塔里木盆地奥陶系烃源岩二次生烃研究

为研究海相烃源岩二次生烃规律和塔里木盆地生排烃规律,以塔里木盆地奥陶系烃源岩为研究对象,首先通过构造-热演化史和生烃史研究得出,塔里木盆地典型构造单元奥陶系烃源岩具有二次生烃的特征,并且起始成熟度和生烃期次不同。然后选取自然条件下演化至不同起始成熟度的奥陶系海相烃源岩,采用热压模拟实验方法系统研究其二次生烃规律。研究表明：塔里木盆地奥陶系海相烃源岩二次生烃的主控因素是起始成熟度,二次生烃产率随起始成熟度增加规律性减小;低成熟和中成熟烃源岩具有大量生排油气潜力,出现相对延迟的生油高峰,高成熟烃源岩没有大量生油和生气的能力;两次不连续生烃量与一次连续生烃量的差值也受起始成熟度控制,具有阶段性;起始成熟度在低成熟到成熟阶段时,二次不连续生烃过程会增加烃源岩的生烃量,使生烃潜力增加,而高成熟阶段以后,二次不连续生烃过程就会减少烃源岩的生烃量,使生烃潜力减小。     

沉积有机质二次生烃热模拟实验研究

自然演化系列与热模拟演化(预热残渣)系列样品的有机结合研究表明,沉积有机质二次生烃作用不是沿着一次生烃的演化轨迹继续进行下去,在Ro<2.0%的范围内,不管起始成熟度如何,二次生烃均存在一个生烃高峰,二次生烃高峰与一次连续演化生烃高峰相比,具有迟滞性,起始成熟度越高,迟滞性越强。沉积有机质二次生烃量与初始成熟度和二次生烃终止成熟度密切相关,起始成熟度处于成熟早期—中期(Ro0.5%～0.9%),二次累积生烃量大于一次连续生烃量,且随起始成熟度增高,二者差值越来越大;反之,起始成熟度介于成熟中期—晚期(Ro0.9%～1.3%)时,二者差值越来越小;起始成熟度过“生油死线”以后,累积二次生烃量快速减少,转而低于一次连续演化生烃量。热模拟显示二次生烃反应活化能的演化经历了4个阶段,与二次生烃显现特征的演化规律相吻合,揭示了二次生烃作用严格受控于反应动力学机制。沉积有机质二次生烃量的演化规律研究为存在二次生烃的含油气盆地勘探提供了理论依据。     

海相烃源岩二次生烃潜力定量评价新方法

烃源岩二次生烃的演化过程是残余干酪根热解演化与残留油热裂解转化两个既相互联系又完全不同的物理化学反应过程的叠加。本文利用自制高压釜热压生烃模拟实验装置,采取分阶段连续递进模拟实验方式,以海相烃源岩样品为例分别评价了残余干酪根的生烃潜力与残留可溶有机质转化油气潜力,建立了一套不同起始与终止成熟度海相烃源岩二次生烃潜力的定量评价方法,并首次明确提出了干酪根生油指数KIo、干酪根生气指数KIg、干酪根生烃指数KIh等评价烃源岩生烃潜力的参数,弥补了ROCK EVAL热解评价方法无法分别评价烃源岩在不同生烃演化阶段所生成的“油”或“烃气”潜力的不足。     

煤中有机质二次生烃迟滞性及其反应动力学机制

采用自然成熟度系列与其预热残渣系列样品相结合方式, 通过热解模拟方法, 对煤中有机质二次生烃迟滞性显现特征和化学反应动力学机制进行了探讨.结果表明: 二次生烃起始成熟度增高, 二次生烃峰位成熟度呈规律性后移, 二次生烃作用“死线”位于R_o=4.0 %左右; 二次生烃峰位成熟度与起始成熟度之差随起始成熟度的增高呈抛物线式演化, 二次生烃的绝对迟滞性和相对迟滞性均呈阶段性演化, 由此可对二次生烃迟滞深度进行预测; 二次生烃半峰宽随起始成熟度呈阶段性演化, 暗示二次生烃起始成熟度位于生油高峰附近的烃源岩, 其生烃量可能相对较大.同时, 原始样品平均活化能的演化经历了4个阶段, 它们与热解生烃量及二次生烃迟滞性的阶段性演化特征高度吻合, 揭示出二次生烃作用严格受控于反应动力学的地球化学机制.      

