非常规油气资源专题

1、会计学1非常规油气资源专题非常规油气资源专题第1页/共85页第2页/共85页第3页/共85页天然气天然气石油石油常常规规气藏气气藏气气顶气气顶气油藏（溶解）气油藏（溶解）气常常规规油藏油油藏油非非常常规规致密砂岩气致密砂岩气(深盆气深盆气) 、煤层气、煤层气、浅层生物气、浅层生物气、水溶气、水溶气、页岩气、页岩气、天然气水合物天然气水合物非非常常规规油砂、油砂、重油（稠油）、重油（稠油）、油页岩（页岩油）油页岩（页岩油）第4页/共85页非常规油气资源量非常规油气资源量据估计，全球据估计，全球 致密砂岩气致密砂岩气资源量约为资源量约为400万亿方万亿方; 煤层气煤层气资源量可能超过资源量可能超过

2、260万亿方万亿方; 页岩气页岩气资源量为资源量为40万亿方万亿方; 天然气水合物中甲烷天然气水合物中甲烷资源量为资源量为6000多万亿方多万亿方; 水溶气资源量水溶气资源量33837万亿方，比常规气高万亿方，比常规气高2个数量级个数量级。 油砂油砂油的可采资源量为油的可采资源量为1035.1亿吨亿吨(仅次于常规石油仅次于常规石油可采资源量可采资源量,1514亿吨）亿吨）; 重油重油资源量约为资源量约为690亿吨亿吨; 油页岩折算成油页岩折算成页岩油页岩油的数量可达的数量可达4000多亿吨多亿吨. (从油从油页岩还可获得可燃气页岩还可获得可燃气)第5页/共85页第6页/共85页深盆气藏的概念：

3、深盆气藏的概念： 深盆气藏最早于深盆气藏最早于19201920年发现于美国圣胡安盆地年发现于美国圣胡安盆地，但深盆气藏的概念首先在上世纪，但深盆气藏的概念首先在上世纪7070年代末由加拿年代末由加拿大亨特勘探公司总裁大亨特勘探公司总裁J.A.MastersJ.A.Masters和和R.M.GiesR.M.Gies提出提出来的。来的。Rf: Rf: Msters J A. Deep Basin Traps,Western Canada. AAPG Bulletin, 1979; 63(2)Msters J A. Deep Basin Traps,Western Canada. AAPG Bull

4、etin, 1979; 63(2) Masters Masters（1979)1979)将发育于构造下倾部位或中央向斜部位砂岩中的气藏称为将发育于构造下倾部位或中央向斜部位砂岩中的气藏称为深盆气蒇深盆气蒇(Deep basin gas trap)(Deep basin gas trap)。 此外，盆地中心气藏此外，盆地中心气藏（ Basin Centered Gas Accumulation ，P.R.Rose等，等，1984）、致密砂岩气藏、致密砂岩气藏（ Tight sands gas；R.C.Surdam等，等，1995 ）、）、 深层致密砂岩气深层致密砂岩气藏、气水倒置气藏、水封气藏、

5、满盆气藏、动态气藏等。藏、气水倒置气藏、水封气藏、满盆气藏、动态气藏等。第7页/共85页 尽管叫法不同，但无论如何尽管叫法不同，但无论如何, ,有关深盆气藏有关深盆气藏的定义都基于的定义都基于“位于构造下倾部位或盆地中位于构造下倾部位或盆地中央央, ,而且气藏上倾部位含水而且气藏上倾部位含水气水倒置气水倒置”这样这样的内涵之上。的内涵之上。 20多年来，深盆气理论有效指导了北美落多年来，深盆气理论有效指导了北美落基山前系列前陆盆地和负向构造的天然气勘基山前系列前陆盆地和负向构造的天然气勘探。已经在探。已经在10 余个盆地发现了储量规模巨大余个盆地发现了储量规模巨大的深盆气藏。的深盆气藏。 近年

