不同地质环境下原油裂解生气条件

烃源岩生成的油主要有3种赋存形式:源内分散液态烃、源外分散液态烃和源外聚集液态烃.3种赋存状态液态烃由于所处温压环境不同,周围介质的条件不同,有机无机的相互作用导致原油发生裂解条件有差异.原油与不同介质配样的生气动力学实验表明,不同介质条件下甲烷的生成活化能分布差异较大,碳酸盐岩对油裂解条件影响最大,可大大降低其活化能,导致原油裂解热学条件降低,体现在油裂解温度的降低;泥岩次之,砂岩影响最小.碳酸盐岩、泥岩和砂岩对油的催化裂解作用依次减弱,不同介质条件下主生气期对应的Ro值:纯原油1.5%～3.8%;碳酸盐岩中的分散原油1.2%～3.2%;泥岩中的分散原油1.3%～3.4%;砂岩中的分散原油1.4%～3.6%.压力对原油裂解作用的影响较为复杂,在慢速升温条件下,压力对油裂解生气有抑制作用,而在快速升温条件下,压力对油裂解生气作用影响不显著;压力的大小在原油裂解的不同演化阶段作用效果也不同.以塔里木盆地中下寒武统为例研究油裂解生气量,原始生油量2232.24×108t,剩余油量806.21×108t,油裂解气量106.95×1012m3.     

喀腊塑克水库诱发地震浅析

采用判别标志、对比判断方法,尤其是概率分析方法对喀腊塑克水库诱发地震进行了分析。概率分析方法是利用诱震水库和未发震水库的统计资料,考虑了库深、库容、构造应力环境、断层活动性及诱震区介质条件5个因素,再利用概率统计中的贝叶斯公式建立了预测水库能否诱震的概率模型,最终计算出结果。另外,从库区断层活动性及断裂所通过的位置、库水深度及岩石坚硬程度等方面,分析出可能产生诱发该水库地震的位置。结合工作中的体会,提出评价水库诱发地震的步骤和方法。最终分析结果表明,喀腊塑克水库诱发地震的可能性不大。     

辽河盆地过渡带有机地球化学（Ⅰ）──不同赋存状态的有机质与过渡带气的形成

辽河盆地东部凹陷中部沙一段和沙二段烃源岩主要处于成岩演化阶段，本文通过对其可溶有机质和干酪根的研究探讨了它们与过渡带气之间的关系，发现可溶有机质与同一样品的干酪根之间往往表现出不同的生源组成，前者以Ⅱσ—Ⅲ型有机质为特征，而后者主要属Ⅰ—Ⅱ．型母质。在埋深１８５０～３０６０ｍ的范围内，沥青Ａ、非烃和沥青质的红外特征吸收及其有关参数呈一致的变化规律。由此划分出三个明显不同的演化阶段．并指出２２００～２７７０ｍ左右为沥青Ａ、非烃和沥青质急剧降解的阶段，２５００ｍ左右达到高峰，其结果与过渡带气的形成密切相关。干酪根在该阶段虽然也表现出脱氧、脱脂基因特征，但以生成解聚沥青为主，与过渡带气不存在直接的联系。因此认为可溶有机质，尤其是其中的非烃和沥青质是东部凹陷过渡带气最主要的母源物质。     

沥青成因及反映的油气成藏过程

地质体中沥青按沉积有机质的不同演化路径分为原生和次生沥青，次生沥青由于经历的地质作用不同，又分为生物降解水洗氧化和热裂解成因两种类型，本文重点讨论热裂解成因沥青。热裂解成因沥青是干酪根在生油窗阶段生成的原油，进一步深埋温度增高，达到原油裂解的热动力学条件，裂解生成天然气后的残余物。干酪根热降解生成的原油有聚集型、源内分散型、源外分散型三种赋存方式，裂解分别对应形成三种赋存状态的沥青。通过四川盆地13口井60余块岩芯样品热裂解成因沥青从宏观到微观不同尺度的研究，沥青体积含量0. 1%~15%，形态有条带状、片状、块状、粉末状；赋存方式有裂缝(区域沟通油源的断层)、层理面、微裂隙、原生、次生溶蚀孔、洞等；赋存岩石有粗晶、中—细晶白云岩。伴生的包裹体发育丰富，可区分出孔洞方解石早期和晚期充填、白云石次生加大边、孔洞方解石微裂隙等方式，还有富沥青质的包裹体。颜色透明无色—淡褐色、无色—灰色、深灰色、深褐色等。常量和微量元素含量及不同比值反映了沥青的氧化还原特征。含烃包裹体均一温度从90~220℃，综合记录了油气生成演化的整个过程，以及经历的异常热作用；同一样品加大边中包裹体温度分布范围普遍比较宽，反映碳酸盐岩溶解重结晶作用频繁。基于沥青及其储集空间特征、有机、无机地球化学分析、包裹体研究，以及埋藏史、热史、油气运聚过程分析，四川盆地古老碳酸盐岩主力生烃层系筇竹寺组、灯影组一、三段烃源岩志留纪末进入生油门限，中二叠世大量生油，晚二叠世进入油裂解气门槛，晚三叠世油大量裂解生气；油气具有从北向南运移的特征，沥青大量形成期的分布与古构造叠合图是二次成藏的关键。     