二次生烃的特征

<正> 二次生烃作用是指烃源岩在地质历史过程中所受温度降低以后,导致生烃作用(一次生烃作用)停止,当所受温度再次升高,并达到合适的热动力学条件时,烃源岩再次生烃的过程。张有生等所做的热模拟实验结果表明,烃源岩二次生烃的演化轨迹不同于一次连续演化生烃,也不是沿着一次生烃的演化轨迹继续进行下去的,它有特定的规律性,主要体现在以下几个方面。(1)二次生烃高峰具有迟滞性。模拟结果表明,在沉积初始成熟度 R_o 小于2.0%以前,二次生烃存在一个生烃高峰,而且,初始成熟度在生烃高峰     

碳酸盐岩二次生烃研究综述

二次生烃是指停止生烃的烃源岩再次被深埋,并且受热温度超过一次生烃的最大温度,达到二次生烃门限时又重新开始生烃。主要生烃物质有干酪根及其衍生的丝沥青、可溶有机质,包裹体有机质、晶包有机质、固体沥青、一次生烃形成的吸附有机质以及缝合线有机质等。不管二次生烃起始成熟度是否达到一次生烃高峰所对应的成熟度,其二次生烃曲线均有一个相对的生烃高峰,而且二次生烃起始成熟度越高,生烃高峰就越迟,高峰值也相对较小。对于二次生烃的数量、演化路径以及生烃始点等关键问题仍存在分歧,今后应在热模拟实验的基础上,结合化学动力学和数值模拟方法,进一步加强碳酸盐岩二次生烃理论的研究。     

中国不同沉积类型页岩生烃有机孔发育差异

生烃有机孔的发育本质上受有机质化学结构以及生排烃规律的控制。腐泥型干酪根在"生油窗"内因对液态烃的滞留溶胀作用导致有机孔可见率低;腐殖型干酪根受制于自身弱的生烃潜力,无论成熟度高低有机孔发育均很差。另外,腐泥型干酪根在生油窗阶段释放到页岩基质中的沥青(原油)在高-过熟阶段因热裂解脱挥发分形成大量气孔,并成为有机孔发育的主导载体。但进入变质阶段后,有机质在碳化作用下有机孔发育变差,出现线性、针孔状有机孔。据此,原始干酪根类型为腐泥型的北方中、新生界陆相生油窗页岩因干酪根滞留烃效应导致有机孔可见率低;原始干酪根类型为腐泥型的南方下古生界海相过成熟页岩因基质滞留烃热裂解可见大量脱挥发分孔;而原始干酪根类型为腐殖型的二叠系过渡相页岩受Ⅲ型干酪根化学惰性结构的影响,无论成熟度高低有机孔均很少见。     

柴达木盆地东部石炭系烃源岩热模拟实验及生烃潜力

通过热模拟实验及热模拟产物组分和稳定碳同位素分析,对柴达木盆地东部石炭系烃源岩的生烃能力及产物特征进行了研究。结果表明:石炭系烃源岩的气态烃产率为67.27～161.01m3/t(TOC),总气体产率为220.51～453.39m3/t(TOC),显示柴达木盆地东部石炭系烃源岩具有较高的生气能力;液态有机质产率仅为1.73～4.30kg/t(TOC),残余生油能力相对较低,但考虑到石炭系烃源岩的成熟度已经接近生油窗的下限值(1.3%),因此模拟实验的液态有机质产率不能真实反映石炭系烃源岩的生油潜力。根据模拟实验的气态烃产率可知,柴达木盆地东部石炭系泥质烃源岩的生气强度为14.2×108～42.5×108 m3/km2,显示其具备形成规模气藏的生烃条件。      

