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.      

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。     

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     

碳酸盐生烃运移的激光一荧光和有机包裹体研究

在我国分布校广的下古生界碳酸盐岩地层大多数热演化程度较高,损失了很多荧光信息,给烃源岩的荧光观测与评价带来了很式困难。采用新组装的激光－荧光显微系统进行研究,获得了很多有意义的结果。烃源岩中显微有机组分的荧光观测范围由烃源岩成熟度的镜质组反射率Ｒ０小于１．３％扩大到等效镜质组反射率Ｒ０达１．８％左右;岩石中矿物荧光沥青的观测范围可达Ｒ０在２．４％以上,３．３％采用功率较高的激光－荧光显微系统,其观     

低熟源岩可溶有机质成烃动力学特征

本文针对陆相低熟烃源岩中可溶有机质的成烃动力学特征进行研究。结果表明：（１）可溶有机质的存在可影响源岩动力学参数活化能的大小和分布特征：（２）分布在源岩活化能低值区间上的可溶有机持具有相对较低生烃温度,热模拟条件下一般不超过３３５℃,（）在镜质组反射率Ｒ０＝０．２４％￣０．５０％,且热模拟温度不大于３３５℃的低熟条件下,可溶有机质的累积生烃率变化范围为３％￣３５％,累积生烃率与镜质反射率有良好的正     

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。     

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。     

西北地区侏罗纪煤系有机质成烃模式

西北地区侏罗纪煤系地层中主要的生轻显微组分是孢子体、角质体、藻类体、沥青质体、 碎屑类脂体、基质镜质体等,而树脂体、木栓质体等早期低熟竹油组分含量很低。从煤中分离出来的一些主要单显微组分的热解模拟显示它们成烃演化特征基本相似,主要生油窗在模拟温度３６０￣４５０℃,生油高峰在３９０￣４２０℃,分别相应于Ｒ＾０约０．７％￣１．２％和０．９５％￣１．０％左右。显微荧光分析表明,镜质组反射率Ｒ＾０在约０．     

海相页岩二次生烃潜力热模拟实验研究

利用热压模拟实验的方法,选取自然演化不同起始成熟度的海相页岩,系统研究了海相页岩二次生烃规律。研究表明,海相页岩二次生烃过程不是一次生烃的直接延续,生烃特征与一次连续生烃也有差异。随着二次生烃起始成熟度的增加,二次生油产率存在比一次连续生烃滞后的生油高峰,并且随起始成熟度增加位置更加向后推移,已经处于高演化阶段的海相页岩不再有二次生油高峰。起始成熟度控制二次生烃潜力,起始成熟度处于生油窗之前的海相页岩具有较高的二次生油和生气潜力,起始成熟度处于生油窗的海相页岩具有较高的二次生气潜力和一定的二次生油潜力;起始成熟度高于传统生油窗的海相页岩,二次生油能力已经很低,但是演化到一定程度还具有相当的生气潜力;已经达到过成熟的海相页岩基本上不具备二次生烃潜力。此研究完善了二次生烃的理论研究,对中国叠合盆地海相烃源岩的评价有很好的指导作用。     

几丁虫的反射率——早古生代有机岩石学的新前缘

根据对我国扬子地台中部奥陶纪几丁虫生物地层及其壳壁光性特征和反射率的研究，联系华南及塔里木盆地有关的资料，系统总结了我国奥陶纪、志留纪几丁虫生物组合序列的划分及其对比，探讨了几丁虫的光性特征。指出几丁虫在所切光面上具有各向同性的光性特征，只有反射率而无双反射率；在相同成熟度情况下，几丁虫的随机油浸反射率较笔石高，而较虫牙和疑源类低。通过对几丁虫反射率与同层或邻近层位中所测Ｉｃａ、笔石反射率，尤其是分散有机质红外光谱分析所获等效镜质组反射率的对比说明，几丁虫的随机反射率Ｒ０为１０４％～１７０％，＞１７％～３１％和＞３１％～４１％时，分别相当等效镜质组反射率（Ｒ０，ｅｑ）０９％～１３５％，＞１３５％～２２％和２２％～３０％，依次指示含几丁虫母岩有机质演化处于成熟、过成熟早期和过成熟晚期阶段。尽管这个对应关系还需要在今后研究中去进一步证实，但至少说明，几丁虫反射率随有机成熟度增加而增加，对于不含镜质组的晚志留世以前地层来讲，它们可以作为有机质成熟度的指示。     

