中国南方海相烃源岩生烃动力学研究

利用Rock-Eval 6热解仪和Optkin动力学软件对中国南方海相烃源岩4种有机质类型样品进行了动力学分析,研究得出在相近演化阶段样品平均活化能是Ⅲ型>Ⅱ₂型>Ⅱ₁型>Ⅰ型,生烃能力是Ⅰ型>Ⅱ₁型>Ⅱ₂型>Ⅲ型,有效生烃期间(干酪根生烃转化率10%~90%)活化能跨度ΔE_Ⅰ<15kJ/mol,15kJ/mol<ΔE_Ⅱ1<20kJ/mol,20kJ/mol<ΔE_Ⅱ2<30kJ/mol,ΔE_Ⅲ>30kJ/mol,有效生烃温度跨度ΔT_Ⅰ≤65℃,65℃≤ΔT_Ⅱ1≤75℃,75℃≤ΔT_Ⅱ2≤85℃,ΔT_Ⅲ≥110℃.达到干酪根10%转化率的时间顺序是Ⅲ型最早,Ⅱ₂型早于Ⅱ₁型,Ⅰ型最晚.而完成90%干酪根转化率时间则是Ⅰ型早于Ⅱ₁型,Ⅱ₂型次之,Ⅲ型最晚.干酪根有机大分子结构特征和元素组成决定了其生烃活化能的频率分布特征,海相优质烃源岩具有快速生烃的特质.      

准噶尔盆地南缘中二叠统烃源岩封闭体系与开放体系生烃模拟试验研究

准噶尔盆地南缘地区二叠系烃源岩生烃潜力较好,部分层段达到优质烃源岩标准,勘探前景广阔。选取了南缘东部野外妖魔山和红雁池地区的野外地质剖面中二叠统不同类型干酪根的烃源岩样品,进行了开放体系与封闭体系的生烃模拟试验的研究。密闭体系的生烃模拟试验表明,南缘二叠系烃源岩Ⅰ型干酪根生油量与生气量均较高,好于Ⅱ型。并且二者的生烃演化过程也不同,Ⅰ型干酪根的镜质体反射率Ro值在1.0%左右时,吸附油量达到高峰,Ro值在1.3%左右时,排出油量达到高峰;Ⅱ型干酪根的Ro值在1.0%左右时,排出油量与吸附油量均达到高峰。开放体系模拟试验表明,不同类型干酪根的活化能存在差异,与干酪根的显微组分有关,并且从生烃转化表明,Ⅰ型干酪根的生烃转化早、快,在Ro值为0.90%左右时达到生烃高峰,Ⅱ型与Ⅲ型干酪根依次变慢。     

酒西盆地青西凹陷下白垩统湖相烃源岩生烃动力学研究

利用生烃动力学方法对酒西盆地青西凹陷下白垩统湖相白云质和湖相泥质烃源岩进行定量评价.通过对干酪根在封闭体系下的热解模拟实验,研究了不同岩性烃源岩干酪根热解生烃演化特征,获得了干酪根的生烃动力学参数.湖相泥岩干酪根的指前因子比湖相碳酸盐岩的小,活化能主峰也较后者低.湖相泥岩样品生成甲烷的活化能分布范围为43～67 kcal/mol,湖相碳酸盐岩样品生成甲烷的活化能分布在51～74 kcal/mol之间.在此基础上,结合Kinetics软件,将此动力学参数应用于地质实际中,结果表明,青西凹陷湖相泥岩和湖相泥质白云岩生烃作用时间晚,大量生烃出现在16 Ma之后,主生烃期发生在2 Ma左右.     

