胡洪瑾, 蔣有錄, 劉景東, 趙 凱, 徐田武

(1.中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東青島 266580; 2.中國(guó)石化中原油田分公司勘探開(kāi)發(fā)科學(xué)研究院,河南濮陽(yáng) 457001)

20世紀(jì)70年代末至80年代初,煤成氣理論在中國(guó)出現(xiàn)。國(guó)內(nèi)學(xué)者針對(duì)東濮凹陷已探明天然氣藏的成因類(lèi)型及分布規(guī)律展開(kāi)研究[1-3],證實(shí)了石炭—二疊系煤系作為煤成氣源巖的貢獻(xiàn)及資源潛力[4],并明確了文23、戶(hù)部寨、馬廠、白廟等地區(qū)天然氣的煤成氣成因類(lèi)型,掀起了東濮凹陷煤成氣勘探的高潮。至2005年,東濮凹陷煤成氣總探明儲(chǔ)量為251×108m3,但探明率僅22.59%[5],勘探逐步陷入低谷。直到近年來(lái)東濮凹陷胡古2井[6]、方2井[7]等煤成氣井的相繼出現(xiàn),使煤成氣資源重新成為東濮凹陷的勘探熱點(diǎn)和增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要領(lǐng)域。目前東濮凹陷煤成氣的研究多局限于解剖典型煤成氣藏形成過(guò)程等方面[8-12],但針對(duì)全區(qū)煤成氣成藏主控因素定量評(píng)價(jià)及有利勘探區(qū)預(yù)測(cè)的研究尚不深入,制約了下步勘探部署。筆者綜合前人研究成果,通過(guò)對(duì)比分析典型煤成氣區(qū)成藏條件,厘定煤成氣成藏關(guān)鍵控制因素,對(duì)成藏主控因素進(jìn)行單一因素定量表征和多因素綜合評(píng)價(jià),優(yōu)選有利勘探區(qū),對(duì)東濮凹陷煤成氣的深化勘探具有重要的理論和實(shí)踐意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

東濮凹陷位于渤海灣盆地東南部,面積為5 300 km2,是一個(gè)勘探程度較高的新生代富油氣凹陷。研究區(qū)發(fā)育地層從下到上主要包括奧陶系灰?guī)r、石炭—二疊系海陸交互相地層和新生界河湖相含膏鹽碎屑巖[8]。凹陷經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致蘭聊、文東、長(zhǎng)垣等基底斷層大量發(fā)育,形成“壘嵌相間”的格局[13](圖1)。

目前東濮凹陷已探明文23、戶(hù)部寨、馬廠、白廟地區(qū)等多個(gè)煤成氣藏,但煤成氣整體分布規(guī)律及富集規(guī)模呈現(xiàn)不均一性。平面上,煤成氣均圍繞生烴洼陷分布,且受基底斷層控制作用明顯;縱向上,煤成氣富集層位可大致分為兩類(lèi),一類(lèi)富集于沙四段和石炭—二疊系等深部?jī)?chǔ)層中,如文23、戶(hù)部寨、馬廠地區(qū);另一類(lèi)富集于沙二下亞段、沙三段等相對(duì)淺層系中,如白廟地區(qū)。從探明儲(chǔ)量上來(lái)看,北部明顯高于南部,約占總儲(chǔ)量的70%;各氣藏規(guī)模之間也差異懸殊,如文23氣田的煤成氣探明儲(chǔ)量占比高達(dá)60%,而衛(wèi)城地區(qū)煤成氣僅占總探明儲(chǔ)量的1%。

2 煤成氣成藏關(guān)鍵控制因素厘定

為明確東濮凹陷煤成氣藏形成及差異富集規(guī)律的控制因素,結(jié)合前人研究,通過(guò)對(duì)烴源巖、動(dòng)力、輸導(dǎo)、蓋層等成藏要素及其時(shí)空配置關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)對(duì)比分析,將煤成氣成藏關(guān)鍵控制因素總結(jié)為以下幾個(gè)方面。

