吐─哈盆地天然气成因类型探讨

吐哈盆地的天然气依据成因可划分为油型气、煤型气、混源气和生物改造气4种类型。油型气主要产于托克逊凹陷及哈密凹陷,具有δ¹³C₃-δ¹³C₂值高、δ¹³C₂<-2.88%和演化程度较高等特征；煤型气主要富集于台北凹陷(鄯善油田、巴喀油田例外),具δ¹³C₁低、重烃气碳同位素重、δ¹³C₂>-2.88%等特征；混源气仅分布于鄯善油田及丘陵油田东块,具δ¹³C₁<δ¹³C₂<δ¹³C₃>δ¹³C₄的碳同位素“倒转”分布特征；生物改造气仅见于巴喀油田及丘陵油田陵4井区,具有密度小、干燥系数大、iC₄/nC₄及C₂/C₃值高、δ¹³C₂>δ¹³C₃等特点。     

原油的厌氧细菌降解作用及其产物特征

原油的厌氧细菌降解作用和喜氧降解作用一样普遍存在,但它不仅仅只具破坏作用,而且能再生某些新的烃类,并能形成新的油气藏。我国许多所谓的浅层过渡气实际上是原油厌氧细菌降解作用的结果。原油厌氧细菌降解作用的产物具有甲烷碳同位素轻(δ¹³C₁<-5.5%)、乙烷碳同位素特别轻(δ¹³C₂<-4.0%)和单烃化合物碳同位素为负值异常(δ¹³C_n-3.7%～-5.3%)的特点。塔中地区的天然气至少混有20%以上的菌解甲烷。     

莺歌海盆地天然气气源及运移的地球化学特征

依据收集的莺歌海盆地20多个天然气样(其储层深度分布在1280m～2664m),分析了该盆地天然气组分及同位素组成。指出:天然气中烃类气以甲烷为主,气体偏干,C₁/∑C_(1-5)多数大于0.95;甲烷碳同位素偏重,δ¹³C₁为—37‰～—31‰,δ¹³C₂值均大于—28‰,为Ⅲ型母质形成的天然气特征,δ¹³C₂<δ¹³C₃<δ¹³C₄,且三者相互间差值小,天然气演化程度高。根据莺歌海盆地地层埋深与镜质体反射率(R_o),说明这些气体应从下部运移而来。通过对地层埋深与R_o和Ⅲ型母质有关的δ¹³C₁与R_o的关系,进行天然气垂向运距的计算,追索源岩的可能埋深在3364～3982m或更深部位。其天然气除源于莺歌海盆地莺-黄组外,其下层上第三系梅山组将成为盆地供气的重要来源之一。天然气中氦同位素³He/⁴He值为10^-7～10^-8,主要源于地壳,氩同位素具低比值⁴⁰Ar/³⁶Ar为302～326),呈上第三系特征,表明莺歌海盆地的天然气主要源于上第三系深部层有机母质达到高成熟阶段形成的天然气,并经中-长距运移在浅部储层聚集成藏。     

北部湾盆地福山凹陷天然气成因与来源

利用(δ¹³C₂-δ¹³C₃)-C₂/C₃(mol/mol)关系、“天然气曲线”和天然气C_7-重烃三角图对海南福山凹陷天然气的成因和来源进行了研究，结果表明福山凹陷天然气主要为干酪根生烃高峰到湿气阶段的产物；天然气和该区原油同源，都来自流沙港组Ⅱ-Ⅲ型有机质；天然气没有遭受明显的次生变化，受运移效应的影响也较弱；花场地区天然气主要来自白莲次凹，而Hx4井和H3\|4井的天然气可能有来自皇桐次凹的贡献。认为(δ¹³C₂-δ¹³C₃)-C₂/C₃(mol/mol)关系图和“天然气曲线”是研究天然气成因与来源的有效方法。     

东营凹陷沙四段原油裂解热模拟实验及产物特征

对东营凹陷沙四段成熟阶段早期的原油样品(按比例与水、砂混合封入金管) ,采用高压釜封闭连续加热方式进行热压模拟实验。根据11个模拟温度点的烃类裂解气产率分析,原油裂解气累计产率为650～660 m³/t_TOC。原油裂解气R_O值在1.3%～1.5%和2.3%～2.7%区间存在2个明显的高峰。原油裂解气中甲烷含量和C₂/C₃值随模拟温度升高而明显增加,但C₁/C₂值变化较小。原油裂解气碳同位素在成熟阶段相对较轻,高—过成熟阶段不断变重,并且甲烷与乙烷、乙烷与丙烷的碳同位素差值具有逐渐增加的趋势。     

