中国煤成气大型气田分布特征及启示Word文件下载.docx

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共有大气田48个，总储量66675×

，占全国气层气储量的87.93％。

其中，与煤成气相关大气田43个，总储量61753×

，占全国气层气储量的81.44％，占全国与煤成气相关储量的90.94％，占全国大气田储量的92.61％。

48个大气田中，仅有5个是特大型气田，却拥有全国天然气储量的38.1%。

5个特大型气田中，有４个是与煤成气相关，其储量为全国天然气储量的33.43%；

43个大气田中，有40个与煤成气相关，其储量为全国天然气储量的48.0%。

中国现有400个气田，有超过45%的气田主要为煤成气或以煤成气为主，即全国有超过45%的气田和超过80%的大气田其主要气源为含煤岩系，或以含煤岩系为主与湖相、海相地层共源，说明了含煤岩系是中国最重要的气源岩，与煤成气相关的的大型、特大型气田是中国天然气储量的主体。

戴金星（2010年）统计了1998年以来全国天然气储、产量增长情况，也进一步说明了煤成大气田的发现对全国天然气储、产量增长的主宰作用。

2010年，全国产出的天然气有三分之二以上是煤成气，煤成气年增长率明显高于天然气年增长率（图1）。

仅克拉2煤成气田2009年产气量就占全国总产气量的13.08%，苏里格、靖边和榆林等气田2009年产气量分别占全国总产气量的9.19%，6.42%和5.79%。

以上统计资料充分地说明了煤成大气田对中国天然气工业发展的重要作用。

因此，重点研究与煤成气相关大型、特大型气田的分布特征，对我国天然气勘探发展有启示意义。

图1 

1999~2009年中国煤成气储量与天然气储量增长趋势及比例

二、与煤成气相关的大型、特大型气田的分布特征

1、分布在为数不多的大、中型含煤盆地

我国是世界上含煤岩系最发达的国家之一，有400余个含煤盆地，发育有四大聚煤期、十个聚煤阶段，含煤岩系时代和地域分布很广。

勘探成果表明，与煤成气相关的气田仅分布在14个大、中型含煤盆地，大型气田只发现在鄂尔多斯、四川、塔里木、准噶尔、柴达木、松辽、莺琼、珠江口、东海9个含煤盆地，发现特大型气田的盆地更少。

９个主要含煤盆地拥有与煤成气相关气田总储量的90%以上（表２），说明了只有为数不多的含煤盆地才具有转化成为含煤-含气（油）盆地的地质条件，只有少数大、中型含煤盆地才具有形成与煤成气相关大型、特大型气田的地质条件。

表2 

中国主要含煤盆地与煤成气相关气田探明储量

注：

数据源自《国土资源部２０１１年度石油天然气储量报告》，储量为约数。

2、有7套含煤岩系，形成5个含煤成气区

2.1、7套含煤岩系

上石炭统-下二叠统（C2-P1）含煤岩系为源岩的气田在全国煤成气储量中比例最高，占43.42%；

其他依次为上二叠统（P3，,14.82%）、中-下侏罗统（J1-2，12.88%）、上三叠统（T3,12.19%）、古近系-新近系（E-N，6.86%）、上侏罗统-下白垩统（J3-K1，5.25%）和新近系-第四系（N-Q，4.58%）（表３）。

表3 

中国五大含煤成气区与七套含煤岩系气源相关储量及特大型、大型气田储量比例

7套含煤岩系气源主要分布在不同的含煤成气区。

C2-P1含煤岩系主要分布在华北区及部分西北区，J1-2含煤岩系是西北区最重要的气源岩，P3和T3含煤岩系是南方区重要的气源岩，J3-K1含煤岩系气源岩主要分布在东北区，E-N含煤岩系气源岩是海域区最主要的气源岩，N-Q含煤岩系主要分布在柴达木盆地三湖区。

