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。     

影响海相烃源岩热解生烃过程的地质条件

热解生烃实验是研究油气生成机理与定量评价烃源岩生烃潜力的重要方法.烃源岩热解生烃模拟结果不仅与温度、压力和时间等因素有关,而且与地层孔隙水及压实成岩作用等地质因素密切相关.采用高压流体和高压釜(低压水蒸气)两种生烃热模拟方法对低成熟海相二叠统大隆组(P₂d)黑色泥岩进行了热解生烃实验模拟.对比分析两组实验结果表明地层孔隙热解实验有利于液态油的生成,不利于液态油向气态烃的转化,并极大地提高了干酪根的生油气潜力,显示了高压液态水、流体压力和孔隙空间等地质因素对烃源岩中有机质热成熟生烃反应的重要影响.这种影响可能与高压液态水的近临界特性有关,近临界特性地层水的参与改变了干酪根热力生烃反应的物理化学行为.推断在实际地质温压(100~200 ℃,30~120 MPa)条件下,烃源岩孔隙中的地层水是一种相对低温高压液态水,具有水的近临界物理化学特性,因此高压流体生烃热模拟实验与实际地层情况更为接近,能更有效地评价烃源岩生烃潜力.      

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。     

生烃动力学、同位素动力学方法在烃源岩研究中的应用

生烃动力学、同位素动力学常用于烃源岩评价、油气源对比研究中。生烃动力学参数结合盆地热史,可恢复烃源岩在任一时代的生烃史,对构造复杂盆地的二次生烃研究具有独特的优势。利用生烃动力学方法可以实现有机质总量的恢复,在此基础上对高—过成熟样品原始有机质丰度是否有必要恢复进行了讨论;而基于生烃动力学的油气源对比综合考虑热史、成藏期次、成藏过程等各种地质参数对烃源岩生烃的影响,是一种动态的研究方法。     

生烃动力学、同位素动力学方法在烃源岩研究中的应用

生烃动力学、同位素动力学常用于烃源岩评价、油气源对比研究中.生烃动力学参数结合盆地热史,可恢复烃源岩在任一时代的生烃史,对构造复杂盆地的二次生烃研究具有独特的优势.利用生烃动力学方法可以实现有机质总量的恢复,在此基础上对高-过成熟样品原始有机质丰度是否有必要恢复进行了讨论;而基于生烃动力学的油气源对比综合考虑热史、成藏期次、成藏过程等各种地质参数对烃源岩生烃的影响,是一种动态的研究方法.     

生烃动力学、同位素动力学方法在烃源岩研究中的应用

生烃动力学、同位素动力学常用于烃源岩评价、油气源对比研究中.生烃动力学参数结合盆地热史,可恢复烃源岩在任一时代的生烃史,对构造复杂盆地的二次生烃研究具有独特的优势.利用生烃动力学方法可以实现有机质总量的恢复,在此基础上对高-过成熟样品原始有机质丰度是否有必要恢复进行了讨论;而基于生烃动力学的油气源对比综合考虑热史、成藏期次、成藏过程等各种地质参数对烃源岩生烃的影响,是一种动态的研究方法.     

塔里木盆地塔中地区下古生界二次生烃的类型及其特征

塔中地区下古生界碳酸盐岩烃源岩中的干酪根、吸附有机质、包裹体有机质和晶包有机质,可以成为二次生烃的物质来源。该地区存在两类二次生烃——构造运动二次生烃和碳酸盐岩深埋二次生烃,二者所形成的包裹体在类型、数量、大小、气液比、荧光颜色及强度等方面均有明显不同。通过对塔中地区多口探井和人工井的埋藏史和生烃史研究,表明塔中北斜坡下古生界碳酸盐岩可以二次生烃,面积约9000km^2,生烃时代主要为中新生代。此外,还利用逐级升温爆破—气相色谱方法,测定了高过成熟碳酸盐岩烃源岩中吸附有机质、包裹体有机质以及晶包有机质的数量和释放过程,以评价高过成熟碳酸盐岩烃源岩的生烃能力。研究塔中地区的二次生烃,对深部油气勘探有着重要的现实意义。     

