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致密气充注成藏机理及气-水非均质性研究

致密气,充注成藏机理,气水分布,气水产出,徐家围子,鄂尔多斯盆地

致密气藏的气-水分布和产出非均质性虽已从实验和地质观察角度总结了相应认识规律，但一直缺少定量的数理模型揭示其成藏机理。本论文从核磁-驱替物理模拟、考虑物质平衡和力学平衡的数值模拟以及实际地质观察三方面结合论证致密气充注成藏机理。结果显示致密气充注成藏时会在靠近源-储界面优先形成含气饱和度稳定带，气源不足时，从源-储界面起，依次形成含气饱和度降低带和未充注带。源岩条件越好，排气量越大、超压越大，致密储层含气饱和度稳定带和降低带越厚，整体含气饱和度越高；源岩条件有限时，致密储层条件越好，孔渗越高、孔喉越大，含气饱和度稳定带和降低带厚度越薄，但含气饱和度高。致密气“甜点”有利层段发育在靠近源岩的优质储层中，对应含气饱和度稳定带。数值模型模拟结果很好地吻合了驱替-核磁物理模拟结果，并很好地解释了徐家围子断陷深层和鄂尔多斯临兴-神府地区致密气藏气-水分布和产出规律。

徐家围子断陷沙河子组砂砾岩气藏距离源岩较近，在天然气充注成藏时条件好，气源充足、充注动力强，形成含气饱和度稳定带，砂砾岩储层气层分布和产出非均质性主要受控于储层质量，而营城组火山岩气藏距离沙河子组源岩远，天然气经断裂带进入裂缝中后，由于体积膨胀，气体充注压力急剧降低，在较小的充注动力下，只会形成吸附水-游离水-天然气共存的含气饱和度降低带以及仅含有水的未充注带。所以在后期的开发过程中，就导致了沙河子组致密气中不产水，而营城组气藏中有水产生。鄂尔多斯盆地临兴-神府地区致密气藏气-水分布主要受控于源岩条件，在气源条件相对好、充注动力相对强的临兴中区，靠近源岩层的致密气充注成藏形成含气饱和度稳定带，远离源岩层的致密气充注成藏形成含气饱和度降低带；而在气源条件相对差、充注动力相对弱的皇甫区，靠近源岩层的致密气充注成藏形成含气饱和度降低带，远离源岩层的致密砂岩储层中天然气未充注成藏。