多数含煤岩系与湖相、海相烃源岩共源或夹有湖相、海相烃源岩。

地化资料表明，P3，E-N和N-Q含煤岩系都部分与湖相或海相烃源岩共源；

C2-P1，J1-2和T3含煤岩系可能含有少量湖相或海相烃源成分。

2.2、5个含煤成气区

1）西北含煤成气区

该区包括塔里木、准噶尔、吐哈、柴达木盆地以及造山带内的一批中、小型含煤盆地（三塘湖、焉耆和伊犁盆地等）。

特点是：

①含煤盆地类型多，以类前陆型含煤盆地前景最好；

②C2-P1，J1-2和N-Q三套含煤岩系气源中，以J1-2源岩分布最广，煤成气资源最丰富，形成了区内以克拉2气田为代表的煤成气聚集带；

③受制于相邻造山带的重新活动，在晚期（喜马拉雅期）强烈沉降和快速堆积，气田具有中、低地温场及晚期、超晚期成藏特点。

2）华北含煤成气区

该区以鄂尔多斯盆地为主，包括渤海湾盆地及河淮盆地（南华北盆地）。

①煤成气源单一，C2-P1含煤岩系是区内煤成气最主要的气源岩。

②由于C2-P1含煤岩系沉积后期发展演化历史的差异，形成了原生型（鄂尔多斯盆地）与二次生烃型（渤海湾盆地及河淮盆地）两种不同成藏历程的煤成气藏。

③鄂尔多斯盆地煤成气前景最好，发现了多个特大型、大型煤成气田，储量约为全国煤成气总储量的40.52%，但以岩性圈闭及地层-岩性圈闭气田为主，以致密储层为主，储量大但丰度低。

“二次生气型”仅分布于渤海湾盆地，分布在C2-P1含煤岩系早期演化程度低的喜马拉雅期强烈沉降（坳陷）区。

3）南方含煤成气区

该区以四川盆地为主，包括秦岭以南、龙门山以东的广大地区，是中国第二大含煤成气区，也是我国第二大天然气区，气田数量最多。

①P3和T3含煤岩系是四川盆地重要的气源，构成的含气系统约占盆地天然气总储量的80%。

②T3含煤岩系为主要气源的陆相含气系统主要分布在川西区和川中区；

P3含煤岩系与海相地层共源的含气系统广泛分布于全盆，但以大川中区及川东北区为主。

③四川盆地虽发现了一批与煤成气相关的大型、特大型气田，但是由于复杂的构造地质条件，有近百个以小型和特小型为主的气田广布于盆地不同构造单元。

④气藏普遍具有早聚、晚藏特点，即气藏形成历程较长，最终定型于燕山晚期——喜马拉雅早期的四川运动。

4）东北含煤成气区

该区以松辽盆地深部为主，包括二连盆地群及海拉尔盆地等。

①以K1含煤岩系为主要气源（在二连及海拉尔盆地发育有J3含煤岩系气源），主要发育于盆地深部的众多小型断陷；

②在松辽盆地深部，主要储集层为含煤岩系内的火山岩系及致密砂岩，形成深部含煤成气系统；

③近期勘探成果表明，具有断-坳双层结构的深部含煤断陷都具有从含煤盆地转化成为含气（油）盆地的地质条件，可以形成煤成气田。

5）海域含煤成气区

该区即戴金星的“亚洲东缘煤成气聚集域的中段”，包括东海陆架盆地、台西盆地及南海北部的珠江口盆地、莺琼盆地和南海诸盆地。

①广泛发育新生代含煤岩系，E含煤岩系为主要气源岩；

②含煤岩系的沉积环境以滨海、海湾湖沼及近海湖沼环境为主，有机质丰富；

③受喜马拉雅期西太平洋构造域及新特提斯构造域综合构造动力机制的影响，普遍具有“三快一热”（快速沉降、沉积、埋藏与高地温场）的构造地质环境，有利于晚期、超晚期快速成藏，形成与煤成气相关的大型气田，在东海陆架盆地西湖凹陷和琼东南等盆地都含有比较丰富的煤成凝析油或煤成轻质原油。

3、不同类型含煤-含气（油）盆地主要聚集区及聚集特点不同

在中国7类主要含煤盆地中，有5类主要含煤盆地（克拉通内坳陷型、类前陆型、陆内坳陷型、陆缘断陷型、陆内裂（断）陷型）都发现了与煤成气相关的大型气田，但各具有不同的特点（表4）。

