吐哈盆地低熟气评价的化学动力学方法及其应用

针对目前尚无公认的有效方法评价低熟气生成量的难题,本文从低熟气的（低温）热成因机理出发,认为被广泛、成功应用于成熟的热成因天然气生成量评价的化学动力学理论仍然应该是评价低熟气生成量的有效方法。在此基础上,建立并标定了吐哈盆地代表性泥岩、煤岩干酪根成气的化学动力学模型,与可能部分成为低熟气先质的非烃、沥青质的化学动力学模型一起,构成了评价低熟气生成量的方法。标定结果表明,盆地内有机质成气的平均活化能低于其成油的活化能,而且成气过程中低活化能组分的含量也高于成油过程。这可能正是吐哈盆地的有机质在大量生油之前的低成熟阶段,能开始规模性地生成低熟气、从而导致工业性的低熟气聚集的内因所在。应用表明,吐哈盆地低熟气的总生成量可观,达到632．15×10^11 m^3,而且生气强度较高,最高达到100×10^8m^3／km^2以上。吐哈盆地低熟气资源量约为3．16×10^11～12．62×10^11 m^3。可见,盆地内低熟气具有可观的勘探潜力。本文所建立的方法应该可被推广应用到其他含低熟气盆地的低熟气的评价当中。     

评价生物气生成量、生成期的碳同位素平衡法及其应用

生物气的生成期对其成藏有至关重要的制约作用,但目前国内外尚缺少可信、有效方法来对此进行评价。针对这一难题,考虑到无论生物气的生成机理如何,转化前的有机质和转化后的残余有机质及产物的13C、12C的总量应该守恒,本文探索并建立了评价生物气生成量的碳同位素平衡法,并利用松辽盆地的实际分析数据,对这一评价方法（模型）进行了标定和应用。结果表明:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型有机质累计产生物成因甲烷气的量分别约为193.94 ml/g、175.64 ml/g、161.71 ml/g。区内源岩生物气的生成量约为385.4×1012 m3;生物气的主要生成期在嫩江组沉积末期之前;区内生物气的可能资源量介于11.40×1011～24.8×1011 m3之间。     

吐哈盆地丘东次凹低熟气的生成与动力学研究

采用黄金管—高压釜封闭体系,对吐哈盆地艾试1井的泥岩和煤岩进行了低温热解实验。根据实验结果,分别求取了干气（C1）、湿气（C2～C5）生成过程的初始动力学参数,然后将单一活化能的动力学参数进一步优化为具有高斯分布的活化能,优化后的动力学参数能较好拟合实验数据。利用优化后的动力学模型模拟了吐哈盆地丘东凹陷八道湾组天然气早期生成过程,并将模拟结果与实际地质资料进行了对比。结果表明,经过优化后的低温恒温热解动力学,能有效评价早期生气过程;在丘东次陷发现的天然气,与八道湾组源岩关系密切。     

我国不同储量丰度大中型气田形成的聚散气速率特征

通过我国41个大中型气田天然气扩散散失量计算和地质储量、含气面积及形成时期统计,对其扩散散失气速率、聚气速率和聚散气速率比值进行了研究,得到我国41个大中型气田天然气扩散散失气速率为0.2×106～49.5×106 m3/km2Ma,平均为7.2×106 m3/km2Ma,聚气速率为2.1×106～528.1×106 m3/km2Ma,平均为79.4×106 m3/km2Ma,聚散气速率比值为1.5～94.2,平均为14.5。通过我国41个大中型气田储量丰度与聚散气速率比值关系研究得到,二者为正比关系,聚散气速率比值越大,大中型气田储量丰度越高;反之则越低。我国要形成高储量丰度大中型气田的聚散气速率比值最小应大于4.1,中等储量丰度大中型气田形成的聚散气速率比值在4.1～2.3之间,低储量丰度大中型气田形成的聚散气速率比值应小于2.3。     