高效气源灶及其对形成高效气藏的作用

厘定了高效气源灶的概念和评价指标。高效气源灶是指具有一定分布范围的高有机质丰度气源岩在特定的热力或生物化学营力作用下高效生气,且这一过程与天然气聚集成藏作用在时、空间有良好耦合关系,从而在大中型气藏形成中高效发挥作用的气源灶。包含两方面涵义,生气的物质基础和生气的热动力学过程。因此,评价指标从三方面考虑,一是气源灶生气强度大,这里沿用戴金星提出的形成大中型气田的评价指标,大于20×108m32     

分散液态烃裂解气资源评价方法

分散液态烃裂解气资源评价涉及五方面内容,可概括为"五步法"的定量评价方法。步骤一:源内和源外液态烃的分配比例和数量研究。模拟实验及实际地质样品统计相结合的研究结果,烃源岩中滞留烃的数量可观,受有机质丰度、类型、演化程度、烃源岩岩性、物性以及与储集层的配置关系等因素影响。总体特征烃源岩排油率变化于20%~80%,以TOC 2%为界,排油率为50%上下;高TOC、类型优质的烃源岩排油率高。步骤二:源外分散液态烃的主要分布、富集区研究。通过数值模拟正演研究液态烃的优势运移通道及分布富集区;同时,通过热成因沥青的数量统计及分布、样品的荧光特征反演研究分散液态烃的分布富集区。步骤三:不同赋存状态液态烃裂解成气的转化率研究。模拟地质条件下碳酸盐岩、泥岩和砂岩中的分散液态烃裂解生气实验,反映碳酸盐岩、泥岩和砂岩对液态烃的裂解均有催化作用,作用强度依次减弱,主生气期对应的Ro值分别为1.2%~3.2%、1.3%~3.4%和1.4%~3.6%;超压抑制液态烃裂解生气,达到相同转化率温度滞后30℃左右。步骤四:研究区含油气系统研究:加强液态烃晚期规模生气和有效成藏的要素和关键时刻的分析。步骤五:分散液态烃裂解气的定量评价以及资源评估。以深层海相天然气成因研究为基础建立的分散液态烃"五步法"定量评价方法,实现了中国深层古老烃源岩源内分散液态烃裂解气、源外分散液态烃裂解气、古油藏裂解气、干酪根降解气的整体、系统评价。     

高成熟和过成熟海相碳酸盐岩生烃条件评价方法研究

提出了以源岩烃降解率为基础的残余有机碳和残余生烃潜力的恢复方法。研究表明,各类源岩残余有机碳恢复系数与镜质体反射率呈线性函数关系。而残余生烃潜力恢复系数与镜质反射率呈二次函数关系。经塔里木盆地和华北地区寒武系、奥陶系高演化海相碳酸盐岩残余有机碳及残余生烃潜力恢复,结果表明,碳酸盐源岩生烃有机质丰度及生烃潜力下限值与碎屑岩基本相同。     

