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。     

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。     

全岩热模拟新方法及其在气源岩评价中的应用

由中国石油勘探开发研究院廊坊分院建立的全岩热模拟仪器分析方法是采用岩心样品(岩石颗粒0.5～2 mm)来模拟烃类生成的一项实验新技术.该方法模拟结果表明:(1)不同类型样品单位质量岩石的产气率与传统的加水温压模拟法结果具有可比性;(2)能够反映源岩在不同演化阶段的产气量;(3)比常规的有机碳评价方法能更准确地反映源岩在不同演化阶段的产气潜力.(4)全岩热模拟新方法经济、简便、分析周期短,可以用于大量常规样品分析,是判识有效气源岩及定量评价的一种快速、可靠的方法,在油气勘探过程中,将对烃源岩的评价发挥重要作用。     

苯、甲苯碳同位素组成作为气源对比新指标的研究

利用热模拟与在线同位素分析技术研究了天然气与源岩中的苯和甲苯的央同位素组成变化特征,发现热成熟度和运移效应对苯、甲苯碳同位素组成影较小,同一类型气源岩热模拟产物中苯、甲苯同位素组成受热成熟度的影响不大。在４００～６００℃热模拟实验中,除个别点外,变化小于１‰,说明它们基本上不受热成熟度的影响。不同层位气源岩苯、甲苯碳同位素组成有明显区别,大多相差３‰以上。甲苯脱吸附实验表明,甲苯同位素组成在脱吸附     

热矿水中某些特征成分形成的模拟试验研究

本文通过模拟试验，探讨了川东碳酸盐岩热储及广东火民岩热储热矿水中某些特征成分的形成问题，并在大量试验研究成果的基础上，按不同热储类型对温度、ｐＨ和压力等环境效应分别进行了讨论。本文并应用模糊数学方法及多元线性逐步回归方法、定量评价了各种环境因素对热矿水中某些特征成分形成的影响程度。     

灵武煤田延安组不同沉积相源岩的生烃潜力

为研究不同沉积相源岩的生烃能力，选择宁夏灵武煤田延安组的对象，对其湖泊三角洲沉积体系下不同沉积相源岩进行热解分析，划分其生油岩类型或有机质类型，分析了不同沉积相源岩的生烃潜力。     

羌塘盆地中生代源岩中动物型原沥青的成因及意义

通过对羌塘盆地中生代碳酸盐岩中广泛存在的环状、串珠状动物型原沥青进行显微傅立叶红外、热模拟及光性变化特征的研究，结果发现；动物型原沥青形成于有孔虫的壳壁（外皮），在不同温度的热模拟实验中，其光性变化与镜质组具有明显的相关性，与沥青的热演化特征基本相似，因此，其反射率（Rb)可作为青藏高原中生代碳酸盐岩源岩成熟度评价的基础。     

烃源岩生排烃组分法模型研究与应用

本文提出了一种新的烃源岩生排烃组分法模拟模型。组分法生烃模型根据热模拟实验得到的组分产率曲线模拟烃源的生烃史。排烃模型包括开放体系模型和间歇开放体系模型，分别用于模拟以压实作用为主要动力的孔隙排烃和以异常高压为主要动力的微裂缝排烃。这一模型根据孔隙温度、压力和烃类组成，采用热力学方法模拟孔隙体系流体体积和相态的变化、不同组分在各相中的分布，并由此求出各组分的排出量和总排烃量。对陕甘宁盆地古生界源岩生排烃史的模拟结果表明，该模型具有实用价值。     

颗石藻生烃的热模拟实验研究

对同一种属但生长在不同环境中的两种颗石藻进行了加热模拟实验，探讨其成烃机理。实验发现，颗石菏含有丰富的石油烃类，加热生成的正构烷烃及类异戊二烯烷烃分布与含颗石烃源岩相似。对颗石藻生烃的热演化规律研究表明，氯仿沥青大量产生及烃类组成发生较大变化的实验温度区间为２００－３００℃，此阶段产物相当于镜质体反射率为Ｒ为０．３５－０．５５的含颗石藻烃的源岩，为低成熟原油生成阶段。本文还研究了颗石藻热模拟产物中     