济阳坳陷石炭–二叠系煤系页岩气生烃潜力评价

为了研究济阳坳陷石炭–二叠纪煤系泥页岩生烃潜力,应用地球化学、石油地质学及煤地质学等方法,从济阳坳陷石炭–二叠系残留地层分布、泥页岩有机地球化学特征和泥页岩生烃潜力对比等方面进行研究。研究结果表明:济阳坳陷石炭–二叠系残余地层厚度一般在200~800 m,最厚可达900 m;煤系泥页岩有机质丰度较好,为Ⅲ型干酪根,有利于生气,有机质成熟度达到成熟–较高成熟阶段;本溪组和太原组生烃潜力较好;山西组烃源岩各凹陷均可见中–好油气源岩,但范围局限,整体评价仍为中等。与我国其他地区对比发现,济阳坳陷石炭–二叠系煤系泥页岩生烃能力总体处于中等水平,具有一定的页岩气勘探潜力。     

煤中显微组分的成烃演化实验

热解模拟实验揭示,镜质组的生烃作用与其起始成熟度有关,如果初次生烃中止,成熟度 (再次生烃起始成熟度)尚未超过生油高峰阶段 (R=0.9%),则再次生烃有可能显著提高煤的生烃潜量,且以起始成熟度在生烃高峰处的升高幅度为最大。在有机显微组分中:壳质组的生烃量最大,生烃范围最集中;镜质组次之;惰质组最少。      

中国典型海相富有机质页岩的生气机理

目前页岩生烃的评价体系主要停留在静态条件下,忽略了成烃的动态过程,不能正确评价页岩原始的生烃潜力.采用生烃动力学模拟实验方法,分别对一个相对低成熟的典型海相富有机质页岩及其干酪根样品开展封闭体系和半开放体系下的人工熟化,并对熟化后的两个系列样品进行黄金管生气动力学模拟实验.对裂解产物中气态烃化合物、轻烃类化合物以及碳同位素开展了定量分析,结果表明,甲烷生成过程被划分为4个阶段,即生油（小于1.0% EayR_o）、凝析油生成（1.0%~1.% EayR_o）、湿气生成（1.%~2.2% EayR_o）和干气生成阶段（大于2.2% EayR_o）;页岩中甲烷的最大产率主要来自干酪根的初次裂解（占22.7%）、可排沥青（占7.6%）和残余沥青（占19.6%）的二次裂解;经过早期排烃作用的页岩样品仍有大量的可溶沥青,在高-过成熟阶段其可以与干酪根、不可溶沥青相互作用,成为晚期主要的页岩生气母质.      

中国非常规油气的战略思考

本文基于非常规油气的内涵,分析了致密砂岩油气和泥页岩油气的成藏地质条件,论述了非常规油气资源潜力巨大,指明中国非常规油气资源战略发展方向。研究表明,中国非常规油气藏是富集在近源储集体或烃源岩的低孔、低渗的微米级纳米级的储集空间中连续油气聚集,淡化了圈闭、油气藏边界的概念。依据成藏地质条件和油气资源潜力的差异,非常规油气藏主要指致密砂岩油气和泥页岩油气藏。致密砂岩油气藏多位于斜坡、坳陷区,具有广覆式有效烃源岩;源、储关联密切,多呈互层式;油气运移距离短,以非达西渗流为主;储集体渗透率、孔隙度极低。泥页岩油气藏圈闭概念淡化,典型的储源一体;多形成于盆地坳陷或斜坡区,泥页岩大面积连续分布;有机质丰度大,热演化成熟度高;多发育纹层结构,纳米级孔隙、裂缝储集系统;储集层脆性系数大,地层压力高。烃源岩呈现多时代、多层系、多沉积环境特征,从震旦系到第三系均有富含有机质的烃源岩发育,沉积环境囊括陆相海、陆交互相海相,非常规油气资源潜力巨大。常规与非常规油气在时、空域的紧密伴生和规律聚集,使得常规非常规油气在平面上和纵向上形成“有序聚集”体系。对“有序聚集”的不同类油气藏进行“整一化勘探、整一化部署、整一化开采”,实现常规非常规油气整一化科学有序开发,避免整体油气资源的破坏和遗漏;从而丰富油气地质理论,促进油气勘探由“点带面”向综合有序三维空间迈进。     