海相不同母质来源天然气的鉴别

利用封闭系统,对典型的海相不同生气母质(包括低成熟度干酪根、源岩中分散液态烃、残余干酪根和原油)进行了生烃动力学实验,分析了在实验室条件下不同母质天然气组成与碳同位素随着成熟度(Ro%)的变化规律.利用实验数据对不同母质气体鉴别图版进行了厘定,并尝试利用基于丁、戊烷的异正构比的判识图版(i/nC4—i/nC5)对我国塔里木和四川盆地典型海相天然气的母质来源进行判识,并利用不同母质碳同位素与成熟度的关系进行了天然气成熟度的计算.研究结果表明:海相不同母质模拟气体的组成与碳同位素是有差别的,如原油裂解气的干燥系数最小,分散液态烃与封闭系统干酪根生成的气体干燥系数基本一致,而残余干酪根生成的气体则非常干;干酪根气中非烃的含量远大于原油裂解气与分散液态烃裂解气;原油裂解气的碳同位素最轻,其次是封闭系统干酪根与分散液态烃,而残余干酪根裂解气的碳同位素最重等.实验厘定表明,ln(C1/C2)—ln(C2/C3)与δ13C2-δ13C3—ln(C2/C3)图版可以区分初次与二次裂解气,但不能用于母质判识,而i/nC4—i/nC5图版可以区分海相不同母质气体.应用结果表明:我国海相成因天然气混合现象普遍,涉及到多种母质,如四川盆地海相天然气主要为原油裂解气与高过成熟干酪根气的混合,塔里木台盆区海相天然气不仅涉及到多种母质,也涉及到不同成熟度气体的混合,而且受到后期作用(如氧化降解、气侵)的影响.     

不同赋存状态油裂解条件及油裂解型气源灶的正演和反演研究

油裂解型气源灶是一种特殊的气源灶,是优质生烃母质在成气过程中派生出的。烃源岩生成的油主要有3种赋存形式:源内分散状液态烃、源外分散状液态烃和源外富集型液态烃。3种赋存状态液态烃的数量及分配比例受内因和外因多种因素控制,就排油率而言,有机碳含量分别为0.67%、0.62%和10.6%的泥岩、灰岩和油页岩,最大排油率分别为45%、55%和80%。原油与不同介质配样的生气动力学实验表明,不同介质条件下甲烷的生成活化能分布有差异,碳酸盐岩对油裂解条件影响最大,可大大降低其活化能,导致原油裂解热学条件降低,体现为油裂解温度的降低;泥岩次之,砂岩影响最小。碳酸盐岩、泥岩和砂岩对油的催化裂解作用依次减弱,不同介质条件下主生气期对应的Ro值:纯原油1.5%～3.8%;碳酸盐岩中的分散原油1.2%～3.2%;泥岩中的分散原油1.3%～3.4%;砂岩中的分散原油1.4%～3.6%。油裂解型气源灶是一种中间体,可以直观看到的是原生气源灶和由此形成的气藏,而对油裂解型气源灶的赋存形式、分布范围、成气数量和储量规模等问题,只能通过正演和反演的研究去确定且相互映证。正演研究以塔里木盆地中下寒武统为例,原始生油量2232.24×108t,剩余油量806.21×108t,油裂解气量106.95×1012m3。反演研究以川东北飞仙关组白云岩中油裂解气为例,圈定的古油藏面积约735km2,古油藏原油数量45×108t,油裂解气量及油裂解气资源量分别为2.72×1012m3和1.36×1012m3。     

深层海相天然气成因与塔里木盆地古生界油裂解气资源

我国海相地层时代老,演化程度偏高,高过成熟干酪根热降解生气潜力有限。针对深层海相天然气成因,提出了有机质接力成气机理,具体包含3方面涵义,生气母质的转换、生气时机的接替和气源灶的变迁。源内分散液态烃型气源灶继承了原生气源灶的特征,而源外分散和聚集型液态烃气源灶与原生气源灶相比,则发生了空间上的迁移。上述三部分液态烃在高—过成熟阶段均可裂解成气,但后者通常埋藏较前者浅,裂解成气的时机晚于前者,有利于晚期成藏。通过不同有机质丰度、不同岩性烃源岩生排烃模拟实验研究,建立了不同有机质丰度烃源岩的排油率图版,为源内、源外分散液态烃分配比例和数量研究提供了依据;从3个方面,生烃潜力评价指标S1、热成因沥青和储层的荧光特征,论证了塔里木盆地古生界地层中分散可溶有机质的数量、分布、裂解程度,肯定了塔里木盆地古生界海相烃源岩有机质接力成气的现实性;并用正演研究思路计算了塔里木盆地中下寒武统分散可溶有机质裂解成气数量。有机质接力成气机理的应用大大提高了塔里木盆地台盆区古生界找气的潜力和希望。