塔里木盆地侏罗系煤岩热模拟生物标志化合物特征研究

通过对塔里木盆地侏罗系煤岩热模拟实验研究,其结果表明生物标志化合物的组成不仅受其母质的控制,而且还受热成熟度和生油岩的岩性影响。这与生油岩中生物标志化合物先质在不同演化阶段释放出不同碳数生物标志化合物的强度有关。同时,在烃源岩热演化过程中时,不能仅依靠OEP值作为热成熟度的判识指标;正构烷烃峰型在整个热演化过程中呈现出双峰型,前驼峰的主峰碳主要集中在nC₁₆-nC₁₈,而后驼峰则随着模拟温度的升高逐渐增大;煤岩的ΣC_21-/ΣC₂₂₊值与热模拟温度之间呈现出规律性变化;原始煤岩的Pr/Ph值随热模拟温度由250℃～550℃升高,总体呈逐渐降低的趋势。     

碳酸盐岩油源岩有机质丰度分级评价标准

碳酸盐岩油源岩分级评价标准研究具有重要的理论和实际意义。以塔里木、渤海湾、鄂尔多斯盆地地质参数（地层、地史、热史）为例分别计算了不同地质条件下单位面积碳酸盐岩的生油量及源岩和围岩的残留油量，进而根据物质平衡原理（排油量＝生油量－残油量）计算出排油量，以排油量为指标给出划分油源岩分级评价的标准，并计算出其对应的有机质丰度。模拟计算显示油源岩有机质丰度工业下限值TOCgy随源岩厚度的增加而减小；随成熟度的增加先减小后增加；随有机质类型（生烃潜力）的变好而减小，碳酸盐岩油源岩评价标准随地质条件的不同变化很大。建立了塔里木、渤海湾、鄂尔多斯盆地碳酸盐岩油源岩的分级评价表。经过分析综合，归纳出我国碳酸盐岩沉积区有机质类型为Ⅱ型的成熟油源岩“非、无效、差、中、好”各级对应的TOC界限值分别为“0.25、0.5、0.8、1.5”。     

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     

莺歌海盆地超压流体流动的油气成藏效应

莺歌海盆地是一个发育于南海北部大陆架的新生代强超压盆地。通过对地层温度和有机质成熟度的系统测试及其与模拟结果的对比、泥岩中残余可溶有机质含量和组成的对比分析及粘土矿物转化和砂岩孔隙度分布的系统分析 ,证明超压流体流动可以产生强烈的油气成藏效应 :1超压流体流动导致传导热场和对流热场的叠加 ,促进了浅部源岩成熟 ,使在传导背景下不可能成熟的源岩进入生烃门限 ,增大了成熟源岩的层位和体积 ;2超压流体对浅部低成熟和未成熟源岩产生了较强的萃取作用 ,在一定程度上提高了源岩的排烃效率 ,并使原油 /凝析油中生物标志物反映油…     

柴东侏罗系源岩生油组分荧光特征与生烃意义

通过荧光特征研究了柴达木盆地东部侏罗系源岩生油组分,指出了不同生油组分对生烃的贡献、意义及其热演化特征。侏罗系源岩有暗色泥岩、油页岩、煤和炭质泥岩四种类型,主要生油组分为壳质组和矿物—沥青基质,不同生油组分荧光特征的差异又是生烃潜力大小、热演化程度和降解情况的综合反映。     

