天然氣地質(zhì)新進(jìn)展早期的天然氣地質(zhì)學(xué)一直依附于石油地質(zhì)學(xué),屬于石油地質(zhì)學(xué)的一部分。隨著大量天然氣田的發(fā)現(xiàn)和對(duì)天然氣研究的不斷深入,人們認(rèn)識(shí)到天然氣在成因、成藏和分布規(guī)律等許多方面與石油都有重要差別。1979年H.B.維索茨基出版的《天然氣地質(zhì)學(xué)》,標(biāo)志著天然氣地質(zhì)學(xué)成為一門獨(dú)立的學(xué)科。中國天然氣地質(zhì)學(xué)誕生于20世紀(jì)70年代末至80年代初,以1983年國家設(shè)立“煤成氣的開發(fā)研究”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目為里程碑,開始加強(qiáng)天然氣地質(zhì)學(xué)研究。近20多年來,我國對(duì)天然氣成因、天然氣成藏以及天然氣分布規(guī)律的諸多問題開展了廣泛和深入的研究,取得了一大批高水平的研究成果。1、天然氣成因理論天然氣成因理論是中國天然氣地質(zhì)學(xué)的核心。20世紀(jì)70年代末由德國引入我國并得到發(fā)展的煤成氣理論,將天然氣成因從“一元論”拓展到“二元論”,進(jìn)而發(fā)展到煤成氣、油型氣和無機(jī)成因氣的“多元論”,煤成氣理論指出煤系中的煤和黑色泥頁巖均是成氣物質(zhì),煤系成烴作用以成氣為主、成油為輔。煤成氣理論為我國天然氣勘探開辟出一個(gè)新的領(lǐng)域。煤成氣比例在天然氣探明儲(chǔ)量中的比例逐年增大,截至2004年煤成氣探明儲(chǔ)量已占全國探明天然氣儲(chǔ)量的70%以上。天然氣成因“多元論”的發(fā)展推動(dòng)了天然氣成因鑒別與天然氣成因分類的研究,使之成為天然氣成因理論的重要構(gòu)成部分。烷烴氣碳同位素組成受控于天然氣的母質(zhì)類型和成熟度,無機(jī)成因氣碳同位素組成較有機(jī)成因氣的重,煤成氣碳同位素組成較油型氣的重,同一類型母質(zhì)形成的天然氣碳同位素組成隨其成熟度增加而變重。我國學(xué)者利用天然氣穩(wěn)定碳同位素、天然氣組分、輕烴、生物標(biāo)志化合物、稀有氣體同位素等一系列參數(shù)和指標(biāo)建立了一套比較完善的天然氣成因類型鑒別體系,進(jìn)而進(jìn)行了系統(tǒng)的天然氣成因類型的劃分（戴金星等,1987,1992,1995;徐永昌等,1985,1994,1999;沈平,1987,1991;張義綱,1987,1991。2、天然氣成藏理論天然氣藏的復(fù)雜成藏過程一直是天然氣地質(zhì)研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。近年來,隨著天然氣勘探和地質(zhì)綜合研究的不斷深入,提出了天然氣成藏動(dòng)平衡理論、天然氣多期成藏、晚期成藏理論;建立了不同類型大中型氣田成藏模式;初步建立了成藏過程中天然氣聚散定量評(píng)價(jià)方法和成藏期次的確定方法。同時(shí),在非常規(guī)天然氣藏（如深盆氣藏、煤層氣藏形成機(jī)制的研究方面也取得了重要進(jìn)展。1天然氣運(yùn)聚動(dòng)平衡理論天然氣運(yùn)聚動(dòng)平衡模型將天然氣由烴源巖中生成并排出、在運(yùn)載層中二次運(yùn)移、聚集、成藏后散失的過程描述為動(dòng)態(tài)的連續(xù)過程。當(dāng)天然氣補(bǔ)充量大于散失量時(shí),天然氣在氣藏中不斷富集;反之,圈閉中的天然氣不斷減少,乃至全部散失。氣源充注強(qiáng)度和時(shí)間以及封蓋保存條件是氣藏能否形成的重要因素（郝石生,1991,1994。2天然氣封蓋機(jī)理天然氣與石油不同的物理性質(zhì)決定了天然氣對(duì)儲(chǔ)層物性要求較低,而對(duì)蓋層和保存條件要求較高。