华北晚古生代煤二次生烃的动力学模式

通过对不同成熟度煤样（０．５３－２．１１％）的动力学研究,展示了华北晚古生代煤动力学参数随成熟度由高而低,从低到高的动态演化规律,提出了煤的二次生烃动力学模式,依据该模式,华北晚古生代煤的二次生烃具有一定的阶段性,不同的演化阶段其二次生烃模式不同,初镒生烃以后,当煤的镜质组反射率为０．７－０．９％时,二次生烃高峰提前;若反射率为０．９－１．３％时,二次生烃高峰滞后,而反射率〉１．３％以后,二次生     

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.      

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…     

腐殖煤干酪根裂解气主生气成熟度上限探讨

烃源岩主生气成熟度上限的确定对含气盆地天然气资源量评价和主生气阶段的确定具有重要的意义。对不同成熟度的15个腐殖煤样开展了生气热解实验和氢、碳、氧元素含量测定,生气热解实验是在800℃高温下进行,结果表明低成熟度煤总产气率最高,随着成熟度的增加,产气率逐渐降低,在Ro为0.6%~2.3%范围内的煤产气率降低幅度很大,从61m3/吨.TOC降到11m3/吨.TOC,在Ro达到2.3%之后煤产气率很低,随着成熟度的增加,产气率缓慢降低。不同成熟度煤的H/C值也呈现相似的变化规律,在Ro<2.3%的煤中,H/C值随成熟度的增加快速降低,在此之后,H/C值缓慢降低,因此,认为Ro=2.3%为腐殖煤的干酪根裂解气主生气成熟度上限。     

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     

大牛地气田石炭—二叠系烃源岩生烃潜力

大牛地气田上古生界石炭—二叠系烃源岩为煤系烃源岩(主要为煤岩和暗色泥岩),有机质类型以Ⅲ型干酪根为主,烃源岩演化成熟度较高,Ro基本在1.5%左右。烃源岩存在3期生烃演化过程,分别为三叠纪期间、侏罗纪期间和古近纪期间。烃源岩(泥岩+煤岩)累计生烃量为8万多亿m~3,煤岩生烃贡献占85%。石炭—二叠系烃源岩现今累计生烃强度高值区主要分布在大牛地气田的东南部、西北部以及西部地区。     

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。     

华北地区上古生代煤系有机质热演化与二次生烃探讨

根据实测和收集整理华北地区各区块约2000余个镜质组反射率R的分析数据,结合前人研究成果,本文较为系统地阐述了华北地区上古生代煤系有机质的热演化特征与成烃演化阶段性,探讨了其二次生烃条件,并初步确定了华北地区二次生烃的分布范围。      

煤在钼作用条件下的气态烃生成与演化

关于钼作用条件下的煤中有机质生烃特征和演化过程,目前知之甚少。为此,利用黄金管高压釜装置,以原煤中添 加单质钼的方式,开展了催化生气模拟实验。研究发现,无论加钼与否,煤样气态烃和单体烃气的产率均存在一个生成高 峰,在模拟镜质组反射率大于4.0％之后的极高成熟度阶段仍存在较大的甲烷生成潜力;当模拟镜质组反射率小于3.0％时, 添加的钼对煤中有机质生气具有微弱的抑制效应,此后阶段中才体现出一定的促进作用;原煤与加钼煤样甲烷产率之间的 相互关系与气态烃总产率大致相似,加钼煤样乙烷产率在镜质组反射率大于3.0％之后高于原煤,加钼条件下丙烷-戊烷的 产率在其生成高峰之后略高于或约等于原煤。分析认为,添加的钼没有参与煤中有机质的早- 中期热降解生烃过程,但对 晚期热裂解生气作用起到了一定的促进效应,原因可能在于煤中催化反应空间在不同的成熟演化阶段存在一定的差异。     

煤岩初次和二次生烃动力学及其对沾化凹陷孤北天然气成因的解释

沾化凹陷孤北地区石炭一二叠系(C-P)潜山产出煤成气,油气勘探需要搞清楚产出的煤成气是煤岩初次埋藏、还是抬升剥蚀后再次埋藏生成的.在查明该区煤岩地质演化的基础上,采用热模拟实验方法,探讨了煤岩初次和二次生烃过程中气态烃与主要单体烃生成动力学特征,发现煤岩二次生烃的活化能比一次生烃高40～50 kJ/mol,认为孤北地区C-P煤系源岩达到4200 m深度条件(R°约0.9%)才发生二次生烃作用.与煤岩初次生气相比,二次生气具有iC4/nC4＜1、n(C6 C7)/i(C6 C7)＞0.8、甲苯/苯＜1.2等特征,据此认为孤北煤成气是煤岩二次生烃形成的.     

