煤系源岩显微组分对天然气碳同位素组成影响的应用

指出不同显微组分具有不同的化学结构组成,壳质组具有最轻的碳同位素组成,芳构化程度最高的惰质组具有最重的碳同位素组成,因此产物甲烷的碳同位素组成具有半丝质组>丝质组>镜质组>壳质组的规律。结合不同显微组分产气率的特征(壳质组>镜质组>半丝质组>丝质组),计算了煤系源岩显微组分的差异对在塔里木盆地库车坳陷和吐哈盆地煤成气甲烷碳同位素可能产生的影响。认为这种显微组分组成上的差异不足以对所产生的天然气甲烷碳同位素产生影响。     

煤成烃的成因与评价

据荧光显微镜和共聚焦激光显微镜对煤中壳质组、微壳质体的定量观测和煤与煤岩组分的13^C NMR分析测定，以及煤岩显微组分的热演化生烃模拟实验结果，讨论了煤的富氢组分与煤的大分子结构中甲基、α亚甲基，次甲基含量对煤成液态烃和气态烃的控制作用，并提出了针对低演化烟煤阶段煤成气与油的评价指标。由于我国多数含煤盆地是以富含镜质组和惰质组的腐殖煤为主，因此决定了含煤盆地的油气勘探方向主要是煤成天然气。只有少数含煤盆地的含煤岩系中，广泛存在壳质组和微壳质组含量较高的煤分层，才具有煤成油的实际勘探前景，如吐哈盆地等。图3表4参22     

江汉盆地下第三系烃源岩有机岩石学研究

作者采用有机岩石学全岩分析技术,系统研究了江汉盆地下第三系烃源岩的显微组分组成、生烃组分及有机质热演化。江汉盆地烃源岩形态显微组分含量明显偏低,平均仅占全岩体积的1.5%。显微组分组成中富含腐泥组,相对发育镜质组和壳质组,贫惰性组。有机质类型多为Ⅱ、Ⅰ型。藻类体、矿物沥青基质是该区主要生烃组分。文中利用镜质体反射率R_o及富氢组分和非烃馏分的荧光参数探讨了江汉盆地烃源岩有机质演化特征,提出了有机质的热演化阶段的划分方案。      

松辽盆地齐家古龙地区烃源岩有机岩石学研究

采用有机岩石学全岩分析技术，系统研究了松辽盆地齐家古龙地区白垩系嫩江组烃源岩的显微组分组成、生烃组分及有机质热演化。该区烃源岩形态显微组分含量占全岩体积的4.1%，嫩二段-嫩五段烃源岩显微组分以高等植物陆源输入占绝对优势，盆情性组、富含镜质组、相对发育壳质组；嫩一段烃源岩腐泥组分含量较高，具有混合生源的特点，为该区主力烃源岩。藻类体是该区低熟油的重要生烃组分。利用镜质组反射率、孢子体荧光参数，将有机质热演化阶段划分为未成熟、低成熟两个阶段。二者界线所对应的镜质组反射率为0.5%，孢子体相对荧光强度为2.2，埋深为1050m。     

黔东南麻江—凯里地区烃源岩的有机岩石学特征

应用全岩有机岩石学分析方法,研究了黔东南麻江-凯里地区烃源岩的显微组分组成、生烃组分及有机质热演化.该区烃源岩主要有含沥青碳酸盐岩、泥岩和煤3类,其显微组分含量因样品不同而异,显示非均质性.含沥青碳酸盐岩样品的显微组分总含量(TMC)值为0.8%～13.6%,泥岩样的TMC值为1.4%～9.4%,煤样的TMC值超过70%.该区烃源岩的富氢显微组分主要由壳质组、沥青组、次生有机质和矿物沥青基质构成,其中孢子体、壳屑体、沥青及矿物沥青基质是其主要的生烃组分.该区烃源岩有机质热演化程度处于成熟-过成熟阶段,其等效镜质组反射率R_o为0.674%～2.659%.      

