第18卷第6期天然氣地球科學VoL 18 No 62007年12月NATURAL GAS GEOSCIENCEDee.2007綜述與評述中國天然氣地質(zhì)研究的戰(zhàn)略思考李景明,羅霞,李東旭(中國石油勤探開發(fā)研究院廊坊分院,河北廊坊065007)摘要:評述了近年來中國天然氣地質(zhì)研究的重要進展,如多元成烴理論、晚期成藏理論與巖性地層成藏理論的形成及其帶來的勘探的重大突破。指出了中國天然氣地質(zhì)研究面臨的難點,主要是中國盆地地質(zhì)結(jié)構(gòu)的復雜性,而過去的天然氣地質(zhì)研究主要針對中、新生代形成的盆地。認為中國的天然氣地質(zhì)研究要取得更大更多發(fā)現(xiàn),需拓展勤探思路,發(fā)展現(xiàn)有的理論與技術(shù),以活動論思想、以古板塊思路、以大氣田為目標來進行。關(guān)鍵詞:天然氣;地質(zhì)研究;戰(zhàn)略思考中圖分類號:TE12文獻標識碼:A文章編號:1672-1926(2007)060777-05引言盆地南緣、松遼盆地深層天然氣的謝探得到了足夠的重視,也就是說,煤成氣理論的提出在天然氣勘2005年完成的中國新一輪油氣資源評價估算探戰(zhàn)略選區(qū)方面發(fā)揮了重要的作用。中國天然氣資源量為56×102m3。截止2006年天然氣晚期成藏理論及巖性地層成藏理論的不底,中國已探明天然氣地質(zhì)儲量為5.39×102m3,斷深化和預示著未來巨大的勘探潛力,近幾年所發(fā)現(xiàn)的天然要的作善,在天然氣區(qū)帶優(yōu)選評價中發(fā)揮了重天然氣資源探明率僅9.63%。較低的資源探明率氣田的特征主要表現(xiàn)為:埋深普遍偏大、物性偏差、中國地處三大板塊間的三角地帶,是世界上新圈閉條件偏復雜;巖性地層氣藏比例越來越大;多數(shù)構(gòu)造運動活躍地區(qū)之一,中國天然氣藏的形成與新氣田集中在三大古板塊。中國已有50余年的天然構(gòu)造活動的關(guān)系密切27,除鄂爾多斯盆地、松遼盆氣勘探史針對的主要是中新生界盆地及其下伏的地外,其他盆地的氣藏主要形成定型于新近紀以來沉積層對古板塊控制的古生代盆地研究甚少。因的構(gòu)造運動,由此提出了天然氣晚期成藏此,拓寬研究思路,拓展研究范圍,對發(fā)展中國天然論”,天然氣自身的擴散速率比石油快而不易保氣勘探領(lǐng)域有重要意義。存,要求晚期成藏的特性決定了新構(gòu)造運動在天然氣的聚集過程中必然起到重要的作用,主要表現(xiàn)在1天然氣地質(zhì)研究促進了勘探的突破,是新構(gòu)造運動促進了深部源巖有機質(zhì)的演化進但天然氣地質(zhì)研究的廣度仍不夠程,烴源巖在短時期內(nèi)大量生氣和聚集,從而形成了高效氣藏”;二是新構(gòu)造運動對早期形成的氣藏1.1天然氣地質(zhì)理論的發(fā)展與完著促進了天然氣起到調(diào)整改造作用,直接控制了盆地中不同區(qū)帶天勘探的突破然氣的富集程度;三是新構(gòu)造運動形成或改造天然氣成烴理論向多元化發(fā)展,拓展了天然氣形成了一系列圈閉,改造了儲集條件,形成了有利的勘探領(lǐng)域。構(gòu)造裂縫,構(gòu)造成為了油氣運移輸導系統(tǒng)等。煤成氣理論明確指出含煤盆地和廣殖型有機隨著可供鉆探的簡單的構(gòu)造圈閉日漸減少,勘質(zhì)也能生氣。這一理論使鄂爾多斯盆地古生界、探家盾坐字廣再田敗坦出了巖性地層天四川盆地上三疊統(tǒng)、塔里木盆地庫車場陷、準噶爾然氣中國煤化工生界巖性地層氣CNMHG收稿日期:20070829;修回日期:207-10-16作者簡介;李景明(1956)勇四川永川人,教授級高級工程師,主要從事天然氣助探與開發(fā)研究Ema1lim@petrochinA.comcn.778天然氣地球科學VoL. 