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。     

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。     

含铀物质对有机质生烃的实验研究

采用密闭容器水热模拟实验方法,考察含铀物质对有机质热解生烃过程的影响。对热模拟实验产物分析发现,在暗色泥岩和煤岩样品中加入含铀物质后,气态烃和液态烃的生烃量都有比较明显的增加。其中煤岩的气态烃产量平均增加值为34%,而泥岩样品平均增加值也达到了30%以上。液态烃产率分析表明,含铀矿物也促进了泥岩和煤岩的液态烃产率。从泥岩氯仿沥青‘A’族组成分析表明,加入催化剂后泥岩的饱和烃和芳烃在高温阶段具有规律性的明显增大的趋势,反映出非烃和沥青质,甚至不溶有机质向相对稳定的饱和烃转化以及芳烃随演化程度增加的高聚合作用。综合以上分析,认为放射性铀对油气生成具有氧化催化作用。     

柴北缘侏罗系烃源岩地球化学特征及其综合评价

通过对柴达木盆地北缘侏罗系烃源岩有机质丰度及其类型的研究,以及对柴北缘烃源岩成熟度和柴北缘热演化史的分析,综合评价了烃源岩的生烃潜力。主要结论是:①柴北缘主要烃源岩下侏罗统暗色深水湖相泥岩和下侏罗统的煤岩,可分为Ⅱ、Ⅲ1和Ⅲ2型;②中、下侏罗统烃源岩大多数已超过成熟阶段。下侏罗统在E3-N2时期进入生排烃高峰期,中侏罗统则在N2进入生排烃阶段;③柴北缘下侏罗统为一套好的烃源岩,生气强度达到大中型油气田的规模。中侏罗统为一套中等的源岩层,生气强度中等,具备形成大中型气田的气源条件。     

渤海湾盆地晚古生代煤系烃源岩及其生烃性评价

在对渤海湾盆地晚古生代煤系烃源岩特征进行研究的基础上,分别从烃源岩的主要生烃组分、有机质类型及生烃门限等方面对其生烃性进行了评价,认为太原组烃夺生烃性要好于山西组;渤海地晚古生代煤系烃源岩不但具有良好的生烃物质基础,较高的生烃能力和热成熟条件,而且具有良好的天然气勘探前景。     

有机质成烃动力学模型研究综述

目前有机质成烃动力学模型主要有总包反应模型、串联反应模型、无数平行一级反应模型及平行一级反应模型几种。不同学者之间得到的动力学参数存在较大差异。有机质成烃动力学模型的进一步研究 ,有助于其在油气勘探中的应用     

沉积有机质二次生烃有机岩石学特征

采用自然演化系列与预热残渣热模拟系列相结合的方式,对异常地热场条件下的沉积有机质二次生烃有机岩石学特征进行探讨,表明沉积有机质二次生烃有机组份及其组合不同于一次连续演化生烃,除具有正常的显微组份外,还具有体现二次演化特征的热变组份和热变次生组份。热变组份保持原来的组份结构,但光性出现各向异性,包括热变镜质组、热变壳质组和热变惰质组;热变次生组份具有不同于泥炭化时期所成的显微组份结构特征,往往具有较为强烈的光学各向异性。沉积有机质二次演化显微组份组合特征与起始成熟度密切相关,低熟和高熟沉积有机质显微组份光性和结构改变小,成熟沉积有机质改变显著。以起始成熟度为根据,以显微组份成因、光学性质和结构构造为依托,对沉积有机质二次生烃显微组份进行科学分类。探讨了热变次生显微组份的可能成因,指出中间相的产生和发展是热变次生显微组份形成与否的关键因素。     

构造活动和火山作用对干酪根成烃转化的影响

盆地构造活动和火山作用可以促进干酪根的成烃转化。构造活动的影响表现在力化学作用上；火山活动的影响除了表现为加热作用外，还表现为与火山岩有关的矿物与有机质或干酪根的相互作用，包括催化和加氢作用。黄铁矿被证明是一种更有效的催化剂。这些影响是附加在正常的干酪根热解作用上，而且构造活动和火山作用的影响也是复合在一起的。一些模拟实验证实了上述作用的存在以及对于不同的干酪根类型所施加影响的程度是不同的。     

