天然气分布规律及页岩气藏特征

天然气分布规律

辽河盆地的天然气在纵向上和横向上分布都很广泛。在横向上，由于气体形成的途径多于油的形成途径，气体的分布区域远远大于油层的分布；在纵向上，自目前勘探的最深部位到浅层均有气体存在，含气层系多，自下而上发育了太古界、中生界和新生界。特别是第三系自沙四段到明化镇组各层段均有气藏存在，沉积环境和演化史的特征，造成天然气原始组分富烃，贫H：S，少CO：和N2。

辽河断陷广泛发育多期张性断裂，把二级构造带切割成复杂的断块油气田。受构造、断裂活动影响，造成多次油气聚集、重新分配而形成多套含油气层系。

通过天然气的地球化学研究，结合盆地地质背景，天然气有如下分布规律：1．自生自储的天然气垂向分布

以自生自储为主的天然气层，自下而上分布有侏罗系的煤型气、正常凝析油伴生气、正常原油伴生气、生物一热催化过渡带气和生物成因气等。其特征主要是613C，依次变轻。侏罗系煤型气主要分布在深大断裂边缘，仅处于侏罗系发育的地区，如东部凹陷三界泡地区。正常凝析油伴生气主要发育在有机质埋深达到高成熟阶段的地区，主要为各个凹陷的沉降中心部位，如整个盆地的南部地区及东部凹陷北部地区。正常原油伴生气在整个盆地均有分布，主要是与原油伴生的气顶气和溶解气。生物一热催化过渡带气主要发育在有机母质埋深浅于3000m 的未成熟和低成熟阶段，并有良好的盖层发育的地区，部分地区的局部构造亦可形成小型气藏，在盆地的大部分地区均有分布，主要在东部和大民电凹陷的有利地区。生物成因气理论上在整个盆地浅层都存在。因此，只要有良好的储盖组合，在整个盆地中都可望发现生物成因气藏。

总体来看，三个凹陷中，大民屯凹陷以成熟阶段的石油伴生气和生物一热催化过渡带气为主．有少量生物成因气。东部凹陷在不同的构造部位分布不同类型的气体，中生界发育并位于深大断裂边缘的地区，有煤型气和深源气的存在。南、北凹陷深部位置，主要是高成熟和成熟的热催化一热裂解气。而凹陷中部广泛发育生物一热催化过渡带气。在构造高部位有利地区，发育有较可观的生物成因气。西部凹陷主要发育热催化一热裂解气，特别是凹陷南部沉降中心处，热裂解形成的正常凝析油伴生气更为广泛。在有机母质埋深浅的部位发育生物一热催化过渡带气。当然，如果存在有利的储盖组合，生物成因气的存在勿需置疑。

2．断裂构造导致天然气广泛运移

广泛发育的断裂构造，使大多数天然气发生不同程度的运移，造成天然气更加广泛、更加复杂的分布格局。断裂构造或不整合面为气体运移通道，形成新生古储的古潜山油气藏。天然气的垂向和侧向运移，造成了大面积浅层气藏的形成。这部分气体的气源岩母质类型、演化程度，特别是天然气同位素组成特征均与原生气藏一致。最明显的差别是甲烷含量相对高，重烃含量低，愈向浅层，甲烷含量愈高，反映运移的地质特点是由斜坡低部位向高部位甲烷含量升高，由低台阶向高台阶甲烷含量亦升高，如兴隆台气田不同台阶的天然气组分由下到上变干。曙光一高升油气藏也有类似分布。在大民屯凹陷东部浅层及东、西部凹陷的大部分地区浅层干气也是运移形成

3．天然气藏类型分布

构造运动造成了多套油气层和多种类型的储集层，形成了多样的天然气藏类型，根据控制油气的主要因素，可以划分出四大类油气藏：(1)构造油气藏，包括背

斜油气藏、断块油气藏和断鼻油气藏；(2)地层油气藏，包括地层超覆油气藏和地层不整合油气藏；(3)基岩油气藏，包括潜伏凸起油气藏和基岩不整合面油气藏；(4)岩性油气藏，包括砂岩透镜体油气藏和岩性尖灭油气藏。它们在纵向上，自上而下构成气藏一气(油)藏一凝析气油藏一气藏的分布系列。