表4 

中国主要盆地类型及与煤成气相关的大型、特大型气田储量特征

１）表中数据为累计储量/（108m³

）［气田个数，平均储量丰度/（108m³

·

km-2）］。

２）小计中数据为探明储量/（108m³

）（大型及特大型气田个数，占全国气层气储量百分比）。

３）川东的卧龙河和大池干井气田未统计在内。

克拉通内坳陷型含煤盆地发现大型煤成气田数量和探明的储量最多（约为大型气田储量的56%），目前所发现特大型气田均属此类盆地；

其次为类前陆型及陆内坳陷型含煤盆地，探明储量在与煤成气相关的大型气田总储量中的比例分别为15%和14％；

陆缘断陷型及陆内断陷型含煤盆地所占的比例相对较小。

3.1、克拉通内坳陷型含煤盆地

该类盆地主要发育在晚古生代，大型、特大型气田仅分布于鄂尔多斯盆地和四川盆地。

鄂尔多斯盆地是目前煤成气储量最大的盆地，石炭纪-二叠纪含煤岩系是最主要气源，气田数虽不多，但储量普遍较大，以大型岩性圈闭为主，成藏期早，但储量丰度较低。

四川盆地气田数最多，由晚二叠世含煤岩系与二叠纪、志留纪海相层系共源，气田以构造、构造-岩性圈闭为主，具有早聚、晚藏特点。

虽然两个盆地气田特征有差异，但都具有演化早、演化程度较高的特点，已进入高-过成熟热演化阶段，所产天然气均属干气，丙烷以上重烃含量甚微，储集条件总体偏差，以致密-超致密储层为主。

3.2、类前陆型含煤盆地

该类盆地发育于中、西部的中、新生代，面积相对较小，但资源丰度大，成藏条件受相邻造山带重新活动强度的制约，具有晚期、超晚期成藏的特点。

在库车坳陷，大型气田全部位于坳陷北侧由逆冲断层形成的推覆背斜，主成藏期为5Ma，甚至更晚，形成了克拉2等大型煤成气聚集带。

3.3、陆内坳陷型含煤盆地

该类盆地发育于四川盆地川中区和柴达木盆地三湖区，因烃源及主成藏期时代差距很大，成藏地质特征不同。

3.4、海域新生代陆缘断陷型含煤盆地

该类盆地储量丰度总体较高，以构造类圈闭气田居多，普遍具有“高地温场、快速沉降和快速生烃、成藏”的特点。

3.5、陆内裂（断）陷型含煤盆地

该类盆地发育于东部，含煤盆地小而众多，在松辽盆地形成深部煤成气系统，气田主要由火山机构及致密储层构成，非均质性强，一些气田含无机成因二氧化碳气，在盆地北部还混有少量油型气及无机成因甲烷气。

4、两种类型富煤成气凹陷的气藏特征不同

富煤成烃凹陷是盆地煤成气资源的主体，据生、储、运、聚特征，分为广覆式及深凹式。

广覆式富煤成气凹陷主要分布在克拉通内坳陷型及陆内坳陷型含煤盆地，深凹式富煤成气凹陷主要分布在类前陆型、陆内裂（断）陷型及陆缘断陷型含煤盆地。

鄂尔多斯盆地石炭纪-二叠纪、四川盆地川中区晚三叠世和晚二叠世含煤岩系是比较典型的广覆式富煤成气凹陷。

这类盆地气源岩生气强度虽不高，为（20~50）×

/km2，构造不发育，但生、储层分布广，并大面积接触，有利于在较大范围内形成与含煤岩系相关的大型和特大型气田，气田储量和面积相对较大，但储量丰度相对偏低（图2）。

图2 

鄂尔多斯盆地大型、特大型气田与石炭－二叠系富煤成气凹陷分布

塔里木盆地库车坳陷早-中侏罗世、四川盆地川西坳陷晚三叠世、东海陆架盆地西湖凹陷以及柴达木盆地三湖区是比较典型的深凹式富煤成气凹陷。

库车坳陷生气强度高达120×

/km2，气田储量丰度总体较大（图３）；

柴达木盆地三湖区由第四纪七个泉组及新近纪狮子沟组滨湖沼泽相炭质泥岩和湖相暗色泥质岩为气源，在坳陷中心气源岩厚度大于2000m，涩北一号、涩北二号和台南大气田都具有储量丰度较高的特点。