2.1 源巖供烴能力

勘探實(shí)踐表明,優(yōu)質(zhì)的氣源巖是形成天然氣成藏的物質(zhì)基礎(chǔ),特別是對(duì)于源外富集的斷控氣藏,氣源灶只有生成并排出足夠數(shù)量的天然氣,才能克服在運(yùn)移過(guò)程中的各種耗散,滿(mǎn)足天然氣運(yùn)聚成藏的基本條件[14]。氣源巖供氣條件的優(yōu)劣既受到源巖品質(zhì)(有機(jī)質(zhì)豐度、類(lèi)型及成熟度)影響,又受源巖發(fā)育程度(厚度、分布面積)制約,而兩者對(duì)氣源巖供氣能力的影響又可集中反映在氣源巖生氣強(qiáng)度參數(shù)上[9,12]。氣源巖生氣強(qiáng)度越大,供氣條件越好,天然氣聚集效率越高;反之不利于氣藏形成[15]。因此選取“生氣強(qiáng)度”參數(shù)定量表征源巖供烴能力。

東濮凹陷石炭—二疊系煤系烴源巖具有累積厚度大、有機(jī)質(zhì)豐度高、成熟度高的特點(diǎn),是一套優(yōu)質(zhì)氣源巖。這套烴源巖具有階段性成熟演化特征并發(fā)生多次生烴過(guò)程[4],其中古近紀(jì)的沙一—東營(yíng)末期和新近紀(jì)的明化鎮(zhèn)末期—現(xiàn)今是最主要的2個(gè)生烴期,晚期成藏的特點(diǎn)可以避免或減輕多旋回構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)已形成氣藏的破壞和長(zhǎng)期散失,有利于規(guī)模性煤成氣藏的發(fā)育。通過(guò)對(duì)煤系烴源巖生氣強(qiáng)度與煤成氣分布關(guān)系進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)研究區(qū)已探明煤成氣藏均圍繞生氣強(qiáng)度大于20×108m3/km2的區(qū)域分布(圖2)。其中生氣強(qiáng)度大于20×108m3/km2區(qū)域聚集的煤成氣儲(chǔ)量占凹陷探明總量的90%以上,反映出煤成氣分布范圍受源巖生氣強(qiáng)度控制的特征。

圖1 東濮凹陷構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨懊撼蓺夥植糉ig.1 Tectonic unit division and coal-formed gas distribution of Dongpu Depression

2.2 通源斷層輸導(dǎo)有效性

東濮凹陷煤成氣雖來(lái)自于洼陷帶石炭—二疊系源巖,但多富集于中央隆起帶、斜坡帶等構(gòu)造高部位的沙河街組儲(chǔ)層,具有源-儲(chǔ)分離的特點(diǎn)。凹陷內(nèi)部發(fā)育的基底斷裂及其正反向調(diào)節(jié)斷層,是溝通源-儲(chǔ)的重要橋梁。在一定范圍內(nèi),斷層的輸導(dǎo)效率決定了能夠?qū)嶋H運(yùn)移至圈閉的天然氣數(shù)量,對(duì)氣藏富集程度具有重要控制作用[16-17]。

采用斷層活動(dòng)速率法[16](斷層古落差/斷層活動(dòng)時(shí)間)對(duì)典型煤成氣分布區(qū)氣源斷層活動(dòng)性進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,研究區(qū)各煤成氣區(qū)均發(fā)育活動(dòng)時(shí)間與烴源巖生烴期匹配較好的氣源斷層(圖3),可以為煤成氣源外成藏提供運(yùn)移通道,且現(xiàn)今已探明煤成氣藏一般分布于有效氣源斷層的附近(圖1),說(shuō)明了斷層輸導(dǎo)對(duì)煤成氣成藏的貢獻(xiàn)。

圖2 東濮凹陷石炭—二疊系烴源巖生氣強(qiáng)度與煤成氣分布關(guān)系Fig.2 Relationship between coal-formed gas distribution and gas generation intensity of Carboniferous-Permian source rock,Dongpu Depression