4.页岩气藏特性

1.1页岩气储层特征

（1）页岩既是源岩，又是储集层，所以页岩气为典型的“自生自储”式气藏

，生气层、储集层、盖层均为其本身。

（2）页岩气储层物性特征为低孔、特低渗。储层孔隙度一般小于10％，含气的有效孔隙度一般只有1％～5％。其基质渗透率极低，一般小于1×10－3m D。（3）页岩储层面积大、范围广，常呈区域性、连续性分布。其埋藏范围从200m （最浅仅为8.2m）到3000m都存在页岩气藏。

（4）页岩气以吸附态和游离态赋存方式为主，极少为溶解态，其中吸附气比例约为20％～85％之间，溶解气比例一般不超过10％。

（5）页岩气成因类型包括生物成因、热成因以及两者的混合成因，其中热成因为页岩气主要成因类型。

1.2页岩气藏的开采特征

（1）含气面积广，资源潜力巨大。据我国国土资源部发布的调查评价结果，我国页岩气资源丰富,陆域页岩气地质资源潜力为134.42万亿m3，适于规模勘探开发。

（2）低产（一般无自然产能）。页岩气藏的储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征，气流的阻力比常规天然气大，常规天然气采收率大于60％，而页岩气仅能达到5％～60％。

（3）页岩气井开采寿命长，生产周期长。页岩气在泥页岩地层中主要以游离态和吸附态存在。游离态天然气由于其渗流速度快，所以开采初期高产,但产量下降也快；而吸附态天然气虽然产量相对较低，但其解析、扩散速度慢,所以生产周期长，为页岩气井的稳产期。

（4）采收率变化较大。页岩气采收率范围大致在5％～60％。据美国页岩气资源开发经验证实：地层压力低、埋藏较浅、吸附气含量与有机碳含量低的页岩气藏采收率较高；地层压力高、埋藏较深、吸附气含量高的页岩气藏采收率则较低。（5）勘探开发投资大。

美国页岩气井单井成本大约为300万～800万美元，而在2000—2003年间美国一般的气井单井成本65万美元，陆上油井单井成本是45万美元，页岩气井成本大约分别是二者的5倍和7倍。在中国，一口页岩气井成本，估计在8000万至1亿元人民币。

5．天然气的富集规律

(1)深凹陷周边的圈闭最有利于油气聚集。凹陷既是沉积中心，也是生烃中心，特别是成熟和高成熟的正常原油伴生气和正常凝析油伴生气的生气中心。由于层系中砂质沉积和断裂为油气运移提供了良好的通道，位于凹陷中心边缘的圈闭对油气聚积有利。

(2)构造发育过程控制了不同层段天然气藏的空间分布。演化过程中，断陷盆地的发育造成箕状凹陷，凹陷的西坡呈单面山状节节下掉，深部的有机母质提供了天然气的来源，断裂系统提供了运移通道，而东、西部凹陷在上第三系形成的区域性盖层为气藏的形成创造了良好的储盖条件。因此，在凹陷的不同部位，

天然气藏的储集层位有所不同，斜坡以沙四段油气藏为主，如高升、曙光及西斜坡等部分地区。斜坡下侧部位以沙三段气藏为主，而凹陷中央部位则以沙二一段、沙一段油气藏为主，并有东营组的油气藏存在。

(3)区域性盖层为生物成因气和生物一热催化过渡带气的自生自储提供了有利条件。在整个盆地中，特别是母质类型相对差的地区，大面积的沉积岩进入生物一热催化过渡带的演化阶段，该阶段形成的液态烃相对少，但对气态烃的生成十分有利，而该带亦存在区域性或局部盖层，各类圈闭发育，具备气藏形成条件，这一部分天然气在以往的勘探中常被忽视，而在盆地中这部分气体的产量相当可观，应该作为重要的勘探方向。