热演化过程中干酪根碳同位素组成的变化

通过测定一个Ⅰ型干酪根在不同热演化阶段的残余率和残余部分的碳同位素组成,揭示其在热演化过程中的变化规律,从而为有效气源岩的定量判识与评价提供同位素方面的依据。研究表明,在产甲烷早期(R_o<1.5%),干酪根的碳同位素组成变化较明显,可达3.8‰;当R_o达到1.5%～2%时,随着热演化程度的增加,残余干酪根的δ13C略微呈现出逐渐贫13C的趋势,变化幅度约为2‰;当热演化程度较高(R_o>2%)时,干酪根的碳同位素组成则变化不大,变化幅度小于0.8‰。      

利用生烃动力学方法确定海相有机质的主生气期及其初步应用

利用已获得的国内外典型海相有机质（原油与干酪根）的生气动力学参数，采用生烃动力学方法，计算地质历史中天然气的产率和产气速率，利用EasyR0方法计算成熟度。经过二者的耦合，确定：I型干酪根主生气期的R0值为1．4％～2．4％，Ⅱ型干酪根主生气期的R0值为1．5％～3．0％，原油裂解气主生气期的R。值为1．6％～3．2%。以塔里木盆地塔西南地区为例，初步探讨系统的开放度对主生气期的影响及天然气“死亡线”的问题，研究结果，模拟系统开放度对主生气期的动力学参数计算有一定影响，开放系统Ⅱ型干酪根主生气期的R0值为1．4％～3．1％，天然气主生气期比封闭系统要早。根据研究结果，初步确定海相有机质天然气“死亡线”为：Ⅰ型干酪根R0值约为3．5％，Ⅱ型干酪根R0，值为4．4％～4．5％，海相原油R0值约为4．6％。图4表1参29     

塔里木盆地海相原油及其沥青质裂解生气动力学模拟研究

应用50MPa高压封闭体系,对塔里木盆地海相原油及其沥青质进行了热裂解模拟实验,对气态烃产率及碳同位素演化、焦沥青的生成等方面进行了比较,探讨了原油裂解和沥青质裂解生气机理。研究发现,原油和沥青质裂解气各组分及焦沥青的产率变化类似。完全发生裂解时,沥青质裂解的总气体产率为原油裂解的50%,原油裂解和沥青质裂解生成总气体和焦沥青的质量比值分别为6:4和3:7。在裂解过程中,气态烃碳同位素δ¹³C值的特点是δ¹³C₁<δ¹³C₂<δ¹³C₃,且原油裂解气各组分(C₁—C₃)碳同位素δ¹³C值小于沥青质裂解气的相应组分。运用kinetics软件,计算得到原油和沥青质裂解的动力学参数(活化能和指前因子)。在此基础上,将实验结果外推至地质条件下,探讨了动力学模型的实际应用,为原油裂解气的判识、资源评价、勘探决策提供实验和理论依据。     

鄂尔多斯盆地上古生界低压气藏成因

鄂尔多斯盆地上古生界气藏具有明显的低压特征,其流体压力梯度东高西低,与现今构造形态基本一致。研究表明,剥蚀期间的温度下降和后期埋深的增加是造成上古生界气藏低压形成的主要原因。对苏里格气田的实例研究表明,在150℃成藏时,流体压力梯度约为1.22MPa/100m;温度下降时,压力梯度下降14.9%,到白垩纪末压力梯度约为1.06MPa/100m。在新生代,随着埋深增加,压力梯度再下降21.4%,从而形成典型的低压气藏。     

正构烷烃单体碳、氢同位素在油源对比中的应用

以黄骅坳陷古生界烃源岩作为研究对象,采用GC-IRMS和GC-TC-IRMS技术对烃源岩抽提物中的正构烷烃单体碳、氢同位素进行测定,揭示不同沉积环境中正构烷烃单体碳、氢同位素的组成特征。研究结果表明,下古生界烃源岩正构烷烃的δ¹³C和δD值分别为-29‰~-33‰和-110‰~-140‰;上古生界烃源岩正构烷烃的δ¹³C和δD值分别为-27‰~-29‰和-140‰~-170‰.从下古生界的海相到上古生界的海陆过渡相,正构烷烃明显存在一个富δ¹³C和贫δD的趋势。这表明,沉积环境是控制烃源岩正构烷烃氢同位素组成的主要因素。因此,在复杂的含油气系统中,正构烷烃单体碳、氢同位素组成分布特征对油源对比有着重要的意义,并且可用于母质来源及沉积环境的探讨。     