辽宁凌源牛营子盆地辽凌地1井北票组生烃潜力分析

通过岩石热解、饱和烃色谱-质谱、镜质体反射率等分析测试,对辽西牛营子盆地辽凌地1井侏罗系北票组烃源岩的有机质丰度、类型及成熟度进行了详细分析,综合评价了其生烃潜力.研究结果表明,侏罗系北票组有机碳含量分布在0.75%~37.9%,平均值为11.68%,有机质类型为Ⅲ型和Ⅱ2型,镜质体反射率R_o主要分布于0.57%~0.62%之间,平均为0.60%,属于低成熟演化阶段.综合评价认为,牛营子盆地侏罗系北票组具有一定的生烃潜力.     

黄铁矿对有机质成烃的催化作用讨论

粘土矿物，碳酸盐，石英等无机矿物对有机质演化的催化作用已被确认，有机质干酪根类型还与黄铁矿含量，形态有关，而其中硫的含量直接影响到干酪根反应的活化能，反应速率，指出黄铁矿也是一种有效的催化剂。鉴于世界原油中有很大一部分产自高硫酪根，深入研究其中的机理是当前石油地球化学中的一项刻不容缓的任务。     

松辽盆地西部斜坡区上二叠统林西组生烃潜力评价——来自吉白地2井的证据

对松辽盆地西部斜坡区中部吉白地2井上二叠统林西组的烃源岩发育特征及有机地球化学特征进行了系统研究.结果表明,该区上二叠统林西组暗色泥岩、板岩发育,单层最大厚度为29 m,累计厚度达138.42 m.有机碳含量为0.01%~2.10%,平均为0.62%,整体为中等烃源岩范畴,有机质丰度较高.应用干酪根碳同位素、干酪根元素法综合分析,判断其有机质类型以Ⅱ型干酪根为主,部分为Ⅲ型干酪根.镜质组反射率与伊利石结晶度分析表明烃源岩热演化达到高成熟-过成熟阶段,整体处于成岩作用阶段.综合评价认为该区上二叠统林西组具备一定的生烃潜力,且以生气为主,具有一定的页岩气资源前景.     

烃源岩中矿物沥青基质成烃潜力探讨

烃源岩中存在大量矿物沥青基质，目前对其成烃潜力知之甚少。本文以酒东盆地侏罗系和白垩系烃源岩为例，从矿物沥青基质与有机显微组分，无机矿物、有机质丰度、有机质类型，有机质成熟度的关系及其荧光变化特点探讨其组成及成烃潜力，结果表明，矿物沥青基质中有机质含量低，且以次生有机质为主，原生有机质含量较少，成烃潜力有限。     

深部流体中氢的油气成藏效应初探

深部流体对含油气盆地内油气成藏的影响已不断得到认识 ,人们在越来越多的油气田中发现了深部流体参与油气成藏的证据。氢是深部流体中重要的还原组分 ,许多沉积盆地都有氢异常的报道。深部来源的氢至少可能通过两种途径进入沉积盆地内 :一种是地球深部的氢直接通过深部脱气进入沉积盆地 ,通道为切穿盆地基底的深大断裂或伴随的火山活动 ;另一种来源是超基性岩的次生蚀变 ,如橄榄岩的蛇纹石化也可以放出氢。氢与沉积盆地内的有机质发生作用将会大大提高烃类的产率。加氢反应和合成反应是两种不同的机制。模拟实验表明在沉积盆地中存在加氢反应的条件 ,加氢反应可能是含油气盆地中广泛存在的一种生烃机制。在中国东部地区裂谷型盆地广泛地分布 ,并具有众多切穿基底的深大断裂 ,研究证实存在相当多的无机成因天然气 ,这预示着研究深部流体中氢的成藏效应不仅具有理论意义 ,而且也具有重要的现实意义。