凝析氣藏及非常規(guī)氣藏

凝析氣藏及非常規(guī)氣藏第1頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月一凝析氣藏的形成（一）基本概念

地下：單一氣相（油逆蒸發(fā)氣化或分散于氣相中），為凝析氣地面：氣、油同產(chǎn)，產(chǎn)氣為主，液態(tài)烴稱為凝析油

凝析氣是指地下溫度、壓力條件下呈氣態(tài),隨溫度、壓力降低呈反凝析現(xiàn)象的一種特殊類型的天然氣。反凝析過程中析出的液態(tài)烴類稱為凝析油。在地下深處較高溫、高壓條件下的烴類氣體，采到地面后，溫度、壓力降低，凝結(jié)出部分液態(tài)烴，這種含有一定數(shù)量凝析油的氣藏稱為凝析氣藏。第2頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月逆凝結(jié):壓力減小氣體變?yōu)橐后w,或液相增加,與正常凝結(jié)剛好相反。逆蒸發(fā):壓力增大液相反而減小,以至蒸發(fā)的現(xiàn)象,與正常蒸發(fā)剛好相反。泡點：溫度（或壓力）一定時，開始從液相中分離出第一批氣泡的壓力（或溫度）。對于純化合物，泡點也就是在某壓力下的沸點。露點：溫度（壓力）一定情況下，單一氣體或氣體混合物處于開始冷凝成液體的溫度（或壓力）。

汽液平衡時，液相的泡點即為汽相的露點。飽和蒸汽壓：在密閉條件中，在一定溫度下，與液體或固體處于相平衡的蒸氣所具有的壓力。相圖：也稱相態(tài)圖、相平衡狀態(tài)圖，是用來表示相平衡系統(tǒng)的組成與一些參數(shù)(如溫度、壓力)之間關系的一種圖第3頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月1、純物質(zhì)的臨界狀態(tài)（二）凝析氣藏的形成第4頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月表：若干物質(zhì)的臨界參數(shù)物質(zhì)名稱臨界溫度(℃)臨界壓力(atm)物質(zhì)名稱臨界溫度(℃)臨界壓力(atm)水二氧化碳氮硫化氫甲烷乙烷丙烷正丁烷異丁烷環(huán)戊烷374.231.0-146.9100.4-82.132.396.8152.0134.9238.6218.572.933.588.945.848.242.036.036.044.6正戊烷異戊烷環(huán)己烷正己烷正庚烷正辛烷正癸烷正十一烷正十二烷198.0187.8280.0234.7267.0296.7346.3369.4390.633.332.940.029.927.024.621.219.018.5物質(zhì)名稱臨界溫度(℃)臨界壓力(atm)物質(zhì)名稱臨界溫度(℃)臨界壓力(atm)水二氧化碳氮硫化氫甲烷乙烷丙烷正丁烷異丁烷環(huán)戊烷374.231.0-146.9100.4-82.132.396.8152.0134.9238.6218.572.933.588.945.848.242.036.036.044.6正戊烷異戊烷環(huán)己烷正己烷正庚烷正辛烷正癸烷正十一烷正十二烷198.0187.8280.0234.7267.0296.7346.3369.4390.633.332.940.029.927.024.621.219.018.5物質(zhì)名稱物質(zhì)名稱臨界溫度(℃)臨界溫度(℃)臨界壓力(atm)臨界壓力(atm)物質(zhì)名稱物質(zhì)名稱臨界溫度(℃)臨界溫度(℃)臨界壓力(atm)臨界壓力(atm)水二氧化碳氮硫化氫甲烷乙烷丙烷正丁烷異丁烷環(huán)戊烷水二氧化碳氮硫化氫甲烷乙烷丙烷正丁烷異丁烷環(huán)戊烷374.231.0-146.9100.4-82.132.396.8152.0134.9238.6374.231.0-146.9100.4-82.132.396.8152.0134.9238.6218.572.933.588.945.848.242.036.036.044.6218.572.933.588.945.848.242.036.036.044.6正戊烷異戊烷環(huán)己烷正己烷正庚烷正辛烷正癸烷正十一烷正十二烷正戊烷異戊烷環(huán)己烷正己烷正庚烷正辛烷正癸烷正十一烷正十二烷198.0187.8280.0234.7267.0296.7346.3369.4390.6198.0187.8280.0234.7267.0296.7346.3369.4390.633.332.940.029.927.024.621.219.018.533.332.940.029.927.024.621.219.018.5第5頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月71.171.1℃的℃的PP--VV曲線：曲線：（1）隨P↑，V丙烷↓；（2）過A點后，V丙烷繼續(xù)↓，但P保持不變；（3）過B點后，即使加極大壓力，V也不變。87.887.8℃℃的的PP--VV曲線：曲線：隨T↑，水平線段縮短（A’B’＜AB）。96.896.8℃的℃的PP--VV曲線曲線：水平線段縮成一點KK，在此溫度以上的曲線，水平線段完全消失。第6頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

