吐哈盆地煤成烃主要贡献组分剖析

吐哈盆地中下侏罗统煤显微组分组成显示了“碎、小、薄”和过渡组分含量高的特点。结合显微和超微层次有机岩石学分析，在显微组分层次生烃组分主要为基质镜质体，碎屑类脂体、薄壁角质体、木栓质体和小孢子体在煤成烃中也有一定的贡献；超微层次生烃组分主要表现为分布于基质镜质体中的超微类脂体。煤中基质镜质体的高含量弥补了其单位生烃潜力低的不足，基质镜质体富氢成因在于生物化学阶段细菌等微生物对其强烈降解改造作用。     

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(R12)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。     

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。     

吐哈盆地侏罗系煤中超微类脂体特征和演化

利用共聚焦激光显微镜和透射电镜对吐哈盆地侏罗系煤进行超微层次有机岩石学分析，发现微米级以下超微类脂体普遍存在于无结构镜质体和一些粗粒体之中。常规光学显微镜下难以分辨超微类脂体，在镜质体反射率Ｒｏ０．５０％￣０．７０％时，煤中超微类脂体数量一般为８％￣１２％。超微类脂体的光性演化明显领先于壳质组形态组分孢子体和角质体，它是吐哈侏罗系煤中重要的生油组分。     

西北侏罗纪低成熟煤中镜质组热解产物特征及地质意义

镜质组是腐殖煤中最主要的显微组分,其结构极为复杂。采用单一的实验手段,很难对镜质组结构进行深入研究。采用低温热解、高温热解及TMAH在线甲基化热解3种瞬时热解方法,对镜质组结构中吸附烃、与大分子相连的支链基团中非极性及极性组分分别进行研究。实验结果表明,吸附烃特征决定于镜质组类型及成熟度两种因素。均质镜质体吸附烃以芳烃为主,而基质镜质体吸附烃以正构脂肪烃为主。热解产物中,芳烃所占比例随基质镜质体成熟度的增加而变大;基质镜质体高温热解主要产物为正构脂肪烃,其次为芳烃和酚类,而均质镜质体高温热解主要产物为酚类,其次为芳烃,脂肪烃所占比例较小。TMAH甲基化研究表明,镜质组结构中含有丰富的脂肪酸,而脂肪酸有可能是煤成油的主要母质来源之一。镜质组不同条件下的热解产物特征说明,不同镜质组具有明显的结构差异,并对其生烃特征具有重要影响。      

鄂尔多斯盆地煤显微组分的micro-FTIR研究

采用显微傅利叶红外光谱（ｍｉｃｒｏ－ＦＴＩＲ）技术研究了鄂尔多斯盆地不同煤级煤中基质镜质体、丝质体、藻类体、角质体、孢子体及树脂体的化学组成与结构演化特点．研究结果表明,随煤级增加,煤显微组分中脂族结构成分先增后减,含氧官能团减少,芳烃富集且芳环缩合度增加;在相同的热演化程度下,丝质体较基质镜质体和类脂组含更多的芳香结构成分和较少的脂族结构成分,及具更高的芳香缩合度,而基质镜质体又较类脂组含更多ＣＣ／ＣＨ,且基质镜质体中含较多的ＡｒＯＡｒ,ＣＯＣ等交链结构．反射式ｍｉｃｒｏ－ＦＴＩＲ具制样简单、快速准确等优点,且能进行单组分分析,无须分离样品,具透射式ｍｉｃｒｏ－ＦＴＩＲ和粉末红外光谱无可比拟的优越性,是煤及源岩显微组分微区化学分析的有力工具．     

准噶尔盆地侏罗纪煤成油研究

本文以有机岩石学和有机地球化学研究为基础，结合模拟实验，对中国西北地区准噶尔盆地侏罗纪煤成油问题进行了详细讨论，结果表明，准噶尔盆地侏罗纪煤含有丰富的类脂成分，壳质组特别是角质体含量高可能导致了本区高蜡石油的生成，壳质组和基质镜质体的含量决定了煤的氢指数和热解烃产值，它们共同构成了盆地内煤成油的母质。模拟排油实验证明了煤孔隙的吸附能力是有限的，在一定的压力条件下，煤中液态烃达到一定数量后就可以较好地排出。为了便于生产勘探，文中还讨论了煤系地层的沉积有机相，依据沉积相，有机地球化学和有机岩石学特征将煤系划分成四种沉积有机相:分别是高位沼泽有机相，森林沼泽有机相，流水沼泽有机相和开阔水体有机相，其中，流水沼泽有机相生成液态烃的潜力最大，以含有大量的角质体为特征；森林沼泽有机相的生烃潜力次之，以基质镜质体为主要成分；高位沼泽有机相生烃潜力最差，以惰性组和镜质组为主要的有机组分；而开阔水体有机相不是煤成烃研究的理想场所     

