)境的轉(zhuǎn)換部位,形成大型陸內(nèi)坳陷盆地。新生代區(qū)域伸展運(yùn)動(dòng)繼承了中生代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)性質(zhì),中國東部受太平洋構(gòu)造域的影響,構(gòu)造—巖漿活化作用更為強(qiáng)烈,在中生代末褶皺隆起萎縮的陸相殘留盆地之上形成一系列裂谷盆地。

    區(qū)域擠壓作用主要發(fā)生在早古生代末期、中—新生代時(shí)期[35-42]:古生代區(qū)域擠壓作用表現(xiàn)為2期:①加里東拼合時(shí)期,南北向擠壓占據(jù)主導(dǎo)地位,盆內(nèi)構(gòu)造分異進(jìn)一步明顯,晚奧陶世后期整體抬升,揚(yáng)子板塊西部康滇古陸隆起雛形形成;②海西時(shí)期板塊靠攏階段,中國的陸塊在早海西時(shí)期基本上處于靠攏狀態(tài),晚海西期形成超級大陸與泛太平洋。中西部擠壓隆升強(qiáng)烈,晚古生代大型隆起地層遭到強(qiáng)烈剝蝕或者未接受沉積,塔中、高石梯—磨溪、慶陽等大型古隆起形成。中、新生代區(qū)域擠壓作用主要為形成前陸盆地。印支期全球板塊華北陸塊開始逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),與華南陸塊拼合,燕山期大陸擴(kuò)張,使板塊運(yùn)動(dòng)又一次加速;喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)期印度板塊快速北上與歐亞大陸碰撞、拼合,亞洲大陸的南緣和東緣擴(kuò)張。中西部古老褶皺山系復(fù)活,大幅度隆升沖斷及撓曲沉降,東部發(fā)生反轉(zhuǎn)作用,形成豐富反轉(zhuǎn)構(gòu)造。

    圖6 區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及盆地概略模式圖

    走滑構(gòu)造主要和碰撞造山帶、斜向俯沖帶、塊體走滑拼貼帶密切相關(guān)。中國大陸地處古亞洲、特提斯和環(huán)太平洋三大動(dòng)力體系的疊合區(qū)域,廣泛發(fā)育大型走滑斷裂帶。在東部形成一系列拉分—走滑盆地,湖相泥巖、湖沼相煤系烴源巖發(fā)育,斷裂及構(gòu)造豐富,具有優(yōu)越的成藏條件。

    由上述分析可知,整體上東部、北部、中西部構(gòu)造—沉積體系差異較大,因而大氣田形成條件各具特色,結(jié)合大氣田統(tǒng)計(jì)規(guī)律分析,將我國劃分為“克拉通裂陷與古隆起、低坡敞流湖穩(wěn)定斜坡、山前斷陷逆沖構(gòu)造、陸內(nèi)拉分?jǐn)嘞輸嗦∨c火山巖、陸緣走滑斷陷背斜構(gòu)造”五大常規(guī)大型氣田形成體系。整體呈現(xiàn)為北部、東部、中西部三大氣區(qū)。其中,中西部氣區(qū)為克拉通裂陷與古隆起、低坡敞流湖穩(wěn)定斜坡、山前斷陷逆沖構(gòu)造3個(gè)大氣田形成體系的疊合區(qū)(圖7)。此外,根據(jù)頁巖氣、煤層氣和天然氣水合物成藏特性,將其劃分為“納米微空間吸聚”體系。通過劃分大氣田形成體系,可以按照構(gòu)造、沉積及盆地演化序列研究大氣田的分布特征,有利于系統(tǒng)地研究不同類型、多類型疊合領(lǐng)域大型氣田的分布規(guī)律。