6、来，我国开始重视深盆气的勘探。近年来，我国开始重视深盆气的勘探。 第8页/共85页12345671气源岩（如煤层等）；气源岩（如煤层等）；2深盆气藏内部甜点（深盆气藏内部甜点（sweet spot）; 3深盆气的饱含气带；深盆气的饱含气带；4深盆气藏气水过渡带；深盆气藏气水过渡带；5饱含水带（区域含水储层）；饱含水带（区域含水储层）；6-岩性气藏；岩性气藏；7背斜气藏背斜气藏第9页/共85页第10页/共85页第11页/共85页第12页/共85页第13页/共85页深盆气成藏基本条件深盆气成藏基本条件-1-1）气源岩发育、气源充足：）气源岩发育、气源充足： 北美落基山地区的致密砂岩气藏的气源岩主要

7、是北美落基山地区的致密砂岩气藏的气源岩主要是白垩系的煤系地层和富含有机质的泥岩、页岩，其次白垩系的煤系地层和富含有机质的泥岩、页岩，其次是侏罗系和第三系的暗色泥岩。尤以煤层和含煤地层是侏罗系和第三系的暗色泥岩。尤以煤层和含煤地层最为重要。煤成气是其主要的气源之一；其次是热成最为重要。煤成气是其主要的气源之一；其次是热成熟气和生物气。熟气和生物气。 源岩的有机炭含量大于源岩的有机炭含量大于2 2，有机质类型主要为，有机质类型主要为腐殖型的腐殖型的IIIIII类干酪根，适合生气。成熟度较高，类干酪根，适合生气。成熟度较高，RoRo一般大于一般大于0.80.8。煤层厚度巨大（一般。煤层厚度巨大（一般

8、3-93-9米），烃源岩米），烃源岩厚度大于厚度大于100100米，分布较广。具有巨大的生气潜力。米，分布较广。具有巨大的生气潜力。 第14页/共85页深盆气成藏基本条件深盆气成藏基本条件2）储层致密、但内部存在甜点储层致密、但内部存在甜点 深盆气藏的砂岩致密，物性和孔喉结构较差。北美落基山地区的致密砂岩特点是深盆气藏的砂岩致密，物性和孔喉结构较差。北美落基山地区的致密砂岩特点是： 主要沉积相类型为河流相。砂体呈透镜状，连续性差；主要沉积相类型为河流相。砂体呈透镜状，连续性差； 低孔（低孔（3-123-12）、低渗（）、低渗（0.5-0.00050.5-0.00051010-3-3mm2 2）

9、；）； 孔隙喉道半径小，一般小于孔隙喉道半径小，一般小于0.50.5、毛细管压力高；、毛细管压力高； 孔隙类型主要有残余粒间孔隙、但多数是次生孔隙（以溶蚀孔和微孔隙为主孔隙类型主要有残余粒间孔隙、但多数是次生孔隙（以溶蚀孔和微孔隙为主）；）； 成岩作用强烈、次生孔隙发育、自生矿物含量高；成岩作用强烈、次生孔隙发育、自生矿物含量高； 致密砂岩储层对应力敏感性强；致密砂岩储层对应力敏感性强； 在钻井和增产措施中易受伤害（五敏、压敏和水锁等）在钻井和增产措施中易受伤害（五敏、压敏和水锁等）第15页/共85页深盆气藏甜点分类图深盆气藏甜点分类图1. 致密含气带致密含气带; 2. 局部孔隙发育带局部孔隙

10、发育带; 3. 局部裂缝发育带局部裂缝发育带第16页/共85页深盆气藏的深盆气藏的“甜点甜点”问题问题 深盆气藏的储层物性普遍较差，但在低孔渗成深盆气藏的储层物性普遍较差，但在低孔渗成片的砂层发育区内，常常发育有相对高孔渗的砂岩片的砂层发育区内，常常发育有相对高孔渗的砂岩体，它一般具有较高的天然气工业产能，国外称之体，它一般具有较高的天然气工业产能，国外称之为为“甜点甜点”（Sweet spotSweet spot），也可以称之为），也可以称之为“天然天然气高产区块气高产区块”。 “甜点甜点”是致密砂岩气藏的核心问题，因为只是致密砂岩气藏的核心问题，因为只有有“甜点甜点” 才是具有开发经济价值