李國平等（1996從蓋層分類及特征、蓋層封閉機(jī)理、蓋層參數(shù)室內(nèi)測(cè)定（突破壓力、比表面及微孔分布、擴(kuò)散系數(shù)、吸附量、泥巖激光粒度、測(cè)井、地震資料蓋層研究與預(yù)測(cè)等方面對(duì)天然氣蓋層進(jìn)行了全面系統(tǒng)的研究,形成了從微觀參數(shù)測(cè)試到宏觀預(yù)測(cè)、從定性研究到定量研究的富有特色的一整套蓋層研究方法。研究認(rèn)為:蓋層的物性封閉能力與巖性有關(guān),不同巖性的物性封閉能力明顯不同,處于不同成巖階段的泥質(zhì)巖其物性封閉能力不同，泥質(zhì)巖一般在晚成巖階段A亞期前后封閉能力最強(qiáng)。壓力封閉主要與欠壓實(shí)產(chǎn)生的異常低壓和由地層的水熱增壓、烴源巖大量排烴作用、蒙脫石脫水作用、大地構(gòu)造作用等引起異常超壓有關(guān);烴濃度封閉主要與蓋層是否是烴源巖和烴源巖的成熟度有關(guān)。3天然氣晚期成藏理論天然氣晚期成藏理論基于天然氣成藏動(dòng)平衡原理和氣藏的保存要求而提出,即天然氣藏的成藏期晚和現(xiàn)今仍有氣源供給是大中型氣田形成的關(guān)鍵。我國主要含油氣盆地被構(gòu)造運(yùn)動(dòng)頻繁改造,天然氣藏一般經(jīng)歷多期成藏過程,而早期形成的氣藏受后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的改造和破壞難以保存,只有最后一期較晚成藏的氣藏才可能保存至今（周興熙,1998;邱中建,康竹林,何文淵,2002;。天然氣的晚期成藏由三個(gè)方面因素決定:一是新生代以來普遍經(jīng)歷烴源巖演化的生氣高峰期;二是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)為天然氣成藏提供了大型的圈閉、運(yùn)移通道,利于天然氣晚期成藏;三是天然氣聚集越晚,散失量越少,越有利形成大氣田（戴金星,2003;宋巖,2003;龔再升,2004。3天然氣動(dòng)力學(xué)理論油氣的運(yùn)移、聚集和成藏,是在沉積盆地演化過程中,源巖生成的烴類在輸導(dǎo)格架和能量場(chǎng)（包括溫度場(chǎng)、壓力場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)共同控制下自然流動(dòng)的過程。成藏動(dòng)力學(xué)是綜合利用地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)手段和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù),在盆地演化歷史中和輸導(dǎo)格架下,通過能量場(chǎng)演化及其控制的化學(xué)動(dòng)力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)過程分析,研究沉積盆地油氣形成、演化和運(yùn)移過程和聚集規(guī)律的綜合性學(xué)科。研究的基礎(chǔ)是盆地演化歷史和流體輸導(dǎo)格架,研究的核心是能量場(chǎng)（包括溫度場(chǎng)、壓力場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)演化及其控制的化學(xué)動(dòng)力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)過程。（郝芳,20003、天然氣富集理論勘探實(shí)踐表明,含氣盆地天然氣遵循一定地質(zhì)規(guī)律,呈區(qū)帶狀富集分布,我國學(xué)者在對(duì)大氣田主要控制因素研究的基礎(chǔ)上,提出了大中型天然氣藏富集理論:生氣中心控氣論、區(qū)域封蓋層控氣論、構(gòu)造區(qū)帶類型控氣論、富氣盆地論。