桂北泗里口老堡组硅质岩的常量、稀土元素特征及成因指示

桂北泗里口老堡组为一套埃迪卡拉纪—寒武纪过渡时期（大约550～540 Ma）深水盆地沉积的硅质岩。它们的SiO2含量普遍高（平均93.8%）;Al2O3含量为0.17%～4.92%,沿剖面自下而上明显增加,上部超过2%;Al/(Al+Fe+Mn)比值多高于0.42;Fe/Ti比值大都小于16.3;Al2O3/( Al2O3+Fe2O3)比值多高于0.4,剖面上部样品的比值为0.8～0.9;Y/Ho比值为26.4～36.9,中、下部样品较高（多高于32）,上部样品的比值接近地壳值（27）;Eu/Eu*平均值为1.0,正异常不明显。剖面下部样品的∑REE含量低（15.9×10-6～27.1×10-6）,具有与现代海水相近的REE配分,没有正的Eu异常,不同于海底的热液流体和与其有关的碧玉的REE配分;中部样品的∑REE含量为26.2×10-6～49.4×10-6,由于所含陆源碎屑的增加,REE配分变得平坦,但仍有海水REE的某些特征;上部样品的∑REE含量为40.5×10-6～59×10-6,显示与平均页岩相似的平坦的REE配分,但∑REE含量仅为平均页岩的大约1/4～1/3。这些常量和稀土元素特征表明,海底热液和陆源碎屑都不可能成为泗里口老堡组硅质岩的重要物源。埃迪卡拉纪—寒武纪过渡时期华南深水盆地厚层硅质岩沉积反映了这一时期大气高CO2浓度,大量陆源化学风化的硅质流入海洋和大量生物的降解可能是造成这些硅质岩形成的基本原因。     

碳酸盐岩中缝洞方解石成岩环境的矿物地球化学判识——以塔河油田的沙79井和沙85井为例

摘要在塔里木盆地塔河油田4区沙79井、6区沙85井奥陶系鹰山组岩芯的详细观察基础上,对裂隙、溶洞及巨型洞穴中的方解石晶体的晶胞参数、化学成分、碳、氧同位素、流体包裹体中的氢同位素等分析与研究表明,至少存在两种成岩环境:一是以大气淡水表生环境,方解石中晶胞参数(c)=17.057~17.062,Fe2O3＝0.06%~0.07%,Sr=53.3×10-6~96.2×10-6、Ba=19×10-6~28×10-6,Mg/Ca(×103)＝1.94~5.14,Sr/Ba＝2.12~5.24,δ18OPDB较低（-15‰~-17‰）、较低δ13CPDB（-4‰~-2.0‰）,不含或较少含烃类,流体包裹体中氢δDPDB＝-94.99‰~-109.54‰为特征;另一是地层混合水埋藏环境为主,方解石中晶胞参数(c)=17.064~17.065（个别达17.212）、Fe2O3＝0.06%~0.18%,Sr=111×10-6~208×10-6、Ba=215×10-6~479×10-6,Mg/Ca(×103)＝1.53~1.76,Sr/Ba＝0.49~0.58,方解石δ18OPDB低（-9.6‰~-13.7‰）、流体包裹体中氢δDPDB＝-77.5‰~-88.2‰为特征;另外,在巨型洞穴中方解石中组分的剧烈变化反映了洞穴充填发生于不同的水文地质—地球化学体系。     

准噶尔盆地石油地质条件、资源潜力及勘探方向

近年来,准噶尔盆地的油气勘探在许多新领域取得重大突破,展现良好勘探前景。然而,盆地第三次油气资源评价结果与勘探实际、储量增长之间的矛盾越来越突出,常规、非常规领域的石油资源潜力亟待落实。在解剖盆地石油成藏条件,分析成藏控制因素,总结不同地区、不同层系成藏模式及其富集规律的基础上,开展地质评价参数研究,优选评价方法,重新评价盆地资源潜力,梳理了盆地有利的勘探方向。评价结果显示:盆地常规、非常规石油资源量近100×10~8t,综合探明率约为27%;剩余待探明石油资源量近55×10~8 t,主要分布于富烃凹陷斜坡区的二叠系—三叠系、盆地深层及凹陷周缘低勘探程度的凸起构造。未来应围绕盆地这3个领域,加大勘探力度,同时依托技术进步,努力拓展页岩油等资源潜力大、勘探程度低的勘探领域。     

