天然氣基礎(chǔ)地質(zhì)理論研究新進(jìn)展與勘探領(lǐng)域

李 劍 王曉波 魏國(guó)齊 楊 威 謝增業(yè) 李志生國(guó)建英 王義鳳 馬 衛(wèi) 李 君 郝愛(ài)勝

1. 中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院 2. 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司天然氣成藏與開(kāi)發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

天然氣是綠色能源，產(chǎn)生相同熱量燃燒生成污染物的量遠(yuǎn)低于石油和煤炭。2016年我國(guó)天然氣在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例僅為6.4%，遠(yuǎn)低于25%的世界平均水平。經(jīng)過(guò)國(guó)家多輪天然氣科技攻關(guān)和國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)研究，在天然氣生成、成因鑒別、成藏等天然氣基礎(chǔ)理論研究方面取得了豐碩成果[1-12]，有效指導(dǎo)了我國(guó)主要含氣盆地天然氣勘探的重大發(fā)現(xiàn)和儲(chǔ)量的快速增長(zhǎng)，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)天然氣工業(yè)的快速發(fā)展起到了重要作用?！笆濉币詠?lái)，我國(guó)天然氣勘探在常規(guī)碳酸鹽巖氣藏、致密砂巖氣藏、頁(yè)巖氣藏等領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)了安岳、克深、涪陵、長(zhǎng)寧等氣田[13-22]，有力支撐了國(guó)內(nèi)天然氣儲(chǔ)量、產(chǎn)量快速增長(zhǎng)。天然氣科技攻關(guān)在大氣田發(fā)現(xiàn)和儲(chǔ)量快速增長(zhǎng)中發(fā)揮了重要作用，煤成氣和原油裂解氣大型氣田儲(chǔ)量占天然氣探明儲(chǔ)量增長(zhǎng)的90%以上，目前已形成了4個(gè)萬(wàn)億立方米級(jí)規(guī)模的大氣區(qū)、5個(gè)5 000億立方米規(guī)模的中型氣區(qū)，發(fā)展勢(shì)頭非常迅猛。截至 2016 年底，我國(guó)累計(jì)探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量約11.7×1012m3，其中大氣田天然氣探明儲(chǔ)量約占83.4%，“十二五”期間天然氣儲(chǔ)量年均增長(zhǎng)超過(guò)7 000×108m3[23]。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)天然氣供需矛盾更加突出，能源缺口日益擴(kuò)大，2017 年中國(guó)天然氣消費(fèi)量約2 400×108m3、產(chǎn)量約1 470×108m3，天然氣供需缺口超過(guò)900×108m3，因而必須加快天然氣勘探步伐以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。然而，隨著天然氣勘探向深層、超深層、深水、非常規(guī)等領(lǐng)域不斷拓展，勘探對(duì)象日益復(fù)雜化，現(xiàn)有天然氣地質(zhì)理論已無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前天然氣勘探的需要，需要不斷完善現(xiàn)有天然氣基礎(chǔ)地質(zhì)理論，以指導(dǎo)天然氣勘探和發(fā)現(xiàn)更多大氣田。因此，開(kāi)展天然氣基礎(chǔ)地質(zhì)理論研究，分析和探討今后大氣田發(fā)現(xiàn)的重點(diǎn)領(lǐng)域，對(duì)于完善發(fā)展現(xiàn)有的天然氣基礎(chǔ)地質(zhì)理論、保障“十三五”期間我國(guó)天然氣勘探持續(xù)、快速、高效發(fā)展具有重要意義；對(duì)構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系、保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 天然氣基礎(chǔ)地質(zhì)理論新進(jìn)展

