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。     

单体烃碳同位素的技术开发与应用

通过用引进的稳定碳同位素比质谱仪对毛场一马王庙地区及岳口低凸起上原油单体烃碳同位素样品正构烷烃系列的前期处理,优化并确定分析条件,以及平行性、重复性的研究,建立了碳、氢、氧、氮同位素分析方法,样品类型包括原油、烃源岩、天然气等。单体烃碳同位素分析技术在江汉油田是首次建立,填补了江汉油田稳定碳同位素分析方法的空白,它是一种十分精细、严谨的技术支撑。原油单体烃碳同位素分析技术在油源对比等地质应用方面具有可行性,同时体现出有效的实际应用价值。     

干酪根生气期间的碳同位素分馏

本文介绍一种估算天然气源岩类型和成熟度的新方法,其理论基础是瑞利（Rayleigh）分馏模式。干酪根有两类,即以生油为主的不稳定干酪根和生气的热稳定干酪根,两者所生成的甲烷及前者生成的乙、丙、丁烷,它们的δ13C都可以定义为干酪根中生气母质的δ13C、同位素动力学分馏系数k以及生气程度的函数。利用由实验热解和实测数据所得出的这些参数,可以绘制出能区分气源并识别生物气、油裂解气和混合气的综合图表。如果源岩干酪根δ13C的独立估算得以实现,还可用天然气组分的δ13C来确定成熟度。     

吐哈盆地侏罗系原油单体烃系列碳同位素研究

原油中单体烃类在线同位素分析是用色谱仪将包括生物标记化全物在内的化合物分离，经燃烧转化为二氧化碳，然后直接送气体同位素质谱仪进行单体烃碳同位素测定。用此项分析吐哈盆地台北凹陷４个含油气的油，财样品，认为：葡萄沟构造原油与神泉构造原油同源，可能产自煤系地层；胜金口构造原油则与玉果构造原油同源，可能产自泥质烃源岩。     

方正断陷原油来源与生排烃模式

方正断陷是位于依舒地堑中部的小型断陷盆地,已发现轻质油和正常原油。对各层位的烃源岩地化特征进行了分析,并利用甾萜烷等生物标志物进行油源对比和生排烃模拟实验,对煤系烃源岩的生排烃潜力进行研究,建立了烃源岩生排烃模式。结果显示:原油主要来源于古近系的新安村+乌云组,轻质油主要来源于煤,正常原油主要来源于油页岩;煤和油页岩都可生成较高成熟度的天然气;烃源岩排油门限为150 mg/g,大约对应源岩成熟度Ro=0.65%,具有排烃较早和生排烃潜力较大的特点。     

页岩释气过程中碳同位素的分馏特征

钻井现场开展页岩岩心解吸气同位素监测,由于损失气样品缺失,而不能得到岩心气体释放全过程同位素的变化规律。通过加工岩心甲烷高压饱和-解吸装置,并接入色谱-同位素质谱联机系统,满足在线实时监测解吸气甲烷碳同位素变化的要求。在此基础上,开展页岩岩心释气的正演模拟实验,发现了解吸气甲烷碳同位素先期稳定、后期变轻后逐渐变重的变化规律,揭示了岩心中游离气和吸附气的相态转化、二者混合比例的动态演化与同位素变化趋势的相关性,表明同位素在页岩气开发状态的示踪方面具有应用潜力。     

硫对甲烷碳同位素分馏的影响

通过热模拟实验,系统研究了单质硫在有机质生成甲烷过程中对其碳同位素分馏的影响。结果表明,在低—中温条件下,对于产自假干酪根和全岩的甲烷来说,单质硫的存在,总体上使其碳同位素值变轻,但在不同温度段对不同母质的影响程度不同。单质硫的存在会导致普遍出现假干酪根甲烷碳同位素值轻于全岩甲烷碳同位素值;单质硫的存在可使全岩系列甲烷碳同位素值随有机质成熟度的增加反而变轻。研究还显示,单质硫主要是作为反应物参予反应从而影响甲烷碳同位素分馏。     