1生氣中心控氣論天然氣藏的形成也遵循“源控論”理論,生氣中心及其周緣是形成天然氣藏的有利地區(qū)。越靠近生氣中心,天然氣的供氣量和供氣速率就越大,因此規(guī)模較大的天然氣聚集受生氣中心控制。氣源巖的體積越大,形成大中型氣田的機(jī)率就越高。大中型天然氣田一般形成于生氣中心或周緣,即生氣強(qiáng)度一般大于20x108m3/km2的范圍內(nèi)（石寶衍,戚厚發(fā),戴金星,1989。2區(qū)域封蓋層控氣論地質(zhì)家早已認(rèn)識(shí)到,蓋層的封蓋性能對(duì)天然氣成藏有重要作用。隨著天然氣勘探和對(duì)天然氣成藏、富集規(guī)律研究的逐步深入,區(qū)域蓋層在大氣田形成中的重要作用被倍加關(guān)注。優(yōu)質(zhì)的蓋層不僅要有良好的微觀封蓋能力,還要區(qū)域性穩(wěn)定分布,塑性強(qiáng)而不易破裂,特別是在構(gòu)造變形強(qiáng)烈的地區(qū)。分布穩(wěn)定、塑性較強(qiáng)的區(qū)域蓋層能封蓋住下伏烴源巖生成的大部分天然氣,與烴源巖分布共同控制著氣層的縱向分布,同時(shí)控制著天然氣的富集程度（石寶衍,戚厚發(fā),戴金星,1992;周興熙,1997;盧雙舫,付廣,2002,2003。3構(gòu)造區(qū)帶類型控氣論①前陸沖斷帶控氣。沖斷一褶皺帶斷裂構(gòu)造帶是靠近前陸盆地的生烴中心，擠壓背斜圈閉發(fā)育，沖斷一褶皺帶斷裂系統(tǒng)可溝通烴源巖與圈閉構(gòu)造帶，并在圈閉構(gòu)造帶內(nèi)聚集成藏。沖斷一褶皺帶內(nèi)儲(chǔ)層多為高孔高滲的砂巖儲(chǔ)層，蓋層為前陸盆地沉積的煤系和膏泥巖，這些優(yōu)越的天然氣地質(zhì)條件決定了沖斷一褶皺帶易于形成大中型氣田（賈承造,何登發(fā)等,2000。②古隆起（構(gòu)造控氣。大型的繼承性古隆起發(fā)育在大型的穩(wěn)定沉積盆地中，具有早期形成的大型圈閉或與生烴同時(shí)形成的大型圈閉,這種圈閉有利于天然氣的聚集。水下古隆起水體較淺,常可發(fā)育高能環(huán)境下的碳酸鹽巖儲(chǔ)集層,如亮晶砂礫屑碳酸鹽巖、鮞?；?guī)r等,不僅發(fā)育原生孔隙,也有利于后期成巖作用改造,形成次生溶蝕孔隙。而且在臺(tái)地和斜坡盆地之間,還可發(fā)育礁體儲(chǔ)層。水下古隆起常露出水面,這對(duì)于混合巖化作用、蒸發(fā)作用較有利,所形成的白云巖是良好的儲(chǔ)集體（戴金星,1995;錢凱等,1999;魏國齊,2000。③海相泥拱（構(gòu)造控氣。泥拱構(gòu)造帶控制天然氣的聚集,不僅在于形成了多個(gè)構(gòu)造圈閉,而且在上覆地層中形成了一些斷裂裂隙,這些斷裂構(gòu)造具有下開上封特點(diǎn),有利于天然氣藏形成,并為天然氣的垂向運(yùn)移提供了良好的通道,同時(shí)高壓泥拱本身是一個(gè)良好載體,將深部富含烴類的塑性泥流,通過斷裂和裂隙帶到淺部釋放并聚集到淺層圈閉儲(chǔ)層中（王善書,1994;祖家琪,1994。④同生背斜（構(gòu)造控氣。自始新世以來，隨著印藏碰撞事件的發(fā)生和昆侖山、阿爾金山的迅速隆升以及阿爾金斷裂左行走滑活動(dòng),柴達(dá)木盆地相對(duì)下降，在全盆地范圍內(nèi)沉積了E-N的一套河湖相沉積物，沉積中心自西南逐漸向北、向東遷移;到上新世末,隨著阿爾金斷裂左行走滑活動(dòng)的加強(qiáng),第四紀(jì)沉積中心遷移至盆地東部地區(qū),接受了巨厚的第四系沉積,同時(shí)由于基底塊斷活動(dòng),第四系內(nèi)形成多個(gè)同生背斜構(gòu)造。其成藏模式可總結(jié)為“淺層自生自儲(chǔ)短距離運(yùn)移聚散平衡的生物氣藏”（戴金星,李先奇等,1992,1995。4富氣盆地論富氣盆地指氣資源量約占油氣總資源量的85%以上,以天然氣為主的盆地（杜永林,張玉清,1988。