干酪根裂解气和原油裂解气的成因判识方法

天然气既可来源于干酪根的裂解气,也可来源于原油的裂解气。对于腐泥型有机质,绝大部分天然气是来自源岩生成的原油裂解气,只有部分来自干酪根的裂解气,因此天然气气源研究不仅要指出来自哪套源岩,还需指出它的成因,尤其是高演化地区天然气气源研究。该文以塔里木盆地海相腐泥型天然气为例,根据天然气组成ln(C₂/C₃)与(δ13C₂-δ13C₃)以及甲烷碳同位素特征判识其成因。塔北地区的干气主要为干酪根晚期裂解气,塔北英买力奥陶系及塔中石炭系的天然气主要为原油裂解气。      

沥青质热裂解、临氢热裂解和临氢催化裂解反应动力学

 实验考察了1种正戊烷不溶解的沥青质在703 K下的热裂解、临氢热裂解和由 NiMo/γ-Al₂O₃催化的临氢裂解反应。3种沥青质转化反应都能较好地吻合二级反应动力学,得到的表观速率常数分别为1.704×10^-2、 2.435×10^-2和9.360×10^-2。建立三集总动力学模型,用于求解沥青质裂解转化生成液体油反应速率常数(k₁)和与之平行的生成焦炭＋气体反应速率常数（k₃）,以及由液体产物继续转化生成焦炭＋气体的反应速率常数（k₂）。对沥青质热裂解、临氢热裂解和临氢催化裂解反应,速率常数 k₁分别为1.697×10^-2、 2.430×10^-2和9.355×10^-2, k₂分别为3.605×10^-2、 2.426×10^-2和6.347×10^-3, k₃分别为6.934×10^-5、 5.416×10^-5和4.803×10^-5。     

烃源岩与原油中轻馏分烃的对比——以胜利油田东营、沾化凹陷为例

利用自行设计研制的密闭球磨粉碎、加热解析、氦气吹扫、冷阱捕集在线分析装置,研究烃源岩中分散有机质的轻馏分烃C₅—C₁₃的化学组成。对胜利油田东营、沾化凹陷10块古近系沙河街组烃源岩和其抽提物的饱和烃组分,及15个该地区的原油样品进行了C₅—C₁₃轻馏分色谱分析和饱和烃色-质分析,然后通过岩-油nC₆—nC₉轻馏分对比及油-油轻馏分对比和分类,结合岩、油中"较重"的生物标志物参数及其地质背景综合研究,认为:①Es^4(上),Es^3(下)和Es¹段烃源岩分散有机质中的轻馏分烃各有不同的化学组成特征;②烃源岩分散有机质C₅—C₁₃轻馏分的化学组成与其沉积时水体盐度之间有相关性,这种相关性与我们以前对原油的研究成果一致;③15个原油的油-岩对比说明,有8个原油的轻馏分主要源自Es^3(下)段烃源岩,有4个油样的轻馏分主要源自Es^4(上)段,另外7个似应为混源油;④自行设计的在线分析装置,可以为研究烃源岩分散有机质中C₅—C₁₃轻馏分的特征及其在油气地球化学方面的应用提供一个新的技术手段。     

珠江口盆地陆相原油轻烃环优势及其成因

珠江口盆地淡水中深湖相烃源岩所生成原油的轻烃中三环优势（3PR）大于五环优势（5PR）和六环优势（6PR）,而其煤系烃源岩所生成原油的轻烃中三环优势（3PR）较小,五环和六环优势（5PR+6RP）较大;淡水中深湖相烃源岩中过渡金属及其配位体结构有利于速率常数k^3_,Ⅰ型和Ⅱ₁型干酪根有利于形成三环优势（3PR）,生成的原油C₇轻烃中链烷烃含量较高,而煤系烃源岩中过渡金属及其配位体结构有利于速率常数k⁵+k^6_,Ⅱ₂型和Ⅲ型干酪根有利于形成五环和六环优势（5PR+6RP）,生成的原油C₇轻烃中环烷烃和芳烃含量较高。     

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塔里木盆地塔中地区石炭系及部分奥陶系储层内赋存着形式不同的凝析气和油田伴生气,其甲烷碳同位素值很接近.根据腐泥型有机质生烃演化模式和天然气碳同位素的分馏原理,分析认为,凝析油气是在生油高峰之后形成的,因而凝析气的甲烷碳同位素值应比油田伴生气的甲烷碳同位素值重一些.而实际情况则是凝析气和油田伴生气甲烷碳同位素值几乎一致,且甲、乙烷碳同位素值的差值小,显然不符合正常的碳同位素分馏原理.用单一成因的观点难以解释这种现象.对此,根据天然气组分及碳同位素特征,结合天然气组成ln(C2/C3)与(δ13C2-δ13C3)关系图判识其成因,指出这种天然气主要是原油裂解气--深部地层古油藏的原油裂解后以气相运移方式进入石炭系及奥陶系储层.     