碳酸盐岩烃源岩不同热模拟方式下气体碳同位素演变特征

我国海相烃源岩普遍处于高—过成熟阶段,现有的烃气碳同位素指标不能直接应用于判识海相碳酸盐岩天然气成因类型以及进行油气源对比。利用云南禄劝Ⅱ₁型低成熟海相碳酸盐岩烃源岩,开展了不同热模拟方式下的系列热解生烃实验,对收集的气体产物进行碳同位素分析。结果表明：①在整个热演化阶段,干酪根碳同位素值随成熟度变化不大,而甲、乙烷碳同位素值均随成熟度增加先变轻再变重,具有相似的演变特征,在油气生成的主要阶段,明显小于其母质干酪根碳同位素值,在过成熟阶段,乙烷碳同位素变重的趋势明显加快,甚至大于其母质干酪根的碳同位素值,呈现出“煤型气”特征,故单纯地采用甲、乙烷碳同位素值来判识天然气类型时需要慎重;②在成熟度相同时,半封闭—半开放体系模拟实验所得气体碳同位素值相比封闭体系模拟实验的要轻,这指示同一烃源岩排出烃气所形成的常规天然气藏,其烃气碳同位素值与滞留在源内的页岩气碳同位素值存在一定的差异,显示出似乎“不同源”的特征,在利用碳同位素模版或回归公式开展气源对比时也需要注意;③两种热模拟方式下、同一种烃源岩在全演化阶段,甲烷碳同位素值总是比乙烷的要小,这表明由单一烃源岩直接供气形成的常规天然气藏,不会发生甲、乙烷碳同位素的“倒转现象”。     

塔斯马尼亚油页岩生烃模拟排出油与滞留油地球化学对比Ⅰ:族组分及同位素组成

澳大利亚塔斯马尼亚下二叠统油页岩富含有机质,有机质的生物来源相对单一,主要为塔斯马尼亚藻,且成熟度较低,是热模拟实验的理想样品.为研究排出油与滞留油的地球化学特征和热演化特征,对其进行了生排烃模拟实验.结果表明,该油页岩的生油高峰为340℃;各温度点排出油与滞留油的族组分相对含量对比结果显示,以生油高峰温度点340℃为...     

碳同位素类型曲线在辽河盆地油源对比中的应用

方法 利用原油及其组分中碳同位素值所构成的同位素类型曲线,对辽河盆地东、西部凹陷两个不同地区的原油进行油－油和油－源对比。目的 区分来自不同母岩的原油,并根据碳同位素类型曲线判断油源。结果 西部凹陷高升雷家地区未熟低熟油与东部凹陷南部地区原油类型曲线分布特征差别明显。高升雷家地区未熟低熟油来自沙四段源岩,东部凹陷南部地区原油主要来自沙三段部分来自沙一段,这与用其它地球化学指标得出的结论相吻合。结论     

芳烃地质色层效应的模拟实验

为考察芳烃系列地质色层效应,利用未混油或混油源岩样品在低温、加压条件下对块状暗色泥岩及灰质泥岩样品进行排烃模拟实验,实验样品来源于渤海湾盆地东营凹陷坨73井沙三下段3160m处泥岩及梁斜61井沙四上段2432m处灰质泥岩,两块样品有机碳含量分别为3.08%和4.0%,成熟度指标R_o分别为0.42%和0.45%。实验结果显示,芳烃系列地质色层效应强弱与芳烃化合物分子量大小呈正相关关系,分子量越大,运移能力越弱,地质色层效应越不明显;排烃过程造成萘等低分子量系列离子流含量整体升高,而三芳甾烷等高分子量系列离子流含量整体下降;在系列内部,重排后的1,3,6-TMN(三甲基萘)较1,2,5-TMN容易运移,甲基取代菲比其对应的无取代基的母体菲难以运移,氧芴、硫芴及联苯系列内部各化合物相对含量变化较大,该系列化合物有关比值具有作为油气运移指标的潜力。     