富氣盆地與富油盆地的主要區(qū)別首先在于成烴原始有機(jī)質(zhì),其次是烴源巖所經(jīng)歷的演化階段。這類盆地從原始沉積和成盆演化開始就決定了其成氣潛力大于成油潛力。我國富氣盆地主要有四類:克拉通—前陸復(fù)合盆地、中間地塊—類前陸盆地組合、陸緣斷坳盆地和裂谷盆地中。4、非常規(guī)天然氣地質(zhì)研究1煤層氣地質(zhì)理論煤層氣是指煤層中以吸附為主的甲烷和少量其他氣體。自1997年2月AMOCO公司首先在圣胡安盆地完鉆第一口煤層甲烷氣井以來美國在圣胡安、黑勇士兩盆地的煤層甲烷氣的勘探開發(fā)取得突破性進(jìn)展。在皮申斯猶因地、阿科馬、綠河盆地亦均獲得了煤層氣工業(yè)氣流。90年代,煤層甲烷氣在美國已逐漸發(fā)展成為一門新興能源工業(yè)。通過20年的勘探開發(fā)工作,美國已形成系統(tǒng)的煤層氣地質(zhì)理論（包括煤層氣生氣理論、賦存、煤儲(chǔ)層特征及評(píng)價(jià)、煤層氣吸脫附規(guī)律、高產(chǎn)富集條件等和鉆采工藝技術(shù)。我國是世界上煤炭和煤層氣資源最豐富的國家之一,煤層氣資源量約35x1012m3（趙慶波,1996。錢凱等（1996全面系統(tǒng)探討了煤層甲烷的形成及特征、煤層氣儲(chǔ)層特征、煤層甲烷的形成條件、煤層甲烷綜合評(píng)價(jià)與地質(zhì)選區(qū)、儲(chǔ)量計(jì)算以及鉆采工藝技術(shù)和與煤層甲烷氣有關(guān)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)。趙慶波等（1996系統(tǒng)分析了中國煤層氣資源的分布,指出華北、西北和華南地區(qū)煤層氣資源豐富,認(rèn)為中國煤層氣藏可劃分為壓力封閉型氣藏、承壓水封堵型氣藏、頂板水網(wǎng)絡(luò)狀微滲濾封堵氣藏、構(gòu)造圈閉氣藏，總結(jié)了煤層氣高產(chǎn)富集的基本條件，包括煤層分布廣（＞200km2,厚度大（煤層集中段總厚＞15m,煤巖鏡質(zhì)組含量高（＞80%、演化程度適中（Ro為0.7%--4.0%、處于區(qū)域巖漿熱變質(zhì)區(qū)、煤層割理發(fā)育、構(gòu)造裂縫適中、直接蓋層5m以上且連續(xù)穩(wěn)定分布（且其上又有區(qū)域性蓋層、處于承壓水區(qū)、處于構(gòu)造斜坡帶或埋藏適中的向斜區(qū)、處于地層高區(qū)等。趙慶波評(píng)價(jià)出沁心盆地環(huán)斜坡帶的晉城、潞安和沁源地區(qū)、陜西北部的吳堡一府谷地區(qū)、渤海灣盆地冀中坳陷東北部的大城地區(qū)、豫西含煤區(qū)的榮鞏地區(qū)、山東魯西地區(qū)、焦作地區(qū)、鄂爾多斯盆地東緣（黃河以東、南方六盤水地區(qū)等8個(gè)近期可供鉆探或需要進(jìn)一步研究的煤層氣有利勘探目標(biāo)或目標(biāo)區(qū)。2深盆氣成藏理論深盆氣藏是一種上傾水封、散失與聚集動(dòng)態(tài)平衡“滿盆氣”的特殊類型氣藏,形成的地質(zhì)條件主要有:①關(guān)鍵條件之一是有充足而持續(xù)的氣源供給?？碧綄?shí)踐表明，富含有機(jī)質(zhì)的煤系是最理想的深盆氣藏的氣源巖。②要有有利的儲(chǔ)集條件,即儲(chǔ)集層連片分布,孔喉半徑要小于一定的臨界值,沿上傾方向物性變好,使天然氣既能排驅(qū)孔隙中的自由水,又能在毛細(xì)管力的作用下整體向上傾方向推進(jìn)。③在地層傾角適當(dāng)?shù)男逼聨?順層方向的浮力分量小于儲(chǔ)集層孔隙喉道的毛細(xì)管力,深盆氣向儲(chǔ)集層上傾方向的繼續(xù)運(yùn)移被毛細(xì)管力阻礙,這是深盆氣藏形成的有利構(gòu)造條件。（林壬子等,1996;李振鐸等,1998我國在20世紀(jì)90年代初對(duì)鄂爾多斯盆地、四川盆地川西地區(qū)深盆氣成藏條件進(jìn)行了研究和勘探實(shí)踐（戴金星等,1997;宋巖,2001;王濤,2002,在深盆氣成藏機(jī)理研究方面也取得了重要進(jìn)展（張金川,金之均,龐雄奇,1999,2000。