18藏主要受河道砂體的控制;四川盆地飛仙關(guān)組鮞有“階段性”和“多動性”的特征,因此,在不同的灘氣藏分布主要受鮞灘相帶控制1,如羅家寨、鐵地質(zhì)時期,由于板塊活動與古地理、古氣候等因素的山坡普光等礁灘氣藏就是構(gòu)造背景下的巖性氣影響導致相應的沉積盆地中心發(fā)生遷移,現(xiàn)今的盆藏0;松遼盆地深層火山巖氣藏主要受火山巖有利地格局僅是古盆地的一部分。因此我們應以活動相帶的控制也是構(gòu)造背景上的巖性氣藏1s論思想為指導、以古板塊控制古今盆地形成為思路、此外生物氣形成機理研究發(fā)現(xiàn)可溶有機質(zhì)對以發(fā)現(xiàn)大氣田為目的,來開展天然氣地質(zhì)研究。生物氣的生成具有重要意義,科學地解釋了柴達2.1從構(gòu)造的角度(盆地周繚古板塊區(qū)值得研究木盆地三湖地區(qū)的生物氣源巖。在該盆地,雖然有中國大陸板塊系古生代以來由50多個大小不機碳含量很低,但可溶有機質(zhì)含量高具有形成大氣等的陸塊拼接形成,每個小陸塊在拼接和匯聚過程田的地質(zhì)背景。趙文智等提出的有機質(zhì)接力生中,都會對盆地形成產(chǎn)生影響因而導致中國大陸地氣的模式,揭示了有機質(zhì)在每一階段都能生成天然殼的多旋回性及在區(qū)域地質(zhì)上發(fā)展的不平衡性a1氣,大大拓寬了找氣的領(lǐng)域。近年來無機成因天然長期多期構(gòu)造活動使盆地具有多期生烴油氣多期氣理論研究得到了重新重視,主要是因為在松成藏的過程,只有動態(tài)研究在盆地中各套烴源巖、儲遼盆地深層天然氣成因研究上不斷取得突破盡管層蓋層圈閉斷裂及保存條件,才能有根據(jù)地提出在這方面尚存在較大的爭議。天然氣有利聚集區(qū)。北方氣田( North field,儲量271.2天然氣地質(zhì)研究的廣度不夠×103m32)構(gòu)造位置處于阿拉伯地臺東緣,卡塔中國50多年的天然氣地質(zhì)研究與勘探活動,主爾背斜的向北傾伏部位,氣體聚集在由第三紀要在中國中新生代盆地的范圍內(nèi)進行。實際上,中 Zagros運動引起的向北翹起的古構(gòu)造內(nèi)2,據(jù)此,國大陸主要是由塔里木、中朝和揚子3個古板塊為曾屬三大古板塊的現(xiàn)今近盆地邊緣的山區(qū)也應是有核心和許多微板塊拼合而成的,震且紀一志留利的勘探地區(qū),如現(xiàn)今中國四川盆地龍門山前陸沖紀中期三大板塊都處在游離于大洋中的陸表海發(fā)育斷帶內(nèi)(圖1),部分地區(qū)中三疊統(tǒng)及其以下的地層、階段由南向北遷移;至古生代末海西期,塔里木一二疊系及其以下的地層保存完好,圈閉形態(tài)特征清中朝板塊已漂移到北半球并發(fā)生碰撞,使古亞洲洋楚,而震且一寒武一志留系烴源巖大量生氣時期(印完全收縮而形成了準喝爾盆地,二連盆地和松遼盆支一燕山期)也是該領(lǐng)域圈閉形成的重要時期,可以地等陸相盆地{2,這時的塔里木一中朝古板塊,因作為天然氣勘探的后備領(lǐng)域。鄂爾多斯盆地和渤海昆侖一秦嶺海板塊的俯沖一碰撞發(fā)生沉降,形成了灣盆地的周緣地區(qū)也同樣具備天然氣成藏條件,也半封閉的海陸交互相至陸相的塔里木盆地古華北是值得重視的勘探領(lǐng)域。盆地和柴達木盆地,而當時的揚子板塊還在赤道附2.2從氣源巖的角度(對盆地周緣區(qū)氣源巖分布需近游蕩,直到印支運動早期才向北漂移與中朝古板加強研究)塊拼合形成了四川盆地的錐形。中生代以來,古太不同地質(zhì)歷史時期,盆地所屬的大地構(gòu)造背景平洋板塊多次向亞洲大陸俯沖消減對中國東部和與古氣候古海洋和古生物圈的環(huán)境決定了盆地中中部產(chǎn)生了強烈的改造作用使中國盆地真正形成。