    3.2 不同體系地質(zhì)特征及大型氣田形成模式

    大氣田形成“六大體系”的構(gòu)造沉積環(huán)境、盆地類型不同,氣源、儲(chǔ)層、成藏期等成藏條件及成藏規(guī)模差異較大(圖8)。

    “克拉通裂陷與古隆起”體系主要形成于元古代—古生代海相盆地,歷經(jīng)多期區(qū)域伸展—區(qū)域擠壓構(gòu)造旋回。區(qū)域伸展時(shí)期海相裂陷內(nèi)發(fā)育厚層富含有機(jī)質(zhì)泥頁巖,控制了生烴中心;裂陷槽臺(tái)緣廣泛發(fā)育生物礁、鮞粒灘,同時(shí)古隆起控制高能相帶沉積,發(fā)育礁灘、巖溶縫洞體等多種類型儲(chǔ)層。四川盆地震旦紀(jì)—中奧陶世從邊緣拉張裂陷發(fā)展至大幅沉降;晚奧陶世—志留紀(jì),在秦嶺洋不斷俯沖消減的過程中出現(xiàn)大型隆起與坳陷變形,發(fā)育開江—梁平、長寧—綿竹海槽等大型克拉通內(nèi)裂陷,裂陷內(nèi)暗色泥巖發(fā)育,兩側(cè)發(fā)育大規(guī)模高能相帶丘灘體;中下三疊統(tǒng)開闊碳酸鹽巖臺(tái)地相—局限海臺(tái)地—半封閉海灣蒸發(fā)相的蓋層分布廣且穩(wěn)定。目前發(fā)現(xiàn)了高石梯—磨溪、普光等大型油氣田(藏)。整體上表現(xiàn)為原油裂解氣源、碳酸鹽巖儲(chǔ)層、構(gòu)造—地層氣藏、中生代—古生代成藏、儲(chǔ)量規(guī)模較大等特征。

    雖然本實(shí)例采用的驗(yàn)證方法比較簡單,因子的選擇和建模結(jié)果的理論分析也有較大的改善空間,但也能從某個(gè)方面顯示出本方法的實(shí)用性,隨著分析研究的不斷深入,希望本方法能對研究和分析水工建筑物實(shí)際性態(tài)狀況起到良好的輔助作用。

    圖7 中國構(gòu)造板塊構(gòu)造略圖與大型氣田體系分布示意圖

    圖8 不同大型氣田形成體系成藏特征及模式圖

    “低坡敞流湖穩(wěn)定斜坡”體系指克拉通盆地海陸過渡期形成地層角度較低的敞流型湖泊,與大斷裂控制的斷陷湖盆相比,具有斷裂與構(gòu)造不發(fā)育、地層坡度小、淺水三角洲和湖相交替發(fā)育等特征[43]。鄂爾多斯盆地、四川盆地古生界—中生界為一定幅度的升降運(yùn)動(dòng)造成的大規(guī)模水體進(jìn)退沉積建造,湖水大范圍席狀漲落,廣覆式煤層、砂巖、泥巖間互分布。最具特色成藏特點(diǎn)是隨著埋深加大,砂巖規(guī)模致密化,但仍具有較好的儲(chǔ)集條件,同時(shí)由于砂巖致密化使毛細(xì)管力增大,阻擋天然氣大規(guī)??焖龠\(yùn)移,整體上形成大面積致密砂巖氣,已發(fā)現(xiàn)蘇里格、合川等大型氣田。整體上表現(xiàn)為煤系烴源巖氣源、致密砂巖儲(chǔ)層、巖性氣藏、中—新生代成藏、儲(chǔ)量規(guī)模較大等特征。

    “山前斷陷逆沖構(gòu)造”體系主要指前陸盆地環(huán)境。中國區(qū)域擠壓形成三期前陸盆地:P2—T時(shí)期古亞洲洋關(guān)閉,形成塔里木、準(zhǔn)噶爾周緣前陸盆地;T3時(shí)期古特提斯洋關(guān)閉,形成塔里木盆地南側(cè)—鄂爾多斯盆地一帶前陸盆地;N時(shí)期新特提斯洋關(guān)閉,塔里木、準(zhǔn)噶爾周緣前陸盆地再生。其中,N時(shí)期形成的前陸盆地地層保留完整,煤系烴源巖與三角洲砂體發(fā)育,沖斷帶疊瓦狀構(gòu)造連片,油源斷裂豐富,有利于形成大型油氣藏群。如庫車前陸盆地發(fā)育三疊—侏羅系湖沼相和湖相烴源巖、多種類型的湖成三角洲砂體,發(fā)育新近系和古近系膏(鹽)巖、膏泥巖和侏羅系泥巖3套區(qū)域性蓋層,沖斷帶構(gòu)造成排成帶發(fā)育,目前已發(fā)現(xiàn)克拉2、大北1、克深等大型氣田。該體系整體表現(xiàn)為煤系烴源巖氣源、碎屑巖儲(chǔ)層、逆沖構(gòu)造氣藏、新生代成藏、儲(chǔ)量規(guī)模較大等特點(diǎn)。