氣液兩相共存的最高溫度K1和最高壓力B1，分別稱為臨界凝析溫度和臨界凝析壓力。

臨界點K為泡點線（DB1曲線）與露點線（BK1曲線）的交點。已經(jīng)不再是兩相共存的最高溫度或壓力。

K1為臨界凝結(jié)溫度（最高臨界溫度），代表氣液兩相并存的最高溫度2、雙組分烴類物系相圖B1為臨界凝結(jié)壓力，高于該值，無論溫度多高，體系也不能液化的壓力。第7頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

等溫加壓情況下：A→B→1→2→E，在A點物質(zhì)為氣相，加壓至B點，開始出液滴（露點），壓力繼續(xù)增加至1點，液體數(shù)量逐漸增大；但從1到2點，加壓反而使液體逐漸減少，氣相增多，至2點物質(zhì)全部氣化。由1→2，等溫增壓出現(xiàn)氣化特征，稱為逆蒸發(fā)；由2→1，等溫減壓出現(xiàn)液化特征，稱為逆凝結(jié)。第8頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

等壓升溫情況下：C→D→4→3，C點為液體，升溫至D點，開始出氣泡（泡點），由D→4，氣體數(shù)量逐漸增大；但從4→3點，升溫反而使氣體數(shù)量減少直至最終全部液化。由4→3，為逆凝結(jié)；由3→4，為逆蒸發(fā)。

逆凝結(jié)和逆蒸發(fā)現(xiàn)象出現(xiàn)于臨界點與臨界凝析溫度點和臨界凝析壓力點之間，常稱之為“逆行區(qū)”。這是凝析氣藏形成的基本原因。第9頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

某種多組分烴類物系的相圖K-臨界點(T=52.8℃)；K1-臨界凝結(jié)溫度；

1-壓力超過泡點壓力的油藏；2-壓力超過露點壓力的凝析氣藏；3-單相氣藏(純氣藏)；4-泡點曲線；5-露點曲線；6-物系中液體所占體積百分率；A-純氣藏；B-凝析氣藏；C-油藏；D-油氣藏

3、多組分烴類物系的相態(tài)與凝析氣藏的形成

存液相存氣相氣液雙相凝析氣等溫條件下開采開正常采地面（18.7MPa）（15.5MPa）第10頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

凝析氣藏以高氣油比（>600~800m3氣/m3油）和輕烴組分高度富集為特征。在一定溫度、壓力范圍內(nèi)，存在逆蒸發(fā)和逆凝結(jié)現(xiàn)象，使一部分液態(tài)烴反溶于氣相形成單一氣相。在地下烴體系呈氣相，在地面同時有氣和凝析油產(chǎn)出。