马来盆地成藏规律研究及有利区预测

马来盆地烃源岩包括湖相页岩和河流三角洲相煤、页岩.湖相烃源岩为盆地主力烃源岩,K组页岩是盆地中生烃潜力最好的烃源岩.盆地中部源岩通常都是过成熟,边缘大多处于生油窗或未成熟.中-晚中新世马来盆地发生构造反转,反转主要集中在盆地的东南部和中部,构造反转与油气成藏关系密切.盆地中央的反转强度比侧翼大,东南方向反转强度增加.马来盆地大致划分为4个成藏组合带：基底成藏组合带、下部成藏组合带、中部成藏组合带和上部成藏组合带.晚渐新世-中中新世构造成藏组合带为马来盆地内最重要的一个成藏组合带,其石油储量占整个盆地的85%,天然气占48%.盆地烃源岩经历多期生烃和混合生烃的过程,在盆地南部烃源岩生烃受到抑制.油气运移以横向运移为主,垂向运移为辅.油气藏分布主要受烃源岩成熟度和盆地形态的控制,呈现东南部和中部为油藏、北部为气藏的分布格局.将马来盆地划分为6个大勘探区域,其中东南挤压背斜区是马来盆地主力油气产区,石油储量占整个马来盆地的69%,天然气储量占62%.提出9个潜在有利目标区,其中3个为潜在勘探有利区,6个为新兴勘探区.     

马来盆地成藏规律研究及有利区预测

马来盆地烃源岩包括湖相页岩和河流三角洲相煤、页岩.湖相烃源岩为盆地主力烃源岩，K组页岩是盆地中生烃潜力最好的烃源岩.盆地中部源岩通常都是过成熟，边缘大多处于生油窗或未成熟.中-晚中新世马来盆地发生构造反转，反转主要集中在盆地的东南部和中部，构造反转与油气成藏关系密切.盆地中央的反转强度比侧翼大，东南方向反转强度增加.马来盆地大致划分为4个成藏组合带：基底成藏组合带、下部成藏组合带、中部成藏组合带和上部成藏组合带.晚渐新世-中中新世构造成藏组合带为马来盆地内最重要的一个成藏组合带，其石油储量占整个盆地的85%，天然气占48%.盆地烃源岩经历多期生烃和混合生烃的过程，在盆地南部烃源岩生烃受到抑制.油气运移以横向运移为主，垂向运移为辅.油气藏分布主要受烃源岩成熟度和盆地形态的控制，呈现东南部和中部为油藏、北部为气藏的分布格局.将马来盆地划分为6个大勘探区域，其中东南挤压背斜区是马来盆地主力油气产区，石油储量占整个马来盆地的69%，天然气储量占62%.提出9个潜在有利目标区，其中3个为潜在勘探有利区，6个为新兴勘探区.     