    “陸內(nèi)拉分?jǐn)嘞輸嗦∨c火山巖”體系指中生代中國板塊邊緣活動(dòng)引起的大陸內(nèi)塊體間伸展、縮短撓曲等作用密切相關(guān)的盆地。中國大陸殼的中生代、新生代受印度板塊快速北上與歐亞大陸碰撞、拼合影響,中西部大幅度隆升沖斷;東北槽型沉積達(dá)到高潮,火山活動(dòng)強(qiáng)烈,形成一系列陸內(nèi)斷陷—坳陷盆地。發(fā)育多種類型烴源巖、儲(chǔ)層及構(gòu)造,天然氣成藏條件有利。如松遼盆地?cái)嘞輰酉蛋l(fā)育暗色泥巖和煤,斷裂與斷隆構(gòu)造、反轉(zhuǎn)構(gòu)造及沖積扇發(fā)育,同時(shí)發(fā)育火山巖。已發(fā)現(xiàn)徐深、長深等大型火山巖氣田。其整體表現(xiàn)為煤系烴源巖氣源、碎屑巖—火山巖儲(chǔ)層、構(gòu)造與構(gòu)造—巖性氣藏、主要于中生代成藏、儲(chǔ)量規(guī)模相對較小等特征。

    “陸緣走滑斷陷背斜構(gòu)造”體系指新生代中國大陸地處古亞洲、特提斯和環(huán)太平洋三大動(dòng)力體系的疊合區(qū)域走滑運(yùn)動(dòng)在東部發(fā)育的一系列煤型斷陷。氣源充足,斷裂、構(gòu)造和三角砂體發(fā)育,特別是發(fā)育一系列大型披覆、滾動(dòng)背斜構(gòu)造,為大氣田形成提供了良好的條件。如東海盆地崖13-1等氣藏,處于瓊東南盆地崖南凹陷和鶯歌海盆地之間的生長背斜低凸起帶上。漸新統(tǒng)崖城組氣源巖、漸新統(tǒng)陵水組三段砂巖儲(chǔ)層、中新統(tǒng)梅山組及其上覆封蓋層構(gòu)成了有利組合,在底辟背斜控制下,形成大型背斜構(gòu)造氣藏。整體表現(xiàn)為煤系烴源巖氣源、碎屑巖儲(chǔ)層、背斜構(gòu)造氣藏、新生代成藏、儲(chǔ)量規(guī)模較小等特征。

    “納米微空間吸聚”體系指頁巖氣、煤層氣、水合物等“非常規(guī)”氣藏形成的體系。從現(xiàn)今成氣特點(diǎn)來看,其具有3個(gè)共同特征:①為不同沉積旋回當(dāng)時(shí)沉積環(huán)境的底部或深層,如頁巖氣主要為海相深盆頁巖,煤層氣主要在湖泊—沼澤深盆煤層,天然氣水合物主要在深水冰層。②儲(chǔ)集空間為納米級儲(chǔ)集層。頁巖、煤層烴源巖層內(nèi)及冰層內(nèi)儲(chǔ)集孔徑僅為幾納米,甚至僅略大于甲烷分子,氣田的形成主要為孔隙顆粒吸附及游離氣在頁巖、煤層、冰晶內(nèi)納米孔隙聚集。③大面積低豐度聚集,由于孔隙較小,氣體流動(dòng)性和聚集性差,整體上聚集豐度較低,整體含氣特性表現(xiàn)大面積分布特征。

    3.3 不同大型氣田體系分布規(guī)律

    關(guān)于大氣田的分布規(guī)律,眾多地質(zhì)學(xué)者提出一系列觀點(diǎn)和認(rèn)識,長期指導(dǎo)了天然氣的勘探,在此不再贅述。筆者從大氣田形成體系方面總結(jié)了3條規(guī)律。

