应用碳同位素动力学模拟评价天然气的成因

简要介绍天然气形成过程中碳同位素分馏的理论基础、动力学参数模拟计算、碳同位素动力学模拟应用于天然气评价等方面的最新成果。揭露了几个值得注意的问题:天然气碳同位素特征不仅受母源、成熟度的影响,而且与运聚条件、沉积盆地增温速率有关;累积聚集气与阶段聚集气在碳同位素特征存在明显差别;碳同位素分馏动力学模型在不同盆地会存在差异,不仅取决于气源条件,还与聚集历史、沉积-构造史有关。我国天然气藏成因复杂,具有多期、多源的特点,对这类天然气的成因研究与评价提供了新思路。     

很高成熟度富有机质页岩的含气性问题

我国南方下古生界页岩的成熟度普遍高于美国工业开发页岩气盆地,对于这套很高成熟度页岩的含气性缺乏研究。在运用激光拉曼光谱分析精确评价该套烃源岩成熟度的基础上,从生气下限、孔隙度演化、纳米孔特征等3方面探讨成熟度对很高成熟度页岩(Ro>2.5%)含气性的影响。研究结果表明：南方下古生界页岩成熟度Ro=2.0%~5.0%,生气下限Ro为3.1%左右,主体已达到生气下限阶段。孔隙结构数据表明,富有机质页岩即使演化到很高成熟度阶段仍保持了一定的孔隙度,其比表面积与纳米孔隙的孔容随成熟度增加（一直到Ro高达3.5%~4.0%）仍然保持增加的趋势。笔者认为,富有机质的页岩既使达到很高的热演化程度仍具有良好的储集性能,所以我国南方下古生界页岩具有很大的页岩气潜力。     

页岩中固体沥青拉曼光谱参数作为成熟度指标的意义

中国南方下古生界页岩成熟度很高、缺乏镜质组、固体沥青反射率变化大,成熟度的精确评价一直没有得到完善解决。通过对取自扬子地区古生界页岩样品中固体沥青(BR_O=0.43%～5.51%）激光拉曼光谱特征的研究,发现固体沥青的激光拉曼光谱参数：峰位参数(W_D与W_G)、峰位差(RBS）、半高宽(FWHM-D与FWHM-G)及峰强度比(I_D/I_G）与沥青反射率均体现出一定的相关性,但相关程度差别明显,而且还明显受到成熟度水平的制约。对这些参数与沥青反射率进行了直线回归,筛选出了相关性比较好的指标是RBS(BR_O值范围为1.5%～3.5%）与I_D/I_G(BR_O >3.5%）,两者相关系数高达0.95以上。研究认为,在建立标准方法的基础上,固体沥青激光拉曼光谱的这2个参数对早古生代及前寒武纪地层成熟度评价具有实际应用价值。     

论普光原油裂解气藏的动力学和热力学模拟方法与结果

论文以原油裂解气的动力学实验数据为基础,热力学模拟中提出油气藏多阶段模拟和流体超压泄漏与静水压力平衡再封闭的理论模型,应用PVTsim软件模拟计算了普光气藏不同地质历史阶段的流体压力变化曲线,及其对油气藏散失和保存的影响。模拟计算结果表明：在175～157 Ma[JP]油藏阶段的压力为25.2～49.8 MPa;在154～142 Ma油气藏阶段的压力为54.6～150.64 MPa,并在后期压力系数大于2.4时,发生流体泄漏,泄漏流体约为当时油气藏总量的22.89％时,达到与静水压力平衡再封闭的压力为62.13 MPa;在141～132 Ma主要为湿气裂解阶段,压力由68.2 MPa[JP]增加到170.9 MPa时,压力系数大于2.4,发生第二次超压泄漏,泄漏流体约为32.7％,达到与静水压力平衡再封闭的压力为70.1 MPa;在130～96 Ma为气藏进一步埋深阶段,裂解气增加很少,压力主要受温度增加而增加到86.62 MPa;由90 Ma抬升至当前,气藏压力因温度降低而降低到56.9～61.0 MPa;油裂解气藏在以上超压泄漏中的总散失率约为50.33％,总保存率约为49.67％.论文中PVTsim模拟油裂解气产生的超压现象,已由储层样品中发现捕获压力达155～165 MPa的高密度超临界甲烷包裹体所证实;模拟地质历史中油裂解气藏压力演变的最终结果也与当前普光气藏的PVT资料比较相似。     

