铀在Ⅲ型烃源岩生烃演化中作用的实验研究

有机-无机相互作用在矿产资源形成中存在普遍、意义重要,有机油气煤和无机铀同盆共存、富集成藏(矿)的深层原因即为有机-无机相互作用.本文在Ⅲ型低熟烃源岩中加入碳酸铀酰溶液的条件下进行生烃热模拟实验,以探讨油气生成过程中无机铀所产生的影响.生烃实验结果揭示,铀的参与,可使烃源岩中烃气产出率有所提高,总气量增加,产出的总烃量(重量或体积)增加;并可降低烃源岩生烃门限温度,在相对较低温阶段生成液态烃.铀可使产物中饱和烃增多,促使低分子量烃类产生,从而使CH4的产出量提高,生成的烃类的干气化程度增加.铀可能是未熟-低熟油气生成可能的无机促进因素之一.     

鄂尔多斯盆地上古生界煤的生烃动力学研究

通过有压力的生烃动力学模拟实验, 获得了鄂尔多斯盆地上古生界太原组和山西组煤成C₁-C₅烃类组分的生成动力学参数. 结合鄂尔多斯盆地上古生界的古地温演化特征, 对鄂尔多斯盆地东部和中部地区的上古生界太原组和山西组煤成气的生成演化历史进行了恢复, 认为在早白垩世末盆地抬升降温过程中不存在大规模的二次生烃. 对影响煤成气行为的一些因素进行了讨论, 强调烃源岩母质的性质是决定其生烃行为的最本质原因.     

泥质烃源岩中〈2μm黏粒级组分的有机质与比表面关系

选取东营凹陷13块烃源岩岩芯,提取〈2μm黏粒级组分,对氯仿抽提前后样品分别进行热解分析和N2吸附法比表面积测试,探讨了黏粒级组分有机质与比表面积（SBET）的关系.结果显示：（1）黏粒级组分中不同赋存态有机质共存,不同演化阶段对生烃贡献有差异,并影响了黏粒级组分SBET的测定;（2）黏粒级组分有机质与比表面积关系受多种因素影响,TOC含量与SBET呈非线性负相关;（3）黏粒级组分的孔隙是可溶有机质的主要赋存空间,氯仿沥青＂A＂含量与SBET呈负相关;（4）游离态烃类（S1）主要赋存空间为黏粒级组分的孔隙或表面,热解烃（S2）则以与黏土矿物相结合形式存在.泥质烃源岩〈2μm黏粒级组分中不同赋存态有机质的研究及与比表面关系的探讨,对有机质生烃、烃类聚集和运移研究都有重要意义.     

生物-热催化过渡带气形成机制及演化模式

通过低演化源岩的地球化学分析和模拟实验,系统地研究了过渡带成烃机制,建立了过渡带成烃模式。提出过渡带烃类是在温度不高、压力相对小,而构造应力和粘土矿物催化作用极其活跃的条件下,可溶有机质和极性组分通过正碳离子方式脱羧、脱基团作用和富芳环不溶有机质的缩聚作用形成小分子烃类的成气机制。认为过渡带气是上述诸因素综合叠加、相互作用的结果。     

辽河西部凹陷稠油成因机制

为揭示我国最大的稠油生产基地—辽河西部凹陷稠油的成因机制,采集该区65个原油、35个烃源岩及36个储层样品,进行了详细的地球化学、生物地球化学分析.对高升典型未熟-低熟稠油藏的解剖揭示,原油物性与成熟度关系并不明显,原生成因不是研究区稠油形成的主要机制.稠油烃类组成与相对分布的变化、25-降藿烷系列的检测、原油的高酸值特征一致反映,原油遭受过不同程度的次生改造;储层颗粒内层吸附烃和包裹体全扫描荧光指纹显示正常油特征,与储层游离烃的降解油特征形成鲜明对照,进一步揭示稠油的次生成因.对7个原油中细菌微生物的检测反映,耐热厌氧细菌可能是研究区生物降解的主要生物类型,与高升、雷家地区浅层工业气藏携带厌氧菌降解成因天然气特征相吻合.生物降解主要发生在油水界面,活跃的地下水为细菌类微生物的迁移、营养物质的传递提供了良好条件.生物降解、水洗与氧化作用分别是研究区原油稠化的关键机制、原油降解的条件与细菌微生物的新陈代谢方式,三者是原油稠化的主要成因机制.本研究为稠油成因机理研究提供了方法与证据,为浅层生物气藏的勘探开发提供了思路.     

