吐哈盆地侏罗纪煤系有机质成烃作用

吐哈盆地是典型的煤成油气盆地。其主要成烃贡献组分为基质镜质体。应用重液分离富集技术获得较高纯度的单显微组分，并采用核磁共振波谱（13CNMR）和热解气相色谱（Py－GC）对其生烃性进行评价。结果表明，显微组分生油能力大小顺序为孢子体、角质体、基质镜质体、木栓质体和丝质体，基质镜质体生油能力为孢子体的一半；进入生油高峰早晚顺序为基质镜质体、角质作、木栓质体、孢子体。在此基础上，结合显微组分荧光机理，并考虑显微组分在烃源岩中所占比例，建立了吐哈盆地煤及其显微组分生烃模式。通过煤相分析，指出下三角洲平原及其上发育的分流间湾沼泽是煤系烃源岩发育的有利场所，流水沼泽相是煤成烃最有利相带。依据化学键能分析，提出O、S等杂原子的存在是煤中有机显微组分早期成烃的先决条件，非烃在煤成烃演化进程中具有重要作用。     

显微组分荧光机理及其应用

运用分子轨道理论并引入能带理论，从分子统计学角度，提出了显微组分的荧光机理。指出分子游离相内生荧团与生荧团之间的能量转换效率，及生荧团与大分子网络相之间能量传递效率决定了显微组分的荧光性质；显微组分荧光变异机理则受３个因素的制约，即温度效应，光氧化效应及“游离”效应。进而从显微组分荧光机理出发，对吐哈盆地煤成烃显微组分生油模式进行了分析，提出基质镜质体、木栓质体和角质体是吐哈盆地煤成烃主要贡献组分     

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.      

中国西北地区侏罗纪煤系油气形成（之三）

西北地区侏罗纪煤系中主要成烃显微组分是孢子体、角质体、藻类体、沥青质体、碎屑类脂体和基质镜质体等，木栓质体和树脂体等早期成烃组分含量极低。侏罗纪煤系有机质成烃演化特征与一般湖相有机质稍有差异，但基本上仍然遵循一般有机质热降解成熟生油模式，主要生油阶段的Ｒｏ值为０．７％～１．２％，生油高峰Ｒｏ值约为０．９５％。目前西北地区侏罗纪煤系烃源岩Ｒｏ值一般为０．４％～１．３％，多数地区成熟度较低，在山前深坳陷地区成熟度较高，烃源岩Ｒｏ值大于０．７％，进入大量生油阶段，西北地区主要煤系含油气盆地油气田均分布于这些地区，烃源岩成熟度对油气田形成有明显的控制作用。西北地区侏罗系有利的生烃区域基本分布在侏罗纪是沉降、沉积中心而后续埋藏又较深的山前坳陷。图４表１参４５（王孝陵摘）     

应用NMR技术分析大港探区煤岩及显微组分生烃特性

勘探实践证实石炭-二叠系煤岩是大港探区非常重要的烃源岩,其生烃组分以基质镜质体为主,壳质组次之,比较容易获得相对富集的组分样品。壳质组中以小孢子体、角质体为主,树脂体次之,个别样品中可见树皮体。煤岩的有机组分组成复杂,而且不同组分的化学组成与结构差异较大。要想深入了解研究区煤岩的成烃机理,还应该从化学组成和结构的角度对其进行研究。因此,为了加深了解大港探区石炭-二叠系太原组和山西组煤岩中不同生烃组分化学结构、生烃性能差异,首次应用NMR技术定量评价大港探区煤及显微组分生烃特性。研究结果表明大港探区石炭-二叠系煤岩及显微组分具有较强的生烃能力,但其中基质镜质体以生气为主,树脂体以生油为主,角质体生油气能力相当。     

吐哈盆地煤成油有机岩石学特征

吐合盆地中下侏罗统煤及煤系有机质被确认为该盆地的主力烃源岩。系统的有机岩石学分析表明，煤中具褐色荧光的基质镜质体具有在早期成熟阶段生成大量液态烃的能力，是本区煤成油的主要贡献组分。煤中角质体和木栓质体的光性演化表明其对本区煤成油有一定的贡献。     