塔里木盆地煤岩显微组分热模拟实验中液态烃特征研究

对塔里木盆地满加尔凹陷侏罗系演化程度较低(Ro=0.40%)的煤岩显微组分进行了从250℃到550℃(50℃为一温阶,恒温72h)的热模拟实验。用氯仿抽提获得了赋存在固体残余物中的可溶液态有机物,即饱和烃、芳烃和非烃。实验结果表明:1组成煤岩的显微组分产液态物时具有镜质组较早(主要发生在350℃时)、壳质组略晚(发生在400℃)且显微组分产率大小顺序为壳质组(1)>壳质组(2)>镜质组的特征;2各显微组分的液态烃产率均表现为壳质组>镜质组的特征,镜质组和壳质组均存在一个明显的产液态烃高峰,壳质组是煤岩中液态物质的主力贡献者,其产液态物率是镜质组的5～15倍;3在显微组分中,低演化阶段具低总烃、高非烃+沥青质的特征,随着煤化作用的加强,总烃有大于非烃+沥青质趋势。同时,在液态物产率高峰,饱和烃一般都占优势,不同显微组分液态物质的产程有所不同,因此,尽管在煤岩中壳质组是液态烃的主要来源,但由于其在煤岩中所占比较较小,难以肯定其为主力源,而尽管镜质组产液态物率低于壳质组,但因其是煤岩的主体部分,且具有广泛的分布,因此,应该是重视的对象;4不同显微组分的烷/芳值大于1,且壳质组的烷/芳值具有两阶段性。     

西北地区中下侏罗统煤成烃源岩评价

西北地区中、下侏罗统煤层广布,厚度较大;根据对煤的有机显微组分测试及综合统计分析表明,在西北地区,煤岩尽管并不普遍具备高含量的壳质组,但其高含量的富氢基质镜质体却具有普遍规律,富氢基质镜质体的含量占有机显微组分达18%以上,具备了煤成烃的物质基础。另外,本文提出了煤的有机地化参数类比系数法,并对煤生烃潜力进行了评价。结果表明,西北地区主要盆地煤具有较好-好的生烃能力。煤成烃具有广阔的勘探前景。      

柴达木盆地北缘侏罗系烃源岩有机岩石学特征

柴达木盆地北缘侏罗系烃源岩中分布着各种不同形态、不同类型、不同成因和不同光学特征的有机显微组分,它们具有不同的化学成分和结构、母质类型及生烃潜力.烃源岩中的有机显微组分主要由镜质组、惰质组、壳质组、腐泥组及次生组分和矿物-沥青基质所构成,主要生油组分是壳质组和腐泥组,而大量的镜质组(富氢镜质体除外)和惰质组相对来说一般主要是生气.暗色泥岩以矿物为主,煤则以有机组分为主,页岩、油页岩及碳质泥岩介于二者之间.烃源岩中以页岩、油页岩富氢组分最发育,并以腐泥组组分占绝对优势,主要生油组分为沥青质体和矿物-沥青基质,其次是层状藻类体.暗色泥岩中富氢组分含量相对较少,其中腐泥组与壳质组含量相近,主要生油组分为层状藻类体、孢子体、角质体,其次为矿物-沥青基质及壳屑体.煤的主要生油组分为角质体和孢子体,但含量低,其次为树脂体及壳屑体.碳质泥岩的主要生油组分为孢子体、角质体和层状藻类体.      

川南煤田古叙矿区DC-5井上二叠统龙潭组煤层甲烷吸附性及其主控因素

煤层甲烷吸附性研究对于指导煤层气勘探开发以及揭示煤层储气机理具有重要作用。通过钻井取样、煤岩-煤质特性分析以及甲烷等温吸附实验,研究了川南煤田古叙矿区龙潭组不同深度煤层的煤质特征与甲烷吸附性差异,运用多元线性逐步回归方法分析了影响煤层甲烷吸附能力的主要因素。结果表明:古叙矿区龙潭组煤镜质组最大反射率RO,max值为2.83%~3.22%,属于高阶煤;显微组分以镜质组为主,惰质组次之,不含壳质组,无机矿物以黏土类为主;不同煤层的水分含量和挥发份产率差别不大,但是灰分产率和固定碳含量差别较大,导致朗格缪尔体积变化在11.39~25.06 m^3/t之间。认为固定碳含量是影响古叙矿区煤层甲烷吸附能力的主要因素,且固定碳含量与朗格缪尔体积呈正相关关系。     