2.3 保存條件

保存條件是氣藏形成的關(guān)鍵,蓋層封閉能力的差異也是天然氣藏形成及分布的控制因素之一[18]。東濮凹陷沙河街組發(fā)育多套全區(qū)穩(wěn)定分布的暗色泥巖段,可作為天然氣保存的區(qū)域蓋層。除此之外,北部還發(fā)育6套廣泛分布的鹽巖層,主要分布在以文留、衛(wèi)城構(gòu)造為中心的區(qū)域,累積厚度為1 200 m[19],使得北部地區(qū)的蓋層保存條件優(yōu)于南部。東濮凹陷約81.8%的煤成氣分布于北部膏鹽巖發(fā)育區(qū),且煤成氣主要富集于膏鹽巖層系,可見(jiàn)優(yōu)質(zhì)蓋層對(duì)煤成氣富集規(guī)模和縱向富集層位的重要控制作用。

對(duì)于斷陷盆地,蓋層的封蓋保存能力不僅與自身性質(zhì)有關(guān),而且較大程度上還受到后期斷裂活動(dòng)的影響。付廣等[20]提出斷接厚度參數(shù)可用于有效表征斷裂發(fā)育處蓋層的實(shí)際有效厚度,據(jù)文獻(xiàn)[20]中公式(1)計(jì)算了典型煤成氣富集區(qū)蓋層的有效厚度。以白廟地區(qū)為例,沙三上亞段頂部發(fā)育一套厚度約50～80 m的泥巖蓋層,其中斷接厚度大于40 m的區(qū)域主要分布在該區(qū)北部和西部地區(qū),天然氣僅在沙三上亞段聚集,說(shuō)明天然氣不能穿過(guò)蓋層,即蓋層能夠?qū)崿F(xiàn)有效封堵。研究區(qū)東南部沙三上亞段泥巖蓋層的斷接厚度小于40 m,天然氣在蓋層上下層系均有聚集,說(shuō)明蓋層封蓋能力減弱,成為相對(duì)不封閉區(qū),天然氣能夠穿過(guò)沙三上亞段蓋層進(jìn)入到上覆沙二下亞段儲(chǔ)層中聚集(圖4)。因此蓋層有效厚度對(duì)煤成氣縱向富集層位具有明顯控制作用,可初步判斷研究區(qū)泥質(zhì)蓋層封閉天然氣所需有效厚度下限為40 m,在有效厚度小于40 m的區(qū)域,天然氣會(huì)沿?cái)嗔严蛏习l(fā)生散失(圖4)。

圖3 東濮凹陷煤成氣藏氣源斷層活動(dòng)期與烴源巖主生氣期匹配關(guān)系Fig.3 Matching relationship between active stage of gas source fault and main gas generation of hydrocarbon source rocks

2.4 成藏動(dòng)力

東濮凹陷煤成氣藏均為斷控型常規(guī)氣藏,天然氣沿?cái)嗔寻l(fā)生幕式運(yùn)移的過(guò)程具有突發(fā)性、周期性的特征,且垂向運(yùn)移距離一般大于2 km,因此充足的成藏動(dòng)力是保證深部石炭—二疊系生成的煤成氣能夠進(jìn)入淺部圈閉成藏的必要條件。油氣成藏動(dòng)力的類(lèi)型較多,柳廣弟等[15]指出成藏期源儲(chǔ)剩余壓力差是天然氣從烴源巖通過(guò)輸導(dǎo)通道進(jìn)入圈閉最主要的動(dòng)力,控制著天然氣的成藏效率[15]。因此選取“成藏期源儲(chǔ)剩余壓差”參數(shù)來(lái)定量表征煤成氣成藏動(dòng)力,源儲(chǔ)壓差越大,煤成氣越容易經(jīng)歷快速長(zhǎng)距離運(yùn)移而形成高效氣藏。研究表明,具有較高煤成氣探明儲(chǔ)量的文23地區(qū),其源儲(chǔ)剩余壓差為41.6 MPa,而相對(duì)低探明儲(chǔ)量的衛(wèi)城地區(qū)剩余壓差僅為8.3 MPa,兩者成藏動(dòng)力的明顯差異是造成煤成氣富集差異的重要原因之一。