吐哈盆地侏罗纪煤中主要组分结构特征与生烃性分析

在高纯度煤岩显微组分分离富集的基础上,应用透射式显微傅里叶红外光谱技术 (Micro FTIR),对吐哈盆地侏罗纪煤中的主要组分-镜质体、丝质体、角质体、藻类体的结构组成进行了测定。结果表明 :藻类体主要由长链脂族结构组成,芳香结构含量相对较少;角质体和基质镜质体中含有较丰富的芳香结构以及长链脂族结构;而丝质体则主要由芳香结构组成,脂族结构含量很少。显微组分的这种结构特征决定了藻类体具有很高的生烃潜力、角质体和镜质体的生烃潜力中等、而丝质体的生烃潜力则很低。对于吐哈盆地煤成油来说,由于藻类体主要由长链脂族结构组成,并且生烃潜力也高,因此其具有高的液态烃产率、丝质体的产油率最小、角质体和镜质体的液态烃产率中等。由于镜质体是本区煤中含量最高的组分。因此,对于吐哈盆地所形成的具有工业规模的油田来说,镜质体应该是主要的贡献组分之一。但对于富含藻类体的厚层状烛藻煤,由于它类型好,品质高、生烃潜力大、以中长链脂族结构为主,是煤成油最理想的源岩。     

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．     

中国西北侏罗纪煤系显微组分生烃潜力、产物地球化学特征及其意义

从吐哈盆地侏罗纪煤中分离富集了藻类体、孢子体、角质体、镜质体、基质镜质体和丝质体6种主要显微组分,进行了热解及热模拟实验,并对各显微组分热模拟生成的产物热解油进行了碳同位素组成等分析。各显微组分热解生烃潜力及其热解产物热解油的碳同位素组成表明,煤系有机质中藻类体的生油潜力最高,生成的液态烃类的碳同位素组成最轻;孢子体、角质体等陆源富氢组分生烃潜力低于藻类体,生成的液态烃类的碳同位素组成重于藻类体生成的液态烃类,与煤系含油气盆地中原油的碳同位素组成基本一致。这些富氢显微组分应该是煤系有机质中主要的生油显微组分。镜质体和基质镜质体的生油潜力相对较低,其生成的液态烃类的碳同位素组成比一般煤系原油重得多,而且这些组分本身对液态烃具有较强的吸附力,尽管其在煤系有机质中所占的比例很大,仍然难以成为生成液态石油的主要显微组分,只能在高成熟演化阶段成为良好的生气显微组分。丝质体等惰性组分生烃潜力极低,不可能成为生油组分。此外,结合原煤的显微组分组成、生烃潜力和元素分析,提出仅仅以壳质组的含量高低来评价煤的生烃潜力不完全可靠,热解是经济、快速、有效的评价方法。     

吐哈盆地台北凹陷煤成烃特征及形成

本文从油气基本性质、类型、成熟度、油气源分析以及煤，岩生烃、排烃机理等方面，以详尽的资料论证了目前在台北凹陷（不包括胜金口油田）所发现的油气是煤成烃，并得出如下结论：①该区的原油具有陆相原油的典型特征，从物性和成因上可以分为三类；②该区的煤成气以甲烷碳同位素偏轻、重烃气体碳同位素偏重为特征；③该区的原油和天然气成熟度低，来源于中、下侏罗统煤系源岩（主要是煤）；④该区能形成工业性煤成油气流与该区煤岩富氢组分含量高并具早期生、排烃等特点，以及良好的生储盖条件有关。     

徐家围子断陷深层天然天的形成

通过对松辽盆地徐家围子断陷深层天然气的地质和地球化学分析,揭示了天然气的成因特征和形成过程。该区天然气的分子组成和同位素组成均显示出较大的变化,甲烷是天敢中的主要组分,质量分数在５７．４％－９８．２％之间,平均为９０．１％,主要非烃气体是ＣＯ２和Ｎ２,平均质量分数分别为４．９％和３．２％,且ＣＯ２质量分数变化范围较大,气体同位素分析结果表明,甲烷同位素显示煤型气特征,而乙烷和丙烷的同位素显示油型 的特征,表明徐家子深部除煤和ＩＩＩ型干酪根作为主要气源外,仍有一定含量趋于生油的ＩＩ型干酪根作为次要气源,实测和计算结果证实天然气主要是有机质在高成熟阶段形成的产物,运移过程中和成藏后的次生变化使天然气的组成和同位素面目变得非常复杂,尤其是由盖层微渗漏造成的蒸发分馏的作用使同位素出现例转,徐家围子断陷深层煤型气的发现为     

煤和煤系泥岩生油能力再评价

煤和分散有机质（煤系泥岩或页岩）对煤成油田的贡献大小一直没有获得统一认识,这导致煤是否具有生排油能力直到现在仍然争论不休。选择了两个典型侏罗系煤和一个煤系泥岩样品,分别进行了限定体系热解生烃模拟,结果表明热解特征较差的泥岩（H／C 0．77,IH 146mg／g）却比中等富氢煤（H／C 0．82,IH 260mg／g）的生油量高出2．7倍,是一般煤（H／C 0．75,IH 199mg／g）生油潜力的6倍。这暗示着在煤成油评价中,不能简单把煤和煤系分散有机质对等进行评价,不然会低估煤系相对分散有机质的贡献而过高估计了煤的作用。热解模拟结果与吐哈盆地台北凹陷煤系岩石中有机质含量对比结果表明,该凹陷煤成油更可能来自于煤系泥岩而不是煤本身。此外,通过分析发现煤中液态烃稳定性较差,一般在低熟阶段就开始裂解生气,因此,被国内外学者普遍采纳的,IH（或S1）随成熟度变化的趋势不能作为判断煤排油门限的有效参考。     

