天然氣地質(zhì)新進(jìn)展（一）
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[時(shí)間:2009-03-19 中國(guó)鉆井網(wǎng) 關(guān)注度:0]
摘要: 早期的天然氣地質(zhì)學(xué)一直依附于石油地質(zhì)學(xué)，屬于石油地質(zhì)學(xué)的一部分。隨著大量天然氣田的發(fā)現(xiàn)和對(duì)天然氣研究的不斷深入，人們認(rèn)識(shí)到天然氣在成因、成藏和分布規(guī)律等許多方面與石油都有重要差別。
1979年H.B.維索茨基出版的《天然氣地質(zhì)...
早期的天然氣地質(zhì)學(xué)一直依附于石油地質(zhì)學(xué)，屬于石油地質(zhì)學(xué)的一部分。隨著大量天然氣田的發(fā)現(xiàn)和對(duì)天然氣研究的不斷深入，人們認(rèn)識(shí)到天然氣在成因、成藏和分布規(guī)律等許多方面與石油都有重要差別。
1979年H.B.維索茨基出版的《天然氣地質(zhì)學(xué)》，標(biāo)志著天然氣地質(zhì)學(xué)成為一門獨(dú)立的學(xué)科。中國(guó)天然氣地質(zhì)學(xué)誕生于20世紀(jì)70年代末至80年代初，以1983年國(guó)家設(shè)立“煤成氣的開發(fā)研究”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目為里程碑，開始加強(qiáng)天然氣地質(zhì)學(xué)研究。近20多年來，我國(guó)對(duì)天然氣成因、天然氣成藏以及天然氣分布規(guī)律的諸多問題開展了廣泛和深入的研究，取得了一大批高水平的研究成果。
1、天然氣成因理論天然氣成因理論是中國(guó)天然氣地質(zhì)學(xué)的核心。20世紀(jì)70年代末由德國(guó)引入我國(guó)并得到發(fā)展的煤成氣理論，將天然氣成因從“一元論”拓展到“二元論”，進(jìn)而發(fā)展到煤成氣、油型氣和無機(jī)成因氣的“多元論”，煤成氣理論指出煤系中的煤和黑色泥頁(yè)巖均是成氣物質(zhì)，煤系成烴作用以成氣為主、成油為輔。煤成氣理論為我國(guó)天然氣勘探開辟出一個(gè)新的領(lǐng)域。煤成氣比例在天然氣探明儲(chǔ)量中的比例逐年增大，截至2004年煤成氣探明儲(chǔ)量已占全國(guó)探明天然氣儲(chǔ)量的70%以上。
天然氣成因“多元論”的發(fā)展推動(dòng)了天然氣成因鑒別與天然氣成因分類的研究，使之成為天然氣成因理論的重要構(gòu)成部分。烷烴氣碳同位素組成受控于天然氣的母質(zhì)類型和成熟度，無機(jī)成因氣碳同位素組成較有機(jī)成因氣的重，煤成氣碳同位素組成較油型氣的重，同一類型母質(zhì)形成的天然氣碳同位素組成隨其成熟度增加而變重。我國(guó)學(xué)者利用天然氣穩(wěn)定碳同位素、天然氣組分、輕烴、生物標(biāo)志化合物、稀有氣體同位素等一系列參數(shù)和指標(biāo)建立了一套比較完善的天然氣成因類型鑒別體系，進(jìn)而進(jìn)行了系統(tǒng)的天然氣成因類型的劃分。
2、天然氣成藏理論天然氣藏的復(fù)雜成藏過程一直是天然氣地質(zhì)研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。
近年來，隨著天然氣勘探和地質(zhì)綜合研究的不斷深入，提出了天然氣成藏動(dòng)平衡理論、天然氣多期成藏、晚期成藏理論；建立了不同類型大中型氣田成藏模式；初步建立了成藏過程中天然氣聚散定量評(píng)價(jià)方法和成藏期次的確定方法。同時(shí)，在非常規(guī)天然氣藏(如深盆氣藏、煤層氣藏)形成機(jī)制的研究方面也取得了重要進(jìn)展。
1）天然氣運(yùn)聚動(dòng)平衡理論