海相优质烃源岩形成重质油与固体沥青潜力分析

通过中国海相烃源岩、浮游藻、底栖藻等大量热压生排烃模拟实验与南方海相碳酸盐岩层系储层固体沥青发育特征相结合,认为海相优质烃源岩具备形成大量重质油及固体沥青的潜力。主要依据为:海相烃源岩主要成烃生物——浮游藻热压生油模拟实验表明在成熟早期(R_o为0.45%~0.7%)就出现生油高峰,可以大量生成以非烃+沥青质为主的重质油,每吨TOC生成的原油最高可达1 000 kg以上,它也是形成储层固体沥青的主体;海相未成熟优质烃源岩(Ⅰ—Ⅱ₁型干酪根,TOC大于2%)在成熟早期也可以大量生成以非烃+沥青质为主的重质油,每吨TOC总生油量可达300 kg,约占最高生油量的50%以上,总生烃量的40%以上,它随干酪根类型变差、有机质丰度减小(TOC小于2%)、碳酸盐含量变低(小于5%)而逐渐减少;中国南方二叠系、下志留统龙马溪组海相优质烃源岩在成熟早期形成的重质油及在准同生至成岩作用早期呈悬浮态运移出来的沉积有机质,经后期埋深高温裂解与聚合可以大量形成储层固体沥青。      

利用粘球形藻干酪根的动力学特征模拟塔中A井O_(2 3)碳酸盐岩段的生烃量

粘球形藻是塔里木盆地奥陶系海相碳酸盐岩烃源岩和全球奥陶系烃源岩的重要生烃母质。根据粘球形藻干酪根的热解实验和化学反应动力学串联一级反应原理 ,可求出该干酪根任意生烃率时的表观活化能、指前因子等动力学参数。借此建立了化学动力学生烃强度和生烃量求取模型 ,并模拟计算了塔中 A井 O2 3碳酸盐岩段在地质历史上的生烃强度和累积生烃量     

利用粘球形藻干酪根的动力学特征模拟塔中A井O2+3碳酸盐岩段的生烃量

粘球形藻是塔里木盆地奥陶系海相碳酸盐岩烃源岩和全球奥陶系烃源岩的重要生烃母质,根据粘球形藻干酪根的热解实验和化学反应动力学串联一级反应原理,可求出该干酪根任意生烃率时的表观活化能,指前因子等动力学参数,借此建立了化学动力学生烃强度和生烃量求取模型,并模拟计算了塔中A井O2＋3碳酸盐岩段在地质历史上的生烃强度和累积生烃量。     

优质烃源岩成烃生物与生烃能力动态评价

在海相优质烃源岩常规有机地球化学分析的基础上,综合利用仿真地层热压模拟实验与超显微有机岩石学等新技术对优质烃源岩不同成烃生物生烃潜力进行分析。结果表明:我国下古生界高过成熟海相优质烃源岩目前能够识别的成烃生物主要由底栖生物(或底栖藻类)及菌类(真菌类和细菌)组成,干酪根类型主要为Ⅱ型,这些海相优质烃源岩的原始生烃能力相当于Ⅱ型干酪根,其中底栖藻类相当于Ⅱ1型,真菌细菌类一般相当于Ⅱ2型;其次为浮游生物,生烃潜力与Ⅰ型干酪根相当。优质烃源岩中浮游藻类和底栖藻类在不同成熟阶段的生油能力不同,在高成熟—过成熟阶段生气潜力及其与原油裂解生烃的相对贡献也有差异。因此,下古生界高成熟度烃源岩需要根据不同类型的成烃生物或干酪根类型在各成熟阶段的生油、生气能力进行动态地评价。不同成烃生物生烃潜力研究不仅对常规油气勘探而且对非常规油气勘探也具有重要的借鉴意义。     

海相不同类型烃源岩生排烃模式研究

在海相烃源岩研究的基础上,筛选出青藏高原中生界和冀北地区上元古界未成熟—成熟海相不同类型烃源岩 10 个样品为代表,进行热压模拟试验,创建了海相3种类型干酪根和4种主要岩类的17种原始和再次生排烃模式。提出了海相烃源岩从Ⅰ型干酪根到Ⅱ₁型到Ⅱ₂型再到固体沥青,生排油、烃气和总生烃量逐渐变低,油质逐渐变轻,气逐渐变干,生烃速率也逐渐减小;从富烃页岩到富烃泥灰岩到富烃灰岩再到固体沥青,排油效率逐渐增加,总生排烃量和生烃速率具有逐渐减少的趋势,生烃气占总烃比例则从固体沥青到富烃页岩到泥灰岩到灰岩逐渐增加;从海相富烃源岩到低有机质含量的碳酸盐岩或随着有机质丰度的降低(TOC 0.2%到1.0%),生排油、烃气量和总生烃量及生烃速率逐渐变小,生烃气占总烃比例逐渐增加。      