并不是地下所有氣體采到地面都變成了凝析油。凝析氣藏特征：第11頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月凝析氣藏的形成條件：烴類物系中氣體數(shù)量多于液體數(shù)量,才能為液相反溶于氣相創(chuàng)造有利條件；地層埋藏較深，地層溫度介于烴類物系的臨界溫度與凝析溫度之間，地層壓力超過該溫度的露點壓力，這種物系才可能發(fā)生顯著的逆蒸發(fā)現(xiàn)象。

因此，隨著埋深增加，地層溫度和壓力會增加。當?shù)貙訙囟冗_到油-氣物系的臨界溫度時，地層壓力越大，油氣物系越容易轉(zhuǎn)化為單相氣態(tài)，大大促進地下儲集層內(nèi)油氣的運移，形成凝析氣藏。第12頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月說明：石油和天然氣都是成分非常復雜的混合物，其臨界條件非常復雜。石油-甲烷物系必須加壓到100MPa以上，才能變成單相氣態(tài)。但實驗證明，流體性質(zhì)和外界條件等因素都可以改變油-氣物系的臨界壓力（1）在石油-甲烷物系中，存在甲烷最近的同系物時，可以大大降低其臨界壓力，便于石油向氣相過渡（2）石油密度越小，臨界壓力越低；重質(zhì)高含硫石油在50MPa時也不可能轉(zhuǎn)化為氣態(tài)（3）用CO2代替CH4，可以降低油-氣物系的臨界壓力（4）巖石的存在可以降低油-氣物系的臨界壓力，特別是對高膠質(zhì)石油（5）巖石中含水時，會增大油-氣物系的臨界壓力第13頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）地下油氣藏相態(tài)的識別收集地層壓力、地層溫度及地層條件下油-氣物系的烴類組分百分含量,編制烴類物系的相圖。2、根據(jù)油氣成分的經(jīng)驗預測法Z=A+B+++BCCCCC=12345+Z>450純氣藏80<Z≤450凝析氣藏15<Z≤80帶油環(huán)凝析氣藏7<Z≤15凝析氣油藏Z≤7油藏A=C2/C31、編制油—氣物系的相圖第14頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月二非常規(guī)氣藏的形成及特征第15頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

指在特殊地質(zhì)條件下形成的，具有特殊圈閉機理和分布規(guī)律的非常規(guī)天然氣藏，因分布在盆地深部或構造底部，故稱為深盆氣藏

它不是一種特殊天然氣,也不是賦存于盆地某一深度線以下的天然氣深盆氣藏主要是在毛細管壓力的作用下，存在于具有低孔，低滲特征儲層的構造下傾方向上的天然氣聚集體，向儲層的構造上傾方向,雖然孔滲性變好,但卻通過氣水過渡帶向上形成含水飽和帶。具有典型的“氣水倒置”特征

（一）深盆氣藏（DeepBasinGasPools）第16頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

研究開發(fā)歷程

深盆氣藏最早于1927年發(fā)現(xiàn)于圣胡安盆地

20世紀50年代初最早投入開發(fā)

1976年在加拿大西部阿爾伯達盆地發(fā)現(xiàn)牛奶河、艾爾姆華士和霍得利等巨型深盆氣藏，探明儲量1.9×1012m3

1979，Masters提出了深盆氣藏的概念。指分布在盆地深部的天然氣，由于深盆氣常常儲集在致密低孔滲巖層中，Spencer等（1986）又稱其為致密儲層氣（Tightgasreservoirs）。認為氣水相對滲透率的變化可以為深盆氣的成藏提供遮擋條件，即當?shù)貙雍柡投冗_到60%時，致密儲層就對天然氣形成了幾乎完全的遮擋，從而形成了水堵封閉

20世紀80年代，美國相繼在12個大型盆地（例如圣胡安、尤因塔—皮申斯、丹佛、大綠河、粉河、風河等盆地）發(fā)現(xiàn)巨大的深盆氣資源，并投入開采和利用第17頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月氣源巖的大面積高效生排烴：煤及煤系地層第18頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月北美的深盆氣藏多位于向斜盆地軸部或構造下傾部位，多屬前陸盆地或山間盆地。盆地多緊靠物源區(qū)，碎屑沉積活躍，沉降快速，海陸交互環(huán)境的含煤地層發(fā)育，成巖作用又加快了致密儲層的形成，因此特殊的構造沉積環(huán)境成為深盆氣形成的有利場所。按發(fā)育的構造背景,分為：斜坡型；前淵型；深凹型