鄂尔多斯盆地延长组烃源岩有机显微组分特征

从有机岩石学角度出发,综合应用干酪根和全岩光片观察方法,在《透射光—荧光干酪根显微组分鉴定及类型划分方法》部颁行业标准的基础上,结合富氢组分随热演化程度光性变化明显的特点,将鄂尔多斯盆地三叠系延长组优质烃源岩显微组分划分为腐泥组、壳质组、镜质组、惰质组4种类型,其中,腐泥组作为最主要的组分表明湖生藻类是其主导生源类型。另外,烃源岩中腐泥型微粒状镜质体的普遍存在,一方面证实了当时沉积水体为还原环境,微生物降解强烈;另一方面也说明了优质烃源岩已进入大量生烃期,为本区有机质热演化阶段划分提供了佐证。     

塔里木盆地煤及其显微组分超高温开放体系热模拟实验气态产物对比研究

通过对塔里木盆地煤及其显微组分进行以1 K/min升温速率的开放体系热模拟实验(最高实验温度为1 200℃),获得了煤岩与各显微组分气态产物产率与累计产量变化。对比分析了煤及其显微组分生成气态产物CH₄、N₂和CO变化特征，其中 N₂生成温度高于CH₄和CO; H₂生成时间与CH₄相一致(说明了氢为烃类气体形成的关键因素）。煤及其显微组分生烃潜力具有壳质组>镜质组>煤>半丝质组≥ 丝质组的特征，说明煤岩生烃潜力主要由其显微组分控制；虽然壳质组在煤岩中含量很低,但生烃潜力高于其他显微组分。煤岩生成的N2具有双峰型特征，说明了前后峰N₂具有不同来源，前者来源于无机矿物（如含铵粘土）的分解，后者来源于有机质热降解；显微组分生成N₂主要为高温阶段，说明了显微组分在分离过程中可能造成部分无机矿物的损失。     

高邮凹陷泰州组烃源岩有机岩石学

利用有机岩石学全岩分析技术,依靠反射光、透射光和荧光相结合,系统研究了高邮凹陷泰州组烃源岩显微组分组成、分布特征及主要组分对生烃的贡献,希望为资源评价和今后油气勘探提供依据。泰州组烃源岩显微组分含量占全岩体积的9.92%;且在平面上存在显著的非均质性,东部含量较高,而西部较低。显微组分组成呈现出腐泥组和壳质组占优势,镜质组较少,惰性组贫乏的特点。矿物沥青基质、藻类体和壳屑体是泰州组烃源岩主要生烃组分,对油气生成贡献最大。     

湘中南龙潭煤系煤岩显微组分的有机地球化学特征与生烃潜力

本文通过对湘中南龙潭煤系煤岩显微组分的有机地球化学特征和生烃潜力的综合研究,指出其气、肥煤中的壳质组是具有很高的生烃潜力的生烃母质;镜质组,特别是发荧光的基质镜质体具有较高的生烃潜力;惰质组的生烃潜力最小,且以生气为主,但其中孔隙发育,对于烃的储集具有重要意义。      

江汉盆地下第三系烃源岩生烃组分剖析

有机岩石学全岩分析结果表明,江汉盆地盐湖相烃源岩显微组分含量明显偏低,平均仅占全岩体积的１．５％。显微组分组成中富含腐泥组、贫惰性组、相对发育镜质组和壳质组,具有藻类低等生物与高等植物混合生源的特点。藻类体是江汉盆地低熟油的主要生烃组分,隐含于矿物沥青基质中的有机质约占总有机质的一半以上,是江汉盆地值得重视的生烃组分     

SEPARATION OF MACERALS FROM SUBBITUMINOUS COALS AND THEIR RESPONSE TO LIQUEFACTION

ABSTRACT

Separation of macerals from three Alberta subbituminous coals was investigated using float-and-sink method with dense liquids followed by the density gradient technique proposed by Dyrkacz and co-workers at Argonne National Laboratory, U.S.A. Resolutions of 90 percent or greater purity were obtained in some fractions in quantities sufficient to study their response to liquefaction. The ease of liquefaction of macerals isolated from subbituminous coals was, in descending order, liptinite, vitrinite, inertinite. Liquefaction of inertinite occurred at somewhat higher temperatures compared to that of vitrinite macerals which initiated between 350^° and 400^°C.