3 成藏主控因素定量評(píng)價(jià)

東濮凹陷內(nèi)煤成氣成藏主要受源巖供烴能力、通源斷層輸導(dǎo)有效性、蓋層保存條件、成藏動(dòng)力等地質(zhì)要素的共同制約。選取合適的參數(shù)進(jìn)行單一因素與成藏規(guī)模相關(guān)性的定量分析,綜合多因素進(jìn)行成藏主控因素定量評(píng)價(jià)。其中源巖供烴能力和成藏動(dòng)力選取源巖生氣強(qiáng)度、成藏期源儲(chǔ)壓差進(jìn)行表征,針對(duì)通源斷層輸導(dǎo)性能和蓋層保存條件分別提出“斷層輸導(dǎo)效率系數(shù)”和“保存條件系數(shù)”進(jìn)行表征。

3.1 單一因素定量表征

斷層輸導(dǎo)效率受到較多地質(zhì)因素影響,具體可歸納為斷-源接觸關(guān)系、斷層輸導(dǎo)能力和斷層輸導(dǎo)距離3個(gè)方面。提出以斷層與源巖的接觸面積來(lái)表征斷-源接觸關(guān)系,其對(duì)天然氣從烴源巖向斷層內(nèi)部充注的效率具有重要影響,接觸面積越大,相當(dāng)于供烴窗口越大,越有利于天然氣沿?cái)鄬舆\(yùn)移,這與源內(nèi)砂巖透鏡體油氣藏中“砂巖體與源巖接觸面積控制透鏡體油氣富集”的概念相似。對(duì)于斷層輸導(dǎo)能力,主要與成藏期斷層活動(dòng)速率和斷裂傾角有關(guān)。斷層活動(dòng)速率越大,斷面開(kāi)啟程度越高;斷層傾角越大,天然氣浮力沿?cái)嗝嫦蛏系姆至υ酱?斷層輸導(dǎo)能力越強(qiáng)。前人通過(guò)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)和物理模擬等手段指出,在一定范圍內(nèi)運(yùn)移距離越大,天然氣在運(yùn)移過(guò)程中耗損越大,天然氣藏的富集程度越小[17]。提出“斷層輸導(dǎo)效率系數(shù)”(fault transport efficiency coefficient)的概念,并定義斷層輸導(dǎo)效率系數(shù)(IFTEC)計(jì)算公式為

(1)

式中,V為成藏期斷層活動(dòng)速率,m/Ma,即某一地質(zhì)時(shí)期內(nèi)的斷層落差與時(shí)間跨度的比值,其中斷層落差可基于地震解釋的剖面數(shù)據(jù)獲得,時(shí)間跨度可查閱研究區(qū)對(duì)應(yīng)的地質(zhì)年代表獲取;S為斷層與源巖接觸面積,m3,為源巖-斷層平面接觸長(zhǎng)度L1與縱向接觸長(zhǎng)度L2的乘積,表示供烴窗口尺寸,其中L1和L2通過(guò)地震解釋的平剖面數(shù)據(jù)獲得;H為煤成氣縱向運(yùn)移距離,m,同樣通過(guò)地震解釋資料獲得;θ為斷層傾角,(°),通過(guò)地震剖面讀取。

圖4 白廟地區(qū)沙三上亞段上部泥巖蓋層斷接厚度與天然氣分布關(guān)系Fig.4 Relationship between distribution of natural gas in different layers and effective thickness of upper cap rocks in Baimiao area

