腐殖煤气态产物演化特征的模拟实验研究

本文较详细地探讨了成熟阶段腐殖煤在加水热模拟过程中气态产物的演化特征。成熟阶段的煤仍具有相当的生烃潜力,其主要生烃阶段仍以生油为主,生气相对较少。生油高峰之后由于液态产物的大量热裂解才开始进入气态烃的大量生成阶段。由于地质条件下煤中的可溶有机质十分丰富,在高演化阶段由可溶有机质进一步裂解是煤成气的重要来源。非烃主要形成于早期阶段。成熟煤生成的气态烃中甲烷为之主要成分,非烃中H₂为主,其次为CO₂,甲烷的碳同位素值明显低于乙烷,而乙烷和丙烷的碳同位素值差别较小,并且随演化程度的增加各气态组分的碳同位素值差别愈来愈小。     

不同类型烃源岩气态烃的生成特征研究——来自差热—色谱联机热模拟实验方法的证据

运用差热—色谱联机分析仪对不同煤阶的标准煤样及泥岩和碳酸盐岩烃源岩的热模拟研究表明,低成熟的煤具有更强的放热反应和较大的失重量,其放热反应第一峰温度和失重温度相对较低。低煤阶煤在热模拟过程中比高煤阶煤具有更强的生烃能力。烃源岩气态烃的生成量和特征不仅受控于烃源岩中有机质的丰度而且与其岩石类型、干酪根类型、成熟度等存在着密切关系。成熟度较高的烃源岩属耗尽了的烃源岩,其生烃能力相对较弱。含Ⅰ、Ⅱ型干酪根烃源岩生成的气态烃中重组分含量普遍较高,含Ⅲ型干酪根烃源岩生成的气态烃中甲、乙烷等轻组分含量普遍较高。碳酸盐岩烃源岩在热模拟的高温阶段往往能生成比较大量的气态烃。     

不同类型烃源岩气态烃的生成特征研究--来自差热-色谱联机热模拟实验方法的证据

运用差热-色谱联机分析仪对不同煤阶的标准煤样及泥岩和碳酸盐岩烃源岩的热模拟研究表明,低成熟的煤具有更强的放热反应和较大的失重量,其放热反应第一峰温度和失重温度相对较低。低煤阶煤在热模拟过程中比高煤阶煤具有更强的生烃能力。烃源岩气态烃的生成量和特征不仅受控于烃源岩中有机质的丰度而且与其岩石类型、干酪根类型、成熟度等存在着密切关系。成熟度较高的烃源岩属耗尽了的烃源岩,其生烃能力相对较弱。含Ⅰ、Ⅱ型干酪根烃源岩生成的气态烃中重组分含量普遍较高,含Ⅲ型干酪根烃源岩生成的气态烃中甲、乙烷等轻组分含量普遍较高。碳酸盐岩烃源岩在热模拟的高温阶段往往能生成比较大量的气态烃。     

煤的加水热模拟气特征对比

为探讨煤成气的生成特征和演化规律，对两种不同有机质类型煤进行了加水热模拟生气实验研究。认为，有机质类型对于煤的热模拟气生成特征和烃气产率有决定作用。非烃气中的氢气、一氧化碳与二氧化碳含量之间呈负相关，这与水参与反应有关。甲烷的形成与水的作用关系密切。不同的热模拟气在成熟—高成熟演化阶段差异明显，有机质类型越差，热模拟气中甲烷相对越多，干燥系数相对越大，异丁烷／正丁烷越高；反之，甲烷相对越少，干燥系数越小，异丁烷／正丁烷低，区别越明显。演化程度增加时，热模拟气之间的差别减小。总烃气和甲烷的产率随温度升高而增加，而重烃有产率高峰存在，正好对应于生油窗的底界。     

不同类型烃源岩排烃模式对比及差异性探究

烃源岩的排烃是准确预测含油气盆地油气资源必须涉及的一个非常重要的环节,为了得到不同有机质类型烃源岩的排烃效率、排烃机理,选取不同有机质类型烃源岩进行了黄金管模拟实验,总结了不同类型烃源岩在各演化阶段产物的变化特征与排烃效率。结果表明,烃源岩类型对总生成油与残留油中轻重烃的比例影响较大,但是对排出油中轻重烃的比例影响较低,排出油中均表现为在未熟—成熟阶段以重烃为主,在高熟—过熟阶段以轻烃为主。烃源岩的类型对生排油量的影响明显,烃源岩的类型越好,生排油量越高。Ⅰ型烃源岩的生排油量最高,Ⅲ型烃源岩最低。烃源岩类型越好,排油效率越高。Ⅲ型烃源岩排油效率低,与其生成气态烃较多、显微组分中镜质组含量较高有关。      