鄂尔多斯盆地吴起地区上三叠统长2油层组有利储层分布及控制因素分析

鄂尔多斯盆地吴起地区上三叠统延长组长2油层组为典型的低孔低渗储集层,研究该区优质储集层的分布规律及形成条件,对于该层位油气勘探具有重要意义.本文通过研究岩芯、铸体薄片、储层物性等资料,探讨了储集层的沉积微相特征、岩石类型、孔隙类型、毛管压力特征、成岩作用特点及其对优质储集层的控制作用,表明吴起地区长2油层组主要发育长石岩屑砂岩,粘土质杂基等填隙物普遍发育,长2{的储集层物性最好,非均质性弱,主要孔隙类型为残余粒间孔和粒内溶孔,毛管排驱压力总体较低;沉积微相和后期成岩作用共同控制了优质储集层的分布.     

烃和烃类包裹体的拉曼特征

通过大量烃标样拉曼分析发现: 饱和烃以甲基、亚甲基在2700~2970 cm^-1区域有强烈的拉曼谱峰为特征; 异构骨架在748 cm^-1处有一强的拉曼效应; 环六环在804 cm^-1处有一个强的拉曼效应; 苯环有二个拉曼特征峰(988, 3058 cm^-1±), 以988 cm^-1±为主; 己烯在1294, 1635和2996 cm^-1±有三个烯键(C=C)拉曼特征峰, 以1635cm^-1±为主. 论证了: (1) 烃类的拉曼图与烃类的含碳个数无关, 只与烃类分子结构和基团特征有关; (2) 相同的烃类如正构烷烃类的拉曼光谱图相同; (3) 不能简单地由烃类的特征峰来判断烃种类(如CH₄, C₂H₆和C₃H₈)和某烃相对含量, 尤其在混合烃类或烃类包裹体中. 对比石油四大组分总的拉曼光谱图特征, 将烃类包裹体的拉曼光谱图分成五种: 饱和烃型拉曼光谱图、烷烃+沥青型拉曼光谱图、沥青型拉曼光谱图、荧光型拉曼光谱图、甲烷型拉曼光谱图. 据烃类包裹体的拉曼光谱图特征将烃类包裹体分成五大种类: 高饱和烃(气或液)烃类包裹体、含沥青饱和烃(气或液)烃类包裹体、低饱和烃(气或液)烃类包裹体、沥青质(气或液)烃类包裹体、高甲烷盐水包裹体.     

不同煤体结构的高阶煤储层物性特征及煤层气产出机理

煤储层物性是影响煤层气解吸、扩散、渗流的关键因素,其好坏直接决定煤层气井的产气效果.本文以高阶煤为例,基于压汞、低温液氮吸附、等温吸附、煤粒甲烷放散初速度测试以及煤层气井现场自然解吸数据,系统探讨了构造破坏作用下高阶煤的孔隙性、吸附性、扩散性、渗透性等物性的响应规律,建立了不同煤体结构高阶煤储层几何模型、扩散模式图及气体产出综合模式图.研究认为,高阶煤经历构造作用后孔隙性得到改造,不同孔径段孔隙数量均有所增加,中、大孔增加最为明显,孔隙连通性发生差异性变化,这种孔隙性的变化是造成不同煤体结构煤的吸附/解吸性、扩散性等储层物性出现差异的根本所在.原生结构和碎裂结构煤基质孔隙以微孔为主,相对缺少大孔以及大孔连通性较差的孔隙特征,制约着初期气体的解吸和扩散,而较小孔径段孔隙连通性相对较好利于后期气体的解吸和扩散,更由于气体解吸衰减速度慢,易形成长期的产能;碎粒结构和糜棱结构煤吸附、解吸能力增强,自然条件下气体扩散能力强,但储层条件下渗透率的强应力敏感性,导致该类储层渗透性最差,渗流能力弱制约了扩散和解吸的发生;气体综合产出过程中,不同煤体结构的煤储层随着储层压力的变化基质孔隙气体扩散模式发生动态演化,过渡型扩散不断增强,Fick扩散不断弱化,气体的扩散能力不断降低,其中微孔和过渡孔是限制气体扩散的主要孔径因素;提出的储层条件下气体产出的综合模式图可以显示制约不同煤体结构煤储层气体产出的关键因素所在,有助于对储层进行针对性改造.     