第19頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月2、深盆氣系統(tǒng)的基本特征1）天然氣聚集呈連續(xù)性巨大規(guī)模地分布在盆地深凹區(qū)、構造下傾部位或斜坡部位2）天然氣區(qū)常為異常高壓或異常低壓3）氣水倒置，常缺少底水和邊水4）聚氣儲層致密、低孔滲，但其中含有高孔滲體5）含氣層厚度可從幾米厚的單層到數(shù)千米厚的多層疊置6）氣區(qū)上方和上傾方向無傳統(tǒng)意義上的蓋層和封閉條件7）為熱成因氣，運移驅(qū)動力為天然氣生成增壓形成的異常高壓即高壓氣體驅(qū)替儲層中的毛細管水。天然氣聚集區(qū)上方和上傾方向為毛細管力封閉第20頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.深盆氣藏主要特征（1）氣水倒置同一儲層中“上水下氣”，沒有明顯的氣水界面（2）源—藏伴生：源巖多位于緊鄰致密儲層的下方（3）異常地層壓力：異常高壓或異常低壓（4）缺乏邊－底水，氣藏邊界不受構造等深線控制（5）氣藏是盆地儲層下傾方向的天然氣聚集體，不存在常規(guī)意義的圈閉（6）儲層多為致密砂巖。主要源巖為煤系地層第21頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月甜點：深盆氣藏的致密砂巖中孔滲性較好的巖體部分。主體上表現(xiàn)為各類砂體分布，也可以體現(xiàn)為裂隙發(fā)育帶，它是深盆氣藏內(nèi)具有工業(yè)勘探價值的基本目標。1一氣源巖(如煤層等)；2一深盆氣藏內(nèi)部甜點；3一深盆氣的飽含氣帶；4一深盆氣藏氣水過渡帶；5一飽含水帶(區(qū)域含水儲層)；6一巖性圈閉氣藏；7一構造(背斜)圈閉氣藏第22頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月4.深盆氣藏形成的地質(zhì)條件（1）源巖面積大、供氣充足，供氣速率高。（2）低孔、低滲、大面積發(fā)育的、與源巖聯(lián)系緊密，具有成因聯(lián)系的儲集層；煤層與砂體的組合是深盆氣藏形成的最有利組合，煤層→大量氣，保證砂巖層有充足的氣源

（3）水動力條件要弱，區(qū)域構造穩(wěn)定，斷裂發(fā)育弱且小；（4）深盆氣頂部蓋層作用主要是減少天然氣的擴散作用，也可不存在，完全由儲層中氣水界面處的力平衡界面來維持深盆氣藏的存在。但是，該情況下天然氣的擴散速率可能要明顯大于蓋層存在條件下的擴散速率，只有下伏源巖供氣量較大（供氣量≥散失氣量）時才能維持深盆氣藏的存在。第23頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月1）力學平衡機理

在盆地深凹陷部位，儲層演化達到一定程度，下伏源巖排出的天然氣進入儲層后，其生排烴膨脹力+浮力＜儲層毛細管力+靜水壓力，因此天然氣不能靠在儲層中的浮力作用發(fā)生運移。隨著儲層進入氣體的增多，天然氣承受的孔隙壓力加大，氣體整體排替儲層中的孔隙水，推動氣水界面不斷向上方推進，上方的水不能在重力的作用下向下流動，從而形成氣水倒置現(xiàn)象的深盆氣藏。5、深盆氣藏形成機理第24頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月深盆氣藏形成的力學平衡機理第25頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月靜水柱壓力(浮力)及其對天然氣運移的作用分析示意圖(a):當水介質(zhì)連續(xù)時，物體頂?shù)酌嫔系乃鶋毫Σ?即浮力)使物體上浮或產(chǎn)生上浮趨勢(A);當水介質(zhì)不連續(xù)時，物體不產(chǎn)生浮力(B).(b):常規(guī)儲層條件下，地層孔隙水的連續(xù)性導致天然氣產(chǎn)生浮力。由于氣水之間的毛細管壓力各處相等，浮力成為天然氣運移的主控因素.(c):在致密儲層條件下，天然氣的充注將地層水整體排開(深盆氣成藏)，破壞了地層孔隙水分布的連續(xù)性，因此天然氣不受浮力作用第26頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第27頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月2）物質(zhì)平衡機理