鄂尔多斯盆地下古生界奥陶系碳酸盐岩生烃能力研究

产率比是有机质在某一成熟度下的气态烃类产物的产率与其最终气态烃产率的百分比,对相同类型有机质的不同阶段的产率比进行分析可建立该类型有机质的产率比与成熟度的关系.元素平衡法是指有机质及其生成物、残留物间存在的一种物质平衡关系.应用产率比法和元素平衡法对鄂尔多斯盆地下古生界奥陶系碳酸盐岩的生烃能力进行了讨论,指出下古生界奥陶系泥质碳酸盐岩具有一定的生烃能力,其气态烃最终产率可达420～430 m3/T*有机碳,相当于Ⅱ型干酪根的生烃能力;纯碳酸盐岩的生烃能力相对较低,气态烃产率只有120 m3/T*有机碳.     

铀对(Ⅱ型)低熟烃源岩生烃演化的影响Ⅱ

在油、气、煤、铀多种能源矿产形成演化富集成藏(矿)过程中,有机-无机相互作用是普遍存在的,在有机质的强大吸附作用及其所提供的还原环境为铀的富集成矿起促进作用的同时,铀也改变了烃源岩的生烃演化进程。本文在Ⅱ型低熟烃源岩中加入碳酸铀酰溶液的条件下进行了生烃模拟实验,对比无铀-加铀样品生烃模拟实验产物的相关参数,以探讨油气生成过程中无机铀所起的作用。从实验结果可以看出,铀可以使产物中不饱和烃向饱和烃转化;促进长链烃的裂解,促进低分子量烃类的产生,从而使CH4的含量提高,使生成的烃类的干气化程度增加。铀可以在低温阶段促进有机质的成熟度,降低烃源岩的生烃门限,使低熟烃源岩早期生成烃类;同时在高温阶段阻止有机质过度成熟,利于所生成烃的保存。因而铀可能是未熟-低熟油气生成可能的无机促进因素之一。     

生油煤形成的环境制约

通过对不同沉积环境下形成煤系源岩生烃潜力的对比研究，揭示出成煤古环境对煤成烃生成具有控制作用，并根据煤系源岩中赋存大分子有机质裂解产物分子的组成特征，提出了识别有利成烃煤相的分子有机地球化学方法——氢指数-苯酚/辛烷图解判识法。结果表明，沼泽环境覆水越深，煤中有机质富氢程度越高，生油气性能越好，裂解产物表现为正构烷烃和正构烯烃相对含量增加，以低本酚/辛烷值和高氢指数为特征；反之，沼泽环境覆水越浅，煤中有机质氢含量越低，裂解产物以高含量酚类化合物和芳香烃为特征，生油气性能关。由此表明，覆水型沼泽应是煤在烃，特别是煤成油生成的有利相带。     

激光拉曼光谱在有机包裹体研究中的应用——以苏里格气田西部盒8段油气包裹体为例

以苏里格气田西部盒8段储层砂岩油气包裹体为例,应用激光拉曼探针微区原位分析技术,对其赋存于石英颗粒表面愈合裂隙、次生加大边的2期含烃有机包裹体的成分及其相对摩尔百分含量进行测定:早期包裹体主要为含气态烃和含盐水气态烃的气液两相有机包裹体,晚期包裹体为含气态烃气液两相有机包裹体;其气相成分以CO_2、CH_4和N_2等气体为主,溶解有CO、H_2S、H_2、C_2H_2、C_2H_4、C_2H_6、C_4H_6等气体;液相成分以H_2O和CO_2为主,此外还含有极少量的阴离子SO_4~(2-)和CO_3~(2-)离子(小于0.03 mol/L)。研究表明:早期有机包裹体含有大量CO_2无机气体、H_2O和少量低碳烷烃,说明早期有机质成熟度处于未成熟—低成熟阶段,虽有天然气生成,但运移规模有限,形成的有机包裹体极少,反映了天然气进入储层后置换地层水的过程;晚期有机包裹体与之相反,烃类和N2含量均较高,而CO_2无机气体和H_2O含量均较低,可见晚期有机包裹体代表了油气形成高峰和大规模进入储层成藏期间的流体特征,为有机质的热演化程度,油气生成、运移,划分油气成藏期次提供了科学依据。     

