不同气藏的成藏机理及特征分析与探索

摘 要：本文主要对不同气藏的成藏机理及特征进行了分析与探索，主要有3种气藏：①天然气;②煤层气;③页岩气。首先主要阐述了3种气藏的成藏机理，然后详细分析了3种气藏的成藏特征，主要有7项：①生气条件;②储集条件;③盖层条件;④圈闭条件;⑤运移条件;⑥保存条件;⑦分布特点，希望本文的研究对从事气田勘探开发方面的工作人员提供一定的参考与启示，从而促进我国油气行业的发展。

关键词：圈闭;条件;成藏机理;天然气;煤层气;页岩气

地球上蕴藏着非常丰富的自然资源，这些资源在人类生活中具有极其重要的作用。随着经济的快速发展，各种自然资源在能源消费中的比重逐渐递增，如天然气、煤层气、页岩气等[1，2]。随着我国大力建设资源节约型、环境友好型社会，清洁低碳能源逐渐受到人们的青睐。近些年以来，我国天然气消费量急剧增加，确保天然气供应安全成为了油气从业者关注的热点和难点。最近几年，我国的非常规油气取得了比较大的进步，已经成为了我国天然气增储上产的重要来源。据有关数据统计表明，截止到2019年，我国探明天然气、煤层气、页岩气的资源量分别为5.79×1012m3、3.05×1011m3、2.16×1011m3。但是，天然气勘探依旧面临着很多困难，尤其是理论研究和开发技术方面，严重制约了其快速发展。

1 成藏机理

1.1 天然气

从成藏条件而言，首先就是构造高部位应该与输导体系相关，并且烃源岩必须和储层之间有一定的距离，再者构造的顶部位还应该存在盖层;从成藏方式而言，浮力是天然气（常规天然气）运移的动力源，而上覆的盖层毛细管压力则对天然气运移具有一定的阻力。一般而言，天然气是通过置换水的形式持续不断地向上面运移，而气水界面则会从顶部逐渐向下整体进行推进;从成藏特征而言，气藏成藏的最大高度主要是由盖层毛细管压力决定，圈闭中富气，气水界面位于气藏的下方，而且也非常明显，气藏的分布与烃源岩之间存在一定的距离，并且成藏的有利区主要集中在区域构造的高势能部位[2，3]。

1.2 煤层气

在煤层气生成的初期，气体是以吸附状态储存在煤岩的基质表面，如果吸附的空间不够，在煤的孔隙之中出现游离气以及溶于水中的溶解气。煤层气成藏是一种十分典型的吸附式成藏，其储气性能与3种因素有关：①煤的变质程度;②温度;③压力。其次，煤层气的聚集不会受到流体场的影响，而主要的影响因素有2种：①温度;②压力。在煤层中，煤层气主要以吸附态、游离态以及溶解态的方式存在。

1.3 页岩气

从成藏条件而言，页岩气成藏机理主要有3种：①吸附机理;②活塞成藏机理;③置换成藏机理。而页岩气成藏的机理主要分为以下2个时期：①气藏期，该时期主要是在页岩气成藏的初期阶段，在吸附作用的影响下，气体依附在一些颗粒的表面，首先就是满足有机碳吸附的要求，页岩气藏期的成藏机理与煤层气类似;②产气期，该时期产生非常多的气体，而缺少足够多的吸附空间，导致部分气体以游离的形态存在于孔隙之中，这时浮力不会干扰页岩气的成藏，但是生烃的膨胀力会对页岩气成藏产生一定的影响。随着气体的体积不断增大，压力也会持续增大，使得页岩中形成了一些裂缝，从而使形成的气体可以以游离态形式进行运移[2，3]。其次，页岩的孔、缝呈现出孔喉比较细小的特征，因此，页岩气的成藏还具有活塞成藏的机理，具体表现为游离形式的气体对地层水进行活塞式整体排驱。如果气体的体积持续加大，页岩气的成藏就变成置换成藏机理，具体表现为大孔隙中的气体与地下水之间进行置换运移，气上下水。

2 成藏特征

2.1 生气条件

从生气条件而言，天然气的来源较多，主要有3种：①生物气;②热成熟气;③原油裂解气，煤层气和页岩气的来源主要有2种：①生物气;②热成熟气。气源成因类型主要包含3种：①生物成因;②热成因;③二者的混合。