1.1 有機(jī)質(zhì)全過(guò)程生烴地質(zhì)理論

蒂索（Tissot）干酪根晚期降解生烴演化模式在油氣勘探中起著重要的指導(dǎo)作用，但隨著勘探向深層、超深層、非常規(guī)領(lǐng)域的拓展，蒂索理論和傳統(tǒng)天然氣地質(zhì)理論不能夠解決我國(guó)天然氣勘探中遇到的諸多問(wèn)題，如排烴效率（滯留烴）演化、高演化裂解氣量、生烴門(mén)限、天然氣保存下限以及深層、復(fù)雜氣源判識(shí)（干酪根與原油裂解氣、聚集型和分散型裂解氣鑒別等）。趙文智等[3,4,9]建立了沉積有機(jī)質(zhì)的接力成氣模式，指出沉積有機(jī)質(zhì)接力成氣的過(guò)程包括生物氣、未成熟過(guò)渡帶氣、干酪根降解氣及液態(tài)烴裂解氣，指出了液態(tài)烴在高—過(guò)成熟階段裂解成氣與干酪根降解成氣在時(shí)機(jī)和貢獻(xiàn)上構(gòu)成接力，海相烴源巖熱演化和生烴歷史比以往認(rèn)定的時(shí)間更長(zhǎng)、資源總量更大，并且揭示了分散液態(tài)烴的成藏地位[12]。為進(jìn)一步完善有機(jī)質(zhì)生烴理論，在經(jīng)典的蒂索干酪根熱降解生烴和有機(jī)質(zhì)接力成氣模式基礎(chǔ)上，“十二五”期間，利用半開(kāi)放體系的生排烴模擬實(shí)驗(yàn)與封閉體系的黃金管生烴模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)烴源巖全過(guò)程生烴演化特征、排烴效率與滯留烴量、高—過(guò)成熟階段天然氣來(lái)源及甲烷同系物裂解溫度等問(wèn)題開(kāi)展了深入探討，建立了有機(jī)質(zhì)全過(guò)程生烴模式。

1.1.1 腐泥型有機(jī)質(zhì)全過(guò)程生烴模式

①求取了烴源巖不同演化階段的滯留烴量，建立了滯留烴定量評(píng)價(jià)模型，明確高—過(guò)成熟階段還有約20%的滯留烴，并計(jì)算了重點(diǎn)盆地主要烴源巖不同時(shí)期滯留烴量和滯留烴裂解氣量，有效指導(dǎo)了深層海相天然氣的勘探。②利用高壓釜體系、黃金管高溫高壓封閉體系，開(kāi)展了腐泥型（青白口系下馬嶺組頁(yè)巖）干酪根、原油天然氣生成模擬實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)腐泥型烴源巖全過(guò)程排烴效率的研究，進(jìn)一步明確了液態(tài)烴中滯留烴、源外液態(tài)烴及其裂解氣的相對(duì)比例（生油高峰期排烴效率介于40%～60%），對(duì)于開(kāi)展頁(yè)巖油氣資源評(píng)價(jià)以及高演化地區(qū)裂解氣資源評(píng)價(jià)具有重要意義。③明確了高—過(guò)成熟海相有機(jī)質(zhì)中干酪根和原油裂解氣量及主生氣期。原油裂解氣約占總量的75%～80%，主裂解氣期鏡質(zhì)體反射率（Ro）介于1.6%～3.2%；干酪根直接降解的氣量介于20%～25%，主生氣期Ro介于1.3%～2.5%；高—過(guò)成熟海相有機(jī)質(zhì)中原油裂解氣量是干酪根直接生氣量的3～4倍，明確高—過(guò)成熟階段的海相地層以尋找原油裂解氣（包括聚集型和分散型）為主，為原油裂解氣和干酪根裂解氣資源潛力評(píng)價(jià)和勘探選區(qū)提供了依據(jù)。④首次確定天然氣保存下限Ro約為5%，深層Ro不高于5%都具有勘探前景。針對(duì)前人多研究重?zé)N的演化趨勢(shì)，本次利用黃金管高溫高壓封閉體系系統(tǒng)研究了重?zé)N氣的主裂解期，認(rèn)為丁烷主裂解期 Ro介于1.8%～2.3%；丙烷主裂解期Ro介于2.0%～2.5%；乙烷主裂解期Ro介于2.5%～3.5%；甲烷起始裂解Ro約為5.0%，深層Ro不超過(guò)5.0%的特高演化階段仍然具有勘探前景（圖1）。