羌塘盆地中部侏罗系埋藏史和生烃史

综合野外观测、地震反射、钻探标定及镜质体反射率、古地温等相关资料，分析羌塘盆地中部不同地区侏罗系海相沉积地层的埋藏史、热史和生烃史。结果显示，羌塘盆地万安湖地区、半岛湖背斜、阿木错地区、比洛错古油藏早侏罗世海相泥页岩在沉积之后，中、晚侏罗世埋深快速增加，镜质体反射率Ro随之增大，晚侏罗世早中期下侏罗统泥页岩镜质体反射率 R o增至05%，主力烃源岩进入生烃门限开始生烃；早白垩世早期145~143Ma侏罗系海相地层埋深、古地温和 R o达到极大值，比洛错油页岩开始早期生油，阿木错主力烃源岩进入第一期生烃高峰。早白垩世构造隆升及风化剥蚀导致侏罗系海相地层向上折返，埋深减小，晚白垩世和古近纪早期前陆凹陷和红层沉积导致侏罗系海相地层埋深增加。比洛错古油藏Toarcian期油页岩晚白垩世末期古地温和 R o达到最大值，~66Ma形成生烃高峰；阿木错地区Toarcian期含油泥页岩始新世中期~43Ma埋深达到最大值，形成第二期生烃高峰。     

南方下古生界海相页岩有机质成熟度评价

为明确适用于南方下古生界海相页岩成熟度评价的沥青反射率与镜质体反射率等效换算关系,利用初始成熟度接近的洪水庄组海相页岩及龙潭组煤样在350~525℃温度范围开展了系列共置热压模拟实验,通过测定各温度下页岩中的沥青与煤中的镜质体反射率的演化规律,建立了两者之间的等效换算关系,并利用模拟样品和实际剖面样品开展了方法验证.结果表明两者满足以下关系:VR_o（等效镜质体反射率）=0.879 8R_b（沥青反射率）+0.114 5（适用范围:VR_o 0.61%~3.04%）,本次建立的沥青反射率回归公式可以为准确评价缺乏镜质体的高演化海相页岩地层的成熟度判定提供重要参考.      

豫东地区煤系烃源岩有机质特征与煤系气资源潜力

为了评价豫东地区煤系烃源岩生烃潜力,基于有机碳含量（TOC）、镜质体反射率、干酪根类型及显微组成等测试分析结果,探讨了豫东地区不同区块煤系烃源岩的有机地球化学特征,对比分析了不同区块煤系气资源潜力,提出煤系气勘探有利区块。结果表明:区内煤系烃源岩的有机碳含量偏低（小于1.5%）;干酪根类型以Ⅲ型为主,偶见Ⅱ₂型干酪根,利于生气;煤系经历了中二叠-中晚三叠世和晚侏罗-早白垩世2个大量生烃阶段,烃源岩热演化程度较高,镜质体反射率（R_ran）为1.44%~3.80%,平均2.83%,有机质进入高成熟-过高成熟阶段,生烃量较充足。总体上,区内烃源岩生烃潜力属于差-中级别,砂泥岩储集性能相对较好,含气量高。煤系盖层主要为封盖性好的细砂岩、煤层、泥质岩类,煤系烃源岩气体保存条件好。研究认为研究区的睢西区块烃源岩具有埋藏深度较浅、有效厚度大、孔隙度高、含气量和含气饱和度高、有机质成熟度高的特点,为豫东煤系气勘探的有利区块。      

Tectono–Thermal Evolution, Hydrocarbon Filling and Accumulation Phases of the Hari Sag, in the Yingen–Ejinaqi Basin, Inner Mongolia, Northern China

This work restored the erosion thickness of the top surface of each Cretaceous formations penetrated by the typical well in the Hari sag, and simulated the subsidence burial history of this well with software BasinMod. It is firstly pointed out that the tectonic subsidence evolution of the Hari sag since the Cretaceous can be divided into four phases: initial subsidence phase, rapid subsidence phase,uplift and erosion phase, and stable slow subsidence phase. A detailed reconstruction of the tectonothermal evolution and hydrocarbon generation histories of typical well was undertaken using the EASY R_0% model, which is constrained by vitrinite reflectance(R_0) and homogenization temperatures of fluid inclusions. In the rapid subsidence phase, the peak period of hydrocarbon generation was reached at c.a.105.59 Ma with the increasing thermal evolution degree. A concomitant rapid increase in paleotemperatures occurred and reached a maximum geothermal gradient of about 43-45℃/km. The main hydrocarbon generation period ensued around 105.59-80.00 Ma and the greatest buried depth of the Hari sag was reached at c.a. 80.00 Ma, when the maximum paleo-temperature was over 180℃.Subsequently, the sag entered an uplift and erosion phase followed by a stable slow subsidence phase during which the temperature gradient, thermal evolution, and hydrocarbon generation decreased gradually. The hydrocarbon accumulation period was discussed based on homogenization temperatures of inclusions and it is believed that two periods of rapid hydrocarbon accumulation events occurred during the Cretaceous rapid subsidence phase. The first accumulation period observed in the Bayingebi Formation(K_1 b) occurred primarily around 105.59-103.50 Ma with temperatures of 125-150℃. The second accumulation period observed in the Suhongtu Formation(K_1 s) occurred primarily around84.00-80.00 Ma with temperatures of 120-130℃. The second is the major accumulation period, and the accumulation mainly occurred in the Late Cretaceous. The hydrocarbon accumulation process was comprehensively controlled by tectono-thermal evolution and hydrocarbon generation history. During the rapid subsidence phase, the paleo temperature and geothermal gradient increased rapidly and resulted in increasing thermal evolution extending into the peak period of hydrocarbon generation,which is the key reason for hydrocarbon filling and accumulation.     