    1)每個(gè)地質(zhì)旋回時(shí)代都存在一個(gè)常規(guī)大型氣田形成核心體系

    天然氣的分布依大地構(gòu)造沉積演化,具有旋回性[44-45]。實(shí)際上,從目前勘探實(shí)踐來看,每一個(gè)旋回中都存在一個(gè)核心的大氣田體系,該體系往往處于區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力及沉降中心匯聚點(diǎn),具有優(yōu)越的烴源巖、儲(chǔ)集、圈閉條件。如圖6所示,元古代—早古生代、晚古生代—早中生代、晚中生代—新生代旋回中分別發(fā)育“克拉通裂陷與古隆起”“低坡敞流湖穩(wěn)定斜坡”“山前斷陷逆沖構(gòu)造”大氣田形成的核心體系。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看:“克拉通裂陷與古隆起”體系探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量3.07×1012m3,占28.5%;“低坡敞流湖穩(wěn)定斜坡”體系整體探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量3.16×1012m3,占29.3%;“山前斷陷逆沖構(gòu)造”體系探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量2.31×1012m3,占21.5%;“陸內(nèi)拉分?jǐn)嘞輸嗦∨c火山巖”體系探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量0.80×1012m3,占7.5%,“陸緣走滑斷陷背斜構(gòu)造”體系探明地質(zhì)儲(chǔ)量0.69×1012m3,占6.4%;“納米微空間吸聚”體系(煤層氣、頁巖氣)探明地質(zhì)儲(chǔ)量0.73×1012m3,占6.8%(圖9)。究其原因主要是因?yàn)橹袊箨懓鍓K雖然構(gòu)造破碎,但受周邊幾大板塊運(yùn)動(dòng)影響下,仍具有整體形變和沉積中心,創(chuàng)造了得天獨(dú)厚的成藏條件。新生代目前還未發(fā)現(xiàn)與其他旋回時(shí)代相對等的大氣田形成核心體系,據(jù)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)分析,東部海域是重要的沉降中心,應(yīng)具有形成大氣田集群的潛力。

    圖9 不同大型氣田體系天然氣探明儲(chǔ)量分布情況圖

    自發(fā)現(xiàn)頁巖氣、煤層氣、致密砂巖氣以來,結(jié)合已發(fā)現(xiàn)的常規(guī)大氣田,認(rèn)為天然氣聚集具有序列性。實(shí)際上忽略了一點(diǎn),就單個(gè)體系來說,序列性并不明顯,而是受輸導(dǎo)和蓋層條件控制,規(guī)模輸導(dǎo)終止點(diǎn)控制大型氣藏群(圖10)。單一體系控藏關(guān)鍵因素單一,形成相同性質(zhì)的大氣田,集群式分布,往往只形成相近氣藏類型的資源。例如鄂爾多斯盆地上古生界大面積致密砂巖氣,大面積致密砂巖既具有儲(chǔ)集能力,同時(shí)具有阻擋天然氣快速流動(dòng)散失的能力,斷穿多套地層的斷裂等高效輸導(dǎo)通道不發(fā)育,使天然氣大量近源聚集。該類氣藏形成的關(guān)鍵是天然氣未快速運(yùn)移散失,因而在致密砂巖以上很難找到構(gòu)造、構(gòu)造—巖性等受高效輸導(dǎo)通道控制的大型氣藏。而針對庫車地區(qū)白堊系疊瓦狀構(gòu)造來說,由于逆沖斷裂輸導(dǎo)通道發(fā)育,溝通了侏羅系烴源巖,使天然氣大量進(jìn)入白堊系連片分布的疊瓦狀構(gòu)造帶高豐度聚集。在該氣層以下,將難以找到類似蘇里格氣田這樣規(guī)模較大的近源致密砂巖氣田。實(shí)際地質(zhì)勘探實(shí)踐表明,在庫車坳陷侏羅系按照致密砂巖氣勘探思路發(fā)現(xiàn)的迪北等氣藏,并不是蘇里格式的致密砂巖氣藏,其由于受大型逆沖斷裂輸導(dǎo)通道影響,往往為構(gòu)造—巖性、巖性等圈閉控制的氣藏。整體表現(xiàn)為規(guī)模發(fā)育的輸導(dǎo)通道終止點(diǎn)控制大型氣田聚集群。如果考慮頁巖氣、煤層氣這部分未歷經(jīng)運(yùn)移而殘留在烴源巖內(nèi)的天然氣,單個(gè)體系內(nèi)天然氣整體上主要表現(xiàn)為兩部分:①源內(nèi)未運(yùn)移資源;②規(guī)模輸導(dǎo)終止點(diǎn)形成的氣田聚集群。但多體系疊合領(lǐng)域,具有多類型氣源、多類型儲(chǔ)層、多類型蓋層、多類型圈閉、多類型輸導(dǎo)條件交疊分布特征,天然氣藏分異往往具有序列性。如四川盆地震旦系—寒武系裂陷槽、古隆起、二疊系—下三疊統(tǒng)礁灘、三疊系致密砂巖與煤層、侏羅系構(gòu)造—巖性領(lǐng)域,依次形成古生古儲(chǔ)、自生自儲(chǔ)、下生上儲(chǔ)等序列性聚集。