深盆氣藏的存在是一個氣體動態(tài)物質(zhì)平衡，儲層物性、厚度和傾角一定且滿足深盆氣藏形成條件時，氣藏存在的最小埋深和最大分布范圍也亦確定。

實際上氣藏的分布范圍要受到源巖供氣量、儲層內(nèi)深盆氣氣水邊界處擴散氣量、儲層上方蓋層擴散氣量大小的制約：

氣藏氣水邊界＜最小埋深。當供氣量＞擴散量，氣水邊界將不斷向上推移，氣藏范圍不斷擴大；供氣量＜擴散氣量，則深盆氣將達不到其最大分布范圍，且不斷縮小，直至深盆氣藏消亡。

氣藏達到其力學平衡所確定的最小埋深和最大分布范圍。當供氣量＞擴散氣量，部分天然氣在熱膨脹力和浮力作用下沿儲層向上進行常規(guī)二次運移，在上方圈閉形成常規(guī)天然氣藏，深盆氣藏范圍維持不變；供氣量＜擴散氣量，深盆氣藏范圍將不斷縮小，直至消亡。第28頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月1、基本概念煤層氣指賦存在煤層中以甲烷為主要成分、以吸附在煤基質(zhì)顆粒表面為主并部分游離于煤孔隙中或溶解于煤層水中的氣體，其成分以甲烷為主，往往將其簡稱為煤層甲烷。瓦斯

是賦存在煤層中的煤層氣與采動影響帶中的煤成（層）氣、采空區(qū)的煤型氣及采掘活動過程中新生成的各種氣體的總稱。（二）煤層氣藏第29頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月煤型氣

是指煤系地層中煤和分散有機質(zhì)，在成巖和煤化過程中形成的天然氣，以游離狀態(tài)、吸附狀態(tài)和溶解狀態(tài)賦存于煤層和其它巖層內(nèi)。其中賦存在煤層中，成分以甲烷為主的煤型氣稱為煤層氣或煤層甲烷。第30頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第31頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月2.煤層氣的化學組成

1）烴類氣體

甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、異丁烷。干氣（貧氣）：CH4>95%或C1%>95%

濕氣（富氣）：CH4<95%或C2+%>5%C1/C1~5值大于99%，為特別干的氣體；

95%~99%為干氣；

85%~95%為濕氣；小于85%，為特別濕的氣體。第32頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月2）非烴類氣體有氮氣、二氧化碳、