烴源巖的發(fā)育程度。 Klemme等2從全球尺度研強烈的構(gòu)造活動肢解了古華北盆地、縮小了上揚子究了盆地所處的古緯度與古氣候及其與古海洋的關(guān)板塊形成了中新生代的鄂爾多斯盆地和四川盆地。系,指出世界一半以上的油氣資源形成于晚侏羅世第三紀則為中國東部裂谷盆地發(fā)育階段,形成了東和白堊世優(yōu)質(zhì)烴源巖。優(yōu)質(zhì)烴源巖的形成主要與其部第三系盆地。因此天然氣地質(zhì)研究局限于現(xiàn)今的特有的古構(gòu)造、古氣侯和古海洋環(huán)境有關(guān):,如世盆地、勘探活動以現(xiàn)今盆地為主要對象其實質(zhì)是忽界上最大的天然氣聚集區(qū)之一—中亞煤成氣聚集視了現(xiàn)今盆地范圍以外古板塊上發(fā)育的古盆地的勘域[羽就是這樣。探潛力?，F(xiàn)今盆地相鄰的古板塊上發(fā)育的古盆地是烴源巖的分布受古板塊的控制,具有區(qū)域性分一個值得關(guān)注和研究的領(lǐng)域通過加強天然氣地質(zhì)布的特點。從中國古生界煤炭資源的現(xiàn)今分布來研究可能會大大擴展天然氣的勘探領(lǐng)域。看中國煤化工,但其分布已遠2天然氣地質(zhì)研究值得思考的幾個問題CNMHG一現(xiàn)今盆地外也說明,研究烴源中國大陸是由許多小板塊組成,小板塊演化具巖時,不能僅著眼于現(xiàn)今的盆地范圍,應著眼于整個李景明等:中國天然氣地質(zhì)研究的戰(zhàn)略思考古板塊。Nw.平武大斷裂古城大斷裂白草場轎子頂背斜高莊壩南壩大斷裂楓順場背斜伸天窩向斜大屋基所裂楊鉀壩斷裂青林口背斜龍門山皺沖斷前淵陷及料坡智前陸起B(yǎng)龍場帖三圖1過龍門山山前和四川盆地川西地區(qū)剖面爾盆地塔里木盆地塔里木古板塊主要斷層[C主要盆地□古板塊[古生界煤[采區(qū)圖2中國古生界煤系、三大古板塊、現(xiàn)今盆地、山脈分布示意2,3從儲層的角度(對深層儲層形葳機理及分布衢研究V中國煤化工莫式,如基于砂礫加強研究CNMHG言,500m以下儲層形成機制對勘探目的層的確定具有重要意即屬深層儲層,儲層孔隙變小物性明顯變差。但在義。綜觀在各種類型巖性的儲層中,對砂礫巖儲層的近年的勘探中深層物性良好的儲層發(fā)現(xiàn)越來越多球科學vo.18如碳酸鹽巖儲層。普光氣田在5281.6m時仍見好較可以看出,中國煤炭的資源量為114500×10t,的儲層,儲層為糖粒狀殘余鮞粒白云巖、含礫屑鮞與俄羅斯煤炭資源量(157010×106t)相近,但中國粒白云巖和粒白云巖,殘氽鮞粒白云巖是其中最重已發(fā)現(xiàn)的天然氣可采儲量與俄羅斯相比明顯偏少。要的儲集巖,其孔隙度為1.02%~28.86%滲透率為對中國天然氣資源的再認識不僅可以進一步了(0.0112~3364.59)×103pm2。這類儲層發(fā)育主解中國天然氣勘探的潛力,也將增加在中國大力推要相帶是臺地邊緣淺灘相和斜坡相。如火山巖儲層;進天然氣勘探、發(fā)現(xiàn)更多大氣田的信心。松遼盆地火山巖儲層的工業(yè)氣流井的深度已達到2.6從大氣田發(fā)現(xiàn)的角度(需加強大氣田形成主控4500m左右;近期在準噶爾盆地腹部莫索灣地區(qū)因素的研究)5650~5980m發(fā)現(xiàn)孔隙度大于10%的儲層。分析不同類型的有機質(zhì)在不同的演化階段均能生成這些優(yōu)質(zhì)儲層形成的重要因素可知在地質(zhì)歷史時天然氣,甚至無機成因的天然氣也可聚集成藏,但大期這些地區(qū)大多處于仲展疊置區(qū)或伸展擠壓區(qū),導氣田的發(fā)現(xiàn)對儲量的增長發(fā)揮著更巨大的作用,如致斷裂異常發(fā)育斷裂不僅是油氣運移的良好通道,克拉2蘇里格普光、羅家寨、徐深、澀北等大氣田同時,也改善了深層儲層的儲集性能,一方面使深層的發(fā)現(xiàn)促進了中國天然氣儲量的快速增長。