    圖10 天然氣藏分布模式圖

    3)多體系疊合區(qū)為大氣田富集領(lǐng)域,中部多應(yīng)力樞紐區(qū)是大型氣田匯聚區(qū)

    中國大陸中部油氣區(qū)為多種、多期構(gòu)造應(yīng)力樞紐區(qū),與周緣地區(qū)相比,震動(dòng)頻繁但不劇烈,近于整體升降構(gòu)造運(yùn)動(dòng),且在多個(gè)時(shí)代表現(xiàn)為持續(xù)沉降作用,形成多個(gè)大氣田體系并疊合發(fā)育。震旦紀(jì)—古生代分別與華北陸塊東部和揚(yáng)子陸塊中下?lián)P子區(qū)具有共同的海盆發(fā)育史,形成大型海相沉積的鄂爾多斯、四川克拉通盆地,發(fā)育一系列大型裂陷和大型古隆起。中、新生代處于這兩種應(yīng)力作用方式的交會(huì)部位,同時(shí)受到東西兩側(cè)的影響。中生代西側(cè)的南北向擠壓增厚漸趨增強(qiáng),派生出青藏高原向東推擠滑移的作用,東側(cè)處于前期南北向剪切、后期向東伸展減薄的動(dòng)力環(huán)境,兩種應(yīng)力在這一地區(qū)達(dá)到一定平衡,至新生代總體穩(wěn)定,形成大型陸內(nèi)坳陷盆地。新生代以整體抬升為主,成為中國大陸西部和東部之間的過渡帶。具有“克拉通裂陷與古隆起”“低坡敞流湖穩(wěn)定斜坡”“納米微空間吸聚”體系疊合發(fā)育特征(圖11),且每個(gè)體系地層相對完整,成藏條件有利,構(gòu)成了大氣田富集領(lǐng)域。

    4 中國天然氣未來重點(diǎn)勘探方向

    綜合近期天然氣勘探成果、大型氣田統(tǒng)計(jì)分布特征、不同大氣田形成體系地質(zhì)特征及分布規(guī)律分析結(jié)果,“克拉通裂陷與古隆起”體系在塔里木和鄂爾多斯盆地勘探程度較低,“山前斷陷逆沖構(gòu)造”體系在川西北、準(zhǔn)噶爾盆地南緣取得新發(fā)現(xiàn);“陸緣走滑斷陷背斜構(gòu)造”體系東部海域盆地是新生代的核心大氣田體系,“納米微空間吸聚”體系勘探剛剛起步,這些領(lǐng)域是未來的重要勘探方向。

    4.1 “克拉通裂陷與古隆起”體系

    主要包括塔里木、四川、鄂爾多斯等盆地元古代—古生代海相克拉通建造。目前已探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量3.5×1012m3,占全國總探明地質(zhì)儲(chǔ)量的30%。四川盆地高石梯—磨溪古隆起周緣、川東古隆起和川西北部等震旦—寒武系、鄂西—城口海槽西側(cè)臺(tái)緣帶二、三疊系礁灘,鄂爾多斯盆地寒武系鹽下、塔里木盆地塔中—巴楚地區(qū)寒武系鹽下為5大有利勘探地區(qū),勘探領(lǐng)域總面積約為13.5×104km2,天然氣資源量達(dá)11×1012m3。

    圖11 不同大型氣田體系有利范圍簡圖

    4.1.1 四川盆地震旦系—下古生界古老碳酸鹽巖

    有利勘探面積5×104km2,天然氣資源量5×1012m3,儲(chǔ)層與烴源巖配置良好,裂陷槽兩側(cè)臺(tái)緣帶優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育,成藏條件有利。在高石梯—磨溪古隆起周緣、川東和川西北部4個(gè)區(qū)帶為震旦系—下古生界有利勘探區(qū),其勘探程度較低,局部地區(qū)已獲得工業(yè)流井,是下一步重點(diǎn)勘探新領(lǐng)域。