图3 

塔里木盆地库车类前陆盆地富煤成气凹陷生气强度示意图

5、气田主要分布在富煤成气凹陷及其周缘适时的古隆起及斜坡

在四川盆地，位于晚二叠世龙潭煤系富煤成气凹陷内的泸州-开江古隆起，是上二叠统龙潭煤系与海相地层共源众多气田的主要分布区。

川西坳陷是晚三叠世富煤成气凹陷的主体，所形成的气田多储聚在3个古隆起（古构造带）及斜坡区（图4）。

中坝煤成气田受制于印支期形成的古背斜，而不受控于喜马拉雅期改造后的背斜。

鄂尔多斯盆地的大型、特大型煤成气田都分布在中央隆起东侧，东海陆架盆地西湖凹陷的煤成气田主要聚集在长期发育的西部斜坡区及中央隆起构造带，琼东南盆地崖13-1大气田为早期形成的披覆背斜，库车坳陷煤成气主要聚集在近造山带一侧长期发育的斜坡冲断带，这些都表明了富煤成气凹陷及其周缘适时的古隆起、斜坡区及古构造是气田的主要分布区。

这一特点在成藏期较早的克拉通内坳陷型含煤盆地尤为突出。

图4 

四川盆地西部上三叠统－侏罗系煤成气富集带与古隆起带间关系示意图

6、有两类储-盖组合，致密储层比例较大

中国大型、特大型煤成气田储集层岩石类型以陆源碎屑岩为主，也有碳酸盐岩储层（四川盆地），还有火山岩储层（松辽盆地、准噶尔盆地）。

据储层与含煤岩系的关系可划分为含煤岩系内与含煤岩系外两类储-盖组合。

6.1、含煤岩系内储-盖组合

含煤岩系内储-盖组合主要分布在鄂尔多斯盆地石炭纪-二叠纪、四川盆地晚三叠世、松辽盆地早白垩世和准噶尔盆地石炭纪含煤岩系，以及一些盆地深部的含煤岩系，是这些盆地大型、特大型气田重要的储-盖组合型式。

主要储集层是夹在泥质岩中的砂岩及火山岩，生、储、盖层具“三明治式”结构，以致密储层为主，相对高孔、渗储层呈透体状、星点状散布于致密储层之中（图5）。

图5 

鄂尔多斯盆地苏里格气田下石盒子组盒8段气层非均质性示意图

因为具有多储-盖组合和生、储层大面积直接接触、充注特点，弥补了储层孔、渗条件的不足，为在鄂尔多斯和四川盆地含煤岩系中形成大型、特大型煤成气田提供了有利的地质条件。

但是，含煤岩系内储-盖组合非均质性较强，气、水分异作用较弱，气-水关系比较复杂。

川中区广安气田主力气层——须家河组六段，砂体表面上呈大面积展布，实为多期河道砂叠置，形成了6个储集层与非储集层，分别为气层、气-水同层和含气水层（图6）；

广安气田须家河组四段气藏有28个相对独立的储集单元，它们相互独立，有各自的压力系统。

图6 

四川盆地川中区广安气田105井须家河组六段气、水分布

6.2、含煤岩系外储-盖组合

含煤岩系外储-盖组合指主要储集层位于含煤岩系外，储层岩性有碎屑岩、也有碳酸盐岩，物性总体较好，厚度较大，在其他有利地质构造条件配合下，易于形成储量丰度较高的大型气田。

库车盆地克拉2气田主要储集层为侏罗纪含煤岩系之上的白垩系巴什基奇克组与古近系底部砂砾岩优质储集层，其上有古近纪巨厚膏盐岩的优质封盖以及由逆冲断层形成的背斜构造，气田的充满度达到97％，储量丰度高达59.05×

/km2（图7）。

图7 

库车盆地克拉201井巴什基奇克组超短期基准面旋回与储层物性关系

四川盆地普光背斜构造在龙潭组含煤岩系之上的长兴组及飞仙关组碳酸盐岩礁滩体中发育有巨厚的次生溶蚀孔隙型储集层，其上覆有巨厚膏盐岩及超压封盖层等有利的地质条件，气田的充满度近于100％，储量丰度高达29.72×

