深盆气成藏门限及其物理模拟实验.pdf

第14卷第3期天然气地球科学Vol.14No.3

2003年6月NATURALGASGEOSCIENCEJun.2003

文章编号:167221926(2003)0320207208

深盆气成藏门限及其物理模拟实验

庞雄奇1,2,金之钧1,3,姜振学1,2,宫广胜1,2,王洪玉1,2
(1.石油大学石油天然气成藏机理教育部重点实验室,北京102249;
2.石油大学(北京)盆地与油藏研究中心,北京102249;
3.中国石油化工集团总公司勘探开发研究院,北京100083)

摘要:深盆气藏是特殊机理形成的一种储层致密的天然气藏。勘探实践和物理模拟实验表明,深
盆气成藏过程中存在一个临界地质门限,这一门限可以用储气砂层的临界孔喉半径表达。只有在低
于临界孔喉半径的致密砂层中,当深盆气分子膨胀力小于致密储层孔喉毛管力与上覆水静压力之
和时,天然气才能在水封条件下形成深盆气藏。已发现的所有深盆气藏的孔隙度均小于12%和渗
透率均小于01987×10-3Lm2。常温常压下的物理模拟实验证明:单一微细玻璃管直径大于0.3cm
时,水不能封气而形成“深盆气藏”;漏斗状玻璃管的水封气门限为01102～01359cm,且随夹角增
大而减小、随注气速率增加而增加;单一填砂粗玻璃管的封气门限取决于所装砂粒粒径的大小,粒
径小于0105～011mm的砂粒能够封气。实验条件下和实际地质条件下的门限值差异大,反映了温
压条件和介质的润湿性等因素对深盆气成藏门限的影响;所以,不能将地表条件下的实验结果套用
到实际地质条件中去。
关键词:深盆气;成藏门限;力平衡;物质平衡;物理模拟
中图分类号:TE122文献标识码:A

问题的提出
12深盆气成藏门限的地质概念

加拿大阿尔伯达深盆气藏[1～6](天然气地质储研究表明,并非所有的沉积盆地都能形成深盆
量接近100×1012m3)的发现被认为是近20年来对气藏。对国内外已发现的深盆气藏的储层物性统计
油气地质理论的一次重大突破,其意义在于开拓了分析表明[15]:当储层的孔隙度超过12%、渗透率大
天然气勘探的新领域,展示了天然气勘探的良好前于01987×10-3Lm2时,天然气在浮力作用下运聚
景[7～13]。常规天然气藏赋存在顶部封盖严实的构造形成常规气藏;当孔隙度小于12%、渗透率小于
高部位,呈现出上气下水的产状特征,其气层压力通01987×10-3Lm2时,天然气受致密储层毛管力束缚
常表现为正异常(高于静水压力),其对储层孔渗性和上覆静水压力作用,可以形成深盆气藏[16]。本文
的要求是越高越好。而深盆气藏则赋存在底部封闭将在水封气作用下形成深盆气藏的临界地质条件称
严实的构造低部位,呈现出气下水上的产状特征,其之为深盆气成藏门限。其中包括两种临界条件:一是
气层压力一般情况下表现为负异常(低于水静压深盆气圈闭形成的临界条件,即孔隙度小于12%、
力)[14],对储层孔渗性的要求是越低越好。渗透率小于01987×10-3Lm2;二是深盆气富集的临
天然气为什么能在向斜低凹部位的致密砂层中界条件,即进入圈闭中的天然气量大于从圈闭中向
富集?深盆气藏的形成受哪些地质条件的控制?怎外散失的天然气量。这两种临界条件也可以分别称
样预测有利勘探区?针对这些问题,笔者进行了物理之为力平衡条件和物质平衡条件。由于力平衡条件
模拟实验研究。是前提条件,因此将其概称为深盆气成藏的地质门

收稿日期:2003202212;修回日期:2003204202.
基金项目:国家重大基础研究项目(编号:G1999043310)资助.
作者简介:庞雄奇(19612),男,湖北崇阳人,教授,主要从事油气成藏机理与定量模拟研究工作.
天然气地球科学802Vol.14

限。进入这一地质门限,深盆气可以富集成藏;未进的作用较小,在浮力作用下向上运移形成常规气藏。
入这一地质门限,深盆气不可能富集成藏。研究这一上述力平衡条件与天然气藏形成之间的关系可以表
门限条件及其变化规律,对于预测深盆气藏发育具达为:

有理论意义。这里需要特别强调的是,深盆气成藏门>Pc+Pw有利常规气藏形成(浮力运移成藏)

限是一个客观存在的地质条件,它不因研究区有无Pe=Pc+Pw深盆气圈闭力平衡点(气溢出点)

深盆气而改变。<Pc+Pw利于深盆气藏形成(水封成藏)
312物质平衡原理
3深盆气成藏门限控气的原理及主控
在排驱储层孔隙水的过程中,进入储层的部分
因素天然气沿着气水界面和盖层向外逸散。当源岩向储
c
深盆气能够成藏的根本原因是储层致密性和毛层中供给的天然气量(Qe)小于逸散的气量(Qed+
r
细管力配合下的水封天然气作用(图1)。这种水封Qed)时,就不能形成深盆气藏,或导致已经形成深盆
气作用可以进一步理解为力平衡和物质平衡,如