鄂尔多斯盆地上三叠统长7段泥页岩储集性能

页岩气的成功勘探开发引发了全球海相页岩研究的热潮, 然而对处于生油窗内的陆相页岩储集性能的研究尚需加强.基于光学薄片、场发射扫描电镜、环境扫描电镜、纳米CT、图像分析、GRI物性、气体吸附等方法对长7段泥页岩储集性能进行系统研究.结果表明: 长7段泥页岩形成于陆相半深湖-深湖环境, 面积为10×104 km2, TOC＞2%, R_o=0.8%~1.0%, HI=124~480 mg/g, 生烃潜力高; 脆性矿物含量为45%~59%, 孔隙度为0.6%~3.8%, 渗透率为0.000 72×10-3~0.002 30×10-3 μm2; 主要发育粒内孔、粒间孔和有机质孔, 以伊蒙混层等粘土矿物粒内孔为主, 有机质孔较少; 孔隙直径为30~200 nm, 孔喉系统连通性中等, 具备储集能力; 伊蒙混层等粘土矿物含量与比孔容相关性优于热演化程度与烃指数等, 表明长7页岩微观孔隙主要受控于成岩作用, 有机质生烃作用对储集空间贡献相对较小; 滞留烃主要以吸附态和游离态存在于黄铁矿晶间孔、伊蒙混层粒内孔、伊利石粒内孔与长石粒间孔.      

早古生代海相烃源岩成熟度的有机岩石学评价方法

本文应用有机岩石化学方法通过对塔里木盆地早古生代典型烃源岩研究,建立起了应用沥青反射率、微粒体反射率、动物壳属体反射率及海相镜质体反射率评价烃岩成熟度的综合标准。     

Geochemical Evaluation of the Permian Ecca Shale in Eastern Cape Province,South Africa: Implications for Shale Gas Potential

Shale gas has been the exploration focus for future energy supply in South Africa in recent time. Specifically, the Permian black shales of the Prince Albert, Whitehill, Collingham, Ripon and Fort Brown Formations are considered to be most prospective rocks for shale gas exploration. In this study,outcrop and core samples from the Ecca Group were analyzed to assess their total organic carbon(TOC), organic matter type, thermal maturity and hydrocarbon generation potential. These rocks have TOC ranging from 0.11 to 7.35 wt%. The genetic potential values vary from 0.09 to 0.53 mg HC/g,suggesting poor hydrocarbon generative potential. Most of the samples have Hydrogen Index(HI) values of less than 50 mg HC/g TOC, thus suggesting Type-Ⅳ kerogen. Tmax values range from 318℃ to601℃, perhaps indicating immature to over-maturity of the samples. The vitrinite reflectance values range from 2.22% to 3.93%, indicating over-maturity of samples. Binary plots of HI against Oxygen Index(OI), and HI versus Tmax show that the shales are of Type II and mixed Type Ⅱ-Ⅲ kerogen.Based on the geochemical data, the potential source rocks are inferred as immature to over-matured and having present-day potential to produce gas.     

利用生排烃动力学研究海相及煤系烃源岩的残留烃及其裂解成气特征

以煤与海相泥岩的块状样品为研究对象进行多升温速率下的排烃模拟实验,借助生烃动力学方法处理实验模拟结果,对煤与海相泥岩的残留烃特征进行了研究。结果表明:海相泥岩残留烃在Ro为1.0%时达到高峰,然后逐渐降低,而煤中残留烃在Ro为1.0%时达到高峰后便基本上保持稳定。煤吸附能力比海相泥岩的强,其残留烃量也比海相泥岩大。成熟作用对于煤及海相泥岩残留烃都有很大的影响。高过成熟阶段海相地层中烃类构成以油藏或输导层中原油裂解气为主,源岩中的残余液态烃也有一定的贡献,而煤在排烃结束以后煤中分散液态烃对裂解气的贡献更大些。煤中残留烃主要是前期形成的烃类由于排烃效率不高而聚集起来的,而海相残留烃基本上随着残余生烃潜力的降低而降低,这一方面说明海相残留烃受生烃作用的影响,另一方面也受排烃效率的影响。模拟样品中的残留烃及残余生烃潜力均可以与自然样品对比,表明了该方法的实用性。