    4.1.2 塔里木盆地寒武系鹽下古老碳酸鹽巖

    有利勘探面積3×104km2,天然氣資源量2.3×1012m3,主要發(fā)育碳酸鹽巖白云巖油氣藏,發(fā)育中寒武統(tǒng)膏質(zhì)白云巖儲(chǔ)層和下寒武統(tǒng)白云巖儲(chǔ)層。儲(chǔ)層厚度介于20~40 m,儲(chǔ)集空間以裂縫—孔洞型為主,孔隙度介于4.3%~9.7%, 滲透率介于0.1~100 mD。初步地質(zhì)踏勘結(jié)合地震預(yù)測中下寒武統(tǒng)發(fā)育24×104km2烴源巖。中深1井鉆探獲少量天然氣,該領(lǐng)域是塔里木盆地天然氣勘探戰(zhàn)略接替新領(lǐng)域。

    4.1.3 鄂爾多斯盆地寒武系

    有利勘探面積2.5×104km2,天然氣資源量1.5×1012m3,截至目前,完鉆寒武系探井近百口,但僅獲低產(chǎn)氣流井1口,勘探尚未獲得重大突破。桃59等井鉆遇寒武系深灰色泥巖,地震結(jié)合地質(zhì)踏勘等資料預(yù)測中寒武統(tǒng)徐莊組生氣強(qiáng)度介于5×108~10×108m3/km2,下寒武統(tǒng)三道撞組生氣強(qiáng)度介于10×108~20×108m3/km2,具備一定的生烴潛力;臺(tái)地邊緣裂陷槽繼承性發(fā)育,發(fā)育于中寒武統(tǒng)張夏組和上寒武統(tǒng)三山子組優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層,儲(chǔ)集空間以溶孔和晶間孔為主,具有較好的儲(chǔ)集條件和有利的成藏條件,是下一步天然氣勘探的重要新領(lǐng)域。

    4.1.4 鄂爾多斯盆地西緣奧陶系礁灘體

    盆地西緣奧陶系礁灘體勘探面積達(dá)3×104km2,天然氣總資源量2.3×1012m3。奧陶系拉什仲組和烏拉力克組巖性以灰質(zhì)泥巖和泥質(zhì)灰?guī)r為主,局部層段有機(jī)碳含量較高(大于0.3%),具有一定的生烴能力;奧陶系克里摩里組和桌子山組發(fā)育白云巖晶間孔型和石灰?guī)r縫洞型儲(chǔ)層,孔隙度介于3%~8%,厚10~40 m,具有一定的儲(chǔ)集性能。奧陶系白云巖體與周圍致密灰?guī)r配合,可形成有效圈閉,是鄂爾多斯盆地奧陶系拓展天然氣勘探的新領(lǐng)域。

    4.2 “山前斷陷逆沖構(gòu)造”體系

    “山前斷陷逆沖構(gòu)造”體系主要分布于中西部,目前已探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量1.3×1012m3,占全國總探明地質(zhì)儲(chǔ)量的11%,主要分布在庫車地區(qū)。未來天然氣勘探新領(lǐng)域有利勘探面積7.4×104km2,資源量10.4×1012m3。主要分布在庫車坳陷構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶、塔西南、川西前陸沖斷帶、準(zhǔn)噶爾盆地南部等。

    4.2.1 庫車坳陷白堊系逆沖構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶及侏羅系

    庫車中新生代前陸盆地有利勘探面積2.8×104km2,坳陷內(nèi)發(fā)育一套以湖沼相為主的三疊—侏羅系烴源巖,分布面積1.2×104~1.4×104km2,儲(chǔ)層下白堊統(tǒng)巴什基奇克組沉積相為沖積扇及扇(或辮狀河)三角洲,垂向上相互疊置,平面上相互連接,形成厚度巨大的連片砂體;逆沖擠壓背斜、斷背斜成排成帶發(fā)育。目前已發(fā)現(xiàn)大北、克深2、博孜等多個(gè)油氣田,但克深—大北、博孜—阿瓦特、大北—博孜等構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶勘探程度較低,有利勘探面積1.4×104km2,估算天然氣資源量超過1.0×1012m3,2017年鉆探大北11井等獲工業(yè)氣流,是天然氣勘探有利新區(qū)。