岩浆热场对油气成藏的影响

在油气勘探领域,沉积岩一直是研究的热点和焦点,对火成岩国内外均较少涉及且普遍认为它对油气的生成和聚集成藏有破坏作用.随着研究的进展,人们发现,岩浆侵入和喷出活动对油气成藏具有重要的作用,而且,岩浆岩本身还可能是很好的油气储层.研究表明,由岩浆侵入和喷出带来的热所形成的热场(岩浆热场)与油气成藏的关系几乎是全方位的,它几乎参与了油气生成、演化的全过程,既有有利于油气成藏的积极的一面,也有破坏油气成藏的消极的一面.大体表现在下述5个方面:(1)岩浆热场不仅可以造成围岩的变质和变形,其所带来的大量热和流体对油气的生成、运移、聚集以及油气藏的形成与保存有明显影响.(2)岩浆热场提高了有机质的热演化程度,使生油门限变浅,使烃源岩达到高成熟或过成熟,使烃源岩中残余有机质丰度降低.岩浆热场提高了盆地的地温梯度,使原本成熟度低的烃源岩达到生油窗的温度范围,促进生烃作用进程,加速烃源岩的热成熟,并为油气运移和聚集提供了运移通道、储集空间、封盖遮挡条件和圈闭构造,有利于油气的运移、聚集和成藏.岩浆热场带来的流体主要是由多元组分构成的超临界流体,其上升、对流、循环可使热场范围内的物质与能量发生调整和再分配.在流体上升过程中,可萃取、富集沉积物中的分散有机质,对生烃产生显著的加氢作用,从而为油气的形成补充物源.流体还能与围岩储层发生反应,改善储层的孔渗条件,有利于油气的聚集成藏,抑制烃类的热裂解.(3)岩浆热场还与非常规油气(页岩气、天然气水合物、煤层气等)有关.岩浆热场的作用主要是使泥页岩成熟度提高,岩浆侵入造成的构造压力使泥页岩产生大量裂缝,提高了泥页岩的有机孔隙度以及泥岩对页岩气的吸附力,使位于岩浆热场中的泥页岩生烃强度大、储集性好、吸附能力强,成为页岩气有利的富集区.(4)有机的煤、油、气与无机的金属相伴成矿(成藏)是最具吸引力的.油气田中常伴有各种金属元素,当含上述元素的热液与有机质相遇时,会促使有机质向烃类物质转化.有机与无机矿床(藏)时空上的密切联系,说明有机-无机质相互作用是多种能源矿产共存成藏(矿)的重要因素.有机油、气、煤所具有的吸附作用、还原环境和络合作用对无机铅锌金铜铀的沉淀、富集和成矿有利;同样,在烃类生成过程中,无机组分有时也具有催化剂的作用,也能使有机碳更多的与氢结合生成更多的烃类.(5)岩浆热场还是一把双刃剑,对油气成藏既有有利的一面,也有不利的一面.研究表明,油气大量生成和运移时期以前发生的岩浆活动对油气藏保存无不利影响,油气生成运移期或其以后的岩浆活动,则有可能对油气藏起明显的破坏作用.新形成的高温热场可能吞噬和破坏储油层及其结构,使油气向上散逸.此外,高温岩浆侵入生油层后,还会对周围生油母质及生成的油气进行烘烤使之炭化.     

川中侏罗系自流井组大安寨段致密灰岩孔隙结构实验研究

川中侏罗系自流井组大安寨段致密油灰岩储层的孔隙结构极为复杂,却是致密油勘探开发需要解决的关键问题。本文应用扫描电镜、氮气吸附、高压压汞、核磁共振来研究致密灰岩的孔隙结构。结果表明灰岩储层以狭缝型孔隙为主;介孔和宏孔是孔隙体积和比表面积主要贡献者,孔隙结构特征参数排驱压力、平均孔径、均质系数与孔隙度及渗透率相关性较好,可以综合应用于评价储层孔隙结构;将氮气吸附得到的孔径分布与高压压汞得到的孔径分布相结合构造全尺度孔径分布,发现储层主要发育2～50nm的介孔;基于幂函数转换方法,将T_2谱转换为孔径分布,转换结果与全尺度孔径分布的一致性较好,表明了T_2谱与孔径分布存在幂函数关系;T_2几何平均值与岩心全孔径孔隙结构参数具有相关性,可作为评价储层孔隙结构特征参数。     

低渗透致密气藏可动流体饱和度研究——以苏里格苏48区块盒8段储层为例

利用高压压汞、恒速压汞、核磁共振等实验,研究分析苏里格苏48区块盒8段储层可动流体饱和度的分布特征及主要控制因素.结果表明,研究区样品T_2谱主要呈左高右低的双峰型及单峰型两种形态,可动流体饱和度与可动流体孔隙度变化幅度较大.根据可动流体饱和度将储层划为3种类型,不同类型储层可动流体饱和度差异较大:Ⅰ类、Ⅱ类储层物性较好,孔隙半径大,喉道较粗,孔喉分布均匀,孔隙连通性好,粘土矿物质量百分数低,可动流体饱和度高;Ⅲ类储层孔隙半径小,孔喉分选差,孔隙之间连通性差,粘土矿物质量百分数高,可动流体饱和度低.可见可动流体饱和度受多种因素综合影响,其中微观孔喉特征是控制可动流体饱和度大小的主要因素,粘土矿物次之,储层物性最弱.孔喉特征参数中,孔隙半径、孔喉半径比、孔喉体积比、分选系数的控制作用最为显著,均值系数以及排驱压力的影响较为明显.在其它孔喉参数相差较小时,喉道对可动流体饱和度的大小起决定性作用;粘土矿物中,高岭石的质量百分数影响最大.     

