中国天然气地质研究的战略思考

第18卷第6期天然气地球科学VoL 18 No 62007年12月NATURAL GAS GEOSCIENCEDee.2007综述与评述中国天然气地质研究的战略思考李景明,罗霞,李东旭(中国石油勤探开发研究院廊坊分院,河北廊坊065007)摘要:评述了近年来中国天然气地质研究的重要进展,如多元成烃理论、晚期成藏理论与岩性地层成藏理论的形成及其带来的勘探的重大突破。指出了中国天然气地质研究面临的难点,主要是中国盆地地质结构的复杂性,而过去的天然气地质研究主要针对中、新生代形成的盆地。认为中国的天然气地质研究要取得更大更多发现,需拓展勤探思路,发展现有的理论与技术,以活动论思想、以古板块思路、以大气田为目标来进行。关键词:天然气;地质研究;战略思考中图分类号:TE12文献标识码:A文章编号:1672-1926(2007)060777-05引言盆地南缘、松辽盆地深层天然气的謝探得到了足够的重视,也就是说,煤成气理论的提出在天然气勘2005年完成的中国新一轮油气资源评价估算探战略选区方面发挥了重要的作用。中国天然气资源量为56×102m3。截止2006年天然气晚期成藏理论及岩性地层成藏理论的不底,中国已探明天然气地质储量为5.39×102m3,断深化和预示着未来巨大的勘探潜力,近几年所发现的天然要的作善,在天然气区带优选评价中发挥了重天然气资源探明率仅9.63%。较低的资源探明率气田的特征主要表现为:埋深普遍偏大、物性偏差、中国地处三大板块间的三角地带,是世界上新圈闭条件偏复杂;岩性地层气藏比例越来越大;多数构造运动活跃地区之一,中国天然气藏的形成与新气田集中在三大古板块。中国已有50余年的天然构造活动的关系密切27,除鄂尔多斯盆地、松辽盆气勘探史针对的主要是中新生界盆地及其下伏的地外,其他盆地的气藏主要形成定型于新近纪以来沉积层对古板块控制的古生代盆地研究甚少。因的构造运动,由此提出了天然气晚期成藏此,拓宽研究思路,拓展研究范围,对发展中国天然论”,天然气自身的扩散速率比石油快而不易保气勘探领域有重要意义。存,要求晚期成藏的特性决定了新构造运动在天然气的聚集过程中必然起到重要的作用,主要表现在1天然气地质研究促进了勘探的突破,是新构造运动促进了深部源岩有机质的演化进但天然气地质研究的广度仍不够程,烃源岩在短时期内大量生气和聚集,从而形成了高效气藏”;二是新构造运动对早期形成的气藏1.1天然气地质理论的发展与完著促进了天然气起到调整改造作用,直接控制了盆地中不同区带天勘探的突破然气的富集程度;三是新构造运动形成或改造天然气成烃理论向多元化发展,拓展了天然气形成了一系列圈闭,改造了储集条件,形成了有利的勘探领域。构造裂缝,构造成为了油气运移输导系统等。煤成气理论明确指出含煤盆地和廣殖型有机随着可供钻探的简单的构造圈闭日渐减少,勘质也能生气。这一理论使鄂尔多斯盆地古生界、探家盾坐字广再田敗坦出了岩性地层天四川盆地上三叠统、塔里木盆地库车场陷、准噶尔然气中国煤化工生界岩性地层气CNMHG收稿日期:20070829;修回日期:207-10-16作者简介;李景明(1956)勇四川永川人,教授级高级工程师,主要从事天然气助探与开发研究Ema1lim@petrochinA.comcn.778天然气地球科学VoL. 18藏主要受河道砂体的控制;四川盆地飞仙关组鲕有“阶段性”和“多动性”的特征,因此,在不同的滩气藏分布主要受鲕滩相带控制1,如罗家寨、铁地质时期,由于板块活动与古地理、古气候等因素的山坡普光等礁滩气藏就是构造背景下的岩性气影响导致相应的沉积盆地中心发生迁移,现今的盆藏0;松辽盆地深层火山岩气藏主要受火山岩有利地格局仅是古盆地的一部分。因此我们应以活动相带的控制也是构造背景上的岩性气藏1s论思想为指导、以古板块控制古今盆地形成为思路、此外生物气形成机理研究发现可溶有机质对以发现大气田为目的,来开展天然气地质研究。生物气的生成具有重要意义,科学地解释了柴达2.1从构造的角度(盆地周缭古板块区值得研究木盆地三湖地区的生物气源岩。在该盆地,虽然有中国大陆板块系古生代以来由50多个大小不机碳含量很低,但可溶有机质含量高具有形成大气等的陆块拼接形成,每个小陆块在拼接和汇聚过程田的地质背景。赵文智等提出的有机质接力生中,都会对盆地形成产生影响因而导致中国大陆地气的模式,揭示了有机质在每一阶段都能生成天然壳的多旋回性及在区域地质上发展的不平衡性a1气,大大拓宽了找气的领域。近年来无机成因天然长期多期构造活动使盆地具有多期生烃油气多期气理论研究得到了重新重视,主要是因为在松成藏的过程,只有动态研究在盆地中各套烃源岩、储辽盆地深层天然气成因研究上不断取得突破尽管层盖层圈闭断裂及保存条件,才能有根据地提出在这方面尚存在较大的争议。天然气有利聚集区。