天然氣運(yùn)聚動(dòng)平衡模型將天然氣由烴源巖中生成并排出、在運(yùn)載層中二次運(yùn)移、聚集、成藏后散失的過程描述為動(dòng)態(tài)的連續(xù)過程。當(dāng)天然氣補(bǔ)充量大于散失量時(shí)，天然氣在氣藏中不斷富集；反之，圈閉中的天然氣不斷減少，乃至全部散失。氣源充注強(qiáng)度和時(shí)間以及封蓋保存條件是氣藏能否形成的重要因素（郝石生，1991，1994）。
2）天然氣封蓋機(jī)理
天然氣與石油不同的物理性質(zhì)決定了天然氣對(duì)儲(chǔ)層物性要求較低，而對(duì)蓋層和保存條件要求較高。李國(guó)平等(1996)從蓋層分類及特征、蓋層封閉機(jī)理、蓋層參數(shù)室內(nèi)測(cè)定(突破壓力、比表面及微孔分布、擴(kuò)散系數(shù)、吸附量、泥巖激光粒度)、測(cè)井、地震資料蓋層研究與預(yù)測(cè)等方面對(duì)天然氣蓋層進(jìn)行了全面系統(tǒng)的研究，形成了從微觀參數(shù)測(cè)試到宏觀預(yù)測(cè)、從定性研究到定量研究的富有特色的一整套蓋層研究方法。
研究認(rèn)為:蓋層的物性封閉能力與巖性有關(guān)，不同巖性的物性封閉能力明顯不同，處于不同成巖階段的泥質(zhì)巖其物性封閉能力不同，泥質(zhì)巖一般在晚成巖階段A亞期前后封閉能力最強(qiáng)。壓力封閉主要與欠壓實(shí)產(chǎn)生的異常低壓和由地層的水熱增壓、烴源巖大量排烴作用、蒙脫石脫水作用、大地構(gòu)造作用等引起異常超壓有關(guān);烴濃度封閉主要與蓋層是否是烴源巖和烴源巖的成熟度有關(guān)。
3）天然氣晚期成藏理論
天然氣晚期成藏理論基于天然氣成藏動(dòng)平衡原理和氣藏的保存要求而提出，即天然氣藏的成藏期晚和現(xiàn)今仍有氣源供給是大中型氣田形成的關(guān)鍵。我國(guó)主要含油氣盆地被構(gòu)造運(yùn)動(dòng)頻繁改造，天然氣藏一般經(jīng)歷多期成藏過程，而早期形成的氣藏受后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的改造和破壞難以保存，只有最后一期較晚成藏的氣藏才可能保存至今。
天然氣的晚期成藏由三個(gè)方面因素決定：一是新生代以來普遍經(jīng)歷烴源巖演化的生氣高峰期；二是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)為天然氣成藏提供了大型的圈閉、運(yùn)移通道，利于天然氣晚期成藏；三是天然氣聚集越晚，散失量越少，越有利形成大氣田。
3）天然氣動(dòng)力學(xué)理論
油氣的運(yùn)移、聚集和成藏，是在沉積盆地演化過程中，源巖生成的烴類在輸導(dǎo)格架和能量場(chǎng)（包括溫度場(chǎng)、壓力場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)）共同控制下自然流動(dòng)的過程。
成藏動(dòng)力學(xué)是綜合利用地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)手段和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，在盆地演化歷史中和輸導(dǎo)格架下，通過能量場(chǎng)演化及其控制的化學(xué)動(dòng)力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)過程分析，研究沉積盆地油氣形成、演化和運(yùn)移過程和聚集規(guī)律的綜合性學(xué)科。研究的基礎(chǔ)是盆地演化歷史和流體輸導(dǎo)格架，研究的核心是能量場(chǎng)（包括溫度場(chǎng)、壓力場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)）演化及其控制的化學(xué)動(dòng)力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)過程。
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