天然气藏形成机理

一、天然气成藏过程的特殊性
2、天然气通过盖层扩散 扩散系数
3、天然气藏形成与保存的动态过程 较大规模的油气藏形成需要4个条件：
（1）充沛的气源 （2）生气高峰出现的地质年代新 （3）良好的盖层条件 （4）生气高峰期比较稳定的大地构造环境
二、凝析气藏的形成与分布
1、凝析气藏的概念 液态的油在地下高温高压条件下反而蒸发 为气体，而当压力降低以后又凝结为液态 石油。气藏的形成与原油中气油比高，富 含轻烃组分
临界点K所对应的温度和压力 称为临界温度和临界压力。对于纯 物质，临界温度：高于该温度时， 无论压力多大，气体仍不可液化。 临界压力：高于此压力时，无论温 度多少，液体和气体不会共存。
丙烷两相系统等温的压力—体积关系
（2）凝析气藏的PVT关系与相态特征
多组分烃类相态：多组分烃 类物系相态图与烃类纯物质的相 态图不同，其露点线和泡点线交 绘于临界点K，所围区域为气液 两相共存区，临界凝析压力点K2 和临界凝析温度点K1之间为逆凝
第四节 天然气藏形成机理
一、天然气藏形成机理
• 天然气成藏过程的特殊性 • 凝析气藏的形成与分布 • 深盆气藏形成机理 • 天然气水合物 • 煤层气
一、天然气成藏过程的特殊性
1、天然气在地层水中的溶解及水溶气析出成藏 水溶气析出的地质条件
（1）地层抬升 （2）含气地层水上升 （3）地层水矿化度增高
1）煤的组成 2）煤的变质程度 3）煤层厚度 4）煤层的埋藏深度 5）煤层围岩的封闭性 6）地质构造运动
3、煤层甲烷的开采
页岩气（Shale Gas）
页岩气是储集在富含有机质的页岩中的天然气，页岩既 是母岩，又是储层，天然气以游离和吸附状态存在于页岩中。 一般认为，页岩生成的油气只有不到10%烃类排替出页岩.
临界凝析压力点K2：多组分相态中， 不管温度高低，凡高于此压力便不能形成 气体。
3、凝析气藏的形成条件与分布
（1）形成条件 1） 在烃类物系中，气体的数量必须胜过
液体的数量，才能为液相反溶提供条件。 2）油气藏埋藏深，地层温度介于烃类物
系的临界温度和临界凝结温度之间，当地层 压力超过该温度的露点压力。 （2）分布
常压
高渗
低渗 气源
气 高压
水 气水 过渡带
常压
c 、气充满整个低渗储层，达到聚散动态平衡
高渗
低渗
气
气源
低压
d 、抬升剥蚀阶段，气散失大于聚集
水
气水 过渡带
常压
3、深盆气藏形成条件
1）气源条件 2）储层条件：分布广泛，连接气源；孔渗性
差，毛管压力大；内部孔隙结构自成体 系，与浅层高孔渗没有连通。 3）区域平缓的构造单斜 4）存在局部“甜点”
主要分布在地层老，埋藏深的地区，如中 西部
三、深盆气藏形成机理（Deep Basin Gas）
（1）深盆气藏的特征
1）分布在盆地拗陷或斜坡带的下倾部位，没有常规意义上的圈闭
2）深盆气藏储集层的孔渗性差，含气饱和度变化大
3）具有气水倒置的关系
4）具有异常高压或异常低压的特征
Байду номын сангаас
盆地中心气
低压
常规气聚集区 常压
含溶解气油藏
凝析气藏
纯 气 藏
油气藏
析区，在该区内，低压条件下
（B3）为气态，压力增大到 （B2）后，压力增大液相反而减 小，到B1点则完全气化，这与正 常蒸发概念完全相反，称为逆蒸
发，相反的过程称为逆凝结，凝
析气（油）藏的形成正是逆蒸发 （逆凝结）相态转变的结果。
多组分烃类物系相态图
临界凝析温度点K1：多组分相态中， 不管压力多大，凡高于此温度便不能形成 液体。
开产方式：水平井+压裂
气水 合物 形成 温压 曲线
海水与甲烷形成气水合物的相图
气水合物（Gas hydrates or Clathrates)
虽然可燃冰分布广 泛，资源潜力大， 但其资源的富集程 度、经济开发的实 验研究还没有取得 明显进展，目前还 停留在理论研究阶 段
五、煤层气
1、煤层气的赋存状态
2、控制煤层气富集的地质因素
K2
K1
JJ T P C
天然气持续充注 天然气不断散失 饱气带
饱水带
2、深盆气藏形成机理
1）毛细管力封闭与力平衡原理是深盆地气成藏的主要机理
2）天然气运聚平衡过程的物质平衡作用制约深盆气的分布 范围
深盆气运移与聚集模式
砂岩物 性界面
高渗
低渗 水 常压
a 、水充满潜在储层
高渗
低渗
水
气
气源
高压
b 、天然气从下部逐渐聚集
四、天然气水合物：
在冰点附近的特殊温度和压力条件下形成的固态结晶 化合物。主要分布在冻土、极地和深海沉积物分布区。
固态气水合物是在温度 高于水本身的固化温度的时 候，天然气和水结合而形成 的一种固态。气体分子和水 分子的数目是固定的，一个 甲烷分子需要5.75个水分 子，一个乙烷分子需要7.66 个水分子，一个丙烷或丁烷 分子需要17个水分子。
2、凝析气藏的相态特征
（1）临界温度与临界压力
烃类纯物质的相态：温度一 定，随压力增加，体积缩小， 达露点A后，压力不变而体积继 续缩小，直到泡点B后，压力增 大体积变化甚微，露点A为开始 液化的点，泡点B为完全液化的 点，A-B为气液两相共存区段， 其对应的压力为饱和蒸汽压， 大小取决与温度，温度升高， A-B线段逐渐缩小，直到临界点 K。