Maturity Control on the Patterns of Hydrocarbon Regeneration from Coal

Rock-Eval pyrolysis and Py-GC experiments on naturally and artificially matured coal samples were carried out. The results suggest that both depolymerization and defuctionalization exist during the maturation and evolution of coal. The patterns of hydrocarbon regeneration are diverse at different stages of the maturation and evolution. When the vitrinite reflectance (R0) is 0.7%-0.9%, bitumen is the richest in coal while activation energy is the minimum, and the temperature of peak yield is lower than that of primary hydrocarbon generation. However, if reflectance is greater than 0.9%, defunctionalization predominates and the temperature of peak regeneration is shown in lagging compared with the primary hydrocarbon generation. When reflectance is out of the "oil window", the peak temperature of hydrocarbon regeneration and that of the primary hydrocarbon generation seems to be continuous.     

准噶尔盆地南缘侏罗系煤生烃热模拟实验研究

采用黄金管-高压釜热模拟体系,开展准噶尔盆地南缘地区侏罗系八道湾组和西山窑组煤的生油和生气演化特征研究,对区域油气资源评价和油气资源研究具有重要意义。煤热模拟实验结果表明,准噶尔盆地南缘八道湾组煤生油潜力明显高于西山窑组煤,其生油高峰在R_o(镜质体反射率)=1.07%,最大生油产率的分布范围为60.13~83.27 mg/g,具有一定的排油能力;西山窑组煤生油高峰在R_o=0.96%,最大生油产率分布范围为27.14~62.14 mg/g,部分样品具有一定的排油能力。八道湾组煤和西山窑组煤生气能力接近且均较好,生气窗长。R_o为0.90%时,煤开始生气;R_o在1.07%~1.65%时,煤进入快速生湿气阶段,煤裂解气产量是最大产气量的50%左右;R_o达1.65%后,煤进入干酪根裂解生气阶段;R_o在3.60%时,煤生气基本结束,最大生气产率分布范围为92.23~141.26 mg/g。南缘西段艾卡构造带八道湾组煤层厚度为10~20 m,R_o在1.0%左右,处于煤生油高峰,生油量在57.10~81.19 mg/g,且煤具有有机碳含量高的特点,认为该区煤具有形成带气顶的油藏的潜力。准噶尔盆地南缘中段霍玛吐背斜带和昌吉—乌鲁木齐地区侏罗系煤层厚度大,最厚达60 m,烃源岩R_o在1.3%~2.0%之间,处于煤大量生干气阶段,生气量为60.21~104.27 mg/g,认为准噶尔盆地南缘中段煤具有形成凝析气藏和干气藏的条件。     

火成岩对石炭-二叠系煤岩二次生烃作用影响的研究

华北地区石炭-二叠系煤系具有良好的油气勘探前景,已发现油气的区域大多发现了侏罗纪闪长玢岩和煌斑岩,石炭-二叠系烃源岩曾在三叠纪或侏罗纪达到生烃门限,但是缺乏成藏条件,油气没有得到保存。渐新世以来,煤系烃源岩得到深埋进入二次生烃演化阶段,并且形成了以煤成气为主、少量轻质油的油气聚集,该煤成气具有异丁烷/正丁烷、环烷烃和芳香烃含量高、乙烷碳同位素重等特点。作者以为在生烃过程中存在侵入岩与烃源岩的相互作用,并且利用热模拟实验的方法考察了煤岩在与侵入岩接触的条件下二次生烃过程,发现气态烃产率明显增加、并且气态烃组成与钻井产出的天然气相似,认为与闪长玢岩和煌斑岩确实参与了煤系烃源岩的生烃作用,指出在评价石炭-二叠系油气勘探时应当考虑这个因素。     