新疆侏罗系烃源岩中木栓质体

新疆侏罗系煤和陆源有机质烃源岩中普遍含有木栓质体，它来源于植物周皮的木栓化细胞壁。在侏罗系煤中，木栓质体在有机显微组分中所占比例仅以木栓化细胞壁计，一般在２％以下，若包括木栓化细胞壁和充填在胞腔中团块镜质体两部分则最高可达２０％左右。当镜质体反射率为０．３５％～０．７０％时，木栓质体光性发生明显变化，但其形态和数量并没有显著变化，反映了木栓化细胞壁中木栓质和蜡质在低成熟阶段的明显失去，而作为细胞壁格架的纤维素、木质化纤维素则没有显著变化，木栓质体随热成熟作用其光性逐渐向结构镜质体和均质镜质体演化，当镜质体反射率达０．９０％，已难以分辨。木栓质体呈现了明显的低成熟度成烃的特点，但在新疆侏罗系烃源岩中，由于其数量较低，它并非是最重要的生油组分。     

煤系地层中不同类型镜质体可能的化学结构与生物母质

通过固体¹³C核磁共振(NMR)及瞬时热解-色谱/质谱(Py-GC/MS)实验,研究了中国准噶尔盆地东部侏罗系、吐哈盆地侏罗系、鄂尔多斯盆地石炭-二叠系煤系镜质体的结构特征。侏罗系富氢基质镜质体脂碳部分具有较高比例的亚甲基碳(-CH₂-),热解产物中脂肪烃所占比例较高。侏罗系均质镜质体虽然也是富氢镜质体,但同基质镜质体相比,脂肪碳中含有更高比例的甲基(-CH₃)、次甲基(-CH-)、季碳(-C-)等;热解产物以酚类及烷基苯为主,且支链取代基较多,链长较短。鄂尔多斯盆地石炭-二叠系镜质体虽然多以基质镜质体为主,但脂肪碳所占比例相对较低,且以气潜力碳为主;热解产物以酚类及芳烃为主,为典型气源岩。在成熟度相似的情况下,不同沉积环境与生物母质决定了镜质体的结构特征。准噶尔盆地东部、吐哈盆地富氢基质镜质体较高的长链脂肪烃结构是由于超微类脂体的贡献。通过与藻质体、角质体、孢子体、木栓质体的裂解产物对比,结合其他证据大致认为高等植物壳质组更有可能是超微类脂体的主要成分。     

西北中生界烃源岩中木柱质体特征、演化与烃类生成

西北中生界煤系烃源岩中普遍含有木栓质体，它来源于植物周皮的木栓化细胞壁。在株罗系煤的显微组分中，如仅以木栓化细胞壁计，木栓质体一般占２％以下，若与充填在细胞腔中的四块镜质体同计，则最高可达２０％左右。在Ｒｏ为０．３５％～０．７０％的热演化阶段，木栓质体光性变化明显，但形态、数量没有显著变化，反映在低成熟阶段木栓化细胞壁中明显失去木栓质和蜡质，而作为细胞壁格架的纤维素、木质化纤维素变化不大。随热成熟作用加深，木栓质体光性逐渐向结构镜质体和均质镜质体演化，至Ｒｏ达０．９０％已难分辨。木栓质体具有低成熟度成烃特点，但在西北中生界烃源岩中，由于其含量较低，并非是最重要的生油组分。     

新疆三塘湖盆地侏罗系烃源岩的显微组分组成及生烃组分剖析

运用有机岩石学全岩分析方法，对新疆三塘湖盆地中、下侏罗统煤系烃源岩进行了显微组分组成与生烃组分剖析。三塘湖盆地烃源岩显微组分中富含镜质组、贫腐泥组，明显具有高等植物陆源有机质占绝对优势的特点。显微组分含量与组成在各层段中呈现均不衡性，八道湾组为该区的主力烃源岩，孢子体和角质体是煤成油的最主要的生烃组分，渗出沥青体、微粒体的出现为该区烃类生成提供了证据。     