    庫車坳陷北部山前帶侏羅系有利勘探面積0.96×104km2,資源量1.64×1012m3。侏羅系阿合組砂體分布廣、砂層厚,儲(chǔ)層致密,但微裂縫十分發(fā)育,具有較好的儲(chǔ)集條件。2017年吐東2井鉆探,侏羅系陽霞組測試獲日產(chǎn)油31.68 m3、氣12.75×104m3,進(jìn)一步證實(shí)侏羅系的油氣勘探潛力。儲(chǔ)備圈閉面積326 km2,天然氣資源量5 000×108m3,具有較好勘探潛力。

    4.2.2 川西前陸沖斷帶

    川西前陸沖斷帶有利勘探面積1.0×104km2,資源量達(dá)3×1012m3。二疊系棲霞組發(fā)育大型構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉,孔隙性白云巖儲(chǔ)層厚10~30 m,平均孔隙度3.5%,圈閉和儲(chǔ)集條件有利;泥盆系觀霧山組細(xì)晶白云巖儲(chǔ)層厚5~30 m,平均孔隙度為3.1%,儲(chǔ)集條件較好。近期部署鉆探的雙探1、雙探3、雙探7、雙探8等多口井在棲霞組、觀霧山組獲得高產(chǎn)工業(yè)氣流。目前整體勘探程度仍然較低,具有較好的天然氣勘探前景。

    4.2.3 準(zhǔn)噶爾盆地南緣

    準(zhǔn)噶爾盆地南緣勘探面積為3.0×104km2,天然氣資源量為1.8×1012m3。目前發(fā)現(xiàn)呼圖壁氣藏、瑪河等氣田,深斷裂—擠壓背斜垂向運(yùn)聚成藏組合模式是主要成藏模式。其中,東段阜康斷裂帶主要是二疊系(包括侏羅系)的油氣聚集于侏羅系儲(chǔ)層中,中段山前沖斷帶主要是侏羅系和二疊系(包括白堊系)的油氣聚集于古近系和白堊系儲(chǔ)層中,而西段四棵樹凹陷地區(qū)則主要是侏羅系(包括古近系)的油氣聚集于古近系—新近系和白堊系儲(chǔ)層中,近期部署鉆探齊古1井獲得工業(yè)氣流,表明該區(qū)具有較好的天然氣勘探潛力。

    4.3 “陸緣走滑斷陷背斜構(gòu)造”體系

    拉張走滑盆地走滑斷裂陡直,利于油氣運(yùn)移;走滑構(gòu)造成排成帶,圈閉條件優(yōu)越。同時(shí)由于走滑過程中的扭動(dòng)作用,油氣會(huì)被驅(qū)趕運(yùn)移至儲(chǔ)層當(dāng)中,正如李四光的名言“擰濕毛巾”道理,這也是走滑構(gòu)造優(yōu)于其他構(gòu)造樣式的地質(zhì)條件之一。拉張走滑作用為渤海灣盆地油氣富集創(chuàng)造了良好條件。

    我國東部拉張盆地海域內(nèi)勘探面積達(dá)100×104km2,其中深水區(qū)(水深大于300 m)沉積盆地30個(gè),勘探總面積約為82×104km2,總體沿南海呈環(huán)帶狀分布。目前深水天然氣勘探處于起步階段,主要集中在珠江口盆地和瓊東南盆地深水區(qū),水深介于300~3 000 m,勘探面積約為10×104km2。南海深水區(qū)分布多個(gè)面積較大的構(gòu)造巖性圈閉和大型盆底扇巖性圈閉,已發(fā)現(xiàn)荔灣3-1、陵水17-2、陵水25-1大中型氣田,南海深水區(qū)仍是下一步尋找大氣田的有利勘探區(qū)。

    4.4 “納米微空間吸聚”體系

    4.4.1 頁巖氣

    據(jù)中國石油第四次油氣資源評價(jià)結(jié)果,頁巖氣地質(zhì)資源量為122×1012m3,可采資源量為22×1012m3,主要分布在中國南方、華北、塔里木等盆地。截至2016年底,全國探明地質(zhì)儲(chǔ)量5 441×108m3,主要分布在四川盆地涪陵、長寧—威遠(yuǎn)地區(qū)。四川盆地東部、南部的下寒武統(tǒng)筇竹寺組和下志留統(tǒng)龍馬溪組頁巖是主要勘探層系,有利勘探面積24×104km2,天然氣資源量8×1012~12×1012m3。