11、的致密砂岩气才是具有开发经济价值的致密砂岩气藏。因此，国内外在研究深盆气藏的特点、成因机藏。因此，国内外在研究深盆气藏的特点、成因机制、控制因素和分布规律之外，还广泛地探讨了致制、控制因素和分布规律之外，还广泛地探讨了致密砂岩储层的密砂岩储层的“甜点甜点”的控制因素。的控制因素。第17页/共85页深盆气藏的深盆气藏的“甜点甜点”问题问题总体来看有如下认识：总体来看有如下认识： 有利的有利的储集相带储集相带是发育是发育 “甜点甜点”的主要控制因素。在加拿大的主要控制因素。在加拿大Washakie Washakie 盆地中的白垩纪盆地中的白垩纪Almond Almond 砂岩中，由于砂岩中，由于“

12、甜点甜点”与沉积相有关，因此根据沉积与沉积相有关，因此根据沉积相带的预测结果，在坝砂和砾石滩砂相中发现了著名的相带的预测结果，在坝砂和砾石滩砂相中发现了著名的HoadleyHoadley大气田。大气田。 次生孔隙次生孔隙是是物性物性“甜点甜点”发育发育的另一个控制因素。的另一个控制因素。 裂缝裂缝的发育有利于形成的发育有利于形成“甜点甜点”； 深盆气藏含气性较好的地方是盆地深盆气藏含气性较好的地方是盆地构造相对较低构造相对较低的部位。的部位。 超压超压有利于油气的保存。北美地区的统计表明深盆气藏的分布，有利于油气的保存。北美地区的统计表明深盆气藏的分布，8080是是在异常压力带顶界之下几百米的

13、范围之内；而这种压力边界是可以用声波测在异常压力带顶界之下几百米的范围之内；而这种压力边界是可以用声波测井给予描述（井给予描述（Ronald C.SurdamRonald C.Surdam，19971997）。）。 第18页/共85页第19页/共85页流体特点流体特点（1 1）深盆气的天然气组分特征完全与常规气藏中）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，主要成分为甲烷的天然气相同，主要成分为甲烷CHCH4 4、重烃气、重烃气、COCO2 2、N N2 2等。可燃烃气的含量一般在等。可燃烃气的含量一般在9595以上，绝大多以上，绝大多数为甲烷数为甲烷CHCH4 4。干燥系数较大；。

14、干燥系数较大；（2 2）含水饱和度高。一般可达）含水饱和度高。一般可达30-7030-70。通常以。通常以4040作为估算致密砂岩储层的下限含气饱和度值。随作为估算致密砂岩储层的下限含气饱和度值。随着含水饱和度的增高，流动气相渗透率急剧下降。着含水饱和度的增高，流动气相渗透率急剧下降。当含水饱和度达到当含水饱和度达到60-8060-80时，气相渗透率就基本降时，气相渗透率就基本降为零；为零；（3 3）气水倒置，无明显的气水界面；）气水倒置，无明显的气水界面；第20页/共85页深盆气藏的成藏机制深盆气藏的成藏机制 关于深盆气藏的成藏机制，国内外均进行了详细的讨论。有多种不同的认识关于深盆气藏的成

15、藏机制，国内外均进行了详细的讨论。有多种不同的认识，目前没有取得统一：，目前没有取得统一： MasterMaster（19791979）提出）提出气水相对渗透率气水相对渗透率的变化可对这类气藏进行遮的变化可对这类气藏进行遮挡。据研究，当储层中的含水饱和度为挡。据研究，当储层中的含水饱和度为4040时，气的相渗透率只有水的十分之一时，气的相渗透率只有水的十分之一，而当水的饱和度达到，而当水的饱和度达到6060时，气的相渗透率为零，储层对气几乎不渗透；时，气的相渗透率为零，储层对气几乎不渗透； 第21页/共85页 深盆气藏的特征深盆气藏的特征 深盆气深盆气圈闭和深盆圈闭和深盆气藏的地质气藏的地质概

16、念模型与概念模型与要素关系要素关系 第22页/共85页深盆气藏的成藏机制深盆气藏的成藏机制 GiesGies（19841984）通过对气田储层压力研究得出）通过对气田储层压力研究得出了天然气的聚集是一种不断有了天然气的聚集是一种不断有天然气沿上倾方向运移天然气沿上倾方向运移的的动态平衡动态平衡的观点。的观点。 WelteWelte（19841984）年通过对加拿大）年通过对加拿大艾尔姆华士气田的地球化学研究表明，该气田致密砂艾尔姆华士气田的地球化学研究表明，该气田致密砂岩储层中没有重烃的重新分配，而轻烃却发生大规模岩储层中没有重烃的重新分配，而轻烃却发生大规模运移，整个气田处于动态平衡状态，天

