一、深盆气藏
20世纪70年代中期，在加拿大西部阿尔伯达盆地艾尔姆华士地区第一次发现了这种非常规气藏，之后又经历了几年的勘探，最终确定在该盆地深部中生界的致密地层（渗透率低于0.1×10-3μm2、孔隙度小于7%）中饱含有天然气，而在其上倾方向孔渗较好的部位却为水所占据，似乎天然气被“水”所封闭。这种气水倒置、非同一般的气藏，且预测的天然气资源量又如此巨大（约10×1012m3），立即引起了全世界的关注。随后，在美国圣胡安、绿河等盆地中也确认了这种气藏的存在。由此一种新类型的、非常规的深盆气藏诞生了（图7-25）。
图7-25 加拿大阿尔伯达盆地深盆气藏剖面示意图（据许化政等，1996）
“深盆气”（Deep Basin Gas Pools）一词原指分布在盆地的深部气藏，其成藏机制和分布不同于前述常规油气藏。目前国内该类气藏在名词术语使用上比较混乱，如有称“致密砂岩气”、“根源气”等。另外，从圣胡安盆地的深盆气大多产在不足914m的深度和它还可以包含由常规浮力驱动形成的气藏来看，其概念有些不明确。Law（2002）认为称为“盆地中心气藏”（Basin Center Gas Accumulation）比较合适。
（一）深盆气藏的形成机制
深盆气在成藏过程中也需要有成熟烃源岩提供丰富的气源，在层系的顶底部也需要有盖层防止天然气的垂向运移和散失，也需要有储集层和圈闭来储聚天然气。但这些成藏要素和所产生的生、运、聚作用，在时空的组合上与常规油气藏的形成有许多不同。首先是深盆气的圈闭本身就是致密储集层，因此要求在烃源岩大量生、排气之时或之前就已形成。这样相邻烃源岩生成的天然气，才能在生烃的膨胀压力（异常高压力）作用下注入致密储集层，不断排替其中孔隙水并把气水界面不断向上倾方向推移，最终在气水界面以下为天然气所饱和、气水界面之上为水所饱和。气水之间并没有任何封闭层将它们隔开，气水界面的形成位置正是两种力达到动平衡的位置，即当生烃的膨胀压力与气水两相的毛细管压力达到平衡时气水界面相对稳定。因此，它决定于生气量（膨胀压力）和岩石的孔喉半径（毛细管压力）以及气体的分子扩散和微渗漏等散失量。由于地层的非均质性，气水界面在三维空间上是极不规则的，在地史时期中也是动态变化的，取决于生气量和散失量的平衡。可见，深盆气藏形成的关键在于相邻成熟烃源岩是致密储集层，而其本身又是聚气的圈闭，否则烃源岩排入的天然气将在浮力作用下进入其他圈闭中形成常规气藏。
图7-26 深盆气藏形成的概念模式图（据Law和Dickinson，1985）
1、2、3表示岩层或沉积层
Dickinson（1985）以美国绿河（Green River）盆地为背景，提出了致密地层中深盆气藏形成的四个阶段（图7-26）。
第一阶段：埋藏初期，地层的孔隙度和渗透率高，原始孔隙度可达30%～40%，地层流体流动不受阻碍，压实和胶结作用是孔隙度减少的主要原因。
第二阶段：埋藏中期，地温达到50℃，有CO2生成，孔隙流体呈酸性，可以产生溶蚀作用，但进一步的压实作用将增大的孔隙抵消，在压实作用下此时是地层重要的排水时期。
第三阶段：埋藏加深，地温达到82℃，烃源岩开始大量生气，并排入由于胶结作用而进一步致密化的砂岩储集层。地层水很快被气所饱和，出现游离气并产生异常高压，在高压作用下地层中的自由水不断被排到周围低压岩层中，直到只剩下不能流动的束缚水为止。在这种封闭的水文系统内地层进一步变得更加致密，尽管地层的渗透率很低但气体仍可运移，此时由于生成和聚集的速率大于散失的速率，所以地层仍保持异常高压并使边水进不到含气的部位。
第四阶段：地壳抬升剥蚀，造成地层温度和压力降低，气体生成停滞或衰竭；上覆负荷压力的降低使地层孔隙体积有所增加，孔隙流体压力逐渐降低；此时天然气散失的速率大于气体生成补充的速率，地层由超压转变成异常低压，水又从边缘部分慢慢地渗透进来取代气体散失的体积，使地层由异常低压最终恢复到正常压力。
Law（2000）根据气源岩将深盆气（盆地中心气）分为直接型与间接型两类：前者的气源岩富含以生气为主的Ⅲ型干酪根；后者富含以生油为主的Ⅰ、Ⅱ型干酪根，生成的石油再热裂解成气。Dickinson（1985）的4个阶段的演化模式主要是反映直接型的深盆气，而间接型的深盆气必须要在RO值大于1.35%之后，使已生成或聚集的石油裂解成气，才能发生类似直接型的演化过程。
（二）深盆气藏与常规油气藏的时空分布关系
成熟烃源岩与其相邻的致密储集层是深盆气藏形成的两个关键条件。但烃源岩要成为深盆气的有效气源岩还需有一个演化过程，特别是Ⅰ、Ⅱ型的干酪根要达到热裂解大量生气的阶段都需要相当的理深，RO值一般要在1.35%以上；而砂岩储集层也需要相当的埋深，在压实和胶结作用下逐渐转变为致密储集层，才能成为深盆气的圈闭。因此，烃源岩和储集层都要经历一定的演化之后，才能相互匹配形成非常规的深盆气藏。
然而，在烃源岩演化过程中早期生成的油气，当其排入尚未致密化的砂岩储集层中，就会在浮力、水动力的作用下沿地层上倾方向运移，遇到圈闭时就可形成常规的油气藏；如果地层中缺乏圈闭或地层出露地表，除造成大量油气的散失外，还可形成各种类型的油气显示。当深部烃源岩进入大量生气阶段时，生成的天然气首先注入邻近的致密储集层，在生烃膨胀压力作用下逐渐向地层上倾方向推进，从而在地层的下倾方向形成具异常压力的饱含深盆气的圈闭带，向上过渡为含水的常压带并可能分布有早期形成的常规油气藏。由此可见，在一个盆地中常规油气藏与深盆气藏在时空分布上有一定的关系，即常规油气藏可早于深盆气藏形成并分布在其上倾方向（图7-27）。图中，“甜点”（Sweet spots）是致密储集层中孔渗物性相对较好的地方。它往往是深盆气圈闭带中具工业开采价值的地区。
阿尔伯达盆地为我们提供了这种分布关系的最典型例证。早期由下白垩统页岩生成的石油，沿砂岩层或底部不整合面运移到盆地东北边缘埋深仅275m的阿萨巴斯卡（Athabasca）大背斜（闭合面积约5.5×104km2）中，由于生物降解作用形成巨大的常规稠油藏，整个盆地东侧探明的稠油资源量达0.48×1012t，约是世界其他地区探明石油储量的3倍；此期间生成的天然气大多已通过地表散失，有少量储聚在东侧斜坡带上的常规地层油气藏中。而后期生成的大量天然气则主要饱含在盆地西侧深埋的致密砂岩中，形成了非常规的深盆气藏，其储量预测在50×1012m3以上。
图7-27 非常规深盆气藏与常规油气藏空间关系示意图（据Surdam，1997，修编）
近年来，在我国鄂尔多斯等盆地中相继确认有深盆气藏存在，因此进一步了解常规油气藏与深盆气藏的时空分布关系，能使我们更有效地指导天然气的全面勘探。