华北东部地区盆地叠合特征与古生界生烃史

华北东部地区下古生界沉积了海相碳酸盐岩潜在的烃源岩,上古生界发育良好的煤系气源岩。由于经历了多期次、不同规模盆地的多种样式的叠合,其间又经历多期次的抬升、剥蚀与改造,因此,不同地区的古生界烃源岩生烃史具有显著的差异。地层对比和上古生界RO特征指示研究区北部的济阳坳陷具有较厚的三叠系原始沉积,三叠纪盆地的叠合对古生界烃源岩生烃史具有重要影响。依据盆地叠合方式、上古生界热演化程度,将上古生界生烃史划分为三叠纪、侏罗纪-白垩纪、早第三纪以来等3个阶段,分别对应生烃史的早期、中期和晚期,早期浅埋、中期抬升、晚期深埋型地区的“二次生烃”潜力大,如济阳坳陷和东濮凹陷。上古生界盆地的均衡面式叠合使下古生界的热演化程度比上古生界至少高0.3%以上,因此,在三叠纪末下古生界基本达到生烃高峰,在一定程度上损耗了其原始有机质并降低其“二次生烃”潜力。     

永梅坳陷二叠纪煤系的热演化特征与热历史分析

中国东南部海相和近海相地层普遍遭受多次后期复杂岩浆作用的改造,因而,尽管不乏富有机质地层,但热     

Lagging and Its Kinetic Mechanism of Hydrocarbon Re-generation from Organic Matters in Coals

The geological history in China is rather complex.ThePaleozoic coals or hydrocarbon- derived rocks went throughmore than one period of the maturation advance under thetectonic setting with many cycles so that the hydrocarbon re-generation occurred generally.Thus,the study on thecharacteristics and its mechanism of sedimentary organicmatters is an important foundation for evaluating thehydrocarbon- generating potential and its occurrence of thePaleozoic hydrocarbon- derived rocks in China.Muc…     

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。     

贵州水城煤中基质镜质体生烃潜力、烃类组成及生烃模式

基质镜质体是华南晚二叠世煤中的主要组分之一,其在煤中含量的多少、生烃潜力的大小、生烃特性等直接影响到该区煤成油气资源的评价。采用岩石热解、热解气相色谱以及开放体系下热模拟等方法,对贵州水城晚二叠世(P21)龙潭组煤中基质镜质体的生烃潜力、烃类组成特征、生烃模式进行了研究。结果表明:本区基质镜质体的生烃潜力、氢指数分别为191.99mg/g和250mg/gTOC,远高于丝质体的生烃潜力(26.17mg/g)和氢指数(35mg/gTOC),而小于树皮体的生烃潜力(297mg/g)和氢指数(491mg/gTOC);基质镜质体热解烃类组成中以轻质烃为主,湿气次之,可见本区基质镜质体不但能生成气态烃,而且能生成一定量的液态烃,这归因于其中所含大量的超微类脂体;基质镜质体“生油窗”温度范围为375～475℃,主要生烃温度区间为400～450℃,其中415～430℃为生烃高峰期,420℃处产烃率最高。基质镜质体这种在高成熟度下(大于VRo1.0%)大量生烃的特点对在成熟度普遍较高的华南地区寻找油气田具有重要的意义。     

南黄海盆地南二凹古近系泥岩生烃动力学特征

南黄海盆地油气资源潜力一直是中国海上油气勘探关心的问题，但仍未取得突破性进展。生烃动力学研究对烃源岩生烃潜力评价至关重要，而该区古近系烃源岩的生烃动力学的研究十分薄弱。为此，在对南黄海盆地南部凹陷烃源岩常规地球化学分析统计基础上，着重选择南二凹低成熟样品开展PY-GC，SRA 和MSSV 等实验分析及动力学模拟。结果表明：南二凹阜四段烃源岩已进入生烃阶段，其产出的石油类型为石蜡-环烷-芳香基低蜡型，活化能分布范围为43~60 kcal/mol，其活化能主峰为51 kcal/mol，占72%，指前因子A=9.66×1012，生烃窗温度为128~158℃。该套烃源岩生烃历程中所生成的烃类在渐新世末期（23~30 Ma）以气液两相共存的形式存在，其余时期均以单一液相存在于该地层，至今转化率仍处于50%~60%。研究获得的南黄海盆地南二凹古近系泥岩的生烃动力学特征对于估算该盆地油气资源潜力极为重要，可为该区下一步油气勘探开发决策提供参考依据。