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非常规油气藏分类说明

发布时间:2021-03-14人气:

  1、非常规油气藏简介

  所谓非常规油气藏是指油气藏特征、成藏机理及开采技术有别于常规油气藏的石油天然气矿藏。非常规油气资源的种类很多,其中非常规石油资源主要包括致密油、页岩油、稠油、油砂、油页岩等,非常规天然气主要包括致密气、页岩气、煤层气、甲烷水合物等。其中资源潜力大、分布广、且在现有技术经济条件下具有勘探开发价值的是致密油气(包括致密砂岩油气和致密碳酸盐岩油气)、页岩油气(包括页岩气和页岩油)、煤层气等。

  非常规油气藏在全球分布十分广泛,是世界上待发现油气资源潜力大的油气资源类型。我国非常规油气藏分布亦十分广泛,无论是中部的鄂尔多斯盆地和四川盆地,还是西部的塔里木、准噶尔、吐哈盆地,以及东部的松辽、渤海湾、海域盆地等均有广泛分布,而且资源潜力巨大。然而,由于非常规油气藏无论是在成藏机理和分布规律方面,还是在勘探评价方法和技术方面,均与常规油气藏明显不同,这就决定了其成藏研究和勘探评价的思路和方法有别于传统的石油天然气地质学研究。

  2、常规油气藏与非常规油气藏的区别

  目前,世界石油天然气工业已进入常规油气与非常规油气并重发展的时代,而且非常规油气在世界油气新增储量和产量中所占的比例越来越大,已成为世界石油与天然气工业发展的必然趋势和必由之路。

  常规油气藏与非常规油气藏的区别主要是常规油气藏油气运聚动力是浮力,而非常规油气藏的运聚动力主要是膨胀压力或者生烃压力。常规油气藏的储层主要是中、高渗透率的储层,而非常规油气藏的储层则是低渗透率储层。非常规油气藏没有油水界面,而常规油气藏有油水界面。常规油气藏的流体压力主要是常压;而非常规油气藏是有由超压向负压到常压的旋回变化,超压是油气向低渗透致密储层中充注运移的主要动力,主要是由邻近的烃源岩在大量生烃期间所产生,并在幕式排烃过程中传递到储层中。

  一般认为,非常规油气是一个动态的、主要受开采技术影响的概念。常规油气与非常规油气的界定是人为的,大多从经济角度、开采技术角度、地质特征和勘探角度进行界定,二者的区别也就主要体现于二者的界定标准。从经济方面来讲,次经济和经济边缘的为非常规,经济的为常规;从开发技术角度看,非常规油气为只有采用先进的开采技术组合才能采出的油气(美国全国天然气委员会(NPC))或为普通勘探开采技术难于表征和进行商业性生产的油气(RPSEA(美国能源研究合作公司)。从地质方面来讲,常规油气是浮力驱动形成的矿藏,其分布表现为受构造圈闭或岩性圈闭控制的不连续分布形式;而非常规油气则是非浮力驱动形成的矿藏,其分布表现为不受构造圈闭或岩性圈闭控制的区域性连续分布形式。值得注意的是,现在常将非常规油气与连续型油气混为一谈,但二者是不能等同的,连续型油气只是非常规油气资源中重要的组成部分,但不是全部,重油、油砂等非常规油气资源就不是连续型的。

  3、非常规油气和连续型油气石油地质学的勘探开发领域不断扩大,从以构造油气藏为主进入目前构造与岩性地层油气藏并重,从常规油气资源延伸到非常规油气资源,从常规单一闭合圈闭油气藏扩展到连续型非常规圈闭油气藏。为建立一种区分常规和非常规油气藏的随意性更小、更加符合地质依据的方法,美国地质调查局在1995年在油气资源评价中引入连续型油气藏概念。

  (1)连续型油气藏不同于非常规油气资源连续型非常规油气藏与常规圈闭油气藏本质区别在于圈闭界限是否明确、范围是否稳定、是否具有统一油气水界面与压力的系统;也可以说前者是“无形”或“隐形”圈闭,以大规模储集体形式出现,后者是“有形”或“显形”圈闭,圈闭边界明确。

  中国石油勘探开发研究院有关专家认为,连续型油气藏与非常规油气资源概念不同。非常规油气资源强调一些特殊划分标准,如基质渗透率界限、非常规特殊技术的使用以及开采的困难程度(极地或超深水地区、油砂),这些标准随着油气工业技术进步而改变,主观性较强,是宽泛和不确定的术语。

  连续型油气藏概念更能准确反映油气形成机理、聚集条件、分布特征和技术方法,具有科学性和规范性。连续型非常规油气藏与传统单一圈闭油气藏的本质区别是油气聚集形式和赋存状态。传统油气藏内涵是基于单一圈闭概念,即圈闭是油气聚集的小单元。连续型油气藏分布于大范围连片的储集体系内,易于形成连续的大油气区(层)。

  (2)连续型油气藏的两个关键地质特征

  连续型油气藏是基于对各种非常规油气藏共性特征的认识而提出的,尽管各种油气藏类型不同,但都具备两个相同的关键地质特征,一是大规模储层普遍含气,二是浮力不是成藏主要动力。