1.1.2 煤系烴源巖全過(guò)程生氣模式

“十一五”期間，以煤為原型建立了煤系烴源巖的雙增模式，認(rèn)為煤系烴源巖生氣能力較以往增加約20%以上，煤系烴源巖的生氣下限由Ro為2.5%增加到了5.0%～5.5%，重新認(rèn)識(shí)了煤系烴源巖的生氣潛力與資源貢獻(xiàn)[7,10]。煤系烴源巖除了煤，還包括碳質(zhì)泥巖和煤系泥巖，由于生烴母質(zhì)及有機(jī)質(zhì)富集程度的差異，后兩者的生烴特征不一定符合雙增模式，通過(guò)進(jìn)一步研究，精細(xì)刻畫(huà)不同煤系烴源巖的生氣特征與生氣潛力，明確碳質(zhì)泥巖與煤系泥巖生氣能力，完善了煤系源巖全過(guò)程生氣模式。“十二五”期間，通過(guò)系統(tǒng)開(kāi)展高溫高壓模擬實(shí)驗(yàn)，建立并完善了煤系烴源巖全過(guò)程生氣模式。不同類(lèi)型煤系烴源巖的生氣機(jī)理存在差異，生氣能力：煤＞碳質(zhì)泥巖＞煤系泥巖。碳質(zhì)泥巖與泥巖生氣下限Ro約為4.5%，煤的生氣下限Ro約為5.0%。應(yīng)用新建的煤系源巖全過(guò)程生氣模式，計(jì)算了全國(guó)主要高—過(guò)成熟煤系地層高—過(guò)成熟階段的生氣量，比第三次全國(guó)油氣資源評(píng)價(jià)增加約16%，有效指導(dǎo)高演化煤系天然氣勘探。Ro＞2.5%的過(guò)成熟階段煤系烴源巖資源量增加約5.74×1012m3（增加約10.3%），其中Ro介于2.5%～3.0%階段的資源貢獻(xiàn)率約為80%。

圖1 腐泥型有機(jī)質(zhì)全過(guò)程生烴模式圖

有機(jī)質(zhì)全過(guò)程生烴理論發(fā)展和完善了蒂索干酪根生烴、有機(jī)質(zhì)接力成氣和煤成氣理論等有機(jī)質(zhì)生烴基礎(chǔ)地質(zhì)理論，具有重要的理論意義；同時(shí)也指出高—過(guò)成熟階段的海相地層以尋找原油裂解氣（包括聚集型和分散型）為主，分散液態(tài)烴（包括源內(nèi)和源外）裂解氣也是深層、超深層天然氣的重要來(lái)源，明確了中國(guó)海相天然氣勘探方向，擴(kuò)大了海相油氣資源的潛力，深化了重點(diǎn)盆地資源總量的認(rèn)識(shí)，對(duì)深層碳酸鹽巖和高演化煤系領(lǐng)域的天然氣和非常規(guī)天然氣資源預(yù)測(cè)及勘探目標(biāo)優(yōu)選意義重大。