北方气田( North field,储量271.2天然气地质研究的广度不够×103m32)构造位置处于阿拉伯地台东缘,卡塔中国50多年的天然气地质研究与勘探活动,主尔背斜的向北倾伏部位,气体聚集在由第三纪要在中国中新生代盆地的范围内进行。实际上,中 Zagros运动引起的向北翘起的古构造内2,据此,国大陆主要是由塔里木、中朝和扬子3个古板块为曾属三大古板块的现今近盆地边缘的山区也应是有核心和许多微板块拼合而成的,震且纪一志留利的勘探地区,如现今中国四川盆地龙门山前陆冲纪中期三大板块都处在游离于大洋中的陆表海发育断带内(图1),部分地区中三叠统及其以下的地层、阶段由南向北迁移;至古生代末海西期,塔里木一二叠系及其以下的地层保存完好,圈闭形态特征清中朝板块已漂移到北半球并发生碰撞,使古亚洲洋楚,而震且一寒武一志留系烃源岩大量生气时期(印完全收缩而形成了准喝尔盆地,二连盆地和松辽盆支一燕山期)也是该领域圈闭形成的重要时期,可以地等陆相盆地{2,这时的塔里木一中朝古板块,因作为天然气勘探的后备领域。鄂尔多斯盆地和渤海昆仑一秦岭海板块的俯冲一碰撞发生沉降,形成了湾盆地的周缘地区也同样具备天然气成藏条件,也半封闭的海陆交互相至陆相的塔里木盆地古华北是值得重视的勘探领域。盆地和柴达木盆地,而当时的扬子板块还在赤道附2.2从气源岩的角度(对盆地周缘区气源岩分布需近游荡,直到印支运动早期才向北漂移与中朝古板加强研究)块拼合形成了四川盆地的锥形。中生代以来,古太不同地质历史时期,盆地所属的大地构造背景平洋板块多次向亚洲大陆俯冲消减对中国东部和与古气候古海洋和古生物圈的环境决定了盆地中中部产生了强烈的改造作用使中国盆地真正形成。烃源岩的发育程度。 Klemme等2从全球尺度研强烈的构造活动肢解了古华北盆地、缩小了上扬子究了盆地所处的古纬度与古气候及其与古海洋的关板块形成了中新生代的鄂尔多斯盆地和四川盆地。系,指出世界一半以上的油气资源形成于晚侏罗世第三纪则为中国东部裂谷盆地发育阶段,形成了东和白垩世优质烃源岩。优质烃源岩的形成主要与其部第三系盆地。因此天然气地质研究局限于现今的特有的古构造、古气侯和古海洋环境有关:,如世盆地、勘探活动以现今盆地为主要对象其实质是忽界上最大的天然气聚集区之一—中亚煤成气聚集视了现今盆地范围以外古板块上发育的古盆地的勘域[羽就是这样。探潜力。现今盆地相邻的古板块上发育的古盆地是烃源岩的分布受古板块的控制,具有区域性分一个值得关注和研究的领域通过加强天然气地质布的特点。从中国古生界煤炭资源的现今分布来研究可能会大大扩展天然气的勘探领域。看中国煤化工,但其分布已远2天然气地质研究值得思考的几个问题CNMHG一现今盆地外也说明,研究烃源中国大陆是由许多小板块组成,小板块演化具岩时,不能仅着眼于现今的盆地范围,应着眼于整个李景明等:中国天然气地质研究的战略思考古板块。Nw.平武大断裂古城大断裂白草场轿子顶背斜高庄坝南坝大断裂枫顺场背斜伸天窝向斜大屋基所裂杨钾坝断裂青林口背斜龙门山皱冲断前渊陷及料坡智前陆起B龙场帖三图1过龙门山山前和四川盆地川西地区剖面尔盆地塔里木盆地塔里木古板块主要断层[C主要盆地□古板块[古生界煤[采区图2中国古生界煤系、三大古板块、现今盆地、山脉分布示意2,3从储层的角度(对深层储层形葳机理及分布衢研究V中国煤化工莫式,如基于砂砾加强研究CNMHG言,500m以下储层形成机制对勘探目的层的确定具有重要意即属深层储层,储层孔隙变小物性明显变差。但在义。综观在各种类型岩性的储层中,对砂砾岩储层的近年的勘探中深层物性良好的储层发现越来越多球科学vo.18如碳酸盐岩储层。普光气田在5281.6m时仍见好较可以看出,中国煤炭的资源量为114500×10t,的储层,储层为糖粒状残余鲕粒白云岩、含砾屑鲕与俄罗斯煤炭资源量(157010×106t)相近,但中国粒白云岩和粒白云岩,残氽鲕粒白云岩是其中最重已发现的天然气可采储量与俄罗斯相比明显偏少。要的储集岩,其孔隙度为1.02%~28.86%渗透率为对中国天然气资源的再认识不仅可以进一步了(0.0112~3364.59)×103pm2。这类储层发育主解中国天然气勘探的潜力,也将增加在中国大力推要相带是台地边缘浅滩相和斜坡相。如火山岩储层;进天然气勘探、发现更多大气田的信心。松辽盆地火山岩储层的工业气流井的深度已达到2.6从大气田发现的角度(需加强大气田形成主控4500m左右;近期在准噶尔盆地腹部莫索湾地区因素的研究)5650~5980m发现孔隙度大于10%的储层。分析不同类型的有机质在不同的演化阶段均能生成这些优质储层形成的重要因素可知在地质历史时天然气,甚至无机成因的天然气也可聚集成藏,但大期这些地区大多处于仲展叠置区或伸展挤压区,导气田的发现对储量的增长发挥着更巨大的作用,如致断裂异常发育断裂不仅是油气运移的良好通道,克拉2苏里格普光、罗家寨、徐深、涩北等大气田同时,也改善了深层储层的储集性能,一方面使深层的发现促进了中国天然气储量的快速增长。