琼海凸起不同电阻率油藏原油特征及成藏过程

对比琼海凸起低电阻率与高电阻率油藏原油特征发现,相对于高电阻率油藏,低电阻率油藏原油的密度和含硫量较低,成熟度稍高,生烃母质含有较多陆源有机质且氧化程度更高,为富含黏土矿物。琼海凸起低电阻率与高电阻率油藏有着不同的成藏过程：早期生成的以文昌B凹陷文昌组原油为主的混合原油,优先充注到琼海凸起下部充注压力较小的高渗透储集层,形成了高电阻率油藏;随着高电阻率油藏逐渐趋于饱和,晚期大量生成的以文昌A凹陷恩平组原油为主的混合原油,充注到琼海凸起上部充注压力较大的低渗透储集层,形成了低电阻率油藏。琼海凸起广泛发育的低电阻率油藏指示其周缘生烃凹陷具有较大的生烃强度,是今后勘探的重点。     

含油气盆地中流体包裹体类型及其地质意义

根据流体包裹体的透光和荧光性特征,首先将包裹体划分为烃包裹体、含烃包裹体和无荧光的盐水包裹体与非烃包裹体3大类。其次,再根据包裹体的组成和相态特征,将烃包裹体划分为以下9类:液态烃-气液烃包裹体、气态烃包裹体、含沥青包裹体、含烃盐水包裹体、含烃气体包裹体、液相盐水包裹体、两相盐水包裹体、非烃气体包裹体和含子矿物的盐水包裹体。液态烃-气液烃包裹体类进一步划分为以下4个亚类:重质油包裹体、中质油包裹体、轻质油包裹体和凝析油包裹体。论文还重点探讨了烃包裹体在烃源岩、储集岩和输导岩中的分布规律及各类流体包裹体在油气生成、运移和成藏演化中的地质应用。     

生油岩中镜质组类型及其反射率分布规律

本义详细研究了我国不同类型有机岩及生油岩中镜质组的光学特征、成因及分布规律,初步提出将镜质组划分为3种成因类型:富氢镜质组(A),正常镜质组(B)及再沉积镜质组(C);定量探讨了这3类镜质组反射率的差别及其随成熟度的演化规律.文中指出,生油岩成熟度参数的选取,应当依据其有机岩石学特征,在低成熟阶段,镜质组反射率作为成熟度指标的可靠性随源岩有机质类型的变差而增强;到过成熟阶段,3类镜质组反射率渐趋一致.     

过成熟煤系页岩平衡水吸附特征及其地质意义

页岩储层的含水特征对页岩气评价与勘探开发具有重要的影响,然而对于高—过成熟煤系页岩的相关研究缺乏.对取自沁水盆地阳泉区块的2块煤系页岩样品进行了平衡水吸附实验,研究了吸附水对页岩孔隙结构参数的影响,探讨了吸附水在页岩纳米孔隙中的赋存与分布.结果表明:页岩样品吸附水对孔隙结构参数有显著的影响,吸附水含量(饱和度)与部分孔...     

崖南凹陷烃源岩生烃及碳同位素动力学应用

针对目前琼东南盆地崖南凹陷天然气系统勘探存在的地球化学问题，采用近几年发展起来的生烃动力学及碳同位素动力学研究方法，以崖城组烃源岩干酪根热解生烃实验获得的气体产率和碳同位素数据为基础，建立了生烃动力学和碳同位素动力学模型，初步圈定崖13-1气田天然气主要来自崖南凹陷斜坡带崖城组含煤地层，烃源岩埋深在4300～6000 m之间，目前正处在主生气阶段；崖城组热解气碳同位素动力学研究表明，崖13-1气田天然气成藏时间较晚，属于“累积”集气成藏，成熟度在1.5%~2.3%之间，显然为烃源岩气窗阶段充注，因此有利于气藏形成与保存。     

煤成烃的成因与评价

据荧光显微镜和共聚焦激光显微镜对煤中壳质组、微壳质体的定量观测和煤与煤岩组分的13^C NMR分析测定，以及煤岩显微组分的热演化生烃模拟实验结果，讨论了煤的富氢组分与煤的大分子结构中甲基、α亚甲基，次甲基含量对煤成液态烃和气态烃的控制作用，并提出了针对低演化烟煤阶段煤成气与油的评价指标。由于我国多数含煤盆地是以富含镜质组和惰质组的腐殖煤为主，因此决定了含煤盆地的油气勘探方向主要是煤成天然气。只有少数含煤盆地的含煤岩系中，广泛存在壳质组和微壳质组含量较高的煤分层，才具有煤成油的实际勘探前景，如吐哈盆地等。图3表4参22