一氧化碳、硫化氫、氫及微量的惰性氣體。3）控制煤層氣成分的主要因素

1、煤的顯微組分,特別是富氫組分的豐度；

2、儲層壓力，它影響煤的吸附能力；

3、煤化作用程度，即煤階/煤級；

4、煤層氣解吸階段

5、水文地質(zhì)條件第33頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第34頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3.控氣地質(zhì)因素第35頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月1）煤層氣藏的概念主要觀點有：（1）煤層氣藏是煤中甲烷在具備適當外界條件時，相對集中在一定的圍限內(nèi)，圍限內(nèi)的氣體富集程度、壓力一般高于圍限外。煤層氣藏屬流體壓力圈閉氣藏，可細分為水壓、氣壓圈閉兩種，對圈閉的要求不如常規(guī)氣藏嚴格（李明潮等，1996）（2）指在壓力作用下“圈閉”著一定數(shù)量氣體的煤巖體，基于此出現(xiàn)了“有效煤層氣藏”或“經(jīng)濟煤層甲烷氣藏”的概念，指出有效煤層氣藏是指具有商業(yè)開采價值的煤層氣藏（錢凱等，1997）4、煤層氣藏的概念及要素形成的地質(zhì)條件第36頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）地層中煤層氣聚集的基本單元，是煤層氣發(fā)生富集的壓力圈閉，該壓力圈閉是煤層氣成藏要素優(yōu)化配置的結(jié)果，其富氣程度主要受控于煤層氣成藏過程匹配關系的優(yōu)化（桑書勛，2001）。（4）指在地層壓力(水壓和氣壓)作用下保有一定數(shù)量氣體的同一含煤地層的煤巖體，并具有獨立的構造形態(tài)，它是在煤層熱演化作用過程中形成的，且在后期構造運動中未被完全破壞，呈層狀產(chǎn)出（張新民，2002）第37頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月2）成藏要素分析

從成藏角度來看，煤層氣要聚集成為具有商業(yè)開發(fā)價值的煤層氣藏，同樣需要生、儲、蓋、圈、運、保等基本成藏要素和過程。但煤層氣生儲同層，并具有以吸附狀態(tài)為主的賦存特點，使煤層氣藏形成具有獨特的成藏要素要求。可以綜合為煤層條件、壓力封閉和保存條件3個方面（1）煤層條件作為源巖，要求煤層具有一定的厚度和一定熱成熟度。煤層具有較大的厚度，是生氣有機質(zhì)在量上的保證作為儲集巖的煤層需要一定的儲集空間和滲透率。煤儲層儲集空間由煤基質(zhì)孔隙和天然裂隙系統(tǒng)兩部分組成第38頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）壓力封閉條件煤層氣藏的實質(zhì)是一個壓力封閉系統(tǒng)。壓力對煤層氣富集成藏的作用主要表現(xiàn)在兩個方面：

為煤層氣藏提供一部分能量，增大煤層對甲烷的吸附維持煤層氣藏能量平衡，阻止煤層氣解吸、逸散

壓力封閉系統(tǒng)主要由煤層埋深、煤層的頂?shù)装鍘r層及煤層的水動力系統(tǒng)組成：

煤層埋深是壓力的主要來源而頂板巖性的封閉能力、水動力受堵以及大量煤層生成產(chǎn)生的壓力也對煤層氣成藏起到重要作用

第39頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）保存條件主要指封蓋層、上覆地層有效厚度、水文和構造條件等。

良好的封蓋層可以保持煤層壓力，阻止地層水的交替，減少游離氣和溶解氣的散失。

上覆地層有效厚度越大，說明煤層氣生成后，地殼抬升、剝蝕程度較弱，煤層向大氣逸散的路徑也就越長，保存條件越好。

水動力封閉及地層水超壓有利于煤層氣的吸附和富集；交替的水動力條件將打破吸附與溶解氣和游離氣之間的平衡，使吸附氣量減少；

構造運動必然引起煤層升降，改變煤層的溫壓條件，打破原有的壓力和氣體之間的平衡，從而影響煤層氣藏的保存。第40頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月煤層氣藏形成的主要條件：

1）煤層厚度和含氣性

2）滲透性

3）保存條件

4）水文地質(zhì)條件第41頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月四類煤層氣藏：承壓水封堵、壓力封閉、頂板微滲漏封閉、構造封閉中國煤層氣藏模式圖第42頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

