松辽盆地北部深层天然气的阶梯式扩散机制.pdfVIP

维普资讯 第2l卷 第5期 大庆石油地质与开发 P．G．O．D．D． 2002年 10月 ·21· 文章编号：1000-3754 (2002)05-0021-02 松辽盆地北部深层天然气的阶梯式扩散机制 李景坤，刘 伟，宋兰斌 (大庆油ⅡIf限责任公司 勘探开发研究院，黑龙汀 大庆 163712) 摘要：松辽盆地徐家围子断陷深层存在多套气源岩，这些地层既可以作为天然气的储层，叉对下伏地 层的天然气具有一定的封盖能力。针对研究区的地质特点，建立了天然气的阶梯式扩散模型，其基本 原理是，每一气源岩层向上扩散损失的天然气，可以直接作为一种天然气的来源提供给上覆地层。把 阶梯式扩散模型加入盆地模拟系统中，可以动态地恢复天然气扩散的历史过程。天然气扩散量计算结 果表明，在阶梯式扩散模型中，地层中天然气的扩散量与盖层的厚度基本无关，然而扩散速度却直接 受盖层孔隙水中的气态烃含量影响，即气源岩作盖层时，对下伏气藏中的天然气向上扩散具有明显的 抑制作用。 关 键 词：天然气；阶梯式；扩散；浓度封闭；盆地模拟 中图分类号：TEl22．1 文献标识码 ：A 弋 松辽盆地深层系指 白垩系泉头组二段以下地层， 地层的纵向分布自下而上为火石岭组、沙河子组、营 2 天然气扩散量的计算方法 城组、登娄库组、泉头组。徐家围子断陷位于大庆长 地层中天然气的扩散主要是在水中进行的。只要 垣以东，深部地层沉积厚度较大，是松辽盆地北部生 地层水中存在天然气浓度差，扩散作用就会发生。 气潜力最大的深层断陷。泉头组一、二段和登娄库组 若烃源岩的气产率为B (m ／m ·S)，则连续性 处于高成熟阶段，营城组和沙河子组已经达到过成熟 方程为 阶段。干酪根元素分析和镜下鉴定结果证明，该地区 深层烃源岩的有机质以Ⅲ型为主，天然气主要为干 a = D · X + 、(1) t 气 式中 C——地层水中天然气浓度； f——扩散时问，S； 1 天然气扩散模式 — — 扩散方向上的距离，m； 徐家围子断陷泉头组二段以下地层均具有一定的 D——扩散系数 ，m ／s。 生气能力，由于砂岩和火山岩比较发育，同时又都可 如果气藏孔隙水中天然气浓度为 c。，盖层孔隙 以作为天然气的储层。假设研究区地层中的天然气只 水中天然气初始浓度为 c．，盖层顶界孔隙水中天然 向上覆地层扩散，并且不考虑通过断层的渗漏，那么 气浓度为 c：，盖层的厚度为 ，J，由式 (1)可解得天 每套地层中天然气的来源主要有两个，一是本身生成 然气通过盖层底界面单位面积的扩散量 (Q)为 ： 并排出的天然气，二是下伏地层向上扩散到该层的天 p ： ． 一 然气。青山口组一段地层是在全盆地稳定发育的一套 暗色泥岩，有机质丰度 比较高，可以作为区域盖 2L[Cl—Co+(C2一C1)(一1)] 层l