徐家围子断陷深层天然气的形成

通过对松辽盆地徐家围子断陷深层天然气的地质和地球化学分析 ,揭示了天然气的成因特征和形成过程。该区天然气的分子组成和同位素组成均显示出较大的变化 ,甲烷是天然气中的主要组分 ,质量分数在 57.4 % - 98.2 %之间 ,平均为 90 .1%。主要非烃气体是CO2 和N2 ,平均质量分数分别为 4 .9%和 3.2 % ,且CO2 质量分数变化范围较大。气体同位素分析结果表明 ,甲烷同位素显示煤型气特征 ,而乙烷和丙烷的同位素显示油型气的特征 ,表明徐家围子深部除煤和Ⅲ型干酪根作为主要气源外 ,仍有一定含量趋于生油的Ⅱ型干酪根作为次要气源 ,实测和计算结果证实天然气主要是有机质在高成熟阶段形成的产物。运移过程中和成藏后的次生变化使天然气的组成和同位素面目变得非常复杂 ,尤其是由盖层微渗漏造成的蒸发分馏作用使同位素出现倒转。徐家围子断陷深层煤型气的发现为该区油气勘探展示出了更广阔的前景。     

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。     

淮南煤田同变质程度不同煤层煤的成烃作用和储气性研究

本文从煤岩学、有机地球化学及煤的储气性原理出发,研究了淮南煤田同变质程度不同煤层煤(B_11b、B₁₀)在成烃母质、富烃特征、成烃作用和储气性等方面的差异性。B_11b煤层中含有较多的似石油物质、渗出体、显微组分等的荧光浸渍现象、油滴和油膜、微粒体等,它们是煤成烃作用的直接光学标志。B_11b煤层的地化参数指出较强的还原环境将有利于成烃作用。B_11b煤层的孔隙性（孔容、孔径分布、孔隙结构）说明它不仅有较好的储气性能,而且还具有较有利于煤层气体运移的物性条件。而上述特征是B₁₀煤层所不具备的。     

A study of the kinetic parameters of individual macerals from Upper Permian coals in South China via open-system pyrolysis

A unique Upper Permian coal, Leping coal, is widely distributed in South China. The coal samples studied in the paper were collected from two mines in the Shuicheng coalfield of Guizhou Province, southwest China. The geochemical works including coal petrography, maceral content, Rock–Eval pyrolysis, and kinetic modelling of hydrocarbon-generating have been carried out on whole coal and individual macerals. The higher contents of volatile matter, elemental hydrogen, and tar yield, and the high hydrocarbon generation potential of the Leping coals are attributed to their high content of “barkinite”, a special liptinite maceral.The hydrocarbon generation potential of “barkinite” (S₂=287 mg/g, hydrogen index (HI)=491 mg/g TOC) is greater than that of vitrinite (S₂=180 mg/g, HI=249 mg/g TOC), and much higher than that of fusinite (S₂=24 mg/g, HI=35 mg/g TOC). At the same experimental conditions, “barkinite” has a higher threshold and a narrower “oil window” than those of vitrinite and fusinite, and consequently, can generate more hydrocarbons in higher coalification temperature and shorter geological duration. Data from the activation energy distributions indicate that “barkinite” has a more homogenous chemical structure than that of vitrinite and fusinite. The above-mentioned characteristics are extremely important for exploring hydrocarbon derived from the Leping coals in South China.     

Hydrocarbon—Generating Characteristics of Barkinite—Rich Colas from Late Permian Longtan Formation ,South China

Leping coal (including barkinite-rich coal) is a unique kind of coal,which is widely distrbuted in the Late Permian Longan Formation,South China,In this paper,ROck-Eval,Py-GC and simulation experiment via an open-system were used to study the hydrocarbon-generating potential,hydrocarbon composition.and hydrocarbon-generating model of barkiniterich coals from the shuicheng coal field of Guizhou Province,Southwest China.The results show that barkinite-rich coals have high hydrocarbon-generating potential,with S1 S2 being 211-311mg/g,and can produce large amounts of hydrocorbon at the high-maturity stage,mostly within the temperature range of 420-450℃(corresponding to VR0 1.1-1.5%);barkinite-rich coal is one of the better oil sources and light hydrocarbon and wet gas are the major hydrocarbon components,which account for 45% and 33% of the total hydrocarbons.respectively.These characteristics are of importance for exploring oil and gas resources in the Late permian Longtan Formation coals,southwest China.