Analysis of the chemical makeup of macerals from a subbituminous coal indicated that liptinite was relatively rich in hydrogen, whereas vitrinite and inertinite were relatively rich in oxygen and carbon respectively. The average densities were 1.285, 1.345 and 1.458 g/cc for liptinite, vitrinite, and inertinite respectively. X-ray diffraction and NMR spectra of the three macerals were also investigated which will be the subject of a future detailed report.     

ORGANIC FACIES VARIATIONS AND HYDROCARBON GENERATION POTENTIAL OF PERMIAN GONDWANA GROUP COALS AND ASSOCIATED SEDIMENTS,BARAPUKURIA AND DIGHIPARA BASINS,NW BANGLADESH

In the Barapukuria and Dighipara coal basins, NW Bangladesh, the Basement Complex is overlain by the coal‐bearing Permian Gondwana Group. In the present study, 36 core samples collected from five boreholes in these two basins were analysed using organic geochemical and organic petrological methods. Based on the results of biomarker analyses (TIC, m/z 191 and m/z 217 fragmentograms) and maceral composition (proportions of vitrinite, liptinite, inertinite), three organic facies were identified: coals, carbargillites and mudstones. Together with other evidence, cross‐plots of HI versus T_max and Pr/nC₁₇ versus Ph/nC₁₈ indicate that the coals, as expected, were dominated by terrestrial organic matter (OM). The carbargillites contained a mixture of terrestrial and probable Type II aquatic OM, and the mudstones contained mostly terrestrial OM. Accordingly the coals, carbargillites and mudstones are interpreted to have been deposited in swamp‐dominated environments in a delta‐plain setting which was subject, in the case of carbargillites, to periodic flooding. Suboxic conditions were indicated by very high Pr/Ph ratios and a high content of inertinite macerals. All the samples analysed were immature or early mature for hydrocarbon generation, as indicated by mean vitrinite reflectance (%R_o) of 0.60–0.81%, Rock‐Eval T_max of 430–439°C, and biomarker ratios (hopane C₃₂ 22S/(22S+22R)) of 0.57–0.60. Carbargillites showed potential for both liquid and gaseous hydrocarbon generation; coals were mainly gas‐prone with minor liquid hydrocarbon potential; and mudstones were dominantly gas‐prone. The oil‐prone nature of the samples was attributed to the presence of resinite, cutinite, bituminite and fluorescent vitrinite. The presence of exsudatinite within crack networks, solid bitumen and oil droplets as well as bituminite at early oil‐window maturities suggests that the organic matter may have expelled some hydrocarbons.     

CHARACTERIZATION OF THE MACROMOLECULAR STRUCTURE OF PINGSHUO COAL MACERALS USING 13C-NMR,XPS, FTIR AND XRD TECHNIQUES

Abstract

The macromolecular strucutures of the three major macerals, vitrinite, exinite and fusinite, separated from a unique Pingshuo bituminous coal are probed and characterized using advanced analytical techniques including ¹³C-NMR, XPS, FTIR and XRD. Structural parameters of the individual macerals, for instance, aromaticity, carbon and hydrogen distribution, existing form of heteroatoms and functional groups are measured and investigated. The microcrystallite parameters are also calculated from XRD analysis. The results indicate that the differences in macromolecular structure of the three macerals are obvious and can be distinguished from each other.     

东海盆地西湖凹陷下第三系烃源岩显微组分组成和成烃组分剖析

采用有机岩石学分析方法,结合有机地球化学资料对东海盆地西湖凹陷下第三系烃源岩(煤和泥岩)进行剖析研究.本区烃源岩富镜质组(>60%),贫惰性组(<10%),含10%~30%的壳质组和腐泥组;“壳质组十腐泥组”含量与氯仿沥青、总烃和有效磷等呈正相关关系;树脂体和“孢子体-藻类体”分别为早期成烃和晚期成烃的组分,并相应建立了本区烃源岩的成烃模式.