腐泥煤孔隙结构特征研究

采用压汞测试、低温氮吸附实验方法开展了腐泥煤孔隙特征研究。根据压汞数据分析了不同成熟度腐泥煤的孔隙结构发育情况,揭示了随成熟度增高腐泥煤孔隙结构的变化规律。发现在无烟煤阶段之前,腐泥煤的孔隙结构以微孔、小孔居多;至无烟煤阶段,微孔、小孔比例降低,大孔、中孔含量增加。与同煤阶腐殖煤相比,腐泥煤整体孔隙度较低,且孔径偏小,大孔不太发育。低温氮吸附实验显示,腐泥煤中孔径3.6nm和1.5nm的2种孔隙特别发育,呈现明显峰值,其他孔径孔隙分布较少;液氮吸附滞后回环分析表明,腐泥煤的微孔、小孔形态多样,主要为一端封闭的不透气孔、墨水瓶型孔、平行板状狭缝孔、倾斜板状狭缝孔。上述腐泥煤孔隙结构特征研究成果,对于同样以腐泥型有机质为主的页岩气储层孔隙结构研究具有重要参考价值。     

煤成油田问题讨论

在世界上,含煤岩系中是否存在以煤岩为主要贡献组分而形成的油田？在煤岩的分类中,有腐殖煤和腐泥煤之分。本文通过对世界煤成油研究史的考察,指出了腐泥煤不但能生油,而且生成的油能形成煤成油田;但是,迄今为止,还没有发现没有争议的以腐殖煤为主要贡献组分而形成的油田。      

川西北地区中泥盆统腐泥型烃源岩晚期生气特征实验研究

中国南方古生界烃源岩的原始干酪根类型以腐泥型-偏腐泥型(Ⅰ-Ⅱ型)为主，目前主体处于过成熟阶段(镜质体反射率R_o>2.0%)，准确评价Ⅰ-Ⅱ型干酪根在生-排油之后的生气潜力(或晚期生气)及生气特征对中国南方古生界深层-超深层天然气勘探至关重要。鉴于此，以川西北地区中泥盆统观雾山组样品(R_o≈1.1%)为例，通过黄金管生烃模拟实验，结合已有文献资料，探讨了Ⅰ-Ⅱ型干酪根在高-过成熟阶段的生气潜力及气体地球化学特征。结果表明，研究样品残留油含量(按单位有机碳质量计算，以下同)为140 mg/g，现今生气潜力为220 mL/g，显示仍具有较好的生气潜力。其中，干酪根裂解气的贡献至少为140 mL/g，残留油裂解气最多为80 mL/g，表明腐泥型烃源岩在排油效率较高时，其晚期生气以干酪根裂解气为主。同时，排油之后的腐泥型烃源岩晚期生成的天然气干燥系数较高，随着甲烷产率的增加甲烷碳同位素快速变重，在成熟度达到R_o≈3.5%时，其甲烷碳同位素值与母质干酪根碳同位素值接近(碳同位素分馏程度约为0.5‰)。上述结果可为中国南方古生...     

论乙烷碳同位素在天然气成因类型研究中的应用

本文利用加水热压模拟实验的方法研究了碳酸盐岩、泥岩、油页岩和煤热解气中乙烷碳同位素随成熟度的演化规律,发现腐泥型热解气和腐殖型热解气的乙烷同位素具有明显的母质继承性,其分布具有明显的区别。即腐泥型热解气的乙烷碳同位素小于-29‰,而腐殖型热解气的乙烷碳同位素大干-29‰;从我国天然气乙烷碳同位素的统计结果看也有这-规律。因此,无论从模拟实验的范果,还是从实际统计的结果均说明以乙烷碳同位素-29‰可以作为区分腐泥型天然气和腐殖型天然气成因类型的标准。笔者应用这一标准研究了塔里木盆地天然气的成因类型,取得了良好的效果。      

深层—超深层古老烃源岩滞留烃及其裂解气资源评价

我国高-过成熟海相天然气主要成因类型为原油裂解气,滞留烃是原油裂解气的重要来源,对其进行定量研究意义重大。为此,结合正演(实验模拟)和反演(地质剖面解剖)两种方法,求取了我国重点盆地不同类型、不同丰度、不同演化阶段的滞留烃量,建立了5种类型烃源岩(腐泥型、偏腐泥混合型、偏腐殖混合型、腐殖型、煤型)的滞留烃演化模型。结果表明:腐泥型、偏腐泥混合型优质烃源岩在低成熟阶段的排烃效率低于20%,在主生油阶段的排烃效率介于20%~50%,在高成熟阶段的排烃效率介于50%~80%,而相应阶段偏腐殖混合型和腐殖型烃源岩的排烃效率则要低约10%。基于该演化模型,初步计算了四川盆地海相烃源岩中高成熟阶段-现今滞留烃资源分布和裂解排气量:该盆地下寒武统筇竹寺组滞留烃在高演化阶段裂解排出的气态烃总量达230.4×10~(12)m~3,震旦系陡山沱组烃源岩滞留烃裂解气的排出量为12.3×10~(12)m~3,均显示出很好的天然气成藏潜力;进而指出,四川盆地筇竹寺组烃源岩滞留烃裂解气的有利区主要包括高石梯-磨溪、资阳、威远地区,有利分布面积达4.3×10~4 km~2。     