/km2，并形成高产（表5）。

表5 

四川盆地普光气田储层特征及测试成果

数据由马永生等（2007）简化。

琼东南盆地崖13-1披覆背斜，在崖城组含煤岩系之上的陵水组为优质储层，储层厚度平均为100m，孔隙度一般为10％~20％，平均值为14.1％，形成了中国海上最大的气田，充满度为78％，储量丰度为17.94×

/km2。

鄂尔多斯盆地靖边特大型气田以含煤岩系气源岩下方的奥陶系针孔状白云岩储层为主，储层虽为次生溶蚀孔隙，但孔隙度小，比较致密，致使储量虽大，但储量丰度偏低。

四川盆地由晚二叠世含煤岩系与海相地层共源的其他礁滩相气田也多为致密储层，说明了常规储层分布范围相对较小，致密储层比例较大。

7、气田类型多与岩性圈闭有关

中国与煤成气相关的大型、特大型气田有岩性、构造、构造-岩性、地层-岩性及构造-火山机构等多种圈闭类型。

但是，以常规储层为主的构造类气田仅分布在海域陆缘断陷型盆地及中、西部部分类前陆盆地（表6）。

鄂尔多斯盆地的3个特大型气田均以致密的大岩性体为主要圈闭类型；

松辽盆地深部下白垩统及准噶尔盆地东北部石炭系是以火山机构为主要圈闭类型的大型气田；

在四川盆地，虽然有众多构造、构造-岩性类气田，但目前只有普光气田是中-高孔、渗常规储层，其他气田以中-低孔、渗致密储层为主，气田产能大小与裂缝发育程度密切相关。

表6 

中国与煤成气相关的不同圈闭类型特大型、大型气田储量及储量丰度统计

8、储量丰度差异大

储量丰度是衡量天然气充注、储聚能力及气源丰度的重要指标之一。

2004年的《石油天然气储量规范》将储量丰度（单位：

/km2）分为高（储量≥8）、中（2.5≤储量＜8）、低（0.8≤储量＜2.5）和特低（储量＜0.8）4级。

为便于讨论，本文将储量丰度≥20×

/km2增定为特高级储量丰度。

8.1、盆地间及盆地内储量丰度差异大

据统计（表7）：

1）与煤成气相关大型、特大型气田的储量丰度最大为克拉2气田（59.05×

/km2），最小为米脂气田（0.75×

/km2），差两个数量级。

2）储量丰度总体不高。

43个与煤成气相关的大型、特大型气田中，有19个为低、特低储量丰度，只有13个为高储量丰度。

3）盆地间差异较大。

虽然多数盆地（坳陷）气田储量丰度的平均值为高储量丰度，在库车坳陷、柴达木盆地三湖区属特高储量丰度，但是鄂尔多斯盆地、四川盆地川中区和莺歌海盆地属低储量丰度。

4）富煤成气凹陷内，储量丰度差别也很大。

川西坳陷新场气田储量丰度为12.69×

/km2，洛带气田仅为2.0×

/km2；

库车坳陷储量丰度从59.05×

/km2（克拉2）至6.87×

/km2（英迈7）不等。

表7 

中国主要盆地或构造单元与煤成气相关的大型、特大型气田储量丰度统计

8.2、不同圈闭类型气田储量丰度差异大

岩性圈闭类气田储量与储量丰度不成正比尤为突出，构造类、构造-岩性类气田以及成藏期晚和定型期晚的气田储量丰度相对较高。

鄂尔多斯盆地煤成气田为大型岩性圈闭和地层-岩性圈闭，平均储量高达4260×

，是所有盆地（坳陷）中平均储量最高者；

但是，其储量丰度最小，平均值仅为1.30×

四川盆地川中区4个以上三叠统含煤岩系为气源的大型气田，平均储量高达1251×

，储量丰度也相对较低，平均值为3.17×

这些都显示了在克拉通内坳陷型和部分陆内坳陷型含煤盆地，因为演化程度较高及以岩性圈闭为主，因而气田储量普遍与储量丰度极端不成比例。

储量丰度较高的气田主要分布在类前陆型、陆缘断陷型、陆内裂（断）陷型含煤盆地及部分陆内坳陷型含煤盆地。