封蓋保存作用主要取決于蓋層中泥巖(或鹽膏巖)的保存條件參數(shù),例如巖性、厚度、排驅(qū)壓力等。通常認(rèn)為,氣藏的蓋層厚度越大,封閉的氣柱高度越大,則氣藏儲(chǔ)量也越大[18]。前人指出以鹽巖、泥質(zhì)巖、鋁土巖為主的封蓋層突破壓力明顯高于以泥質(zhì)巖、粉砂質(zhì)泥巖為主的封蓋層[21],且平均突破壓力約為后者的2倍[22]。選取2作為鹽膏巖相對(duì)泥巖的等效厚度均一化參數(shù),按照直接蓋層有效厚度對(duì)蓋層進(jìn)行分類(lèi),即A類(lèi)(蓋層有效厚度h≥500 m)、B類(lèi)(300 m≤h<500 m)、C類(lèi)(100 m≤h<300 m)、D類(lèi)(40 m≤h<100 m)、E類(lèi)(h<40 m)。為了便于定量表征保存條件,提出保存條件系數(shù)(preservation condition coefficient)的概念,基于等效泥巖厚度對(duì)煤成氣成藏規(guī)模的貢獻(xiàn)差異[23],采用模糊評(píng)價(jià)法分別對(duì)A～E類(lèi)蓋層的保存條件系數(shù)(IPCC)賦值為4、3、2、1、0。

基于上述分析,選取斷層與源巖接觸處烴源巖平均生烴強(qiáng)度、斷層輸導(dǎo)效率系數(shù)(IFTEC)、成藏期源-儲(chǔ)剩余壓力差以及保存條件系數(shù)(IPCC)4個(gè)參數(shù)作為氣藏規(guī)模定量評(píng)價(jià)參數(shù)。針對(duì)目前已探明的文23、戶(hù)部寨、白廟等6個(gè)已探明煤成氣區(qū),分別獲取各地區(qū)的斷層-源巖接觸處源巖平均生氣強(qiáng)度、成藏期源-儲(chǔ)剩余壓力差、斷層-源巖接觸面積、成藏期氣源斷層活動(dòng)速率、氣源斷層傾角余弦值、從源到藏煤成氣縱向運(yùn)移距離、氣藏直接蓋層有效厚度范圍(圖5、表1),結(jié)合統(tǒng)計(jì)結(jié)果厘定單因素源巖-斷層接觸處烴源巖平均生烴強(qiáng)度、斷層輸導(dǎo)效率系數(shù)(IFTEC)、成藏期源-儲(chǔ)剩余壓力差以及保存條件系數(shù)(IPCC)與煤成氣探明儲(chǔ)量的相關(guān)關(guān)系。分析步驟如下:針對(duì)單一因素依次建立與煤成氣探明儲(chǔ)量的線性、指數(shù)、對(duì)數(shù)及冪數(shù)等相關(guān)性擬合模型,從中優(yōu)選擬合度最高的模型作為單因素相關(guān)性定量表征模型(圖6),最終獲得單因素相關(guān)性公式為

F1=2.201 2exp(0.074 7x1),R2=0.884 6;

(2)

圖5 預(yù)測(cè)模型參數(shù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)示意圖Fig.5 Statistical diagram of parameter data in prediction model

煤成氣區(qū)氣源斷層源巖-斷層接觸處平均生氣強(qiáng)度I/(108 m3·km-2)斷層-源巖平面接觸長(zhǎng)度L1/km斷層-源巖縱向接觸長(zhǎng)度L2/km氣源斷層接觸面積s/km2接觸面積總計(jì)S/km2成藏期源儲(chǔ)剩余壓力差/MPa斷層活動(dòng)速率V/(m·Ma-1)縱向運(yùn)移距離H/km斷層傾角θ/(°)蓋層層位直接蓋層等效斷接厚度/m蓋層類(lèi)型保存條件參數(shù)IPCC煤成氣儲(chǔ)量/108 m3文23文東北段文東派生3315.962.5240.2211.671.5217.7457.9641.60434.5242Es4s鹽巖、泥巖500～1000A4149.40戶(hù)部寨文西北段文西派生1文西派生2289.580.726.908.111.129.083.761.164.3620.346.66352.2330Es4s鹽巖、泥巖100～240C243.91白廟馬廠蘭聊馬東1號(hào)馬東2號(hào)352511.542.6730.808.401.3711.517.281.128.1530.8143.10387.9337Es1+Es2s300～450B335.1119.6620.34285.4531Es3x泥巖40～70D110.47衛(wèi)城衛(wèi)西815.381.8728.7628.768.30312.6731Es4s泥巖50～100D13.21濮城濮城2024.421.5036.6336.6311.10404.1013Es4s泥巖40～70D17.56

圖6 東濮凹陷煤成氣藏富集程度單一因素分析Fig.6 Single factor analysis of enrichment degree of coal-formed gas reservoir in Dongpu Depression

F2=0.117 1x21.724,R2=0.698 7;

(3)

F3=202.61x3-32.107,R2=0.662 7;

(4)

F4=6.560 9x42.076 2,R2=0.856 7.