吸附態(tài)煤層甲烷是煤儲集天然氣的主體。當煤處于一定的溫度、壓力等條件下時，吸附即達到一種平衡狀態(tài)，吸附狀態(tài)的天然氣要能流動，必須打破這一平衡狀態(tài)，使煤層甲烷解吸出來。第43頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）天然氣水合物n1、基本概念n是在特定的低溫和高壓條件下，甲烷等氣體分子天然地被封閉在水分子的擴大晶格中，形成似冰狀的固態(tài)水合物。n自然界中存在的天然氣水合物的天然氣主要成分為甲烷，又稱為甲烷水合物（MethaneHydrates）。n有時乙烷、丙烷、丁烷、二氧化碳及硫化氫也可與甲烷一起形成固態(tài)混合氣體水合物，故又稱固態(tài)氣水合物(SolidGasHydrates）第44頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月天然氣水合物是甲烷等氣體和水分子組成的類似冰狀的固態(tài)物質(zhì)，其分子式為ＭｎＨ2Ｏ，其中Ｍ是以甲烷氣體為主的氣體分子數(shù)，ｎ為水分子數(shù)。天然氣水合物實質(zhì)上是一種水包氣的籠形物。

其中的水結(jié)晶成等軸晶系，而不是象冰那樣的六方晶系。由水分子形成剛性籠架晶格，每個籠架晶格中均包括一個主要為甲烷的氣體分子。

標準狀態(tài)下，1m3甲烷水合物可以產(chǎn)生164m3氣和0.8m3的水。

第45頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月2）天然氣水合物形成與分布第46頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月氣體水合物的分布特征：多分布在極地、永久凍土帶及大洋海底。全球甲烷水合物預測分布圖（JamesBooth,1997）第47頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）烴類來源比較天然氣的形成具有多源性和多階段性。多源性的體現(xiàn)：既有有機成因的天然氣,也有無機成因氣在各種類型的有機質(zhì)都能形成天然氣，既有油型氣,又有煤型氣。八氣藏與油藏形成及保存條件的差異第48頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

石油主要是由腐泥型和腐殖-腐泥型有機質(zhì)生成的。天然氣不僅與石油共生,也往往與煤系共生，聚油盆地和聚煤盆地都可以尋找天然氣。有機成因天然氣的生成具有多階段性，各個階段都伴隨有天然氣的生成；石油則大量生成于一定埋藏深度的“液態(tài)窗”范圍內(nèi)。第49頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）對儲、蓋層條件要求的差異

天然氣與石油性質(zhì)的差異,對儲、蓋層條件的要求不同：

氣藏對儲層的要求低，對蓋層的要求高；而油藏對儲、蓋層的要求與此相反

烴濃度封閉是天然氣蓋層特有的封閉機理第50頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）形成的運聚成藏方式的異同

與石油相比,天然氣具有分子小、密度小、粘度小、溶解度大、壓縮性和擴散能力強等特點這決定了氣比油的運移活性強、運聚成藏方式多樣，這也是造成天然氣與石油的分布差異較大的重要原因之一第51頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月1、油氣運移方式及天然氣脫溶成藏

天然氣擴散和水溶對流是兩種有別于石油的重要運移機制天然氣溶解于水中或油中沿地層上傾方向運移，或隨地殼抬升，溶解于水中或油中的天然氣由于溫度升高和壓力的降低而析離出來，在淺部地層中形成天然氣藏，這是一種重要的成藏機制第52頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月2、天然氣水溶對流運移成藏

水溶對流起因于地層水的密度和溫度差異，地層水鹽度和含氣量的變化致使密度出現(xiàn)差異。因此，溶解有大量天然氣的地層水經(jīng)過對流，可使氣體在溫度、壓力適宜的地方聚集成藏縱向通道多數(shù)是斷裂，而橫向通道往往沿地層不整合面或其它被封閉層遮檔的連續(xù)性較好滲透層第53頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月碳酸鹽巖層熱對流系統(tǒng)的概念地質(zhì)模型

第54頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3、天然氣多源復合成藏天然氣形成具有多源、多階連續(xù)的特點，運移活性強在氣藏形成過程中往往是多種來源天然氣的復合，單一圈閉中聚集的天然氣可能是來自不同烴源巖、不同成因氣體的混合物。

天然氣藏形成的