深层石油天然气形成机制

耿金昌 尚巨龙

摘 要：石油勘探技术能力的不断提高，人类对于油气的勘探开始由中浅层逐步转向了深层。近年来，深层油气田的勘探和开发都获得长足的进步，在这一过程中，深層石油天然气形成机制也在持续深入，对深层石油天然气形成机制的研究有利于资源的发现与开发。本文就深层石油天然气的形成机制进行分析，并对我国深层石油天然气的勘探开发现状及展望予以阐述，将为深层石油天然气形成机制的研究和资源的开采提供参考。

关键词：深层石油天然气;机制;形成

随着我国油气资源的开发总量的不断攀升，对油藏储量造成一定的冲击，深层油气藏的勘探和开采作为我国油藏储量规模增长的重要方向，在国家能源安全中的地位将日益的凸显。深层的石油天然气资源就是指深埋与沉积层生成并储层起来的石油天然气资源。在对深层石油天然气资源的研究之初，多将沉积层生油窗的下层为形成或富集的石油天然气。在实际的研究中，国际上对深层石油天然气的资源并未形成统一的标准。一般将深埋于3000-4500m以下的石油天然气资源定义为深层资源，超过4500m的被定义为超深层油气资源。在对深层油气企业的研究中逐步突破传统的“干酪根晚期热降解生烃”模型，来寻找新的资源。相当长的一段时期以来，人类对于油气资源的勘探和开采主要集中在中浅层，所发现并利用的大型油气藏也多处于4000m以内。而随着石油勘探技术能力的不断提高，人类对于油气的勘探开始由中浅层逐步转向了油层的深位。

1 深层石油天然气的形成机制

研究显示，石油天然气在深层高温的情况下仍可以稳定存在。利用热力学--动力学的模型对沉积有机质的推演发现，在早期的生物地球的化学作用下沉积有机质生成生物甲烷。而后这一物质随着地表的增高及低温的提升，再加上埋藏时间的推移，便会进入烃类形成的新阶段。在这一变化过程中，动力学反应的反应速率与时间的作用、烃源岩的热导率、累积热流等参数存在着较大的关联。随着深埋的增加，地温也在逐步的升高，有机质体系开始发生重大的变化，并开始趋向平衡稳定态。研究发现，有机质的演化和体系分子的组成特征受温度--化学--压力的影响，与埋藏的时间不产生关联。在深层天然气的形成过程中，温度仍是影响有机质演化的重要内验。深埋不断提高是地层的高压产生异常。压力将抑制有机质向高演化方向转化反映有机质成熟度的Ro值出现滞后现象，而油气比例也会随着深埋深度的提高而逐步增大，最终形成以甲烷为主的天然气气藏。深部高压的环境在一定程度上对有机质的热成熟和热破坏作用产生了抑制，利用石油天然气深层油气藏的保存。深部沉积层和结品层的欠压实带、地层裂缝和微裂缝带提供了形成大型油气藏的条件。

2 我国深层石油天然气的勘探开发现状及展望

当前，在油气勘探过程中，最深的勘探井以接近1000m，其所在的盆地沉积的厚度更是高达15000m以上。我国的深层油气藏的研究和勘探起步相对较晚，但在近年也获得较大突破。我国先后在塔里木盆地库车克深--大北、塔北隆起哈拉哈塘，四川盆地川东北地区二叠系--三叠系台缘礁滩等地获得一系列的重大发现，这些发现成为我国油气规模增储的重要支点。而不可忽视的是，在这些深藏油气藏的勘探和开发中仍面临着诸多方面的挑战。

我国的深层油气藏主要为主叠合盆地下的构造层，相对于中浅层，其地层构造的年代久远，且成藏的历史复杂，多数储层的非均匀质性明显，多属于高温高压的岩下封闭的体系。从实践的勘探开采出发，深层石油天然气的生成机制、成储机制及成藏的机制相对复杂，给深层油气的勘探方向和目标选择产生较大阻碍。近年来的研究显示我国深层油气藏的成岩作用十分明显，部分已发现深层油气藏以进入了成岩的晚期。随着成岩作用的增加，孔隙由组构选择性逐渐向非组构选择性转变。这就导致深层油藏的储层特征和空隙发育的因素变得十分的复杂，从而对深层油气藏的规模发育的主控因素和分布规律的研究和预测带来较大的挑战。在深层油气藏的规模勘探中，其主要问题存在于钻井周期成本较高、高温压小井眼技术的滞后、采油采气装备技术落后等层面，这些问题的持续研发和突破，将成为我国深层石油天然气开发的关键。在对深层油气田开发的过程中，我国先后建成了元坝气田、安岳气田、克深气田等一批深层油气田，并突破油藏开发的高温、高压、高含硫的技术难题。并随着深层水平井钻井--完井技术、三高层系小井眼测井技术、体积压裂技术技术应用，将迎来深层油气田开发的重要时期。

综上所述，油田企业的安全运行，是国民经济得以快速发展的根基，也是国家能源战略的重要支点。随着经济规模总量的不断升级和油气资源的不断开采，油气企业的生产压力应进一步的上升，深层油气田的勘探和开采对提升我国油藏储量有着积极的推动作用。而在对其形成机制研究基础上的突破，将为其勘探与开采提供重要的导向。

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