(5)

式中,F1為源巖-斷層接觸處平均生氣強(qiáng)度單因素預(yù)測(cè)的煤成氣儲(chǔ)量;F2為成藏期源-儲(chǔ)剩余壓力差單因素預(yù)測(cè)的煤成氣儲(chǔ)量;F3為斷層輸導(dǎo)效率參數(shù)單因素預(yù)測(cè)的煤成氣儲(chǔ)量;F4為保存條件參數(shù)單因素預(yù)測(cè)的煤成氣儲(chǔ)量;x1為源巖-斷層接觸處平均生氣強(qiáng)度,108m3/km2;x2為成藏期源-儲(chǔ)剩余壓力差,MPa,其中烴源巖剩余壓力由排烴壓力替代表征,成藏期的儲(chǔ)層壓力可以通過(guò)流體包裹體分析和欠壓實(shí)研究等多種方法綜合確定;x3為斷層輸導(dǎo)效率參數(shù);x4為保存條件參數(shù)。

R2可以反映出不同控制因素對(duì)凹陷煤成氣藏形成規(guī)模影響的強(qiáng)弱順序,其中氣源條件相關(guān)性最好、保存條件次之、動(dòng)力相對(duì)較差、輸導(dǎo)條件相關(guān)性最差,表明研究區(qū)煤成氣藏形成規(guī)模的首要控制因素為氣源和保存條件,動(dòng)力條件次之,而輸導(dǎo)條件對(duì)其控制作用相對(duì)較弱。

3.2 多因素綜合評(píng)價(jià)

煤成氣儲(chǔ)量是多個(gè)因素互相影響、互相制約的參數(shù),每一個(gè)影響因素(參數(shù))都不可能完全起控制作用,即單因素與煤成氣藏探明儲(chǔ)量的擬合程度不會(huì)很高。但將這些互相影響的單因素公式(2)～(5)帶入綜合預(yù)測(cè)模型中,就會(huì)產(chǎn)生良好的效果。以單因素分析為基礎(chǔ),通過(guò)多元線性回歸的方法,建立各控制因素與煤成氣儲(chǔ)量(反映煤成氣藏規(guī)模)的定量表征模型:

F=0.312F1-2.002F2-0.635F3+2.425F4+27.509,

(6)

F′=1.000 8F+0.007 6,R2=0.999.

(7)

式中,F為綜合模型預(yù)測(cè)煤成氣儲(chǔ)量;F′為實(shí)際煤成氣儲(chǔ)量。

擬合的公式具有較高的相關(guān)性,實(shí)際值與計(jì)算值的誤差相對(duì)較小,相對(duì)誤差一般小于10%(表2、圖7),整體上誤差在允許范圍之內(nèi),證明模型建立合理、可靠,表明煤成氣富集規(guī)模主要受“供烴-動(dòng)力-輸導(dǎo)-保存”多元耦合共同控制,且生氣供給、封蓋保存為主要控制因素。

表2 東濮凹陷煤成氣藏富集程度預(yù)測(cè)模型誤差分析數(shù)據(jù)Table 2 Data for error analysis of enrichment degree prediction model of coal-formed gas reservoir in Dongpu Depression

圖7 東濮凹陷煤成氣藏富集程度預(yù)測(cè)模型誤差分析Fig.7 Error analysis of enrichment degree prediction model of coal-formed gas reservoir in Dongpu Depression