1.2 多元天然氣成因鑒別方法

“十二五”以來(lái)，新建了多元天然氣成因鑒別新指標(biāo)及圖版[24]，豐富了天然氣成因鑒別指標(biāo)體系，有效支持了深層、高演化、復(fù)雜氣藏成因和來(lái)源研究，完善了天然氣成因鑒別理論。①針對(duì)前人建立干酪根降解氣和原油裂解氣鑒別的ln (C1/C2)—ln (C2/C3) 圖版，干酪根類(lèi)型代表性不夠（混合型、腐殖型）、不同升溫速率和高演化階段對(duì)比值影響的因素考慮不夠等問(wèn)題[25-26]，通過(guò)對(duì)源于下馬嶺組的原油、原始干酪根和殘余干酪根進(jìn)行了黃金管模擬實(shí)驗(yàn)，并且考慮不同溫度的演化特點(diǎn)，新建了考慮腐泥型有機(jī)質(zhì)不同演化階段的干酪根降解氣與原油裂解氣鑒別指標(biāo)及圖版（圖2），認(rèn)為川中高石梯—磨溪地區(qū)古老層系震旦系、寒武系天然氣以原油裂解氣為主。②針對(duì)前期研究只考慮單一介質(zhì)影響，沒(méi)有考慮溫度、壓力變化的影響，通過(guò)考慮蒙脫石、碳酸鹽巖、砂巖等多種介質(zhì)影響，以及高壓、多溫度點(diǎn)等條件，開(kāi)展了原油裂解模擬實(shí)驗(yàn)，建立了判識(shí)高演化階段聚集型和分散型液態(tài)烴裂解氣鑒別指標(biāo)與圖版（圖3），指出了川中高石梯—磨溪地區(qū)震旦系、寒武系天然氣為聚集型液態(tài)烴裂解氣。③在烴源巖和儲(chǔ)層中瀝青含量檢測(cè)、瀝青形成及演化實(shí)驗(yàn)?zāi)M、烴源巖生烴高峰期與構(gòu)造匹配研究的基礎(chǔ)上，新建不同類(lèi)型裂解氣藏的定量判識(shí)指標(biāo)[16]，預(yù)測(cè)不同類(lèi)型氣藏分布。繼承性聚集型裂解氣的瀝青含量大于1%，主要分布在繼承性古隆起，基本在原古油藏范圍內(nèi)聚集成藏，例如高石梯—磨溪地區(qū)上震旦統(tǒng)燈影組、下寒武統(tǒng)龍王廟組氣藏；調(diào)整性聚集型裂解氣的瀝青含量大于1%，主要為聚集于古隆起原高部位，油裂解氣后期調(diào)整分布于背斜或斜坡，如資陽(yáng)、威遠(yuǎn)地區(qū)燈影組氣藏；半聚半散型裂解氣的瀝青含量介于0.5%～1.0%，主要分布于古斜坡上的今構(gòu)造、異地運(yùn)移成藏，例如荷深1井燈影組氣藏；分散型裂解氣的瀝青含量小于0.5%，主要分布于古斜坡或古構(gòu)造低部位，異地運(yùn)移成藏，如自深1井、宮深1井燈影組氣藏。④建立了N2和CO2有機(jī)無(wú)機(jī)成因、稀有氣體殼幔源成因、稀有氣體與非烴氣體聯(lián)合判識(shí)煤成氣和油型氣判識(shí)指標(biāo)及圖版[24]，探討并完善了天然氣汞含量判識(shí)煤成氣、油型氣指標(biāo)的界限值，發(fā)展了現(xiàn)有的天然氣成因判識(shí)指標(biāo)體系。

圖2 腐泥型有機(jī)質(zhì)不同演化階段干酪根降解氣與原油裂解氣判識(shí)圖版[24]

圖3 高演化聚集型和分散型液態(tài)烴裂解氣判識(shí)圖[24]

1.3 不同類(lèi)型封蓋層定量評(píng)價(jià)方法

“十一五”期間，在對(duì)碳酸鹽巖、常規(guī)砂巖、致密砂巖、疏松砂巖和火山巖等類(lèi)型大氣田蓋層解剖的基礎(chǔ)上，綜合蓋層宏觀和微觀定性、半定量評(píng)價(jià)參數(shù)，初步建立了不同類(lèi)型氣藏蓋層定量評(píng)價(jià)參數(shù)體系[7]。“十二五”期間，建立并完善了區(qū)域蓋層多因素定量評(píng)價(jià)方法，建立了直接蓋層蓋儲(chǔ)排替壓力差評(píng)價(jià)新方法[23]，并應(yīng)用多因素綜合定量評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)致密砂巖、碳酸鹽巖、常規(guī)砂巖、火山巖和疏松砂巖等氣藏的蓋層封氣條件?！笆濉币詠?lái)，通過(guò)5類(lèi)大氣田、7項(xiàng)蓋層參數(shù)、3 000余項(xiàng)數(shù)據(jù)分析，建立了致密砂巖、古老碳酸鹽巖、火山巖、常規(guī)砂巖和疏松砂巖等不同類(lèi)型大氣田蓋層評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（表1），為開(kāi)展大氣田蓋層定量化評(píng)價(jià)提供了必要的技術(shù)支持。

在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)四川盆地安岳氣田蓋層封閉能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)：安岳氣田燈影組氣藏與龍王廟組氣藏的物性封閉能力總體相近；超壓封閉作用使龍王廟組氣藏規(guī)模遠(yuǎn)大于燈影組氣藏；龍王廟組氣藏天然氣擴(kuò)散的速率相對(duì)較低，其擴(kuò)散損失要比燈影組組氣藏小。安岳氣田上覆超壓層與區(qū)域性膏鹽巖（中下三疊統(tǒng)）共同作用[27]是安岳氣田能持續(xù)高效封閉并得以完好保存的關(guān)鍵。