珠江口盆地番禺低隆起-白云凹陷北坡干酪根热演化模拟与生烃

通过密封金管-高压釜体系对珠江口盆地番禺低隆起-白云凹陷北坡恩平组炭质泥岩的干酪根(PY),在24.1 MPa压力、20℃/hr(373.5~526℃)和2℃/h(343~489.2℃)两个升温速率条件下进行热模拟生烃实验,分析气态烃(C1 5)和液态烃(C6 14和C14+)的产率,以及沥青质和残余有机质碳同位素组成。同时与Green River页岩(GR)和Woodford泥岩(WF)的干酪根,分别代表典型的I型和II型干酪根进行对比研究。结果显示PY热演化产物中总油气量明显低于GR和WF干酪根,且气态烃(C1 5)最高产率是液态烃的1.5倍,揭示恩平组炭质泥岩主要以形成气态烃为主。在热演化过程中,有机质成熟度和母质类型是控制油气比的主要因素,气态烃和轻烃的产率比值主要受热演化成熟度的影响。干酪根残余有机质碳同位素和沥青质碳同位素在热演化过程中受有机质成熟度的影响较小,δ13C残余和δ13C沥青质可以间接反映原始母质的特征,为高演化烃源岩油气生成提供依据。     

南华北地区石炭-二叠纪煤系生烃潜力与二次生烃探讨

综合运用岩石热解、有机岩石学及有机地球化学等方法,对南华北地区石炭-二叠纪煤系烃源岩有机质丰度、类型以及成熟度和热演化史进行了分析,综合评价了烃源岩的生烃潜力。评价结果表明,石炭系(太原组+本溪组)烃源岩要好于二叠系山西组、石盒子组;有机质类型以Ⅲ型干酪根为主、Ⅱ型干酪根为辅;有机质热演化程度大部分处于成熟-高成熟阶段,部分地区达到过成熟,以生气为主。文中结合构造-热演化史资料分析了煤系二次生烃的条件,指出谭庄-沈丘凹陷和倪丘集凹陷初始成熟度较低,且具有合适的埋藏史类型,并有二次生烃油气勘探前景。      

祁连山木里地区侏罗系窑街组烃源岩生烃潜力评价

祁连山木里坳陷侏罗系窑街组煤系泥岩和煤有机质丰度、有机质类型和有机质成熟度分析结果表明, 窑街组煤系泥岩为好的烃源岩, 有机质类型为Ⅱ₁型, 处于成熟阶段, 以生油为主, 生气为辅; 煤为差等烃源岩, 有机质类型为Ⅲ型, 处于成熟阶段, 富氢基质镜质体含量高, 具有一定的生烃潜力。综合其它层位烃源岩分析结果, 认为窑街组煤系泥岩和晚三叠世尕勒得寺组湖相泥岩为祁连山木里地区天然气水合物的主要气源岩。      

内蒙古海拉尔盆地侏罗系烃源岩地球化学特征

在海拉尔盆地外围及周边地区选取了31块侏罗系野外烃源岩分析样品,进行了总有机碳、岩石中可溶有机质的抽提和岩石热解分析;针对该区侏罗系烃源岩,共对17口井岩心进行了取样地化分析,利用气相色谱-质谱对烃源岩氯仿抽提物及重要生物标志化合物开展了定性与定量检测,目的是对源岩地球化学特征进行系统评价,为下一步油气基础地质调查奠定基础.结果表明,海拉尔盆地外围及周边地区的侏罗系部分的烃源岩有机质丰度较高,应具备较好的生烃物质基础.海拉尔盆地侏罗系烃源岩总体属于淡水-半咸水环境,有机质类型多样,成熟度普遍较高.甾类化合物中以规则甾烷为主,沉积物中具有较高丰度的以五环三萜烷为主的三环萜烷化合物,显示了其应以藻类生源为主,高等植物为主的陆相沉积中的相对含量则较低.伽马蜡烷的含量普遍很低.OEP呈偶碳数优势,并且缺失高分子正构烷烃,说明烃源岩成熟度演化早期受到了微生物降解作用.     

羌塘盆地拉雄错地区上二叠统热觉茶卡组烃源岩地球化学特征及油气潜力分析

羌塘盆地上二叠统热觉茶卡组烃源岩主要为一套深灰色—灰黑色薄层—极薄层泥岩,通过有机地球化学特征分析,结果表明:该套烃源岩的有机碳含量为0.31%~0.72%,并以差—中等烃源岩居多,有机质类型主要为II2型,有机质母质形成于具有一定盐度的还原环境,主要来源于海相浮游类和菌藻类等低等水生生物,并伴有一定量高等植物的输入,有机质热演化程度已达到高成熟阶段。羌塘盆地上二叠统热觉茶卡组烃源岩的发现进一步证实了古生界烃源岩具有良好的生烃潜力,为羌塘盆地油气资源评价提供了基础地质资料。     

