波弗特海-麦肯齐三角洲盆地的天然气水合物资源潜力再评价:油气系统在非常规天然气资源和地质来源甲烷评价中的运用

刘杰 译  吴西顺 审

采用两个独立的油气资源评估模型,基于波弗特海-麦肯齐三角洲盆地(BMB)冻土带和地热梯度的新资料,重新评估该区的水合物资源量。研究根据饱和度(Sgh)及地质可靠程度,认为GHSZ是不完美的圈闭。

1 引言

本文采用两种独立的资源量评估方法对波弗特 – 麦肯齐盆地内水合物资源进行了评价,并对这两种方法计算的结果进行了讨论和对比。

2 研究区背景

波弗特-麦肯齐盆地是中生代大陆边缘裂谷。研究区从麦肯齐三角洲头部延伸到127~141°W之间的波弗特海永久冰冻区。

已探明可采原油达172.8×106m3,探明可采天然气达254.7×109m3。该区域估计未探明可采原油达957.2×106m3,未探明可采天然气达1.7×1012m3。

最近的一项研究表明,波弗特-麦肯齐盆地原位气体水合物体积在2.4×1012到 87×1012m3之间。

3 数据来源

最近,波弗特-麦肯齐盆地有关天然气水合物的数据库进行了更新,包括数字化的测井曲线(来自251口开发井的4054条测井曲线)和重新解释的冻土与地热环境数据。

4 方法

利用Issler博士等人(刊印中)提供的冻土厚度和地热梯度数据,我们重新估算了现今的气体水合物稳定带厚度。我们使用数字化的伽马电缆曲线响应特征去识别气体水合物稳定带内饱和气体的多孔层段,并且采用阿尔奇法去估算饱和度。

5 结果

5.1 修正过的水合物稳定带特征和气体水合物层

修订后的气体水合物稳定带位于永冻土下方局部厚度达>600米的区域,面积大约为58550平方千米。203口井中有122口井(60%)的测井曲线上发现了气体水合物层。
图1
图1 气体水合物稳定带厚度图(单位为米;绿线为波弗特海的海岸线,作为参考)

5.2 气体水合物产量的变化

122口按照单井产量,可分为三类。产量大于 1.0×109 m3 /km2 为高产井。其它12口井为中等产量,产量在1.0×108m3/km2到1.0×109m3/km2间。剩下的105口井产量小于1.0×108m3/km2,为低产井。
图2
图2 波弗特-麦肯齐盆地5口最富集水合物油气井周围单位面积(km2)水合物累积产量(m3,已换算成地表条件)与气体水合物饱和度关系图

5.3 油气系统对气体水合物产量和发育的控制

通过分析地质构造图和水合物分布的空间一致性,我们证明了构造对垂向热成因气进入水合物稳定带具有控制作用。构造背景对气体水合物出现和天然气的产量的影响,断层和裂缝控制深部热成因气进入气体水合物稳定带的优势路径。

5.4 确定性资源量评价

采用确定法计算的天然气水合物资源量为8.82×1012立方米(GIP)。
图3
图3 波弗特-麦肯齐盆地确定性算法估算的气体水合物资源量与气体水合物
饱和度函数图(Sgh)

5.5 概率法资源量评价

采用概率法计算的天然气水合物资源量为10.23×1012立方米。
图4
图4 波弗特-麦肯齐盆地概率法估计的气体水合物资源量与气体水合物
饱和度函数图(Sgh)

6 讨论

6.1 资源量“ 金字塔” 和一般分布的意义

两个独立的评估方法的结果具有良好的一致性,用来估计资源总量,也可以估计超过特定的累积储量和储层特征,或“临界值”的资源量。

6.2 对传统油气系统及其找矿方向的启示

波弗特-麦肯齐盆地的许多常规油气田处于未充满。我们认为天然气水合物同位素组成、体积和与构造的相关性指示波弗特-麦肯齐盆地的圈闭充满度很可能由密封强度控制。

6.3 对地质来源甲烷的启示

运移到气体水合物稳定带(GHSZ)内的热成因甲烷量高于常规油气资源内封存的甲烷;目前泄漏点处大气内的天然气通量高于GHSZ内封存的甲烷通量;GHSZ是不完美的圈闭。

7 结论

波弗特-麦肯齐盆地气体水合物在冻土层厚度大于200m的地方发育。确定性算法计算的气体水合物资源量为8.82×1012m3(GIP)。按照天然气水合物饱和度大于30%或大于50%,计算出的天然气水合物资源量分别为6.4×1012m3 和4.59×1012m3(GIP)。概率法计算出的天然气水合物资源量共 10.23×1012m3(GIP)。按照天然气水合物饱和度大于 30% 或大于 50%,计算出的天然气水合物资源量分别为6.93×1012m3和4.2×1012m3(GIP)。波弗特海-麦肯齐三角洲盆地泄漏的甲烷对大气的贡献量需要进一步的研究,以表征和评估它们所蕴含的非常规油气资源即气体水合物资源潜力及其对大气中甲烷的贡献。
  
资料来源:Kirk G. Osadetz,A Re-evaluation of Beaufort Sea-Mackenzie Delta Basin Gas Hydrate Resource Potential: Petroleum System Approaches To Non-Conventional Gas Resource Appraisal and Geologically-Sourced Methane Flux,Bulletin of Canadian Petroleum Geology, Vol.58, No.1(March, 2010), P.56-71.

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