3頁巖氣成藏理論頁巖氣是指主體位于暗色泥頁巖或高碳泥頁巖中,以吸附或游離狀態(tài)為主要存在方式的天然氣聚集。在頁巖氣藏中,天然氣也存在于夾層狀的粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、甚至砂巖地層中,為天然氣生成之后在源巖層內(nèi)就近聚集的結(jié)果,表現(xiàn)為典型的“原地”成藏模式。張金川等（2004認(rèn)為頁巖氣成藏機(jī)理兼具煤層吸附氣和常規(guī)圈閉氣藏特征,體現(xiàn)出了復(fù)雜的多機(jī)理遞變特點(diǎn);在頁巖氣的成藏過程中,天然氣的賦存方式和成藏類型逐漸改變,含氣豐度和富集程度逐漸增加;完整的頁巖氣成藏與演化可分為3個(gè)主要的作用過程,自身構(gòu)成了從吸附聚集、膨脹造隙富集到活塞式推進(jìn)或置換式運(yùn)移的機(jī)理序列;相應(yīng)的成藏條件和成藏機(jī)理變化對(duì)頁巖氣的成藏與分布產(chǎn)生了控制和影響作用,巖性特征變化和裂縫發(fā)育狀況對(duì)頁巖氣藏中天然氣的賦存特征和分布規(guī)律具有控制作用。4致密砂巖氣王金琪等（1993、2000對(duì)致密砂巖含氣區(qū)、砂巖致密化的影響因素以及致密砂巖氣藏的特征進(jìn)行分析研究,認(rèn)為低孔滲砂巖級(jí)別以上儲(chǔ)層,必須有局部圈閉才能成藏,向斜凹部“深盆氣”只能在致密砂巖級(jí)別中形成;超致密砂巖只有裂縫發(fā)育條件下方可成藏。中國致密砂巖含氣領(lǐng)域廣闊，可慨括為四大類型:①活動(dòng)性超致密砂巖含氣區(qū)（如四川西部;②“深盆氣”區(qū)（如鄂爾多斯盆地;③斷陷盆地致密砂巖含氣區(qū)（如松遼J3—K1斷陷;④非常深埋高豐度致密砂巖含氣區(qū)（如準(zhǔn)噶爾盆地南部。并建立了中國含氣致密砂巖成藏模式。階段I:原生常規(guī)儲(chǔ)層油氣聚集;階段H:“深盆氣”階段III:超致密化;階段W:裂縫重組氣藏;階段W’:次生淺層氣藏。參考文獻(xiàn)【1】戴金星.各類烷烴氣的鑒別[J].中國科學(xué)B輯,1992,（2:185-193【2】趙文智等.石油地質(zhì)理論與方法進(jìn)展[M].北京:石油工業(yè)出版社.2006.【3】申寶劍，黃智龍,劉洪等.天然氣氣源對(duì)比研究方法進(jìn)展[J].天然氣地球科學(xué),2007,18（2:269-274.【4】宋巖，王毅，王震亮等.天然氣運(yùn)聚動(dòng)力學(xué)與氣藏形成[M].北京:石油工業(yè)出版社,2002.【5】帥燕華.天然氣組分及碳同位素動(dòng)力學(xué)研究與地質(zhì)應(yīng)用D].中國科學(xué)院研究生院,2004.【6】金之鈞，張金川.天然氣成藏的二元機(jī)理模式[J].石油學(xué)報(bào),2003,24(4:13-16.【7】付孝悅.天然氣成藏與保存[J].新疆石油地質(zhì),2004,25(2:212-214.【8】盧雙舫，李宏濤,付廣等.天然氣富集的主控因素剖析[J].天然氣工業(yè),2003,23(6:7-11?！?】趙文智，王紅軍，王兆云等.中國天然氣高效成藏的內(nèi)涵及意義[J].天然氣工業(yè),2006,26(12:6-14【10】王庭斌.中國氣田的成藏特征分析[J].石油與天然氣地質(zhì),2003,24(2:103-110.【11】戴金星,秦勝飛,陶士振等.中國天然氣工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和天然氣地學(xué)理論重要進(jìn)展[J].天然氣地球科學(xué),2005,16(2:127-142.【12】宋巖,陳孟晉，秦勝飛,仇明祥.中國天然氣地質(zhì)