中—新生代大陆边缘盆地海相烃源岩生烃特征

近年来,中—新生代大陆边缘盆地海相烃源岩的成因类型研究取得了新的进展,根据生源构成和沉积环境将大陆边缘盆地海相烃源岩划分为海相内源型、海相陆源型和混合生源型3种成因类型。在大陆边缘盆地海相烃源岩成因类型划分的基础上,利用生烃模拟实验研究了海相烃源岩的生烃特征,发现不同成因类型海相烃源岩的生烃特征存在显著差异:海相陆源型烃源岩具有生烃活化能分布较为分散、生烃门限温度低、主生烃期温度范围宽、生烃转化率曲线平缓,无明显的生烃高峰期的特征;而海相内源型烃源岩则具有活化能分布较为集中、生烃门限温度高、主生烃期温度范围窄、生烃转化率曲线较陡峭、有明显生烃转化高峰的特征;海相混合生源型烃源岩的生烃特征介于上述2种海相烃源岩之间。显微组分组成的差异是造成不同成因类型海相烃源岩生烃特征不同的根本原因。     

东营凹陷沙三段烃源岩生烃模式研究

为了进一步明确分散有机质(一般烃源岩)与有机质富集层(优质烃源岩)生烃过程的差异,采用东营凹陷沙三段中、下亚段烃源岩岩心进行生排烃模拟实验。结合地质剖面分析,认为沙三段中、下亚段烃源岩的生烃特征有明显的不同。沙三段中亚段主要生烃阶段为Ro大于0.5%;沙三段下亚段在Ro为0.4%-0.5%时可生成少量低熟油,当Ro大于0.5%时进入成熟阶段,具有较高的油气产率。沙三段下亚段烃源岩比中亚段明显具有更高的生烃潜力,且生烃区间较大。这取决于其特定的沉积环境所形成的烃源岩在有机质类型、富集程度等方面的差异。     

关于成油高峰门限问题

本文根据不同类型干酪根热模拟的资料,提出生油岩在成熟门限至成油高峰门限阶段的产烃量,Ⅰ类干酸根为14.07%、Ⅱ类为16.50%、Ⅲ类为18.28%,而且绝大部分烃类是进入成油高峰门限后形成的,泌阳凹陷自然剖面成烃规律与上述模拟结果相似,Ⅰ类干酪根从成熟门限至成油高峰阶段,产烃量为15.5%。      

资源评价中油气生成定量模型的建立

从油气生成热模拟方法、模拟样品的选取及模拟实验结果的校正等方面，对如何建立烃源岩油气生成定量模型进行了系统的分析，认为加水热模拟是目前较为流行和较好的一种模拟油气生成的方法，但其模拟结果（包括其他模拟方法的模拟结果）都必须经过校正之后，才可用来建立实际烃源岩不同母质类型的油气生成定量模型。因为实验条件下液态石油产率高峰对应的镜质体反射率不是经典油气生产模式中的1％，而是大于或小于1％。故从理论上提出了加水模拟实验中依据镜质体反射率与液态石油产率的关系校正镜质体反射率的方法。经过校正之后，建立的湖相泥岩和煤系泥岩油气生成定量数学模型能够反映含油气盆地不同沉积环境中、不同母质类型的油气生成特征，更加接近地质实际。由此给出了湖相泥岩Ⅰ、Ⅱ₁、Ⅱ₂、Ⅲ型母质和煤系泥岩Ⅱ₂、Ⅲ型母质的液态石油产率数学模型，具有重要实用价值。     