原油裂解气资源评价的理论技术创新与评价应用——以四川盆地震旦系—寒武系为例

四川盆地震旦系—寒武系天然气资源丰富。近年来,在四川盆地川中古隆起和北部斜坡区先后获得了两个万亿级大气区的重大发现。为了明确该领域天然气的资源规模以及未来的勘探方向和创建一套切实可行的原油裂解气资源量的评估方法,本次研究基于该区天然气为古油藏原油裂解的基本认识,按照干酪根生油,再到古油藏裂解生气的技术路线对原油裂解气的资源量进行计算。应用成因法,采用PetroMod 3D盆地模拟软件,输入地层等厚图、岩相古地理图、烃源岩综合评价图、剥蚀量展布图以及生油动力学参数图版,建立整个盆地的三维地质模型,并切分为5个区块分别计算生油量,然后探讨了石油运聚系数、石油裂解率、天然气散失率以及寒武系石油运移的分配系数,并创建了天然气散失系数计算公式。在以上基础上,恢复了盆地及5个构造单元的生油史,并明确了古油藏形成的关键时刻,最终得到全盆地震旦系—寒武系常规天然气资源量为13.43×1012 m3,其中寒武系为5.43×1012 m3,震旦系为8.0×1012 m3。并指出除了川中地区以外,川南和川东具有巨大的勘探潜力,尤其是位于川南地区德阳—安岳裂陷槽两侧的台缘带和台内颗粒滩是下一步勘探的现实领域。本次研究在理论创新和勘探实践中都具有重要意义。     

云南保山盆地生物气生成模拟实验及生物气资源预测

根据有机地球化学、微生物学实验方法,对云南保山盆地生物气源岩进行了研究。鉴定了主要气夺中产甲烷细菌等厌氧微生物分布,求取了不同温度下生化甲烷产率,揭示了盆地生物气生成特征,从而建立了盆地生物气生成模式和评价依据,结合盆地地质背景及有机地球化学特征,进行了盆地生物气生成量预测,指出了有利勘探区。     

低熟气的形成机理研究——以准噶尔盆地东部地区低熟气为例

<正>低熟气作为一种重要的非常规天然气受到国内外研究者的广泛关注。根据Hunt的天然气生烃模式,在生物成因气(Ro0.3%~0.5%)和热催化生气(Ro0.8%)之间不会生成大量油气,然而,随着生油天然气的勘探和开发,在世界许多地方发现了Ro为0.3%~0.8%的大型、特大型含油气盆地,如:西西伯利亚乌连戈伊,吐哈盆地,准噶尔盆地,辽河断陷等。Galimov E.M.,徐永昌,戴金星,王昌桂等对低熟气进行     

世界海相钾盐矿床特征定量化分析及其意义

通过对世界26个主要的海相钾盐矿床进行详细的特征描述和定量化分析,获得了较为完善的海相钾盐矿床的特征参数值。结果表明钾矿区面积占盆地面积4.47%、矿区含矿密度为1.616×106 t/km2、盆地含矿密度值为0.045×106 t/km2、钾盐层最大厚度与总盐层最大厚度的比值为7.2%;按构造类型分类,相对活动区盆地含有最丰富的钾盐资源量,其矿盆比为6.87%、矿区含矿密度值是5.068×106 t/km2、盆地含矿密度值为0.063×106 t/km2、钾/总盐值为12.27%,其中后三项特征参数值在盆地构造类型中均属最大。讨论了世界海相钾盐矿床定量化研究的意义,不同类型钾盐矿床的特征参数有助于对我国海相盆地成钾条件研究,并可以对海相盆地中未发现钾资源储量进行远景预测与评估。     

柴达木盆地乌南油田N12、N22碎屑岩储层特征及其影响因素分析

利用岩石和铸体薄片、扫描电镜、元素分析、压汞等分析测试手段,特针对N12和N22碎屑岩储层特征、成岩作用以及影响因素,对30余口井的样品和资料进行了分析研究。结果表明,乌南油田N12和N22砂岩储层岩石类型为长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩;经历的主要成岩作用类型有粘土膜（粘土环边）的形成、机械压实作用、胶结作用、交代作用和溶解作用。砂岩储层孔隙类型主要是次生孔隙和原生粒间孔隙,其中次生粒间溶孔占绝对优势,其次是基质内微孔隙和裂缝孔隙。孔隙度多为8%～18%,渗透率多为0.5×10-3～10×10-3 μm2,属中低孔低渗储层。影响研究区储层物性的主要因素有沉积相带、成岩作用和孔隙结构,其中最有利的储集砂体微相为分流河道和河口坝（细砂岩和粉砂岩相）,其次为远砂坝粉砂岩相,间湾薄层砂岩储集性能差。胶结作用和溶蚀作用是影响乌南油田N12和N22储层的最主要的成岩作用。     