鄂尔多斯盆地三叠系延长组陆相烃源岩中角质体组分新认识及生烃贡献

陆相烃源岩有机显微组分中,已经证明来源于高等植物的角质体、孢粉体以及木栓体等组分具有较高的生烃能力。但以往研究均认为这些组分在干酪根组分中含量极低。针对鄂尔多斯盆地三叠系延长组烃源岩进行了详细干酪根显微组分研究,发现一类国际上称为凝胶化木质碎片的组分,而国内被称为富氢镜质体,或荧光镜质体,在总组分中的含量较高。该组分在透射光显微镜下呈厚实的亮黄色光泽,蓝光激发下呈弱黄色荧光,并且部分体积较大的颗粒具有植物叶片气孔结构,指示其可能来源于角质层未脱离的植物叶片器官。同时还针对完整化石叶片进行热模拟实验,发现具有较高的产烃率,这表明该类有机体具有一定的生烃能力、与相对富氢的角质体是同一生物组织母源,因此应属于壳质组的范畴,而不属于以高等植物木质纤维为母源的镜质体,在这里称之为凝胶化角质体。包括植物叶片在内的高等植物组织的生物总量巨大,构成湖泊沉积有机质输入的主要来源,所产生的这类凝胶化角质体可能对湖相烃源岩具有重要生烃贡献。特别是继二叠系—三叠系大灭绝之后,三叠纪松柏类植物大爆发,这类植物叶片表面附着有厚实角质层,产生的大量凝胶化角质体可能对延长组石油的形成具有重要贡献。这一发现,从生物母质来源上奠定了高等植物对延长原油具有重要贡献的理论基础。     

我国西北地区侏罗系含煤盆地低成熟油田的形成

通过低成熟油产出的煤岩学分析, 结合泥炭、煤和含煤岩系泥岩的成烃实验成果指出, 煤中粘土矿物和微孔隙的吸附作用控制和影响着煤成油的形成、排驱和运移。我国西北地区侏罗系煤生油显微组分主要为基质镜质体和木栓质体, 它们在低成熟度条件下很难形成大规模的低成熟煤成油田,但在湖相烃源岩发育的一些坳陷区内能找到低熟油田。     

吐哈盆地侏罗系煤系烃源岩常规地球化学特征

本文通过对吐哈盆地侏罗系煤系47个烃源岩样品进行有机岩石学特征研究和岩石热解数据分析,系统剖析该区煤系烃源岩常规地球化学特征。研究结果表明,富氢显微组分是煤系有机质中主要的生油显微组分,与普遍认为的烃源岩主要生烃潜力为腐泥组和壳质组不同,在该区西山窑组煤系烃源岩中发现较大数量的基质镜质体和矿物沥青基质与生烃潜量存在明显线性关系,其产油的作用不容忽视。这种线性关系与基质镜质体和矿物沥青基质中某些富氢组分密切相关,而富氢组分可能来源于被微生物作用的高等植物所产生的二级有机质。这与前人关于该研究区的富氢基质镜质体和矿物沥青基质对生烃潜力起着主导因素这一推论相一致,对吐哈盆地煤系烃源岩进一步的油气勘探具有重要的理论指导与研究意义。     

富有机质烃源岩中显微组分分离及地球化学特征研究

利用干酪根富集、液氮冷冻-室温下解冻和重液中加入乙醇等方法，解决了烃源岩中显微组分分离中存在的有机质丰度低、脆性差和亲油性强的问题，初步建立了烃源岩中显微组分的分离方法。运用该方法从云南禄劝和吉林桦甸等地区的样品中成功制备出葡萄球藻、层状藻、角质体和镜质体等单种显微组分，并对上述显微组分和手选出的树脂体进行岩石热解、红外光谱和活化能分析。结果表明:壳质组的生烃能力较强，生烃范围窄；不同显微组分结构差别较大，产物也不同；镜质体生烃能力相对于壳质组组分非常低，生烃范围宽，且产物以气为主；显微组分的密度与其生烃能力存在一定的负相关性。      