表1 我國(guó)不同類(lèi)型大氣田蓋層評(píng)價(jià)參數(shù)下限值統(tǒng)計(jì)表

1.4 低生烴強(qiáng)度區(qū)致密砂巖氣成藏理論

“十一五”“十二五”期間，建立了大面積致密砂巖氣成藏理論，認(rèn)為源儲(chǔ)交互疊置、孔縫網(wǎng)狀輸導(dǎo)、近源高效聚集、先致密后成藏、非浮力作用、大面積成藏是大面積致密砂巖氣成藏的關(guān)鍵，并在致密砂巖氣富集規(guī)律方面提出了創(chuàng)新性認(rèn)識(shí)，認(rèn)為生氣強(qiáng)度大于10×108m3/km2的區(qū)域就可以形成大氣田[7,28-30]。但隨著勘探向生烴強(qiáng)度較低區(qū)域拓展，發(fā)現(xiàn)氣水關(guān)系復(fù)雜，如鄂爾多斯盆地蘇里格氣田西側(cè)單井日產(chǎn)氣量最高為40×104m3，亦存在單井日產(chǎn)水最高40 m3，水井比例約占30%。揭示出生烴強(qiáng)度較低區(qū)域成藏機(jī)制復(fù)雜，與以高生烴強(qiáng)度區(qū)為核心建立的致密砂巖氣成藏機(jī)制差異較大，需要進(jìn)一步深化成藏研究?！笆濉逼陂g，通過(guò)大量成藏模擬、微觀孔喉分析、測(cè)井解釋、典型成藏解剖等基礎(chǔ)工作，提出低生烴強(qiáng)度區(qū)致密砂巖氣成藏機(jī)制與分布規(guī)律，明確了低生烴強(qiáng)度區(qū)成藏機(jī)制與氣水分布關(guān)系，創(chuàng)新提出低生烴強(qiáng)度區(qū)致密砂巖氣成藏機(jī)理。①通過(guò)開(kāi)展二維成藏模擬和氣驅(qū)水實(shí)驗(yàn)，研究低生烴強(qiáng)度區(qū)成藏機(jī)制：當(dāng)充氣量不足時(shí)，天然氣對(duì)水的驅(qū)動(dòng)能力較弱，難以整體驅(qū)水；充注不足時(shí)含氣飽和度低，充足時(shí)含氣飽和度增大，物性差樣品整體含氣較低。因此，低生烴強(qiáng)度區(qū)成藏主要受生烴驅(qū)動(dòng)力、儲(chǔ)層物性控制。②利用多種實(shí)驗(yàn)?zāi)M結(jié)合微觀孔隙水特征分析，建立了物性、微觀孔隙和含氣飽和度定量關(guān)系，明確了低生烴強(qiáng)度區(qū)氣水分布控制因素。實(shí)驗(yàn)?zāi)M結(jié)合地質(zhì)分析，將地層水產(chǎn)狀劃分出自由水、毛細(xì)管水和吸附水；物性好的砂體，自由水含量高，如果天然氣充注不足，含氣飽和度低，產(chǎn)氣量低，產(chǎn)水量高；物性差的砂體，自由水含量低，氣主要填入剩余空隙，氣飽和度低，產(chǎn)氣量低，產(chǎn)水量也低。通過(guò)對(duì)鄂爾多斯盆地天環(huán)坳陷北段90多口井中二疊統(tǒng)石盒子組8段的沉積微相、成巖相、測(cè)試等分析，物性較好砂體主河道產(chǎn)氣，側(cè)翼產(chǎn)水；物性較差砂體呈整體低飽和度含氣。研究成果很好地解釋了氣水分布規(guī)律：物性較好砂體高部位富集，側(cè)翼產(chǎn)水，物性相對(duì)較差砂體整體為低飽和度含氣，產(chǎn)水量較低。因此，提出低生烴強(qiáng)度區(qū)天然氣呈片狀分布，物性較好砂體高部位富集天然氣，物性相對(duì)較差砂體整體含氣飽和度低。低生烴強(qiáng)度區(qū)致密氣成藏機(jī)制與分布規(guī)律認(rèn)識(shí)，深化和發(fā)展了煤成致密砂巖氣藏成藏理論，有效指導(dǎo)勘探領(lǐng)域的拓展，對(duì)下一步勘探具有重要借鑒意義。