  国外很早就注意到连续型油气藏。认知的连续型气藏属于致密砂岩气藏,20世纪70年代,研究者提出孤立(孔隙)体圈闭气藏、地层—成岩圈闭气藏、水动力圈闭气藏、水封型圈闭气藏等。1976年,在加拿大西部艾伯塔盆地发现Elmworth巨型深盆气藏,随后的多年里,国外科学家提出深盆气概念。1995年,美国地质调查局正式使用连续型气藏这个概念,并把深盆气、页岩气、致密砂岩气、煤层气、浅层砂岩生物气和天然气水合物等6种天然气统称为连续型气。

  实际上,连续型油气藏往往是浮力对这类油气藏油气运聚不起主要作用的大面积含油气区域,一般具有一定的区域规模。

  (3)连续型油气藏有利于新理论技术攻关与储备

  我国连续型油气藏勘探开发主要以低渗透砂岩油气藏、部分缝洞型碳酸盐岩与火山岩油气藏为主,截至2008年底,该类油气藏累计探明石油地质储量和天然气地质储量分别占全国的47%和56%,未来勘探潜力很大。

  我国连续型油气藏种类多,资源潜力很大。如大面积低—特低孔渗(致密)砂岩油气、煤层气、页岩油气、水合物等,在松辽、渤海湾、鄂尔多斯、四川、塔里木、吐哈等盆地大面积分布,发现的储量规模与剩余资源潜力大。以鄂尔多斯盆地延长组长6段为代表的坳陷湖盆中“砂质碎屑流”为连续型油藏,三角洲前缘坡折带下部是砂质碎屑流分布的主要场所,在中国松辽盆地等广大陆相湖盆中心也发现大型“砂质碎屑流”沉积,这一新认识拓展了湖盆中心部位找油新领域。

  连续型油气藏特殊的油气分布规律,对勘探开发技术和工艺提出更高要求,在有利储集层分布地震响应、测井判别、钻井与试油气手段、开发评价、井网方式、提高采收率、工艺配套等方面与常规油气藏有很大不同,需要针对性技术才能开采。

  连续型油气藏研究有利于加快明确低孔渗大油气区空间分布边界、储量规模,有利于整体研究、整体部署与整体评价,有利于新理论技术攻关与储备。

  4.什么是非常规天然气?

  在近200年的油气勘探开发历史中,关于油气成因问题,过去有过长期的激烈争论,近些年来争论又起。

  19世纪70年代以来,油气成因问题逐步形成无机生成和有机生成两大学派。但由于世界上已发现的油气田99.9%分布在沉积岩中等重要事实,特别是20世纪70年代法国蒂索建立干酪根热降解生烃演化模式,提出干酪根晚期生烃学说,使有机生成理论深入人心,干酪根生烃学说风靡全球,成为传统意义上的油气勘探的主导理论。按照该理论和成藏模式找到的油气藏,人们通常视其为常规油气藏。

  但是,在干酪根晚期生烃理论广泛为国际石油界所接受的同时,世界各国勘探实践中的新的发现对传统油气理论提出了挑战。例如,在根本不具备成熟烃源岩的地区不断发现存在有“未成熟—低熟”石油,表明自然界确实存在数量可观的早期生成的非常规油气资源。世界上已在美国、前苏联、法国、委内瑞拉等21个盆地中发现了75个埋深大于6000米的工业油气藏。这按传统理论是无法解释的,可见在合适的地质地球化学条件下,超埋深的烃源岩仍可生成工业规模的烃类气体。自20世纪60年代以来,荷兰格罗宁根大气田、北海及其它各地一系列大气田的发现均与中、新生代煤系有关,其气体组分和成因分析表明,这也是有别于干酪根生烃说的另一类的天然气。此外,近年无机成因理论再次引起人们的关注,已有很多迹象表明,甲烷也可有无机成因的来源。勘探实践中陆续有新的发现难于用传统的油气生成理论解释,故而,人们将此类天然气视为非常规天然气。

  科学界对于天然气组分的异同,或原始母质、生成环境、赋存状态差异等方面的认识尚需深入,因而关于非常规天然气概念还有待进一步的确定。目前人们常说的非常规天然气大体可归纳为以下几种。

  煤成气指煤系中煤层和煤系中的分散有机质在煤化过程中生成的天然气,是非常规天然气中重要的一种。

  煤层气是专指以吸附状态存在于煤层中的煤成气,是描述煤成气特定产状的术语,其内涵也包括人们常说的煤矿瓦斯气。

  水溶气也称高压溶解气,是指含油气盆地中以溶解状态赋存于地层水中的烃类气体,异常地层压力往往是水溶气富集的主要条件。

  深层气在国外主要是指埋深在4000米以下的天然气资源,在中国通常是指现今主要勘探层位(埋深多为3500米)以下的天然气资源。

  此外,非常规天然气还应包括不涉及有机质反应的一切作用和过程生成的烃类或非烃气体,它们属于无机成因天然气。

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