中国海相碳酸盐岩的生烃研究

碳酸盐岩成烃有机质丰度下限值的确定,涉及到盆地实际资料的统计,以及源岩有机质类型、热成熟度、矿物组成、古地温、生储配置关系等诸多因素。提出了一种具有实验依据的高、过成熟碳酸盐岩原始有机质丰度及生烃潜力恢复法,经在我国一些盆地下古生界海相源岩中使用,效果良好。海相镜质体形成机制的研究揭示,同一生源前生物(菌、藻),因其沉积环境和演化途径不同,可形成地化性质完全不同的地质聚合物。首次提出了利用固体~(13)C 核磁共振波谱获得的干酪根中的芳核平均结构尺寸 X_b 作为前泥盆纪碳酸盐岩有机质热成熟度的新衡量标尺。自然演化与热压模拟两个系列的对比研究表明:脂族碳是干酪根热降解成烃的主要贡献者,油潜力碳在热演化过程中呈“三段式”的阶段变化特征。利用固体~(13)C 核磁共振波谱所提供的不同母质类型和不同演化阶段干酪根中各类结构组成的碳分数变化特征,不仅可揭示油气生成机制及过程,还可对各类源岩生成油气的定量研究提供新的途径。     

内蒙古中部印支期强过铝质花岗岩的相平衡约束及动力学背景

岩石相平衡分析表明，内蒙古中部沿华北地台北缘分布的印支期(T3)后碰撞强过铝质花岗岩的源岩为含泥质成分较高的岩石，是在小于1．5GPa(约50km)条件下，由源岩中白云母及黑云母脱水部分熔融形成的，形成温度低于黑云母消失的上限温度，熔融残留物有斜长石、石榴子石和辉石。本区强过铝质花岗岩的CaO／Na2O比值(0.09～0．58)说明，其源岩中既有泥质岩，又有砂岩，与岩石相平衡分析的结果相一致；Al2O3/TiO2比值(53．78～413．94)表明，本区的强过铝质花岗岩为高温类型和高压类型之间的一种过渡类型。     

地热系统作用下红层软岩力学性能试验研究

地热能源是目前绿色建筑的发展趋势，但红层软岩分布地区出现的系列建筑地基病害问题与地源热系统关系尚不清楚。依托成都某建筑群事故调查项目，研究了有无地热系统作用下泥岩、石膏岩的工程特性，并基于室内试验模拟，研究了不同加热方式、不同温度及不同浸水时间等因素下岩石宏观力学特性和微观结构特征。结果表明：（1）同一场地有无地热系统对岩石力学性质影响甚微，但有地热系统时岩体中裂隙发育数量明显增多，累积张开度明显增大；（2）随着浸泡时间增加，泥岩最大含水率可达30%以上，石膏岩含水率超不过15%，泥岩浸水软化效应较石膏岩显著，二者力学指标随含水率增加呈负指数型下降，石膏岩因晶粒大小不同，离散性大；（3）天然状态下石膏岩呈脆性破坏，泥岩呈延性破坏，石膏岩水岩界面溶蚀作用效应显著，随着石膏岩由表及里溶蚀加剧，温度变化效应对岩体内生裂隙萌发起一定促进作用；（4）在20～50 ℃温度变化范围内，石膏岩抗压强度随温度呈抛物线变化，而泥岩单调升高；（5）地热管与岩体间填筑不密实容易形成渗水通道，改变水动力条件，动水作用下使石膏岩裂隙及软弱夹层溶蚀加剧，形成更大空洞，从而诱发沉降。     

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。     

热−水−力耦合条件下黏土岩蠕变特性研究

黏土岩作为放射性核废料处置的备选介质，长期处于热-水-力耦合的复杂条件下。为研究围岩的长期稳定性，开展了一系列不同围压和偏应力下的黏土岩加温-降温排水蠕变试验。得出以下结论：温度的升高会提升黏土岩的蠕变速率，延长衰减蠕变阶段的时间，但是降温过程中试样主要以冷缩变形为主，并未见明显的蠕变变形；围压的降低以及偏应力的增加会提高黏土岩的蠕变速率，并且这种影响会随温度的升高明显加剧。基于试验结果，在Perzyna过应力理论的基础上引入蠕变硬化、蠕变损伤以及热损伤，建立了黏土岩热-水-力耦合蠕变模型。通过ABAQUS软件及其子程序对该模型进行数值实现，模拟结果与试验结果的对比初步表明该模型可以很好地描述热-水-力耦合条件下黏土岩的蠕变特性。