1.5 古老碳酸鹽巖大氣田成藏理論

“十二五”期間，基于四川盆地震旦紀(jì)—早寒武世克拉通內(nèi)裂陷和桐灣期高石梯—磨溪古隆起兩項(xiàng)地質(zhì)研究新進(jìn)展，提出了“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）”“古今持續(xù)封閉”為主控因素的古老碳酸鹽巖成藏規(guī)律認(rèn)識(shí)，發(fā)展完善了以大型古油藏原位裂解為核心的古老碳酸鹽巖大氣田成藏理論[13-15,30-36]，有效指導(dǎo)了四川盆地震旦系—寒武系特大型氣田的發(fā)現(xiàn)。①提出震旦紀(jì)—早寒武世南北向綿竹—長(zhǎng)寧克拉通內(nèi)裂陷[31-32]，發(fā)現(xiàn)了克拉通內(nèi)裂陷控制寒武系烴源巖的發(fā)育中心，新發(fā)現(xiàn)能夠形成大氣田的中國(guó)最古老烴源灶，包括震旦系陡山沱組頁(yè)巖、燈影組泥巖和寒武系筇竹寺組頁(yè)巖3套烴源灶[15,33]，克拉通內(nèi)裂陷控制烴源巖生烴中心，該生烴中心奠定了資源基礎(chǔ)，明確了勘探潛力。②提出四川盆地發(fā)育桐灣期“高石梯—磨溪”繼承性古隆起，桐灣期古隆起的構(gòu)造格局對(duì)大氣田形成起決定性控制作用[15,34]。③大面積發(fā)育的古巖溶儲(chǔ)層為大氣田形成提供廣闊的儲(chǔ)集空間。克拉通內(nèi)裂陷控制了燈影組臺(tái)地邊緣丘灘體及規(guī)模優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的發(fā)育；桐灣期高石梯—磨溪古隆起控制龍王廟組大面積顆粒灘沉積及優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的形成，龍王廟組多期臺(tái)內(nèi)灘加積，受3期巖溶作用影響，孔洞型、孔隙型和孔洞—裂縫型等類(lèi)型儲(chǔ)層廣泛分布[34]。④天然氣地球化學(xué)及成藏綜合研究顯示川中地區(qū)震旦系、寒武系天然氣主要為聚集型古油藏原位裂解氣（圖3），氣源綜合對(duì)比研究表明川中地區(qū)震旦系燈影組天然氣主要來(lái)源于震旦系和寒武系烴源巖，寒武系龍王廟組天然氣主要來(lái)源于寒武系烴源巖[35-36]。⑤晚三疊世（原油大量裂解）開(kāi)始，中二疊統(tǒng)—中三疊統(tǒng)地層已經(jīng)形成超壓，并一直保存至今；中三疊統(tǒng)雷口坡組—下三疊統(tǒng)嘉陵江組膏鹽巖厚200～300 m、中寒武統(tǒng)高臺(tái)組膏鹽巖約76 m，上覆巨厚的膏鹽巖蓋層巖石突破壓力大、擴(kuò)散系數(shù)小，具有極強(qiáng)封閉能力。燈影組氣藏、龍王廟組氣藏上覆地層的繼承性超壓與膏鹽巖共同作用[27]、古今持續(xù)封閉為大氣田的形成提供了保障。

“五古”成藏要素的有效配置實(shí)現(xiàn)天然氣高豐度聚集，發(fā)展完善了以大型古油藏原位裂解為核心的古老碳酸鹽巖大氣田成藏理論，引領(lǐng)了我國(guó)儲(chǔ)集層時(shí)代最古老、熱演化程度最高、單體儲(chǔ)量規(guī)模最大的海相碳酸鹽巖特大型氣田的發(fā)現(xiàn)[13-15,31-36]，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著，對(duì)于3大盆地古老碳酸鹽巖天然氣勘探具有重要指導(dǎo)意義。