这些盆地（坳陷）普遍具有成藏期晚和定型期晚的特点。

例如，主成藏期为新近纪——第四纪的克拉2气田，以及最终定型期为古近纪的普光气田，均是储量丰度最高的特大型气田，储量丰度分别为59.05×

/km2和28.80×

气藏最终定型期为喜马拉雅期的克拉美丽、新场和迪那２气田的储量丰度也相对较高，分别为16.03×

/km2，12.69×

/km2和13.98×

春晓气田和崖13-1气田，主成藏期为新近纪和新近纪——第四纪，均属于高储量丰度气田。

9、含煤岩系沉积后构造地质的演化特点直接影响气田分布及储、聚特征

　　对中国原型含煤盆地沉积后的构造演化与煤成气田关系的统计（表8）表明，后期构造演化历史的复杂程度直接影响了煤成气前景。

表8 

中国不同类型含煤盆地成藏期盆地演化特征与特大型、大型煤成气田的关系

9.1、克拉通内坳陷型含煤盆地

克拉通内坳陷型含煤盆地是中国最古老的、分布面积最大的含煤盆地。

含煤沉积期间构造地质环境稳定、也比较相近，但是后期构造发展演化历史的差异导致勘探前景和形成的气田特征不同。

大华北区晚石炭世——早二叠世含煤岩系，因沉积后构造演化历史的分异，煤成气前景截然不同。

西部的鄂尔多斯盆地长期保持了稳定的地质构造环境，是中国重要的含煤-含气盆地，形成了多个大型、特大型煤成气田；

东部的渤海湾盆地区新生代强烈沉降的东濮、冀中和济阳坳（凹）陷，以“二次生气”作用为主形成一批中、小型煤成气田；

而南部的南华北区，后期以抬升为主，保存条件差，目前仅在倪丘集断陷发现残留的小型煤成油藏。

四川盆地晚三叠世以后，受制于周边构造带活动强度影响，川东北区、川中区及川东区构造演化历史和受力强度不同，直接影响了以龙潭煤系与海相地层为气源的大气田的特征，决定了陆相含煤成气系统不同的保存条件。

川东北区，晚三叠世以后从克拉通内坳陷型转变成为大巴山前缘的类前陆型盆地，中侏罗统上沙溪庙组厚度超过3000m，遂宁组、蓬莱镇组厚达2000m，加速了龙潭煤系与海相地层有机质的演化历程，促进了龙潭煤系之上的长兴组、飞仙关组礁滩相碳酸盐岩储层的深埋岩溶作用，使普光等大气田的储集条件有明显改善（图8）。

图8 

普光气田飞仙关组储层孔隙演化史

川中区，晚三叠世以后为陆内坳陷发育阶段，基本延续了含煤岩系沉积时期的稳定构造格局，上覆沉积层厚度相对较小（上三叠统——侏罗系厚度仅为川东北地区的2/3），燕山晚期——喜马拉雅期构造运动强度较弱，形成的构造面积虽大、但幅度低，长兴组及飞仙关组礁滩相碳酸盐岩深埋溶蚀作用强度较弱，磨溪气田储集条件和储量丰度明显差于普光气田。

陆相含煤成气系统也因构造幅度小、成岩作用经历复杂，致使形成的大型气田均以致密储层为主，储量丰度较低。

川东区，三叠纪以后开江-泸州古隆起仍继续存在，但燕山晚期——喜马拉雅期的四川运动强度较大，形成以隔挡式箱状褶皱为主的高陡构造带，只在侧翼及向斜中的低背斜、潜伏背斜以及高陡构造上的部分高点，保存了由龙潭煤系与其他海相地层共源的气田（例如卧龙河气田嘉陵江组五段气藏）。

在高陡构造上，三叠系及其以上地层多已暴露，陆相含煤成气系统被严重破坏，大量散失。

9.2、类前陆型含煤盆地

类前陆型含煤盆地发现的大型煤成气田数量及储量，仅次于克拉通内坳陷型含煤盆地，是重要的煤成气聚集类型。

因为发展演化历史的不同，气田的运聚成藏特点不同。

库车坳陷类前陆盆地主要发育于新近纪，早、中侏罗世含煤岩系在新近纪才被迅速深埋，有机质快速演化至高成熟-过成熟阶段，在近5Ma以来（甚至可能在2Ma以来）快速充注成藏，形成多个大型煤成气田。

川西坳陷类前陆盆