鄂尔多斯盆地下古生界油气地质动力学研究

以鄂尔多斯盆地奥陶系烃源岩为主要研究对象 ,采用盆地动态数值模拟和成藏动力学的方法研究其地史、热史、生烃史及排烃史等油气地质动力学特征 .结果表明 :奥陶系总体上经历了原始沉积、抬升剥蚀、快速沉降、升沉交替和差异抬升剥蚀阶段 ;盆地大地热流值总体较低 ,奥陶系的古热流演化可划分为白垩纪前的较高热流和白垩纪后的较低热流两大阶段 .奥陶系烃源岩有机质热演化整体都已进入高成熟 过成熟阶段 ,生气强度大于生油强度 ,烃类相态以天然气为主 ;单位时间的排油、排气曲线为“多峰型” ,累计排气强度大于累计排油强度 ,具良好的天然气勘探远景 .     

致密油储层核磁共振测井响应机理研究

中国西部某盆地致密油储层孔隙结构差,而核磁共振测井T2谱宽,其复杂的核磁测井响应认识不清,且响应机理也不明确.本文基于致密油储层的特性,通过对三组岩样不同系列的实验测量,包括核磁共振、毛管压力曲线、X衍射矿物分析和润湿性实验,主要研究了碳酸盐岩矿物含量对T2谱的影响和由润湿性引起的T2弛豫机制.根据实验结果分析和讨论,明确了致密油岩石核磁共振响应的影响因素及孔隙流体的弛豫机制.综合分析认为,所述的核磁测井响应特征是由两方面因素综合作用的结果,一是水的T2信号主要取决于表面弛豫,低表面弛豫率的碳酸盐岩矿物导致水的T2信号的长弛豫分量增多;二是由于岩石亲油孔隙表面的存在且其弛豫率低于亲水孔隙表面的弛豫率,使得油的T2信号由表面弛豫和体弛豫贡献.     

陆相湖盆生物类脂物早期生烃机制研究

以临清坳陷东部和苏北盆地为例,从低熟油的地球化学特征,烃类和显微组分生源构成剖析入手,揭示藻类生物类脂物和高等植物蜡质混合生源输入,是陆相半咸水-咸水湖盆低熟油生烃母质的基本特征。     

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组致密砂岩储层绿泥石对润湿性的影响

润湿性是储层的重要性质,对提高采收率和油气运移研究至关重要.岩石矿物组成影响储层的润湿性,但对其具体作用仍没有明确认识.文章以鄂尔多斯盆地延长组储层为例,开展了储层岩石学特征和润湿性特征的综合研究,分析了绿泥石对砂岩储层润湿性的影响作用.结果表明,延长组储层内绿泥石非常发育,主要包括碎屑状绿泥石、绿泥石膜和黑云母转化的绿泥石;其中绿泥石膜通常覆盖在孔隙周围,构成孔隙表面的主要矿物.储层受到原油的充注及改造作用后,绿泥石在孔隙尺度具有水润湿和油润湿两类.绿泥石是组成储层油润湿孔壁的主要矿物,对岩石油润湿性的形成起重要作用.在岩芯尺度,受到岩石非均质性和含油性差异等影响,孔隙周围绿泥石的含量与Amott-Harvey指数相关性较差.     

中国含煤-含气(油)盆地的地质条件

中国有5类含煤盆地, 含煤盆地的形成、发展与历次构造事件密切相关, 其中印支运动对中国含煤盆地构造格局、古地理景观的变革尤为重要. 中国含煤盆地的演化可划分为两大发展阶段、3种结构型式和两类沉积环境. 总结中国含煤-含气(油)盆地的地质条件表明: 只有曾长期深埋地腹的煤系地层才有可能成为含煤-含气(油)盆地, 成为中国天然气的主要勘探对象. 在各类含煤-含气(油)盆地中, 以类前陆型煤成气前景最好; 裂(断)陷型煤成气聚集的丰度最高, 最有利于生成煤成油; 克拉通型煤成气丰度偏低, 演化程度偏高. 由以上3种类型含煤盆地为主在中国形成了3个煤成气主要聚集区: 西部区、中部区、近海海域区. 未来勘探煤成气田的重点盆地: 塔里木、鄂尔多斯、四川、东海及莺琼盆地.     