2 天然氣勘探領(lǐng)域

通過(guò)對(duì)含氣盆地成藏條件研究及典型大氣田的氣藏解剖，從盆地類(lèi)型、勘探層系、天然氣成因類(lèi)型以及資源類(lèi)型等方面深入研究了大氣田形成的主控因素與分布規(guī)律，分析了未來(lái)大氣田勘探的重點(diǎn)領(lǐng)域。①盆地類(lèi)型上，克拉通和前陸盆地仍是今后大氣田勘探的重點(diǎn)領(lǐng)域，也是全球范圍內(nèi)最為重要的勘探領(lǐng)域?？死ê颓瓣懪璧毓怕∑?、平緩斜坡、沖斷帶是主要富集區(qū)帶。②勘探層系上，古老層系和深層剩余資源豐富，近期連續(xù)獲得重大發(fā)現(xiàn)，是未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)方向。③天然氣成因類(lèi)型上，當(dāng)前發(fā)現(xiàn)的大氣田以陸相或海陸過(guò)渡相煤成氣為主，未來(lái)除煤成氣外，海相盆地原油裂解氣亦將成為天然氣儲(chǔ)量增長(zhǎng)的重要領(lǐng)域。④資源類(lèi)型上，致密砂巖氣和頁(yè)巖氣是未來(lái)儲(chǔ)量、產(chǎn)量增長(zhǎng)的重要資源，資源規(guī)模大。鄂爾多斯盆地上古生界、四川盆地上三疊統(tǒng)須家河組是致密砂巖氣主要勘探領(lǐng)域，南方頁(yè)巖是頁(yè)巖氣勘探主要領(lǐng)域。

2.1 深層古老碳酸鹽巖領(lǐng)域

中國(guó)海相碳酸鹽巖天然氣主要分布在我國(guó)中西部的四川、塔里木和鄂爾多斯等克拉通盆地，目前已發(fā)現(xiàn)大氣田以臺(tái)緣礁灘和巖溶風(fēng)化殼氣藏為主。有利沉積相帶、優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層和有效的輸導(dǎo)體系是碳酸鹽巖大氣田形成的關(guān)鍵[28]。臺(tái)緣礁灘儲(chǔ)層、古隆起及斜坡區(qū)的巖溶儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)是海相盆地碳酸鹽大氣田分布的最有利富集區(qū)。長(zhǎng)期繼承性發(fā)育古隆起控制沉積（沿古隆起易發(fā)育高能帶礁灘體）、儲(chǔ)層（不整合發(fā)育，易形成多期巖溶等優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層）和成藏（古隆起長(zhǎng)期發(fā)育，是油氣運(yùn)聚的指向區(qū)）是碳酸鹽巖大氣田勘探的重要領(lǐng)域。有利勘探領(lǐng)域包括四川盆地的樂(lè)山—龍女寺與瀘州古隆起、塔里木盆地的塔中與和田古隆起、鄂爾多斯盆地的中央隆起等，有利勘探面積20.1×104km2，天然氣資源量約11.8×1012m3。

2.2 致密砂巖領(lǐng)域

克拉通盆地的上部層系的大型平緩斜坡構(gòu)造易發(fā)育致密砂巖氣藏?？死ù笮推骄徯逼聵?gòu)造控制沉積（發(fā)育緩坡型陸相沉積體系、大型三角洲砂體連片分布）、源巖（煤系烴源巖廣覆式分布、長(zhǎng)期持續(xù)供烴）和成藏（源儲(chǔ)交互疊置、大面積成藏）是致密砂巖大氣田勘探的重要領(lǐng)域[28]?？死ù笮推骄徯逼聵?gòu)造有利勘探領(lǐng)域包括鄂爾多斯盆地上古生界、四川盆地須家河組、吐哈盆地侏羅系、塔里木盆地侏羅系等，有利勘探面積24.4×104km2，天然氣資源量約15.9×1012m3。

2.3 前陸盆地領(lǐng)域

前陸盆地形成于擠壓構(gòu)造環(huán)境中與斷層相關(guān)褶皺有關(guān)的圈閉構(gòu)造帶。前陸沖斷帶控制大型圈閉（大型疊覆背斜構(gòu)造提供了良好的圈閉條件）、大型三角洲控制砂體（砂體大面積分布）、源巖和斷裂控制供烴（緊鄰生氣中心、斷裂發(fā)育、具有良好氣源條件）是前陸盆地大氣田勘探重要領(lǐng)域[28]。前陸盆地有利勘探領(lǐng)域包括塔里木盆地庫(kù)車(chē)坳陷與塔西南坳陷、鄂爾多斯盆地西緣、準(zhǔn)噶爾盆地南緣和柴達(dá)木盆地北緣等，有利勘探面積19.9×104km2，天然氣資源量約 10.9×1012m3。

