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致密砂岩气勘探开发近年来快速发展，正成为继煤层气、页岩气之后全球非常规天然气勘探开发的又一热点。据统计，2009年，全球致密砂岩气产量已达4320亿立方米，占全球天然气年产量的14%。本文将通过介绍加拿大艾伯塔盆地致密砂岩气的情况，来为致密砂岩气这种非常规天然气的勘探开发提供可循的经验。 世界上第一个致密砂岩气藏是在美国圣胡安盆地布兰科气田梅萨沃德群砂岩中被发现的，当时是1927年。传统地质理论认为，天然气资源在盆地高部位圈闭聚集，低洼地带不可能形成天然气储存。半个世纪后的1976年，加拿大亨特勘探公司在艾伯塔盆地西部发现了巨型的埃尔姆沃斯致密砂岩气田，标志着北美致密砂岩气勘探开发进入了一个快速发展阶段。 目前，加拿大在艾伯塔盆地发现的埃尔姆沃斯、牛奶河和霍得利致密砂气田，是加拿大排名最大的3个巨型气田，具有惊人的天然气地质储量，探明天然气储量高达1.9万亿立方米。进一步的研究发现，致密气储层致密，不受构造高低控制，却分布在盆地的低洼地带。因此，加拿大亨特勘探公司的总裁马斯特斯当时把致密气称做“深盆气”。加拿大的三大气田是世界上致密砂岩气田的典型代表。 致密气田的发现是战略思想重大转变的结果 1924年～1947年，艾伯塔盆地勘探的方向是寻找构造型圈闭，主要勘探工作量均集中于盆地西部的山麓带，此间虽有油气发现，但收获不大。1947年一次偶然的机会在盆地中部的杜勒克地区发现了一个生物礁型油气藏，此后的岁月里勘探方向又以古生界生物礁油气藏为重点展开。1953年，Pembina大油田（内含深盆油藏）的发现使得以后的年代里又逐步将勘探方向转为白垩纪地层岩性圈闭，此间获得了大量的油气发现。直到1976年在盆地西部的深盆区发现了埃尔姆沃斯气田深盆气藏，盆地的勘探领域和主攻研究方向才最终转到了以深盆气藏为中心的勘探阶段。 作为艾伯塔盆地中最大的气田，埃尔姆沃斯气田的发现有其偶然性。在发现埃尔姆沃斯气田之前，曾有近百口井钻遇了深盆气藏的致密砂岩储层，但一直没有发现产出商业性气流的砂岩。由于气层压力较低，加之无意中对井筒储层的伤害，深盆气藏始终没有机会得以发现和认识。1973年，科麦吉公司的两名雇员约格·马斯特斯和吉姆·雷，不愿意跟随公司回到美国墨西哥湾海上去作业，他们注意到在这一地区虽然打了许多干井，但都有天然气显示，于是成立了加拿大亨特勘探公司，决定在别人勘探过石油并放弃了的地方寻找天然气资源。 他们以便宜的价格买下了这片土地的勘探特许权，着手干的第一件事是测绘出横贯加拿大艾伯塔省的整幅地质图，用彩色笔画出测井中有天然气异常的地方。地图画成了，明显的有一片彩色天然气显示点集中在一个叫作埃尔姆沃斯的小城镇附近，加拿大一个大型气田埃尔姆沃斯气田就这样被发现了。 该气田含气面积约5000平方千米（长约105千米，宽约48千米），产层为下白垩统致密砂岩，包括23个地层带上250个大小气藏，估计储量有160万亿立方英尺（4.48万亿立方米），目前为加拿大第一大气田。此后，该气田附近又发现了天然气储量为2584亿立方米的牛奶河气田，为加拿大第二大气田。1977年l1月，Sundance石油公司在艾伯塔盆地中南部发现了霍得利深盆气田，最大天然气可采储量为1690亿～1980亿立方米和0.48亿～0.55亿吨的伴生凝析油，为加拿大第三大气田，它的发现使加拿大的天然气储量增加了10%。 艾伯塔盆地致密砂岩气藏的特征 1.多分布于向斜盆地轴部或构造下倾部位。艾伯塔盆地深盆气藏分布位于落基山东侧盆地西部最深凹陷的深盆区，中生界厚度达4600米，在其中发现20多个产气层段，含气面积62160平方千米。深盆气藏多分布于向斜盆地轴部或构造下倾部位，而这些盆地多属于前陆盆地或山间盆地，特殊的构造沉积环境是深盆致密砂岩气藏形成的有利场所。 2.气源供应充足。艾伯塔盆地深盆致密气藏的气源岩，主要是富含有机质的暗色页岩、泥岩、粉砂质页岩、煤层及其共同组合，特别是煤系烃源岩成为深盆气源的主要贡献者。以海陆过渡相含煤地层为主。含煤层系的厚度中心与深盆气主体分布区是相互吻合的，煤层在埃尔姆沃斯气田范围内厚度最大，在下白垩统地层中储存有大约1640亿吨的煤炭资源。深盆区气源供应充足，时至今日，煤层中仍在继续生成天然气。 3.储层发育致密。艾伯塔盆地深盆气储层主要发育在白垩系碎屑岩层段中。低渗透性致密砂岩分布区主要以三角洲前缘、三角洲平原、冲积扇和滨岸相致密砂岩为主体。这类储层以致密层状和透镜状砂岩为代表，常埋藏于较深部位，是理想的深盆气储层。埃尔姆沃斯、牛奶河和霍得利气田的深盆气储层分别为下白垩统致密砂岩、上白垩统牛奶河组致密砂岩和下白垩统海绿石砂岩为主。 4.气水分布关系倒置。气水倒置是深盆气藏的重要标志之一。深盆气藏表现为在同一储层中在构造的上倾方向为饱含水层，下倾方向为饱含气层，气与水之间存在气水过渡带，气水边界不受构造等高线控制。艾伯塔盆地西侧深盆中分布有巨大的天然气资源，气层段和水层段之间没有岩性或构造阻隔，仅表现为气、水含量百分比的逐渐过渡。 5.地层流体压力异常。从已发现的世界范围内深盆气藏气层压力的发育特征来看，多数深盆气藏具有异常地层压力。艾伯塔盆地的白垩系深盆气藏多具异常低压特征。 6.常发育富气的“甜点”。由于储层物性的非均质性以及沉积成岩作用和地质流体影响，在致密储层内部形成局部的相对高孔隙度、高渗透性地层带，当深盆气在致密储层中排替自由孔隙水运聚成藏时，这些物性好的储层段中会优先充满天然气，就形成了富气点“甜点”。 |
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