盐城朱家墩气田气源及发现意义

盐城凹陷位于苏北盆地盐阜坳陷的东南部,南邻建湖隆起,西北与塘洼－大喇叭凸起相接,东至黄海,由两个呈南东倾的箕状凹陷组成（见图1）。凹陷内中、新生界厚逾5000m,钻井揭示的地层自下而上有：古生界,中生界上白垩统浦口组（K2p）、泰州组（K2t）,下第三系阜宁组（E1f)、戴南组（E2d）、三垛组（E2s）,上第三系盐城组（Ny）和第四系东台组（Qd)。凹陷由南向北被二级断层分割成3个次级构造单元,即南洋次凹、中央隆起和新洋次凹。朱家墩构造位于南洋次凹深凹带,是盐二、盐三两条北掉断层夹持的断背构造,高点埋深3740m,构造面积24km^2。     

有机质类型及演化阶段对泥岩盖层浓度封闭作用的影响

在分析泥岩盖层浓度封闭机制及类型的基础上,研究了含有不同类型有机质的泥岩盖层在不同演化阶段的生油气特征及孔隙水的变化情况,确定了其存在相态,并分析了其在不同演化阶段的浓度封闭作用特征。结果表明：生化阶段和高成就－过成熟阶段,含腐殖型和含腐泥型有机质的泥岩盖层均具有较强的替代封闭作用;低成熟－成熟阶段早期,２种类型的泥岩盖层均具有弱的替代封闭作用;成熟阶段高峰期－结束,含腐殖型有机质泥岩盖层具强的抑     

A NEW CLASSIFICATION FOR THE ORGANIC COMPONENTS OF KEROGEN

A new classification is proposed for the components of kerogen, in which phytoclasts are separated into four groups: keroginite, liptinite, vitrinite and inertinite. The "keroginite group" includes the finely comminuted or structureless sapropelic material which constitutes the main organic components of hydrogen-rich oil-prone kerogens (types I and II). The "liptinitegroup" encompasses all structured sapropelic phytoclasts which are derived from the remains of waxy and fatty plant tissues, such as algae, spores, pollen and cuticles. When found in marine sediments, they are usually hydrogen depleted and gas prone (type III kerogen) due to their degradation during transportation from land. The "vitrinitegroup" incorporatess tructured and apparently unstructured woody tissues which correspond to first and second cycle vitrinites and form the main constituents of the gas-prone type III kerogen. The "inertiniteg roup" comprises the charcoal- or graphite-like ph ytoclasts which have undergone natural carbonization prior to incorporation into sediments, and have no convertibility to hydrocarbons.     

江汉盆地潜江凹陷潜江组盐间页岩油储层矿物组成与脆性特征研究

应用X射线衍射分析技术对潜江组潜二-四段的页岩岩心样品进行了矿物组成与脆性特征研究,以及有机地球化学实验,结果表明,各样品具有差异的矿物组成和地球化学特征。潜二段页岩有机质以腐泥型为主,TOC平均值为1.38%,总体处于未熟-低熟阶段(R_o为0.26%~0.5%),矿物中蒸发岩类矿物含量高;潜三段页岩有机质以腐泥型和腐殖腐泥型为主,TOC平均值为2.53%,总体处于低熟-中等成熟阶段(R_o为0.5%~0.88%),矿物中石英和黏土含量较高;潜四段页岩有机质以腐泥型和腐殖腐泥型为主,TOC平均值为0.69%,总体处于中等成熟-成熟范围(R_o为0.55%~1.3%),碳酸盐矿物含量较高。与北美及中国其他地区的页岩相比,潜江组盐间页岩具有"低黏土矿物、低石英、高碳酸盐、低脆性矿物"的特征,但其中潜三段的脆性矿物含量较高(平均56%),脆性指数较大(平均75.3%),具有较好的脆性,是潜江组盐间页岩最有利的勘探层段。      

岩石中有机质高温高压模拟实验

作者研制了用水蒸气加压的高温高压热降解模拟实验装置。本文报道了腐泥型于酷根、褐煤、原油共3个样品的实验成果。