17、然气在深盆地运移，整个气田处于动态平衡状态，天然气在深盆地中心不断地被生成，同时又不断地运移到地表和孔隙中心不断地被生成，同时又不断地运移到地表和孔隙度发育的边缘而散失。因此，天然气的聚集是一种度发育的边缘而散失。因此，天然气的聚集是一种“动态圈闭动态圈闭”。第23页/共85页 C.A.Brown C.A.Brown 通过对皮申思盆地南部的致密砂通过对皮申思盆地南部的致密砂岩中的天然气聚集的研究认为存在岩中的天然气聚集的研究认为存在“毛细管压力毛细管压力圈闭圈闭”的可能模式。的可能模式。 深盆气藏的成藏机制深盆气藏的成藏机制第24页/共85页 D.J.Cant(1983)D.J.Cant(19

18、83)通过对阿尔伯达盆地斯皮里特河通过对阿尔伯达盆地斯皮里特河组致密砂岩的成岩作用研究，提出了致密砂岩还存在组致密砂岩的成岩作用研究，提出了致密砂岩还存在“成岩圈闭成岩圈闭”。他认为砂岩层的各个部分在其埋藏期间可。他认为砂岩层的各个部分在其埋藏期间可经受不同的成岩作用，因而可导致物性上的差异，即成经受不同的成岩作用，因而可导致物性上的差异，即成岩作用既可以形成储层也可以造就盖层，在适当的组合岩作用既可以形成储层也可以造就盖层，在适当的组合下可产生下可产生“成岩圈闭成岩圈闭”。 深盆气藏的成藏机制深盆气藏的成藏机制第25页/共85页 王涛（王涛（20022002）提出深盆气藏的圈闭机理在于可以进

19、一步理解为两种平衡，即：）提出深盆气藏的圈闭机理在于可以进一步理解为两种平衡，即：物物质平衡和力平衡质平衡和力平衡。 当源岩不断地生气、生气量大于散失量，深盆气藏能得以保存。当源岩不断地生气、生气量大于散失量，深盆气藏能得以保存。 当烃源岩向储层中供排气，由于底部盖层作用，不能在浮力作用下向上运移，在当烃源岩向储层中供排气，由于底部盖层作用，不能在浮力作用下向上运移，在气体膨胀力的作用下，向上整体驱替孔隙水。天然气向上倾孔喉变好的储层中运移时气体膨胀力的作用下，向上整体驱替孔隙水。天然气向上倾孔喉变好的储层中运移时，浮力起作用。但由于浮力气体扩散力小于毛细管力，因此，天然气被可动水包围，浮力起

20、作用。但由于浮力气体扩散力小于毛细管力，因此，天然气被可动水包围，出现自由水，气体处于静态聚集状态，如果打开储层，不但可产气，还可产出少量，出现自由水，气体处于静态聚集状态，如果打开储层，不但可产气，还可产出少量的地层水，深盆气藏处于气水过渡带。的地层水，深盆气藏处于气水过渡带。 当向上倾方向储层孔喉进一步变好，浮力气体的扩散力大于毛细管力，天然气当向上倾方向储层孔喉进一步变好，浮力气体的扩散力大于毛细管力，天然气将在浮力的作用下，向上倾方向运移。这时储层中只有自由水，天然气将不能保存，将在浮力的作用下，向上倾方向运移。这时储层中只有自由水，天然气将不能保存，除非遇到各种常规圈闭，形成常规天然

21、气藏。除非遇到各种常规圈闭，形成常规天然气藏。 由此可见，只有当向上和向下的浮力、天然气的扩散力和毛细管力、静水柱压力由此可见，只有当向上和向下的浮力、天然气的扩散力和毛细管力、静水柱压力和达到平衡时，深盆气藏的分布才能趋于稳定。和达到平衡时，深盆气藏的分布才能趋于稳定。深盆气藏的成藏机制深盆气藏的成藏机制第26页/共85页 深盆气藏的特征深盆气藏的特征第27页/共85页第28页/共85页第29页/共85页第30页/共85页第31页/共85页第32页/共85页第33页/共85页第34页/共85页 美国煤层气产量直线上升，美国煤层气产量直线上升，1989 年年为为26 亿方，亿方，2005年达到