烃源岩过成熟阶段生气潜力的实验室模拟

源岩生气潜力的定量评价主要以实验室模拟为手段,由于技术条件的限制,模拟温度一般最高到600℃,认为生气能力已经耗尽,600℃之前的生气量就可作为源岩生气潜力评价的定量依据。而对于600℃之后的生气潜力到底有没有？有多少？一直存在着争议。为了定量评价源岩过成熟阶段的生气潜力,我们通过技术开发将实验温度提高到了1 000℃,通过大量的实验结果发现,源岩在600～800℃之间仍然可以生成大量的天然气,煤系源岩的生气量占总生气量的20%～30%甚至更多,而湖相和海相源岩在这一阶段的生气量相对少一些,约占总生气量的10%,这与其干酪根的骨架结构不同密切相关。天然气生成下限的向下延伸,进一步扩大了过成熟阶段天然气的资源基础,对指导深层勘探有重要意义。     

准噶尔盆地四棵树凹陷侏罗系烃源岩特征及油源分析

侏罗系是四棵树凹陷油气勘探的重要目的层,进一步查明侏罗系油气来源,落实生烃中心,对今后勘探选区选带十分重要。本文在对侏罗系烃源岩有机质丰度、类型、成熟度以及埋藏史和生烃潜力分析的基础上,开展了原油分类、油源对比及油气运移分析研究。结果表明,下侏罗统八道湾组主要发育湖相泥岩和河沼—三角洲相煤系两类烃源岩,有机质类型较好,丰度较高,主体处于低成熟—成熟阶段,局部演化程度高,生气潜力大;八道湾组具晚期快速埋藏生烃特点,四棵树凹陷主体以生油为主;生物标志化合物特征及其指纹对比发现,中侏罗统头屯河组含A、B两类原油,A类原油主要源自八道湾组中段湖相泥岩,生油母质以低等水生生物为主,B类原油的生油母质主要为高等植物,应主要来自八道湾组上、下段煤系地层;据三环萜烷/五环三萜烷和重排甾烷/规则甾烷反映出的运移效应推断,卡因迪克构造带以南至西湖构造之间存在八道湾组烃源岩的生油中心,是卡6井区和西湖1井头屯河组原油的主要供烃区,该区域是今后侏罗系勘探的有利区带。     

碳酸盐岩生气的热模拟实验

采用半封闭外加温加压式热压模拟装置对碳酸盐岩的生烃情况进行了热模拟实验。利用自然样品和人造样品相结合,研究了碳酸盐岩生气量随成熟度和温度变化的趋势,探讨了碳酸盐岩的生气规律:碳酸盐岩气态烃产率随温度升高而增大,并且在某一温度点(460℃)之后,气态烃产率的增大非常明显;温度是碳酸盐岩生烃的重要影响因素;随着温度增高,碳酸盐岩的生烃潜力不断降低,其间有一个生烃潜力的巨变阶段;碳酸盐岩生烃过程中,总有机碳TOC变化不明显,这可能与样品本身的TOC太低有关;碳酸盐岩的气态烃产率与有机质丰度的关系并不明显。     

碳酸盐岩与泥质烃源岩生气规律对比研究

配制了两套成熟度相近的碳酸盐岩和泥质岩丰度系列样品。采用半封闭外加温加压式热压模拟装置对碳酸盐岩的生烃情况进行了热模拟实验，研究了碳酸盐岩生气量随成熟度和温度变化的趋势，探讨了碳酸盐岩生气的变化规律。碳酸盐岩与泥质岩的生烃潜力是有机质质量和有机质丰度的函数，与岩性无关；碳酸盐岩的产气规律与泥质岩相似，而且两者产烃的量级也相当，并不存在碳酸盐岩生排烃效率高的现象；碳酸盐岩和泥质岩总有机碳(TOC)含量在热模拟过程中基本上不发生变化；不同岩性的有机质的产烃效率主要受温度和有机质类型决定。     

柴达木盆地台深1井烃源岩和天然气地球化学特征分析

对柴达木盆地三湖地区台深1井烃源岩的地球化学进行研究,可以为该地区进一步勘探提供科学依据。本研究通过高精度GC/MS和同位素分析,研究了台深1井天然气同位素和烃源岩生物标志化合物的分布特征。结果表明,台深1井天然气不同于涩北气田的生物气,为低熟过渡带天然气;烃源岩的母质类型以陆源高等植物为主,也有水生生物的贡献;成烃环境为浅湖相咸化含硫的弱还原-弱氧化环境,而且成烃环境中微生物发育。