烃源岩特征与生烃动力学研究——以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组为例

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组含有丰富的油气资源,其烃源岩主要有页岩、碳酸盐质页岩和粉砂质泥岩,它们均具有有机质丰度高、生烃潜力大、当前处于低成熟至成熟阶段、有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ型为主的特征,在对其特征进行评价的基础上,选取中-低成熟度、有机质丰度较高的烃源岩进行开放体系条件下的热解实验和动力学模拟实验,进而研究烃源岩样品的生排烃特征。结果表明,芦草沟组烃源岩活化能主要为210 kJ/mol;上述3 种烃源岩中,页岩具有最高的生烃量和排烃效率,碳酸盐质页岩次之,而粉砂质泥岩的生烃量和排烃率均最低,但前两者却具有较高的滞留烃含量。综合前人的研究成果,最终认为芦草沟组烃源岩生烃增压作用是烃源岩排烃和致密油气聚集的主要动力,页岩和碳酸盐质页岩段是致密油勘探的目标层段。     

北部湾盆地流二段3类烃源岩的生烃成藏特征

传统研究认为北部湾盆地主力烃源岩为整个流二段湖相烃源岩。应用大量原油和岩石的地球化学分析资料,结合沉积和地质资料,重新对北部湾盆地流二段烃源岩进行了生烃和油气成藏研究。研究结果表明,古近纪沉积的流二段不同层段烃源岩的质量差异较大,明显存在着优质（油页岩）、好和一般3种不同类型的烃源岩。3类烃源岩的生烃和成藏研究表明,3类烃源岩对油藏的贡献各不相同,其中优质烃源岩[丰度高、类型好（Ⅰ型）、产油率达500mg/g_TOC]贡献最大,它对涠西南凹陷和乌石凹陷原油产量的贡献高达80%;好烃源岩[丰度中等、类型较好（Ⅱ₁型）、产油率为300mg/g_TOC]次之,对原油产量的贡献仅为20%;而一般烃源岩[丰度较低、类型较差（Ⅱ₂）、产油率仅为200mg/g_TOC]对凹陷原油的贡献极少。由此表明,厚度不大（厚约为50～100m）、质量极好的流二段底部优质湖相烃源岩才是北部湾盆地真正的主力烃源岩。优质烃源岩生成的原油主要成藏于流二段、流三段、长流组和角尾组,而好烃源岩生成的原油则主要成藏于流一段和涠洲组。3类烃源岩丰度、类型、生烃能力及成藏方面的差异,决定了北部湾盆地的油气勘探必须寻找到优质烃源岩才能提高勘探的成功率。     

SEVERAL CONSIDERATIONS ON HYDROCARBON GENERATION MECHANISM AND EVOLUTION OF CARBONATE ROCKS

ＳＥＶＥＲＡＬＣＯＮＳＩＤＥＲＡＴＩＯＮＳＯＮＨＹＤＲＯＣＡＲＢＯＮＧＥＮＥＲＡＴＩＯＮＭＥＣＨＡＮＩＳＭＡＮＤＥＶＯＬＵＴＩＯＮＯＦＣＡＲＢＯＮＡＴＥＲＯＣＫＳ￥ＣｈｅｎｇＫｅｍｉｎｇ；ＷａｎｇＺｈａｏｙｕｎ（ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆ...     

海相优质烃源层评价与形成条件研究

在对全球范围内不同类型海相烃源岩对比分析的基础上,通过筛选出百余块不同类型烃源岩和含油储集岩的热压加水生排油气模拟实验,结合大中型油气田形成的地质条件,对我国海相优质烃源岩的形成条件进行了综合研究,认为海相优质烃源岩主要形成条件有:1)台内盆地及近滨潟湖、台地斜坡、前缘斜坡及前礁等沉积相带,浮游生物发育,水体稳定且较深,处于还原-强还原环境;2)较高的有机质含量,总有机碳含量TOC≥2%;3)Ⅰ-Ⅱ型干酪根,低成熟阶段形成的大量稠油可以沿富有机质页理面以油相网状传递式连续不断地长距离运移,很容易形成大油田;4)烃源转化过程中古油藏及分散在烃源岩和储集岩中的可溶有机质也是优质再生气源,高成熟-过成熟储集岩中的TOC>0.20%时就属优质气源岩,由其原始"油"生成的总生气量与TOC>2%且为Ⅰ-Ⅱ₁型干酪根的烃源岩生成的总生气量基本相当.