渭河盆地水溶性天然气层类型研究.pdf

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1、第2O卷第2期地质力学学报V01．20NO．22014年6月JOURNALOFGEOMECHANICSJun．2014文章编号：1006-6616(2014)02-0114-09渭河盆地水溶性天然气层类型研究张雪，刘建朝，李荣西，王行运，翁凯(1．长安大学地球科学与资源学院，陕西西安710054；2．中国石化集团华北石油局三普石油工程公司，陕西咸阳712000)摘要：选择位于不同构造单位，不同完井深度的地热水井为载体，利用排水取气法采集水溶气样品，分析其组分特征、平面及纵向分布特征，并进行水溶气类型划

2、分。研究表明，渭河盆地水溶气中最具有工业价值的组分为甲烷和氦，最高含量分为98．37％和4．14％；碳同位素分析结果显示，水溶气中的甲烷成因类型多样，既有无机成因气，也存在有机成因气，有机成因气中从未成熟的生物气到过成熟的裂解气均有所出现；氦同位素分析结果表明水溶气中的氦以壳源氦为主。通过系统研究水溶气的分类方案，结合渭河盆地水溶气成分、成因及分布特点，采用类比、对比等方法，初步判定富氦水溶气的赋存层位，改进前人按深度分类的方案，建议以地层(张家坡组)为界将渭河盆地水溶气分为浅层可燃水溶气和深层富氦水

3、溶气两类。关键词：富氦水溶气；可燃气水溶气；水溶气类型；渭河盆地中图分类号：TEl32．2文献标识码：A0引言水溶性天然气简称水溶气，是非常规油气资源的一种。目前，业已查明的水溶气资源量非常丰富，比常规天然气资源量(293×10m)多115倍，随着我国经济的飞速发展，对资源的需求13益增加，常规油气资源的开发已不足以满足需要，因此加大对水溶气这类非常规资源的研究十分必要。我国的水溶气资源丰富，除了熟知的四川盆地、塔里木盆地、柴达木盆地、鄂尔多斯盆地等，渭河盆地也存在着丰富的水溶气资源。早在1972—1

4、975年，原地质部第三石油普查大队对渭河盆地进行石油普查工作时，就在盆地中发现了含高浓度氦(一般含量为2％～4％)和甲烷(一般含量在20％左右)的水溶气；2000年以后，西安市国土资源局、长安大学等单位开展了以氦气为重点的水溶气研究；2009年，在固市凹陷渭南地区新打的浅层地热井中，发现了高甲烷含量的天然气。前人的研究成果及新的发现表明，渭河盆地水溶气资源具有多组分(氦气、甲烷气)、多类型、多层位分布的特点。本文针对渭河盆地水溶气资源的特殊性，结合天然气的成分、成因以及分布规律，探讨该地区水溶气层收稿

5、日期：2013—10—18作者简介：张雪(1986．)，女，吉林省吉林市人，博士生，主要从事渭河盆地天然气地质的研究。E-mail：36549092@qq．tom第2期张雪等：渭河盆地水溶性天然气层类型研究115的类型，对指导今后该地区多种气体资源的综合开发利用具有重要意义。1水溶气类型1．1水溶气藏的分类水溶气即溶解在水中的天然气，根据气体在地质时期不同的赋存状态可分为游离相水溶气藏和水溶相气藏两类。游离相水溶气藏是指成藏初期气体溶解在水中，当气体过饱和时从水中游离出来，遇到圈闭后聚集形成的常规天然

6、气藏。当前气体仍溶解在地层水中的气藏即为水溶相气藏，属非常规气藏。根据水溶气藏与油气田的封闭程度可以分为开启式和封闭式两类，前者是指与油气田无关的水溶气藏，后者则与油气田(边、底水)相关。1．2水溶气的分类①按组分分类：水溶气的主要成分包括烃类气体、氮气及酸性气体，以组分体积分数大于50％为界可分为甲烷类、氮气类、酸气类等3类，在此基础上以组分体积分数超过25％为界可对其进一步定型”(见表1)。表1水溶气按组分体积分数分类表Table1Classificationofcomponentvolumefr

7、actioninWater—solublegas②按成因分类：水溶气是天然气的一种特殊存在状态，除了可以按照组分进行分类之外，也可以像常规天然气一样按照成因分类(见表2)。表2水溶气按成因分类表Table2Classificationofcausesinwater-solublegas③按地层压力分类：研究表明，压力是影响气体在水中溶解度大小的重要因素之一，因第2期张雪等：渭河盆地水溶性天然气层类型研究117表4渭河盆地水溶气碳同位素分析结果及成因分类表Table4Carbonisotopeanaly

8、sisandgeneticclassificationofwater—solublegasinWeihebasin机成因气，油型气、煤成气，未成熟(生物气)、成熟(凝析气)均有出现。其中有机成因气的甲烷含量相对较高，无机成因气的甲烷含量较低(御园，甲烷含量0．28％)；同一构造单元内热解型煤成气和油型气的甲烷含量较为平均(10．164％～15．917％)，生物气的甲烷含量(灵山寺17．964％)高于煤成气和油型气；固市凹陷煤成气甲烷含量(渭南中医学院82