    4.4.2 煤層氣

    全國煤層氣資源量30×1012m3,賦存于低、中、高煤階中的煤層氣資源各占1/3左右。其中資源量大于1×1012m3的盆地有8個(gè),分別為伊犁、吐哈、鄂爾多斯、滇黔桂、準(zhǔn)噶爾、海拉爾、二連和沁水盆地,綜合地質(zhì)研究和有利區(qū)帶評價(jià)結(jié)果表明,山西沁水盆地煤層氣田、鄂爾多斯盆地東部大寧—吉縣地區(qū)與韓城—合陽地區(qū)、準(zhǔn)噶爾盆地東南緣、阜新盆地劉家區(qū)塊、遼寧鐵法區(qū)塊、沈陽北及其外圍等,有利勘探面積12×104km2,資源量6×1012~10×1012m3,是未來煤層氣勘探的重點(diǎn)對象。

    4.4.3 天然氣水合物

    我國天然氣水合物資源量約為153×1012m3,重點(diǎn)分布在南海海域、東海海域、青藏高原、東北凍土區(qū),由于儲(chǔ)量豐度低、開發(fā)難度大等因素,目前尚處于勘查階段。2009年9月在青海省祁連山南緣永久凍土帶成功鉆獲天然氣水合物樣品,這是世界上第1次在中低緯度凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)天然氣水合物。同年自主研發(fā)的世界第1艘配置較完善的綜合性地質(zhì)地球物理調(diào)查船“海洋六號”在廣州下水,開始對中國海域的天然氣水合物進(jìn)行進(jìn)一步的勘探。2017年首次在南海海域天然氣水合物試采成功,實(shí)現(xiàn)連續(xù)187 h的穩(wěn)定產(chǎn)氣,展現(xiàn)出良好的勘探開發(fā)前景。

    總體上,前3個(gè)大氣田形成體系有利勘探面積累計(jì)達(dá)20.9×104km2,天然氣資源量為21.4×1012m3(不包括海域);而“納米微空間吸聚”體系頁巖氣和煤層氣有利勘探面積約為36×104km2,資源量介于14×1012~22×1012m3。根據(jù)統(tǒng)計(jì)不同體系內(nèi)已發(fā)現(xiàn)氣田資源轉(zhuǎn)化探明率10%~30%分析,探明潛力介于3×1012~4×1012m3,整體具有較大的天然氣勘探潛力。

    5 結(jié)論

    1)目前規(guī)模增儲(chǔ)領(lǐng)域從盆地類型方面來看,主體為克拉通、前陸盆地;從一級構(gòu)造類型方面看,主體為平緩斜坡、古隆起、前陸逆沖構(gòu)造帶;從儲(chǔ)層類型方面看,主體為致密砂巖、碳酸鹽巖儲(chǔ)層;從成因類型方面看,主體為煤型氣和原油裂解氣。綜合分析后認(rèn)為,克拉通盆地碳酸鹽巖古隆起、大面積平緩斜坡致密砂巖、前陸盆地逆沖構(gòu)造為現(xiàn)今規(guī)模探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量的主體領(lǐng)域。

    2)每個(gè)地質(zhì)旋回時(shí)代都存在一個(gè)常規(guī)大氣田形成核心體系;單個(gè)體系內(nèi)往往為源內(nèi)未運(yùn)移、規(guī)模輸導(dǎo)終止點(diǎn)兩大層次氣田聚集群,多體系疊合區(qū)受多種因素控制形成序列聚集;多體系疊合區(qū)為大氣田富集領(lǐng)域,我國中部多應(yīng)力樞紐區(qū)是天然氣匯聚區(qū)。

    3)未來天然氣勘探方向及領(lǐng)域主要為:“克拉通裂陷與古隆起”體系,四川盆地震旦系—下古生界、塔里木盆地寒武系、鄂爾多斯盆地寒武系—奧陶系;“山前斷陷逆沖構(gòu)造”體系,庫車逆沖構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶、四川盆地川西北、塔里木盆地塔西南等;“陸緣走滑斷陷背斜構(gòu)造”體系,東部海域盆地;“納米微空間吸聚”體系,南方富有機(jī)質(zhì)頁巖和鄂爾多斯盆地煤層。

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