衰减全反射—显微傅立叶变换红外光谱原位分析煤有机显微组分

不同显微组分的傅立叶变换红外光谱谱带位置的定性分析和谱带强度的定量分析,可揭示其化学组成、结构特点和生烃能力.利用衰减全反射—显微傅立叶变换红外光谱分析技术,对我国华北石炭系3个不同成熟度煤的有机显微组分进行原位分析,避免了传统手段采用单组分分离富集过程中物理分选和化学试剂对显微组分造成的影响.煤有机显微组分红外光谱原位分析结果表明:由壳质组、镜质组到惰质组,其脂肪烃含量和含氧基团呈减少趋势,芳香烃含量和芳构化程度呈增加趋势,反映生油潜力逐渐减小.壳质组脂族结构以长链脂肪烃为主,有利于生油;镜质组和惰质组以短链为主,有利于生气.壳质组中孢子体的芳香烃含量相对较高,生烃潜力较差,树皮体、角质体和树脂体的生烃潜力较好.同一种有机显微组分随演化程度的增高,脂肪族含量降低,芳香烃含量升高.     

煤源岩单组分化学结构及生烃性定量分析

文中应用显微傅立叶红外光谱对一煤源岩样中的荧光镜质体、角质体和树脂体进行了分析测试,并采用红外光谱分谱技术、应用计算机曲线拟合方法对其化学结构和生烃性进行了定量分析研究.结果表明:(1)镜质体含有较高的C=O结构,而角质体和树脂体含有较高的脂肪烃(CH₂+CH₃)结构;(2)煤岩单组分化学结构特征决定了它们具有不同的生烃特征,其中镜质体以生气为主,角质体和树脂体以生油为主,镜质体和树脂体具有早期生烃形成低熟油的特点.      

西北中生界烃源岩中木栓质体特征,演化与烃类生成

西北中生界煤系烃源岩中普遍含有木栓质体，它来源于植物周皮的木栓化细胞壁。在侏罗系煤的显微组分中，如仅以木栓细胞壁计，木栓质体一般占２％以下，若与充填在细胞腔中的团志镜质体同计，则最高可达２０％左右。在Ｒ０为０．３５％－０．７０％的热演化阶段。木栓质体光性变化明显，但形态、数量没有显著变化，反映在低成熟阶段木栓化细胞壁中明显推动木栓质和蜡质，而作为细胞壁格架的纤维素，木质化纤维素变化不大，随热成熟作     

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。      

新疆三塘湖盆地侏罗系煤有机地球化学特征

有机地球化学和有机岩石学研究结果表明，新疆三塘湖盆地侏罗系煤中富集孢子体和角质体（３．０％～６．０％，全岩体积百分比），对煤中氯仿沥青“Ａ”组成中较高的总烃馏分（３０％～５０％）和饱芳比（０．６～３．０）产生了影响。煤的聚集环境是影响煤的显微组分组成及生油特性的关键因素。三塘湖盆地侏罗系煤属于“晚生晚排”叠加有“早生早排”类型的烃源岩。     

沈庄洼陷烃源岩的显微组分研究及生油潜力评价

采用有机岩石学方法，对山东临清坳陷中沉庄洼陷下第三系沙河街组各层段烃源岩的显微组分组成，热演化特征和生油潜力等方面进行了研究。结果表明：沙三段有机显微组分丰度最高质量最佳，富含富氢组分；其镜质组反射率Ｒｏ，孢子体荧光参数和矿物沥青基质荧光强度变化均是良好的成熟度指标；沙三段生潜力评价得分最高，是该区最佳生油层段。有机地球化学资料佐证了上述结论。