四川盆地飞仙关组气藏硫化氢成因及其依据

四川盆地东北部下三叠统飞仙关组鲕滩气藏天然气烃类气体以甲烷为主,含量主要分布在75%～90%之间,C2＋含量为0～0.15%;非烃气体以H2S和CO2为主,含量分别为5%～20%和1%～10%。已有观点认为H2S为飞仙关组气藏附近的石膏经硫酸盐热化学还原作用（TSR）而成。随着川东北气区大中型高含硫化氢气田的发现,硫化氢成因机理的研究备受关注。应用金管、高压釜和石英管等实验方法模拟了硫化氢气体的生成,同时检测了模拟生成的硫化氢和石膏、硫磺等硫化物的硫同位素。实验结果表明:硫磺与正己烷在较低温度即可生成大量的硫化氢气体,而正己烷与硫酸钙的反应总体上比较困难,且生成的H2S量较少;富含黄铁矿的低成熟泥灰岩模拟生烃过程中可以生成与甲烷相当,甚至超过甲烷含量的硫化氢气体;含硫化合物与烃类反应生成的硫化氢的硫同位素值比原始物质的硫同位素值重。地层中的SO2－4是海相地层中H2S气体形成的最初来源。含硫烃源岩直接生成高硫化氢天然气和储层中单质硫与烃类的反应是川东北飞仙关组天然气中硫化氢形成的主要原因。     

南海沉积物总量的统计：方法与结果

通过收集包括大洋钻探钻井岩芯在内的大量地质地球物理资料，获得了南海的沉积物厚度分布格局，并统计了自渐新世以来的沉积总量以及E3、N11、N21、N31、N2、Q各时期的沉积量。结果表明，在前渐新世基底之上，南海海盆中共有7.01×106  km3的沉积物，总质量为1.44×1016吨。以渐新世33 Ma的年龄计，南海的平均堆积速率是12.8 g/(cm2·ka)。南海沉积物主要堆积在陆架和陆坡上，中央海盆的沉积总量不及全部的5%。陆架和陆坡上发育的沉积盆地，如果以沉积厚度2 km为边界，则只占南海总面积的34%，却堆积了南海沉积总量的82%，表明沉积盆地是南海接受沉积物的主体。晚渐新世是南海沉积量最大、堆积速率最高的时期，与全球沉积速率演变有明显差异，显示出边缘海盆地的沉积作用，首先受该地构造作用的控制。     

鄂尔多斯盆地董志——正宁地区原油地球化学特征与成因

鄂尔多斯盆地董志—正宁地区是该盆地中生界油气勘探新区,对该地区原油的地球化学进行研究,了解原油的成因,可以为该地区石油勘探和开发提供科学依据。本研究首次对采集于董志—正宁地区原油和鄂尔多斯盆地烃源岩的烃类生物标志化合物进行了系统的分析,研究了它们的地球化学特征。原油中各类烃类生物标志化合物分布和组成特征指示了原油形成于...     

四川盆地东北部三叠系飞仙关组硫酸盐还原作用对碳酸盐成岩作用的影响

四川盆地东北部三叠系飞仙关组存在广泛的硫酸盐还原作用,同时地层中也存在锶含量异常高的成岩流体。研究表明:热化学硫酸盐还原作用（TSR）和（或）细菌硫酸盐还原作用（BSR）造成的SO42-离子的消耗对成岩孔隙流体中SrSO4溶解度的改变是三叠系中高Sr成岩流体的形成机制之一,该机制使得孔隙流体从白云石化作用和碳酸盐矿物的新生变形作用中获得的Sr在流体中以高浓度的Sr2+形式存在,并使之在流体中极度富集,这也是四川盆地东北部三叠系中大型和超大型天青石矿床的形成机制之一。H2S和CO2是硫酸盐还原作用的重要产物,不同温度条件下溶于水中的H2S和CO2,与不溶于水的气体分子之间的平衡反应H2S（aq）H2S(g)和CO2(aq)CO2(g)的平衡常数和吉布斯自由能增量计算表明,当温度从25℃升高至220℃时,两个反应的平衡常数分别大致从10增至240和从20增至500,两个反应的平衡常数都始终大于1,说明H2S和CO2更趋向于以气体形式存在,同时温度越高,系统中以气体形式存在的H2S和CO2会越多,溶解于水中的H2S和CO2会越少,因而在深埋藏的高温条件下,H2S和CO2对碳酸盐矿物的溶解能力可能相对很小。相对低温的成岩环境、高温流体的向上和侧向运移、构造抬升、富氧流体与含有H2S流体的混合以及金属硫化物的沉淀是提高含H2S和（或）CO2流体对碳酸盐矿物溶解能力的五个途径。因此,与较早成岩阶段相对浅埋藏环境的碳酸盐溶解作用有关的H2S和CO2流体可能与细菌硫酸盐还原作用（BSR）关系更为密切;断层或其它流体运移通道是高温含有H2S和CO2流体向上运移的基础条件,具有原生孔隙度和渗透率的礁、滩相高能沉积物也是流体发生侧向运移的先决条件;大幅度的构造抬升造成的地层温度降低是提高含H2S和（或）CO2地层流体对碳酸盐矿物溶解能力的重要因素,地壳抬升至近地表造成的古喀斯特作用也可以为H2S的氧化提供良好的地质环境。在有关的勘探中应注意:在断层等流体运移通道造成高温含H2S和CO2流体向上运移的条件下,与之有关的构造低点应该是主要的勘探目标;在燕山运动导致的地层抬升并导致深部热流体降温的条件下,与之有关的构造高点应该是主要的勘探目标,应分别对待。     