4 定量預(yù)測(cè)模型應(yīng)用

針對(duì)煤成氣成藏關(guān)鍵控制因素、結(jié)合“源巖-有效斷裂輸導(dǎo)通道-圈閉”有效耦合關(guān)系對(duì)全區(qū)16個(gè)地區(qū)進(jìn)行煤成氣成藏有效性分析(表3),優(yōu)選出橋口、方里集、文中等6個(gè)成藏有效性較高的地區(qū)作為煤成氣可疑潛力區(qū),分別統(tǒng)計(jì)各潛力區(qū)源巖-斷層接觸處平面及縱向接觸長(zhǎng)度、接觸處源巖平均生氣強(qiáng)度、從源到藏煤成氣縱向運(yùn)移距離、氣源斷層傾角及活動(dòng)速率、氣藏直接蓋層等效斷接厚度范圍等,結(jié)合研究區(qū)各控制因素與煤成氣儲(chǔ)量的定量表征模型進(jìn)行潛力區(qū)煤成氣儲(chǔ)量預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)結(jié)果顯示中央隆起帶文中地區(qū)、西南洼方里集地區(qū)預(yù)測(cè)煤成氣儲(chǔ)量相對(duì)較高,分別為74.807×108和55.147×108m3,中央隆起帶文西、劉莊、橋口地區(qū)次之,預(yù)測(cè)儲(chǔ)量分別為34.577×108、27.087×108和15.847×108m3,南部徐集地區(qū)最小,預(yù)測(cè)探明儲(chǔ)量?jī)H為8.847×108m3(表4)。2013年,在方里集地區(qū)部署方2和方3井,于沙二及沙三段勘探發(fā)現(xiàn)高產(chǎn)煤成氣流[24],驗(yàn)證了有利區(qū)預(yù)測(cè)結(jié)果的可靠性[25-26]。

表3 東濮凹陷不同地區(qū)煤成氣成藏要素分析及有效性評(píng)價(jià)Table 3 Factor analysis and effectiveness evaluation of coal formed gas accumulation in different areas of Dongpu Depression

表4 東濮凹陷煤成氣有利勘探區(qū)富集程度影響因素?cái)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)Table 4 Data of influencing factors of coal forming gas enrichment degree of coal-formed gas favorable exploration area in Dongpu Depression

5 結(jié) 論

(1)東濮凹陷煤成氣宏觀展布規(guī)律主要受控于成熟氣源巖的生烴能力,煤成氣藏均圍繞生氣強(qiáng)度大于20×108m3/km2的區(qū)域分布;通源斷層活動(dòng)時(shí)間與源巖主生烴期的有效配置是煤成氣發(fā)生有效運(yùn)聚的關(guān)鍵;煤成氣藏保存條件主要受斷-蓋組合關(guān)系的控制,泥巖蓋層斷接厚度大于40 m是煤成氣有效遮擋的門(mén)限條件;充足的源-儲(chǔ)剩余壓力差是煤成氣高效成藏的必要因素。

(2)東濮凹陷煤成氣藏形成規(guī)模受烴源巖生烴強(qiáng)度、成藏期源-儲(chǔ)剩余壓力差、斷層輸導(dǎo)效率以及蓋層封蓋保存作用等因素的影響,具有“供烴-動(dòng)力-輸導(dǎo)-保存”多元耦合控藏的特征,其中生氣供給、封蓋保存為首要控制因素,成藏動(dòng)力條件和斷層輸導(dǎo)條件次之?；谥骺匾蛩囟糠治?建立東濮凹陷煤成氣藏富集程度的多因素預(yù)測(cè)模型,評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際值誤差較小,證明了該定量評(píng)價(jià)方法的可行性。

(3)中央隆起帶文中、文西-劉莊、橋口、徐集東地區(qū)以及西斜坡方里集地區(qū)位于通源斷裂優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道上,且具有優(yōu)越的供烴條件,為潛力勘探區(qū);結(jié)合綜合預(yù)測(cè)模型的定量評(píng)價(jià)結(jié)果表明,文中地區(qū)和方里集地區(qū)預(yù)測(cè)儲(chǔ)量最大,為最有利的煤成氣成藏區(qū)域,文西、劉莊、橋口地區(qū)次之,徐集地區(qū)相對(duì)較差。