2.2 储集条件

天然气主要以游离的形式储存，储集岩的岩性主要为裂缝性碳酸盐岩、多孔隙砂岩，常见于油田、天然气田以及煤田。由于煤层气和页岩气都是属于自生自储的气藏，这种气藏的烃源岩自身就可以作为储集层。煤层气主要以吸附态的形式储存，在形成煤的过程之中，烃类气体主要吸附在煤基质颗粒表面、少数气体呈游离状态或溶解状态。页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，以吸附态和游离态的形式存在的天然气聚集[1-3]。从某种程度而言，页岩气藏之所以可以形成，原因就是天然气在源岩中进行大量滞留。

2.3 盖层条件

天然气成藏必须有非常致密的盖层，进而避免气体逸出;煤层气同样需要有一定的盖层，一般都是孔隙度和渗透率都比较小的致密岩石作为盖层，可以有效封存甲烷气体;反之，孔隙度和渗透率较好的岩层不利于封存甲烷气体，只有较好的盖层条件才可以将不同的煤系地层之间进行分隔，使其成为独立的系统，进而才可以使烃类气体以吸附状态的形式较长时间地储藏在煤层之中，从而尽可能地减少溶解气和游离气的散失[3，4]。而页岩气的储存基本不用其他岩性作为盖层。

2.4 圈闭条件

天然气的聚集成藏需要有有效的圈闭，该圈闭可以阻止油气继续运移，而且能够将分散的油气进行聚集。由于煤层气主要以吸附作用为主，是一种自生自储自保的气藏，游离气和溶解气的比例非常小，因此，煤层气的形成不需要常规的圈闭存在。只要盖层的条件比较优良，可以维持一定程度的地层压力，不管是在构造的高部位还是在构造的低部位，煤层气都可以成藏。由于页岩气是在烃源岩的内部生成，因此，页岩气的形成不需要常规的圈闭存在，但是，烃源岩对页岩气的分布起到了十分重要影响，烃源岩的分布范围与之相似[3，4]。

2.5 运移条件

天然气的储层与烃源岩非常近，实际上就处于烃源岩的顶部，成藏过程中发生了一定的运移;页岩气是自生自储的气藏，没有运移;而煤层气与页岩气基本相同，几乎没有进行运移。

2.6 保存条件

天然气藏的保存主要是依靠致密的盖层条件，如果盖层被破坏，天然气必然会发生散失，因此，天然气藏的形成需要较好的构造地质条件使得气水界面可以保持稳定的动平衡状态。煤层顶底层的岩性在一定程度上可以控制煤层甲烷的含量。一般而言，煤层顶底层的岩性为泥岩时，甲烷的含量较高。其次，构造以及水文条件也可以对煤层气的保存产生一定的影响。而页岩气的保存不存在比较特殊的要求。

2.7 分布特点

天然气藏的分布主要位于构造较高部位的各种圈闭之中，而且还受到生气条件、储集条件以及盖层条件的控制和影响;煤层气藏的分布则位于具有一定生气能力的煤层之中;页岩气藏一般位于盆地的沉降--沉积中心处及其周边地区。

3 结语

从成藏机理而言：天然气藏主要是受浮力作用的影响，通过置换水的方式，使气体聚集在储层的构造高部位;煤层气是在吸附作用的影响下，使气体进行聚集，成藏机理主要为典型的吸附成藏;而页岩气的成藏机理比较复杂，主要有3种：①吸附机理;②活塞成藏机理;③置换成藏机理。从成藏特征而言：天然气藏的气体来源比较广，在成藏的过程中，需要生、储、盖等条件的合理组合;煤层气和页岩气藏的气体来源基本一致，而且这两种气藏的储层都具有低渗透率、低孔隙度的特征，并且分布的范围比较广。其次，煤层气和页岩气藏的形成都无需常规圈闭;煤层气成藏必须有比较好的盖层条件，而页岩气成藏則没有这个要求。

参考文献：

[1]郭林广，李维锋.我国页岩气成藏机理及成藏条件研究[J].中国化工贸易，2015（15）：127-127.

[2]许小宇.页岩气赋存机理及富集条件[J].中国化工贸易， 2016，8（10）：43.

[3]赵杰杰.济阳坳陷浅层气藏成藏规律研究[J].中国化工贸易，2019，11（34）：239.

[4]李纬洲.煤层气的成藏及生产机理分析与研究[J].中国化工贸易，2020，12（3）：230，232.

作者简介：

郭雨嘉（1995- ），女，汉族，吉林通化人，硕士，助理工程师，主要从事气田开发地质方面的工作。