截至儲層的滲透性能增加,另一方面由于連通源巖和儲2006年底,中園已探明天然氣田(含油氣田)395個,層,也是有機酸的主要通道而使儲層次生孔隙的形成而其中探明儲量大于300億m2方的大氣田僅有37成為可能。個,但這37個大氣田的探明儲量占已探明天然氣地24從成藏的角度(加強構(gòu)造運動對天然氣成藏控質(zhì)儲量的77.19%。可以看出,大氣田在天然氣勘制的研究探中占有舉足輕重的地位。我國含油氣盆地存在著前已述及,歷經(jīng)多期次的構(gòu)造運動是中國含油氣形成大氣田的地質(zhì)條件從板塊演化和氣田發(fā)育構(gòu)盆地的主要特點。每一期構(gòu)造運動對氣藏的形成都造位置成藏地質(zhì)條件來看,中園的揚子、塔里木、華起到了重要的作用,尤其是燕山期和喜馬拉雅期的構(gòu)北3個古板塊有形成上千億立方米甚至上萬億立方造運動。燕山期構(gòu)造運動使古老盆地氣源巖進入大米氣田的地質(zhì)條件。量的生排氣期;面喜馬拉雅期的構(gòu)造則促使中新生代的盆地進入大量生氣期,同時調(diào)整了古老盆地中天3結(jié)語然氣藏的分布,促使盆地中氣藏的最終形成,直接改中國是一個產(chǎn)煤大國,也必將成為一個天然氣變了盆地屮氣藏的富集度。因此從古板塊的角度研生產(chǎn)大國。中國天然氣賚源豐富,但資源探明率低,究天然氣成藏史,在氣源豐富、儲集條件好的地區(qū)尋對天然氣地質(zhì)的研究還遠遠不夠,天然氣地質(zhì)研究找氣藏主要成藏期時的有利圈閉,天然氣勘探定會有任重而道遠。只要我們解放思想不要受中、新生代新的突破。盆地范圍所服,以活動論、古板塊的大思路開展地質(zhì)5對中國天然氣資源的再認識研究,發(fā)展地質(zhì)理論與技術(shù),重視新構(gòu)造、重視三大中國天然氣資源量隨著認識的進步和勘探技術(shù)古板塊及巖性地層氣藏的成藏特點的研究,以尋找的發(fā)展而增加。隨著煤也能生氣的觀點的提出,全大氣田為主要目的,中國一定能找到巨型天然氣田!國第一輪油氣資源評價估算出中國天然氣資源量為參考文獻33.6×10}2m3,二元成烴論從此替代了一元成烴[1]戴金屈戴金星天然氣地質(zhì)和地球化學論文集(卷一)[M北論1。第一輪油氣資源評價后發(fā)現(xiàn)了一批大型煤成京:石油工業(yè)出版社1998:3-24氣田,如鄂爾多斯盆地中部氣田、常一瓊盆地崖13[2】戴金星,衛(wèi)延召趙靖舟,晚期成藏對大氣田形成的重大作1氣田等。全國第二輪油氣資源評價估算出中國天用[門中國地質(zhì)200330(1):10-17[3]宋巖,王喜雙新構(gòu)造運動對天然氣晚期成藏的控制作用[刀然氣資源量為38.04×102m2。中國天然氣資源量天然氣地球科學,2003,14(2):103-106的增加主要源于海域區(qū)天然氣資源量的增加。2005[4]王庭斌中國氣藏主要形成、定型于新近紀以來的構(gòu)造運動年全國新一輪油氣資源評價估算出中國天然氣資源].石油與天然氣地質(zhì),200425(2):126-132.量為55.89×1012m3。天然氣資源量的增加主要源中國煤化工晚期成藏特征[.中于對天然氣資源評價中重點參數(shù)和勘探程度的改變CNMHG油氣成藏U石油地以及由此引起的對盆地的重新認識質(zhì),2004(2):1219.從與生成天然氣的重要母質(zhì)煤炭的資源量的比[7]李劍羅霞劉人和等中國天然氣晚期成藏的地球化學特征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中國煤化工CNMHG