22、年达到491亿方，大亿方，大体相当于我国天然气产量！体相当于我国天然气产量！ 我国我国2005年年CBM产量仅产量仅0.2亿方，亿方，预计预计2020年达到年达到100亿方左右，亿方左右，2050年达到年达到400-500亿方。亿方。第35页/共85页第36页/共85页煤层气开发技术进展（包括压裂、水平井、抽采等）煤层气开发技术进展（包括压裂、水平井、抽采等）-略略第37页/共85页宋岩，宋岩，2007第38页/共85页 3浅层生物气浅层生物气富含有机质的沉积物在低温浅埋条件下，经微生物生化作用生成的富甲烷气体富含有机质的沉积物在低温浅埋条件下，经微生物生化作用生成的富甲烷气体，大规模地聚集保

23、存后，形成具工业开发价值的生物气藏。，大规模地聚集保存后，形成具工业开发价值的生物气藏。 生物气埋藏较浅，主要分布在第四系，部分在上第三系，少量在白垩系、侏生物气埋藏较浅，主要分布在第四系，部分在上第三系，少量在白垩系、侏罗系。罗系。 从区域地理上看，我国浅层生物气藏主要分布于柴达木盆地、东南沿海及长从区域地理上看，我国浅层生物气藏主要分布于柴达木盆地、东南沿海及长江中下游地区、渤海湾地区和莺琼盆地等。江中下游地区、渤海湾地区和莺琼盆地等。 柴达木盆地三湖坳陷是目前我国最大的第四系生物气藏，气藏的埋藏深度小柴达木盆地三湖坳陷是目前我国最大的第四系生物气藏，气藏的埋藏深度小于于1 400米，第四

24、系生物气资源约米，第四系生物气资源约1万亿方（资源量与常规天然气有部分重合），万亿方（资源量与常规天然气有部分重合），探明地质储量探明地质储量1 432亿方。亿方。第39页/共85页 3浅层生物气浅层生物气东南沿海平原及长江中下游地区第四系生物气资源量约东南沿海平原及长江中下游地区第四系生物气资源量约2 000亿方，其中浙江亿方，其中浙江杭州湾地区远景资源量杭州湾地区远景资源量108亿方，已控制储量亿方，已控制储量3亿方，长江三角洲生物气资源量亿方，长江三角洲生物气资源量约约200300亿方，探明储量亿方，探明储量6. 5亿方。莺琼盆地第四系亿方。莺琼盆地第四系-上第三系上中新统生上第三系上中

25、新统生物气总资源量可达物气总资源量可达5249亿方，其中莺歌海亿方，其中莺歌海3061. 8亿方，琼东南亿方，琼东南2187. 2亿方。亿方。迄今为止，中国已发现的大中型浅层生物气主要分布在柴达木盆地迄今为止，中国已发现的大中型浅层生物气主要分布在柴达木盆地(如涩北一如涩北一、二号和台南大型气田、二号和台南大型气田) 、东南沿海浙江杭州湾地区和莺琼盆地、东南沿海浙江杭州湾地区和莺琼盆地(D28 - 1浅层浅层生物气藏生物气藏) 。东部松辽盆地、二连盆地、苏北盆地、渤海湾盆地、江汉盆地、云南诸盆地东部松辽盆地、二连盆地、苏北盆地、渤海湾盆地、江汉盆地、云南诸盆地也具有较大的生物气资源潜力。也具有较大的生物气资源潜力。第40页/共85页第41页/共85页第42页/共85页第43页/共85页第44页/共85页第45页/共85页第46页/共85页第47页/共85页第48页/共85页第49页/共85页1. 构造抬升，水溶气脱气成藏，典型实例构造抬升，水溶气脱气成藏，典型实例-威远气田威远气田第50页/共85页2. 地层水沿断层向浅部迁移途中而持续脱气，和田河气田第51页/共85页第52