热模拟在线同位素技术在天然气地学研究中的应用

热模拟在线碳同位素分析技术是天然气地学研究的新手段,它能有效地揭示烃源岩在不同热演化阶段所生成天然气的碳同位素特征。为了建立动态的天然气地学研究技术平台。扼要介绍了该技术的实验方法,并探讨了该技术在天然气地学研究中的若干应用。     

煤成大、中型气田天然气的碳同位素特征

本文根据我国典型大、中型气田的283组碳同位素数据,通过煤成气与油型气的对比,探讨了我国大、中型煤成气田烷烃气的基本特征。研究结果表明,烷烃气碳同位素具有以下特征:甲烷及其同系物随碳分子数的增加,δ¹³C频率区间值展布缩小,主频率值变重;④煤成气与油型气相比,具有低的δ¹³C₁ 主频率峰值,高的δ¹³C₂值;㈣Δ(δ¹³C₂-δ¹³C₁)与δ¹³C₁ 呈负相关关系;煤成气碳同位素系列只有两种形式,即正碳同位素系列和同位素倒转系列;5烷烃气碳同位素系列特征取决于显微组分、演化程度和成藏机制。     

成煤环境不同类型烃源岩生排烃模式研究

该文运用热压模拟试验和油气地球化学等新技术,在系统分析和总结大量分析数据和地质资料的基础上,对成煤环境不同类型烃源岩的生排烃模式进行了深入细致和系统的研究.本中提出,成煤环境沉积的暗色泥岩、碳质泥岩和煤生烃能力差别很大,滨海(湖)沼泽煤及碳质泥岩多好于泥岩,而较深水—浅水湖(或海)沼泽泥岩多优于煤.作者还创建了煤系4种有机质类型和2种主要岩类的9种生排烃模式,并用实际地质剖面排烃模式进行了验证,指出成煤环境Ⅲ1-Ⅱ1型泥岩排油能力明显优于煤及碳质泥岩.      

天然气组分及其碳同位素扩散分馏作用模拟实验研究

为了探讨扩散引起的天然气组分及其碳同位素的分馏效应与岩石物性之间的关系,建立了相应的扩散分馏作用地质模式。通过自行设计的天然气成藏物理模拟仪,选择了不同物性的岩芯及其组合进行了天然气组分及其碳同位素扩散分馏作用模拟实验。实验研究结果表明:岩石的孔隙度和渗透率越低,扩散运移引起的分馏效应越明显;乙烷以上的重烃碳同位素几乎不发生分馏作用,但其组分组成仍存在一定程度的分馏现象。利用天然气组分及其碳同位素的上述变化规律,可以追踪天然气的运移路径,也可用于气源对比研究。     

少量/微量烃类气体的收集、定量分析及碳同位素分析方法

在生烃动力学的研究中,需要对热模拟产生的少量或微量的烃类气体进行定性、定量分析及单体烃碳同位素分析。金管中的气体经托普勒汞泵收集定量后送入气相色谱仪进行成分分析,剩余的气体经收集、转移后进行碳同位素分析。文中介绍了系统的详细结构、工作原理,并讨论了影响分析精度的几个因素。     

基质镜质体成烃的新认识

在煤层中,尽管壳质组的生油潜量高于等量的基质镜质组,但由于基质镜质组在煤层中所占比例远高于壳质组,所以其生烃总量并不低于壳质组.新疆伊宁盆地侏罗系煤系的模拟结果表明,基质镜质体在模拟温度为380～420℃时为生烃高峰期,450～500℃时生烃结束.基质镜质组的生烃产物中,气态产物与液态产物大致相当.与壳度组相比,基质镜质组具有生烃开始时间早、结束晚的特点.