2.4 火山巖領(lǐng)域

目前，我國(guó)已在松遼、準(zhǔn)噶爾等盆地發(fā)現(xiàn)了多個(gè)火山巖大氣田。由于火山巖自身不具備生烴潛力，發(fā)育有效的烴源巖、有利的輸導(dǎo)體系及優(yōu)質(zhì)的火山巖儲(chǔ)層對(duì)于火山巖天然氣成藏至關(guān)重要。因此，烴源巖、優(yōu)質(zhì)火山巖儲(chǔ)層（爆發(fā)相、溢流相）和輸導(dǎo)體系及其時(shí)空配置是火山巖氣藏成藏的關(guān)鍵[28,37]。目前火山巖天然氣勘探主要有利區(qū)包括松遼盆地的徐家圍子和長(zhǎng)嶺斷陷，以及準(zhǔn)噶爾盆地的陸東—五彩灣地區(qū)，勘探面積約1.78×104km2，深層天然氣資源量為2.28×1012m3。

2.5 頁(yè)巖氣領(lǐng)域

近年來(lái)，中國(guó)已在四川盆地上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)龍馬溪組發(fā)現(xiàn)了全球最古老、熱演化程度高、地層超壓、具有萬(wàn)億立方米儲(chǔ)量規(guī)模的大型頁(yè)巖氣區(qū)，包括威遠(yuǎn)、長(zhǎng)寧、焦石壩3個(gè)頁(yè)巖氣田及富順—永川、彭水2個(gè)頁(yè)巖氣產(chǎn)氣區(qū)，探明頁(yè)巖氣地質(zhì)儲(chǔ)量約7 640×108m3，累計(jì)生產(chǎn)頁(yè)巖氣超過(guò)90×108m3，成為全球第3個(gè)實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣規(guī)模生產(chǎn)的國(guó)家[16-18,22,38]。中國(guó)頁(yè)巖氣潛力巨大，可采資源量約為 12.85×1012m3；其中， 四川盆地五峰組—龍馬溪組是最現(xiàn)實(shí)的頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)層系，目前已落實(shí)Ⅰ—Ⅲ類(lèi)頁(yè)巖氣有利區(qū)面積約5.16×104km2，頁(yè)巖氣可采資源量約5.30×1012m3[16-17]。預(yù)計(jì)2020 年中國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)能有望達(dá)到（200～300）×108m3，有望在四川盆地常規(guī)加非常規(guī)天然氣產(chǎn)量一起建成“西南大慶”[17-18,39]。

3 結(jié)論

1）完善了有機(jī)質(zhì)全過(guò)程生烴理論，豐富和發(fā)展了干酪根降解生烴熱演化模式、有機(jī)質(zhì)接力成氣等有機(jī)質(zhì)生烴地質(zhì)理論。

2）建立了多元天然氣成因鑒別新方法，豐富和完善了天然氣成因鑒別方法指標(biāo)體系；建立了不同類(lèi)型封蓋層定量評(píng)價(jià)方法、低生烴強(qiáng)度區(qū)致密砂巖天然氣成藏理論、古老碳酸鹽巖大氣田成藏理論，豐富和發(fā)展了天然氣成藏地質(zhì)理論。

3）古老碳酸鹽巖、致密砂巖氣、前陸區(qū)、頁(yè)巖氣、火山巖等領(lǐng)域是今后大氣田勘探的主要領(lǐng)域。①克拉通和前陸盆地仍是大氣田勘探的重點(diǎn)領(lǐng)域，也是全球范圍內(nèi)最為重要的勘探領(lǐng)域；古隆起、平緩斜坡、沖斷帶是天然氣主要富集區(qū)帶。②古老層系和深層剩余資源豐富，是未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)方向。③成因類(lèi)型上以煤成氣為主，海相盆地原油裂解氣亦將成為未來(lái)天然氣儲(chǔ)量增長(zhǎng)的重要領(lǐng)域。④資源類(lèi)型上致密砂巖氣和頁(yè)巖氣是未來(lái)儲(chǔ)產(chǎn)量增長(zhǎng)的重要資源、資源規(guī)模大。

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