渤海湾盆地黄骅坳陷石炭系—二叠系烃源岩生烃演化及与中—新生代构造演化的响应关系

渤海湾盆地石炭系—二叠系为烃源岩的古生界潜山内幕型原生油气藏认识程度低,勘探难度大,明确石炭系—二叠系烃源岩生烃演化过程及与中—新生代构造演化的响应关系对内幕型原生油气藏勘探具有重要意义。笔者等基于三维地震资料、典型井实测镜质体反射率、流体包裹体等数据资料,进一步采用构造解析、潜山埋藏史分析以及盆地生烃模拟等技术手段,探讨了渤海湾盆地黄骅坳陷中—新生代构造运动及对石炭系—二叠系烃源岩生烃演化的控制作用,明确了生烃时期及有利生烃范围。研究表明,黄骅坳陷中—新生代构造活动经历了“两期裂陷,两期抬升”的四个演化阶段,形成多种类型的埋藏史,构造运动引起的古地温变化使南北地区烃源岩进行差异了生烃演化,裂陷建造作用促进地温上升,有利于有机质生烃,挤压改造作用抑制地温上升,有机质生烃中止。乌马营潜山及歧北潜山具有3次生烃阶段,生烃期为早—中三叠纪、早白垩纪、古近纪,港北潜山具有两次生烃阶段,生烃期为早—中三叠纪、古近纪。黄骅坳陷内早期(即早—中三叠纪)生烃范围局限,晚期(即古近纪)生烃最有利,乌马营地区及歧北地区为原生油气藏有利勘探区。     

渤海湾盆地黄骅坳陷石炭系—二叠系烃源岩生烃演化及与中新生代构造演化的响应关系

渤海湾盆地石炭系—二叠系为烃源岩的古生界潜山内幕型原生油气藏认识程度低，勘探难度大，明确石炭系—二叠系烃源岩生烃演化过程及与中新生代构造演化的响应关系对内幕型原生油气藏勘探具有重要意义。笔者等基于三维地震资料、典型井实测镜质体反射率、流体包裹体等数据资料，进一步采用构造解析、潜山埋藏史分析以及盆地生烃模拟等技术手段，探讨了渤海湾盆地黄骅坳陷中新生代构造运动及对石炭系—二叠系烃源岩生烃演化的控制作用，明确了生烃时期及有利生烃范围。研究表明，黄骅坳陷中新生代构造活动经历了“两期裂陷，两期抬升”的四个演化阶段，形成多种类型的埋藏史，构造运动引起的古地温变化使南北地区烃源岩进行差异了生烃演化，裂陷建造作用促进地温上升，有利于有机质生烃，挤压改造作用抑制地温上升，有机质生烃中止。乌马营潜山及歧北潜山具有3次生烃阶段，生烃期为早—中三叠纪、早白垩纪、古近纪，港北潜山具有两次生烃阶段，生烃期为早—中三叠纪、古近纪。黄骅坳陷内早期（即早—中三叠纪）生烃范围局限，晚期（即古近纪）生烃最有利，乌马营地区及歧北地区为原生油气藏有利勘探区。     

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。     

加水热模拟中深湖与煤系泥岩地化特征比较

通过深湖泥岩和煤系泥岩的加水热模拟研究认为,在热模拟实验过程中,深湖泥岩和煤系泥岩显示不同特征,并且其演化有差别。深湖泥岩利于液态原油的生成,并且转化率高于煤系泥岩。深湖泥岩残余可溶有机质饱和烃含量高于煤系泥岩,非烃含量则低于煤系泥岩。深湖泥岩胶质 /沥青质和饱芳比均随温度升高而降低,而煤系泥岩的胶质 /沥青质随温度升高有增加趋势,其饱芳比的变化则不大或有降低趋势。深湖泥岩的T_max难以指示演化阶段,其干酪根碳同位素值明显轻于煤系泥岩,它们的值均随温度的升高而变重。     

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。     

豫西煤田新密矿区中间相碳沥青的发现及其地质意义

新密矿区晚古生代含煤岩系热液方解石,石英晶洞中产出一种中间相碳沥青,由不同生长状态的中间相组成,包括5种光学结构:中间相基质、中间相小球体、中间相复合小球体、片状体及流动型。笔者认为这种碳沥青的原始物质来源于煤层本身,它与煤层中出现的各向异性体具有密切的戍因联系,是热变员作用时期煤中富氢壳质组排出的液态烃类（煤成油）运移出煤层,聚集于晶洞中逐步转变而成。由于中间相是一种过渡相态,作为一种特殊地质现象保存下来具有一定的地质意义。它的发现表明了地质时间的作用在有机质热成熟作用过程中是重要的,但是是有限的;同时亦证明了腐植煤只有一定产出液态烃类的能力,在其变质作用过程中,也存在烃类产出、运移与聚集的过程。