截至储层的渗透性能增加,另一方面由于连通源岩和储2006年底,中园已探明天然气田(含油气田)395个,层,也是有机酸的主要通道而使储层次生孔隙的形成而其中探明储量大于300亿m2方的大气田仅有37成为可能。个,但这37个大气田的探明储量占已探明天然气地24从成藏的角度(加强构造运动对天然气成藏控质储量的77.19%。可以看出,大气田在天然气勘制的研究探中占有举足轻重的地位。我国含油气盆地存在着前已述及,历经多期次的构造运动是中国含油气形成大气田的地质条件从板块演化和气田发育构盆地的主要特点。每一期构造运动对气藏的形成都造位置成藏地质条件来看,中园的扬子、塔里木、华起到了重要的作用,尤其是燕山期和喜马拉雅期的构北3个古板块有形成上千亿立方米甚至上万亿立方造运动。燕山期构造运动使古老盆地气源岩进入大米气田的地质条件。量的生排气期;面喜马拉雅期的构造则促使中新生代的盆地进入大量生气期,同时调整了古老盆地中天3结语然气藏的分布,促使盆地中气藏的最终形成,直接改中国是一个产煤大国,也必将成为一个天然气变了盆地屮气藏的富集度。因此从古板块的角度研生产大国。中国天然气赉源丰富,但资源探明率低,究天然气成藏史,在气源丰富、储集条件好的地区寻对天然气地质的研究还远远不够,天然气地质研究找气藏主要成藏期时的有利圈闭,天然气勘探定会有任重而道远。只要我们解放思想不要受中、新生代新的突破。盆地范围所服,以活动论、古板块的大思路开展地质5对中国天然气资源的再认识研究,发展地质理论与技术,重視新构造、重视三大中国天然气资源量随着认识的进步和勘探技术古板块及岩性地层气藏的成藏特点的研究,以寻找的发展而增加。随着煤也能生气的观点的提出,全大气田为主要目的,中国一定能找到巨型天然气田!国第一轮油气资源评价估算出中国天然气资源量为参考文献33.6×10}2m3,二元成烃论从此替代了一元成烃[1]戴金屈戴金星天然气地质和地球化学论文集(卷一)[M北论1。第一轮油气资源评价后发现了一批大型煤成京:石油工业出版社1998:3-24气田,如鄂尔多斯盆地中部气田、常一琼盆地崖13[2】戴金星,卫延召赵靖舟,晚期成藏对大气田形成的重大作1气田等。全国第二轮油气资源评价估算出中国天用[门中国地质200330(1):10-17[3]宋岩,王喜双新构造运动对天然气晚期成藏的控制作用[刀然气资源量为38.04×102m2。中国天然气资源量天然气地球科学,2003,14(2):103-106的增加主要源于海域区天然气资源量的增加。2005[4]王庭斌中国气藏主要形成、定型于新近纪以来的构造运动年全国新一轮油气资源评价估算出中国天然气资源].石油与天然气地质,200425(2):126-132.量为55.89×1012m3。天然气资源量的增加主要源中国煤化工晚期成藏特征[.中于对天然气资源评价中重点参数和勘探程度的改变CNMHG油气成藏U石油地以及由此引起的对盆地的重新认识质,2004(2):1219.从与生成天然气的重要母质煤炭的资源量的比[7]李剑罗霞刘人和等中国天然气晚期成藏的地球化学特征No 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It is pointed out that the difficulties of geological research onnatural gas being faced with now are mainly complexity of geologic framework of Chinese basins and thecurrent geological research on natural gas is mainly focused on those basins which were formed duringMesozoic and Cenozoic. This paper also indicates that more discoveries of giant gas fields need geologists toexpand the thoughts on exploration, develop the existing theories and technologies, and study the naturalgas geology based on mobilistic theory, palaeo-plate thoughtKey words: Natural gas; Geological research; Strategic thou中国煤化工CNMHG