煤生烃过程中成熟度引起的碳同位素分馏效应

通过半封闭体系下的生排烃热模拟实验研究了3种煤在不同热解温度下的碳同位素分馏效应。研究结果表明,煤的有机质类型不同,成熟度造成的热解烃的碳同位素分馏效应也有差别,腐植煤的热解烃基于成熟度的碳同位素分馏效应大,而煤本身的碳同位素值随成熟度的变化不大。在较高成熟度时,二次裂解的概率大大增加,导致热解烃尤其是残留烃的正构烷烃单体碳同位素组成明显变重。同一烃源岩在不同温度下的热解烃正构烷烃单体的碳同位素组成曲线具有很大的相似性,说明在油源对比中正构烷烃单体碳同位素值曲线的形状和其数值一样都是重要的对比依据。      

原油中烷基萘和烷基菲的碳同位素组成研究

采用逐步增加洗脱液极性的方法对原油中的多环芳烃进行分离、富集，从而使原油中的菲及甲基菲等化合物达到单体碳同位素组成测定的条件，并应用色谱-同位素比值质谱（GC-IRMS）技术对吐哈盆地原油中烷基綦和烷基菲等系列化合物的碳同位素组成进行了测定，结果表明，来源于煤系地层的烷基萘、烷基匪的δ ^（13）C值主要分布在-20‰-28‰，相对于海相来源的明显富集^（13）C，可作为探讨有机质来源以及原油对比的新指标。     

源自海相碳酸盐岩烃源岩原油裂解成气的动力学研究

对源自海相碳酸盐岩的原油进行了动力学模拟实验,阐述了该原油再次热解过程中气态烃组分的演化特征和生成动力学参数。运用动力学参数将模拟实验结果外推到地质条件下,结果表明：在150℃时,海相碳酸盐岩烃源岩生成的原油将开始热裂解并生成大量天然气,温度达到220℃时,裂解生气基本结束,天然气就全部取代石油;甲烷的生成Easy%R_O主要介于1.2%~2.9%之间,C _2-5烃类气体的生成Easy%R_O主要介于1.5%~2.5%之间。这一研究结果可为我国的碳酸盐岩烃源岩再次热解产气的定量模拟提供重要依据,有助于海相碳酸盐岩油气的资源评估。     

实验温度对沥青质热解的影响

本项研究主要是通过不同温度条件下的沥青质热解实验,研究热解温度对生物降解原油中生物标志物的恢复可能产生的影响。研究结果表明 340℃时,沥青质组分具有最大的产油率。另外,300℃之前,热解温度对沥青质热解产物中生物标志物的组成分布影响较小。因此,对于采用生物标志物恢复的方法来进行油/油对比时,300℃是沥青质热解实验较合适的温度。      

陆相有机质中单体烃的氢同位素组成特征

采用GC-TC-IRMS技术，测定辽河坳陷西部凹陷和吐哈盆地台北凹陷的陆相烃源岩抽提物中正构烷烃单体的氢同位素组成。结果表明，陆相来源的正构烷烃单体氢同位素组成大致为-250‰～-140‰，明显比海相来源的贫D(^2H)；不同陆相沉积环境来源的正构烷烃中，成水湖相的相对富D(-200‰～-140‰)，沼泽相的相对贫D(-250‰～-200‰)，淡水滨浅湖湖相的介于其间。从沼泽相→滨浅湖相→成水湖相，正构烷烃的氢同位素组成明显存在逐渐富D的趋势，表明控制正构烷烃氢同位素组成的主要因素可能是沉积环境，沉积后期水体与有机质之间氢的交换作用可能也是重要影响因素。利用正构烷烃的氢同位素组成对其母源进行古环境的恢复时，需要结合其它方面的证据。图2表1参26