阿尔泰喀纳斯早泥盆纪钾质富镁英安岩：俯冲沉积物熔体交代

阿尔泰造山带喀纳斯地区出露一套钾质富镁英安岩,锆石U Pb定年显示其形成于早泥盆世（411±4 Ma）。该套英安岩富SiO2（6471～6777 wt％）,MgO（328～353 wt％）和K2O（212～275 wt％）,贫Na2O（170～185 wt％）,K2O/Na2O比值介于（120～153）,具较高的Al2O3（1412～1533 wt％）和较低的CaO（112～128 wt％）,ASI指数>18,显示过铝质钙碱性岩浆系列特征,明显不同于初始的高镁安山质岩浆。样品具有中等的Cr（134×10-6～153×10-6）、Co（1747×10-6～1865×10-6）、Ni（71.64×10-6～80.76×10-6）含量,富集大离子亲石元素Rb、K和高场强元素U、Th、Pb及LREE,发育Sr、Ba及“TNT”（Ta、Nb、Ti）负异常,显示俯冲带岩浆岩地球化学特征。其高的Mg#（5171～5247）和低的εNd(t)值（-46～-42）说明该套火山岩可能来自遭受强烈交代作用的地幔楔部分熔融。样品具有较高的Ba/La、Pb/La比值和较低的Th/Yb、Nb/Y比值,显示地幔交代作用以俯冲沉积物熔体的交代作用为主。以上地球化学特征说明,喀纳斯钾质富镁英安岩可能主要是受俯冲沉积物熔体交代的上覆地幔橄榄岩部分熔融的产物,阿尔泰泥盆纪处于俯冲作用相关的活动大陆边缘构造环境。此外,该套火山岩的形成时代制约了其下覆的哈巴河群沉积上限,显示哈巴河群沉积于早泥盆世之前。     

正构二十四烷裂解成气碳同位素动力学模拟及其地质意义

以甲烷的量子化模型及正构二十四烷(n C24)金管限定体系裂解成气实验为基础,从理论上进一步论述了量子化模型应用于重烃气体（乙烷和丙烷）碳同位素动力学模拟的适应性,计算了甲烷、乙烷及丙烷生烃动力学与碳同位素动力学参数, 重点探讨了δ13C2与δ13C3变化的主控因素。研究结果表明, n C24裂解生成的气态烃碳同位素与早期报道的n C18、n C25及原油裂解生成的气态烃碳同位素具有可比性,可应用于地质条件下解释原油裂解气的某些地球化学特征。n C24生烃地质模型表明,其在150～160℃是稳定的,主要裂解温度介于180～200℃之间,与目前所报道的原油裂解地质模型吻合。随热解程度的增加,δ13C2与δ13C3体现了比δ13C1更明显的变化。气藏充注历史控制的同位素累积效应对天然气碳同位素有很大的影响,与累积聚集气相比,阶段聚集气的δ13C变重,并在更大程度上影响了演化曲线的分异。在此基础上,应用n C24裂解成气碳同位素分馏地质模型探讨了塔里木盆地某些油气藏天然气碳同位素值变化的原因。