气烟囱的地球物理响应特征及油气勘探

本文借助于地震数据及其与之相关的属性体,研究气烟囱在地震体上烃类泄露路径、浅层气、海底麻点等异常特征与油气的密切关系.针对气烟囱对不同叠置组合地层本身的改造及由于流体迁移导致地层含气引起的地震响应异常现象进行分类:与多边形断层相关的管状,与底辟活动相关的穹窿状以及与烃源岩及下伏含气储层超压有关的网状及线状三种类型,其中第三种类型对油气聚集最为有利.针对以上三种类型开展了烃类泄露相关描述、识别及其解释等工作,并分析了气烟囱根部烃类运移供给能量及上覆地层的渗透能力决定了气烟囱规模及样式不同.在以上研究的基础上,总结了气烟囱相对应的三种成藏模式,有助于分析油气运聚成藏路径,为寻找油气藏,减小钻遇风险,成功勘探和开发提供思路.     

盖层物性封闭能力与油气流体物理性质关系探讨

建立了包含烃类流体与岩石表面间边界层阻力, 并以启动压力梯度表征的盖层物性封闭能力的力学方程, 该方程表明: 盖层的物性封闭油气能力不仅取决于盖层毛细管力和烃类所受浮力, 而且受烃类流体在盖层内的启动压力梯度和盖层厚度的影响. 烃类密度、黏度和烃-水界面张力的变化分别影响烃柱所受浮力、烃类在该层内的启动压力和盖层对烃类的毛细管力. 并根据实际资料和文献数据分析了烃类流体的密度、黏度和烃-水界面张力变化对盖层封闭能力的影响. 地下条件下, 由于原油的密度、黏度和油-水界面张力这3项物理性质的变化可造成封盖层物性封闭能力变化达数十甚至数百倍. 因此评价盖层物性封闭能力时, 要综合考虑烃类流体的物理性质. 深入研究烃类物理性质对盖层封闭能力的影响, 有利于指导类似稠油的特殊油气资源以及特殊温压环境下油气资源的勘探.     

特低渗透砂岩储层水驱油CT成像技术研究

通过水驱油岩心的CT成像技术,动态、定量、可视化地研究了特低渗透砂岩储层水驱油岩心的微观孔隙结构、含水饱和度分布、吸水能力及微观孔隙结构对驱油效率的影响.研究表明,实验岩心的CT值分布在1819~1961之间,与标准的Berea砂岩相比高出15%左右,属于典型的特低渗透砂岩储层.储层微观孔隙结构是影响油水分布的主要因素.特低渗透砂岩储层开发要高度重视无水采收率.储层致密和微裂缝发育的不均一性是特低渗透砂岩油田驱油效率低的根本原因.     

基于等效介质理论的煤层气储层岩石物理建模与应用

地震岩石物理建模作为表征油气储层物性参数与地震参数间映射关系的主流工具,鲜有应用于煤层气储层,关键制约因素在于煤层气储层特有的吸附气和双重孔隙的等效计算问题尚未有效解决.为此,本文将吸附气视为类似煤基质的固相,将双重孔隙分解为基质孔隙和裂隙两部分;尝试利用自相容近似模型计算煤基质、吸附气和基质孔隙混合后煤基质干骨架的等效纵、横波速度,通过Mori-Tanaka模型和Brown-Korringa各向异性流体替换理论加入裂隙和流体,以此构建煤层气储层岩石物理模型.在此基础之上,通过正演模拟分析基质孔隙参数、吸附气含量以及裂隙参数的等效纵、横波速度响应;基于模型反演基质孔隙和裂隙参数,并将基于模型预测的纵、横波速度与实测数据对比,论证所构建的煤层气储层岩石物理模型的合理性.进一步通过制作岩石物理量版,探讨煤层气"甜点区"界定的两个关键参数——吸附气含量和脆性指数与储层物性参数(基质孔隙度、裂隙孔隙度)以及地震参数间的关系.结果表明:吸附气含量的变化引起的纵、横波速度、纵横波速度比和纵波阻抗变化微弱,引起的流体因子参数(λρ和μρ)变化略显著;基质孔隙度变化引起的地震参数响应显著强于吸附气含量;裂隙孔隙度与两种脆性指数间均具有明显的负相关性,可认为是煤层气储层脆性的主要影响因素.